nghiên cứu hoàn thiện thiết kế, khảo nghiệm và đánh giá máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11 Hình 1.4 Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ của Trung Quốc Hình 1.5 Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ DC35 Ngoài ra cũng

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM THỊ LƯƠNG

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN THIẾT KẾ, KHẢO NGHIỆM

VÀ ĐÁNH GIÁ MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP

DẠNG TREO CỠ NHỎ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2015

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

PHẠM THỊ LƯƠNG

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN THIẾT KẾ, KHẢO NGHIỆM

VÀ ĐÁNH GIÁ MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP

DẠNG TREO CỠ NHỎ

Chuyên ngành: Máy nông nghiệp

Người hướng dẫn khoa học:

TS Lê Văn Bích

HÀ NỘI, NĂM 2015

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là trung thực và hoàn toàn chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được

cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2015

Tác giả

Phạm Thị Lương

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian nghiên cứu thực hiện và hoàn thành luận văn thạc sỹ, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của rất nhiều cá nhân, tập thể trong và ngoài trường

Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo, cô giáo Khoa Cơ Điện, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam đã tạo mọi điều kiện giúp

đỡ tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp này Đặc biệt tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy giáo TS Lê Văn Bích và ThS Lưu Văn Chiến người đã trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện và cũng là người đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án luận văn này Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đã khích lệ tôi hoàn thành luận văn thạc

sỹ này

Trong quá trình thực hiện đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót ngoài ý muốn Tôi rất mong các thầy cô cùng bạn bè chỉ bảo thêm để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 28 tháng 10 năm 2015

Người thực hiện

Phạm Thị Lương

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

Chương I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam 4

1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới 4

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam 6

1.2 Đặc điểm của cây lúa 7

1.3 Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở nước ta 8

1.3.1 Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở miền Nam 8

1.3.2 Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở miền Bắc 10

1.4 Một số loại máy gặt đang được sử dụng ở nước ta hiện nay 12

1.4.1 Máy gặt đập liên hợp 12

1.4.3 Máy gặt tuốt liên hợp kiểu Nhật Bản 16

1.4.4 Máy gặt bó và gặt xếp dãy 17

Kết luận 18

Chương II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 21

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 21

Chương III: SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MẪU MÁY VÀ XÁC ĐỊNH NHỮNG THÔNG SỐ BAN ĐẦU 22

3.1 Đề xuất sơ bộ thiết kế mẫu máy 22

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv

3.2 Xác định các thông số ban đầu 24

Kết luận 25

Chương IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26

4.1 Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực cho máy 26

4.1.1 Sơ đồ thiết kế máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ 26

4.1.2 Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực cho máy 28

4.2 Tính toán lựa chọn giải pháp chế tạo sàng làm sạch 34

4.2.1 Tính toán và thiết kế bộ phận sàng 34

4.2.2 Giải pháp và cơ cấu dao động sàng 37

4.3 Cải tiến một số bộ phận làm việc chính 45

4.3.1 Cải tiến bộ phận sàng trống đập 45

4.3.2 Cải tiến bộ phận sàng làm sạch 46

4.3.3 Bộ phận lọc gié 48

4.3.4 Thay đổi vị trí cửa ra rơm 49

4.4 Báo cáo thí nghiệm máy gặt đập, cải tiến liên hợp dạng treo cỡ nhỏ 51

4.4.1 Mục đích 51

4.4.2 Dụng cụ và thiết bị thử 51

4.4.3 Kết quả thử nghiệm 52

4.4.4 Nhận xét 56

4.5 Báo cáo đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật 64

4.5.1 Đặt vấn đề 64

4.5.2 Mục đích, nội dung và phương pháp xác định các chỉ tiêu kỹ thuật 66

4.5.4 Kết quả tính toán chi phí cho khâu thu hoạch lúa trên địa bàn Hà Nội 71

4.5.5 Kết luận và đề nghị 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

Kết luận 76

Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Kết quả tính toán khối lượng cân bằng 41

Bảng 4.2 Danh mục dụng cụ và thiết bị thử 51

Bảng 4.3 Thông số cấu tạo chính của máy 52

Bảng 4.4 Điều kiện ruộng và cây lúa 55

Bảng 4.5 Kết quả thử tính năng làm việc chính 56

Bảng 4.6 Chi phí thu hoạch lúa thủ công trên một ha 72

Bảng 4.7 Chi phí cho máy GĐLH/ha 72

Bảng 4.8 Bảng tổng hợp hiệu quả kinh tế máy GĐLH 75

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Dự trữ gạo của 5 nước xuất khẩu chính và chỉ số gạo của FAO 5

Hình 1.2 Bông lúa nước Việt Nam 8

Hình 1.3 Máy gặt đập liên hợp 10

Hình 1.4 Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ của Trung Quốc 11

Hình 1.5 Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ DC35 11

Hình 1.6 Máy gặt đập liên hợp Kubota DC 70 11

Hình 1.7 Cơ giới hóa là xu thế tất yếu để thực hiện công nghiệp hóa nông nghiệp, nông thôn 12

Hình 1.8 Một số máy gặt đập liên hợp đang được sử dụng ở Việt Nam 14

Hình 1.9: Máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ GĐLH-K120 14

Hình 1.10 Các bộ phận chính của máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ 15

Hình 1.11 Máy gặt tuốt liên hợp 16

Hình 1.12 Máy gặt xếp dãy chuyên dùng 17

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể máy 19

Hình 3.1 Máy động lực sử dụng với các mục đích khác nhau 23

Hình 3.2 Sơ đồ tháo rời các phần của máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ 24

Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể máy 26

Hình 4.2 Cơ cấu vít me 27

Hình 4.3 Cơ cấu nâng hạ 4 khâu bản lề bằng thủy lực 27

Hình 4.4 Sơ đồ kết cấu tổng thể nâng hạ máy GĐLH 28

Hình 4.5 Giá đỡ liên kết 30

Hình 4.6 Cơ cấu 4 khâu 30

Hình 4.7 Sơ đồ kết cấu bộ phận nâng hạ modul gặt 31

Hình 4.10 Lược đồ tính toán thông số xi lanh thủy lực 33

Hình 4.11 Sơ đồ động học sàng phẳng 35

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii

Hình 4.12 Đồ thị vận tốc và gia tốc sàng 36

Hình 4.13 Hệ thống sàng làm sạch 37

Hình 4.14 Nguyên lý cân bằng sàng 38

Hình 4.15 Hệ thống sàng làm sạch 38

Hình 4.16 Sơ đồ cân bằng lực quán tính 39

Hình 4.17 Cơ cấu cân bằng sàng 42

Hình 4.18 Sàng tự cân bằng 42

Hình 4.19 Sàng tự cân bằng 43

Hình 4.20 Sàng trống đập cải tiến chế tạo bằng lưới đan 45

Hình 4.21 Sàng làm sạch kiểu cũ 46

Hình 4.22 Sàng làm sạch cải tiến kiểu mới 47

Hình 4.23 Bộ phận lọc gié 49

Hình 4.24 Cửa ra rơm kiểu cũ 50

Hình 4.25 Cửa ra rơm cải tiến của máy gặt đập 50

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1

MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước có nền sản xuất Nông nghiệp tương đối phát triển so với các nước trong khu vực Đông Nam Á Với diện tích đất tự nhiên khoảng 33,2 triệu ha, tiềm năng đất nông nghiệp vào khoảng 24 triệu ha trong đó chủ yếu là trồng lúa nước với hai vùng lớn là Đồng Bằng Sông Hồng và Đồng Bằng Sông Cửu Long

Ngành trồng lúa ở nước ta là một trong những ngành sản xuất lương thực vô cùng quan trọng và đạt được nhiều thành tựu đáng kể Không những cũng cấp đầy đủ lương thực cho người dân Việt Nam, mà còn trở thành một cường quốc xuất khẩu gạo lớn trên thế giới

Để đạt được những thành quả như vậy phụ thuộc vào rất nhiều khâu và công đoạn Trong đó không thể thiếu được khâu thu hoạch lúa

Khâu thu hoạch mang ý nghĩa rất quan trọng vì nó là khâu kết thúc của một loạt các công việc trước đó Nếu tổ chức khâu thu hoạch nhanh, tổn thất ít thì hiệu quả trồng trọt cao Mùa vụ thu hoạch được tiến hành khẩn trương trong thời gian ngắn Nếu kéo dài thời gian thu hoạch là đồng nghĩa với sự mất mát, giảm năng suất

Do yêu cầu thời vụ và đặc biệt trong khâu thu hoạch đòi hỏi một lượng lớn lao động trong thời gian ngắn nên thường xảy ra tình trạng thiếu lao động trong thời điểm thu hoạch rộ, vì vậy làm tăng giá nhân công, kéo theo tăng giá thành sản xuất, đồng thời làm giảm chất lượng hàng hóa trên thị trường Bên cạnh đó hiện nay ở nước ta các máy nông nghiệp được sử dụng vẫn còn hạn chế, một phần là do nhập khẩu các loại máy móc từ nước ngoài

về dẫn đến giá thành máy nông nghiệp khá cao so với doanh thu từ nông nghiệp, hơn nữa trong quy hoạch canh tác đồng ruộng vẫn chưa đảm bảo được yêu cầu đưa máy móc lớn vào làm việc được Vì vậy việc nghiên cứu, thiết kế và sử dụng máy nông nghiệp trong sản xuất, canh tác là vấn đề cấp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 2

thiết hàng đầu mà các cấp, các ngành cần phải quan tâm hơn nữa Không chỉ dừng lại ở yêu cầu thiết kế, chế tạo ra nhiều máy móc mà chúng ta còn phải quan tâm cả việc hạ giá thành đến mức thấp nhất mà vẫn đảm bảo được quá trình làm việc của máy đạt hiệu quả cao nhất

Hai, ba năm trở lại đây, một vài mẫu máy gặt đập liên hợp chuyên dùng

cỡ trung và cỡ lớn có xuất sứ từ Trung Quốc và một số cơ sở sản xuất ở miền nam đã được đưa vào sử dụng ở đồng bằng Bắc bộ Tuy nhiên, sau hai ba năm triển khai sử dụng, theo đánh giá của những nông dân trực tiếp sử dụng máy

và một số nhà khoa học chuyên ngành máy nông nghiệp đánh giá hiệu quả làm việc của máy chưa cao, người mua máy sử dụng có lãi ít hoặc không có lãi, thậm chí còn gặp rất nhiều rủi ro dẫn tới thua lỗ nặng nề Vì vậy, cho đến nay, chủ trương đưa máy gặt đập liên hợp vào đồng bằng Bắc bộ gặp rất nhiều khó khăn Nhiều nơi tiến trình này gần như dẫm chân tại chỗ hoặc thụt lùi Qua tìm hiểu và phân tích, chúng tôi thấy có một số nguyên nhân chính dẫn tới tình trạng trên như sau:

- Quy cách đồng ruộng phần lớn là manh mún, không phù hợp với những máy gặt đập liên hợp cỡ trung và cỡ lớn

- Đường xá đi lại ở nông thôn và đường nội đồng còn nhỏ hẹp, đặc biệt

là ở những vùng trung du, miền núi, gây cản trở rất nhiều cho hoạt động của những loại máy này

- Hệ thống di chuyển của phần lớn các loại máy này là xích bọc cao su (do máy quá nặng, thường từ 2 tấn trở lên), loại xích này không phải là một công cụ làm đất, khi di chuyền trên đồng thường để lại những rãnh sâu, làm mất độ bằng phẳng của mặt đồng, gây nhiều khó khăn cho công việc làm đất tiếp theo

- Xích cao su được thiết kế để đi lại trên nền đất mềm, không đi lại nhiều được trên nền đường cứng Vì vậy khi phải di chuyển trên nền đường cứng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 3

với khoảng cách lớn phải có rơ moóc chuyên dùng, phát sinh thêm chi phí cho người sử dụng

- Giá thành máy còn cao đối với người nông dân ở đồng bằng Bắc bộ

- Phụ tùng thay thế phần lớn là đặc chủng, không có sẵn và thường rất đắt

Do đó việc nghiên cứu, chế tạo ra một mẫu máy nhỏ gọn, được sản suất hoàn toàn trong nước, hệ thống di chuyển loại thông dụng là bánh lồng hoặc bánh tăng bám được sử dụng, máy được sản suất hàng loạt theo lối công nghiệp, hợp theo các tiêu chuẩn quốc tế trong ngành máy nông nghiệp khắc phục được hầu hết các nhược điểm trên là một trong những yêu cầu cấp thiết Xuất phát từ những yêu cầu cấp thiết trên, được sự hướng dẫn của thầy giáo TS Lê Văn Bích chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài:

“ Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế, khảo nghiệm và đánh giá máy gặt đập

liên hợp dạng treo cỡ nhỏ”

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 4

Chương I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Tình hình sản xuất lúa gạo trên thế giới

Gạo là nguồn thu nhập và cuộc sống của hàng triệu nông dân trên toàn thế giới Họ dùng khoảng 150 triệu ha hàng năm để trồng lúa, với sản lượng khoảng 600 triệu tấn

Tháng 10/2014, Tổ chức Lương thực thế giới (FAO) đã nâng mức dự báo về thương mại gạo quốc tế năm 2014 thêm 500.000 tấn lên 40,2 triệu tấn, chủ yếu do lượng gạo nhập khẩu vào Bangladesh, Guinea, Djibouti, Sri Lanka, Thổ Nhĩ Kỳ và Zimbabwe Tuy nhiên, dự báo lượng gạo nhập khẩu vào Hàn Quốc, Cộng hòa Hồi giáo Iran và Ai Cập sẽ ở mức thấp hơn Về xuất khẩu, những thay đổi này đã được các nhà xuất khẩu gạo hàng đầu thế giới,

mà chủ yếu là Thái Lan và Việt Nam, đáp ứng Số lượng gạo mà Brazil và Pakistan xuất khẩu mùa vụ 2014 đã được điều chỉnh giảm Với mức dự báo mới 40,2 triệu tấn, thương mại gạo thế giới năm 2014 sẽ tăng hơn 8% so với năm 2013 và đạt mức kỷ lục Phần tăng còn lại chủ yếu là lượng nhập khẩu ở khu vực Viễn Đông, nơi các nhà thu mua lớn đang phải đối mặt với hiện tượng mất mùa và/hoặc giá cả trong nước cao Giá cả cạnh tranh trên thế giới cũng là nguyên nhân dẫn tới hoạt động nhập khẩu gạo của các quốc gia không chỉ ở châu Phi mà còn cả ở Mỹ Latinh, vùng Caribbe, châu Âu và Bắc Mỹ tăng mạnh

Tổ chức FAO dự báo thương mại gạo thế giới năm 2015 sẽ đạt 40,5 triệu tấn, giảm 0,6% so với mức tăng trưởng ước tính năm 2014 Xét về nhu cầu, sự gia tăng này cho thấy các nước ở châu Phi, Mỹ Latinh và vùng Caribbe nhiều khả năng tiếp tục nhập khẩu gạo nhiều hơn nữa nhất là trong bối cảnh mất mùa và nhu cầu tiêu thụ tăng nhanh chóng Ngược lại, kim ngạch xuất khẩu gạo ở Bắc Mỹ và châu Âu được dự báo sẽ giảm xuống trong

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 5

khi thị trường châu Á lại duy trì ổn định cao Về phía các nhà cung cấp, Thái Lan dự kiến sẽ chiếm lĩnh thị trường với kim ngạch xuất khẩu mặt hàng này của Bangkok tăng kỷ lục

Hình 1.1: Dự trữ gạo của 5 nước xuất khẩu chính và chỉ số gạo của FAO Tiêu thụ gạo thế giới niên vụ 2014/15 dự báo hiện ở mức 500,5 triệu tấn (gạo xay xát), giảm 200.000 tấn so với dự báo trong tháng 10 song vẫn cao hơn 1,9% so với mức dự báo niên vụ 2013/14 Khoảng 83% lượng gạo tiệu thụ, tương đương 415,4 triệu tấn, sẽ tương ứng với lượng tiêu dùng thực phẩm Lượng gạo dành cho bữa ăn là 14,5 triệu tấn, tương đương 3% trong tổng lượng tiêu thụ và 70,6 triệu tấn còn lại, tương đương 14%, để làm hạt giống, được sử dụng trong công nghiệp dưới dạng phi thực phẩm và thải loại Tính theo bình quân đầu người, mặc dù giá bán lẻ cao ở hầu hết các khu vực

so với năm ngoái nhưng tiêu thụ thực phẩm sẽ tăng nhẹ từ 57,3kg trong niên

vụ 2013/14 lên 57,5kg trong niên vụ 2014/15

Lần đầu tiên trong 10 năm qua, trong niên vụ 2014/15, dự báo tiêu thụ gạo toàn cầu sẽ vượt qua sản lượng, dẫn đến lượng dự trữ gạo toàn cầu năm

2015 giảm 3,8 triệu tấn xuống còn 177,5 triệu tấn Lượng gạo dự trữ giảm chủ yếu sẽ gây lo ngại cho các quốc gia xuất khẩu gạo (như Ấn Độ, Myanmar và Thái Lan), trong khi đó lượng gạo tồn kho có khả năng cũng sẽ giảm hơn ở

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 6

một số nước nhập khẩu lớn như Indonesia Dù vậy, trữ lượng gạo thế giới sẽ vẫn ở mức cao, với tỷ lệ dự trữ để sử dụng ước đạt 34,8% trong niên vụ 2014/15, giảm 36,2% so với năm trước song vẫn đủ để đáp ứng nhu cầu trong hơn bốn tháng

Giá gạo quốc tế liên tục giảm kể từ tháng 9 năm 2014 và mạnh nhất vào tháng 11 Việc giá gạo lao dốc được thể hiển rõ nhất trong phân khúc gạo thơm, trong bối cảnh nguồn cung dư thừa đi đôi với nhu cầu nhập khẩu giảm Giá gạo Indica cũng phải chịu nhiều sức ép, phản ánh nhu cầu nhập khẩu hạn hẹp trong khi trên thị trường lại xuất hiện các loại gạo mới được thu hoạch Bảng giá tại tất cả các quốc gia xuất khẩu gạo lớn, đặc biệt là Ấn

Độ, Pakistan và Việt Nam, đều đang giảm Giá gạo tại Thái Lan cũng giảm nhưng kể từ tháng 9, mức giảm này ít hơn so với ở các nước cạnh tranh do chính phủ Bangkok công bố chi tiết các kho dự trữ công nhằm kiềm chế đà trượt giá này

1.1.2 Tình hình sản xuất lúa gạo ở Việt Nam

Với khuynh hướng giảm bớt diện tích trồng lúa, Việt Nam năm vừa qua được mùa nhờ khí hậu điều hòa, sản lượng đạt đến 45 triệu tấn lúa hay tăng 2,3% so với 2013, năng suất bình quân 5,77 tấn/ha và xuất khẩu 6,2 triệu tấn gạo trị giá 2,7 tỉ Mỹ kim, so với mục tiêu đầu năm 6,5 triệu tấn và 6,7 triệu tấn của 2013 Năm 2014 Việt Nam xuống vị trí thứ 3 xuất khẩu gạo thế giới, sau Thái Lan và Ấn Độ

Từ năm 1989, Việt Nam đã trở thành một nhà cung cấp gạo quan trọng trên thị trường gạo thế giới, Việt Nam đã xuất khẩu xấp xỉ 70 triệu tấn gạo với trị giá gần 18,6 tỉ USD và Việt Nam trở thành nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 trên thế giới Hiện nay, Việt Nam đã có thị phần xuất khẩu gạo ở hầu hết các thị trường nhập khẩu gạo trên thế giới, bao gồm: châu Á, châu Phi, châu Mỹ, Trung Đông và châu Âu Đặc biệt năm 2009, năm Việt Nam có sản lượng gạo

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 7

xuất khẩu cao nhất từ trước đến nay, khoảng 6÷6,2 triệu tấn Đồng thời, năm nay còn là năm chuyển đổi phát triển nhiều mặt trong công tác xuất khẩu gạo

Bên cạnh những kết quả đạt được và các nhân tố tích cực, chúng ta đã

và đang vấp phải tình trạng thâm hụt trong khâu thu hoạch lúa, đây là vấn đề cấp thiết nhất của nhiều nhà quản lý, nhà nông học, nông dân và ngay cả tổ chức Lương Nông Liên Hợp Quốc FAO cũng đã nêu lên những con số hao hụt, thấp thoát đáng lo ngại: tỷ lệ hao hụt trong thu hoạch lúa tuỳ thuộc vào đặc điểm của từng vùng, dao dộng từ 10% ÷ 15% tương đương khoảng 3 ÷ 4 triệu tấn lúa/năm

Trên thực tế ta thấy lượng hao hụt này do nhiều nguyên nhân gây lên từ khâu giống lúa, cách gieo trồng, chăm sóc đến cả khâu thu hoạch và khâu bảo quản, nhưng trong đó lượng hao hụt chủ yếu là do khâu thu hoạch gây lên làm thất thoát một lượng khá lớn

1.2 Đặc điểm của cây lúa

Chiều cao cây lúa lúc chín có chiều cao từ 60 cm ÷ 110 cm tuỳ thuộc vào giống lúa, nhưng phần lớn cây lúa có chiều cao khoảng 90 cm Thân cây lúa có dạng ống và được trồng thành từng khóm để dựa vào nhau không bị

đổ khi lúa chín Lúa được trồng theo hình thức gieo hoặc cấy Tùy theo giống lúa mà có mật độ gieo cấy khác nhau Tuy nhiên do khả năng tự điều chỉnh của cây lúa rất tốt nên đến thời kỳ thu hoạch, mật độ cây/m2 dao động trong khoảng từ 600 đến 700 cây (bao gồm cả nhánh hữu hiệu và vô hiệu) Nói chung, lực tải khi cắt lúa nước có thể được tính tương đương như với cắt lúa mì

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 8

Hình 1.2 Bông lúa nước Việt Nam

Về toàn cảnh, khi thu hoạch lúa phải chín hoàn toàn, màu vàng cả lá,

thân và hạt là biểu hiện thực thảm thực vật đã chín

Tuy nhiên thời điểm chín của hạt lúa trên một bông cũng khác nhau

1.3 Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở nước ta

1.3.1 Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở miền Nam

Cơ giới hóa nông nghiệp, một trong những thành tựu vĩ đại của thế kỷ

20, được thực hiện bằng công nghệ cao đã tạo ra giá trị trong thực hành sản xuất nông nghiệp của thế giới thông qua việc sử dụng hiệu quả hơn về lao động, kịp thời của các hoạt động và quản lý đầu vào hiệu quả hơn, với trọng tâm là hệ thống năng suất cao bền vững Trong lịch sử hiện đại máy móc được sản xuất ra có giá cả phải chăng, giúp người sản xuất tăng năng lực và tiêu chuẩn hóa các hoạt động đánh giá thông qua việc nâng cao năng suất và hiệu quả lao động, đó là chìa khóa của cơ giới hóa nông nghiệp

Để đạt năng suất nông nghiệp đáp ứng nhu cầu được tính toán trong tương lai về lương thực, thực phẩm và nhiên liệu Mặc dù nông nghiệp đã vượt qua những thách thức trong quá khứ nhưng để đáp ứng sự gia tăng có mục tiêu về năng suất đến năm 2050 sẽ phải được thực hiện khi đối mặt với những hạn chế nghiêm ngặt, bao gồm cả nguồn lực hạn chế, ít lao động và lao động có tay nghề cao, hạn chế của đất canh tác, và những hạn chế khác Các

số liệu được sử dụng để đo lường quá trình như vậy gọi là tổng năng suất

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 9

nhân tố (TFP) – Sản lượng trên một đơn vị được sử dụng tổng nguồn lực trong sản xuất, theo một số dự báo, sản lượng nông nghiệp sẽ phải gấp đôi vào những năm 2050 với sự quản lý đồng thời phát triển bền vững

Điều này, các nhà khoa học trong ngành cho rằng, nó đòi hỏi gia tăng TFP từ mức hiện là 1,4 đối với hệ thống sản xuất nông nghiệp đến một mức

độ phù hợp là 1,75 hoặc cao hơn Để đạt được mục tiêu đó, chúng ta sẽ cần những thành tựu đáng kể trong tất cả các yếu tố tác động vào tổng năng suất nhân tố Cơ giới hóa là một trong những nhân tố đó mà đã có ảnh hưởng đáng

kể đến TFP từ khi bắt đầu nông nghiệp hiện đại Cho một ví dụ ở Mỹ, do được thu hoạch bằng cơ giới, là một yếu tố quan trọng trong việc gia tăng sản xuất bông vải trong thế kỷ trước Trong tương lai, cơ giới cũng sẽ phải góp phần quản lý tốt hơn các yếu tố đầu vào, trong đó rất quan trọng để tăng TFP

trong hệ thống sản xuất toàn cầu rất khác nhau giữa các loại cây trồng (Trích nguồn internet: http://iasvn.org/tin-tuc/Vai-tro-cua-co-gioi-hoa-va-danh-gia- viec-ap-dung-co-gioi-hoa-san-xuat-lua-o-DBSCL-4185.html)

Ở Miền Nam Việt Nam, diện tích trồng lúa lớn nên khâu thu hoạch lúa tốn rất nhiều công, vì vậy cơ giới hóa khâu thu hoạch đang được đẩy mạnh Một số mẫu máy gặt, gặt đập liên hợp của nước ngoài đã được nhập về nhưng giá rất đắt Một vài cơ sở tư nhân và quốc doanh ở Miền Nam đã chép mẫu những máy này và đã sản xuất được một số loại máy gặt, gặt đập liên hợp đang được sử dụng ở đồng bằng Sông Cửu Long Tuy nhiên do điều kiện thời tiết khác nhau đối với từng vụ, do đồng ruộng chưa được quy hoạch tốt nên cho đến nay tỷ lệ cơ giới hóa khâu thu hoạch mới chỉ đạt khoảng 10% Trong lĩnh vực trồng trọt, thể hiện rõ nét nhất là khâu làm đất đã đạt 92% cơ giới hóa đối với cây lúa, tuy nhiên mức độ cơ giới hóa trên cây lúa cũng rất không

đồng đều (Trích nguồn internet nong-nghiep-Nhung-con-so-dang-lo-6924.html)

http://iasvn.org/homepage/Co-gioi-hoa-Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 10

Ở Miền Nam tình hình cơ giới hoá rõ rệt và hiệu quả hơn Do điều kiện kinh tế của bà con nông dân ở đây là cao so với cả nước hơn nữa đây là vùng trồng lúa lớn nhất nước ta và ruộng đất cũng tập trung thành từng lô nên bà con có điều kiện cơ giới hoá dễ dàng hơn

Hình 1.3 Máy gặt đập liên hợp

1.3.2 Tình hình cơ giới hóa khâu thu hoạch lúa ở miền Bắc

Ở Miền Bắc, do tập quán canh tác, quy mô ruộng đất nhỏ hẹp và nhiều hình dạng phức tạp, thời tiết vào kỳ thu hoạch thường không thuận lợi cho việc thu hoạch bằng máy Vì vậy cơ giới hóa khâu thu hoạch ở Miền Bắc, đặc biệt là khâu gặt chưa được phổ biến Một nguyên nhân nữa là thời gian sử dụng máy thu hoạch trong năm là rất ít (khoảng 20 đến 30 ngày), gây nên lãng phí thiết bị Trong những năm gân đây, đã có một vài cơ sở áp dụng thử nghiệm một vài mẫu máy gặt đập liên hợp ở một số tỉnh thuộc đồng bằng Bắc

bộ, nhưng hiệu quả làm việc chưa cao nên chưa triển khai rộng được

Miền Bắc nước ta do diện tích ruộng nhỏ lại không tập trung làm cho việc cơ giới hoá gặp khó khăn Hơn nữa giá các loại máy ở đây vẫn còn cao với người dân Máy móc trong nông nghiệp ở đây chủ yếu là các loại máy làm đất cỡ nhỏ và trung bình có nguồn gốc từ Trung Quốc

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 11

Hình 1.4 Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ

của Trung Quốc

Hình 1.5 Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ

DC35 Ngoài ra cũng có sử dụng các loại máy cỡ lớn cho những vùng có diện tích đất tập trung như các máy của hãng Kubota

Hình 1.6 Máy gặt đập liên hợp Kubota DC 70

Để bảo đảm cho việc cơ giới hóa trong thu hoạch lúa được thuận lợi, cần phải giải quyết các yêu cầu đặt ra trong tổ chức cũng như quá trình sản

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 12

xuất Khó khăn hàng đầu cho việc cơ giới hóa sản xuất lúa là diện tích lô thửa của nông hộ quá nhỏ hẹp và manh mún

Ruộng nhỏ quá thì máy móc các loại từ làm đất, gieo cấy đến thu hoạch đều khó làm việc Để có diện tích thuận lợi cho việc cơ giới hóa, nhiều nơi có giải pháp dồn điền đổi thửa nhưng việc này rất chậm và rất khó khăn

Hình 1.7 Cơ giới hóa là xu thế tất yếu để thực hiện công nghiệp

hóa nông nghiệp, nông thôn

1.4 Một số loại máy gặt đang được sử dụng ở nước ta hiện nay

Việc sử dụng máy móc vào các công đoạn của quá trình sản xuất nông nghiệp là một trong những yếu tố quan trọng để thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn, góp phần quan trọng tăng năng suất lao động, hạ giá thành sản phẩm, nâng cao thu nhập và cải thiện đời sống của nông dân

1.4.1 Máy gặt đập liên hợp

Ở nước ta hiện nay chủ yếu sử dụng máy gặt đập liên hợp.Đây là loại máy kết hợp các công việc từ cắt, đập, làm sạch sơ bộ một trên cùng một máy

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 13

nên có năng suất cao và tỷ lệ rơi vãi trên đồng ruộng là thấp và tiết kiệm rất nhiều công đoạn cho nông dân

Xu hướng chung hiện nay là người ta dùng phương pháp thu hoạch một giai đoạn, vì việc liên hoàn hai bộ phận cơ bản là gặt và đập trên cùng một tổ hợp sẽ làm cho tổn hao về hạt do vận chuyển giảm xuống đáng kể Hơn nữa thời gian thu hoạch được rút ngắn, giải phóng nhanh đồng ruộng

Máy gặt đập liên hợp trước kia có loại móc sau máy kéo, ngày nay hầu hết là máy tự hành Một động cơ có công suất từ 7,5 ÷ 20 kw đủ để vận hành toàn bộ hoạt động của máy gặt đập liên hợp

Hiện nay trên thị trường máy gặt ở nước ta có một số mẫu máy gặt đập

liên hợp như: FOTON LOVOL DB200; Máy gặt đập liên hợp MGĐ160; Máy gặt UMC – 2008; Máy gặt đập liên hợp GĐ1.6,… Nhìn chung những mẫu

máy này phần lớn có xuất xứ từ Trung Quốc, một số máy được các công ty cũng như viện nghiên cứu cải tiến từ những mẫu máy của Trung quốc Giá bán của các mẫu máy này thường dao động trong khoảng từ 100 triệu đến 200 triệu, có máy có giá hơn 200 triệu

Ưu điểm chung của các mẫu máy này là: Năng suất máy cao, có thể gặt

ở chân ruộng lầy lội, bề rộng làm việc lớn, đảm bảo độ hao hụt hạt thóc cho

phép khi làm việc, động cơ khỏe, có thể làm việc trong nhiều giờ liên tục

Nhược điểm là: Trọng lượng và kích thước lớn nên khó làm việc ở

đồng đất nhỏ, sau khi thu hoạch xong để lại vết máy lớn gây khó khăn cho khâu làm đất Hệ thống truyền động bằng xích nên cần có xe chuyên dùng đi kèm để vận chuyển, gây tăng giá thành đầu tư máy Bên cạnh đó giá thành của các mẫu máy này còn quá cao, máy chỉ có thể làm việc theo mùa vụ khi hết mùa gặt lại không sử dụng đến nên tính hiệu quả kinh tế không cao

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 14

Máy gặt đập liên hợp FOTON LOVOL

DB200

Máy gặt đập liên hợp MGĐ160

Máy gặt UMC 1.9 Máy gặt đập liên hợp GĐ1.6

Hình 1.8 Một số máy gặt đập liên hợp đang được sử dụng ở Việt Nam

*) Máy gặt đập liên hợp GĐLH-K120

Hình 1.9: Máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ GĐLH-K120

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 15

Cấu tạo của máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ gồm có các bộ phận chính sau:

+/ Guồng gạt, dao cắt, mũi rẽ, trục xoắn gom lúa và chuyển lúa tới trống đập

+/ Máy có thể tháo rời khi không còn làm việc, động cơ lại có thể mang

ra để sử dụng cho các mục đích khác như: Làm đất, vận chuyển, làm máy bơm nước và các công việc khác

+/ Máy gặt đập liên hợp cỡ nhỏ gọn, nhẹ, dễ vận hành

+/ Máy có hệ thống di động bằng bánh lồng, bánh hơi và bánh tăng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 16

bám chống lún, kích thước máy nhỏ gọn, nhẹ khiến cho máy di chuyển và hoạt động tốt hơn trên ruộng đất ướt, lún, nền yếu

+/Ưu điểm nổi bật của máy, dao cắt lúa được chế tạo bằng thép lạnh của Nhật Bản, khung máy được sơn 3 lớp, so với các máy trên thị trường vượt trội

hơn hẳn vì máy Trung Quốc, máy miền Nam dao cắt nhanh mòn, kiểu dáng thô

Nhược điểm:

+/ Tỷ lệ gié trong thóc vẫn còn cao

+/ Sàng chế tạo bằng các sợi thép đan vào nhau khả năng chế tạo, gia công phức tạp, việc chế tạo cần có khuôn mẫu dẫn đến giá thành cao

+/ Cửa ra rơm ở vị trí bên cạnh máy dẫn đến rơm bay ra bên ngoài không kiểm soát, gây bụi bẩn, ruộng nhiều rơm rạ

1.4.3 Máy gặt tuốt liên hợp kiểu Nhật Bản

Hình 1.11 Máy gặt tuốt liên hợp Loại máy này khá phổ biến ở một số nước như Nhật Bản, Hàn Quốc còn nước ta hiện nay loại máy này vẫn chưa được sử dụng nhiều.Chủ yếu vẫn đang được nghiên cứu tại các viện nghiên cứu và một số cơ quan để cải tiến phù hợp với Việt Nam

Máy gặt tuốt liên hợp có thể gọi là tổ hợp của máy gặt xếp dãy và máy tuốt Trống tuốt bao giờ cũng có khối lượng nhỏ hơn trống đập, do đó khối lượng của máy liên hợp được giảm đi.Máy gặt tuốt liên hợp cắt và gom lúa

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 17

thành từng lớp đưa vào trống tuốt, hạt được đóng vào bao còn rơm được rải trên đồng

Máy gặt tuốt liên hợp không sử dụng guồng gạt mà sử dụng các tay vơ trên dải xích chạy song song Các tay vơ giữ lúa cho vào dao cắt, chuyển lúa lên băng và dây xích kẹp chuyển lúa tới trống tuốt

Năng suất của các máy gặt tuốt liên hợp tuỳ thuộc vào bề rộng làm việc

có năng suất từ (1.000 ÷ 2.000) kg/h khi vận tốc gặt là 4,5 (km/h) với thảm lúa đứng Ưu điểm chính của loại xích – tay vơ – mũi rẽ nâng lúa là không có động tác đập vào bông như ở guồng gạt

1.4.4 Máy gặt bó và gặt xếp dãy

Các loại máy gặt bó và xếp dãy nói chung là không có guồng gạt Điều này làm cho máy đỡ phức tạp giảm được một phần khối lượng Bộ phận guồng gạt được thay thế bằng bộ phận tay vơ gắn trên hệ thống xích Tay vơ

có nhiệm vụ cùng với mũi rẽ nâng lúa, giữ lúa cho dao cắt sau đó tay vơ cùng xích chuyển lúa lên băng tải để đưa vào bộ phận bó hoặc xếp thành dãy thẳng hàng trên đồng

Máy có năng suất 0,1 ÷ 0,12 ha/h có độ rụng hạt cao do quá trình vận chuyển lúa, xếp lúa hoặc bó lúa

Nhược điểm: Năng suất thấp, máy dùng động cơ xăng nên chi phí giá thành cho 1 kg lúa cao

Hình 1.12 Máy gặt xếp dãy chuyên dùng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 18

Kết luận

Trên cơ sở tìm hiểu và nghiên cứu về tình hình sản xuất lúa gạo, đặc tính của cây lúa, khâu thu hoạch lúa cũng như một số loại máy gặt đập liên hợp ở nước ta hiện nay thấy rằng cơ giới hóa khâu thu hoạch đã từng bước đáp ứng được nhu cầu cần thiết trong sản xuất nông nghiệp Nhưng vẫn còn tồn tại những hạn chế do điều kiện thời tiết cũng như về trình độ, máy móc Đặc biệt hơn trong những năm gần đây, khi mà các khu công nghiệp, khu chế xuất, sự mở rộng xây dựng ồ ạt ở thành phố đã thu hút lực lượng lao động trẻ khoẻ rời khỏi đồng ruộng tìm công việc có thu nhập cao hơn ngày một nhiều, công việc nặng nhọc đó chuyển sang vai những người lớn tuổi, phụ nữ và đặc biệt là trẻ em, vẫn sử dụng liềm và hái là công cụ chính, vì vậy khi kỳ thu hoạch đến là nỗi lo của mọi người, khối lượng công việc đòi hỏi phải nhanh gọn nhưng công cụ,nhân lực đều ở trạng thái lạc hậu và không điều hoà được Nông dân đang mong mỏi có các loại công cụ, máy móc làm cho thời gian thu hoạch ngắn lại và lao động đỡ cực nhọc hơn Vì vậy đề tài của em xin tiếp tục tìm hiểu và nghiên cứu các loại máy gặt đập liên hợp trên cơ sở có sẵn của máy gặt đập liên hợp GĐLH-K120 để cải tiến và hoàn thiện, với mục đích giúp cho khâu thu hoạch đơn giản và giảm tiện chi phí cho người dân

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 19

Chương II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm của các loại máy gặt đập liên hợp được sử dụng phổ biến trong và ngoài nước cũng như máy gặt đập liên hợp GĐLH-K120, chúng tôi chọn máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ làm đối tượng nghiên cứu Sơ đồ tổng thế máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ trên hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ tổng thể máy

1: Cụm guồng gạt; 2: Cụm trống vơ; 3: Cụm trống đập; 4: Cụm gầu tải lúa

5: Cụm sàng lúa; 6: Đầu máy kéo bông sen; 7: Bộ phận liên kết

Ngoài ra đối tượng nghiên cứu là cây lúa nước Để xác định được thời điểm thu hoạch lúa hợp lý cần nghiên cứu rõ về cây lúa như về độ chín, độ

ẩm, đặc điểm liên kết của hạt và gié cũng như yêu cầu kỹ thuật khi gặt lúa

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 20

Về độ ẩm của hạt: khi chín hoàn toàn hạt có độ ẩm từ 20% ÷ 25% càng

về sau khi chín độ ẩm càng giảm và hạt càng dễ rụng Tuỳ theo thời tiết lúc thu hoạch mà độ ẩm của hạt còn cao hơn hoặc thấp hơn

Độ chín của hạt được chia làm 3 cấp: chín sữa, chín sáp và chín hoàn toàn Từ chín sáp hạt lúa đã đủ yếu tố để chuyển sang chín hoàn toàn mà không cần chất dinh dưỡng cấp từ rễ nữa

Xác định thời điểm thu hoạch lúa là rất quan trọng vì tránh được việc thất thoát hạt khi thu hoạch, thường thì người ta căn cứ vào:

+/Nhìn bằng mắt khi khoảng 80% hạt chuyển sang màu vàng là thu

hoạch được

+/ Thời gian từ lúc lúa trổ bông đến lúc lúa chín từ 25 ÷ 35 ngày

+/ Chu kỳ sinh trưởng của từng loại giống

Nếu lúa đã chín hoàn toàn thì sau 10 ngày độ rụng hạt là 4,5%, còn sau

20 ngày độ rụng tăng lên 15%

Đặc điểm liên kết hạt và gié lúa:

Hạt lúa liên kết với bông nhờ một cuống nhỏ gọi là gié lúa.Về quan điểm tách hạt thì người ta mong muốn lực liên kết giữa hạt và gié càng nhỏ càng tốt

vì sẽ dễ dàng cho quá trình tách hạt khỏi gié.Về quan điểm gặt lúa, người ta lại mong liên kết này chắc chắn sẽ không rơi rụng khi gặt, vận chuyển lúa Các thí nghiệm cho thấy công làm rụng một hạt nằm trong khoảng 0,0081 ÷ 0,031 kG.cm

Những yêu cầu kỹ thuật khi gặt lúa:

Khi gặt lúa cần phải xác định được thời điểm lúa chín để tránh hiện tượng rụng hạt.Độ rụng hạt gồm cả rụng khi gặt, rụng khi gom và vận chuyển Người ta hay nói khi gặt độ rụng hạt không quá 1% trên thực tế thì rất khó xác định chính xác, tuy nhiên bằng phương pháp thống kê người ta có thể xác định một cách tương đối chỉ tiêu này để đánh giá cách gặt lúa nhằm hạn chế rơi rụng hạt trên đồng

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết để nghiên cứu quá trình làm việc của guồng gạt, trống đập, quạt… qua đó có thể xác định được một số thông số chính làm cơ sở để tính toán thiết kế máy gặt đập liên hợp dạng treo

cỡ nhỏ

Thu thập xử lý thông tin qua sách báo, tạp chí, Internet…, tham khảo ý kiến chuyên gia

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xác định các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình làm việc của máy gặt đập: hiệu suất làm việc của máy, độ

tróc vỡ hạt, độ sạch của thóc

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 22

Chương III: SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MẪU MÁY VÀ XÁC ĐỊNH NHỮNG

THÔNG SỐ BAN ĐẦU 3.1 Đề xuất sơ bộ thiết kế mẫu máy

Mục đích của đề tài là đề xuất máy gặt đập liên hợp đa năng có thể khắc phục được các nhược điểm nêu trên Cụ thể là tổ hợp máy gặp đập mini liên hợp với máy cày tay (máy kéo nhỏ có hai bánh có công suất từ 12 dến 18 mã lực) có đường đi của dòng sản phẩm được bố trí hợp lý, bộ phận cân bằng đặc biệt chống rung động cho sàng với khối lượng vật cân bằng nhỏ, bố trí được trong không gian nhỏ hẹp; phần gặt, đập, làm sạch được thiết kế thành một mô-đun độc lập (gọi là mô-đun gặt-đập) để có thể tháo rời nhanh, trả lại phần động lực cho các công việc khác khi hết vụ thu hoạch Cơ cấu liên kết giữa phần động lực và mô-đun gặt-đập là cơ cấu bốn khâu, đảm bảo liên kết nhanh

và không làm thay đổi hướng của lưỡi cắt

Để đạt được mục đích nêu trên, máy cần phải được thiết kế và chế tạo theo các định hướng sau:

- Gắn trực tiếp phần gặt vào phần đập theo những yêu cầu đặc biệt về công nghệ để đảm bảo việc chuyển giao lúa từ phần gặt sang phần đập một cách hiệu quả nhất Việc gắn trực tiếp này cho phép loại bỏ hoàn toàn băng tải nghiêng, từ đó cũng loại bỏ hoàn toàn những nhược điểm mà băng tải nghiêng gây ra cho hệ thống máy

- Giải pháp gắn trực tiếp phần gặt vào phần đập cho phép tạo ra đường

đi của các phẩm (lúa bông, rơm, hạt sạch) hợp lý hơn: khối rơm và lúa bông không phải vận chuyển lên cao, làm giảm chi phí năng lượng chung cho toàn máy Chỉ có phần hạt sạch và tạp chất được đưa lên cao nên chỉ cần sử dụng loại băng tải nhỏ hơn

- Giải pháp gắn trực tiếp phần gặt vào phần đập còn dẫn tới việc trọng tâm của máy được hạ thấp một cách đáng kể, đây là điều đạt được quan trọng để

hệ thống máy có thể di chuyển và làm việc ổn định, chất lượng làm việc của liên hợp máy tốt hơn

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 23

Máy đề tài nghiên cứu đảm bảo được các yêu cầu: Gặt, cày, bừa, phay

và kéo rơ moóc

(a) Module gặt đập

(b) Máy lắp module cày (c) Máy lắp module lồng ruộng nước

(d) Máy lắp module phay (e) Máy lắp module rơ moóc Hình 3.1 Máy động lực sử dụng với các mục đích khác nhau

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 24

3.2 Xác định các thông số ban đầu

Máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ được thiết kế thành các modul bao gồm 3 phần chính: phần động lực chính là máy kéo bông sen dùng để làm đất, không được làm thay đổi kết cấu của phần này để sau khi mùa thu hoạch lại có thể trả về nguồn động lực như ban đầu để đi cày bừa, phần thứ hai là phần gặt đập Để liên kết phần động lực và phần gặt đập chúng tôi sử dụng phần liên kết 3

Hình 3.2 Sơ đồ tháo rời các phần của máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ

1: Phần động lực; 2: Phần gặt đập; 3: Phần liên kết;

Bảng thông số và tính năng của máy dự kiến

Vận hành được trên ruộng có nước Ruộng nước có nền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 25

Kết luận

Trên cơ sở nghiên cứu máy gặt đập liên hợp GĐLH-K120 đã tính toán được các phần sau: Tính toán xác định các thông số làm việc chính của guồng gạt, tính toán và thiết kế bộ phận dao cắt, tính toán xác định các thông số làm việc chính của trống xoắn gom lúa, tính toán và thiết kế bộ phận trống đập, tính toán và thiết kế bộ phận sàng, tính toán và thiết kế bộ phận quạt, tính toán

cơ cấu dao động sàng và lực quán tính phát sinh, thiết kế đồ gá lắp ráp tổng thể máy

Đề tài xin tiếp tục hoàn thiện thiết kế và cải tiến một số bộ phận của máy gặp đập liên hợp, sau đó tiến hành khảo nghiệm và đánh giá máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26

Chương IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực cho máy

4.1.1 Sơ đồ thiết kế máy gặt đập liên hợp dạng treo cỡ nhỏ

Hình 4.1 Sơ đồ tổng thể máy

1 Phần gặt; 2 Hộp số; 3 Cơ cấu nâng hạ phần gặt

Sơ đồ tổng thể máy bao gồm 3 phần chính: Phần gặt 1 đi trước, được chế tạo riêng thành modul Phần hộp số 2 của máy kéo nhỏ đi phía sau Để liên kết phần gặt 1 và hộp số 2 mà không làm thay đổi kết cấu của hộp số ta

sử dụng cơ cấu nâng hạ 3 mà vẫn đảm bảo phần gặt 1 không thay đổi hướng so với mặt ruộng

Trong quá trình gặt, tùy vào độ cứng của từng ruộng và yêu cầu của người nông dân mà có sự điều chỉnh độ cao cho phù hợp

Có nhiều phương pháp để điều chỉnh độ cao ví dụ như sử dụng cơ cấu trục vít me như hình 4.2 Phương pháp này khó có thể điều chỉnh nhanh trong quá trình máy đang làm việc, kết cấu cồng kềnh

1

2

3

ĐC

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27

Hình 4.2 Cơ cấu vít me

Để đáp ứng được các tiêu chí như kết cấu nhỏ gọn, điều chỉnh dễ dàng, nhanh chóng, không làm thay đổi phương của phần gặt 1 theo bề mặt ruộng chúng tôi kết hợp sử dụng cơ cấu nâng hạ thủy lực kết hợp với cơ cấu 4 khâu bản lề có thể đáp ứng được các yêu cầu trên

`Hình 4.3 Cơ cấu nâng hạ 4 khâu bản lề bằng thủy lực

1: Cơ cấu 4 khâu bản lề; 2 Cơ cấu dẫn động; 3: Kích thủy lực

Phần gặt của máy gặt đập liên hợp gồm các bộ phận guồng gạt, cắt, gom chuyển và một số cơ cấu truyền động có trọng lượng tĩnh khoảng 200

kg và trọng lượng khi làm việc 250 kg Bộ phận gặt đảm nhận các công việc gặt, cắt, thu hồi và chuyển lúa đến bộ phận đập, thực hiện độc lập với

1

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28

hệ thống di động của liên hợp máy Trong quá trình thực hiện công việc, bộ phận gặt nhận các truyền động từ động cơ qua các cơ cấu truyền động cơ khí (đai, xích, các đăng…) và có thể thay đổi chiều cao làm việc thông qua

cơ cấu nâng hạ thủy lực

Hình 4.4 Sơ đồ kết cấu tổng thể nâng hạ máy GĐLH

4.1.2 Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực cho máy

Cơ cấu nâng hạ phần gặt có kết cấu đơn giản, đảm bảo thay đổi nhanh chóng vị trí làm việc, điều khiển dễ dàng, làm việc ổn định chắc chắn và đặc biệt là tháo lắp nhanh chóng, thuận tiện Các yêu cầu kỹ thuật đối với bộ phận này bao gồm:

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29

Có nhiều phương án thiết kế đáp ứng được yêu cầu trên, tuy nhiên việc

sử dụng cơ cấu 4 khâu bản lề là giải pháp hợp lý và khả thi hơn cả

Trên cơ sở kết cấu khung máy, modul gặt và các yêu cầu kỹ thuật trên,

có thể đề xuất phương án thiết kế cơ cấu nâng hạ phần gặt như sau:

+/ Giá đỡ liên kết

Lắp chặt với khung máy, trên giá đỡ có cơ cấu liên kết nhanh với modul gặt qua cơ cấu 4 khâu bản lề Giá đỡ có kết cấu như hình 4.5, mặt bích trước được lắp ráp trên khung máy bằng mối ghép bulong, 2 vấu liên kết với thanh dưới của cơ cấu 4 khâu bằng một chốt rời Hai mặt bên được hàn với mặt trước, bộ phận liên kết với thanh trên của cơ cấu 4 khâu là 2 chốt cố định được hàn vào mặt bích Bô phận liên kết này có kết cấu và nguyên tắc làm việc tương tự như cơ cấu treo 3 điểm trên các loại máy kéo thông dụng

+/ Cơ cấu 4 khâu

Là bộ phận liên kết với giá, đỡ và chịu toàn bộ trọng lượng của modul gặt, kết nối xilanh thủy lực để thực hiện việc nâng hạ Các khớp trụ liên kết các chi tiết của cơ cấu 4 khâu và với giá đỡ đảm bảo liên kết và vận hành chắc chắn ổn định

Cơ cấu 4 khâu bản lề được dùng rộng rãi nhờ có nhiều đặc tính động học hữu dụng, cấu tạo đơn giản dễ chế tạo, khả năng truyền lực lớn, độ tin cậy cao Cơ cấu có hai khâu nối giá, giá là khâu cố định, khâu không nối giá là thanh truyền

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 30

Hình 4.5 Giá đỡ liên kết Hình 4.6 Cơ cấu 4 khâu

Với mục đích tạo ra cơ cấu đỡ toàn bộ khối lượng và nâng modul gặt trong phạm vi hẹp (cần lắc không quay toàn vòng), có thể lựa chọn cơ cấu bình hành (hình 4.6), với các thông số kích thước được tính toán lựa chọn dưới đây:

- Khâu nối giá (2, 4) l2,4= 32 cm

- Khâu 6 (thanh truyền) l6= 25 cm

- Cần lắc có thể điều chỉnh kích thước với các giá trị l = 6, 8, 10 cm +/ Truyền động thủy lực

Có nhiều phương án thiết kế hệ thống truyền động thủy lực, tuy nhiên với yêu cầu làm việc không liên tục, khối lượng và hành trình nâng hạ nhỏ, kết cấu của hệ thống nâng hạ thủy lực được lựa chọn rất đơn giản gồm: 1 xilanh thủy lực tác động 1 chiều, thực hiện điều khiển nâng hạ bằng tay (hình 4.7) Hệ thống truyền động này không yêu cầu trích công suất từ động cơ, được tính toán lựa chọn và lắp đặt hợp lý đảm bảo vận hành và điều khiển dễ dàng, thuận tiện

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 31

Hình 4.7 Sơ đồ kết cấu bộ phận nâng hạ modul gặt Việc thiết kế, tính toán bền các chi tiết được thực hiện trên phần mềm thiết kế chuyên dụng Inventor

Việc tính toán thông số và lựa chọn xilanh lực dựa trên các yêu cầu kỹ thuật và kết quả tính toán các thông số động học, trọng lượng, hành trình nâng

hạ của modul gặt Bên cạnh đó cũng phải tính toán xác định vị trí lắp đặt xilanh đảm bảo việc thực hiện điều khiển thuận lợi dễ dàng

Các thông số đầu vào để tính toán xy lanh gồm:

+/ Lực tác động lên cần xy lanh

Trên máy GĐLH, thành phần lực tác động lên cần xi lanh bao gồm: trọng lượng toàn bộ modul gặt (guồng gạt, bộ phận cắt, có cấu gom, bộ phận truyền động, cơ cấu 4 khâu), trọng lượng lúa đã cắt đang chờ chuyển tới bộ phận đập, ngoài ra cần phải tính tới hệ số tải trọng động của modul gặt khi vận hành