Trên cơ sở phân tích về kết cấu nguyên lý làm việc của các loại máy cấy phổ biến ở các n−ớc thấy rằng:
Về kết cấu có nhiều loại khác nhau từ đơn giản đến hiện đại. Máy cấy càng hiện đại thì kết cấu càng phức tạp và đòi hỏi công nghệ chế tạo hiện đại và giá thành cao. Năm 2001 Viện cơ Điện NN và CNSTH phối hợp với công ty máy kéo và máy NN triển khai chép mẫu và cải tiến mẫu máy cấy PL-620 của Nhật Bản (sản xuất từ năm 1980) nh−ng vì kết cấu quá phức tạp, đòi hỏi công nghệ chế tạo hiện đại, với khả năng và tranh thiết bị của Công ty ch−a thể chế tạo đ−ợc. Ngoài ra nếu chế tạo đ−ợc thì giá thành rất cao, gần 100 triệu đồng, ch−a phù hợp với khả năng đầu t− của nông dân n−ớc ta.
Nhìn chung máy cấy mạ thảm của Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan có nhiều loại và kích cỡ khác nhau, có kết cấu hiện đại, thuận lợi trong sử dụng, đồng thời đòi hỏi công nghệ chế tạo và giá thành cao, vì vậy trong giai đoạn hiện nay mẫu máy này ch−a phù hợp với khả năng chế tạo và điều kiện đầu t− của nông dân n−ớc ta. Tuy nhiên trong t−ơng lai cần phải đầu t− nghiên cứu và ứng dụng
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………31
các loại máy cấy tiên tiến để nâng cao năng suất, chất l−ợng cấy và kết hợp nhiều khâu canh tác trên một máy nh− vừa cấy vừa bón phân.
Máy cấy của Trung Quốc là loại máy cấy có kết cấu đơn giản (Một bánh chủ động, toàn bộ hệ thống cấy đ−ợc nâng bởi bàn tr−ợt, không có hệ thống thuỷ lực) phù hợp với công nghệ chế tạo của n−ớc ta, giá thành thấp có khả năng áp dụng hiện nay ở nông thôn n−ớc ta.
Sau khi phân tích đánh giá và lấy ý kiến của các chuyên gia, đề tài đ1 lựa chọn loại máy cấy đơn giản của Nhà máy chế tạo máy cấy Tỉnh Cát Lâm - Trung Quốc làm mẫu (hình 3.9)
Hình 3. 9: Máy cấy mạ thảm tại Trung Quốc 3.4.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấy 2ZT9356
Mẫu máy tiến hành khảo nghiệm là máy cấy 6 hàng (m1 hiệu 2TZ –9356B nhập khẩu từ Trung Quốc (hình 3.10 )
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………32
Hình 3.10: Máy cấy 2TZ -9356B khảo nghiệm trên sân
Máy cấy có 3 bộ phận làm việc chính là bộ phận di động, bộ phận cấy và bộ phận đỡ và cung cấp mạ cùng các hệ thống phụ trợ. Máy cấy sử dụng động cơ Diezen 4,0 m1 lực truyền chuyển động qua hộp số chính đến bánh xe chủ động. Trong quá trình cấy bánh xe đ−ợc thiết kế nh− một bánh sắt chủ động có 15 mấu bám dùng để kéo toàn bộ máy cấy (Khi đi trên đ−ờng bánh sắt đ−ợc thay bằng bánh lốp). Từ hộp số chính qua hệ thống các đăng chuyền chuyển động đến hộp số cấy và bộ phận ra mạ. Bộ phận cấy gồm 6 tay cấy (3 phải và 3 trái), làm việc theo nguyên lý cơ cấu 4 khâu. Trên mỗi tay cấy có nỉa tách mạ và cần đẩy dúi mạ xuống đất. Mỗi vòng quay của tay cấy cần đẩy dúi mạ chỉ hoạt động một lần. Trong quá trình hoạt động nỉa tách mạ sẽ tách từ thảm mạ một miếng mạ nhỏ (0,5-1,4cm2) có từ 3 đến 6 dảnh mạ. Khi nỉa tách mạ đ−ợc tay cấy đ−a xuống vị trí thấp nhất thì cần đẩy sẽ đẩy miếng mạ ra và dúi xuống ruộng. Sau mỗi vòng quay của tay cấy thì bộ phận ra mạ lại dịch chuyển dàn đựng mạ sang ngang để vòng sau tay cấy tiếp tục tách miếng mạ mới. Số dảnh mạ trong mỗi lần cấy (khóm mạ) và khoảng cách từ khóm mạ tr−ớc đến khóm mạ sau có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ số truyền chuyển động t−ơng ứng giữa tay cấy và cơ cấu ra mạ (12-14cm) .Máy do 1 ng−ời ngồi lái và 2 ng−ời ngồi tiếp mạ.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………33 Một số thống số kỹ thuật của máy cấy 2ZT-9356:
Động cơ: 4,0 M1 lực Số hàng cấy: 6 hàng Khoảng cách hàng cấy : 300 mm Khoảng cách khóm mạ: 120; 140 mm Vận tốc làm việc: 1,2-2km/h Năng suất cấy: 0,15 -0,2 ha/h
3.4.3. Khảo nghiệm máy cấy 2ZT9356 trong điều kiện thực tế
Sau khi nhập mẫu máy cấy 2ZT9356 của Trung Quốc đề tài đ1 tiến hành thử nghiệm mẫu máy trong điều kiện thực tế n−ớc ta tại Vạn Phúc- Hà Đông -Hà Tây
1. Điều kiện đồng ruộng
Ruộng khảo nghiệm tại x1 Vạn Phúc, thị x1 Hà Đông, tỉnh Hà Tây.
- Ruộng n−ớc, đất thị nhẹ, diện tích nhỏ (2 mảnh ruộng 12m x 25m = 3000m2 và 20 x 25m = 500m2 )
- Ruộng đ1 đ−ợc cày, phay và san phẳng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nh− ruộng chuẩn bị cấy tay, mực n−ớc 1ữ4 cm. Độ bằng phẳng mặt ruộng ± 3 cm
2. Đặc điểm mạ dùng để cấy máy
- Mạ đ−ợc sản xuất tại cơ sở sản xuất mạ thảm trên khay (Đồng Nguyên – Tỉnh Bắc Ninh)
- Giống lúa: Khang dân
- Tuổi mạ: 21 ngày (2,5ữ3 lá) cao 15ữ30 cm. mạ khoẻ, cứng cây đảm bảo chất l−ợng để cấy máy.
- Kích th−ớc thảm mạ: 230 x 600mm
3. Kết quả khảo nghiệm:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………34
Máy cấy 2 ZT –9356B nhập từ Trung Quốc đ1 đ−ợc đề tài tiến hành chạy rà trên sân và đ−ợc đ−a xuống ruộng chạy thử trong điều kiện thực tế của ruộng n−ớc với đầy đủ tiêu chuẩn của ruộng lúa tr−ớc khi cấy (đất thịt nhẹ, đ1 đ−ợc cày bừa kỹ và san phẳng, mực n−ớc từ 1 ữ4 cm)
- Khả năng di chuyển của máy cấy trên ruộng : Máy cấy di chuyển dễ dàng trên ruộng n−ớc (gồm 1 ng−ời ngồi lái và 2 ng−ời ngồi sau)
- Vận tốc làm việc: 0,3ữ0,4 m/s
- Bán kính quay vòng nhỏ nhất: + Trái : 0,9m (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Phải: 0,9 m
- Thời gian máy chạy thẳng và vòng đầu bờ (độ dài đoạn đ−ờng chạy thẳng: 20 m)
Bảng 3.1 . Các chỉ tiêu khảo nghiệm máy cấy mẫu
Số TT Chỉ tiêu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Thời gian chạy
thẳng (s) 58 60 57 58 52 50 54 48 55 52 Thời gian vòng
đầu bờ (s) 22 18 20 21 20 18 17 20 21 22 Vận tốc TB
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………35
Hình 3.11: Máy cấy đang làm việc trên đồng
3.2. Khảo nghiệm quá trình làm việc
Trong quá trình làm việc máy cấy 2TZ-9356B do một ng−ời điều khiển, 2 ng−ời ngồi sau tiếp mạ, mạ thảm đ−ợc tập kết ở đầu bờ ruộng . Khi máy ra đến đầu bờ thì 2 ng−ời ngồi sau ra khỏi máy lấy các khay mạ thảm xếp lên tấm tr−ợt. Trong quá trình cấy, mỗi khi hết mạ trên tấm đỡ thì ng−ời ngồi tiếp mạ tiếp tục đ−a một khay mạ mới vào tấm đỡ. Quy trình chạy máy trên ruộng đ−ợc thực hiện theo sơ đồ sau:
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………36 Điều chỉnh các thông số kỹ thuật của máy cấy:
- Độ sâu cấy: 3 cm
- Khoảng cách khóm: 12 cm
- Số dảnh mạ/khóm: 3ữ6
- Số liệu khảo nghiệm trong quá trình làm việc: + Thời gian làm việc thực tế: 40 phút
+ Diện tích ruộng cấy bằng máy: 500 m2
+ Năng suất làm việc thực tế: 750 m2/h Các chỉ tiêu đo đạc thực tế:
Bảng 3.2. Các thông số kỹ thuật của máy cấy mẫu
Trong quá trình khảo nghiệm trong điều kiện thực tế của sản xuất máy làm việc ổn định, không xảy ra hỏng hóc kỹ thuật gì. Tuy nhiên do ch−a quen sử dụng máy cấy nên ng−ời vận hành lái máy ch−a thẳng hàng, thời gian vòng đầu bờ chiếm khá nhiều thời gian thực tế (mảnh ruộng khảo nghiệm nhỏ). Trong khi vòng đầu bờ có lúc bùn tràn vào tấm tr−ợt ng−ời ngồi tiếp mạ phải gạt bùn ra ngoài, có lúc phải dừng máy để chỉnh sửa tấm mạ. Về các chỉ tiêu kỹ thuật và chất l−ợng cấy nhìn chung đảm bảo theo yêu cầu nông học. Cây mạ đứng cây, ít sót (d−ới 10%) ít dập nát, độ sâu và mật độ cấy đồng đều. Mật độ cấy 28
Số TT
Chỉ tiêu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Thời gian chạy thẳng (s) 62 64 65 64 62 60 67 62 60 58
Thời gian vòng đầu bờ (s) 25 24 26 22 24 21 22 20 21 20
Vận tốc thực tế (m/s) 0.32 0.31 0.31 0.31 0.32 0.33 0.29 0.32 0.33 0.34 Khoảng cách khóm (mm) 115 120 108 112 123 115 120 125 118 115
Số khóm/m2 27 26 28 27 25 27 28 26 25 27
Độ sâu cấy (mm) 30 25 36 25 38 28 35 40 25 30
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………37
khóm/m2 là th−a so với yêu cầu nông học của cấy lúa n−ớc ta(35ữ40 khóm/m2). Vì vậy cần cải tiến để thu hẹp hàng cấy xuống 25 cm, đồng thời thiết kế thêm bộ phận tiêu để thuận lợi cho ng−ời vận hành máy trong quá trình làm việc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ngoài ra trên máy mẫu thử nghiệm, bộ phận điều chỉnh số dảnh mạ và điều chỉnh độ sâu cấy ch−a có chỉ dẫn cụ thể nên phải điều chỉnh áng chừng. Để thuận tiện cho sử dụng, điều chỉnh khi máy làm việc trên các chân ruộng khác nhau cần khảo sát các bộ phận làm việc của máy để đ−a ra các chỉ dẫn cụ thể, thuận tiện hơn.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………38 Ch−ơng IV
Nghiên cứu Hoàn thiện máy cấy máy cấy mạ thảm phù hợp với điều kiện kỹ thuật Việt Nam
4.1. Xác định các thông số kết cấu cơ bản của máy cấy lúa mạ thảm.
Máy cấy lúa mạ thảm đ−ợc chọn mẫu có kết cấu và nguyên lý hoạt động nh− sau (hình 4.1)
Hình 4.1 Kết cấu máy cấyy lúa mạ thảm
Máy cấy mạ thảm (hình 4.1) có 3 bộ phận làm việc chính là bộ phận di động; bộ phận cấy; bộ phận đỡ và cung cấp mạ cùng các hệ thống phụ trợ khác. Máy cấy sử dụng động cơ Diezen 4,0 m1 lực (1) truyền chuyển động qua hộp số chính (2) đến bánh xe chủ động (3). Trong quá trình cấy bánh xe đ−ợc thiết kế nh− một bánh sắt chủ động có 15 mấu bám dùng để kéo toàn bộ máy cấy tr−ợc trên tấm tr−ợt (9). Khi đi trên đ−ờng bánh sắt đ−ợc thay bằng bánh lốp và hai bánh đỡ (10) sau tấm tr−ợt. Từ hộp số chính qua hệ thống các đăng (5) động lực
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………39
đ−ợc truyền đến hộp số cấy (6) và bộ phận ra mạ (7). Bộ phận cấy (8) gồm các tay cấy, làm việc theo nguyên lý cơ cấu 4 khâu và ph−ơng pháp chải đẩy, khoảng cách giữa các tay cấy có thể thu hẹp hàng cấy xuống từ 200- 250mm. Trên mỗi tay cấy có nỉa tách mạ và cần đẩy dúi mạ xuống đất. Mỗi vòng quay của tay cấy cần đẩy dúi mạ chỉ hoạt động một lần. Trong quá trình hoạt động nỉa tách mạ sẽ tách từ thảm mạ một miếng mạ nhỏ (0,4-1,4cm2) có từ 3 đến 6 dảnh mạ. Khi nỉa tách mạ đ−ợc tay cấy đ−a xuống vị trí thấp nhất thì cần đẩy sẽ đẩy miếng mạ ra và dúi xuống ruộng. Sau mỗi vòng quay của tay cấy thì bộ phận ra mạ lại dịch chuyển dàn đựng mạ sang ngang để vòng sau tay cấy tiếp tục tách miếng mạ mới. Số dảnh mạ trong mỗi lần cấy (khóm mạ) và khoảng cách từ khóm mạ tr−ớc đến khóm mạ sau có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tỷ số truyền chuyển động t−ơng ứng giữa tay cấy và cơ cấu ra mạ (120-140mm).
4.2. Thiết kế, cải tiến hệ thống cung cấp mạ
Hệ thống cung cấp mạ của máy cấy có kết cấu và nguyên lý làm việc nh− sau( Hình 4.2)
1. Hộp số cấy; 2. Trục cam; 3. Trục dịch chuyển dàn mạ 4. Trục chủ động; 5. Hộp xích; 6. Côn tr−ợt bảo vệ tay cấy; 7. Tay cấy
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………40
Từ hộp số chuyển động chính của máy cấy, chuyển động đ−ợc truyền vào hộp số cấy (1) thông qua các đăng và bánh răng côn đến trục chủ động (4). Từ trục chủ động chuyền động đ−ợc truyền đến các tay cấy qua bánh răng và xích.
Đồng thời với quá trình tay cấy gắp mạ từ tấm mạ để cấy xuống ruộng thì dàn đựng mạ phải dịch chuyển sang ngang để lần gắp sau tay cấy lại gắp một miếng mạ mới. Để dịch chuyển dàn đựng mạ sang ngang trong hộp số cấy sử dụng trục cam (2) có r1nh xoắn (hình 4.3). Với các thông số sau:
- B−ớc xoắn: t = 31mm
- Số vòng : 8 vòng
- Khoảng cánh 2 đầu l−ợn: 9.5mm
Hình 4.3 . Trục cam xoắn
Trục cam xoắn truyền chuyển động lên trục dịch chuyển dàn mạ (3) thông qua chốt dẫn h−ớng (hình 4.4).
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………41
việc thì chốt dẫn h−ớng có khả năng dịch ngang và tự xoay để chạy trong r1nh xoắn. Khi tay cấy gắn đến mép ngoài cùng của khay mạ thì dàn mạ lại đổi h−ớng chuyển động quay lại. Nh− vậy với khoảng cách cấy là 300 mm, thì trục dịch chuyển dàn mạ dịch chuyển hành trình 267 mm.(Gờ đỡ mạ có khoảng cánh 17 mm, 2 bên 34mm)
Hình 4.5. Trục cam dịch chuyển dàn mạ
Để có thể giảm khoảng cách hàng cấy xuống 250mm thì trục cam cũng phải đ−ợc thiết kế với b−ớc xoắn và khoảng cánh dịch chuyển thích hợp.
Khi hàng cấy xuống 250mm thì chốt dẫn h−ớng trên r1nh xoắn phải dịch chuyển một khoảng là 216mm, để đảo bảo khoảng cánh này chúng tôi thay đổi số b−ớc và khoảng cách b−ớc của trục cam mới.(hình 4.6).
- B−ớc xoắn: t = 28mm; Số vòng : 7 vòng; Khoảng cánh 2 đầu l−ợn: 10mm
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………42
Khi thay đổi thiết kế trục cam xoắn với b−ớc xoắn t = 28 mm, khả năng di chuyển của chốt trên r1nh xoắn dễ dàng hơn nh−ng dễ bị kẹt, va chạm tại vị trí giao nhau của r1nh xoắn đi và r1nh xoắn đảo chiều. Để tránh hiện t−ợng đó chúng tôi thiết kế lại chốt dẫn h−ớng, đảo bảo mặt dẫn h−ớng và mặt tiếp xúc của chốt với r1nh xoắn phải sát và không có khả năng lắc ngang.
Hình 4.7. Chốt dẫn h−ớng mới
Sau khi thiết kế chúng tôi kiểm tra khả năng dịch chuyển của chốt dẫn h−ớng và d1nh xoắn có đảm bảo không bị kẹt và va đập, chúng tôi đ1 kiểm nghiệm trên phần mền dynamic_designer_motion. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………43 4.3. Thiết kế, cải tiến cụm tay cấy.
Trong máy cấy 6 hàng có 3 cụm tay cấy, mỗi cụm gồm 1 tay cấy trái và một tay cấy phải (hình 4.9)
1. Thanh kẹp mạ 2. Lò xo đẩy 3.Cần dúi mạ Hình 4.9. Tay cấy
Chuyển động quay của tay cấy lấy từ trục chủ động truyền qua bánh răng và xích. Trên tay cấy lắp thanh kẹp mạ (1). Mỗi lần tay cấy chuyển động qua tấm mạ thảm, thanh kẹp mạ sẽ sẽ gắp một miếng mạ ra khỏi thảm mạ. Đến thời điểm thấp nhất của tay cấy hệ thống lò xo (2) đẩy cần dúi mạ (3) xuống làm cho miếng mạ rời khỏi thanh kẹp và cắm vào đất. Trong quá trình tay cấy chuyển động lên thì cần dúi mạ thu về vị trí ban đầu (thông qua cơ cấu cam và lò xo ép). Sau mỗi vòng quay hành trình lại lặp lại.
Để bảo vệ tay cấy trong quá trình làm việc khi quá tải (gặp vật cứng hoặc đá trong thảm mạ) sử dụng bộ côn trựơt. Trong tr−ờng hợp gặp vật cứng côn tr−ợt không cho phép truyền chuyển động quay đến tay cấy thông qua hệ thống vấu và lò xo (hình 4.10).
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……… ………44
1. Trục bị động ; 2. Vòng h1m; 3. Cụm vấu chủ động; 4. Cụm vấu bị động; 5. Lò xo đẩy; 6. Chốt chẻ.