Phần 4 Kết quả nghiên cứu
4.6. Kết quả sơ bộ thử nghiệm máy
Để đánh giá được chất lượng máy, tính tốn năng suất và hiệu quả kinh tế khi áp dụng máy GBĐ thì cần canh tác trên diện tích lớn, qua nhiều năm và các mùa vụ, điều kiện thời tiết, đồng ruộng khác nhau. Tuy nhiên, trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài nghiên cứu sinh và triển khai đề tài nghiên cứu khoa học các cấp (01 đề tài cấp Nhà nước và 01 đề tài cấp tỉnh), tác giả mới tiến hành thử nghiệm trong một số điều kiện đồng ruộng nhất định và chỉ sơ bộ đánh giá khả năng làm việc của các bộ phận chính và so sánh với các kết quả nghiên cứu trong điều kiện phịng thí nghiệm.
4.6.1. Thời gian, địa điểm và điều kiện thử nghiệm
Máy GBĐ được tiến hành thử nghiệm tại ba địa điểm:
+ Ruộng thí nghiệm của Học viện Nơng nghiệp Việt Nam vào tháng 6 năm 2018 (Đề tài Độc lập cấp Nhà nước, mã số ĐTĐL.CN-21/15).
+ Tại xã Sơn Đông, thị xã Sơn Tây, Hà Nội vào tháng 6 năm 2018 (Đề tài Độc lập cấp Nhà nước, mã số ĐTĐL.CN-21/15).
+ Tại xã Tân Lễ, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình vào tháng 8 năm 2019 (Đề tài cấp tỉnh Thái Bình).
134
a) b)
c) d)
f) g)
Hình 4.49. Một số hình ảnh thử nghiệm máy và kết quả
- Giống: đậu tương DT84 của Công ty TNHH giống cây trồng và Trung tâm nghiên cứu và Phát triển đậu đỗ. Các thông tin về giống:Độ sạch 98%, độ ẩm 10%, độ thuần 96%, tỷ lệ nảy mầm trên 85%.
- Loại phân bón: phân bón tổng hợp NPK 13-13-13+TE. Sản phẩm của Cơng ty Cổ phần Phân bón Bình Điền, đây là loại phân bón dạng hạt chậm tan
135
với làm lượng các chất: Đạm (N): 13%, Lân (P2O5hh): 13%, Kali (K2O): 13%, Canxi (CaO): 1%, Magiê (MgO): 0,6%, Lưu huỳnh (S): 6%, Sắt (Fe): 90ppm, Kẽm (Zn):15ppm, Đồng (Cu): 10ppm, Bo (B): 90ppm.
- Loại đất: Đất thịt nhẹ và đất cát pha.
- Nguồn động lực: Máy kéo Kubota L4508VN có cơng suất 45HP.
- Thơng số của kỹ thuật của máy GBĐ và chế độ làm việc của LHM cho trong bảng 4P của phụ lục.
4.6.2. Kết quả thử nghiệm
Một số kết quả thử nghiệm máy GBĐ cho trong các bảng 5P và 6P của phụ lục:
+ Mật độ gieo trung bình: 38 ÷ 47 cây/m2, khoảng cách cây 8,5 ÷ 10,5 cm. + Lượng phân trung bình (phân NPK dạng hạt): 515 kg/ha.
Kết quả phân tích cho thấy:
- Khi LHM làm việc ở các tốc độ khác nhau mặc dù kết quả mật độ cây vẫn đảm bảo theo yêu cầu tuy nhiên khi máy làm việc ở vận tốc 1,3 m/s thì có tỷ lệ mất khoảng cao hơn hẳn so với ở tốc độ thấp hơn (38 cây/m2). Ngồi ngun nhân tỷ lệ nảy mầm trung bình của giống (95%) cịn do lỗ đĩa khơng lấy được hạt và hạt bị bật ra khỏi lỗ khi máy bị dao động.
- Khoảng cách cây, độ sâu gieo và sự phận tán (theo hàng) khi máy làm việc ở vận tốc 1,3 m/s cũng có sự khác biệt nhiều so với khi máy làm việc ở vận tốc nhỏ hơn 1 m/s.
- Các bộ gieo và bón phân làm việc tốt và gần với các kết quả nghiên cứu độc lập trong điều kiện phịng thí nghiệm.
KẾT LUẬN PHẦN 4
1. Bộ phận gieo: Xây dựng được mơ hình tốn xác định các thơng số làm việc chính của bộ phận gieo.
+ Mơ hình tốn xác định quy luật chuyển động của hạt của đĩa gieo: hạt trên đĩa gieo chuyển động từ cửa cốc định lượng dọc theo cánh dẫn hướng cố định dạng tấm phẳng đến vùng lấy hạt của đĩa gieo.
136
hạt trên mặt đĩa gieo xuỗng lỗ đĩa nhờ trọng lực và phụ thuộc vào các thông số: vận tốc, hình dạng và kích thước lỗ đĩa.
+ Mơ hình tốn xác định khả năng phân ly hạt và khả năng giữ hạt trong lỗ: đảm bảo hạt trong lỗ không bị bật ra và tỷ lệ lỗ chứa trên một dưới 10%.
+ Mơ hình tốn xác định khả năng nhả hạt của đĩa gieo để tránh hiện tượng cắt hạt, quỹ đạo chuyển động của hạt trong ống dẫn là đường cong Parabol. 2. Bộ phận bón phân:
- Xây dựng được mơ hình tốn xác định lượng cung cấp của cửa xả thùng phân làm cơ sở đầu vào cho việc tính tốn trục cuốn. Lượng cung cấp phụ thuộc vào diện tích của cửa xả.
- Xây dựng được mơ hình tốn xác định các thơng số làm việc chính của bộ phận bón phân: việc lấy phân của rãnh trục cuốn ngồi phụ thuộc vào bản chất vật liệu và phân bón cịn phụ thuộc vào các thơng số kích thước của rãnh, kích thước vùng cấp liệu và tốc độ quay của trục cuốn.
3. Xây dưng mơ hình ổn định của LHM kéo và máy GBĐ với kích động của mặt đồng dạng cosin.
+ Với hàm kích động tuần hồn thì LHM cũng có dao động tuần hồn sau thời gian quá độ. Khi di chuyển với vận tốc lớn (vm> 1,5 m/s) và hàm kích động mặt đồng có biên độ kích động lớn (h0> 0,15 m), bước nhỏ (S0< 1 m), tuy các bộ phận làm việc của máy GBĐ chịu dao động chênh lệch không nhiều nhưng vận tốc dao động lớn, khi đó chất lượng làm việc của máy GBĐ, nhất là bộ phận gieo sẽ bị ảnh hưởng nhiều.
+ Với các hàm kích động đơn thì dao động của LHM là dao động tắt dần có dạng hình sin. Khi LHM đi qua chướng ngại thì các điểm trên máy GBĐ gần như chép theo biên dạng của chướng ngại. Tuy nhiên, khi chướng ngại có biên độ lớn (h0> 0,1 m) và bước nhỏ (S0= 0,3 m), dù vận tốc di chuyển thấp (vm= 0,7 m/s) thì máy GBĐ vẫn chịu dao động lớn, vận tốc và gia tốc dao động lớn, chất lượng làm việc của các bộ phận gieo hạt và bón phân sẽ bị ảnh hưởng. Tần số, biên độ và thời gian dao động của máy GBĐ tỷ lệ thuận với biên độ của chướng ngại và vận tốc LHM, tỷ lệ nghịch với bước của chướng ngại.
4. Thí nghiệm xác định tham số lý thuyết đã xác định được hai nhóm thơng số cơ bản làm cơ sở cho việc tính tốn lý thuyết và thực nghiệm và làm cơ sở cho các nghiên cứu khác có liên quan.
137
- Nhóm thơng số về kích thước và khối lượng của đậu tương và phân bón. - Nhóm thơng sơ về cơ tính như hệ số ma sát của đậu tương và phân bón với một số vật liệu, lực gây hư hỏng hạt.
5. Thí nghiệm đơn yếu tố đã xác định được mức độ ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến hàm mục tiêu và đã tìm ra được vùng ảnh hưởng chính của các thơng vào đến hàm mục tiêu làm cơ sở cho việc nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố.
- Đối với bộ phận gieo hạt đậu tương: nđ = 20 ÷ 25 vịng/phút, dlđ = 9,0 ÷ 10,0 mm, δđ = 4 ÷ 6 mm, sẽ cho hàm mục tiêu tỷ lệ lỗ lấy được hạt cao nhưng tỷ lệ lỗ lấy được hơn một hạt ở mức phù hợp.
- Đối với bộ phận bón phân: độ mở cửa xả của thùng phân exp = 10 ÷ 14 mm, sẽ cho lượng cung cấp từ 54,4 ÷ 91,6 kg/h theo yêu cầu đặt ra. Tùy vào lượng cung cấp của cửa xả mà tốc độ quay của trục cuốn được xác định trong khoảng hợp lý để trục cuốn đạt năng suất bằng với lượng cung cấp của cửa xả và hệ số nạp đầy đạt (0,5 ÷ 0,7) để tránh hiện tượng kẹt,dính phân.
6. Nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố của bộ phận gieo hạt, đã đánh giá được mức độ ảnh hưởng của các thông số vào đến hàm mục tiêu, đã xây dựng được hàm mục tiêu thực nghiệm mô tả ảnh hưởng đồng thời của các thơng số vào và đã tìm được giá trị của của các thông số vào để hàm mục tiêu đạt giá trị tối ưu.
- Để hàm mục tiêu tỷ lệ lỗ lấy được hạt đạt giá trị max (100 %) thì: nđ = 20,0 vịng/phút, dlđ = 10,0 mm, δđ = 5,8 mm.
- Để hàm mục tiêu tỷ lệ lỗ lấy được hơn một hạt đạt giá trị min (0 %) thì: nđ= 24,5 vịng/phút, dlđ = 9,43 mm, δđ = 4,02 mm.
7. Nghiên cứu tối ưu tổng quát thực nghiệm đã xác định được giá trị tối ưu của cac thông số vào để hàm mục tiêu tỷ lệ lỗ lấy được hạt đạt giá trị cao (96,36 %) và hàm mục tiêu tỷ lệ lỗ lấy được hơn một hạt đạt giá trị hợp lý (7,45 %) với độ tin cậy 95%: nđ = 20,84 vòng/phút; dlđ = 9,97 mm; δđ = 4,13 mm. Đây là cơ sở cho việc chế tạo bộ phận gieo của máy gieo hạt đậu tương kết hợp với bón phân ứng dụng trong sản xuất.
8. Thử nghiệm máy trong điều kiện đồng ruộng cho kết quả gần với kết quả nghiên cứu trong điều kiện phịng thí nghiệm.
138