Nghiên cứu thiết kế mẫu máy gieo ngô liên hợp với máy kéo nhỏ

Cù Ngọc Bắc Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 151 - 155 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẪU MÁY GIEO NGÔ LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO NHỎ Cù Ngọc Bắc* Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nƣớc, việc đƣa cơ giới hóa vào sản xuất nông nghiệp là rất quan trọng và cần thiết. Cơ giới hóa sẽ làm thay đổi phƣơng thức sản xuất, giảm nhẹ sức lao động cho con ngƣời, nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí trong sản xuất nông nghiệp. Nhờ cơ giới hoá mà bộ mặt của nông thôn thay đổi, phát triển thành một nông thôn văn minh, hiện đại vì cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp cũng là tiền đề cho việc phát triển cơ sở hạ tầng nông thôn. Tuy nhiên cơ giới hoá nhƣ thế nào để phù hợp với điều kiện tự nhiên, điều kiện địa hình, điều kiện canh tác và đạt hiệu quả cao nhất thì cần phải tính toán cụ thể cho từng vùng. Với vùng trung du, miền núi có địa hình phức tạp, kích thƣớc ruộng nhỏ và trung bình là chủ yếu nên việc đồng bộ hoá các khâu canh tác bằng cơ giới là cực kỳ khó. Với những điều kiện này thì chỉ có thể áp dụng cơ giới cho một số khâu canh tác độc lập và chỉ sử dụng các loại máy vừa và nhỏ. Một vấn đề khác là nguồn vốn để đầu tƣ máy móc, hiện nay phần nhiều ngƣời dân mới chỉ đầu tƣ những máy có công suất nhỏ phục vụ chủ yếu cho khâu làm đất, vận chuyển và một số công việc đơn lẻ trong chăm sóc và thu hoạch. Các loại máy khác do khả năng ứng dụng và giá cả còn quá cao nên hiện tại chƣa đƣợc sử dụng phổ biến. Vì các lý do trên đề tài tập trung nghiên cứu để bƣớc đầu thiết kế loại máy gieo ngô công suất nhỏ có thể liên hợp đƣợc với các loại máy kéo có công suất từ 8 đến 20 mã lực, là loại máy kéo có số lƣợng lớn mà ngƣời dân đang sử dụng. Sau khi thiết kế, chế tạo thử mẫu máy và tiến hành khảo nghiệm để hoàn thiện mẫu máy tiến tới sẽ sản xuất để đƣa ra thị trƣờng phục vụ cho ngƣời dân. Từ khoá: Máy gieo ngô, mô hình, lý thuyết, vùng cao  ĐẶT VẤN ĐỀ là 88937 chiếc chiếm 25,53%. Tuy nhiên các loại máy kéo này mới chỉ sử dụng cho các Hiện nay chủ sở hữu các thiết bị, máy móc công việc nhƣ làm đất, vận chuyển, bơm nông nghiệp về cơ bản đã chuyển từ sở hữu nƣớc... Chính vì vậy nếu có thể đầu tƣ nghiên tập thể sang sở hữu tƣ nhân. Trên 90% máy cứu các loại máy nông nghiệp khác có thể kéo lớn, 97% máy kéo nhỏ, động cơ điezen và liên hợp với các loại máy kéo này nhƣ gieo hầu hết máy nông nghiệp đi kèm đều do hộ hạt, sới, chăm sóc, thu hoạch là rất cần thiết nông dân quản lý và sử dụng. Nhiều hộ nông vừa nâng cao hiệu quả sử dụng máy vừa phù dân đã mạnh dạn ứng dụng các tiến bộ khoa hợp với nhu cầu sử dụng của ngƣời dân. học công nghệ mới vào sản xuất. Xu hƣớng Cây ngô là một trong những loại cây lƣơng chuyên môn hoá trong sử dụng máy móc thiết thực chính của nƣớc ta và của khu vực trung bị cơ điện nông nghiệp đang hình thành và du, miền núi phía Bắc trong một thời gian dài, phát triển. cho đến hiện nay ngô vẫn là một trong những Tốc độ tăng trƣởng máy kéo hàng năm trong loại cây lƣơng thực quan trọng. Cho đến năm các năm qua. Tính đến hết năm 2006 theo 2006 ở Việt Nam có đến trên 1 triệu ha ngô điều tra của Cục thống kê Việt Nam cả nƣớc đƣợc trồng, tuy nhiên các khâu canh tác của có 348429 chiếc máy kéo các loại, trong đó ngƣời dân hầu hết đều làm thủ công. Trên thế máy kéo nhỏ dƣới 12 mã lực là 240562 chiếc giới nhiều nƣớc đã ứng dụng đồng bộ các chiếm 69,04% máy kéo từ 12 đến 35 mã lực khâu canh tác bằng máy từ gieo trồng đến thu hoạch, đã có một vài loại máy nhập về Việt Nam nhƣ máy gieo hạt, máy thu hoạch ngô  Tel: 0982758752, Email: quanbac@yahoo.com Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 151 Cù Ngọc Bắc Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 151 - 155 tuy nhiên do kích thƣớc lớn nên không có khả trồng ngô, quy trình gieo trồng ngô ở các vụ năng ứng dụng. Gần đây Viện Cơ điện nông khác nhau, các giống ngô thƣờng đƣợc trồng nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu và chế tạo ở Việt Nam. Các giống ngô chủ yếu trồng ở thành công máy thu hoạch ngô 2 hàng liên kết Việt Nam là các dòng ngô lai Việt Nam với máy kéo MTZ 50 tuy nhiên chỉ ứng dụng (LVN), ngô nếp, ngô Bioseed, ngô CP... Với đƣợc ở những vùng trồng ngô có diện tích lớn các giống ngô khác nhau thì kích thƣớc hạt và bằng phẳng. Đã có một vài nhà nghiên cứu giống cũng khác nhau khá nhiều, chính vì vậy chế tạo ra các loại công cụ, máy gieo hạt khi nghiên cứu chế tạo máy chúng tôi phải nhƣng hoặc là giá thành đắt hoặc là khả năng xác định kích thƣớc của các hạt giống ngô ứng dụng không cao nên không đƣợc phổ đƣợc trồng phổ biến. biến rộng rãi. Chúng tôi đã tìm hiểu và xác định đƣợc kích Chính vì vậy chúng tôi đề xuất nghiên cứu đề thƣớc của một số giống ngô trồng phổ biến ở tài: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mẫu máy miền Bắc Việt Nam. Các giống ngô lai VN có gieo ngô liên hợp với máy kéo nhỏ” với mục chiều dài trung bình từ 9,8 đến 10,60 mm, đích chế tạo loại máy gieo ngô cỡ nhỏ có thể chiều rộng trung bình từ 7,9 đến 8,6 mm liên hợp với các máy kéo sẵn có của ngƣời chiều dầy hạt có kích thƣớc trung bình từ 4,6 dân. Mẫu máy này khi làm việc gieo đƣợc 2 đến 6,4 mm. Các giống ngô nếp có kích thƣớc hàng ngô có thể sử dụng cùng với các loại trung bình là 8,8 x 8,5 x 4,5 mm. Nhƣ vậy khi máy kéo từ 8 đến 15 mã lực. thiết kế bộ phận gieo hạt cần phải nhiều chiếc NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP có các kích thƣớc phù hợp để có thể gieo NGHIÊN CỨU đƣợc các giống khác nhau. Nội dung nghiên cứu Với các giống ngô khác nhau thì mật độ và - Tìm hiểu tình hình trồng ngô ở Việt Nam, khoảng cách gieo trồng cũng khác nhau vì quy trình trồng ngô, đặc điểm của các loại hạt vậy tốc độ làm việc của máy, độ rộng của giống ngô đƣợc trồng phổ biến ở Việt Nam. hàng gieo cũng cần phải có khả năng điều - Tìm hiểu về tình hình sử dụng máy nông chỉnh một cách cơ động. Mật độ và khoảng nghiệp tại các địa phƣơng. cách gieo trồng cây ngô chúng tôi sử dụng - Tìm hiểu kết cấu của các loại máy gieo hạt theo quy trình đã đƣợc các chuyên gia của nói chung và máy gieo ngô. ngành trồng trọt xây dựng cho các giống. - Nghiên cứu lý thuyết chung về máy gieo hạt Về kết cấu chung của một máy gieo hạt cần và máy gieo ngô. phải có các bộ phận nhƣ sau: - Thiết kế mẫu máy, chế tạo thử nghiệm và + Bộ phận rạch hàng: Bộ phận rạch hàng có khảo nghiệm sơ bộ mẫu máy. nhiệm vụ rạch đất thành rãnh hẹp để chứa hạt Phương pháp nghiên cứu khi gieo. Bộ phận rạch hàng cần phải có khả - Thu thập số liệu thứ cấp qua các kênh thông năng điều chỉnh đƣợc chiều sâu rạch trong tin nhƣ Tổng cục thống kê và cục thống kê một giới hạn nhất định, đối với cây ngô thì bộ các địa phƣơng, các viện nghiên cứu, trƣờng phận rạch hàng cần phải điều chỉnh đƣợc đại học. trong khoảng cách từ 3 đến 7 cm. Do trong - Thu thập các số liệu sơ cấp qua các phƣơng quá trình làm việc bộ phận rạch phải cắm pháp đo, khảo nghiệm dùng trong cơ khí. xuống đất nên khi máy quay vòng đầu bờ hệ - Phƣơng pháp chuyên gia sử dụng trong thống này phải nâng lên khỏi mặt đất, do đó quá trình thiết kế và chế tạo, khảo nghiệm cần thiết kế thêm hệ thống nâng hạ lƣỡi rạch mẫu máy. và bộ phận lấp đất. Ngoài ra để có thể thay KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN đổi áp lực rạch đất với các loại đất có độ chặt Để nghiên cứu thiết kế mẫu máy phù hợp với khác nhau thì hệ thống lƣỡi rạch cần phải lắp ngƣời dân chúng tôi đã điều tra về tình hình các lò xo ép. Đối với máy gieo ngô chúng tôi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 152 Cù Ngọc Bắc Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 151 - 155 lựa chọn loại lƣỡi rạch hàng kiểu sống tàu là Nếu chiều dày tối đa của hạt là Cmax thì chọn loại có lực cản nhỏ và có khả năng làm việc chiều sâu của lỗ đĩa là: với đất ẩm. b = Cmax + (0,7 0,8)mm + Thùng chứa hạt để chứa lƣợng hạt cần thiết Nếu bề rộng tối thiểu của hạt là bmin ta chọn cho quá trình gieo, trên thùng chứa hạt có lắp bề dày lỗ (chiều dày đĩa) là B > bmin. bộ phận gieo và có cửa để đƣa hạt ra. Với Chúng tôi đã tiến hành đo kích thƣớc một số máy gieo ngô có 2 thùng chứa hạt đƣợc thiết loại hạt ngô đang đƣợc trồng phổ biến ở Việt kế dạng hình trụ với đƣờng kính từ 25 đến 30 Nam và đƣa ra kích thƣớc đĩa nhƣ sau: cm, chiều cao thùng 25 cm, đáy thùng chế tạo rời và lắp khớp với thùng gieo qua khớp bản Để tiện cho việc lựa chọn đĩa phù hợp với lề và các khoá để có thể mở ra khi thay đổi kích thƣớc hạt khi sử dụng, chúng tôi đề xuất đĩa gieo hoặc để lấy hạt còn thừa. Dƣới đáy chế tạo bộ đĩa có kích thƣớc các đĩa khác thùng chứa hạt có gia công cửa ra hạt để lắp nhau. Với các giống ngô nếp kích thƣớc đĩa với ống dẫn hạt. gieo là: 11,5x10x5 cm, với các giống ngô lai VN4, 9 kích thƣớc đĩa gieo là: 13x7,5x9 cm, + Bộ phận gieo hạt: có nhiệm vụ đƣa ra một với các giống ngô lai VN 919, 999 kích thƣớc lƣợng hạt nhất định tuỳ theo mật độ gieo, tốc đĩa gieo là: 13x10x5 cm - Hệ thống truyền độ đƣa hạt ra phải đồng bộ với tốc độ di động cho đĩa gieo: Mômen quay truyền cho chuyển của máy. Bộ phận gieo phải có khả đĩa gieo đƣợc lấy từ bánh xe lấp hạt thông năng gieo đƣợc các loại hạt có kích thƣớc qua một bộ truyền xích và một bộ truyền khác nhau và phải có khả năng điều chỉnh mật bánh răng côn. Mỗi đĩa gieo có một bộ độ hạt gieo trong một giới hạn nhất định. Khi truyền riêng để truyền động và có thể điều làm việc bộ phận gieo nhận mômen quay và chỉnh độ lệch giữa các hạt trên 2 hàng gieo làm việc với tốc độ đồng bộ với vận tốc tiến. khi cần thiết. Với bộ truyền xích khi thiết Với máy gieo ngô chúng tôi sử dụng loại bộ kế có khả năng thay đổi tỉ số truyền để thay phận gieo kiểu đĩa với các thông số cơ bản đổi mật độ hạt trên hàng tƣơng ứng với xác định nhƣ sau: khoảng cách 25, 28, 30 cm. - Kích thước đĩa gieo: + Hệ thống lấp hạt có nhiệm vụ phủ lên hạt Bộ phận gieo loại đĩa có lỗ hình chữ nhật bố gieo một lớp đất và nén chặt lại để tránh thoát trí ở vành ngoài đĩa có chất lƣợng gieo tốt ẩm sau khi gieo. Với máy gieo ngô chúng tôi hơn nên đƣợc dùng phổ biến. Kích thƣớc của đề xuất sử dụng loại bánh xe lấp nén. Bánh xe đĩa gieo thể hiện trên hình (1). Khi thiết kế vừa có chức năng lấp hạt vừa có chức năng chúng tôi chọn kích thƣớc lỗ đĩa gieo để mỗi truyền động cho các hệ thống làm việc khác. lỗ đĩa khi gieo từ thùng rơi vào và chứa đúng + Ống dẫn hạt có chức năng đƣa hạt từ bộ một hạt. phận gieo xuống rãnh đất đã rạch sẵn. Do đặc Thực tế nếu lmax là chiều dài lớn nhất của hạt điểm hạt ngô trơn nhẵn nên chúng tôi sử dụng gieo thì chiều dài lỗ chọn là: loại ống nhựa mềm có lõi kim loại dạng lò xo để có thể thay đổi vị trí đƣa hạt xuống một L = lmax + (1 1,5)mm. cách dễ dàng. Bảng 1. Kích thƣớc của lỗ đĩa và chiều dày đĩa gieo của một số giống ngô Giống ngô Kích thước Nếp VN 2 Lai VN 4 Lai VN 9 Lai VN 919 Lai VN 999 L(mm) 11.5 13 13 12.5 13 b(mm) 10 7.5 7.5 10 9.5 h(mm) 5 7 9 5 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 153 Cù Ngọc Bắc Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 151 - 155 + Khung máy chúng tôi thiết kế thành 2 Dựa trên các số liệu và lý thuyết tính toán ở phần: khung phía trên để lắp 2 thùng chứa trên chúng tôi bƣớc đầu xây dựng mô hình hạt, bộ phận gieo và hệ thống bánh răng máy gieo hạt nhƣ sau: truyền động, phần khung này cố định khi - Máy gieo có 2 thùng chứa hạt cho 2 hàng (1 làm việc. Phần khung phía dƣới lắp khớp thùng cho 1 hàng gieo). bản lề với hộp số máy kéo và liên kết với - Bộ phận gieo lựa chọn loại đĩa gieo với khung phía trên qua hệ thống lò xo ép. Trên kích thƣớc của lỗ đĩa gieo và chiều dầy chọn phần khung này chúng tôi lắp hệ thống lƣỡi theo bảng 1. rạch hàng, bánh xe lấp hạt cùng với bộ - Đƣờng kính đĩa gieo chọn bằng 25cm, chọn truyền xích truyền động cho bộ phận gieo. số lỗ trên đĩa gieo bằng 6 lỗ. Các lƣỡi rạch và bánh xe lấp hạt đƣợc lắp - Bộ phận rạch hàng chọn loại lƣỡi rạch kiểu trên một khung ngang để có thể thay đổi sống tàu với kích thƣớc: chiều dài l = 140 chiều rộng của hàng gieo theo mỗi giống. mm, góc rạch γ = 320. + Bánh xe và hệ thống nâng hạ: Để di chuyển - Ống dẫn hạt chọn loại ống nhựa mềm có lõi và nâng hạ toàn bộ máy gieo chúng tôi thiết thép lò xo. kế bánh xe liên kết với khung qua hệ thống - Bộ phận lấp hạt chọn loại bánh xe lấp hạt vít điều chỉnh, trụ lắp bánh xe có thể gập ra với hai gờ bánh ép đất vào giữa, trên vành bánh phía sau hoặc hạ xuống để nâng toàn bộ hệ xe có hàn các mấu bám để chống trƣợt khi làm thống lƣỡi rạch và bánh xe lấp hạt khi quay việc. Trên trục của bánh xe lấp hạt có lắp đĩa vòng. Để điều khiển bánh xe sử dụng một cần xích để truyền động cho đĩa gieo. Đƣờng kính của bánh xe lấp hạt chọn bằng 25 cm. gạt và hệ thống hãm cần gạt. - Bộ phận rạch hàng và bánh xe lấp hạt đƣợc Tính toán cho hệ thống truyền động cho bộ lắp chung trên 1 khung treo lắp khớp bản lề phận gieo bao gồm bộ truyền xích từ trục của với khung chính, có lắp lò xo để có thể nâng bánh xe lấp hạt và cặp bánh răng côn. Để thay hạ, điều chỉnh độ gieo sâu và tăng lực nén ép. đổi tỷ số truyền ta có thể thay đổi trên bộ - Bánh xe lấp nén lắp nông hơn lƣỡi rạch truyền xích bằng cách thay đổi sự ăn khớp hàng một khoảng bằng độ rạch sâu và có thể của các đĩa xích khác nhau. Trên bộ truyền điều chỉnh đƣợc trong khoảng từ 5 -7 cm. xích có lắp bánh căng xích tự động theo sức - Bánh xe máy gieo có lắp hệ thống vít nâng căng của lò xo. Tỷ số truyền từ bánh xe lấp hạ và có thể gấp lại nhờ tay điều khiển để hạ hạt lên đĩa gieo đƣợc tính nhƣ sau: xuống nâng lƣỡi rạch và bánh xe lấp hạt khi quay vòng đầu bờ. Khi bánh xe lấp hạt bị ah = nâng lên thì không quay nữa do không tiếp xúc với đất nên không cần lắp ly hợp cho bộ phận gieo. Với e - hệ số trượt, thường chọn e = 0,03 - 0,05; - Hệ thống truyền động cho bộ phận gieo bao ah – Khoảng cách hạt trên hàng; gồm bộ truyền xích từ trục của bánh xe lấp D - Đường kính đĩa gieo = 25 cm.; hạt và cặp bánh răng côn. z – Số lỗ trên đĩa gieo = 6. - Bề rộng của hàng gieo có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi khoảng cách của lƣỡi rạch và bánh xe lấp hạt trên khung. ⇒ i = KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận - Trong trường hợp a = 25 cm thì i = 0.55 - Mô hình máy gieo ngô chúng tôi thiết kế có - Trong trường hợp a = 28 cm thì i = 0.49 thể liên hợp với loại máy kéo nhỏ mà phần - Trong trường hợp a = 30 cm thì i = 0.46 đông ngƣời dân đang sử dụng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 154 Cù Ngọc Bắc Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 62(13): 151 - 155 - Máy có thể gieo 2 hàng hạt cho mỗi lƣợt [2]. B.E. Kamaritốp và P.I. Prokopenko, Chế tạo gieo, khoảng cách hàng gieo có thể điều chỉnh máy nông nghiệp, Trƣờng Đại học Chế tạo máy nông với các mức từ 50 – 70 cm. nghiệp Kirovôgrát xuất bản - 1984. [3]. Cục chế biến Nông Lâm sản và ngành nghề - Mật độ gieo ngô có thể điều chỉnh với các nông thôn, Máy nông nghiệp dùng cho hộ gia đình mức 25 – 28 – 30 cm. và trang trại nhỏ, NXB Nông nghiệp - 1995. - Máy có thể gieo nhiều giống ngô khác nhau [4]. E.X. Baxụi, O.V. Vernhiaev, Lý thuyết cấu và có thể gieo đƣợc các hạt khác nhƣ đỗ, lạc tạo và tính toán máy nông nghiệp, NXB Chế tạo máy, Maxcova- 1978. khi thay đổi loại đĩa gieo. Gieo trên đất khô [5]. Giáo trình: Cơ khí hoá nông nghiệp, Trƣờng đã đƣợc làm tơi và đánh luống. Đại học Nông Lâm Thái Nguyên – NXB Nông Đề nghị nghiệp 2007. - Tiếp tục nghiên cứu để cải tiến mẫu máy [6]. Nguyễn Bảng cùng cộng sự, Máy canh tác nông nghiệp, NXB Giáo dục, Hà Nội – 1999. hoàn thiện hơn và có giá thành chế tạo thấp, [7]. Nguyễn Quang Lộc, Hệ thống máy công nâng cao khả năng ứng dụng của máy cho các nghiệp nông phục vụ sản xuất cây trồng, NXB loại đất khác. Giáo dục – 2000. [8]. Phạm Xuân Vƣợng, Lý thuyết tính toán máy thu hoạch Nông nghiệp, NXB Giáo dục, Hà Nội – TÀI LIỆU THAM KHẢO 2000. [1]. A.N.Karpenco, Máy nông nghiệp, NXB [9]. Phạm Xuân Vƣợng, Máy thu hoạch nông "KOLOS" Mátxcơva – 1983. nghiệp, NXB Giáo dục, Hà Nội – 1999. SUMMARY DESIGN MACHINE MODEL FOR SOWING CORN CONJUGATING WITH OTHER TRACTORS Cu Ngoc Bac College of Agriculture and Forestry – Thai Nguyen University In the cause of industrialization and modernization of the country, to put on mechanized agricultural production is very important and necessary. Mechanization will change the mode of production, mitigation of labor for people, improving labor productivity, reduce costs in agricultural production. Through mechanization, but the face of rural change, rural development as a civilized and modern as mechanization of agricultural production is the precondition for the development of rural infrastructure. But mechanization how to fit the natural conditions, terrain conditions, farming conditions and achieve the highest efficiency it is necessary to calculate the specific area. With the midlands and mountainous terrain complexity, size and average field is primarily to be synchronized with the stages of farming mechanization is extremely difficult. With these conditions can only apply for a motorized stage cultivation independent and only use machines to small and medium. Another problem is capital to invest in machinery, today most people only invest a small computer with a capacity to serve primarily for the stage as land, transport and some of the individual in care and harvest. Other systems due to potential applications and prices too high so are currently not commonly used. Reasons to focus on research topics initially designed for the model number is sowing corn capacity can conjugate with other tractors with a capacity from 8 to 20 horsepower, is the number of tractors has great that people are using. After the design, manufacture and test models proceed to complete the testing process models to be produced for the market to serve the people. Keywords: maize sowing, machine, model theory, upland  Tel: 0982758752, Email: quanbac@yahoo.com Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 155