Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu động học và động lực học cơ cấu cắt hom sắn của máy trồng sắn

Luận văn bổ sung phát triển lý thuyết tình toán cơ cấu cắt kiểu trục cán chưa được đề cập ở trong nước, mặc dù cơ cấu này đã bắt đầu được ứng dụng trong một số máy móc nông nghiệp như máy trồng sắn, máy trồng mía, máy cắt bánh kẹo, cắt bún,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu động học và động lực học cơ cấu cắt hom sắn của máy trồng sắn 1 MỞ ĐẦU1. Lý do chọn đề tài Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ Latin (Crantz, 1976) vàđược trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993). Ở châu Á, khoai mí được dunhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 (P.G. Rajendran et al, 1995) và du nhập vào ViệtNam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1995) [8, 9]. Hiện chưacó tài liệu chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên ở nước ta. Hiện tại, cây sắn được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, cận nhiệt đớivà là nguồn thực phẩm của hơn 500 triệu người. Năm 2006 và 2007, sản lượng sắnthế giới đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với 2005/06 là 211,26 triệu tấn và 1961 là71,26 triệu tấn. Nước có sản lượng sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn), kếđến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Nước có năng suấtsắn cao nhất là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năngsuất sắn bính quân của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008). Việt Nam đứng thứmười về sản lượng sắn (7,71 triệu tấn) trên thế giới. Tại Việt Nam, sắn được canhtác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của tám vùng sinh thái. Diện tìch sắn trồng nhiềunhất ở Đông Nam Bộ và Tây Nguyên. Trồng sắn bằng máy đã được nhiều nước nghiên cứu rất sớm. Điển hính làẤn Độ, Brazin, Malaisia, Thái Lan và gần đây nhất là Trung Quốc với 3 hướng cơgiới hóa trồng sắn là liên hợp máy rạch hàng trồng hom cây sắn kết hợp thủ công,liên hợp máy trồng sắn bán tự động và máy trồng sắn tự động (dạng liên hợp máyhoặc máy tự hành). Nhưng cho đến nay chưa thấy có bất kỳ công bố khoa học haythương mại nào về mẫu máy trồng sắn tự động mà vẫn còn trong các giai đoạnnghiên cứu về nguyên lý, mô hính. Ở liên hợp máy trồng sắn bán tự động gồm có hai loại chình sau là liên hợpmáy trồng từ hom sắn bán tự động và liên hợp máy trồng từ thân cây sắn bán tựđộng (không cần phải chuẩn bị hom trồng). Với liên hợp máy trồng từ hom sắn bántự động thực hiện công đoạn trồng sắn trên cơ sở hom đã được chuẩn bị (cắt thân 2cây sắn thành hom trồng), còn với liên hợp máy trồng từ thân cây sắn bán tự độngthực hiện công đoạn trồng sắn không cần chuẩn bị hom trồng. Trong sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện nay cây sắn là cây lương thựcquan trọng thứ ba sau lúa và ngô. Hiện nay cây sắn đang có xu hướng tăng cả diệntìch và sản lượng, cạnh tranh với các loại cây trồng khác như lúa, mìa. Tuy nhiêncây sắn vẫn là một trong những loại cây trồng có mức độ cơ giới hóa thấp nhất.Ngay việc trồng sắn vẫn còn theo lối thủ công theo kiểu rạch hàng, bỏ hom kể cả ởcác vùng chuyên canh sắn của cả nước như Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, vùng núivà trung du Bắc Bộ. Mặc dù cho đến thời điểm hiện tại đã có nhiều đề tài khoa họccác cấp về cơ giới hóa canh tác cây khoai mí, trong đó có 01 đề tài cấp nhà nước vềcơ giới hóa canh tác khoai mí, (thực hiện từ năm 2007 – 2010, nghiệm thu năm2011) do trường đại học Nông nghiệp Hà Nội là cơ quan chủ trí và TS. Hà Đức Tháilàm chủ nhiệm đề tài [16]. Một trong những sản phẩm khoa học chình của đề tài cấpnhà nước này là máy cắt hom và máy trồng sắn. Hai máy cắt hom sắn và máy trồngsắn của đề tài cấp nhà nước nằm chung một hệ thống phục vụ trồng sắn bằng cơ giớihóa. Tuy nhiên tất cả các sản phẩm khoa học của đề tài đều không triển khai ứngdụng được vào sản xuất. Nguyên nhân chủ yếu là do máy trồng sắn của đề tài thựchiện trồng bằng hom đã cắt sẵn cho năng suất thấp, giá thành trồng cao (thậm chícao hơn trồng bằng phương pháp cơ giới kết hợp thủ công) khoảng cách giữa cáchom trên hàng trồng không đều ví phụ thuộc vào thao tác thả hom của người laođộng theo trồng, cường độ của người lao động theo trồng cao, phải đầu tư thêm máycắt hom mà thời gian sử dụng thấp. Ví cùng trong hệ thống máy trồng sắn nên máycắt hom sắn cũng không thể ứng dụng vào sản xuất. Giống như cây mìa, cây sắn cũng trồng bằng hom, nên có sự giống nhau vềnguyên lý làm việc của máy trồng. Các điểm khác biệt chình là ở chỗ hom sắnthường dễ bị thương tổn hơn so với hom mìa và yêu cầu nông học có sự khác biếtnhau. Tuy nhiên ựa vào mẫu máy trồng mìa mà một số quốc gia trên thế giới đã đưara mẫu máy trồng sắn tương tự và ứng dụng có hiệu quả vào sản xuất. Nhờ sử dụngmáy trồng mìa bán tự động trồng sắn thẳng từ nguyên liệu cây hom không qua cắt 3hom trồng trước đã góp phần gia tăng năng suất, sản lượng, giảm chi phì canh tác,giá thành sắn. Điểm đặc biệt đối với máy trồng bằng hom cứng như cây mìa và cây sắn làcơ cấu cắt hom trồng. Nhiệm vụ của cơ cấu cắt hom không chỉ đảm bảo độ dài homtrồng, hom không bị dập nát mà còn đảm bảo khoảng cách giữa các hom trồng trênhàng theo quy định. Quá trính làm việc, hom trồng được cắt và rải tự động xuốngrãnh trồng. Cơ cấu cắt hom trồng cho mìa và sắn theo nguyên lý cắt kiểu trục cán.Nguyên lý cắt này mới chỉ ứng dụng trong một số ngành hẹp về sản xuất thực phẩmđể cắt bánh kẹo, thực vật. Ví vậy lý thuyết cắt kiểu trục cán chưa được nghiên cứuđầy đủ. Do đó trong quá trính thiết kế, chế tạo máy trồng sắn (hay mìa) từ nguyênliệu cây hom, các cán bộ và chuyên gia kỹ thuật thiếu cơ sở khoa học khi xác địnhcác thông số làm việc cho cơ cấu cắt hom nhằm đảm bảo đầy đủ các yêu cầu nônghọc về hom trồng. Điều này có thể dẫn đến hiện tượng hom cắt không đứt, chiều dàihom không đảm bảo, hom bị dập nát không chỉ tiết diện cắt mà có khi trên cả thânhom, truyền động cho cơ cấu cắt không hợp lý. Ví vậy việc nghiên cứu động học vàđộng lực học cơ cấu cắt hom sắn của máy trồng sắn có tình cấp thiết, mang tình thờisự, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn cao. Đây là cơ sở khoa học để thiết kếcơ cấu cắt hom nói riêng và máy trống sắn nói chung. Được sự chấp thuận của k ...