BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN ðỨC BẢN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CẤY MẠ THẢM PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU NÔNG HỌC VÀ ðIỀU KIỆN CANH TÁC Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN ðỨC BẢN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CẤY MẠ THẢM PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU NÔNG HỌC VÀ ðIỀU KIỆN CANH TÁC Ở VIỆT NAM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mà SỐ : 60.52.01.03 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN XUÂN THIẾT HÀ NỘI, NĂM 2014 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñược ghi rõ nguồn gốc. Tác giả Nguyễn ðức Bản Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật ii LỜI CÁM ƠN T rong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô giáo trong và ngoài trường cũng như các thầy cô ở các viện nghiên cứu. Nhân dịp này tôi xin ñược bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia ñình và TS. Nguyễn Xuân Thiết, người ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi hoàn thành ñề tài nghiên cứu này. Tôi xin chân thành cám ơn TS. Lê Sỹ Hùng – Giám ñốc trung tâm nghiên cứu máy nông nghiệp và thủy khí – Viện cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch ñã ñộng viên và giúp ñỡ tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện ñề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn các cơ quan, các chuyên gia ñã tham gia và thực hiện ñề tài cấp nhà nước mã số KC-07-25 “ Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một số loại máy gieo, máy cấy phù hợp với kỹ thuật canh tác lúa ở Việt Nam” Tôi xin chân thành cám ơn Bộ môn Cơ học kỹ thuật, bộ môn Máy nông nghiệp, các thầy cô giáo ñang công tác và ñã nghỉ hưu của khoa Cơ ðiện Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội, Công ty TNHH máy nông nghiệp và khuyến nông Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện ñề tài. Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện ñề tài, bản thân ñã có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi thiết sót. Tôi kính mong tiếp tục nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của thấy cô giáo và các bạn ñồng nghiệp ñể ñề tài ñược hoàn thiện hơn. Tác giả Nguyễn ðức Bản Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật iii MỤC LỤC Trang Lời cam ñoan i Lời cám ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi LỜI MỞ ðẦU 1 Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MÁY CẤY LÚA TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG NƯỚC 4 1.1 Sản xuất lúa gạo trên thế giới. 4 1.2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng máy cấy lúa trên thế giới và trong nước. 6 1.2.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy cấy lúa tại Nhật Bản. 6 1.2.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy cấy lúa tại Hàn Quốc. 8 1.2.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng máy cấy lúa tại Trung quốc. 9 1.3 Tình hình cơ giới hóa trồng lúa tại Việt Nam 11 1.3.1 Sản xuất lúa gạo tại Việt Nam 11 1.3.2 Quá trình nghiên cứu máy cấy lúa tại Việt Nam 14 1.3.3 Một số loại máy cấy ñược sử dụng tại Việt Nam hiện nay. 17 1.4 Nhận xét ñánh giá chung 23 1.5 Tính cấp thiết của ñề tài: 23 Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 26 2.2. Phương pháp ñiều tra, khảo sát 26 2.3. Phương pháp phân tích ñánh giá 27 2.4. Phương pháp thử nghiệm máy thực 27 Chương 3. NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CẤY LÚA MẠ THẢM PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU NÔNG HỌC VÀ ðIỀU KIỆN CANH TÁC Ở VIỆT NAM 30 3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy cấy mạ thảm hiện có ở Việt Nam 30 3.1.1 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của máy cấy 30 3.1.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt ñộng của cơ cấu cấy 31 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật iv 3.2 Phân tích ñộng học cơ cấu cấy 33 3.2.1 Bài toán về ñộng học nhóm Diat phẳng 34 3.2.2 Phân tích nhóm Diat cơ cấu cấy 36 3.3 Kết quả phân tích ñộng học cơ cấu cấy 41 3.3.1 Ảnh hưởng của kích thước khâu OA và BC ñến chất lượng cấy 41 3.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc di chuyển v m ñến chất lượng cấy 45 3.4 Cải tiến hộp số từ 2 chế ñộ cấy sang 4 chế ñộ cấy. 48 3.5 Hình ảnh hộp số sau khi cải tiến hoàn thành 58 3.6 Cải tiến chiều dài rãnh thoát mạ trên mũi nỉa tay cấy 59 Chương 4. KHẢO NGHIỆM MÁY VÀ ðÁNH GIÁ KẾT QUẢ 60 1. Mục ñích, phương pháp khảo nghiệm 60 1.1 Mục ñích 60 1.2 Phương pháp thử 60 2. Nội dung khảo nghiệm 60 2.1 Kiểm tra ñặc tính kỹ thuật của máy căn cứ 60 2.2. Nội dung thử nghiệm chất lượng làm việc của máy. 60 2.3 Thiết bị và dụng cụ khảo nghiệm: 61 3. Kết quả thử nghiệm 61 3.1 Kiểm tra thông số kỹ thuật máy 61 3.1.1 Thông số chung 61 3.1.2 ðộng cơ 61 3.1.3 Hệ thống di ñộng 61 3.1.4 Bộ phận cấy 62 3.2 Kết quả thử tính năng làm việc của máy trên ñồng 62 3.2.1 ðiều kiện thử 62 4. Nhận xét, ñánh giá 65 4.1 Nhận xét 65 4.2 ðánh giá số liệu từ khảo nghiệm so với lý thuyết tính toán 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67 DANH MỤC CÔNG TRÌNH ðà CÔNG BỐ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 72 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật v DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1. Diện tích và sản lượng trồng lúa thế giới năm 2012 4 1.2. 10 quốc gia có diện tích trồng lúa lớn nhất thế giới năm 2012 4 1.3. 10 quốc gia có sản lượng lúa gạo lớn nhất thế giới năm 2012 5 1.4. Các quốc gia châu Á có năng suất ñạt 5 tấn/ha năm 2012 5 1.5. Diện tích, sản lượng và năng suất lúa các năm 2011, 2012, 2013 12 2.1. Dụng cụ và thiết bị ño kiểm 29 3.1. Ảnh hưởng của chiều dài khâu OA ñến chất lượng cấy khi v m =0 42 3.2. Ảnh hưởng của kích thước khâu BC ñến chất lượng cấy khi v m =0 44 3.3. Ảnh hưởng vận tốc di chuyển v m ñến chất lượng cấy 47 3.4. Tỷ số truyền các chế ñộ cấy của hộp số 49 3.5. Thông số các bánh răng của hộp số 4 chế ñộ 54 4.1. Dụng cụ thí nghiệm 61 4.2. Kết quả thử chế ñộ làm việc trung bình/ nhanh ở 4 chế ñộ khoảng cách khóm 64 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật vi DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1. Máy cấy lúa 6 hàng ISEKI - PZ60 7 1.2. Máy cấy lúa 6 hàng DAEONG – DUO60 9 1.3. Máy cấy lúa FUERWO 6 hàng - 2ZS-6 11 1.4. Chủ tịch Hồ Chí Minh sử dụng máy cấy lúa (tháng 7/1960) 14 1.5. Máy cấy KUBOTA NSPU-68C 17 1.6. Máy cấy lúa MITSUBISHI LV6 18 1.7. Máy cấy lúa TONG YANG PD60S 18 1.8. Máy cấy lúa HUAXIN 2ZT-8238 19 1.9. Máy cấy lúa KUBOTA - SPW 48 19 1.10. Máy cấy lúa YANMAR – AP4 20 1.11. Máy cấy lúa TONG YANG PF 48 20 1.12. Máy cấy lúa 6 hàng Trung Quốc 21 1.13. Máy cấy lúa MC 6 – 250 21 1.14. Máy cấy lúa MC 8-207 22 1.15. Máy cấy lúa HAMCO 2Z-8238B-D 22 3.1. Máy cấy lúa HAMCO 2Z-8238B-D 30 3.2. Cấu tạo máy cấy lúa HAMCO 2Z-8238B-D 30 3.3. Cấu tạo cơ cấu cấy của máy cấy lúa HAMCO 2Z-8238B-D 31 3.4. Cụm cơ cấu cấy và bộ phận truyền ñộng cho cơ cấu cấy 32 3.5. Sơ ñồ tính toán ñộng học cụm cơ cấu cấy 33 3.6. Sơ ñồ hình học của nhóm hai khâu 34 3.7. Sơ ñồ phân tích cơ cấu cấy thành nhóm diat 37 3.8. Sơ ñồ thuật giải nhóm Diat 38 3.9. Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng cấy 39 3.10. Quỹ ñạo các ñiểm A, B, D (v m =0, OA = 25 mm, BC = 90mm) 41 3.11. Quỹ ñạo các ñiểm A, B, D (v m =0, OA = 35 mm, BC = 90mm) 41 3.12. Quỹ ñạo các ñiểm A, B, D (v m =0, OA = 35 mm, BC = 80mm) 43 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật vii 3.13. Quỹ ñạo các ñiểm A, B, D (v m =0, OA = 35 mm, BC = 90mm) 43 3.14. Quỹ ñạo ñiểm các ñiểm D (a 1 = 120 mm; v m = 0,24 m/s) 45 3.15. Quỹ ñạo ñiểm các ñiểm D (a 2 = 140 mm; v m = 0,24 m/s) 46 3.16. Quỹ ñạo ñiểm các ñiểm D (a 3 = 160 mm; v m = 0,24 m/s) 46 3.17. Quỹ ñạo ñiểm các ñiểm D (a 4 = 190 mm; v m = 0,24 m/s) 46 3.18. Cấu tạo hộp số 2 chế ñộ cấy 120/140 mm 50 3.19. Sơ ñồ nguyên lý hộp số 2 chế ñộ cấy 120/140mm 50 3.20. Chế ñộ di chuyển nhanh trên ñường 51 3.21. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ máy ñứng yên 51 3.22. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy a 1 = 120mm 52 3.23. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy a 2 = 140mm 52 3.24. Cấu tạo hộp số 4 chế ñộ cấy 120/140/160/190mm 54 3.25. Sơ ñồ cấu tạo hộp số 4 chế ñộ cấy 120/140/160/190mm 55 3.26. Chế ñộ di chuyển nhanh trên ñường (FAST) 55 3.27. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy khi máy ñứng yên 56 3.28. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy a 1 = 120mm 56 3.29. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy a 2 = 140mm 57 3.30. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy a 3 = 160mm 57 3.31. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng hộp số ở chế ñộ cấy a 4 = 190mm 58 3.32. Hộp số mới với 4 chế ñộ cấy 120/140/160/190 mm 58 3.33. Cải tiến chiều sâu rãnh thoát mạ trên mũi nỉa tay cấy dài 45mm 59 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật 1 LỜI MỞ ðẦU Lúa nước chiếm một vị trí quan trọng, ñặc biệt ở vùng Châu Á, là lương thực chính trong cuộc sống hàng ngày. Theo số liệu thống kê năm 2012 của FAO, các nước có diện tích trồng lúa và sản lượng lớn nhất thế giới là ở châu Á: TT Quốc gia Diện tích (ha) Sản lượng (Tấn) 1 India 42500000 152600000 2 China 30557000 206085000 3 Indonesia 13443443 69045141 4 Bangladesh 12600000 37800000 5 Thailand 11700000 34200000 6 Myanmar 8150000 33000000 7 Việt Nam 7753163 43661570 8 Philippines 4689960 18032422 (Dữ liệu của FAO – từ http://faostat.fao.org/site/567/default.aspx#ancor) Ở nước ta, lúa là cây lương thực chính. Theo báo cáo của trung tâm tin học và thống kê (Bộ NN& PTNN) ngày 25/12/2013, Diện tích lúa gieo cấy năm 2013 ước ñạt 7,8994 triệu ha, năng xuất ước ñạt 5, 58 tấn/ha, sản lượng 44,0671 triệu tấn. Diện tích trồng lúa ñược chia thành 6 khu vực: ðồng bằng sông Hồng, Trung du và miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và duyên hải miền Trung, Tây Nguyên, ðông Nam Bộ, ðồng Bằng sông Cửu Long. Với ñặt thù từng khu vực và ñịa phương khác nhau, canh tác trồng lúa ñược chia thành 3 mùa vụ: Lúa ñông xuân, Lúa hè thu, Lúa mùa. Ở nước ta, phương pháp trồng lúa ñược thực hiện theo hai phương pháp là cấy và gieo xạ. Cấy lúa và áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến hiện nay, cấy lúa làm giảm lượng thóc giống, giảm trừ cỏ dại, chăm sóc ñơn giản, cây lúa phát triển tốt hơn gieo sạ trong ñiều kiện thời tiết khắc nghiệt, tuy nhiên công việc cấy lúa phần lớn vẫn ñang ñược thực hiện thủ công. [...]... h p v i yêu c u nông h c trong canh tác Lúa Vi t Nam Vi c c i ti n l n ñ u ñư c th c hi n trên m u máy th là máy c y lúa HAMCO 2Z-8238B-D H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 25 Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U Nghiên c u c i ti n máy c y m th m phù h p v i yêu c u nông h c và ñi u ki n canh tác Vi t Nam th c hi n b ng các phương pháp chính như sau: 2.1 Phương pháp nghiên. .. tr l i ñây ñã ñ t ra yêu c u ph i c i ti n các m u máy hi n có và các m u máy nh p kh u ñ phù h p v i ñi u ki n canh tác lúa nư c ta Trong các nghiên c u v máy c y lúa ph i k ñ n ñ tài KC-07-25 nghiên c u thi t k ch t o m t s lo i máy gieo, máy c y phù h p v i ñi u ki n thâm canh lúa Vi t Nam do TS.Lê S Hùng - Vi n cơ ñi n nông nghi p và công ngh sau thu ho ch ch trì th c hi n Nghiên c u ñã gi i quy... thu t 5 1.2 Tình hình nghiên c u ng d ng máy c y lúa trên th gi i và trong nư c 1.2.1 Tình hình nghiên c u và ng d ng máy c y lúa t i Nh t B n Nh t B n là qu c gia ñ u tiên nghiên c u ch t o thành công máy c y lúa, nh ng chi c máy c y ñ u tiên và ñ n năm 1960 con s ñó ñã lên ñ n hơn 300 máy ðó là th i ñi m xu t phát s m nh t c a máy c y Nh t B n Trư c ñây do phương th c canh tác c truy n là m dư c... gian và công s c vào nghiên c u và phát tri n cơ gi i hoá vi c nh m dư c và c y m dư c Máy c y m dư c thương ph m hoá s m nh t vào năm 1964, ti p sau các máy r a s ch r m , máy nh m cũng xu t hi n trên th trư ng Nhưng máy c y m dư c không nâng cao năng su t lao ñ ng nên ñ n năm 1970 Nh t B n ñã ng ng s n xu t lo i máy này Nh t B n ñã chuy n sang m t hư ng nghiên c u m i ñó là s n xu t m th m và nghiên. .. càng gi m và máy c y 6, 8 hàng ngày càng tăng Máy c y m khay b t ñ u nghiên c u t năm 1960, ñ n năm 1986 ñã ñư c nông dân ch p nh n r ng rãi, s lư ng máy c y là hơn m t tri u cái, cơ gi i hoá làm m và c y máy ñã ñ t 80% t ng di n tích lúa Sau ñó s lư ng máy c y ti p t c tăng ñ hoàn thành cơ gi i hoá làm m và c y lúa vào năm 1990 Nh ng năm g n ñây Nh t B n ñã nghiên c u và ñã ra nhi u ki u máy c y t... hàng c a 2 lo i máy này là 120 và 140 mm H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 21 Hình 1.14 Máy c y lúa MC 8-207 Hai lo i máy c y MC-6-250 và MC-8-207 là s n ph m c a ñ tài KC-0725 “ Chương trình khoa h c và công ngh ph c v công nghi p hóa, hi n ñ i hóa nông nghi p nông thôn và nông thôn – KC 07” Hai lo i máy này ñã ng ng s n xu t khi ñ tài KC-07-25 k t thúc − Máy c y lúa HAMCO... ñã nêu, ñư c s hư ng d n c a th y giáo TS Nguy n Xuân Thi t, chúng tôi ti n hành Nghiên c u c i ti n máy c y m th m phù h p v i yêu c u nông h c và ñi u ki n canh tác Vi t Nam H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 3 Chương 1 T NG QUAN V TÌNH HÌNH NGHIÊN C U, NG D NG MÁY C Y LÚA TRÊN TH GI I VÀ TRONG NƯ C 1.1 S n xu t lúa g o trên th gi i Theo s li u th ng kê c a FAO năm... ñư c m u máy c y m th m riêng c a mình Máy c y lúa 6 hàng ho c 8 hàng c a Trung Qu c là lo i máy c y lúa ñơn gi n hơn nhi u so v i máy c y lúa c a Nh t, công ngh ch t o h p lý và giá thành r , phù h p v i ñi u ki n kinh t và canh tác c a Trung Qu c Nh ng lo i máy này ch y u có kho ng cách hàng 300 mm, m t s máy ch t o theo yêu c u ñ t hàng có kho ng cách hàng 238 mm Các công ty s n xu t máy c y l... mm và 250 mm, kho ng cách khóm 120 mm và 140 mm H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa h c K thu t 16 T năm 2008÷2010, ñ tài KC.07DA12/06-10 Hoàn thi n thi t k và công ngh ch t o thi t b s n xu t m th m và máy c y phù h p v i ñi u ki n s n xu t Vi t Nam do TS.Lê S Hùng - Vi n cơ ñi n nông nghi p và công ngh sau thu ho ch ch nhi m d án 1.3.3 M t s lo i máy c y ñư c s d ng t i Vi t Nam. .. 2Z-8238B-D c a Công ty TNHH máy nông nghi p và khuy n nông Hà N i Máy c y 8 hàng, kho ng cách tim gi a các hàng lúa 238mm., kho ng cách khóm 120 và 140 mm Hình 1.15 Máy c y lúa HAMCO 2Z-8238B-D Máy c y lúa HAMCO ñ n nay ñã c i ti n sang th h th 3, máy ñư c s d ng t i 15 t nh thành trên c nư c ch y u là vùng ñ ng b ng Sông H ng và ñ ng b ng sông c u Long H c vi n Nông nghi p Vi t Nam – Lu n văn th c s Khoa . nghiệm máy thực 27 Chương 3. NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CẤY LÚA MẠ THẢM PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU NÔNG HỌC VÀ ðIỀU KIỆN CANH TÁC Ở VIỆT NAM 30 3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy cấy mạ thảm hiện. GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN ðỨC BẢN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CẤY MẠ THẢM PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU NÔNG HỌC VÀ ðIỀU KIỆN CANH TÁC Ở VIỆT NAM . GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NGUYỄN ðỨC BẢN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MÁY CẤY MẠ THẢM PHÙ HỢP VỚI YÊU CẦU NÔNG HỌC VÀ ðIỀU KIỆN CANH TÁC Ở VIỆT NAM