2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.3. Nghiên cứu nguyên lý làm việc và kết cấu một số loại máy gieo và máy bón phân
cho máy bón phân viên nén.
2.3.1. Nghiên cứu nguyên lý làm việc và kết cấu một số loại máy gieo
+ Những bộ phận làm việc của mỏy gieo gồm: thựng ủựng hạt, bộ phận gieo, ống dẫn hạt, bộ phận rạch hàng và bộ phận lấp hạt. Tuỳ theo hình thức gieo mà một máy có tất cả hay một số bộ phận làm việc nêu trên. Ví dụ máy gieo vãi thì không có bộ phận ống dẫn hạt và bộ phận rạch hàng, ... và một số bộ phận khác tuỳ theo hình thức gieo.
+ Bộ phận gieo làm nhiệm vụ lấy hạt từ thựng chứa hạt ủưa ủi gieo, nú quyết ủịnh chỉ tiờu về yờu cầu gieo như ủỳng lượng hạt gieo, gieo ủều (ủảm bảo mật ủộ gieo), an toàn cho hạt (hạt khụng bị dập, vỡ ảnh hưởng ủến khả năng nảy mầm).
+ ðể ủỏp ứng những phương phỏp gieo khỏc nhau, tương ứng cú những bộ phận gieo khác nhau như bộ phận gieo có lắp các bàn chải, bộ phận gieo rung ủộng, hay ly tõm dựng ủể gieo vói. Bộ phận gieo loại trục cú cỏnh và rónh-trục cuốn, loại ủĩa cú lỗ ủể gieo hàng, gieo hốc; bộ phận gieo loại khớ ỏp-dựng lực hỳt của khụng khớ ủể lấy hạt và vận chuyển hạt cú khả năng ủảm bảo an toàn cho hạt rất tốt.
a- Bộ phận gieo kiểu rung
Bộ phận gieo kiểu rung trờn hỡnh 2.1 gồm mỏng rung 4 ủược luồn vào phớa trong ủỏy thựng chứa hạt 1, bề mặt mỏng ở phớa ngoài thựng thấp hơn phớa trong thùng. Cơ cấu rung gồm bánh xe có các vấu cam gây rung 8, cơ cấu truyền rung 2, 3, 7, cỏc khớp quay di ủộng và cố ủịnh, lũ xo giữ 6. Cơ cấu gõy rung làm cho mỏng rung ủộng liờn tục, tần số và biờn ủộ rung ủược tớnh toỏn và ủiều chỉnh cho phự hợp với yờu cầu gieo từng loại hạt. Hạt giống sẽ di chuyển ủều ủặn, liờn tục ra ngoài. Bộ phõn gieo loại này cú thể dựng ủể gieo vói, ủảm bảo an toàn cho hạt.
Mỏy cú nguyờn lý hoạt ủộng ủơn giản nhưng cấu tạo phức tạp, làm việc khụng chính xác nên không thể áp dụng cho thiết kế chế tạo máy bón phân viên.
Hỡnh 2.1. Sơ ủồ nguyờn lý của mỏy gieo hạt kiểu rung 1- Thùng chứa; 2,3,7- Cơ cấu truyền rung; 4- Máng rung;
5- Ống dẫn hạt; 6- Lò xo giữ; 8- Cam rung b) Bộ phận gieo kiểu trục cuốn
Trục cuốn trờn hỡnh 2.2 ủược chế tạo bằng kim loại hoặc chất dẻo, trong lũng rỗng ủể lắp với trục quay, bề mặt ngoài của trục là những cỏnh (tai khế) xen kẽ những rónh. Trục cuốn ủược ủặt trong một hộp nhỏ gọi là hộp gieo, phớa trờn hộp thụng với ủỏy thựng ủựng hạt, phớa dưới hộp cú cửa ra hạt, ủộ mở của cửa này và cửa phớa trờn hộp gieo cú thể ủiều chỉnh ủược. Trục cuốn ủược ủịnh vị trờn trục quay nhờ chốt 7, ống chắn 12 và vũng ủệm 13. Phần chiều dài của trục cuốn 6 nằm ở phớa trong hộp gieo cú tỏc dụng lấy hạt ủể gieo, khi trục cuốn quay, hạt ở thựng ủược cuốn vào cỏc rónh của trục và ủược cuốn theo về phớa cửa ra 10.
- Bộ phận gieo loại trục cuốn có hai loại: loại thứ nhất phần chiều dài trục cuốn nằm trong hộp gieo cú thể thay ủổi ủược, cũn loại thứ hai cố ủịnh;
- Cú thể ủiều chỉnh lượng hạt gieo bằng hai cỏch: thay ủổi số vũng quay của trục cuốn và thay ủổi chiều dài của trục cuốn nằm trong hộp gieo;
- Bộ phõn gieo kiểu trục cuốn làm việc khỏ ổn ủịnh nhưng lại cú cấu tạo rất phức tạp, khú chế tạo vỡ vậy cũng khụng thể sử dụng làm nguyờn lý ủể chế tạo mỏy bún phân viên;
Hỡnh 2.2. Sơ ủồ nguyờn lý bộ phõn gieo kiểu trục cuốn
1- Tấm chắn trên; 2- Thành thùng; 3- Thành bên trái hộp gieo; 4- Ống lắp tấm rãnh hoa; 5- Tấm rónh hoa; 6- Trục cuốn; 7- Chốt; 8- Trục mở ủỏy hộp gieo; 9- Ngún ủỡ;
10- Cỏnh cửa ủỏy hộp gieo; 11- Thành bờn phải hộp gieo; 12- ống chắn; 13- ðệm;
14- ðáy hộp gieo c) Bộ phận gieo kiểu ủĩa
Bộ phận gieo kiểu ủĩa gồm cú ủĩa gạt 1, ủĩa gieo 2, ủệm 3, tấm che 5 và vũng ủỏy 4, tất cả ủược ủặt ở ủỏy thựng ủựng hạt hỡnh trụ. ðĩa gieo cú cỏc rónh ở mộp ủĩa như trờn hỡnh 2.3 hoặc cú lỗ ở trong ủĩa trờn hỡnh 2.4.
ðể gieo cỏc loại hạt cú nhiều kớch thước khỏc nhau người ta chế tạo nhiều bộ ủĩa cú kớch thước lỗ và ủộ dày khỏc nhau hoặc cú thể thay bằng cỏc bộ tấm che 5 vừa làm ủệm vào ủĩa gieo 2, vừa ủể che bớt một số lỗ ủể ủiều chỉnh lượng hạt gieo và thay ủổi bề dày tổng cộng cho phự hợp với bề dày hạt giống. Vũng ủỏy 4 vừa là giỏ ủỡ lắp cỏc vũng ủệm, ủĩa gieo, cỏc tấm ủệm, vừa cú lỗ ủể hạt rơi xuống ống dẫn hạt. Nắp 1 và lưỡi gà gạt hạt ủặt trờn ủĩa gieo 2 ủược cố ủịnh với thựng ủựng hạt ủể hướng dẫn cho hạt giống chỉ rơi vào lỗ, khụng cho hạt bị kộo theo ủĩa khi ủĩa quay ủể ủảm bảo an
1 2
8
9 14 10
3
4 5 6
7
13 12 11
toàn cho hạt. Khi hạt ủó rơi vào lỗ của ủĩa ủược ủĩa quay ủưa ủến vị trớ cần rơi khi ủú lưỡi gà ấn hạt rơi xuống ống dẫn hạt rồi ủến rónh gieo ủó rạch trờn ruộng, như vậy hạt khụng bị kẹt ở lỗ ủĩa và khụng bị bỏ sút vị trớ gieo.
Hỡnh 2.3. Bộ phõn gieo kiểu ủĩa ở mỏy gieo CKHK-6 1- Nắp bộ phận gieo; 2- ðĩa gieo; 3- ðệm; 4- vũng ủỏy; 5- Tấm che
Hỡnh 2.4. Bộ phõn gieo kiểu ủĩa ở mỏy gieo CKΓK-6 1- ðĩa gieo; 2- Vành răng; 3- ðáy thùng; 4- Cầu che; 5- Tai hồng;
6- Nắp bộ phận gieo; 7- Trục truyền ủụng; ; 8- Bỏnh răng hỡnh nún; 9- Lưỡi gạt;
10- Lưỡi ấn
Truyền ủộng cho bộ phận cung cấp bằng cơ cấu bỏnh răng nún cú thể thay ủổi ủược tỷ số truyền. ðể thay ủổi lượng gieo cú thể thay ủổi tỷ số truyền của cơ cấu
truyền ủộng tới ủĩa hoặc thay ủổi số lỗ trờn ủĩa cung cấp bằng tấm che 5. Nguyờn lý này cú thể ủược nghiờn cứu vận dụng vào mỏy bún phõn viờn nộn.
2.3.2. Nghiên cứu nguyên lý làm việc và kết cấu một số loại máy bón phân viên nén cho lúa
ðiều kiện làm việc của máy bón phân viên cho lúa:
Thời ủiểm thực hiờn cụng ủoạn bún phõn cho lỳa là ngay sau khi cấy hoặc sau khi cấy từ 1ữ5 ngày ủể trỏnh cho lớp ủất canh tỏc bị chặt ảnh hưởng ủến ủộ sõu và hiệu quả bún phõn. Chớnh vỡ ủiều kiện ủồng ruộng như vậy nờn nền ruộng sẽ cú ủộ lỳn và ngập nước khoảng 3ữ7 cm. Hơn nữa do thời ủiểm bún phõn ngay gần sau thời ủiểm cấy nờn ủộ trượt cũng lớn.
Một số mẫu mỏy ủó chế tạo ủể bún phõn cho lỳa:
a) Máy bón phân viên nén kiểu thìa múc
Hình 2.5. Máy bón phân kiểu thìa múc.
1- Bỏnh xe; 2- ðĩa cung cấp; 3- Vỏ bao ủĩa cung cấp; 4- Thỡa mỳc;
5- Bộ phận rạch hàng; 6- Bộ phận dẫn phân viên; 7- Bộ phận lấp nén; 8- Khung máy;
9- Cụm cần ủẩy; 10- Thựng chứa viờn phõn; 11-Tấm ngăn; 12- Chổi quột.
11 9 1
2
3
4
5
6 7
8 12
10
Máy bón phân có bộ phận cung cấp kiểu thìa múc do Trường ðại học Nông nghiệp I chế tạo năm 2004, sử dụng viên phân nén dạng quả bàng. Hình dáng, kết cấu của máy như trên hình 2.5.
- Khi mỏy làm việc thỡ ủĩa cung cấp viờn phõn 2 quay cựng vận tốc với vận tốc của bỏnh xe vỡ chỳng ủược lắp cứng trờn cựng một trục. Trờn ủĩa cung cấp viờn phõn cú bố trớ cỏc thỡa mỳc 4, cỏc thỡa này cỏch ủều nhau trờn toàn bộ chu vi của ủĩa cung cấp viờn phõn. Khi ủĩa cung cấp 2 quay thỡ cỏc thỡa mỳc 4 sẽ nhận viờn phõn nộn trong khoang cấp phõn của thựng chứa phõn viờn. Viờn phõn nộn nằm trờn thỡa mỳc ủược ủưa tới bộ phận dẫn hạt phõn 6. Tại ủậy viờn phõn sẽ tự rơi khỏi thỡa mỳc vào bộ phận dẫn viên phân 6 nhờ trọng lượng bản thân của viên phân. Bộ phận dẫn viên phân 6 sẽ ủịnh hướng cho viờn phõn nộn rơi xuống rónh ủó ủược bộ phận rạch hàng 5 kiểu sống tàu rạch từ trước rồi ủược lấp nộn lại nhờ bộ phận lấp nộn 7. ðể ủảm bảo mỗi thỡa mỳc chỉ cú một viờn phõn thỡ mỏy cũn ủược bố trớ bộ phận chổi quột 12.
- Thựng chứa viờn phõn nộn ủược chia thành hai khoang bởi tấm ngăn 11, tấm này cú thể ủúng mở ủể ủiều chỉnh lượng viờn phõn trong khoang cung cấp luụn ở mức cần thiết, khụng nhiều quỏ cũng khụng ớt quỏ. Sở dĩ phải cú tấm ngăn như vậy ủể ủảm bảo cho mỏy luụn làm việc ổn ủịnh vỡ nếu số viờn phõn nộn nhiều quỏ sẽ cú sự tỏc ủộng qua lại lẫn nhau giữa cỏc viờn phõn khi mỏy làm việc như tạo vũm, kẹt... cũn nếu số viên phân nén quá ít sẽ có hiện tượng bón sót.
- Mỏy bún phõn kiểu thỡa mỳc hoạt ủộng khỏ tốt với viờn phõn dạng quả bàng.
Tuy vậy cần khống chế lượng viên phân trong khoang chờ múc, hay bị bón sót khi vận tốc ủĩa mỳc lớn và kết cấu bộ phận cung cấp khỏ phức tạp.
b) Mỏy bún phõn viờn nộn kiểu ủĩa
- Sơ ủồ cấu tạo của mỏy bún phõn kiểu ủĩa sử dụng viờn phõn dạng quả bàng như trờn hỡnh 2.6. Khi mỏy làm việc thỡ ủĩa cung cấp viờn phõn 4 chuyển ủộng cựng vận tốc gúc với bỏnh xe 2. Trờn ủĩa cú bố trớ cỏc lỗ chứa viờn phõn 5. Trong quỏ trỡnh làm việc một viờn phõn sẽ ủược nằm trong lỗ và ủưa tới phần ống dẫn phõn 7, viờn
phân sẽ rơi khỏi lỗ nhờ trọng lượng của chính viên phân. ống dẫn phân có nhiệm vụ dẫn hướng cho viờn phõn nộn rơi ủỳng vào rónh mà bộ phận rạch hàng 9 gắn trờn tấm trượt 8 ủó rạch. Sau khi viờn phõn nộn ủó nằm ủỳng vị trớ sẽ ủược lấp ủất nhờ bộ phận lấp nén 10.
Hỡnh 2.6. Mỏy bún phõn kiểu ủĩa
1- Thùng chứa viên phân, 2- Bánh xe, 3- Chổi quét, 4- ðĩa cung cấp, 5- Lỗ chứa viờn phõn, 6- Vỏ bao ủĩa cung cấp, 7- ống dẫn phõn, 8- Tấm trượt, 9- Bộ phận rạch hàng, 10- Bộ phận lấp nộn; 11- Khung mỏy, 12- Cụm cần ủẩy
- ðể ủảm bảo cho mỗi lỗ trờn ủĩa cung cấp chỉ cú một viờn phõn nộn thỡ ở ủỏy của thùng chứa viên phân có chổi quét mềm 3, nhằm gạt các viên phân khác ra khỏi lỗ khi chỳng cú xu hướng theo lỗ tới ống dẫn phõn. Bờn cạnh ủú thành của thựng chứa phõn cũng ủược thiết kế với gúc nghiờng phự hợp nhằm trỏnh hiện tượng tạo vũm.
- Bộ phận cung cấp loại này làm việc kém do các viên phân “tranh nhau” lọt vào lỗ trờn ủĩa cung cấp gõy ra hiện tượng kẹt. Do bộ phận cung cấp nhận truyền ủộng trực tiếp từ bỏnh xe của mỏy nờn khú ủiều chỉnh khoảng cỏch bún, khú sử dụng cho nền ruộng cú ủộ trượt quỏ lớn và khụng thể di chuyển trờn ủường khi thay ủổi ủịa bàn làm
2 1
4
5 6
7 8
9 10
11 12 3
việc mà trong thùng vẫn còn phân bón. Hơn nữa, máy bón loại này sử dụng viên phân dạng quả bàng, cấu tạo khỏ phức tạp nờn người nụng dõn khú cú thể chế tạo vào ủưa vào sản xuất.
c) Máy bón phân viên kiểu bón trực tiếp.
- Mỏy bún phõn viờn nộn trực tiếp xuống lớp ủất canh tỏc cú cỏc bộ phận làm việc như trên hình 2.7. Bộ phận bón kiểu này bao gồm thùng chứa viên phân 1; van lá ủiều chỉnh 2 ủể ủiểu chỉnh lượng phõn trong mỏng 3 cho phự hợp; cặp pittụng-xi lanh 4; cơ cấu truyền ủộng cho bộ phận bún 5.
Hỡnh 2.7. Sơ ủồ nguyờn lý bộ phận bún trực tiếp kiểu piston 1- Thùng chứa viên phân; 2- Van lá; 3- Máng chứa phân;
4- Cụm pittụng-xilanh;5- Cơ cấu truyền ủộng.
- Khi mỏy làm việc thỡ phõn viờn từ thựng chứa 1 ủược lọt vào mỏng 3 nhờ ủiều chỉnh ủộ mở của van lỏ 2. Viờn phõn nộn sẽ ủược nằm thành hàng trong mỏng 3.
Pittụng ủược tớnh toỏn cú chiều dài sao cho hành trỡnh của nú trong ống xi lanh ủảm bảo khi ủi hết qui trỡnh bún viờn phõn vào hốc bún thỡ vẫn làm nhiệm vụ giữ cho viờn sau ở lại trong mỏng nhằm khụng bún trựng. Pittụng bún này ủược truyền ủộng nhờ cơ cấu truyền ủộng 5. Cơ cấu truyền ủộng là cơ cấu biờn tay quay ủược tớnh toỏn với chiều
4 5
2
3
1
dài tay quay và chiều dài biên phù hợp với mức bón. Tay quay của cơ cấu nhận truyền ủộng từ bỏnh xe mỏy bún thụng qua bộ phận giảm tốc.
- Máy bón loại này làm việc mà không cần có bộ phận rạch hàng nhưng cần có bộ phận truyền ủộng từ bỏnh xe tới cơ cấu truyền ủộng 5. Do ủộng lực ủược lấy từ bỏnh xe nờn tốc ủộ bún viờn phõn khụng thể nhanh gọn gõy nờn hiện tượng tạo rónh trờn mặt ruộng do quỏ trỡnh bún thực hiện khi mỏy ủang di chuyển trờn mặt ruộng. Mặt khác do bón trực tiếp nên pittông sẽ dính bùn nên sau khoảng thời gian làm việc bùn sẽ theo pittông bám vào cửa ra của máng chứa phân, vì vậy viên phân không thể rơi xuống mặc dự ủó bố trớ thờm cơ cấu cung cấp cưỡng bức viờn phõn. Chớnh vỡ thế mỏy bún này làm việc khụng chớnh xỏc và thực tế khụng ủược ứng dụng trong sản xuất.
d) Máy bón phân viên nén dạng gần tròn (cầu)
- Mỏy bún phõn cú nguyờn lý hoạt ủộng tương tự như một mỏy gieo hạt theo hàng, khác với các máy bón phân trên, máy này sử dụng viên phân nén dạng gần tròn (cầu). Kết cấu của máy gồm: Thùng chứa viên phân nén 4; Bộ phận cung cấp viên phân 5; Ống dẫn viên phân 6; Thuyền trượt 7; Bộ phận rạch hàng 8; Bộ phận lấp nén viờn phõn 9; Bỏnh xe 3 ; Khung mỏy 2 và cụm cần ủẩy 1 như trờn hỡnh 2.8.
- Mỏy ủược thiết kế gồm 3 nhỏnh bún cỏch nhau 360 mm, hai bỏnh xe 3 quay trơn so với trục và cũng ủặt cỏch nhau 360 mm. Bộ phõn cung cấp viờn phõn 5 của mỗi nhỏnh cũng ủược cố ủịnh với trục. ðồng thời cụm chi tiết gồm bỏnh xe, bộ phận cung cấp hạt, trục mỏy ủược ủặt trờn ba ổ ủỡ và cố ủịnh với giỏ nhờ 3 giỏ ủỡ ủể ủảm bảo ủộ ủồng tõm giữa ủĩa cung cấp và vỏ bao ủĩa khi mỏy làm việc.
- Khi mỏy làm việc thỡ bộ phận cung cấp viờn phõn 5 nhận truyền ủộng từ bỏnh xe của máy thông qua bộ phận biến tốc ma sát và lấy viên phân từ cửa cấp phân của thựng chứa 4 sau ủú ủưa tới cửa ra viờn phõn vào bộ phận dẫn viờn phõn 6. Viờn phõn sẽ ủược bộ phõn dẫn viờn phõn ủưa xuống vị trớ mà bộ phõn rạch hàng 8 ủó rạch với ủộ
sõu khoảng 7ữ8 cm trong lớp ủất canh tỏc. Khi viờn phõn ủó ủược bún ở ủộ sõu yờu cầu thỡ bộ phõn lấp nộn viờn phõn 9 sẽ gạt bựn ủể vựi viờn phõn kớn trong lớp ủất canh tỏc.
Hình 2.8. Kết cấu máy bón phân viên dạng gần tròn (cầu) 1- Cụm cần ủẩy; 2- Khung mỏy; 3- Bỏnh xe; 4- Thựng chứa phõn viờn nộn;
5- Bộ phận cung cấp; 6- Ống dẫn viên phân; 7- Thuyền trượt;
8- Bộ phận rạch hàng; 9- Bộ phận lấp nén viên phân
Với kết cấu của mỏy bún viờn phõn nộn trờn cú cấu tạo vừa ủơn giản dễ chế tạo nhất là với ủiều kiện của nụng dõn Việt Nam. ðặc biệt là ủó giải quyết ủược vấn ủề kẹt viờn phõn khi sử dụng viờn phõn nộn dạng quả bàng ở cỏc mỏy trước ủõy.