Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo Shibaura SD 3543

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy dũ khoai lang liên hợp với máy kéo Shibaura SD 3543. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc thiết kế, hoàn thiện mẫu máy theo hướng tối ưu để áp dụng vào sản xuất nhằm cải thiện điều kiện làm việc, tăng năng suất lao động và góp phần nâng cao tỷ lệ cơ giới hóa trong sản xuất Nông lâm nghiệp tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo Shibaura SD 3543

LỜI CAM ĐOAN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Tôi xin cam------------------------------------- đoan, đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. NGUYỄN PHẠM HUY CƯỜNG Tác giả luận văn NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ VỀ CẤU TẠO VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH KHOAI Trần LANG LIÊN Văn Thịnh HỢP VỚI MÁYLỜI KÉO SHIBAURA CẢM ƠN SD 3543 Sau một thời gian làm việc khẩn trương, với tinh thần nghiên cứu khoa học một cách nghiêm túc, trên cơ sở các kiến thức của bản thân và các tài liệu tham khảo, sự hướng Chuyên dẫn tận tình gỗ, giấy của TS. Nguyễn ngànhnghệ Văn Quân, thầy hướng dẫn trực tiếp, thầy Phạm Văn Lý với những nhận xét và góp ý xác đáng, thầy Trần Kim Khôi và các bạn đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ trong quá trình khảo LUẬNvàVĂN nghiệm tại hiện trường THẠC xử lý SỸđo số liệu KỸ THUẬT đếm được. Đến nay, Đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời tự hành hai trống” của tôi đã hoàn thành và đạt được mục tiêu đề ra. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với những sự giúp đỡ tận tình quý báu đó. Tôi xin hứa với những kiến thức đã học được trong quá trình học tập và nghiên cứu, trong điều kiện có thể tôi sẽ vận dụng vào quá trình hoạt động LỜIHàCAM ĐOAN Nội, 2011
BỘ GIÁOCác DỤC sốVÀ liệu, kết quả ĐÀO TẠOtrong luận BỘvăn là trung NÔNG thực VÀ PTNT NGHIỆP và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------------- Tác giả luận văn NGUYỄN PHẠM HUY CƯỜNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ VỀ CẤU Trần TẠO Văn VÀ CHẾ Thịnh ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY THU HOẠCH KHOAI LANG LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO SHIBAURA SD 3543 Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và Thiết bị cơ giới hóa Nông -Lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TS. Trần Tuấn Nghĩa NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ VĂN THÁI Hà Nội, 2011
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Như chúng ta đã biết cơ giới hóa nông nghiệp tác dụng rất nhiều trong đời sống, sản xuất và đặc biệt là vấn đề sinh tồn của con người, như sản xuất ra sản phẩm phục vụ xã hội, cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường tự nhiên. Đất nước ta đang bước sang một giai đọan mới – giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa các ngành kinh tế quốc dân. Trong đó nông nghiệp đóng vai trò quan trọng. Cơ khí hóa nông nghiệp là một trong những nội dung của công cuộc hiện đại hóa và công nghiệp hóa nông nghiệp nông thôn, với việc tiến hành cơ khí hóa các khâu canh tác và chế biến để thúc đẩy nông nghiệp nông thôn Việt Nam ngày càng phát triển. Do vậy việc áp dụng cơ giới hóa vào sản xuất nông lâm nghiệp hiện nay có ý nghĩa quan trọng và cấp bách. Để thực hiện được nhiệm vụ trên ngành nông nghiệp phải “Cơ giới hóa nông nghiệp” thực chất là thu hút sự tham gia của toàn xã hội, của mọi người dân vào sản xuất nông nghiệp, áp dụng rộng rãi cơ giới hóa vào sản xuất nông nghiệp, đầu tư áp dụng tiến bộ của khoa học kỹ thuật để nâng cao năng suất, giảm nhẹ sức lao động, sử dụng nhiều biện pháp và công nghệ đồng bộ từ khâu làm đất gieo ươm, trồng cây chăm sóc, bảo vệ đến khai thác, sơ chế, bảo quản và chế biến..., trong đó khâu thu hoạch đóng vai trò quan trọng. Nhận thức được tầm quan trọng cần phải có máy thu hoạch khoai lang Đảng và nhà nước ta đã đề ra Nghị quyết và phê duyệt Dự án cơ giới hóa nông nghiệp khâu thu hoạch khoai lang. Trong chiến lược phát triển Nông nghiệp giai đoạn 2001-2010 đề ra cần phải cơ giới hóa, hiện đại hóa máy thu hoạch khoai lang. Nông nghiệp của nước ta mang đặc điểm của vùng nhiệt đới, đất đai, khí hậu rất thuận lợi để phát triển các loại cây trồng, đặc biệt là các loại cây có củ như: khoai lang, khoai tây, sắn, lạc,….Cây có củ trồng ở nước ta không những là nguồn lương thực và thực phẩm quý mà còn là nguồn
2 nguyên liệu cho công nghiệp chế biến có giá trị kinh tế cao phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu sang các nước khác. Tương lai không xa các loại cây này sẽ được phục vụ cho công nghiệp chế biến rựơu, bia cồn, tơ nhân tạo, cao su nhân tạo, thuốc chữa bệnh… Hiện nay, trên thế giới ở các nước phát triển cơ giới hóa các khâu canh tác các cây có củ, đặc biệt là khâu thu hoạch đã đạt trình độ cao với quy mô rộng lớn. Ở nước ta một số công trình nghiên cứu về vấn đề này đã thu được kết quả bước đầu. Một số mẫu máy đã được đề xuất như: máy đào củ DC – 1, máy đào củ sắn DS – 1 của trường Đại học Nông nghiệp I. Thực tại ở nước ta khâu thu hoạch chủ yếu vẫn tiến hành theo thủ công. Nguyên nhân thực trạng trên là do quy mô sản xuất nông nghiệp ở nước ta đã có nhiều thay đổi về cơ chế. Chính sách khoán trong nông nghiệp đã giao phần lớn đất đai cho nông dân sử dụng. Các mẫu máy hiện đại phục vụ cho quy mô sản xuất lớn của thế giới và trong nước không thích hợp với yêu cầu sản xuất của các hộ nông dân. Trong thực tiễn sản xuất nông nghiệp của nước ta hiện nay rất cần đầu tư về cơ khí nhưng phải là các công cụ, máy móc cở nhỏ, gọn nhẹ, dễ chế tạo, bảo trì, dễ sử dụng, đa dạng, chất lượng làm việc tốt, giá thành hạ. Để thỏa mãn yêu cầu trên, chúng ta không thể máy móc sao chép các mẫu máy đã có trên thế giới theo hình thức thu nhỏ kích thước và công suất. Cách làm này sẽ không đem lại hiệu quả cao vì điều kiện sử dụng và yêu cầu đặt ra là hoàn toàn khác xa nhau. Trong quá trình canh tác cây khoai lang thì việc thu hoạch là khâu công việc nặng nhọc, vất vả, đòi hỏi chi phí nhiều năng lượng, mặt khác đối với những vùng đất trai cứng, ướt công việc này càng rất khó khăn. Để giảm bớt khó khăn trong quá trình thu hoạch và đẩy mạnh việc cơ giới hóa khâu thu hoạch là hết sức quan trọng. Để áp dụng cơ giới khâu thu hoạch khoai nhằm
3 cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm, từ năm 2008 - 2011, Tiến sỹ Hoàng Bắc Quốc cùng các nhà khoa học Viện Cơ điện Nông nghiệp, trường Đại học Cần Thơ, trường Đại học Nông lâm TP Hồ Chí Minh thực hiện đề tài cấp Bộ: “ Cơ giới hóa khâu tưới, vun luống và thu hoạch khoai lang tại Tỉnh Vĩnh Long”. Một trong các sản phẩm của đề tài tạo ra là máy dũ khoai dùng trong công nghệ thu hoạch khoai bằng cơ giới. Để có cơ sở khoa học cho việc thiết kế và hoàn thiện máy theo yêu cầu của đề tài thì việc nghiên cứu xác định các thông số cấu tạo và chế độ làm việc tối ưu của máy là cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn cao. Vì vậy muốn có các mẫu máy thu hoạch phục vụ cho việc sản xuất khoai lang, điều cần làm máy thu hoạch cho phù hợp với điều kiện và yêu cầu đặt ra. Với ý nghĩa đó, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo Shibaura SD 3543 ” mong rằng sẽ đóng góp một phần nhỏ vào việc cơ giới hóa các khâu sản xuất khoai lang ở Tỉnh Vĩnh Long nói riêng và ĐBSCL nói chung. 1. Hiệu quả đối với lĩnh vực khoa học và công nghệ Xác định được một số thông số cấu tạo và chế độ làm việc của máy thu hoạch khoai lang liên hợp với máy kéo Shibaura SD 3543 để làm cơ sở cho việc nghiên cứu hoàn thiện mẫu máy phục vụ cơ giới hóa khâu thu hoạch khoai lang tại đồng bằng sông Cửu Long . 2. Hiệu quả kinh tế - xã hội Kết quả nghiên cứu là cơ sở cho việc thiết kế và hoàn thiện mẫu máy dũ khoai lang để áp dụng vào sản xuất nhằm cải thiện điều kiện làm việc, tăng năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm cũng như góp phần nâng cao tỷ lệ cơ giới hóa phục vụ sản xuất Nông lâm nghiệp tại đồng bằng sông Cửu Long.
4 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình canh tác cây khoai lang 1.1.1. Quy trình công nghệ canh tác cây khoai lang Qua các tài liệu chuyên môn và khảo sát thực tế tại một số Huyện có diện tích canh tác cây khoai lang lớn tại khu vực đồng bằng sông Cửu long, chúng tôi xây dựng quy trình công nghệ canh tác cây khoai lang theo các khâu công việc sau: a. Chọn giống Hiện nay có rất nhiều loại giống như: khoai tím Nhật, khoai Bí đường xanh, khoai sữa, khoai Nhật nghệ cao sản, khoai lang trắng... Trong đó giống khoai tím Nhật được trồng nhiều nhất vì giá trị kinh tế cao 6.000 ÷ 7.000 đồng/kg. b. Chuẩn bị đất Qua điều tra cho thấy công việc làm đất phục vụ sản xuất khoai lang thường được xới 2 ÷ 3 lần, nhưng chủ yếu là xới 2 lần (85%), rất ít hộ xới 3 lần (15%). Riêng ở một vài xã trong huyện Bình Tân - Vĩnh Long thì đa số bà con chỉ xới đất có 1 lần (81%), rất ít hộ xới 2 lần (19%). c. Lên luống và trồng hom dây Chiều rộng của luống thường là từ 0,8 m ÷ 1,1 m; Chiều rộng từ 0,8 m ÷ 0,9 m chiếm 53%, còn bề rộng 1,0 m ÷ 1,1 m chiếm 47%. Chiều cao của luống thường từ 0,3 m ÷ 0,5 m; Chiều cao từ 0,3 m ÷ 0,4 m chiếm 70%, còn chiều cao 0,5 m chiếm 30%. Bề rộng của rãnh thường từ: 0,2 m ÷ 0,3 m. Chỉ có rất ít hộ làm bề rộng rãnh tới 0,4 m (3 hộ) Chiều sâu của rãnh thường từ 0,15 m ÷ 0,2 m; Chỉ có rất ít hộ làm chiều sâu rãnh tới 0,25 m ÷ 0,3 m (2 hộ).
5 Hom dây nằm ở độ sâu từ 0,03 m ÷ 0,08 m; Số hộ trồng khoai cho dây nằm sâu từ 0,03 m ÷ 0,05 m chiếm 71%, còn từ 0,06 m ÷ 0,08 m chiếm khoảng 29%. d. Chăm sóc Trước khi đặt dây cần tưới nước cho ướt. Sau khi đặt dây nên tưới nước liên tục 15 ÷ 20 ngày đầu tùy theo độ ẩm của đất, thời gian sau đó giảm dần 2 ÷ 4 ngày tưới 1 lần cho đến khi thu hoạch. Phân bón dùng cho mỗi héc ta khoảng 5 ÷ 10 tấn phân chuồng + 150 kg ure + 200 kg supe lân + 150 kg KCl. Phòng trừ sùng khoai lang (cylas formicarius) bằng bẫy sinh học pheromone, tuyến trùng bằng thuốc ISK. e. Thu hoạch Sau 4 ÷ 6 tháng trồng thì thu hoạch, trước khi thu hoạch, luống phải được cắt hết dây, sau đó dùng dụng cụ cào móc để móc giật luống khoai cho củ hiện trên mặt đất. Công việc giật luống do lao động nam thực hiện, để kéo giật 1 luống cần 4 ÷ 5 người. Một ngày (8 h) một nhóm 4 ÷ 5 người có thề giật được 3,5 ÷ 4 công (1200 m2), giá một công giật 120.000 đồng (1200 m2). Hình 1.1 - Dụng cụ cào móc để thu họach khoai lang ở Bình Tân
6 Củ được lao động nữ thu lượm để cắt rễ, làm sạch và phân loại bán cho thương lái. Khi thu hoạch khoai phải đáp ứng các yêu cầu nông học sau: - Không gây thương tổn cho củ khoai. - Tỉ lệ khoai còn sót lại phải nhỏ hơn mức cho phép. - Khoai phải được rải trên mặt luống và sạch đất. - Dễ thu gom. Hình 1.2 - Thu hoạch củ khoai lang ở Bình Tân 1.1.2. Hiện trạng và tiềm năng canh tác cây khoai lang a. Trên thế giới Với sự phát triển khoa học kỹ thuật như ngày nay thì có rất nhiều loại máy thu hoạch khoai lang có kích thước khác nhau ở trên thế giới. Đa số các loại máy này đều làm việc trên nguyên tắc: chuyển động quay tròn chủ yếu được dẫn động từ trục thu công suất của máy kéo thông qua truyền động thủy lực hoặc cơ khí được thực hiện nhờ hệ thống thủy lực của máy kéo hoặc bằng tay người điều khiển. Cây khoai lang là một lọai cây vừa là cây màu lương thực vừa là cây thực phẩm chức năng dưới dạng thuốc, làm dễ dàng cho việc tiêu hóa. Về
7 dinh dưỡng khoai lang có tỷ lệ gluxit cao hơn (26,0%) khoai tây, nhưng đạm lại thấp hơn (1,40%). Trong củ khoai lang còn chứa một lượng đáng kể carroten là chất tiền vitamin A có tác dụng chống lại các bệnh về mắt…. Do có nhiều tính ưu việc, nên khoai lang có vai trò đáng kể trong cuộc đấu tranh đẩy lùi sự thiếu hụt lương thực và suy dinh dưỡng. Đó là hai vấn đề cấp thiết trên thế giới hiện nay. Năm 2006, toàn thế giới có 111 nước trồng khoai lang (theo FAO 2008) trên diện tích 8,99 triệu ha, trong đó 95% tại các nước đang phát triển, năng suất bình quân 13,72 tấn/ha, sản lượng đạt 123,50 triệu tấn (so với năm 2005 là 123,27 triệu tấn và năm 1961 là 98,19 triệu tấn). Việt Nam có sản lượng khoai lang 1,45 triệu tấn, đứng thứ năm của toàn thế giới sau Trung Quốc (100,22 triệu tấn), Nigeria (3,46 triệu tấn), Uganda (2,62 triệu tấn) và Indonesia (1,85 triệu tấn). Khoai lang dùng làm lương thực cho người, thức ăn chăn nuôi và làm nguyên liệu chế biến tinh bột, rượu, cồn, xi- rô, nước giải khát, bánh kẹo, mỡ, miến, phụ gia dược phẩm, màng phủ sinh học, …. Trung Quốc là quốc gia trồng nhiều khoai lang nhất; chiếm tới 80% sản lượng toàn thế giới (với sản lượng năm 1990 là 130 triệu tấn bằng khoảng một nửa sản lượng khoai tây của quốc gia này). Trong quá khứ, phần lớn khoai lang tại Trung Quốc được trồng để làm lương thực, nhưng ngày nay phần lớn (60%) được trồng để chăn nuôi. Phần còn lại được dùng làm lương thực hay chế biến các sản phẩm khác cũng như để xuất khẩu, chủ yếu là sang Nhật Bản. Tại Trung Quốc hiện nay có trên 100 giống khoai lang. Nhìn chung các quy trình công nghệ thu hoạch khoai lang của các nước đã được nghiên cứu, chế tạo với công suất lớn để áp dụng cho điều kiện sản xuất nông nghiệp tập trung quy mô lớn. Do đó, chúng không phù hợp với điều kiện sản xuất nông nghiệp tập trung quy mô nhỏ, phân tán, tầng đất canh tác
8 mỏng. Các thiết bị công tác của các loại máy này có thể xem xét cải tiến để phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. b. Ở Việt Nam Ở Việt Nam, khoai lang là cây lương thực truyền thống đứng thứ ba sau lúa, ngô và đứng thứ hai về giá trị kinh tế sau khoai tây. Với diện tích 67.990 ha cho cả nước năm 1999, diện tích trồng khoai lang ngày càng gia tăng thêm tại miền Bắc. Tại các Tỉnh Bắc Trung Bộ, khoai lang trồng tập trung nhiều nhất tại Nghệ An (16.200 ha), Hà Tĩnh (22.500 ha), Thanh Hóa (37.700 ha), Vĩnh Phúc … Tại các Tỉnh Miền Trung, khoai lang được trồng tập trung nhiều nhất tại Quảng Nam – Đà Nẵng (18.100 ha) và rãi rác tại Quảng Ngãi (9.100 ha)… Diện tích trồng khoai lang của ĐBSCL hiện còn rất thấp (11.500 ha với năng suất 10.7 tấn/ha), chỉ còn rãi rác tại các Tỉnh Vĩnh Long (1.900 ha), Cần Thơ (1.300 ha), Sóc Trăng (1.400 ha), Trà Vinh( 1.800 ha), Đồng Tháp (1.000 ha) và Bến Tre (1.300 ha). Năng suất khoai lang tại nước ta vẫn còn thấp, dù cá biệt các hộ gia đình tại ĐBSCL có thể đạt đến 30 ÷ 40 tấn/ha, nhưng trung bình cả nước cũng chỉ đạt 6,0 tấn/ha, rất thấp so với những nước khác như: Nhật (19,1 tấn/ha), Đài Loan (12 tấn/ha). Nguyên nhân vì nhiều lý do. 1.2. Tình hình áp dụng cơ giới hóa vào khâu thu hoạch khoai lang (củ) 1.2.1. Trên thế giới Tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên, trình độ công nghệ và quy trình sản xuất khoai lang ở mỗi Quốc gia, máy và hệ thống máy thực hiện cơ giới hóa (CGH) sản xuất khoai lang phát triển theo các hướng chủ yếu: CGH đồng bộ và CGH kết hợp lao động thủ công. CGH đồng bộ: thực hiện bằng nhiều máy cho toàn bộ quy trình canh tác của cây khoai lang. Ưu điểm của phương pháp này là cho năng suất lao
9 động cao nhất, nhưng đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn cho hạ tầng cơ sở kỹ thuật, công nghệ và đòi hỏi trình độ tổ chức sản xuất cao. CGH kết hợp thủ công: Thực hiện bằng nhiều loại máy trong đó một số công đọan, hoặc trong một công đọan có tham gia lao động thủ công. Ưu điểm của phương pháp này là tăng năng suất lao động, vốn đầu tư ban đầu không lớn, phù hợp với điều kiện đồng ruộng nhỏ hẹp chưa được cải tạo, vì vậy có phạm vi ứng dụng rộng rãi ở các nước đã và đang phát triển như: Trung Quốc, Đài Loan … Các máy công tác thường đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ, sử dụng nguồn động lực từ 25÷50 Hp là chủ yếu. Các máy thực hiện cơ giới hóa phục vụ kỹ thuật trồng cây khoai lang v.v… tập trung chủ yếu ở 3 khâu then chốt, có tính quyết định nhất trong quá trình canh tác là khâu lên luống, tưới nước và thu họach. Hiện nay cũng có một số nước có sản xuất máy thu họach khoai lang và cây có củ khác. Một số mẫu máy thu hoạch khoai lang lắp sau máy kéo được sử dụng ở một số nước thuộc khu vực Châu Á bao gồm: Ở Hàn Quốc: hiện nay có một số công ty đã chế tạo máy thu họach khoai lang và một số cây có củ khác như (hình 1.3) và (hình 1.4). Hình 1.3 - Máy thu họach khoai lang của Hàn Quốc
10 Hình 1.4 - Máy đào củ gắn sau máy kéo có lưỡi đào dao động Hình 1.5 - Máy thu họach khoai lang lắp sau máy kéo
11 Hình 1.6 - Máy thu họach khoai lang của Malaysia Ở Trung Quốc, máy thu hoạch khoại lắp sau máy kéo bánh hơi 4 bánh có công suất nhỏ, trung bình. Bộ phận làm việc chính của máy là lưỡi đào và bộ phận dũ loại băng tải, các máy có nguyên lý làm việc tương tự chỉ khác nhau về hình dáng và có một mẫu máy khác nhau như các hình Hình 1.7- Máy thu hoạch khoai (JW4U) của Trung Quốc
12 Máy 4U chủ yếu được sử dụng cho thu hoạch khoai tây, tỏi, lạc và các cây trồng khác cho hiệu quả cao. Hình 1.8- Máy thu hoạch khoai lang, khoai tây (4U - 1A) Trung Quốc Máy 4U - 1A hiệu suất làm việc cao, máy chủ yếu được sử dụng cho việc thu hoạch khoai lang, khoai tây, tỏi, đậu phộng và nhiều loại cây trồng khác. Tỷ lệ củ bị hỏng thấp, ít rung động, tuổi thọ cao. Hình 1.9 - Máy thu hoạch khoai tây 4U - 1A của Trung Quốc
13 1.2.2. Ở Việt Nam Ở nước ta từ những năm 1960 đã xuất hiện công cụ đào dỡ khoai lang bằng trâu kéo ở Huyện Ba Vì. Kết cấu của công cụ này gồm các lưỡi đào hình tam giác lấp trên khung chữ U, phía sau lưỡi đào có các con lăn bằng gỗ. Năm 1965 Nông Trường Cửu Long - Hòa Bình đã áp dụng thử thu hoạch khoai lang bằng máy đào khoai tây KTH-2 của Liên Xô cũ. Cho tới năm 1969 Trường Đại học Nông nghiệp I bắt đầu triển khai nghiên cứu đề tài cơ khí hóa các khâu canh tác cây có củ. Công trình đầu tiên được nghiên cứu là cải tiến máy đào khoai tây KTH -2. Nôi dung cải tiến bao gồm thay đổi bộ phận đào hai lưỡi thành bộ phận đào có một lưỡi với các kiểu hình thang, tam giác, phân đoạn, lòng mo. Bộ phận phân ly kiểu băng dũ có bánh sau không tròn thành băng dũ có con lăn va đập nhằm làm tăng biên độ dao động và chiều dài làm việc. Máy đào củ cải tiến đã được áp dụng để thu hoạch khoai lang, củ đậu và sắn ở nhiều nơi có kết quả tốt. Đặc biệt 1979 Trường Đại học Nông nghiệp I đã nghiên cứu thành công mẫu máy đào sắn DS - 1. Cấu tạo máy DS - 1 (hình 1.19). Máy đào DS 1 có bộ phận đào là ba lưỡi tam giác lấp trên khung chữ U, bộ phận phân ly là các thanh sàng lắc có tác dụng gây va đập lớp đất phía dưới lớp đất có củ đã được đào.
14 1 2 3 7 6 5 4 Hình 1.10 - Máy đào sắn DS - 1 1. Tay quay; 2. Bánh lệch tâm; 3. Thanh truyền ; 4. Sàng; 5. Khung máy ; 6. Lưỡi đào; 7. Bánh xe Máy đào sắn là một đóng góp đáng kể cho kỹ thuật cơ khí nông nghiệp của nước ta. Tiếp theo kết quả nghiên cứu về máy đào củ và máy đào sắn, năm 1979 Trường Đại học Nông nghiệp I kết hợp với Viện Công Cụ Cơ Giới Hóa Nông Nghiệp nghiên cứu thành công mẫu máy đào lạc dựa trên cơ sở cải tiến máy đào sắn DS - 1. Trong máy đào lạc bộ phận phân ly được dùng là các con lăn hình sao (hình 1.20).
15 7 5 4 3 6 2 1 Hình 1.11 - Máy đào lạc 1. Lưỡi đào; 2. Con lăn hình sao; 3. Trục cuốn; 4. Khung chữ U 5. Khung máy; 6. Bánh xe ; 7. Thanh treo Những năm tiếp theo, Trường Đại học Nông nghiệp I còn nghiên cứu đưa ra mẫu máy đào sắn cải tiến có bộ đào là các lưỡi đặt trên giá đàn hồi và bộ phận phân ly là sàng dao động tịnh tiến (hình 1.21). Tuy kết quả nghiên cứu về các máy đào củ ở nước ta và trên thế giới phong phú như đã giới thiệu ở trên, nhưng cho tới nay trong thực tế sản xuất ở nước ta chưa được đưa ra sử dụng. Nguyên nhân cơ bản ở đây là các mẫu máy hiện có chưa phù hợp với cơ chế sản xuất nông nghiệp ở nước ta hiện nay. Chúng ta đã chuyển sang cơ chế thị trường, ruộng đất hiện nay đã phần lớn đã được giao cho nông dân quản lý và canh tác. Sản xuất hiện nay đòi hỏi các công cụ và máy cơ khí nhỏ có kết cấu gọn nhẹ, dễ sử dụng, sử dụng đa dạng, chất lượng làm việc tốt, và đặc biệt là rẻ tiền.
16 Đây chính là vấn đề đang được các nhà khoa học kỹ thuật cơ khí nông nghiệp quan tâm nghiên cứu. 9 8 7 6 1 2 3 4 5 Hình 1.12 - Máy đào sắn cải tiến có bộ đào là các lưỡi đặt trên giá đàn hồi 1. Bánh xe ; 2. Lưỡi đào; 3. Khung chữ U ; 4. Sàng; 5. Thanh treo sàng; 6. Tay quay; 7. Khung máy; 8. Nhíp; 9. Thanh treo máy
17 1.3. Tình hình nghiên cứu áp dụng bộ phận phân ly máy thu hoạch củ 1.3.1. Trên thế giới Trước đầu thế kỷ XIX trên các máy thu hoạch củ không có bộ phận phân ly chỉ có bộ phận đào và bộ phận hất đất sang một bên (Hình 3.9) nên khi thu hoạch bị sót nhiều và tỉ lệ hư hỏng cao. 1 2 3 4 Hình 1.13 - Cơ cấu đào củ có bộ phận hất đất sang một bên 1. Khung; 2. Bánh xe; 3. Cơ cấu hất đất sang một bên; 4. Lưỡi đào Đến đầu thế kỷ XIX, hàng loạt nguyên lý phân ly ra đời như: Phân ly bằng con lăn đặt sau lưỡi đào (hình 1.13): kết cấu đơn giản, năng suất cao nhưng khả năng phân ly thấp. Phân ly bằng sàng hình chóp nón hoặc hình trụ (hình 1.14): kích thước lớn, khả năng phân ly và năng suất cao nhưng củ dễ bị xay xát. Phân ly bằng sàng phẳng (hình 1.15): năng suất thấp, khả năng phân ly cao. Phân ly bằng băng dũ (hình 1.16): năng suất, khả năng phân ly cao nhưng kích thước lớn kết cấu phức tạp.
18 Bô phận phân ly còn có thể phối hợp giữa băng dũ và sàng phẳng (hình 1.17), giữa băng dũ và con lăn (hình 1.18): hai loại này có khả năng phân ly cao nhưng kết cấu và kích thước lớn. Máy đào củ có bộ phận phân ly đem lại hiệu quả làm việc cao, tỷ lệ sót và hư hỏng củ khi thu hoạch thấp, năng suất làm việc cao hơn. Đến giữa thế kỷ XX do trình độ công nghiệp các nước Tây Âu phát triển rất cao, nhu cầu sản xuất cây có củ như: khoai tây, củ cải đường ở quy mô rộng lớn, hàng loạt máy liên hợp thu hoạch củ ra đời ở Liên Xô, Anh, Pháp, Đức…Trên các máy liên hợp ngoài hai bộ phận làm việc chính như máy đào củ trong giai đoạn trước còn có cấu tạo thêm các bộ phận làm sạch và phân loại củ. Giới thiệu một số máy liên hợp thu hoạch khoai tây có bộ phận đào và phân ly khác nhau (hình 1.3). Trong các máy thu hoạch liên hợp bộ phận phân ly chủ yếu là sàng phẳng và băng dũ. Ngoài các công cụ cơ khí để thu hoạch tây và củ cải đường trên thế giới chưa có các công cụ chuyên dùng để thu hoạch các cây có củ khác như khoai lang, sắn, lạc…. 3 4 2 5 1 6 Hình 1.14 - Phân ly bằng con lăn đặt sau lưỡi đào 1. Đất; 2. Củ; 3. Bánh cào đất và khoai 4. Khung; 5. Con lăn phân ly 1; 6. Con lăn phân ly 1