BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI






 NGUYỄN TUẤN DŨNG NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ
CHÍNH CỦA BỘ PHẬN BĂM THÁI RƠM TRONG
MÁY ðẬP LÚA VÀ BĂM RƠM TĨNH TẠI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm
nghiệp
Mã số : 60.52.54 Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ MINH LƯ
HÀ NỘI - 2012


Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

ii
LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp Cao học Khóa 19 chuyên
ngành Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa Nông – Lâm nghiệp, Trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi nhận ñược sự giúp ñỡ, giảng dạy nhiệt tình của
các thầy giáo, cô giáo trong trường. Nhân dịp này tôi xin ñược bày tỏ lời cảm
ơn chân thành tới các thầy, các cô.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn tới gia ñình và biết ơn sâu sắc ñối với TS
Lê Minh Lư – người thầy trực tiếp hướng dẫn và giúp ñỡ tôi trong thời gian
thực hiện luận văn, cùng các thầy: PGS.TS. Lương Văn Vượt; TS. Nguyễn
Xuân Thiết; ThS. ðặng ðình Trình ñã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành ñề
tài nghiên cứu này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giáo viên Bộ môn Cơ học kỹ thuật,
Khoa cơ ñiện, Viện ñào tạo sau ðại học Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội
ñã giúp ñỡ và tạo ñiều kiện cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành ñề
tài này.
Trong quá trình thực hiện ñề tài, bản thân tôi có nhiều cố gắng, song
không thể tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong tiếp tục nhận ñược các ý kiến
ñóng góp của các thầy giáo, cô giáo và của các ñồng nghiệp ñể ñề tài nghiên
cứu của tôi ñược hoàn thiện hơn. Tác giả

1.1.1 Tình hình khai thác và xử lý rơm, rạ trên thế giới 3

1.1.2 Tình hình sản xuất, thu hoạch và xử lý rơm trong nước 8

1.1.3 Một số máy băm thái trong sản xuất nông nghiệp 14

1.2 Tính cấp thiết của ñề tài 16

CHƯƠNG 2. ðỐI TƯỢNG VÀ | PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 ðối tượng nghiên cứu. 18

2.1.1 ðặc ñiểm cơ lý tính của rơm, rạ sau khi qua máy ñập lúa. 18

2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt thái. 19

2.1.3 Yêu cầu kỹ thuật của bộ phận băm thái rơm, rạ (bộ phận cắt rơm) 23

2.1.4 Lựa chọn nguyên lý cho bộ phận băm thái 23

2.2 Phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 28

2.2.2 Phương pháp xác ñịnh các số liệu thực nghiệm 29

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CHÊ TẠO MÔ HÌNH BỘ PHẬN BĂM THÁI
RƠM, RẠ 31

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

Phụ lục : 71
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

v

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

TT Ký hiệu Tên gọi ðơn vị
1 B
tcg
Bề rộng trống cánh gạt mm
2 B
bt
Bề rộng băng tải mm
3 D
tcg

nhau. 58
4-3 Xác ñịnh các hệ số trong hệ (I) 60
4-4 Kết quả thí nghiệm với mật ñộ rơm khác nhau. 61
4-5 Xác ñịnh các hệ số trong hệ (III) 62
4-6 Sự ảnh hưởng của góc nghiêng cánh gạt α tới khả năng cắt rơm 63
4-7 Sự ảnh hưởng của khe hở giữa dao và cánh gạt ñến khả năng cắt 66

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

vii

DANH MỤC HÌNH STT Tên bảng Trang

1-1 Nguyên lý hoạt ñộng máy băm rơm dạng trống 3
1-2 Nguyên lý của máy băm rơm dạng ñĩa 4
1-3 Máy thu gom và băm rơm 5
1-4 Máy vùi rơm ñã ñược băm kết hợp khi làm ñất 6
1-5 Máy băm rơm và tung rơm làm thức ăn cho gia súc 7
1.5 Tình trạng ñốt rơm, rạ trên ñồng ruộng ở ðBSCL và ðBSH 9
1-7 Máy cắt rơm theo nguyên lý dao cắt quay, tấm kê cố ñịnh 14
1-8 Máy băm thái rơm rạ theo nguyên lý dao cắt dạng cầu quay và

3-13 Hình vẽ và mẫu chế tạo dao cắt cố ñịnh 52
3-14 Khung bộ phận cắt. 53
3-15 Băng tải cấp liệu 54
3-16 Mẫu thí nghiệm bộ phận băm thái rơm, rạ 54
4-1 Cân lượng rơm cần thiết thí nghiệm ñể dải ñều lên băng tải 55
4-2 Xếp ñều lượng rơm lên băng tải 56
4-3 Nhặt cọng rơm sau khi qua bộ phận cắt có chiều dài ≤ 10mm 56
4-4 Cân lượng rơm cắt ñạt sau khi nhặt thủ công 57
4-5 Quan hệ thực nghiệm giữa vận tốc cắt v và khả năng cắt x 59
4-6 ðồ thị thực nghiệm ñánh giá khả năng cắt x theo lượng cung cấp m 61
4-7 Sự ảnh hưởng của góc nghiêng cánh gạt ñến ñiều kiện kẹp 63
4-8 Hiện tượng hắt rơm lại khi cánh gạt có góc α = 0
0
64
4-9 Khe hở giữa dao cắt cố ñịnh và cánh gạt 65
4-10 Thí nghiệm tổng thể bộ phận cắt 67
4-11 Khối rơm trước và sau khi qua bộ phận cắt. 67

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

1

MỞ ðẦU


NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN BAO GỒM

Mở ñầu.
Chương 1. Tổng quan nghiên cứu
Chương 2. ðối tượng và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3. Thiết kế chế tạo mô hình bộ phận băm thái rơm, rạ.
Chương 4. Khảo nghiệm bộ phận băm thái rơm, rạ.
Kết luận và ñề nghị.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về tình hình khai thác và xử lý rơm, rạ ở Việt Nam và Thế giới
1.1.1. Tình hình khai thác và xử lý rơm, rạ trên thế giới
- Một số nước trên thế giới sử dụng rơm, rạ rất triệt ñể, có công nghệ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

4

Máy băm rơm dạng ñĩa [6]: Hình 1-2: Nguyên lý của máy băm rơm dạng ñĩa
1- Băng tải cấp liệu; 2- Trục cuốn; 3- Tấm kê cắt; 4 – ðộng cơ; 5,6 – Bộ phận cắt
ñồng thời hắt rơm ra ngoài; 7- Bộ phận truyền ñộng
Máy thái rau, cỏ, rơm kiểu ñĩa ñứng, có ñộng cơ di ñộng ñược. Máy
gồm các bộ phận chính hình 1-2:

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

5

Bộ phận cấp liệu: dạng băng tải có các trục cuốn có tác dụng cuốn và
nén ép rơm trước khi ñưa vào bộ phận thái, bộ phận cấp liệu có các ñiều chỉnh
ñể cho căng dây truyền trong quá trình cấp liệu.
Bộ phận thái: hai lưỡi dao cong lắp vào cánh 6, tấm kê 3 lắp vào họng
thái có hai cạnh sắc ñể thay ñổi ñược.
Bộ phận thu vật thái: kiểu quạt truyền có hai cánh quạt 5 ñược lắp vào
cánh lắp dao 6, ống dẫn vật thái ñược nối trên cao và dẫn vật thái ra ngoài.
Bộ phận truyền ñộng: có bộ ly hợp và các cặp bánh răng nhằm mục

ngặt. Sự trộn rơm rạ vào ñất làm chậm hơn, tốn thêm chi phí và có thể gây ra
một số bệnh cho lúa. Vì thế những phương pháp truyền thống này ñều không
cho là lý tưởng. Cho nên, phương pháp thay thế ñược cho là vững chắc bằng
một trong những sự sử dụng khác của rơm rạ là làm thức ăn gia súc nơi mà
thức ăn gia súc khan hiếm.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

7

Rơm sau khi ñược thu gom nhờ máy thu gom và nén rơm thành khối
ñể thuận lợi cho việc tích trữ. Khi cho gia súc ăn người ta sử dụng máy
chuyên dụng vừa vận chuyển khối rơm từ kho ñến chuồng nuôi gia súc, ñồng
thời băm rơm và tung luôn vào cho gia súc ăn hình 1-5 [14].

Hình 1-5. Máy băm rơm và tung rơm làm thức ăn cho gia súc.

+ Sản xuất ethanol từ rơm rạ: Quy ñịnh về môi trường của tiểu Bang
không cho phép nông dân ñốt rơm rạ một cách tự do trên ñồng ruộng. Nông
dân trồng lúa ở Golden State chào ñón một cách nồng nhiệt phương pháp mới
và rẻ tiền ñể dọn sạch rơm rạ do công ty của ông Bowers ñề xuất. Công ty này
ñã giúp tháo gánh nặng cho nông dân khi chuyển từ sự bất lợi thành một lợi
ích thông qua chế biến 35.000 mẫu Anh (acres) rơm rạ thành một khối lượng
lớn (12.5 MMgy) ethanol và 33 triệu pao (pounds =0,454 kg) silicat sodium.
Xem xét giá trị chưa ñược thừa nhận của người trồng lúa, giá trị các sản phẩm
của công ty này có thể so sánh như vàng.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

8

9Tình hình ñốt rơm rạ trên ðBSCL

Tình hình ñốt rơm rạ trên ðBSH
Hình 1.5. Tình trạng ñốt rơm, rạ trên ñồng ruộng ở ðBSCL và ðBSH
Xử lý rơm rạ sau thu hoạch thành phân bón cho cây trồng
Các loại cây trồng nói chung, cây lúa nói riêng sau khi thu hoạch ñã
lấy ñi của ñất nguồn dinh dưỡng rất lớn. Một phần dinh dưỡng ñó nằm trong
sản phẩm thu hoạch phục vụ con người, phần không nhỏ còn lại ở trong phế
thải nông nghiệp. Hiện nay những phế thải nông nghiệp này thường ñược
nông dân ñốt (do chăn nuôi kiểu chuồng chìm không còn, thay vào ñó là hình
thức chăn nuôi bán công nghiệp bằng chuồng nổi). Biện pháp này ñã gây ô
nhiễm môi trường, ảnh hưởng ñến người, gia súc, gia cầm và các loại cây
trồng khác, làm mất ñi vĩnh viễn nhiều nguyên tố quan trọng mà cây trồng ñã
lấy ñi từ ñất, ñặc biệt là Các bon. Nếu tình trạng này cứ tiếp tục tiếp diễn thì
cùng với sự lạm dụng phân hoá học, ñất sẽ càng ngày càng cằn cỗi và chai
cứng, hậu quả lâu dài sẽ không lường trước ñược. Trả lại cho ñất những gì ñã
lấy ñi của ñất là việc làm cần thiết, cấp bách của con người.
Muốn làm ñược ñiều ñó chúng ta cần tận dụng nguồn phế phẩm nông
nghiệp và xử lý thành phân hữu cơ vi sinh và bón cho cây trồng.
Cách xử lý:
- Khi thu hoạch lúa, rơm rạ cần ñược băm thái nhỏ thành những ñoạn
dài ≤ 10cm
- Khi rơm rạ ñã nỏ thì làm ướt rồi xếp vào xung quanh bờ ruộng, chiều
rộng khoảng 2m, cứ mỗi lớp 30cm rơm rạ thì tưới một lượt dung dịch chế

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………


ðể giải quyết vấn ñề trên, tập thể tác giả thuộc Viện Chăn Nuôi ñã

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

11
tiến hành nghiên cứu và bước ñầu cho kết quả khả quan trong công nghệ chế
biến rơm, có thể thay thế thức ăn xanh bằng rơm khô, nhưng khi cho ăn rơm
khô cần chế biến ñể làm mềm rơm bằng phương pháp kiềm hóa hoặc urê hóa,
nhằm tăng khả năng tiêu hóa và bổ sung thêm canxi, nitơ, prôtêin, có lợi cho
sự sinh trưởng và phát triển của trâu, bò ở dạng tinh bột khô ñể tránh làm tăng
ñộ ẩm của rơm khô.
Rơm sử dụng làm nguyên liệu trồng nấm
* Ý nghĩa thực tiễn của việc trồng nấm
Nấm là loại thực vật bậc thấp, thân cây nấm nhỏ và thấp, không có
diệp lục. Sống nhờ vào vật thể khác bằng cách kí sinh hay cộng sinh hoặc
bằng xác hữu cơ rữa nát.
Nấm là nguồn thực phẩm quý giá ñược nhiều nước sử dụng từ lâu ñời
như: Nấm rơm rạ, Nấm Sò, Nấm Mỡ, Nấm Tai Mèo … các loại nấm này ñã
và ñang ñược nuôi trồng, sử dụng trong nước và xuất khẩu mang lại nguồn lợi
kinh tế cho ñất nước.
Nước ta có nhiều loại nấm ngon, ñiều kiện thời tiết thuận lợi cho nấm
phát triển quanh năm, nguyên liệu trồng nấm có sẵn: Rơm rạ, củi, … cộng với
nguồn nhân lực dồi dào. Với tiềm năng sẵn có như vậy cộng với giống nấm
tốt sau 15 ngày là nấm mọc và thu hoạch ñến 45 ngày mỗi lứa. Với 50 kg rơm
rạ có thể thu hoạch ñược 5 kg nấm tươi. Mỗi ñợt năng suất trung bình khoảng
2 kg/m
2
diện tích trồng nấm.
Ngoài các giá trị về dinh dưỡng, nấm còn dùng làm thuốc, một số nấm
chứa chất kháng sinh như Penicilium, sản xuất ra chất kháng sinh Penicilium.

liệu lên men ñều: thường xuyên tưới ẩm cho quá trình ủ nguyên liệu. Sau ñó
chuyển nguyên liệu vào khay hay thùng gỗ, sọt tre ñan kín có kích thước tuỳ ý
ñể trồng nấm. Nguyên liệu cho vào khay phải ñược ấn chặt, tạo cho mặt ñược
phẳng và có chiều dầy nguyên liệu khoảng 20cm, ñặt các khay vào giá ñể trong
phòng nấm. Nhà trồng nấm kín, có nhiệt ñộ ổn ñịnh, khoảng 3 ÷ 4 ngày có
nhiệt ñộ từ 35 ÷ 50
0
C. ðể thử nấm bệnh, phải tạo vi sinh vật phân giải tiếp giá
thể, mở cửa ñể hạ nhiệt ñộ xuống còn 27
0
C thì mới có thể cấy nấm. Lúc này
khay nguyên liệu phải có mầu nâu xám, không có mùi khai, hắc, rơm rạ dễ bứt

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

13
mùi, kết cấu xốp, ñộ ẩm 60 – 65 % không có nước nhỏ giọt, pH = 7 ÷ 7,5.

Kỹ thuật ủ ñống trong nuôi trồng nấm Mỡ.
- Nguyên liệu trồng nấm rơm là rơm rạ khô, cũng có thể dùng bông
gòn, phế liệu bông vải, lá khô, bã mía, mùn cưa tuỳ theo từng loại nguyên liệu
mà có các phương pháp xử lý khác nhau. Tốt nhất là dùng rơm, rạ có sẵn. Rạ
giữ nước tốt và phân huỷ nhanh. Rơm hay rạ cần bó thành từng bó nhỏ chu vi
khoảng 30 ÷ 50 cm. Nguyên liệu rời không bó ñược phải rải ra từng lớp ñều
và nén chặt. Nguyên liệu phải ngâm một ñêm hoặc tưới nhiều nước, làm nhừ,
rồi lấy bao che phủ, tiến hành ủ vài ñêm cho nước ngấm ñều vào các nguyên
liệu, nhiệt ñộ tăng lên và nấm mọc nhanh.
- Nấm rơm, sau khi thu hoạch xong rơm, rạ ñược phơi 2 ÷ 3 ngày cho
ráo nước và ñược xử lý ñể diệt vi sinh vật có hại và các nấm ñộc. Cấy nấm
vào nguyên liệu và xếp thành từng ụ hay ñống nhỏ thành hàng và ñể trong

loại máy này là làm việc êm dịu, năng suất cao, kết cấu gọn, nhẹ, dễ vận

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

15
chuyển, dễ sử dụng.

Hình 1-8. Máy băm thái rơm rạ theo nguyên lý dao cắt dạng
cầu quay và tấm kê cố ñịnh
Sản phẩm sau khi cắt thái có chiều dài từ 1cm ÷ 10cm phù hợp với
yêu cầu của nguyên liệu trồng nấm, làm thức ăn cho gia súc và giá thể gieo
mạ thảm.
- Máy thái rau cỏ rơm PCC-6 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

16
Hình 1-9. Máy thái rau cỏ rơm PCC-6
1- Khung máy; 2- dây chuyền vật thái; 3 – vít ñiều chỉnh ñộ căng của băng chuyền; 4-
trục cuốn dưới; 5- trục cuốn trên; 6- lò xo ñiều chỉnh ñộ nén; 7 – tấm kê thái; 8 – cánh lắp
dao; 9- cánh quạt; 10- bu lông lắp dao; 11- vít ñiều chỉnh khe hở giữa dao và tấm kê; 12- ống
dẫn không khí; 13- ñộng cơ ñiện; 14- bánh ñai; 15- bộ ly hợp; 16- cặp bánh răng ñiều chỉnh
ñộ dài ñoạn thái.
Máy kiểu ñĩa ñứng, có ñộng cơ, di ñộng ñược . Dùng ñể thái rau, cỏ,
rơm các loại. Máy gồm (hình 1-9):
Bộ phận cấp liệu: dây truyền cung cấp 2 làm bằng các thanh thép gắn
trên hai dây xích, chạy trên hai trục chính và phụ.
Bộ phận thái: Hai dao lưỡi cong the cung tròn lắp vào cánh 8 (ñường
kính ñầu cánh bằng 1200mm). Tấm kê 7 lắp vào họng thái có hai cạnh sắc ñể