CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay ở các tỉnh miền Tây, nhiều nông dân trồng lúa đã giảm được một phần chi
phí nhờ dùng máy cấy lúa thay cho phương pháp gieo sạ truyền thống. Cách làm này vừa
tiết kiệm được giống, công lao động, dễ chăm sóc và rút ngắn thời gian gieo trồng để kịp
mùa vụ. Song nói đến máy cấy lúa không ít nông dân còn tỏ ra ngỡ ngàng! Đa số nông dân
vẫn làm theo phương pháp truyền thống là gieo sạ lúa bằng tay. Phương pháp gieo sạ bằng
tay tốn rất nhiều giống, lúa mọc không đều, không thẳng hàng, dẫn đến khó chăm sóc và sâu
bệnh nhiều hơn. Nếu dùng máy cấy lúa, nông dân sẽ tiết kiệm được 1/3 lượng giống tương
đương 800 ngàn đồng/hécta/vụ so với gieo sạ bằng tay. Đồng thời, máy cấy lúa có thể cấy
được 10 hécta/ngày bớt cho nông dân nỗi lo thiếu lao động mùa vụ. Bên cạnh đó, dùng máy
cấy lúa còn rút ngắn thời gian mùa vụ khoảng 15-17 ngày. Như vậy, trong vụ mùa, vụ đông-
xuân bà con hạn chế được tình trạng hạn cuối vụ. Ngoài ra, còn có thể xuống giống đồng
loạt trên cùng một cánh đồng, sẽ dễ chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh, đặc biệt là bệnh rầy
nâu.
Lao động nông nghiệp đang ngày một thiếu, giá nhân công lao động vào vụ khoảng
150 - 160 ngàn đồng/ngày. Không ít nông dân có diện tích lớn than thở, vào mùa vụ nhiều
khi trả giá cao cũng không thuê được nhân công, đành phải sản xuất không đúng thời vụ.
Đây là thực trạng đang diễn ra ở nhiều địa phương, vì thế việc cơ giới hóa trong trồng trọt
để giảm công lao động là vấn đề đang trở nên bức thiết
Chính vì cơ giới hóa trong khâu gieo cấy là mắt xích quan trọng, là nhân tố quyết
định để thúc đẩy cơ giới hóa đồng bộ trong sản xuất. Học tập kinh nghiệm của Nhật Bản
trong việc đưa mạ khay, máy cấy vào sản xuất cho thấy từ những năm 70 của thế kỷ trước,
Nhật Bản đã chú trọng đến khâu này và đến nay đã đạt đến mức hoàn hảo về cơ giới hóa, tự
động hóa trong sản xuất lúa. Hiện nay tại Nhật Bản đang thực hiện hai mô hình chính về tổ
chức SX, đó là: HTX dịch vụ nông nghiệp tổ chức đồng bộ từ khâu SX đến tạo ra sản phẩm
cuối cùng; thứ hai là chuyên môn hóa cao từ các khâu làm giá thể cho mạ, SX mạ khay để
phục vụ cho máy cấy.
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Hiện nay có nhiều trường đại học và trung tâm đang nghiên cứu và chế tạo các loại máy
cấy để có thể tạo ra loại máy dễ dàng sử dụng, năng suất cao nhưng tiêu tốn ít nhiên liệu
thực tế chưa nhiều dẫn đến nhóm không được tiếp cận trực tiếp với máy cấy mạ khay để tìm
hiểu.Vì vậy, việc đầu tiên nhóm nhanh chóng tìm kiếm và nghiên cứu kỹ về sản phẩm dựa
vào các loại tài liệu có liên quan đến máy cấy như qua sách vở, các nguồn tài liệu trên
internet và một phần kiến thức đã tích lũy được.Qua nghiên cứu, tìm hiểu, nhóm đã đưa ra
được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy một cách hợp lý nhất và đã được sự đồng ý
của giáo viên hướng dẫn là thầy Văn Hữu Thịnh.
Dưới sự hướng dẫn của thầy Văn Hữu Thịnh, nhóm đã từng bước đi vào tìm hiểu và
thiết kế các bộ phận chính của máy,vẽ mô phỏng và kiểm nghiệm bằng các phần mềm đã
được học như: Iventor, Working Model 2D…sau đó xuất và chỉnh sửa bản vẽ, rồi đem đi
gia công lắp ráp.
1.6 Kết cấu của đồ án:
Đồ án gồm có 6 chương:
Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
Chương 3: Các giải pháp cho bộ phận công tác chính
Chương 4: Tính toán, thiết kế bộ phận công tác
Chương 5: Tính toán thiết kế các bộ truyền
Chương 6: Kết luận – Kiến nghị
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1 Giới thiệu:
Máy cấy lúa hiện đang rất phổ biến ở các nước như: Nhật Bản, Trung Quốc, Ấn
Độ… nhưng ở Việt nam nó vẫn còn tương đối xa lạ.Với tinh thần cần cù, sáng tạo và cầu
tiến, người nông dân Việt Nam đã không ngừng tự tìm tòi, mày mò nghiên cứu và cũng đã
tạo ra một được một vài sản phẩm mấy cấy đơn giản.Tuy nhiên, đa số chúng vẫn chưa đem
lại hiệu quả cao như ý muốn cả về năng suất lẫn khả năng thay thế sức lao động cho người
nông dân.
Các loại máy cấy mạ hiện nay trên thế giới đều có bộ phận cấy và cung cấp mạ rất
linh hoạt.Đa số chúng có chung đặc điểm về hình dáng và cấu tạo: gồm bộ phận công tác
chính là bộ phận cấy, bộ phận cung cấp mạ và các bộ truyền như : bộ truyền bánh răng, bộ
truyền đai, bộ truyền xích, hộp số…
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý máy cấy
2.3.2 Cấu tạo máy cấy mạ khay:
a. Lập sơ đồ động học:
Máy cấy mạ khay bao gồm các bộ phận chính:
- Động cơ xăng.
- Bộ phận truyền lực trung gian.
- Bộ phận di động.
- Phao cấy.
- Bộ phận cấy.
- Bộ phận cung cấp mạ.
- Các cụm tay cấy.
- Cơ cấu điều khiển các bộ phận của máy.
Từ nguyên lý hoạt động ta lập ra được sơ đồ động học của máy như hình:
Hình 2.2 Sơ đồ động học của máy cấy 6 hàng
b. Phân tích chức năng từng bộ phận:
Động cơ : Thường dùng động cơ xăng 4 thì làm mát bằng không khí, động cơ 2 ÷ 3
mã lực với máy cấy 4 hàng người lái đi theo máy; 6,5 ÷ 8 mã lực đối với máy cấy 6 hàng, 8
hàng người ngồi lái.
Bộ phận truyền lực trung gian: nhận chuyển động từ động cơ truyền đến bộ phận
di động và bộ phận cấy qua hệ thống các cụm số, bánh răng, hộp xích tải, đai tải và trục các
đăng.Hộp số thường có 4 số tiến, 1 số lùi.
Bộ phận cấy: bộ phận cấy gồm có hộp số cấy (có 2 số cấy cho bộ phận cấy), các
cụm chuyển động cho tay cấy, các cụm tay cấy.
Các cụm tay cấy : Đây là bộ phận quan trọng quyết định đến bộ phận cấy, tay cấy
quay một vòng thì cấy được một khóm mạ.
Trục xoắn vít đảo chiều: để truyền cho giàn mạ chuyển động qua lại , trục lẫy quay
để đẩy vào cơ cấu calip của trục bánh răng khế đẩy thảm mạ xuống; trục truyền động cho
cụm truyền động cấy.
Bộ phận di động: Gồm cụm hộp truyền động sau cùng và bánh xe lăn.Bánh xe được
chế tạo bằng thép có các mấu bám và vành ngoài có các vấu bám bọc cao su để máy có thể
- Chiều cao mạ khi cấy: 12-15cm
Hình 3.1 Khoảng cách mạ cấy
3.2 Phương hướng và giải pháp cho bộ phận công tác:
3.2.1 Phương án 1:
Sử dụng cơ cấu 4 khâu cho cụm tay cấy và vít 2 chiều xoắn cho cụm di chuyển dàn mạ
Hình 3.2 Tay cấy bằng cơ cấu 4 khâu.
Hình 3.3 Vít 2 chiều xoắn
Ưu-Nhược điểm:
- Cơ cấu 4 khâu đơn giản, dễ chế tạo, dễ lắp đặt bảo trì, giá thành thấp nhưng tốc độ và
năng suất không cao.
- Vít 2 chiều xoắn kết cấu sử dụng hoàn toàn bằng cơ khí, kết cấu nhỏ gọn, không phải
sử dụng thêm động cơ, không cần mạch điều khiển, giá thành thấp.
3.2.2 Phương án 2:
Sử dụng hệ bánh răng hành tinh cho cụm tay cấy và vít me đai ốc được điều khiển bằng
động cơ đảo chiều có mạch điều khiển cho cụm dịch chuyển dàn mạ.
Hình 3.4 Tay cấy bằng hệ bánh răng hành tinh
Hình 3.5 Vít me đai ốc điều khiển bằng động cơ
Ưu-Nhược điểm:
-Cơ cấu bánh răng hành tinh có năng suất cao hơn, ăn khớp bánh răng nên hoạt động
êm hơn, tuy nhiên khó chế tạo hơn, giá thành cao hơn.
- Vít me đai ốc được điều khiển bằng động cơ đảo chiều có mạch điều khiển phải sử
dụng thêm động cơ, phải có mạch điều khiển, giá thành cao hơn.
3.3 Phương án lựa chọn:
-Đánh giá ý tưởng: Cả 2 phương pháp trên đều được dẫn động bằng xích, tuy nhiên dựa
vào ưu nhược điểm của hai phương án và điều kiện thiết kế, chế tạo…nhóm đã chọn
phương án một để tiến hành thiết kế và tính toán cho đề tài tốt nghiệp của mình.
3.4 Trình tự công việc tiến hành:
- Tính toán cơ cấu tay cấy dựa vào thông số ban đầu: kích thước các khâu, phân tích
động học cơ cấu, thiết kế cơ cấu cam đẩy mạ.
,FB) cắt (A,AB) tại B
1
.Khi đó AB
1
là vị
trí khâu dẫn tại vị trí số 2.
Bước 2:Vẽ (F
1
,FE) cắt (B
1
,BE) tại E
1
Bước 3:Vẽ (F
1
,FC) cắt (E
1
,EC) tại C
1
Bước 4:Nối C
1
B
1
E
1
F
1
ta được thanh truyền ở vị trí số 2
Bước 5:Nối CC
1
,sau đó vẽ đường trung trực của CC
Ở đây chúng ta chỉ xét cho một vị trí,rồi sử dụng phần mềm WM2D để mô phỏng rồi so
sánh kết quả.Nếu kết quả ở 2 phương pháp này giống nhau ta có thể sử dụng kết quả mô
phỏng. Để rõ ràng, ta không xét tại vị trí biên số 1, mà ta sẽ xét tại vị trí số 2 ứng với bản
vẽ cơ cấu tổng hợp như ở chương 1.
Hình vẽ cơ cấu chính tại vị trí 2 như sau:
Hình 4.3 Cơ cấu chính tại vị trí thứ 2
Tay quay AB quay với vận tốc 5 vòng/s
→= 10π rad/s
→V
B
= .l
AB
= 10π.0,05=1,57 (m/s)
a.xác định vận tốc các điểm C,E,F trên cơ cấu:
+Xác định vận tốc điểm C :
Phương trình vận tốc tại vị trí 2:
Hai điểm B và C cùng thuộc một khâu
→ = + (2.1)
⊥AB và V
B
=1,57 (m/s)
⊥ BC và V
CB
= .l
BC
Điểm C và D cùng thuộc khâu DC
Ta có V
D
= 0 do đó:
⊥ DC và V
BE
Điểm C và điểm E cùng thuộc khâu 2
→ = + . (2.4)
⊥CE và V
EC
= .l
CE
Đo trên họa đồ vận tốc ta được đoạn pe = 60,24 mm
ce = 56,85 mm
be = 28,86 mm
→ V
E
= 60,24.0,05 = 3,01 (m/s)
V
CE
= 56,85.0,05 = 2,84 (m/s)
V
BE
= 28,86.0,05 = 1,443 (m/s)
+Xác định vận tốc của điểm F trên khâu 2:
Do 2 điểm B và F cùng thuộc một khâu (khâu 2) .
→ = + (2.5)
⊥ BF và V
FB
= .l
BF
Điểm C và điểm F cùng thuộc khâu 2
→ = + . (2.6)
⊥CF và V
FC
CB
= 12,02
2
.0,12 = 17,33 (m/s
2
)
= .l
BC
và ⊥ BC ( chưa biết)
Mặt khác do khâu 3 quay quanh tâm D
→ = + (2.8)
hướng từ C về D và =.l
CD
= 6,23
2
.0,098 = 3,80 (m/s
2
)
⊥CD và = .l
DC
( chưa biết)
Từ (2.7) và (2.8) ta có :
= + + = + (2.9)
Phương trình (2.9) có 2 ẩn số là và ,ta có thể giải bằng phương pháp họa đồ như
sau:
Chọn một điểm π bất kì làm gốc,từ π vẽ biểu diễn .Từ b’ vẽ chiều hướng từ C về B
biểu diễn . Quan n
CB
vẽ đường thẳng x⊥CB.Tiếp theo từ π vẽ hướng từ C về D thể
hiện .Từ n
2
.0,12 = 17,33 (m/s
2
)
⊥EB và = .l
EB
Hai điểm C và E cùng thuộc khâu 2 :
→ = + + (2.11)
hướng từ E về C và =.l
EC
= 12,02
2
.0,23 = 33 (m/s
2
)
⊥EC và = .l
EC
Đo trên họa đồ gia tốc ta được : = 74 (mm)
→ a
E
= 74 (m/s
2
)
+Xác định gia tốc điểm F :
Hai điểm B và F cùng thuộc khâu 2:
→ = + + (2.12)
hướng từ F về B và =.l
FB
= 12,02
2
lập được các bảng sau:
Bảng 4.1 (so sánh vận tốc)
Vận tốc
V
C
(m/s)
V
E
(m/s)
V
F
(m/s) (rad/s) (rad/s)
PP họa đồ 0,61 3,01 3,65 12,02 6,23
WM2D 0,59 3,03 3,76 12,18 -6,01
Sai số 3% 0,7% 3% 1% 3%
Bảng 4.2 (so sánh gia tốc)
Copyright: Tài liệu đại học ©