Header Page 1 of 146.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ
MÁY THU HOẠCH ĐẬU PHỘNG
TỰ HÀNH
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Huỳnh Quốc Khanh

Nguyễn Long Hồ (MSSV: 1110368)
Trần Quốc Tài (MSSV: 1110415)
Ngành: Cơ khí chế tạo máy – Khoá 37

Tháng 12/2014

Footer Page 1 of 146.


Header Page 2 of 146.

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

sàng.
8. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài:
9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 500.000 VNĐ

Footer Page 2 of 146.

i


Header Page 3 of 146.

Bộ môn

Footer Page 3 of 146.

Cán bộ hƣớng dẫn

Sinh viên
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

Huỳnh Quốc Khanh

Nguyễn Long Hồ Trần Quốc Tài

ii


Header Page 4 of 146.

LỜI CẢM ƠN

Trần Quốc Tài
Footer Page 4 of 146.

iii


Header Page 5 of 146.

ĐẶT VẤN ĐỀ

Đậu phộng còn đƣợc gọi là đậu phụng hay lạc (có tên khoa học là arachis
hypogaea) là một loài cây thực phẩm thuộc họ Đậu đƣợc trồng rộng rãi trên khắp các
tỉnh thành ở nƣớc ta. Đậu phộng là một loại cây công nghiệp có giá trị dinh dƣỡng cao.
So với các loại cây công nghiệp khác, đậu phộng là cây ngắn ngày có năng suất cao và
có khả năng thích ứng rộng với điều kiện khí hậu, thổ nhƣỡng khác nhau. Các chất
dinh dƣỡng trong hạt đậu khá đầy đủ với nhiều nguyên tố và hàm lƣợng khá cao. Đậu
phộng đƣợc dùng rộng rãi trong đời sống hằng ngày và là nguồn nguyên liệu cho nhiều
ngành công nghiệp khác nhau ở nƣớc ta cũng nhƣ xuất khẩu sang các nƣớc bạn. Cây
đậu phộng có tính cạnh tranh cao do lợi nhuận từ cây đậu phộng cao hơn một số loài
câu trồng khác (nhƣ ngô, sắn, lúa, mì,…) và có thể sản xuất quanh năm.
Để tăng hiệu quả kinh tế từ việc trồng đậu phộng thì công việc thu hoạch là một
khâu khá là quan trọng, thu hoạch đậu phộng cần nhanh chóng, bảo đảm chất lƣợng và
thất thoát là ít nhất. Hiện nay, ngƣời nông dân ở các nơi vẫn tiến hành thu hoạch theo
phƣơng pháp truyền thống thu hoạch bằng tay dựa vào sức ngƣời là chính. Nhƣ vậy sẽ
cần một số lƣợng khá lớn và chi phí bỏ ra là khá nhiều (khoảng 10triệu/ha). Mặt khác,
thời gian thu hoạch đậu lại rất ngắn và phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết. Trong mùa
cao điểm, vì không có hoặc thiếu hụt lao động cho nên việc thu hoạch gặp rất nhiều
khó khăn dẫn đến việc thu hoạch mùa vụ bị chậm trễ làm ảnh hƣởng đến năng suất và
chất lƣợng đậu sau thu hoạch gây thiệt hại cho ngƣời sản xuất. Ngoài ra sự di cƣ lao
động nông nghiệp từ các khu vực nông thôn, cùng với sự chuyển đổi cơ cấu lao động

sức cần thiết.
Phƣơng pháp nghiên cứu:
- Tìm hiểu thị trƣờng, khảo sát thực tế, đánh giá các dòng máy hiện có.
- Đƣa ra nguyên lý hoạt động mới phù hợp với điều kiện thực tế và chế tạo
mô hình chứng minh nguyên lý hoạt động.
- Thiết kế mẫu máy thu hoạch đậu phộng tự hành.
Sau khi tiến hành chế tạo mô hình thí nghiệm nguyên lý hoạt động của cơ cấu
cuộn và kẹp cây đậu đã cho kết quả khả quan. Tỉ lệ cây đậu đƣợc cuộn lên là 100%. Tỉ
lệ cây đậu đƣợc xích kẹp là 100%. Tỉ lệ cây đậu xích kẹp đƣợc khi đi qua cơ cấu tuốt
là 92%. Tỉ lệ cây đậu bị cuộn vào rulô là 8%. Tỉ lệ trái đậu đƣợc tách ra khỏi thân là
94,3%.
Đề tài đã thiết kế đƣợc mẫu máy thu hoạch đậu tự hành có cơ cấu gọn nhẹ
phù hợp với điều kiện gieo trồng ở nƣớc ta, đây là loại xe có ngƣời lái với năng suất
dự kiến 0,2 ha/giờ.
Trong giới hạn đề tài nội dung đƣợc thực hiện gồm:
- Chế tạo mô hình và tiến hành thí nghiệm để kiểm tra sự hoạt động của cơ
cấu cuộn, kẹp và tách trái đậu.
- Thiết kế nguyên lý và bố trí không gian cho xe thu hoạch đậu phộng tự
hành.
- Tính toán, thiết kế hệ thống thủy lực, sàng, quạt, vít tải và lựa chọn bánh
xe.
Footer Page 6 of 146.

v


Header Page 7 of 146.

-


vi


Header Page 8 of 146.

3.1. Thiết kế trục cuộn ............................................................................................... 15
3.1.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 15
3.1.2. Thiết kế ........................................................................................................15
3.2. Thiết kế cơ cấu tách trái đậu phộng ra khỏi thân ...............................................17
3.2.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 17
3.2.2. Thiết kế ........................................................................................................17
3.3. Thiết kế xích (cơ cấu kẹp phôi) ..........................................................................20
3.3.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 20
3.3.2. Thiết kế ........................................................................................................20
3.4. Trục dẫn động xích ............................................................................................. 21
3.4.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 21
3.4.2. Thiết kế ........................................................................................................21
3.5. Tấm ốp trục cuộn ................................................................................................ 23
3.5.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 23
3.5.2. Thiết kế ........................................................................................................23
3.6. Thiết kế bộ truyền xích ....................................................................................... 24
3.6.1. Thiết kế khung ............................................................................................. 24
3.6.2. Thiết kế bộ truyền xích ................................................................................25
3.7. Thiết kế bộ ép xích ............................................................................................. 25
3.7.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 26
3.7.2. Thiết kế ........................................................................................................26
3.8. Thí nghiệm và kết quả thí nghiệm ......................................................................27
3.8.1. Thí nghiệm lần 1 .......................................................................................... 28
3.8.2. Thí nghiệm lần 2 .......................................................................................... 28
3.8.3. Thí nghiệm lần 3 .......................................................................................... 28

6.2.2.1. Cấu tạo mặt sàng ................................................................................42
6.2.2.2. Tính toán sàng lắc phẳng ...................................................................42
CHƢƠNG 7 THIẾT KẾ QUẠT HƢỚNG TRỤC, VÍT TẢI VÀ LỰA CHỌN BÁNH
XE ..................................................................................................................................47
7.1. Thiết kế quạt hƣớng trục ....................................................................................47
7.1.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 47
7.1.2. Tính toán quạt hƣớng trục ...........................................................................47
7.1.2.1. Tính lƣợng không khí cần thiết ............................................................ 47
7.1.2.2. Tốc độ dòng khí ....................................................................................47
7.1.3. Xác định đƣờng kính trục ............................................................................48
7.1.4. Xác định đƣờng kính bầu ............................................................................48
7.1.4.1. Xác định đƣờng kính chu vi cánh công tác ..........................................48
7.1.4.2. Tỉ số bầu ............................................................................................... 49
7.1.4.3. Đƣờng kính bầu ....................................................................................49
Footer Page 9 of 146.

viii


Header Page 10 of 146.

7.1.5. Tính toán cánh công tác ...............................................................................49
7.1.6. Xác định vận tốc .......................................................................................... 49
7.1.7. Xác định số cánh công tác ...........................................................................49
7.1.8. Xác định bƣớc.............................................................................................. 50
7.1.9. Xác định chiều dài cánh ..............................................................................50
7.2. Thiết kế vít tải đậu .............................................................................................. 50
7.2.1. Cơ sở lý thuyết............................................................................................. 50
7.2.2. Tính toán một số thông số quan trọng của vít tải ........................................51
7.2.2.1. Xác định đƣờng kính vít tải .................................................................51

Hình 1.10: Một số máy thu hoạch đơn giản do nông dân tự chế tạo............................... 7
Hình 2.1: Đậu phộng đƣợc nhổ và xếp thành hàng trên mặt ruộng .............................. 10
Hình 2.2: Chiều dài cây đậu (cm) ..................................................................................10
Hình 2.3: Khoảng phân bố trái đậu (mm)......................................................................11
Hình 2.4: Chiều dài trái đậu (mm).................................................................................11
Hình 2.5: Đƣờng kính thân đậu (mm) ...........................................................................11
Hình 2.6: Nông dân nhổ đậu và xếp thành hàng trên ruộng ..........................................12
Hình 2.7: Đậu sau khi đƣợc tách khỏi thân ...................................................................12
Hình 2.8: Thân đậu sau khi đƣợc tách trái đậu .............................................................. 12
Hình 3.1: Mô phỏng chuyển động của trục đƣợc gắn que ............................................15
Hình 3.2: Gia công ống thép làm trục cuộn...................................................................16
Hình 3.3: Trục cuộn .......................................................................................................16
Hình 3.4: Trục bậc 1 ......................................................................................................16
Hình 3.5: Sơ đồ lắp cốt vào trục cuộn (không thể hiện các que) ..................................17
Hình 3.6: Nguyên lý hoạt động của rulô .......................................................................17
Hình 3.7:Thông số lƣỡi dao ........................................................................................... 18
Hình 3.8: Thông số thân rulô ......................................................................................... 18
Hình 3.9: Trục bậc 2 ......................................................................................................19
Hình 3.10: Sơ đồ phân bố lƣỡi cắt trên hai rulô ............................................................ 19
Hình 3.11: Sơ đồ lắp cốt vào trục rulô ( không thể hiện lƣỡi cắt) .................................20
Hình 3.11: Xích má tam giác ......................................................................................... 20
Hình 3.12: Má xích ........................................................................................................21
Hình 3.13: Xích má tam giác ......................................................................................... 21
Hình 3.14: Thân rulô .....................................................................................................22
Hình 3.15: Trục bậc 3 ....................................................................................................22
Hình 3.16: Trục dẫn động xích hoàn chỉnh ...................................................................23
Hình 3.17: Tấm ốp trục cuộn ......................................................................................... 24
Hình 3.18: Sơ đồ tính góc nghiêng cấp phôi .................................................................24
Hình 3.19: Bộ truyền xích cho rulô ...............................................................................25
Footer Page 11 of 146.

Footer Page 12 of 146.

xi


Header Page 13 of 146.

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lƣợng đậu phộng các năm……….…...……3
Bảng 2.1: Bảng thông số về cây và trái đậu phộng……………..………………11
Bảng 3.1: Thống kê kết quả thí nghiệm…………...…………………………….29

Footer Page 13 of 146.

xii


Header Page 14 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan
1.1.1. Khái quát về cây đậu phộng
Đậu phộng là loại cây công nghiệp
đƣợc trồng phổ biến ở nƣớc ta. So với


Header Page 15 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 1.2: Dầu đậu phộng và bơ đậu phộng
Hạt đậu phộng phục vụ cho công nghiệp sản xuất bơ, ép dầu, dầu đậu phộng
đƣợc dùng làm thực phẩm và chế biến dùng cho các ngành công nghiệp khác nhƣ
chất dẻo, xi mực in, dầu diesel, làm dung môi cho thuốc bảo vệ thực vật, ...

Hình 1.3: Thân cây đậu làm thức ăn gia súc
Trong nông nghiệp, giá trị làm thức ăn gia súc của đậu phộng là rất lớn: thân,
lá cây đậu phộng làm thức ăn cho trâu, bò,… và tận dụng các phụ phẩm của dầu đậu
phộng đó là khô dầu đậu phộng. Khô dầu đậu phộng đƣợc dùng làm thức ăn cho
ngƣời và chăn nuôi gia súc và gia cầm. Khô dầu phộng có thể chế biến thành hơn
300 sản phẩm khác nhau phục vụ cho các ngành thực phẩm, trên 300 loại sản phẩm
công nông nghiệp. Ngoài ra, khi tách hạt đậu phộng ra khỏi vỏ thì vỏ trái đậu phộng
trở thành sản phẩm phụ. Vỏ củ đậu phộng đƣợc dùng để nghiền thành cám dùng cho
chăn nuôi. Cám vỏ trái đậu phộng có thành phần dinh dƣỡng tƣơng đƣơng với cám
gạo dùng để nuôi lợn, gà vịt công nghiệp rất tốt. Không dừng lại ở đó, vỏ trái đậu
phộng có giá trị dinh dƣỡng cao nên dùng để làm phân bón hữu cơ rất tốt, làm phân
bón lót hay phân bón trong ngành trồng hoa kiểng.

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 15 of 146.

2


tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Diện
tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Diện
tích
(nghìn
ha)

Sản
lƣợng
(nghìn
tấn)

Diện


16,5

6,2

15,1

7,0

20,2

8,1

23,8

Tỉnh

Nguồn: Tổng cục Thống kê ( />
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 16 of 146.

3


Header Page 17 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành


Footer Page 17 of 146.

4


Header Page 18 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 1.6: Thu hoạch đậu phộng
Với hình thức thu hoạch nhƣ trên thì ngƣời nông dân đã gặp phải rất nhiều
khó khăn:
Cần số lớn lao động.
Thời gian thu hoạch kéo dài.
Chi phí cho thu hoạch vụ mùa khá lớn.
Vì vậy việc áp dụng máy móc vào thu hoạch là rất cần thiết.
1.1.6. Các loại máy thu hoạch đậu phộng
Việc áp dụng máy móc vào thu hoach đậu phộng đã đƣợc các nƣớc trên thế
giới áp dụng từ rất sớm với các dòng máy nổi tiếng. Đây là những loại máy thu
hoạch đậu phộng liên hợp với năng suất cao.

Hình 1.7: Dòng máy AMADAS và COLOMBO

Hai dòng máy này có kích thƣớc khá lớn, có đặc điểm chung là thu hoạch
đậu khô. Có nghĩa là đậu đƣợc cày lên rồi phơi ngay trên cánh đồng cho cả thân và
trái đậu khô đi, lúc này nông dân mới dùng các loại máy này để tiến hành thu hoạch
đậu phộng.

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

6


Header Page 20 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

THL – 02 là đề tài nghiên cứu, không áp dụng vào sản xuất nông nghiệp nên không
phổ biến cho ngƣời dân sử dụng.
Một số nông dân cũng đã sáng chế đƣợc máy tuốt đậu phộng nhƣng hiệu quả
đạt đƣợc không cao và cũng không áp dụng rộng rãi trong sản xuất.

Hình 1.10: Một số máy thu hoạch đơn giản do nông dân tự chế tạo
Kết luận: Hiện nay, ngƣời nông dân trồng đậu phộng vẫn phải tiến hành thu
hoạch đậu phộng bằng phƣơng pháp thủ công truyền thống là chính, không có sự hỗ
trợ nào từ máy móc.
1.2. Giới thiệu đề tài
1.2.1. Vấn đề cần giải quyết
Để tăng hiệu quả kinh tế từ việc trồng đậu phộng thì công việc thu hoạch là
một khâu khá là quan trọng, thu hoạch đậu phộng cần nhanh chóng, bảo đảm chất
lƣợng và thất thoát là ít nhất. Hiện nay, ngƣời nông dân ở các nơi vẫn tiến hành thu
hoạch theo phƣơng pháp truyền thống thu hoạch bằng tay dựa vào sức ngƣời là
chính. Nhƣ vậy sẽ cần một số lƣợng khá lớn và chi phí bỏ ra là khá nhiều. Mặt
khác, thời gian thu hoạch đậu lại rất ngắn và phụ thuộc rất nhiều vào thời tiết.
Để giảm bớt các vấn lao động trong mùa vụ cao điểm và hoàn thành kịp thời
việc thu hoạch vụ mùa trong thời gian thu hoạch nhằm đạt đƣợc năng suất và chất
SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 20 of 146.

hoạt động.
Chƣơng 4: Thiết kế nguyên lý xe thu hoạch đậu phộng tự hành
Đƣa ra nguyên lý xe thu hoạch đậu phộng tự hành.
Chƣơng 5: Thiết kế hệ thống cuộn đậu và kẹp phôi

SVTH: Nguyễn Long Hồ
Trần Quốc Tài

Footer Page 21 of 146.

8


Header Page 22 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Tính toán, thiết kế, lựa chọn cơ cấu cuộn, xích kẹp đậu, khung và hệ thống
thuỷ lực nâng hạ khung.
Chƣơng 6: Thiết kế cơ cấu tuốt đậu và sàng lắc phẳng
Tính toán, thiết kế cơ cấu tuốt đậu theo nguyên lý ở phần thí nghiệm. Tính
toán một số thông số cần thiết và thiết kế sàng lắc phẳng.
Chƣơng 7: Thiết kế quạt hƣớng trục, vít tải và lựa chọn bánh xe
Tính toán một số thông số cần thiết cho quạt hƣớng trục, vít tải. Lựa chọn
bánh xe cho máy thu hoạch đậu phộng tự hành.
Chƣơng 8: Kết luận và đề nghị
Đƣa ra kết luận chung về những vấn đề đạt đƣợc của đề tài và đề nghị bổ
sung để hoàn thiện đề tài.

SVTH: Nguyễn Long Hồ

Footer Page 23 of 146.

10


Header Page 24 of 146.

Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy thu hoạch đậu phộng tự hành

Hình 2.3: Khoảng phân bố trái đậu (mm)

Hình 2.4: Chiều dài trái đậu (mm)

Hình 2.5: Đƣờng kính thân đậu (mm)
Bảng 2.1: Bảng thông số về cây và trái đậu phộng
Thông số
Kích thƣớc (mm)
Chiều dài cây đậu
500
Chiều dài thân đậu
300
Chiều dài phần trái và râu đậu
100
Khoảng phân bố trái đậu
120
Đƣờng kính thân đậu
5–7
Chiều dài trái đậu
Min 15; Max 35
Đƣờng kính trái đậu