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
LANG LIÊN
Trần
Văn Thịnh
HỢP VỚI MÁYLỜI
KÉO
SHIBAURA
SD 3543
CẢM
ƠN
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
của TS. Nguyễn
Văn Quân, thầy hướng dẫn
ngànhnghệ
gỗ, giấy

DỤC
ĐÀO
TẠOtrong luận
BỘvăn
NÔNG
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
TẠO
VÀ CHẾ
Trần
Văn
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


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

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



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

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.

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

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


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


5

2
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


19

4
3
2
1

Hình 1.15 - Phân ly bằng sàng hình chóp nón
1. Lưỡi đào ; 2. Trục sàng côn; 3. Sàng côn; 4. Bộ phận hứng củ

1

2

3

4


Hình 1.17 - Phân ly bằng băng dũ
1. Đất; 2. Củ; 3. Lưỡi đào; 4. Băng dũ; 5. Con lăn va đập; 6. Bánh lệch tâm;
7. Xích; 8. Bộ phận điều khiển bánh lệch tâm
9. Bánh xe; 10. Bộ phận căn xích

1

2

3

4

5

Hình 1.18 - Phân ly giữa băng dũ và sàng phẳng
1. Củ; 2. Đất; 3. Băng dũ; 4,5. Sàng


21

1

2

3

4


có khả năng tung lên, số lần được tung lên, độ cao cực đại khi tung độ dày của
băng có khả năng phân ly.
Ưu điểm của băng dũ: là có khả năng truyền tải và khả năng phân ly
tốt nhưng kết cấu phức tạp, chiều dài đoạn băng có khả năng phân ly nhỏ so
với chiều dài thực tế cấu tạo băng do đó kích thước khó thu gọn được.
Để tăng thêm độ dài có khả năng phân ly, tần số va đập. Năm 1969,
Trường Đại học Nông nghiệp I đã nghiên cứu đề xuất băng dũ có hai con lăn
va đập.
Loại phân ly bằng sàng phẳng đã và đang được ứng dụng nhiều trên các
máy đào củ. Sàng phẳng là một cơ cấu không những được ứng dụng trên máy
đào củ mà còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác như trong
máy thu hoạch lúa, máy phân loại làm sạch, máy vận chuyển .v.v.

1

2

3

4

5

Hình 1.21- Băng dũ có bộ phận dũ là bánh răng elip
1. Băng tải; 2. Con lăn; 3. Bánh răng chủ động; 4. Tay quay; 5. Bánh răng bị động


23

1.4. Kết luận chương 1