THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô
của trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như q thầy cơ
trong khoa Cơ - Điện – Điện Tử đã giảng dạy, truyền đạt những kiến
thức hữu ích cũng như kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt 4 năm
qua.
Nhóm chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Hà
Ngọc Ngun, người đã tận tình hướng dẫn nhóm hồn thành tốt đồ án
tốt nghiệp này.
Cảm ơn tất cả các bạn đã động viên, giúp đỡ chúng tôi trong suốt
quá trình học tập và hồn thành đồ án.
Sau cùng, chúng em gởi lời cảm ơn chân thành đến ba, mẹ đã ủng
hộ, động viên tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian làm đồ
án tốt nghiệp.
Kính chúc quý Thầy Cô và các bạn dồi dào sức khỏe, đạt nhiều
thành công trong công việc và cuộc sống.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Huy Phát
Đặng Đình Nguyên


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của chúng tôi. Những kết quả và
các số liệu trích dẫn trong luận văn tốt nghiệp là trung thực, không sao chép bất
kỳ nguồn nào khác. Chúng tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự

2.2.1 Máy gieo hạt ............................................................................................................ 16
2.2.2 Bộ phận máy cấp khay ............................................................................................. 28
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH KHÍ NÉN............................................................................ 32
3.1 Nguyên tắc hoạt động hệ thống Xylanh khí nén ......................................................... 32
3.2 Thiết kế điều khiển từng bộ phận Xylanh ................................................................. 32
CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH ....................................... 38
4.1 Chọn phương án điều khiển dùng PLC ...................................................................... 38
4.2 So sánh PLC với các thiết bị điều khiển thông thường. ............................................. 38
4.3 Nguyên lý vận hành hoạt động của máy gieo hạt ....................................................... 41
4.4 Lưu đồ hoạt động của máy gieo hạt vườn ươm .......................................................... 42
4.5 Sơ đồ nối dây và chương trình điều khiển ................................................................. 43
4.6 Sơ đồ bố trí tủ điện và panen điều khiển. ................................................................... 44
4.7 Chương trình nạp cho PLC. ....................................................................................... 46
CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ...................................................................................... 48


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP
5.1 Thành phần của khung máy: ...................................................................................... 48
5.2 Lắp ráp hoàn thiện máy: ............................................................................................ 52
CHƯƠNG 6: TỔNG KẾT ........................................................................................................ 56
6.1 Kết luận: .................................................................................................................... 56
6.2 Các hạn chế ............................................................................................................... 56
6.3 Hướng phát triển đề tài: ............................................................................................. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 58


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Một số loại rau...............................................................................................................1

Hình 2.17 Phễu đất .................................................................................................................... 29
Hình 2.18 Xylanh bộ cấp khay .................................................................................................. 30
Hình 2.19 Máy gieo hạt ............................................................................................................. 30


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP
Hình 2.20 Máy vào đất cấp khay............................................................................................... 31
Hình 3.1 Sơ đồ cấp khí xylanh dập lỗ khay .............................................................................. 33
Hình 3.2 Sơ đồ cấp khí xylanh đẩy khay................................................................................... 33
Hình 3.3 Sơ đồ cấp khí xilanh khí nén của bộ xoay hút hạt ...................................................... 34
Hình 3.4: Sơ đồ mạch hút chân khơng và thu hồi hạt dư .......................................................... 34
Hình 3.5 Sơ đồ trạng thái xylanh .............................................................................................. 35
Hình 3.6 Van khí nén 5/2 và van khí nén 2/2 ............................................................................ 35
Hình 3.7 Van tiết lưu ................................................................................................................. 36
Hình 3.8 Van chỉnh áp............................................................................................................... 36
Hình 3.9 Đầu nối khí ................................................................................................................. 36
Hình 3.10 Bộ áp tổng ................................................................................................................ 37
Hình 3.11 Bộ lọc khí ................................................................................................................. 37
Hình 4.1 Kết nối PC va PLC ..................................................................................................... 38
Hình 4.2 Sơ đồ ngun lí của máy gieo hạt .............................................................................. 41
Hình 4.3 Lưu đồ hoạt động của máy gieo hạt ........................................................................... 42
Hình 4.4 Sơ đồ nối dây PLC ..................................................................................................... 43
Hình 4.5 Tủ điện chính.............................................................................................................. 44
Hình 4.6 Panen điều khiển ....................................................................................................... 45
Hình 4.7 Chương trình điều khiển ............................................................................................. 47
Hình 5.1 Chân đế máy ............................................................................................................... 48
Hình 5.2 Bàn trượt..................................................................................................................... 48
Hình 5.3 Gia cơng phễu đất ....................................................................................................... 49
Hình 5.4 Khung đựng khay ....................................................................................................... 49
Hình 5.5 Xylanh dập và đẩy ...................................................................................................... 50

này. Từ những luận điểm trên, nhóm thực hiện đã chọn đề tài: “Thiết kế máy
gieo hạt liên hợp”.
Trên thế giới, máy gieo hạt rất đa dạng. Do đó, khi đi vào thiết kế thì mỗi
loại máy cũng có nhiều vấn đề nghiên cứu khác nhau. Trong phạm vi của đề
tài này, người thực hiện chỉ đi sâu vào nghiên cứu máy gieo hạt theo yêu cầu
của hạt.
2. Mục đích nghiên cứu:
Đề tài “Máy gieo hạt liên hợp ” được thực hiện nhằm mục đích phục
vụ cho ngành nơng nghiệp trong việc gieo các hạt nhỏ để đáp ứng nhu cầu
tiêu dùng trong nước và xuất khẩu…


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Giới thiệu chung về rau
Rau là loại thực phẩm ăn cùng với lương thực trong bữa ăn của con người.
có nhiều loại rau khác nhau, tuỳ loại mà các bộ phận của nó như: lá, thân, hoa,
quả hoặc củ được dùng làm thực phẩm. Rau được chế biến làm thức ăn theo nhiều
phương pháp khác nhau như ăn sống, luộc xào, muối mặn, đóng hộp,… Một số
cịn được chế làm nước giải khác như: bí đao, cà chua, cà rốt,…

Hình 1.1 Một số loại rau
Ngồi thành phần chính trong rau là nước chiếm 70 - 95% tùy theo bộ phận
của cây, rau còn chứa nhiều chất dinh dưỡng khác rất cần cho cơ thể như:
 Kali: tham gia vào quá trình trao đổi nước trong cơ thể, có nhiều trong cà
chua, đậu.
 Canxi: cần cho sự vững chắc của hệ xương có nhiều trong rau cải và rau
ăn lá.
 Chất sắt: giúp cho việc tạo hồng cầu, chứa nhiều trong rau cải, rau dền,

có thể được trồng từ ngọn hay từ hạt đều cực kỳ dễ. Đây là loài cây ưa nước nên
2


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

cần chọn loại đất giữ nước tương đối tốt. Có thể thu hoạch từ 7 - 10 ngày để đảm
bảo an tồn thực phẩm.
1.2.2 Rau xà lách

Hình 1.3 Rau xà lách
Xà lách là loại cây thân thảo và cũng là tên gọi chung cho một loại rau ăn
sống với ưu điểm dễ trồng, khơng cần chăm sóc nhiều, tốn ít chi phí và cho năng
suất thu hoạch cao. Sau khi gieo hạt từ 30 - 50 ngày có thể cắt ngọn để ăn và bón
phân bổ sung dinh dưỡng cho đợt sau.
1.2.3 Rau mầm

Hình 1.4 Rau mầm
Rau mầm là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao gấp 5 lần so với các loại
rau thường, hơn nữa, rau mầm không chứa mầm bệnh và vi sinh vật gây hại cho
sức khỏe con người.Trong rau mầm xanh còn có chất Cartotene (chất tạo sắc tố),
chlorophyll (diệp lục tố), đạm dễ tiêu. Chỉ cần 50g loại rau này sẽ tương đương
với lượng dinh dưỡng trong 200g rau bình thường. Rau mầm có thể thu hoạch
sau 5 ngày gieo trồng.

3


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP


tức thời chưa đủ thời gian diệt hết mầm bệnh. Đa số cây nảy mầm rất dễ nhiễm
bệnh chỉ một số cây thích ứng được. Sau đây là một số phương pháp gieo trồng
phổ biến ở nước ta.
1.3.1 Phương pháp gieo trồng trên luống
Đây là phương pháp thủ công lâu đời. Đất sau khi thu hoạch xong thường
để khoảng một tuần, rồi được cuốc lên phơi nắng một thời gian cho tơi xốp. Sau
đó được chia ô lên luống. Trước khi gieo trồng hạt nông dân thường bón phân vi
sinh hữu cơ như : tro, rơm mục, phân trâu bò, lợn gà.., nhằm tăng độ tơi xốp và
chất dinh dưỡng cho cây. Làm như vậy cũng giảm chi phí bón phân hố học cho
cây sau này.
Với phương pháp gieo trồng này nông dân cũng giảm được một phần thao
tác bầu, một số thao tác chuẩn bị như: đất ươm, dàn chứa cây gieo, quá trình vận
chuyển cây non ra đất canh tác, q trình trồng. Cây giống sau khi gieo phát triển
ln cứng cáp hơn, khơng cần q trình phục hồi. Phương pháp này thường dùng
để trồng một số loại rau lấy thân và lá làm thực phẩm như các loại rau và cải.

Hình 1.6 Cách gieo trồng trên luống

5


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

Khuyết điểm quan trọng nhất của phương pháp gieo trồng này là cây tiếp
xúc trực tiếp với môi trường, khả năng phịng chống bệnh kém trước các đợt tấn
cơng của dịch bệnh và các tác nhân khác do lây truyền như các bệnh nấm. Khi
mới gieo trồng hạt dễ bí các loại côn trùng có hại như dế, kiến ăn mất hạt. Do đó
khi gieo trồng nông dân hay trộn một ít thuốc trừ sâu với nồng độ thấp vào hạt để
bảo vệ hạt trước sự tấn công của côn trùng. Và thường thì phương pháp này chỉ
áp dụng với các loại hạt giống có giá thành thấp.

phải mất quá nhiều thời gian và sức lao động để làm bầu như trước đây. Và cũng
nhờ các loại khay này mà việc áp dụng phương pháp tự động hoá việc gieo trồng
dễ dàng được áp dụng và phát huy cũng như phát triển.
Khay thường làm bằng xốp nhẹ, sản xuất dễ. Khay gieo hạt giống đáy khay
thường nhỏ lại, có lỗ nhỏ để thốt nước và dễ lấy cây con ra.

Hình 1.8 Gieo trồng rau trong khay xốp

7


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

1.4 Giới thiệu chung về q trình tự động hóa q trình gieo hạt
1.4.1 Lí do thiết yếu phải tự động hoá việc gieo trồng

Như đã nói ở trên, tuy mỗi loại cây trồng có một phương pháp gieo ươm
khác nhau. Và có rất nhiều phương pháp gieo ươm. Xong, ngoại trừ các loại rau,
cải với thân và lá được dùng làm thực phẩm lá có phương pháp gieo đơn giản và
ít tốn thời gian và cơng lao động ( gieo ươm trên luống trực tiếp ngoài đồng mà
trong dân gian người ta gọi là xạ và phương pháp trồng rau mầm mới được biệt
hiện nay).

Hình 1.9 Gieo ươm ( xạ ) trên luống
Tuy những phương pháp này tổn hao rất lớn về hạt giống. Nhưng do giá
thành hạt giống rẻ, nên đứng về mặc hiệu quả kinh tế vẫn chấp nhận được. Xong,
đây chỉ là những phương pháp của những nông dân vùng quê, nông dân chỉ làm
thêm trong khu đất trống trong vườn nhằm tăng thêm thu nhập (nhưng khơng
đáng kể). Các vườn ươm rất ít khi sử dụng phương pháp này để gieo trồng.
Ngoài phương pháp gieo ươm như trên ra, ta dễ dàng nhận thấy những

1.4.2 Những chiếc máy gieo hạt của Việt Nam và Quốc tế
a. Máy gieo hạt của anh Chương
Máy được anh Nguyễn Hồng Chương sinh năm 1975 cư trú tại thôn Xuân
Thượng, xã Lạc Lâm, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng, nghiên cứu và chế tạo
thành cbác vào tháng 1 năm 2007. Máy được chế tạo với 80% là cơ khí, 20% là
phần điện điều khiển. Máy có công suất gieo 230 – 250 vĩ xốp/giờ. Máy không
sử dụng vi mạch. Máy được bà con trong vùng đánh giá là tiếc kiệm điện năng
hơn so với máy nhập khẩu từ Úc, giá máy lại rẻ hơn ( máy của Úc giá
160triệu/máy ). Lúc đầu máy được bán với giá 72 triệu/máy. Hiện nay, giá bán
9


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

54 triệu/1máy và anh Trương đang l àm việc rất khẩn trương để xuất xưởng 8
máy theo đơn đặt hàng.

Hình 1.10 Máy gieo hạt của anh Chương
b. Máy tự động gieo hạt của hãng Seederman
Máy xuất xứ từ USA, gồm 3 thế hệ. Thế hệ mới ra đời là sự kế thừa và cải
tiến của thế hệ trước nó, sao cho phù hợp với việc gieo trồng và đạt kết quả cao
nhất.
Máy GS3 hoạt động trên nguyên tắt bộ phận rung làm hạt nảy lên, sau đó hạt
được máy hút chân không hút lấy thông qua hệ thống kim hút. Sau đó hạt được
nhả vào đúng vị trí lỗ khay. Khay được đặt trên băng tải. Hệ thống nhận biết và
nhả hạt vào khay bằng cảm biến quang. Máy được làm bằng nhơm và thép khơng
rỉ và các linh kiện khí nén khác. Công suất của máy là 200 khay (288 lỗ)/h hoặc
120 khay ( 512 lỗ)/h. Máy được bảo hành 1 năm. Giá bán thoả thuận. Đa phần
được bán tạiMỹ.


Khuyết điểm:
- Độ chính xác khơng cao.
- Chỉ chạy theo một quy trình nhất định.
- Phương pháp điều khiển khó thay đổi.

 Dùng băng tải

Hình 1.14 Máy gieo hạt dung băng tải

12


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

 Ưu điểm:
- Có thể làm dây chuyền gieo hạt dài.
- Năng suất làm việc cao.
- Có thể đưa vào tự động hóa.
 Khuyết điểm:
- Giá thành cao.
- Không phù hợp với các hộ kinh doanh nhỏ.
- Chỉ nên sử dụng trong các khu trồng trọt có diện tích lớn.
- Kết cấu phức tạp.
 Dùng khí nén

 Ưu điểm:

Hình 1.15 Máy gieo hạt dùng khí nén

- Dễ sử dụng, lập trình chạy chính xác bằng phần mềm.

rộng rãi ở hầu hết các vườn ươm. Ở khu vực Đà Lạt Lâm Đồng, vùng trọng điểm
của cây rau khu vực phía Nam các vườn ươm sử dụng hơn 95% khay xốp để
ươm cây. Đây là đặc điểm rất thuận lợi để đi vào nghiên cứu chế tạo máy gieo
hạt, khay có các thông số kĩ thuật 500x280x50 mm với số lỗ là 7x12.

Hình 2.1 Khay xốp dùng gieo hạt
Với khay xốp chuẩn này ta đi vào nghiên cứu chế tạo “máy gieo hạt rau” như
sau:
 Cấu tạo máy gieo hạt dự kiến:
 Một bộ cấp khay, cấp đất
 Một bộ đế bàn;
 Hệ thống trục xylanh dập, đẩy khay hạt;
 Hệ thống hút nhả hạt vào khay;
 Khay chứa hạt và làm rung hạt;
 Hệ thống điều khiển khí nén và PLC

15


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

 Yêu cầu làm việc của máy gieo hạt giống:
 Máy được đặt trong môi trường làm việc tránh gió, chỗ đặt máy phải bằng
phẳng, đảm bảo máy hoạt động ổn định, không rung.
 Điều kiện làm việc của máy gieo hạt giống: đặt tại nơi làm việc trên mặt
phẳng đảm bảo hiệu suất cao nhất, hạt giống sau khi làm sạch cho vào khay.
Máy hút chân không được hút liên tục trong quá trình mở máy làm việc.
 Máy phải được đặt trong môi trường làm việc không có gió nhiều vì sẽ
ảnh hưởng đến quá trình hút nhả hạt. Áp suất trung bình đảm bảo hoạt động là
0,3-0,5 MPa.

 Với thiết kế này ta sẽ cung cấp khay gieo hạt ngang, mỗi lần gieo được 12
hạt. Và với hai khổ khay như trên ta chỉ cấp hạt 7 lần/khay. Do đó máy sẽ hoạt
động hiệu quả hơn so với khay nằm dọc. Ngoài ra thanh nhựa gắn trên đế cũng
giúp khay trượt được dễ dàng hơn.
b. Bộ phận dập
 Thanh dập
Bộ phận dập được nối với một Xylanh dập, cấu tạo bộ phận dập gồm một
thanh nhôm đúc 480mm x 34 mm x 40 mm, được bắt ốc với côn nhựa có 12 côn
nhựa chia đều cách nhau 40 mm sao cho phù hợp với khoảng cách tâm giữa các
lỗ trên khay xốp 7x12 lỗ.

Hình 2.2 Thanh dập
Thanh dập được gắn các cục nhựa được vát côn ở một đầu được cố định trên
thanh nhơm bằng ốc vít, cơn nhựa có tác dụng đập xuống hàng lỗ khay khoảng
cách giữa hai côn nhựa là 40 mm.
Thanh dập có tác dụng dập xuống khay lỗ khi đó đã được lấp đầy đất một
khoảng cách sao cho có thể đẩy khay đi được. Thanh dập được nối với xylanh
bằng một miếng nhôm , miếng nhôm có chiều dài 220 mm rộng 60 mm trên miếng
nhôm phay hai rãnh Ø8 dối xứng nhau có khoảng cách là giữa tâm của các rãnh
là 175mm, chúng có tác dụng giữ thanh dập, hai rãnh có tác dụng điều chỉnh thanh

17


THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY GIEO HẠT LIÊN HỢP

dập sao cho khi dập các núm dập đồng tâm với tâm lỗ khay. Hệ thống thanh dập
tháo lắp rất dễ dàng.
 Con dập và tấm gá: