BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

---------

--------- NGUYỄN NGỌC QUÝ

NGHIÊN CỨU XÁC ðỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CHÍNH
CỦA MÁY ðÀO CỦ SẮN LIÊN HỢP
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy & thiết bị cơ giới hoá Nông Lâm Nghiệp Nguyễn Ngọc Quý Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
ii
LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành tốt luận văn, ngoài sự cố gắng lỗ lực của bản thân, tôi ñã
nhận ñược nhiều sự quan tâm giúp ñỡ của các thầy cô giáo, ñồng nghiệp, các
bạn và gia ñình trong suốt thời gian qua.
Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành ñến thầy giáo hướng
dẫn: PGS. TS. Lương Văn Vượt- Người ñã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi
trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận
văn này. Tôi cũng xin ñược chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường
ðại học Nông nghiệp Hà Nội; các thầy cô giáo trong Khoa Cơ ñiện và ñặc
biệt các thầy cô giáo trong Bộ môn Cơ học kỹ thuật ñã tận tình dạy bảo,
truyền ñạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian tôi học tập tại trường và ñã
tạo ñiều kiện giúp ñỡ ñể tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi mong muốn gủi tới gia ñình, bạn bè và ñồng nghiệp lòng biết ơn về
sự quan tâm, ñộng viên quý báu trong thời gian qua, giúp tôi có thêm nhiều
thời gian và nghị lực ñể hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn


1.1.2.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT SẮN Ở VIỆT NAM [7] ...........................5

1.1.3. CÁC ðẶC ðIỂM HÌNH THÁI, VÀ GIẢI PHẪU CÂY SẮN.............7

1.1.3.1. RỄ SẮN..............................................................................................7

1.1.3.2. THÂN CÂY SẮN...............................................................................9

1.1.3.3. LÁ SẮN............................................................................................10

1.1.4. CÁC GIỐNG SẮN, KĨ THUẬT CANH TÁC....................................11

1.1.4.1. CÁC GIỐNG SẮN [8] .....................................................................11

1.1.4.2. KỸ THUẬT TRỒNG SẮN [8] ........................................................12

1.2.1.TÌNH HÌNH THU HOẠCH SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM.15

1.2.2. MỘT SỐ MẪU MÁY ðÀO CỦ. ........................................................15

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, ðỊA ðIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU19

2.1. ðỐI TƯỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ....................................19

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
iv
2.1.1. ðỐI TƯỢNG VÀ ðỊA ðIỂM NGHIÊN CỨU ..................................19

2.1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ...............................................................19

3.2. LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LIÊN HỢP MÁY........33

3.2.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT CHUNG.......................................................33

3.2.2. LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA BỘ PHẬN ðÀO CỦ35
3.2.3. BỘ PHẬN KẸP
NHỔ..................................................................................38
3.2.4. THÙNG CHỨA...................................................................................42

3.2.5. BỘ PHẬN TRUYỀN ðỘNG CHO BỘ PHẬN KẸP NHỔ ...............42

3.2.6. BỘ PHẬN DI ðỘNG..........................................................................43

3.2.7. KHUNG MÁY ....................................................................................43

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
v
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHÍNH
MÁY THU HOẠCH SẮN LIÊN HỢP ...........................................................45

4.1. TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ðÀO ..............................................................45

4.1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ðÀO.......................45

4.1.2. CƠ SỞ THỰC TẾ TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN BỘ PHẬN ðÀO52

4.1.3. TÍNH TOÁN BỘ PHẬN ðÀO ...........................................................52

4.1.3.1 TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC
LƯỠI ðÀO....................................................................................................52

4.3.2.4. THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN TRỤC VÍT............................................87

4.4. BỘ PHÂN DI ðỘNG.............................................................................93

4.4.1. NHIỆM VỤ CỦA BỘ PHẬN DI ðỘNG ...........................................93

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
vi
4.4.2. LỰA CHỌN CẤU TẠO BÁNH XE...................................................93

4.4.3. TÍNH ðỘNG HỌC VÀ KIỂM TRA KHẢ NĂNG BÁM CỦA BÁNH
XE..................................................................................................................94

4.5. KHUNG MÁY .......................................................................................96

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ.............................................................................99

1. KẾT LUẬN ...............................................................................................99

2. ðỀ NGHỊ...................................................................................................99

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................100Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
vii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

a : ðộ ñào sâu của lỡi ñào (cm);
B : Bề rộng làm việc của máy ñào (cm);

λ: Góc cạnh sắc của lỡi ñào;
γ: Góc của phần ñầu lỡi hay góc tách.

Trng i hc Nụng nghip H Ni Lun vn thc s k thut..
viii
DANH MC CC BNG

Bảng 1-1. Tình hình sản xuất sắn ở châu á. (năm 1999) ...................................4

Bảng 1-2. Tình hình sản xuất sắn ở Việt Nam ( năm 1999)..............................5

Bảng 1-3. Sự phân bố theo chiều sâu của rễ sắn (%) [8] ...................................8

Bảng 1-4. Kích thớc cây đo theo đờng kính (mm) ........................................9

Bảng 1-5. Năng suất của sắn phụ thuộc kích thớc của hom sắn [8]..............13

Bảng1-6. Các kiểu bố trí khoảng cách trồng sắn.[8] .......................................14

Bảng 3-1: Kích thớc cây đo theo đờng kính thân cây (mm).......................24

Bảng 3-2. Kích thớc cây đo theo đờng kính thân cây (mm)........................25

Bảng 3-3. Bảng số liệu khoảng cách cây .........................................................26

Bảng 3-4. Bảng xác định



Hình 3-1. Mặt cắt prôfin luống........................................................................29

Hình 3-2. Hình dáng luống sắn lúc thu hoạch.................................................30

Hình 3-3. Sự phân bố củ theo 2 ñầu của hom .................................................30

Hình 3-4. Sự phân bố củ theo 1 ñầu của hom .................................................31

Hình 3-5. Sơ ñồ nguyên lý máy.......................................................................34

Hình 3-6. Lưỡi ñào phẳng ...............................................................................36

Hình 3-7. Cấu tạo lưỡi ñào phân ñoạn ............................................................37

Hình 3-8. Cấu tạo lưỡi ñào lòng máng............................................................38

Hình 3-8. Cấu tạo lưỡi ñào chủ ñộng ..............................................................39

Hình 3-9. Bộ phận kẹp nhổ của máy liên hợp thu hoạch củ cải ñường [16] ..40

Hình 3-10. Bộ phận chuyển thân cây của máy liên hợp Kerxônét- 7 [16], [17]...41

Hình 4-1. Nêm tam hợp...................................................................................46

Hình 4-2. Nêm một mặt phẳng........................................................................46

Hình 4-3. Các loại nêm phẳng cơ bản .............................................................47

Hình 4-4. ðặc ñiểm tác ñộng lên ñất của các nêm cơ bản ..............................48


Hình 4-19. Trục thu công suất máy kéo MTZ-80 và sơ ñồ hoạt ñộng............77

Hình 4-20. Sơ ñồ dẫn ñộng từ trục thu công suất............................................80

Hình 4-21. Cấu tạo bánh răng nón ..................................................................87

Hình 4-22. Bánh vít trục vít.............................................................................93

Hình4-23. Sơ ñồ lực tác dụng lên bánh xe cứng khi lăn trên ñường biến dạng....95

Hình 4-24. Bánh xe tựa ñồng ..........................................................................96

Hình 4-25. Hình chiếu ñứng khung máy.........................................................98

Hình 4-26. Hình chiếu cạnh khung máy .........................................................98Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
1
MỞ ðẦU
* Tính cấp thiết của ñề tài
Sắn là cây lương thực của cư dân nhiều vùng, nhất là các vùng ñồi
trung du miền núi. Trong kháng chiến chống thực dân Pháp và ñế quốc Mỹ
những năm trước ñây, sắn là kho dự trữ lương thực tự nhiên của người dân và
bộ ñội trong vùng sâu, trên một số nẻo ñường kháng chiến.
Ngày nay, ở nhiều nước kỹ thuật canh tác và chế biến sắn ñã ñược hiện
ñại hoá. Sản phẩm của sắn ñã trở thành mặt hàng ñược trao ñổi khá rộng rãi
trên thị trường quốc tế.
Sắn không chỉ là cây lương thực, cây thực phẩm mà còn là loại cây

- Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn:
Nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc, kết cấu máy, xác ñịnh các
thông số chính của máy làm cơ sở cho việc thiết kế chế tạo máy ñào củ sắn
liên hợp ñáp ứng nhu cầu cơ khí hoá sản xuất sắn.
* Tóm tắt nội dung của luận văn
Nội dung chính của luận văn gồm:
Chương 1. Tổng quan về cây sắn và cơ khí hóa cây sắn
Chương 2. Nội dung ñịa ñiểm và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc của máy
Chương 4.
Tính toán thiết kế các bộ phận làm việc chính máy thu hoạch
sắn liên hợp
Kết luận và ñề nghị

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÂY SẮN VÀ CƠ GIỚI HOÁ CÂY SẮN
1.1. Tổng quan về cây sắn
1.1.1. Nguồn gốc và sự phát triển
Theo các nhà khoa học sắn có nguồn gốc phát sinh từ Nam Mỹ, thuộc
khu vực sông Amzôn. Trung tâm phát sinh của sắn là vùng ðông Bắc Brazin,
sắn ñã ñược con người trồng khoảng 5000 năm trước. Một trung tâm phát
sinh phụ của cây sắn là Mêxico, Goatêmala và Hondurat.
Sắn ñược người Bồ ðào Nha ñưa vào Châu Phi lần ñầu tiên ở Cônggô
ở thế kỷ XVI. Sau ñó di thực sang các ñảo Ấn ðộ Dương. Từ các ñảo Ấn ðộ
Dương ñược ñua trở lại vùng Tây Phi và Ấn ðộ vào những năm của thế kỷ

Trung Quốc 230.065 15,9 3.650.903
ấn ðộ 250.000 24,0 6.000.000
Indônêxia 1.205.330 12,2 14.728.292
Lào 5.100 13,7 70.000
Malayxia 39.000 10,3 400.000
Việt Nam 231.700 7,7 1.783.400
Mianma 8.000 11,5 92.000
Philippin 210.000 8,5 1.786.710
Srilanca 30.064 8,5 257.153
Châu á 3.366.398 13.,6 45.767.700

Về diện tích trồng sắn, nhiều nhất là ở Nigiêria (2,7 triệu ha), Cônggô (2,2
triệu ha), Brazin, Indônêxia, Thái Lan, Modămbich ( mỗi nước khoảng 1,02 – 1,58
triệu ha).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
5
Về năng xuất ñạt cao nhất là ở ấn ðộ (24,0 tấn củ/ha), sau ñó ñến
Trung Quốc (15,0 tấn củ/ha), Thái Lan (14,3 tấn củ/ha), Paragoay (13,9 tấn
củ/ha).
Châu Á, sắn ñược trồng 3.366.398 ha hàng năm thu sản lượng là
45.767.700 tấn củ tươi.
1.1.2.2. Tình hình sản xuất sắn ở Việt Nam [7]
ðối với Việt Nam, sắn là một loài cây nhập nội ñược ñưa vào trồng vào
cuối thế kỷ XVIII. Hiện nay, ở một số vùng trung du và miền núi, sắn ñược
xem là cây lương thực quan trọng sau lúa, ngô.
Ở nước ta trong 20 năm từ 1960 ñến 1980 sắn ñược sản xuất nhiều. Sau
ñó giảm sút trong các năm từ 1980 ñến 1990. Trong những năm cuối thế kỷ
XX ñầu thế kỷ XXI diện tích trồng sắn ở nước ta ổn ñịnh tương ñối khoảng
220 – 280 nghìn ha.
Năng xuất sắn ở nước ta vào loại thấp của thế giới và có nhiều thay ñổi

lương thực. Những năm trước ñây ở một số vùng sắn ñược xem là loại lương
thực quan trọng, nhưng những năm gần ñây, sản xuất lúa ở nước ta phát triển
tốt, gạo sản xuất ngày một nhiều hơn, cho nên vai trò làm cây lương thực của
cây sắn giảm dần, ở nhiều nơi diện tích trồng sắn bị thu hẹp. ở các tỉnh phía
Nam và Nam Trung Bộ, sắn hiện nay hầu như không còn là cây lương thực mà
trở thành cây cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến. các sản
phẩm chế biến từ sắn như tinh bột, bột ngọt, tipiôca… ñã cung cấp cho thị
trường trong nước và một phần xuất khẩu ra thị trường thế giới. Một khối
lượng sản phẩm sắn ñã ñược cung cấp cho các nhà máy chế biến thức ăn gia
súc.
Trong những năm tới cùng với vai trò của các sản phẩm từ sắn ñược
nâng lên, công nghiệp chế biến sắn phát triển, cây sắn trở thành loại cây công
nghiệp có nhiều tiềm năng phát triển ở nước ta.
Theo quy hoạch phát triển ngành công nghiệp , từ nay cho ñến năm
2010, sản lượng sắn bình quân hàng năm ñạt 2,5 – 3,0 triệu tấn. Trong ñó sản
lượng hàng năm khoảng 1,2 – 1,5 triệu tấn. Có khoảng 30 – 50 nghìn tấn sắn
lát xuất khẩu sang EU, số còn lại ñưa vào chế biến ñể cung cấp nhu cầu trong
nước với dạng sản phẩm chủ yếu là: tinh bột, mạch nha ñường glucô, bột
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
7
ngọt… Cây sắn ñang có nhiều triển vọng phát triển ở nước ta vì những lý do
và ñiều kiện sau ñây:
+ Vai trò của cây sắn ñã ñược chuyển ñổi từ cây lượng thực thành một
loại cây công nghiệp. Nhu cầu trong nước và trên thế giới về các sản phẩm
chế biến từ sắn ñang ngày càng tăng lên.
+ Sắn là loại cây trồng trên các loại ñất nghèo mà lại có khả năng cho
năng suất cao. Yêu cầu ñầu tư sản xuất không lớn.
+ Công nghệ trồng, chăm sóc và thu hoạch ngày càng chú trọng và
ñược hoàn thiện, giống ngày càng ñược cải thiện.
+ Những thành tựu trong việc nghiên cứu sử dụng các bộ phận của

Rễ hút dinh dưỡng (rễ con)
Rễ dự trữ dinh dưỡng (củ
sắn)
Chiều sâu
trong ñất
Lúc 7 tháng Lúc 12 tháng Lúc 7 tháng Lúc 12 tháng
3 cm 98,4 99,8 67,2 39,4
30 – 90cm 1,6 0,2 32,7 43,2
90 – 160cm - - - 17,4
Cộng 100% 100% 100% 100% Củ sắn phát triển dần và phần lớn nằm song song với mặt ñất, một số ít
củ cắm nghiêng xuống ñất.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
9
Những rễ không thành củ vẫn giữ chức năng chủ yếu là hút dinh dưỡng
và nước. Các rễ này thường phát triển ăn sâu xuống ñất, rất ít phát triển theo
chiều ngang như rễ củ.
Củ sắn có dạng hình thoi hoặc hơi dài, cũng có loại củ sắn ngắn, ñặc
ñiểm này phụ thuộc vào giống sắn. Chiều dài của củ sắn còn tuỳ thuộc vào
ñiều kiện canh tác có thể thay ñổi rất nhiều từ 0,3 – 2m.
1.1.3.2. Thân cây sắn
Cây sắn có thân gỗ mảnh khảnh, ñường kính thân phụ thuộc vào
giống, ñiều kiện ñất ñai, khí hậu và kỹ thuật trồng trọt, thường ñường
kính từ 25-32cm.
Thân cây sắn có chiều cao từ 2–6m. Tuỳ thuộc vào ñặc ñiểm của giống
mà thân có thể phân cành hoặc không phân cành. Thân sắn mới mọc có màu
xanh. ðiểm sinh trưởng có màu xanh bang. Khi cây sắn còn non, ở phía dưới
thân có màu xanh, có thể chuyển dạng màu xanh bạc, xanh xám, vàng nhạt,

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
11
xốp và lớp biểu bì ở mặt dưới lá. Lớp biểu bì, ở phía dưới mịn. Mặt dưới lá có
nhiều khí khổng, khoảng 700 khí khổng trên 1mm
2
lá.
Lá sắn có nhiều prôtit, hyñrat cacbon, vitamin… có thể làm rau ăn cho
người và gia súc hoặc nuôi tằm.
1.1.4. Các giống sắn, kĩ thuật canh tác
1.1.4.1. Các giống sắn [8]
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều giống sắn ñược trồng. Mỗi nước,
mỗi vùng có nhiều giống sắn khác nhau. Trong ñề tài này chúng tôi chỉ nêu
một vài giống sắn ñược trồng phổ biến ở Việt Nam hiện nay.
Giống KM-60 (rayong-60) ñược nhập từ CIAT (Thái Lan). Giống sắn
này có thân xanh , tán gọn, phân nhánh hẹp, có thể xen trồng với những cây
trồng khác. Năng xuất củ tươi ở phía Nam là 27,5 tấn/ha. ở các tỉnh phía Bắc
là 22,3-35,0 tấn/ha. Tỷ lệ chất khô trong củ là 38,0%, hàm lượng tinh bột là
27,2%. Chỉ số thu hoạch là 58%. Thời gian thu hoạch ở các tỉnh phía Nam là
6-9 tháng, các tỉnh phía Bắc là 9-10 tháng. Thời vụ trồng ở các tỉnh phía Bắc
là từ cuối tháng 2 ñến ñầu tháng 3. Các tỉnh phía Nam là từ tháng 4 ñến tháng
6. Mật ñộ trồng là 11.000 hốc/ha.
Giống sắn KM-94 (MKUC 28-77-3) ñược nhập từ CIAT. Giống sắn
này có thân xanh , hơi cong, không phân nhánh, ngọn cây màu tím. Năng xuất
củ tươi ở phía Nam là 40,6 tấn/ha. ở các tỉnh phía Bắc là 25-43 tấn/ha. Tỷ lệ
chất khô trong củ là 38,6%, hàm lượng tinh bột là 27,4. Chỉ số thu hoạch là
57%. Thời gian thu hoạch là 7-12 tháng.
Giống KM-95(OMR 33-17-15), ñược chọn từ trong nguồn gen 25.000
dòng tại Trung tâm nghiên cứu nông nghiệp Hưng Lộc (ðồng Nai).
Giống có thân cây thẳng, màu xám vàng, phân nhánh ñến cấp 3. Củ thuôn
láng rất ñẹp. Năng suất củ tươi là 40 tấn/ha. Tỷ lệ chất khô 36,3%. Hàng lượng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………
13
Nhưng ngay nay người ta thường trồng theo thời vụ thu hoạch ñể làm sao sắn
có thể thu hoạch tốt nhất cho năng suất cao nhất.
Cho ñến nay ở các vùng trồng sắn nước ta thời vụ ñược thực hiện như sau:
Ở các tỉnh phía Bắc: vụ sắn chính là vụ Xuân-Hè, trồng các tháng 2-4.
Vụ sắn trái vụ là vụ Thu, trồng trong các tháng 9-10.
Ở các tỉnh miền Trung, vụ sắn chính trồng trong tháng 1.
Ở các vùng cao nguyên do mưa nhiều trong tháng 1 nên thời vụ trồng
sắn có chậm hơn, tốt nhất là cuối tháng 1 hoặc trong tháng 2 ñến ñầu tháng 3.
Ở các tỉnh Tây Nguyên thời vụ trồng sắn trong các tháng từ tháng 4 ñến tháng 6.
Ở các tỉnh ðông Nam Bộ thời vụ trồng sắn trong các tháng 4-5.
Các tỉnh ðồng bằng sông Cửu Long: Ở các chân ñất cao trồng sắn
trong các tháng 4-5, ở các chân ñất thấp trồng trong các tháng 1-2 ñể thu
hoạch trong các tháng 8-9 tránh lũ lớn của các nhánh sông Cửu Long.
c. Chuẩn bị hom sắn ñể trồng
Thường người ta lấy hom sắn từ nương sắn ñang cho thu hoạch. Mỗi
gốc có thể cho từ 10-30 hom. Một ha sắn sau thu hoạch có thể lấy hom trồng
cho 10 ha.
Kích thước hom sắn có liên quan ñến năng suất của sắn (theo bảng 1-5).
Bảng 1-5. Năng suất của sắn phụ thuộc kích thước của hom sắn [8]
Trọng lượng khô của hom, g
42,7 41 36,6 32,6 29,2 24,2
Trọng lượng củ sắn, kg/gốc 3,42 2,65 2,35 1,98 1,65 1,8

Cách ñặt hom và mật ñộ trồng sắn: Không nên ñặt ngược hom ñể phần gốc
lên trên. ðặt hom nằm ngang thì có nhiều củ hơn, nhưng trọng lượng củ thấp
hơn so với ñặt hom dựng ñứng hay hom nằm nghiêng và ñể lộ trên mặt ñất
một phần hom.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………….. ………………………

cách hàng 1m, cây cách cây 0,8m. Cách trồng và cách ñặt hom sắn có thể thay ñổi