bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học nông nghiệp I
------------
phan văn bảo

nghiên cứu một số thông số
làm cơ sở thiết kế hoàn thiện hệ thống thu dọn phân
trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp
luận văn thạc sĩ kĩ thuật
Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và cơ giới hóa nông, lâm nghiệp

Mã số: 60.52.14
Ngời hớng dẫn khoa học: pgs.ts.trần nh khuyên

ii

lời cảm ơn Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
- PGS.TS. Trần Nh khuyên đ hớng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ tác
giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này.
- Tập thể các thầy, cô giáo Khoa Cơ điện, Khoa Sau Đại học, đặc biệt là
các thầy, cô Bộ môn Chế biến và bảo quản - Khoa Cơ điện - Trờng Đại học
Nông nghiệp I, đ trực tiếp đóng góp và tạo điều kiện giúp tác giả hoàn thành
luận văn.
- Ban lnh đạo, các thầy cô giáo và tập thể cán bộ công nhân viên
Trờng Trung học kinh tế - kỹ thuật Vĩnh Phúc đ động viên tinh thần, tạo
điều kiện về cơ sở vật chất, cho tác giả hoàn thành luận văn.
- Cảm ơn các đồng nghiệp, những ngời thân d giúp đỡ tôi tận tình
trong quá trình thực hiện luận văn.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn. Tác giả luận văn


1.5. Một số hệ thống thu dọn phân đợc áp dụng phổ biến trong sản
xuất 16

Chơng 2 Đối tợng và phơng pháp nghiên cứu 22

2.1. Đối tợng nghiên cứu 22

2.2. Phơng pháp nghiên cứu 26

Chơng 3 Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của hệ
thống thu dọn phân 31

3.1. Động lực học di chuyển trên đờng ray 31

3.2. Lực cản chuyển động của xe di chuyển 35

3.3. Quá trình mở máy và phanh 37

3.4. Kiểm tra lực bám 40

iv
3.5. Chọn động cơ điện và phanh 41

Chơng 4 Xác định các thông số cơ bản của hệ thống thiết bị thu
dọn phân 43

4.1. Các thông số tính toán ban đầu 43

4.1.1 Khối lợng phân cần thu dọn trong một ngày đêm 43

5.2. Kết quả nghiên cứu hệ thống thiết bị thu dọn phân trong thực tế
sản xuất 77

5.2.1. Xe ủi phân 77

5.2.2. Kết quả thực nghiệm bơm nớc 78

Kết luận và đề nghị 80

Tài liệu tham khảo 81

Phụ lục 83 v
Danh mục bảng

STT Tên bảng Trang

4.1 Lợng phân cần thu dọn cho các chuồng nuôi gia cầm khác nhau 44

4.2. Các thông số cơ bản của xe ủi phân ở các chuồng nuôi có qui
mô khác nhau 70

5.1. ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi với nền chuồng 71

5.2. ảnh hởng của vận tốc xe ủi phân 73

5.3. ảnh hởng của độ dày lớp phân 75



1.10 Hệ thống thu dọn phân kiểu thuỷ lực 19

1.11 Hệ thống thu dọn phân kiểu bàn ủi 20

2.1 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo hệ thống thu dọn phân 22

2.2 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo xe ủi phân 23

2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch địên điều khiển hệ thống thu dọn phân 24

3.1 Sơ đồ tính động lực học xe ủi phân 31

4.1 Sơ đồ thành lực kéo 47

4.2 Sơ đồ lực tác động lên bàn ủi 49

4.3 Sơ đồ tính toán lực cản ma sát 50

4.4 Sơ đồ lực chuyển động phụ thuộc vào lực bám 58

4.5 Các kích thớc chính của bể chứa phân Biogaz kiểu KT2 63

4.6 Sơ đồ cơ cấu di chuyển xe ủi phân bằng dây cáp kéo 65

5.1 ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi và nền chuồng đến độ
sạch của nền chuồng 72

vii
5.2 ảnh hởng của khe hở giữa lỡi bàn ủi và nền chuồng đến chi

đình, Trang trại, Công ty trách nhiệm hữu hạn, Công ty Liên doanh với nớc
ngoài. Qui mô chăn nuôi gia cầm ở nớc ta hiện nay ngày càng đợc mở rộng,
xu hớng chuyển dần từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán sang chăn nuôi tập trung
theo hớng công nghiệp.
Chuồng nuôi, các thiết bị chăn nuôi gà ở nớc ta hiện nay hầu hết cha đợc
cơ giới hóa, chuồng trại thô sơ, chăn nuôi theo phơng pháp chăn thả tự nhiên, gà
nuôi thả trực tiếp trên nền chuồng, việc thu dọn phân đợc thực hiên bằng phơng
pháp thủ công, đây là công việc nặng nhọc độc hại ảnh hởng nhiều đến sức khỏe
của ngời lao động. Do đó để tiến đến qui mô sản xuất lớn theo hớng công
nghiệp thì việc cơ giới hóa khâu này là một vấn đề thiết yếu. Cơ giới hóa khâu thu
dọn phân sẽ tạo ra hiệu quả kinh tế kỹ thuật, giảm cờng độ lao động nặng nhọc
và độc hại cho ngời chăn nuôi, đảm bảo vệ sinh phòng bệnh cho vật nuôi, góp
phần tăng năng suất, chất lợng, hạ giá thành sản phẩm, bảo vệ môi trờng. Xuất
phát từ yêu cầu thực tế đó với sự giúp đỡ của PGS.TS.Trần Nh Khuyên tôi thực
2
hiện đề tài: Nghiên cứu một số thông số làm cơ sở thiết kế hoàn thiện hệ thống
thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp
1.2. Đối tợng, mục tiêu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Đối tợng nghiên cứu của đề tài là các thông số cơ bản của hệ thống
thiết bị thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp 2000 con,
nghiên cứu cải tiến hệ thống truyền động xe ủi phân nhằm khắc phục hiện
tợng trợt trơn ở bánh xe uỉ phân với đờng ray, khi mở rộng qui mô chuồng
nuôi lên 4000 con, 6000 con, 8000 con.
- Xác định các thông số cơ bản về cấu tạo và chế độ làm việc của hệ
thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp làm cơ sở cho việc
cải tiến hệ thống thiết bị để có thể mở rộng qui mô chuồng nuôi.
- Các thông số đợc nghiên cứu trong đề tài làm cơ sở hoàn thiện thiết
kế hệ thống thu dọn phân trong chuồng nuôi gà lồng công nghiệp.
- Đề tài đợc đi vào thực tế góp phần cơ giới hoá, tự động hoá ngành
chăn nuôi gia cầm, giảm nhẹ sức lao động nặng nhọc cho ngời chăn nuôi,

Mỹ chiếm 13,6%. Sản lựơng trứng của 10 nớc đứng đầu chiếm 72,4% tổng
lợng trứng thế giới v tập trung ở khu vực có các nớc đứng đầu về sản lợng
thế giới
Ngợc laị với năm 1970, có 6 nớc châu u đạt sản lợng trứng cao
nhất nhng đến năm 2005 chỉ còn Pháp nằm trong số các nớc có sản lợng
trứng lớn nhất trên giới. 5 vị trí còn lại trong tốp 10 nớc ấn Độ, Mexico,
Brazil, Indonesia v Thổ Nhĩ Kỳ. Năm 2005, trong 10 nớc có sản lựơng trứng
4
cao nhất thế giới thì có 4 nớc ở Châu v 2 nớc thuộc Châu Mỹ La tinh.
iu đó cho thy chn nuôi gia cm cho trng chuyn t Châu u sang Nam
v Đông . C th l: nm 1970 có 6 nc Châu u nm trong s 10 nc có
sn lng trng cao nht th gii v ch có 2 nc Châu nhng ủn nm
2005 có 5 nc thuc khu vc Châu , trong đó sn lng trng ca 3 nc
(Trung Quc, ấn , Nht chim gn 50% sn lng trng th gii).
Trong mấy thập kỷ trở lại đây, vùng chăn nuôi gia cầm chuyển từ Bắc
và Trung Mỹ, Châu Âu sang khu vực Nam và Đông á. Nếu năm 1970 chỉ có 2
quốc gia châu á trong 10 quốc gia đứng đầu về chăn nuôi gia cầm đó là Trung
Quốc và Nhật Bản, thì đến nay Mỹ vẫn đứng ở vị trí đầu chiếm 22,9%, nhng
Trung Quốc và Brazil đứng ở vị trí thứ 5, sản lợng thịt gia cầm ở các nớc
đang phát triển chiếm 54,7% sản lợng thịt gia cầm thế giới. Thị phần của
Bắc, Trung Mỹ và Châu Âu bị chia sẻ bởi các nhà sản xuất lớn khác ở Châu á
và Nam Mỹ đó là Trung Quốc và Brazil. Năm 1970, sản lợng thịt của khu
vực Bắc và Trung Mỹ, Châu Âu (EU) và Liên bang Nga chiếm hơn 71% sản
lợng thịt gia cầm thế giới, còn Châu á và Nam Mỹ chiếm ít hơn 24%. Đến
năm 2005, tỷ lệ này là gần 50%, tốc độ tăng trởng cao nhất là ở khu vực
Châu á gần 25 triệu tấn trong giai đoạn 1975 - 2005, sau đó là Nam Mỹ 12
triệu tấn.
1.2. Tình hình phát triển chăn nuôi gia cầm ở nớc ta hiện nay
ở nớc ta trong những năm gần đây Đảng và nớc đ có chính sách
nhằm chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp theo hớng dịch vụ, trong đó có

dỡng để nâng cao năng súât chất lợng và hạ giá thành sản phẩm. Từ năm
6
2007 trở đi phấn đấu đạt tốc độ tăng trởng số lợng đối với gà là 10% năm,
thủy cầm 5% năm, tăng trởng về sản lợng thịt, trứng từ 12% năm trở nên.
Mục tiêu phấn đấu đến năm 2010 tổng đàn gia cầm đạt khoảng 350 triệu con,
khối lợng thịt 600.000 tấn, sản lợng trứng 7,4 tỷ quả.
Theo số liệu thống kê của cục khuyến nông khuyến lâm, tổng đàn gia
cầm của nớc ta hiện nay khoảng trên 219,9 triệu con, trong đó gà chiếm tỷ lệ
lớn nhất khoảng 70%. Chăn nuôi gia cầm phát triển ở hầu hết các địa phơng
trong cả nớc, dới nhiều hình thức: Hộ gia đình, Trang trại, Công ty trách
nhiệm hữu hạn, Công ty liên doanh với nớc ngoài...
Kết quả khảo sát các cơ sở chăn nuôi gà ở một số tỉnh thành phố: Vĩnh
Phúc, Hà Tây, Ninh Bình, Hà Nội cho thấy:
Các xí nghiệp quốc doanh, các công ty, chăn nuôi với qui mô lớn từ
10.000 đến 50.000 con, chủ yếu là sản xuất giống gia cầm cung cấp con giống
cho các hộ gia đình.
Khu vực gia đình đang đợc phát triển rất nhanh do sẵn nguồn giống,
thức ăn, điều kiện vệ sinh công nghiệp thuận lợi. Mặt khác thời gian sản xuất
ngắn, thu hồi vốn nhanh và li suất cao. Các hộ gia đình chủ yếu chăn nuôi gà
thịt và gà đẻ trứng, qui mô phổ biến từ 100 đến 500 con, nhiều mô hình kinh
tế trang trại từ chỗ chỉ nuôi vài trăm con, nay do nhu cầu tiêu dùng sản phẩm
chăn nuôi của thị trờng trong và ngoài nớc ngày càng tăng, đồng thời nhà
nớc có nhiều chính sách u đi với nông dân, đặc biệt là cho vay vốn li suất
thấp nên nhiều mô hình kinh tế nông hộ đ chuyển sang mô hình kinh tế trang
trại, từ chỗ chỉ nuôi vài trăm con nay đ chuyển sang vài nghìn, vài vạn con.
Nh vậy qui mô chăn nuôi gia cầm ở nớc ta đang ngày càng phát triển và
mở rộng theo hớng chuyển dần từ chăn nuôi nhỏ lẻ, phân tán, thủ công sang
chăn nuôi theo phơng pháp công nghiệp. Đó là nhân tố chính để đa ngành
chăn nuôi gia cầm phát triển theo hớng công nghiệp hoá và hiện đại hoá.
7

nhiều tầng lồng, dới mỗi tầng lồng có tấm hứng phân. Có thể xếp hai dy đấu
lng vào nhau hoặc một dy kê sát lng vào vách tờng, Cũng có thể xếp lồng
hai dy lệch nhau theo kiểu bậc thang để cho phân gà rơi xuống nền chuồng.
Trên hình 1.1 là một kiểu chuồng lồng để nuôi gà mái đẻ của hng
BigDutchman (Đức).
Chuồng đợc kết cấu cấu gồm hai dy, mỗi dy có 5 tầng, mỗi tầng có
50 lồng. Cho gà ăn bằng một máng tự động di chuyển trên đờng ray. Nớc
uống chảy tự động vào các máng trớc lồng. Thu trứng bằng một xe đặc biệt
chạy ở hành lang giữa hai dy. Thu phân trên sàn kính lắp dới các tầng lồng
bằng tấm gạt có tời kéo.

Hình 1.1 Chuồng lồng để nuôi gà mái đẻ của hãng BigDucthman (Đức)
Trên hình 1.2 là chuồng nuôi gà mái đẻ Model 9LCD - 4192 do Faming
sientfic Co.Ltd (Trung Quốc sản xuất). Đây là loại chuồng lồng 4 tầng dùng
để nuôi gà mái đẻ và gà hậu bị. Trong chuồng có bố trí xe phân phối thức ăn
chạy trên đờng ray, hệ thống thu trứng nhờ băng tải, hệ thống cung cấp nớc
uống tự động theo kiểu núm uống, hệ thống thu phân bằng băng tải đặt ở dới
mỗi tầng lồng.
9

Hình 1.2 Chuồng nuôi gà mái đẻ của Faming scientific Co.Ltd Trung Quốc
ở Việt Nam phần lớn các chuồng nuôi cha đợc cơ khí hoá. Theo số
liệu thống kê của viện chăn nuôi, hiện nay nớc ta có khoảng trên 219,9 triệu
gia cầm trong đó có khoảng 30% đợc nuôi theo phơng pháp công nghiệp và
bán công nghiệp, còn lại 70% nuôi theo phơng pháp chăn thả tự nhiên. Mức
độ cơ khí hoá nói chung còn thấp. Tất cả các công vịệc nh: Phân phối thức
ăn, cung cấp nớc uống, thu dọn phân đều thực hiện bằng thủ công, một số
nơi có sử dụng máng ăn, máng uống tự động nhng việc cung cấp thức ăn,
nớc uống lại bằng thủ công. việc điều tiết tiểu khí hậu trong chuồng nuôi
(làm mát, sởi ấm, thông khí,...), chủ yếu nhờ vào thông gió tự nhiên. Vì vậy

thời gian nào đó sẽ phát sinh ra nấm mốc, dễ gây bệnh cho vật nuôi, các băng
chuyền đợc làm bằng nhựa mềm trong điều kiện khí hậu nóng ẩm ở Việt
Nam phần nhựa nhanh bị lo hoá, xơ cứng, cong vênh, hiện nay ở Việt Nam
cha có điều kiện chế tạo thay thế.
Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo chuồng nuôi gà lồng Viện chăn nuôi Quốc gia
Các chuồng nuôi ở các trang trại mặc dù đ mở rộng qui mô chăn nuôi
tới 3.000 - 6.000 con và rất muốn áp dụng cơ khí hoá và tự động hoá nhng
đến nay vẫn cha thực hiện đợc. Nguyên nhân chủ yếu là do thiết bị nhập
ngoại, giá thành cao. Theo số liệu điều tra, để xây dựng một chuồng nuôi công
nghiệp 7.000 - 8.000 con gà mái với thiết bị nhập ngoại, vốn đầu t khoảng
1,5 - 1,8 tỷ đồng. Do đó đ ảnh hởng phần nào đến mức độ tiếp thu cơ khí
hoá và tự động hoá vào lĩnh vực chăn nuôi gia cầm.
Trên hình 1.5. Là chuồng nuôi gà lồng của x Quảng Vinh huyện
Quảng Điền tỉnh Thừa Thiên Huế do trờng Đại học Nông nghiệp I sản xuất.
12
Chuồng có kết cấu bố trí các tầng lồng theo kiểu bậc thang, phân gà rơi tập
trung trên nền phía dới các tầng lồng, các khâu cho ăn, nớc uống, thu dọn
phân đều đợc tự động hoá.

1.4.2. Qui trình công nghệ thu dọn phân
1.4.2.1. Mục đích và yêu cầu công nghệ
a) Mục đích
Cơ khí hoá khâu thu dọn phân nhằm giảm công lao động nặng nhọc,
tránh độc hại cho công nhân chăn nuôi, đảm bảo vệ sinh phòng bệnh tốt cho
vật nuôi, không gây ô nhiễm môi trờng, tạo điều kiện thu đợc nhiều phân
với chất lợng tốt.
b) Yêu cầu công nghệ
- Thu dọn hàng ngày thờng xuyên, sạch sẽ;
- Có hệ thống sử lý phân trớc khi đa ra ngoài đồng;
- Không gây ồn hoặc tiếng động làm ảnh hởng đến sinh lý vật nuôi;
14
- Có khả năng điều chỉnh chiều cao của bàn ủi phân để lỡi nạo có thể
tỳ sát vào mặt nền, tạo điều kiện gạt sạch nhng không làm h hại nền
chuồng, mức chi phí lao động thấp, mức chi phí điện năng riêng thấp, dễ điều
khiển, dễ chăm sóc, bền vững , chống ăn mòn của phân.
1.4.2.2. Qui trình công nghệ thu dọn phân
Việc thu dọn phân trong các chuồng nuôi nói chung đợc thực hiện
theo qui trình công nghệ trên hình 1.6
Phân trên
nền chuồng
Gạt phân
xuống Rnh
Thu phân từ rnh ra khỏi
khu vực chuồng

Vận chuyển phân tới nhà
chứa phân hay nhà chế biến
Hình 1.6 Sơ đồ qui trình công nghệ thu dọn phân
a) Gạt phân xuống rnh

các loại xe vận chuyển, rơ móoc chở phân liên hợp với máy kéo hoặc xe
gòong và đờng goòng.
ở nớc ta, việc việc thu dọn phân trong chuồng nuôi gia cầm hầu nh
cha đợc cơ khí hoá. Trong các chuồng nuôi gà nền ngời ta thờng rải một
lớp độn chuồng, thờng bằng chấu hoặc mùn ca. Trong quá trình nuôi khi
lớp phân dày nên ngời ta tiến hành đảo trộn thủ công từ hai đến ba lần. Phân
và chất độn chuồng chỉ đợc thu một lần sau khi thanh lý đàn gà và việc thu
dọn phân hoàn toàn bằng thủ công dùng xẻng xúc đổ lên xe cải tiến chuyển ra
16
hố chứa phân hoặc vận chuyển thẳng ra đồng. Trong các chuồng nuôi gà lồng
kiểu bậc thang việc thu dọn phân cũng tơng tự. Hiện nay viện chăn nuôi
quốc gia có lắp hệ thống chuồng nuôi gà lồng 3 tầng, trong đó hệ thống thu
dọn phân đợc cơ khí hoá nhờ băng tải đặt ở phía dới các tầng lồng.
1.5. Một số hệ thống thu dọn phân đợc áp dụng phổ biến trong sản xuất
1.5.1. Hệ thống thu dọn phân kiểu ngăn gạt tời kéo
Hệ thống này đợc áp dụng để gạt phân ở trên nền chuồng xuống rnh
thu phân (Hình.1.7). Dây chuyền gồm có động cơ điện, bộ truyền động, các
trống tời đặt ở rnh thu phân, dây tời kéo, ngăn gạt và các con lăn dẫn hớng.

Hình 1.7 Hệ thống ngăn gạt tời kéo
1 - Ngăn gạt; 2 - con lăn; 3 - Tời kéo.
- Ưu: điểm cấu tạo đơn giản;
- Nhợc điểm: Khung ngăn gạt trợt ttên mặt sàn làm tng ma sát, nền
chuồng dễ bị h hại, gây tiếng ồn.