luận án tiến sĩ nghiên cứu một số thông số chính ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bộ phận bứt quả lạc tươi

Tuy nhiên các bã phận bứt quÁ đặt trên các máy này đ°ÿc chÁ t¿o theo d¿ng chép mẫu từ các máy nhập từ n°ớc ngoài hoặc theo kinh nghiám mà không dựa trên các kÁt quÁ nghiên cứu bài bÁn nê

BÞ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O BÞ NÔNG NGHIàP VÀ PTNT VIàN C¡ ĐIàN NÔNG NGHIàP VÀ CÔNG NGHà SAU THU HO¾CH

LÊ QUY¾T TI¾N

NGHIÊN CĄU MÞT SÞ THÔNG SÞ CHÍNH ÀNH H¯äNG Đ¾N

LU¾N ÁN TI¾N S) KĀ THU¾T

HÀ NÞI, 2023

Bâ GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O Bâ NÔNG NGHIàP VÀ PTNT

VIàN C¡ ĐIàN NÔNG NGHIàP VÀ CÔNG NGHà SAU THU HO¾CH

=====*================***================*=====

NGHIÊN CĄU MÞT SÞ THÔNG SÞ CHÍNH ÀNH H¯äNG Đ¾N KHÀ NNG LÀM VIàC CĂA BÞ PH¾N BĄT QUÀ L¾C T¯¡I

LU¾N ÁN TI¾N S) KĀ THU¾T

CH¯¡NG I TàNG QUAN VÂN ĐÀ NGHIÊN CĄU 6

1.1 Đặc điểm sinh học và c¡ lý tính của cây l¿c khi thu ho¿ch 6

1.1.1 Đặc điểm sinh học cây l¿c trong giai đo¿n thu ho¿ch 6

1.1.2 Đặc điểm c¡ lý của quÁ l¿c khi thu ho¿ch 7

1.1.3 Mối liên kÁt giāa cây và quÁ l¿c khi thu ho¿ch 8

1.2 Tình hình sÁn xuÃt và c¡ giới hoá khâu thu ho¿ch l¿c trên thÁ giới và Viát Nam 10

1.2.1 Tình hình sÁn xuÃt l¿c trên thÁ giới 10

1.2.2 Tình hình c¡ giới hóa sÁn xuÃt l¿c trên thÁ giới 11

1.2.3 Tình hình sÁn xuÃt và c¡ giới hóa sÁn xuÃt l¿c á Viát Nam 14

1.2.4 Công nghá thu ho¿ch quÁ l¿c 16

1.3 Mãt số kÁt quÁ nghiên cứu bã phận bứt quÁ l¿c trên thÁ giới và Viát Nam 18

1.3.1 Phân lo¿i các bã phận tách h¿t ngũ cốc và quÁ l¿c 18

1.3.2 Bã phận tuốt chÁi 19

1.3.3 Bã phận đập 25

1.4 Tình hình ứng dāng bã phận bứt quÁ l¿c trên thÁ giới và Viát Nam 42

1.4.1 Tình hình ứng dāng bã phận bứt quÁ l¿c trên thÁ giới 42

1.4.2 Bã phận bứt quÁ l¿c áp dāng t¿i Viát Nam 44

1.5 KÁt luận tßng quan 47

1.6 Đề xuÃt cÃu t¿o và nguyên lý làm viác của bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i 48

1.6.1 S¡ đồ nguyên lý bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i 48

1.6.2 Các thông số Ánh h°áng 49

iv

1.7 Māc đích và nãi dung nghiên cứu của luận án 50

1.7.1 Māc đích nghiên cứu 50

1.7.2 Nãi dung nghiên cứu 51

CH¯¡NG 2 ĐÞI T¯þNG, V¾T LIàU VÀ PH¯¡NG PHÁP NGHIÊN CĄU 52

2.1 Đối t°ÿng và māc tiêu nghiên cứu 52

2.2 Vật liáu nghiên cứu 52

2.2.1 Vật liáu thí nghiám 52

2.2.2 ThiÁt bị và dāng cā thí nghiám 53

2.2.3 ThiÁt bị đo đ¿c 58

2.3 Các ph°¡ng pháp nghiên cứu 58

2.3.1 Ph°¡ng pháp nghiên cứu lý thuyÁt 58

2.3.2 Ph°¡ng pháp nghiên cứu thực nghiám 61

2.3.3 Ph°¡ng pháp xác định các yÁu tố vào và thông số ra 67

CH¯¡NG 3 K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU LÝ THUY¾T XÁC ĐàNH MÞT SÞ THÔNG SÞ CĂA BÞ PH¾N BĄT QUÀ L¾C 69

3.1 Đãng lực học quá trình bứt quÁ l¿c trong buồng đập dọc trāc 69

3.1.1 Mô hình kÁt cÃu bã phận bứt quÁ l¿c trong buồng đập 69

3.1.2 ThiÁt lập há ph°¡ng trình vi phân mô tÁ quá trình bứt quÁ l¿c 73

3.1.3 KhÁo sát Ánh h°áng của mãt số thông số đÁn quá trình bứt quÁ 79

3.2 Nghiên cứu quá trình dịch chuyển dọc trāc của cām cây l¿c trong buồng đập 83 3.2.1 Quá trình chuyển đãng của cây l¿c á giai đo¿n 1 84

3.2.2 Quá trình chuyển đãng của cây l¿c á giai đo¿n 2 90

3.2.3 Quá trình chuyển đãng của cây l¿c á giai đo¿n 3 90

3.2.4 Quá trình dịch chuyển của cây l¿c á giai đo¿n 4 91

3.2.5 KhÁo sát Ánh h°áng của mãt số thông số đÁn quá trình dịch chuyển của khối cây l¿c 91

CH¯¡NG 4 K¾T QUÀ NGHIÊN CĄU THĀC NGHIàM 99

4.1 Lựa chọn các thông số Ánh h°áng tới khÁ năng làm viác của bã phận bứt quÁ l¿c 99

4.2 KÁt quÁ nhiên cứu thực nghiám đ¡n yÁu tố 102

4.2.1 Ành h°áng của tốc đã quay trống đập n (v/ph) 102

v

4.2.2 Ành h°áng của l°ÿng cung cÃp q (kg/s) 104

4.2.3 Ành h°áng của chỉ số góc nâng của gân dẫn h°ớng h(mm) 107

4.2.4 Ành h°áng của chiều dài trống đập L (mm) 109

4.3 KÁt quÁ nghiên cứu thực nghiám đa yÁu tố 111

4.3.1 Lựa chọn các yÁu tố đầu vào và ph°¡ng án 111

4.3.2 Lựa chọn mức biÁn thiên, khoÁng biÁn thiên và giá trị mã hoá của các yÁu tố vào 111

4.3.3 KÁt quÁ xÿ lý số liáu thí nghiám 112

4.4 Nghiên cứu tối °u các thông số của bã phận bứt quÁ l¿c 125

4.4.1 Cá sá bài toán tối °u 125

4.4.2 KÁt quÁ nghiên cứu tối °u 125

4.4.3 Kiểm chứng kÁt quÁ thu nhân từ mô hình hồi quy và kÁt quÁ thÿ nghiám t¿i điểm tối °u 127

4.4.4 Kiểm chứng kÁt quÁ nghiên cứu lý thuyÁt và nghiên cứu thực nghiám 128

K¾T LU¾N CHUNG VÀ H¯àNG NGHIÊN CĄU TI¾P THEO 130

CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN Đ¾N LU¾N ÁN ĐÃ Đ¯þC CÔNG BÞ 131

TÀI LIàU THAM KHÀO 132

PHĀ LĀC 138

LHMTHL Liên hÿp máy thu ho¿ch l¿c

FAO Tß chức Nông L°¡ng Liên Hiáp Quốc NN-PTNT Nông nghiáp và phát triển nông thôn

N1-N4 Các ngăn thu quÁ d°ới sàng N5 Cÿa thoát liáu

CĐNN C¡ đián nông nghiáp CNSTH Công nghá sau thu ho¿ch

Ntn Số thông số nghiên cứu

xi Giá trị mã của các thông số thứ i Xi Giá trị thực của các thông số thứ i

X0i Giá trị thực của thông số thứ i á mức c¡ sá εi KhoÁng biÁn thiên của thông số

F Giá trị tính toán của chuẩn Fisher

Sb0; Sbj Các °ớc l°ÿng đã lách trung bình theo há số hồi quy b0; bi Các giá trị há số hồi quy cần kiểm tra

D Đ°ßng kính danh nghĩa của trống bứt quÁ (đ°ßng kính đi qua đỉnh răng)

mm

Mv Khối l°ÿng quÁ vỡ có trong l°ÿng quÁ d°ới sàng g

Rm Bán kính từ tâm trống quay đÁn trọng tâm quÁ l¿c m

 Góc quay của bán kính OA so với ph°¡ng nằm ngang rad

Há số ma sát tĩnh giāa cây l¿c với thép Há số ma sát đãng giāa cây l¿c với thép

ftq Há số ma sát tĩnh ftq của quÁ l¿c với thép

x

DANH MĀC BÀNG BIÂU

BÁng 1.1 Tßng hÿp sinh thái, tính chÃt c¡ lý các giống l¿c khi thu ho¿ch [5] 8

BÁng 1.2 SÁn l°ÿng l¿c năm 2020 của các n°ớc sÁn xuÃt l¿c lớn [59] 10

BÁng 1.3 Mãt số thông số chính của BPĐ máy BL-500 [5] 42

BÁng 1.4 BÁng tßng hÿp mãt số bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i 46

BÁng 2.1 Mãt số thông số của cây l¿c và quÁ l¿c 52

BÁng 2.2 Các thông số chính của bã phận bứt quÁ 57

BÁng 2.3 Ma trận thực nghiám bậc 2 hÿp thành Hartly; n = 4 63

BÁng 4.1 BÁng tßng hÿp các thông số cố định 100

BÁng 4.2 BÁng tßng hÿp các thông số Ánh h°áng 101

BÁng 4.3 BÁng tßng hÿp các chỉ tiêu nghiên cứu 101

BÁng 4.4 Mức và khoÁng biÁn thiên của các yÁu tố vào 112

BÁng 4.5 KÁt quÁ thí nghiám hàm đã sót η, % 112

BÁng 4.6 Giá trị các há số và chuẩn Student 113

BÁng 4.7 Đánh giá sai số của mô hình hồi quy đã sót 114

BÁng 4.8 KÁt quÁ thí nghiám hàm đã vỡ quÁ ψ ‰ 116

BÁng 4.9 Giá trị các há số và chuẩn Student hàm đã vỡ quÁ ψ 117

BÁng 4.10 Đánh giá sai số của mô hình hồi quy đã vỡ 118

BÁng 4.11 KÁt quÁ thí nghiám hàm chi phí công suÃt N, kW 121

BÁng 4.12 Giá trị các há số và chuẩn Student hàm chi phí công suÃt 122

BÁng 4.13 Đánh giá sai số của mô hình hồi quy chi phí công suÃt 123 BÁng 4.14 ChÁ đã tối °u của bã phận bứt quÁ l¿c với các chiều dài trống khác nhau126

xi

DANH MĀC HÌNH, BIÂU Đà

Hình 1.1 Cây l¿c 6

Hình 1.2 Cây l¿c khi thu ho¿ch 7

Hình 1.3 Các mối liên kÁt của quÁ l¿c [23] 9

Hình 1.4 Đo đã bền kéo của các bã phận khác nhau của quÁ l¿c [23] 9

Hình 1.5 Liên hÿp máy đào- nhß cây l¿c t¿i Mā 11

Hình 1.6 Liên hÿp máy thu ho¿ch quÁ l¿c COLOMBO [61] 12

Hình 1.7 Máy thu ho¿ch l¿c mãt giai đo¿n t¿i Đài Loan [7] 12

Hình 1.8 Máy bứt quÁ l¿c cÃp liáu thủ công và cÃp liáu bán tự đãng t¿i Ân Đã 13

Hình 1.9, LHM đào nhß và LHM thu gom-bứt quÁ l¿c t¿i Ân Đã 13

Hình 1.10 Máy tuốt quÁ l¿c: S¡ đồ cÃu t¿o (PNS/BAS 315:2021) 14

Hình 1.11 SÁn l°ÿng l¿c của Viát Nam từ năm 2011 đÁn năm 2021 14

Hình 1.17 S¡ đồ cÃu t¿o (a) và nguyên lý làm viác (b) của bã phận bứt quÁ [28] 22

Hình 1.18 Mô phỏng tác đãng của thanh bứt với quÁ l¿c bằng phần mềm Workbench - LS-Dyna [28] 22

Hình 1.19 Răng chÁi d¿ng tÃm phẳng (a) và d¿ng tÃm cong (b) 23

Hình 1.20 S¡ đồ dàn khÁo nghiám bã phận bứt quÁ [BS.31] 24

Hình 1.21 S¡ đồ cÃu t¿o trống bứt quÁ l¿c [BS.32] 24

Hình 1.22 Bã phận đập kiểu trồng thanh (a) và trống răng (b) 26

Hình 1.23 CÃu t¿o chung của bã phận bứt quÁ dòng tiÁp tuyÁn nhiều tầng [33] 26

Hình 1.24 CÃu t¿o trống bứt quÁ (a) và răng lò xo (b) [33] 27

Hình 1.25 S¡ đồ quy trình bứt quÁ l¿c trong BPĐ tiÁp tuyÁn [34] 27

Hình 1.26 Phân lo¿i bã phận đập dọc trāc [53] 28

Hình 1.27 Máy bứt quÁ l¿c (a) và Liên hÿp máy bứt quÁ l¿c(b) [36] 29

xii

Hình 1.28 CÃu t¿o của trống đập dọc trāc [36] 30

Hình 1.29 Phân bố tọa đã các ô đón h¿t d°ới sàng [36] 31

Hình 1.30 Phß phân bố h¿t d°ới sàng theo hai ph°¡ng [36] 31

Hình 1.31 Bã phận đập dọc trāc đặt trên máy thu gom-bứt quÁ l¿c [37] 32

Hình 1.32 Bã phận đập dọc trāc [38] 33

Hình 1.33 Trống bứt quÁ có khâu bằng cao su [39] 33

Hình 1.34 CÃu t¿o trống đập l¿c kiểu thanh xoắn [40] 34

Hình 1.35 S¡ đồ cÃu t¿o của bã phận đập hán hÿp tiÁp tuyÁn- dọc trāc [41] 36

Hình 1.36 Quy trình vận hành và s¡ đồ cÃu t¿o bã phận bứt quÁ hán hÿp [41] 36

Hình 1.42 Máy thu ho¿ch với bã phận đập kiểu tiÁp tuyÁn [42] 40

Hình 1.43 S¡ đồ nguyên lý làm viác của khung thÿ nghiám [5] 41

Hình 1.44 Bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i 48

Hình 2.1 S¡ đồ bố trí giàn thí nghiám bã phận bứt quÁ l¿c 53

Hình 2.2 Giàn thí nghiám t¿i X°áng Vián CĐNN và CNSTH 54

Hình 2.3 CÃu t¿o trống bứt quÁ l¿c thÿ nghiám 54

Hình 2.4 CÃu t¿o thanh trống xoắn 55

Hình 2.5 CÃu t¿o máng trống 55

Hình 2.6 CÃu t¿o và cách bố trí gân nắp trống 56

Hình 2.7 S¡ đồ há thống dẫn đãng cho băng tÁi cÃp liáu 56

Hình 2.8 Mô hình bài toán của bã phận bứt quÁ l¿c 61

Hình 3.1 Bã phận bứt quÁ l¿c lắp trên dàn thí nghiám 69

Hình 3.2 Sự phân vùng trong không gian trống 70

Hình 3.3 Quá trình bứt quÁ l¿c do thanh sàng 72

Hình 3.4 S¡ đồ xác định vị trí bán kính OA và quÁ l¿c 73

Hình 3.5 Quá trình chuyển đãng của quÁ l¿c giāa 2 thanh sàng 74

Hình 3.6 S¡ đồ mô tÁ va ch¿m của quÁ l¿c vào thanh sàng 76

xiii

Hình 3.7 Quā đ¿o tâm đầu quÁ l¿c 79

Hình 3.8 Sự thay đßi lực căng T theo thßi gian 79

Hình 3.9 Ành h°áng của vận tốc quay của trống nq tới lực căng lớn nhÃt Tmax và lực va đập Pmaxvới các khoÁng cách thanh sàng ls (mm) khác nhau 81

Hình 3.10 Ành h°áng của khoÁng cách thanh sàng ls tới lực căng lớn nhÃt Tmax và lực va đập Pmax với các vận tốc quay của trống nq (v/ph) khác nhau 81

Hình 3.11 Ành h°áng của bán kính thanh sàng rs(mm) tới lực căng lớn nhÃt Tmax và Pmax với các vận tốc quay của trống nq (v/ph) khác nhau 82

Hình 3.12 CÃu t¿o bã phận bứt quÁ l¿c 83

Hình 3.13 Các lực tác dāng lên khối cây l¿c 85

Hình 3.14 Quā đ¿o khối l¿c xét trong há to¿ đã quay xOy 92

Hình 3.15 Ành h°áng của góc nghiêng răng ò tới góc ra khỏi răng 1 với chiều cao răng ôR (mm) khác nhau (hàm 2(ò)ôR) 93

Hình 3.16 Ành h°áng của chiều cao răng ôR tới góc ra khỏi răng 1 với góc nghiêng răng ò (đã) khác nhau (hàm 2(ôR)ò) 93

Hình 3.17 Ành h°áng của góc nghiêng răng ò tới góc tiÁp xúc với nắp trống 2 với chiều cao răng ôR (mm) khác nhau (hàm 2(ò)ôR) 94

Hình 3.18 Ành h°áng của chiều cao răng ôR tới tới góc tiÁp xúc với nắp trống 2 với góc nghiêng răng ò (đã) khác nhau (hàm 2(ôR)ò) 94

Hình 3.19 Ành h°áng của góc nghiêng răng ò tới góc tiÁp xúc với nắp trống 2 với khe há nắp trống ôRnap (mm) khác nhau (hàm 2(ò)ôRnap) 95

Hình 3.20 Ành h°áng của khe há nắp trống ôRnap (mm) tới góc tiÁp xúc với nắp trống 2 với góc nghiêng răng ò (đã) khác nhau (hàm 2(ôRnap)ò) 95

Hình 4.1 Mô hình bài toán của bã phận bứt quÁ l¿c 102

Hình 4.2 Ành h°áng của vận tốc quay trống đập tới đã sót (η) 102

Hình 4.3 Ành h°áng của vận tốc quay trống đập tới đã vỡ (ψ) 103

Hình 4.4 Ành h°áng của vận tốc quay trống đập tới chi phí công suÃt 104

Hình 4.5 Ành h°áng của l°ÿng cung cÃp tới đã sót η 105

Hình 4.6 Ành h°áng của l°ÿng cung cÃp tới đã vỡ (ψ) 106

Hình 4.7 Ành h°áng của l°ÿng cung cÃp chi phí công suÃt 106

Hình 4.8 Ành h°áng của chỉ số góc nâng của gân dẫn h°ớng tới đã sót η 107

Hình 4.9 Ành h°áng của chỉ số góc nâng của gân dẫn h°ớng tới tới đã vỡ (ψ) 108

xiv

Hình 4.10 Ành h°áng của chỉ số góc nâng của gân dẫn h°ớng tới chi phí công suÃt (kW) 109 Hình 4.11 Ành h°áng của chiều dài trống đập tới đã sót η 110 Hình 4.12 Ành h°áng của chiều dài trống đập tới đã vỡ (ψ) 110 Hình 4.13 ChÁ đã tối °u của bã phận bứt quÁ l¿c với các chiều dài trống khác nhau127 Hình 4.14 Đ°ßng đồng mức các chỉ tiêu phā thuãc vào X1 và X2 127 Hình 4.15 Đ°ßng đồng mức các chỉ tiêu phā thuãc vào X1 và X3 128 Hình 4.16 Đ°ßng đồng mức các chỉ tiêu phā thuãc vào X1 và X4 128

1

MÞ ĐÄU 1 Tính cÃp thi¿t căa đÁ tài nghiên cąu

Cây l¿c thuãc nhóm cây công nghiáp ngắn ngày, là mãt trong năm lo¿i cây chÁ biÁn dầu quan trọng trên thÁ giới T¿i n°ớc ta l¿c đ°ÿc trồng trên 61 trong số 63 tỉnh thành trong cÁ n°ớc Nhiều vùng chuyên canh cây l¿c đã đ°ÿc hình thành trên cÁ 3 miền nh° á Bắc Giang, Nghá An, Đồng Nai, Tây Ninh vv mang l¿i hiáu quÁ kinh tÁ cao, thích hÿp trong c¡ cÃu luân canh tăng vā, cÁi t¿o đÃt và có vị trí quan trọng trong quá trình chuyển dịch c¡ cÃu cây trồng trong thßi gian tới

Hián nay với dián tích khoÁng 200-250 ngàn ha, sÁn l°ÿng l¿c vỏ gần 400 ngàn tÃn/năm và theo dự báo của Bã NN và PTNN diên tích và năng suÃt còn tiÁp tāc tăng trong nhāng năm tới T¿i mãt số địa ph°¡ng đã xây dựng mô hình sÁn xuÃt l¿c cao sÁn với quy mô lớn với năng suÃt lên tới 50 t¿/ha

Trong sÁn xuÃt cây l¿c thì thu ho¿ch là khâu có Ánh h°áng trực tiÁp đÁn sÁn l°ÿng và chÃt l°ÿng nông sÁn hàng hoá, dißn ra trong thßi gian ngắn, tốn nhiều lao đãng và lao đãng nặng nhọc Với ph°¡ng pháp thu ho¿ch l¿c thủ công hián nay, chi phí lao đãng cao, đòi hỏi từ 70 đÁn 75 công/ha (trong đó khâu bứt quÁ chiÁm 60%)

Hián nay trên thÁ giới đã tồn t¿i và phát triển công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i và khô Công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i có thể thực hián theo các ph°¡ng pháp thu ho¿ch mãt, hai và nhiều giai đo¿n Công nghá thu ho¿ch quÁ khô có thể thực hián theo ph°¡ng pháp hai và nhiều giai đo¿n Trong đó, công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i theo ph°¡ng pháp thu ho¿ch nhiều giai đo¿n đ°ÿc xem là thích hÿp với các n°ớc có trình đã phát triển công nghiáp thÃp, trồng nhiều vā trong năm, đồng ruãng có kích th°ớc nhỏ hẹp nh° n°ớc ta và các n°ớc châu Á khác

à n°ớc ta, viác thu ho¿ch l¿c đ°ÿc thực hián chủ yÁu theo công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i bằng ph°¡ng pháp nhiều giai đo¿n, bao gồm đào nhß, thu gom và bứt quÁ t°¡i Các máy liên hÿp thu ho¿ch l¿c theo ph°¡ng pháp mãt giai đo¿n đ°ÿc nhập khẩu hoặc nghiên cứu trong n°ớc ch°a đ°ÿc ứng dāng trong sÁn xuÃt do nhiều nguyên nhân Cho dù áp dāng công nghá thu ho¿ch nào, ph°¡ng pháp thu ho¿ch nào thì công đo¿n bứt quÁ, đ°ÿc thực hián bái bã phận bứt quÁ, luôn là công đo¿n không thể thiÁu và là công đo¿n quan trọng nhÃt, có Ánh h°áng quyÁt định đÁn năng suÃt chÃt l°ÿng của toàn bã há thống máy Bã phận bứt quÁ có thể đặt trên máy bứt quÁ tĩnh t¿i cũng

2

nh° đặt trên máy liên hÿp trong há thống thu ho¿ch mãt hoặc hai giai đo¿n với sự kÁt hÿp với các bã phận làm viác khác

Nhāng năm gần đây đã có nhiều máy bứt quÁ l¿c với các bã phận bứt quÁ có công suÃt khác nhau đ°ÿc chÁ t¿o trong n°ớc đã đ°ÿc sÁn xuÃt chÃp nhận Tuy nhiên các bã phận bứt quÁ đặt trên các máy này đ°ÿc chÁ t¿o theo d¿ng chép mẫu từ các máy nhập từ n°ớc ngoài hoặc theo kinh nghiám mà không dựa trên các kÁt quÁ nghiên cứu bài bÁn nên chÃt l°ÿng làm viác của máy không ßn định và không có c¡ sá tin cậy khi nhà sÁn xuÃt muốn chÁ t¿o máy với các cỡ công suÃt khác nhau

Để lựa chọn máy thực hián c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c á n°ớc ta cần thiÁt dựa trên các c¡ sá: Máy phÁi phù hÿp với công nghá thu ho¿ch đang phß biÁn, ph°¡ng pháp thu ho¿ch dß tiÁp cận, dß đầu t°, giÁi quyÁt đ°ÿc viác làm cho lao đãng thủ công vẫn còn á nông thôn

Do đó viác nghiên cứu mãt số thông số Ánh h°áng đÁn chÃt l°ÿng làm viác máy bứt quÁ l¿c t°¡i phù hÿp với ph°¡ng pháp thu ho¿ch l¿c á Viát Nam, để làm chủ công nghá t¿o ra các mẫu máy có mô đun khác nhau, giÁm tßn thÃt phù hÿp với điều kián chÁ t¿o á n°ớc ta là rÃt cần thiÁt

Với nhāng phân tích nh° trên, viác thực hián luận án: <Nghiên cứu một số thông

số chính Ánh hưởng đến khÁ năng làm việc của bộ phận bứt quÁ l¿c tươi= với māc

tiêu góp phần đặt c¡ sá cho viác thiÁt kÁ các mẫu máy với bã phận bứt quÁ có mô đun khác nhau phù hÿp với điều kián sÁn xuÃt từng vùng t¿i Viát Nam là nãi dung nghiên cứu có tính cÃp thiÁt, phù hÿp với yêu cầu của thực tißn sÁn xuÃt

2 Māc tiêu nghiên cąu

Có đ°ÿc c¡ sá khoa học quá trình bứt quÁ l¿c t°¡i, xác định đ°ÿc mãt số thông số kā thuật chính Ánh h°áng đÁn chÃt l°ÿng làm viác và chi phí năng l°ÿng của bã phận đập, làm c¡ sá cho viác thiÁt kÁ, chÁ t¿o máy bứt quÁ l¿c t°¡i

3 Đßi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cąu:

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối t°ÿng nghiên cứu của luận án là quá trình xÁy ra với khối cây-quÁ l¿c sau khi đ°ÿc đ°a vào bã phận bứt quÁ D°ới tác đãng của bã phận bứt, quÁ l¿c đ°ÿc bứt khỏi cây và đ°ÿc phân ly khỏi khối thân cây Đây là mãt quá trình phức t¿p bao gồm nhāng tác đãng qua l¿i giāa bã phận làm viác với khối cây- quÁ

3

Có rÃt nhiều thông số Ánh h°áng đÁn quá trình này nh°: vận tốc quay của trống, chiều dài trống, khe há giāa răng trống và máng trống, khe giāa răng trống và nắp trống, góc nâng gân dẫn h°ớng, kích th°ớc và khoÁng cách giāa các thanh sàng, chiều cao và góc nghiêng của răng trống, v.v Māc tiêu nghiên cứu của đề tài là tìm hiểu mức đã và quy luật Ánh h°áng của các thông số đó đÁn các chỉ tiêu chÃt l°ÿng và năng suÃt của bã phận bứt quÁ nh°: đã sót, đã vỡ, chi phí công suÃt& để chọn đ°ÿc bã thông số phù hÿp nhÃt

3.2 Ph¿m vi nghiên cứu:

Để có c¡ sá tính toán thiÁt kÁ bã phận bứt của máy bứt quÁ l¿c t°¡i, luận án tập trung nghiên cứu sâu về quá trình dißn ra trong buồng công tác, bao gồm quá trình bứt quÁ l¿c, quá trình di chuyển của khối thân quÁ và quá trình phân ly quÁ nhằm nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm viác và xác định thông số làm c¡ sá thiÁt kÁ ra các mẫu máy có mô đun khác nhau phù hÿp với điều kián sÁn xuÃt từng vùng t¿i Viát Nam Với các giÁ thiÁt:

- Về đãng lực học quá trình bứt quÁ l¿c trong buồng đập: là quá trính bứt quÁ t¿i vùng nÿa d°ới của trống:

+ Coi khối l¿c là chÃt điểm khi chuyển đãng trong buồng đập

+ Lực trọng tr°ßng rÃt nhỏ so với lực quán tính ly tâm tác dāng lên khối l¿c + Cuống quÁ có chiều dài không đßi, nối bÁn lề với thân cây l¿c và quÁ l¿c

- Về quá trình dịch chuyển dọc trāc của cām cây l¿c trong buồng đập: là quá trình chuyển đãng sau khi thoát ra khỏi vùng nÿa d°ới của trống ( gồm 4 giai đo¿n): Luận án tập trung nghiên cứu giai đo¿n 3 là giai đo¿n vận chuyển cây l¿c theo chiều dọc trāc Giai đo¿n này có Ánh h°áng rÃt quan trọng tới năng suÃt, đã sót của máy

- Giống l¿c để nghiên cứu là giống l¿c L20 đ°ÿc trồng phố biÁn t¿i Viát Nam - Qua nghiên cứu các công trình trong và ngoài n°ớc thực hián cũng nh° qua thÿ nghiám s¡ bã, luận án thừa kÁ mãt số thông số: đ°ßng kính trống, cÃu t¿o và chiều dài răng đập, khe há răng đập và sàng

4 Nßi dung nghiên cąu

ND1 Lựa chọn nguyên lý làm viác và kÁt cÃu mãt số bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i ND2 Xây dựng mô hình toán quá trình bứt quÁ l¿c trong buồng đập

ND3 Nghiên cứu thực nghiám đ¡n yÁu tố xác định Ánh h°áng của mãt số thông số tới chÃt l°ÿng làm viác, chi phí năng l°ÿng riêng

4

ND4 Nghiên cứu thực nghiám đa yÁu tố và giÁi bài toán tối °u bằng ph°¡ng pháp th°¡ng l°ÿng có điều kián, đề xuÃt các thông số thiÁt kÁ chính của máy thu bứt quÁ l¿c t°¡i

5 Ý ngh*a khoa hãc và thāc tißn căa lu¿n án

5.1 Ý nghĩa khoa học

- Bằng viác khÁo sát mô hình đãng lực học quá trình t°¡ng tác giāa quÁ l¿c với các thanh sàng của bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i, thông qua lực căng T kéo đứt cuống l¿c đã xác định đ°ÿc vùng giá trị làm viác của các thông số: đ°ßng kính thanh sàng ó 8 mm; số vòng quay của trống g 500 vòng/phút và khoÁng cách giāa các thanh sàng ó 65 mm;

- Thông qua khÁo sát mô hình đãng lực học quá trình di chuyển khối cây l¿c trong không gian giāa trống và nắp trống của bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i, bằng lý thuyÁt đã xác định đ°ÿc: góc nghiêng của răng trồng ò ó - 60; chiều cao răng trống ôR  80 mm và khe há nắp trống ôRnap  100 mm;

- Thông qua cứu thực nghiám đ¡n và đa yÁu tố và giÁi bài toán tối °u có điều kián, đã xác định các giá trị tối °u của các thông số chính: số vòng quay của trống n, chiều dài trống L, l°ÿng cung cÃp q và chỉ số góc nâng gân dẫn h°ớng h, đÁm bÁo bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i làm viác đ¿t chÃt l°ÿng và hiáu quÁ cao;

- KÁt quÁ nghiên cứu bß sung c¡ sá dā liáu khoa học về bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i nói riêng, máy thu ho¿ch l¿c nói chung và cũng là tài liáu tham khÁo hāu ích trong lĩnh vực c¡ khí nông nghiáp

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đã góp phần hoàn thián mãt số thông số về thiÁt kÁ và thông số về ứng dāng để chÁ t¿o máy bứt quÁ l¿c t°¡i trong ph°¡ng pháp thu ho¿ch nhiều giai đo¿n

Đã chÁ t¿o bã phận bứt quÁ l¿c chiều dài trống đập L= 1,5 m; với vận tốc n= 600 vòng/phút; chỉ số góc nâng gân dẫn h°ớng h= 218 mm đ°ÿc ứng dāng trong sÁn xuÃt thực tÁ cho thÃy đã sót d°ới 1.02% và đã vỡ quÁ nhỏ h¡n 10‰

6 Nhÿng đóng góp mái căa lu¿n án

- Đề xuÃt nguyên lý và cÃu t¿o bã phận bứt quÁ trên của máy bứt quÁ l¿c t°¡i

- Xây dựng đ°ÿc mô hình khÁo sát đãng lực học của tâm đầu quÁ l¿c và sự thay đßi lực căng của cuống quÁ l¿c trong quá trình va ch¿m với thanh sàng của bã phận bứt quÁ làm c¡ sá cho viác xác định các thông số của bã phận bứt quÁ l¿c

5

- Xây dựng đ°ÿc mô hình và khÁo sát há ph°¡ng trình vi phân mô tÁ chuyển đãng của khối cây l¿c khi tr°ÿt trên răng đập và khi <bay= trong khoÁng không giāa trống và nắp trống để đánh giá khÁ năng dịch chuyển của khối cây theo ph°¡ng dọc trāc trong không gian làm viác của trống làm c¡ sá lựa chọn các thông số hình học của bã phận bứt quÁ và viác thiÁt kÁ máy bứt quÁ l¿c t°¡i

- Xây dựng đ°ÿc các ph°¡ng trình hồi quy thực nghiám đ¡n yÁu tố, đa yÁu tố và giÁi bài toán tối °u để xác định các thông số kÁt cÃu và làm viác tối °u của máy tùy vào chiều dài trống khác nhau làm c¡ sá cho viác thiÁt kÁ máy máy bứt quÁ l¿c t°¡i có các modun phù hÿp

- Tối °u hóa mãt số thông số để đối chứng với thực nghiám

7 CÃu trúc căa lu¿n án

Luận án gồm phần má đầu và 4 ch°¡ng đ°ÿc trình bày trong 133 trang không bao gồm tài liáu tham khÁo và phā lāc

- Ch°¡ng 1 Tßng quan về vÃn đề nghiên cứu

- Ch°¡ng 2 Đối t°ÿng, vật liáu và ph°¡ng pháp nghiên cứu

- Ch°¡ng 3 Xây dựng mô hình toán quá trình bứt quÁ l¿c trong bã phận bứt - Ch°¡ng 4 KÁt quÁ nghiên cứu thực nghiám

Luận án sÿ dāng 72 tài liáu tham khÁo, bao gồm: 22 tài liáu tiÁng Viát; 33 tài liáu tiÁng Anh; 6 tài liáu tiÁng Nga, Bungari và 11 trang website chính thống

6

CH¯¡NG I TâNG QUAN VÂN ĐÀ NGHIÊN CĄU 1.1 Đặc điÃm sinh học và c¢ lý tính căa cây l¿c khi thu ho¿ch

1.1.1 Đặc điểm sinh học cây l¿c trong giai đo¿n thu ho¿ch

Cây l¿c (đậu phãng) là mãt loài cây thuãc họ Đậu có nguồn gốc t¿i Trung và Nam Mā Cây l¿c là cây thân thÁo đứng, là cây trồng hàng năm Hián nay l¿c đ°ÿc trồng khá phß biÁn á Viát Nam và cho năng suÃt cũng nhu hiáu quÁ kinh tÁ cao L¿c thích hÿp với nhāng lo¿i đÃt có thành phần c¡ giới nhẹ và thoát n°ớc tốt, nh° đÃt cát pha, đÃt thịt nhẹ &và đ°ÿc trồng á đồng bằng Bắc bã, Trung bã, Tây Nguyên và Đông

Nam bã [1],[2]

Hình 1.1 Cây l¿c

Cây l¿c gồm các bã phận chính nh° sau (hình 1.1): Lá; thân; rß; quÁ (củ)

- Lá cây l¿c: Lá kép mọc đối, kép hình lông chim với bốn lá chét, kích th°ớc lá

chét dài 4-7 cm và rãng 1-3 cm Lá kèm 2, làm thành bẹ bao quanh thân, hình dÁi nhọn

- Thân cây l¿c: Thân phân nhánh từ gốc, có các cành toÁ ra, cao 30-50 cm tùy

theo giống và điều kián trồng trọt

- Rß cây l¿c: Rß cọc, có nhiều rể phā, rß cãng sinh với vi khuẩn t¿o thành nốt sần - QuÁ (củ) l¿c: Cām hoa chùm á nách, gồm 2-4 hoa nhỏ, màu vàng D¿ng hoa

đậu điển hình màu vàng có điểm gân đỏ, cuống hoa dài 2-4 cm Sau khi thā phÃn, cuống hoa dài ra, làm cho nó uốn cong cho đÁn khi quÁ ch¿m mặt đÃt, phát triển

7

thành mãt d¿ng quÁ đậu (củ) trong đÃt, mái quÁ chứa 1-4 h¿t và th°ßng có 2 h¿t QuÁ hình trā thuôn, không chia đôi, thon l¿i giāa các h¿t, có vân m¿ng

1.1.2 Đặc điểm cơ lý của quÁ l¿c khi thu ho¿ch

Để tách đ°ÿc quÁ l¿c t°¡i ra khỏi thân và rß cần nghiên cứu c¡ lý của quÁ l¿c và cuống do đó trong ph¿m vi nghiên cứu của luận án, chúng tôi chỉ xem xét kā đặc điểm

của thân, quÁ và cuống quÁ [62],[3]

Hình 1.2 Cây l¿c khi thu ho¿ch

- Đặc điểm Thân - Cành cây là thân mềm, lúc còn non thì tròn, sau khi ra hoa

phần trên thân có cành ráng, hoặc có c¿nh Thân có 15-25 đốt, á phía d°ới gốc đốt ngắn, á giāa và phía trên thân đốt dài, thân th°ßng có màu xanh hoặc màu đỏ tím, trên thân có lông t¡ trắng, nhiều hay ít tuỳ thuãc vào giống, tuỳ vào điều kián ngo¿i cÁnh Thân l¿c t°¡ng đối cao và phā thuãc chủ yÁu vào đặc điểm di truyền giống

- QuÁ và h¿t l¿c: Sau khi thā phÃn, tia l¿c phát triển đẩy bầu hoa xuống đÃt Tia

do mô phân sinh nằm á gốc bầu hoa hình thành, thực chÃt là bã phận của quÁ Tận cùng tia là quÁ phát triển sau khi tia đã đâm xuống đÃt Tia th°ßng dài không quá 15cm Tia có tính h°ớng địa d°¡ng, mọc đâm thẳng vào đÃt và quÁ phát triển á vị trí nằm ngang giāa đã sâu 2-7cm d°ới mặt đÃt

* CÃu t¿o quÁ: QuÁ l¿c hình kén, dài 1-4 cm, đ°ßng kính rãng 0,5- 1,8 cm, mãt đầu có vÁt đính với tia, đầu kia là mỏ quÁ, phần giāa thắt eo l¿i, ngăn cách các h¿t Mỏ quÁ, đã thắt, kích th°ớc, trọng l°ÿng quÁ là nhāng đặc điểm để phân lo¿i giống l¿c QuÁ l¿c hình thành từ ngoài vào trong, vỏ có tr°ớc, h¿t có sau, hoa ná đ°ÿc 30 ngày thì vỏ quÁ hình thành xong Hoa ná đ°ÿc 60 ngày h¿t hình thành xong

Hình d¿ng quÁ thay đßi tuỳ theo giống Mỏ quÁ tù, h¡i tù hoặc nhọn, eo l°ng, eo bāng rõ hay không, đ°ßng gân trên vỏ quÁ nhiều hay ít là nhāng chỉ tiêu dùng để phân

8

lo¿i giống l¿c Màu sắc vỏ quÁ thay đßi nhiều theo điều kián ngo¿i cÁnh đÃt trồng l¿c, đều kián ph¡i à đÃt cát, vỏ quÁ màu vàng sáng, bóng

Hình d¿ng h¿t có d¿ng h¿t tròn, bầu dāc trong mãt quÁ, h¿t á ngăn tr°ớc dài, bé, h¿t á ngăn sau ngắn, to Số h¿t trong 1 quÁ thay đßi chủ yÁu do giống, phần lớn quÁ có 2 h¿t, mãt số giống có 3 h¿t QuÁ có 1 h¿t giống nào cũng có Th°ßng giống quÁ to, quÁ có ít h¿t, giống h¿t nhỏ quÁ có nhiều h¿t [4]

BÁng 1.1 Tổng hợp sinh thái, tính chÃt cơ lý các giống l¿c khi thu ho¿ch [5]

1.1.3 Mối liên kết giữa cây và quÁ l¿c khi thu ho¿ch

Theo kÁt cÃu của cây, quÁ l¿c liên kÁt với thân qua cuống NÁu t¿o mãt lực bứt tác đãng t¿i vị trí liên kÁt quÁ và cuống sao cho có h°ớng trùng với trāc quÁ, có trị số

9

lớn h¡n lực liên kÁt cuống và quÁ, nh°ng nhỏ h¡n lực phá hủy thì s¿ bứt đ°ÿc quÁ an toàn

Để bứt đ°ÿc quÁ l¿c ra khỏi thân, ta quan tâm đÁn mối quan há của 3 liên kÁt: Liên kÁt giāa đầu cuống với thân; liên kÁt cuống với cuống; liên kÁt giāa cuối cuống với quÁ (hình 1.3) và đã ẩm khi bứt quÁ l¿c

Hình 1.3 Các mối liên kết cÿa quÁ l¿c [23]

Theo các tác giÁ X Mou, Q Liu, Y Ou, M Wang [23] đã xác định đã bền kéo

giāa quÁ - cuống – thân cây giÁm dần theo đã ẩm khi cây đ°ÿc ph¡i khô Khi mới thu ho¿ch, cây quÁ còn t°¡i, đã ẩm t°¡ng đối của thân cây khoÁng 66% và đã bền kéo giāa gốc - cuống là 18,84 N, giāa cuống - quÁ là 15,46 N và giāa hai đầu cuống là 25,84 N Sau 1-2 ngày ph¡i, đã ẩm và đã bền kéo giÁm nhanh Sau đó, đã ẩm thay đßi chậm l¿i và đã bền kéo giāa các nút hầu nh° không đßi và có các giá trị t°¡ng ứng là: 9,41; 7,65 và 11,59 N Chính vì điều này mà t¿i các n°ớc Bắc Mā, n¡i có khí hậu khô ráo vào mủa thu ho¿ch l¿c, ng°ßi ta th°ßng áp dāng công nghá thu ho¿ch quÁ khô

Hình 1.4 Đo độ bền kéo cÿa các bộ phận khác nhau cÿa quÁ l¿c [23]

10

Mãt nghiên cứu khác đ°ÿc tiÁn hành nhằm xác định đã bền kéo và cắt của các phần thân, cuống quÁ l¿c t°¡i trong tr¿ng thái có dính đÃt khi cây đ°ÿc đào nhß khỏi mặt ruãng và khi kéo thuần túy ngay sau khi đào, đ°ÿc tiÁn hành bái Yang Ranbing, Xu Yufeng, Liang Jie và cãng sự [24] Theo các tác giÁ [24], KÁt quÁ đo đã bền kéo bằng thiÁt bị hián đ¿i với các giống l¿c đ¿i trà t¿i Trung Quốc cho kÁt quÁ không khác nhau nhiều: Lực kéo cho phép giāa quÁ và cuống khoÁng 9,4 N, nhỏ h¡n mãt chút so với lực kéo cho phép của mối liên kÁt giāa gốc và cuống (13,2 N)

Năm 2022, nhóm tác giÁ Trần Võ Văn May, Phan Hòa, Lê Minh L° [6], đã tiÁn

hành nghiên cứu mãt số tính chÃt vật lý của cây và quÁ l¿c giống L14 (là giống đang

đ°ÿc sÿ dāng phß biÁn nhÃt á n°ớc ta hián nay) và đã công bố mãt số kÁt quÁ nh° sau:

- Lực bứt t¿i vị trí giāa quÁ và cuống rß: 16,76 N

- Lực bứt t¿i cuống rß (vị trí giāa cuống và gốc cây): 32,45 N - Lực bứt t¿i vị trí giāa cuống rß và gốc cây: 18,85 N

Theo kÁt quÁ thí nghiám đo của chúng tôi, đối với giống l¿c L20 lực ép tĩnh gây vỡ quÁ l¿c khoÁng 100 N

1.2 Tình hình sÁn xuÃt và c¢ giái hoá khâu thu ho¿ch l¿c trên th¿ giái và Vißt Nam

1.2.1 Tình hình sÁn xuất l¿c trên thế giới

Cây l¿c là cây công nghiáp ngắn ngày, là mãt trong năm lo¿i cây chÁ biÁn dầu quan trọng trên thÁ giới Cây l¿c đ°ÿc trồng rãng rãi á h¡n 115 quốc gia Trên toàn thÁ giới năm 2020 đã sÁn xuÃt đ°ÿc 44.041.913 tÃn l¿c [63]

SÁn l°ÿng l¿c năm 2020 của các n°ớc sÁn xuÃt l¿c lớn trên thÁ giới đ°ÿc thể hián

11

Trung Quốc là n°ớc sÁn xuÃt l¿c lớn nhÃt thÁ giới với sÁn l°ÿng 16.686.000 tÃn mái năm và đ°ÿc sÁn xuÃt chính á các tỉnh Giang Tô, S¡n Đông, QuÁng Đông và Hà Nam Ân Đã đứng thứ hai với sÁn l°ÿng 6.857.000 tÃn hàng năm, là nguồn cung cÃp cây có dầu chính á n°ớc này Thị tr°ßng xuÃt khẩu l¿c chính của Ân Đã bao gồm Indonesia, Pakistan và Malaysia

Mā là nhà sÁn xuÃt lớn thứ t° trên thÁ giới, sau Trung Quốc, Ân Đã, Nigeria và là mãt trong nhāng n°ớc có năng suÃt và giá trị xuÃt khẩu l¿c hàng đầu thÁ giới

1.2.2 Tình hình cơ giới hóa sÁn xuất l¿c trên thế giới

Hián nay đã tồn t¿i và phát triển c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c theo công nghá thu ho¿ch t°¡i và khô Há thống máy cho hai công nghá này đ°ÿc nghiên cứu và ứng dāng theo các ph°¡ng pháp thu ho¿ch: nhiều giai đo¿n; hai giai đo¿n và mãt giai đo¿n Trong đó, Công nghá thu ho¿ch quÁ khô hai giai đo¿n th°ßng đ°ÿc áp dāng phß biÁn t¿i các n°ớc và khu vực thßi tiÁt khô ráo, ít m°a (Bắc Mā, Braxin, v.v.) là điều kián thích hÿp cho viác ph¡i cây ngay t¿i ruãng Công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i cùng với ph°¡ng pháp thu ho¿ch nhiều giai đo¿n là thích hÿp cho các quốc gia có trình đã phát triển công nghiáp thÃp, trồng nhiều vā trong năm, điều kián đồng ruãng nhỏ hẹp nh° các n°ớc á châu Á

Hình 1.5 Liên hợp máy đào- nhổ cây l¿c t¿i Mỹ

a) của hãng FEARMAN năm 1970 [25] và b) của hãng KMC [65]

T¿i các n°ớc tiên tiÁn nh° Mā, Braxin [25],ngay từ nhāng năm 1950 há thống máy phāc vā c¡ giới hóa các khâu canh tác và thu ho¿ch l¿c đã đ°ÿc phß biÁn Hián nay, t¿i Mā há thống máy phāc vā canh tác và thu ho¿ch l¿c đã đ°ÿc hoàn thián á mức đã c¡ giới hoá cao và đã chuyển sang xu h°ớng tự đãng hoá điều chỉnh các thông số làm viác thông qua há thống màn hình đặt trên ca bin của máy [25], Giai đo¿n 1 đ°ÿc thực hián bằng các liên hÿp máy (LHM) đào nhß (hình 1,5) Giai đo¿n 2 đ°ÿc thực

12

hián bằng các máy LHM gom-đập-làm s¿ch (hình 1.6) Các công ty chÁ t¿o máy nông

nghiáp nßi tiÁng của Mā nh° FEARMAN, Kelley (KMC) [65], AMADAS Industries,

COLOMBO [66]

Các n°ớc châu Á nh° Trung Quốc, Đài Loan áp dāng c¡ giới hoá cây l¿c trên 80% Các công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i và ph°¡ng pháp thu ho¿ch nhiều giai đo¿n đ°ÿc áp dāng rãng rãi, nh°ng công nghá thu ho¿ch quÁ khô và ph°¡ng pháp thu ho¿ch quÁ t°¡i mãt giai đo¿n cũng đ°ÿc quan tâm phát triển t¿i các vùng có điều kián phù hÿp [26] Các máy liên hÿp thu ho¿ch l¿c t°¡i theo ph°¡ng pháp mãt giai đo¿n th°ßng là máy liên hÿp cỡ nhỏ (hình 1.7) Máy ho¿t đãng theo nguyên lý liên hoàn các công viác thu ho¿ch l¿c cùng mãt lúc, gồm các bã phận: đào gốc, nhß, thu gom, giũ đÃt, bứt quÁ, làm s¿ch rác và đóng bao nh°ng yêu cần khắt khe về giống, quy mô đồng ruãng, quy trình canh tác, đòi hỏi máy có tính năng kā thuật cao, trình đã công nghá chÁ t¿o hián đ¿i, vốn đầu t° ban đầu lớn Song ng°ÿc l¿i, sÿ dāng máy s¿ có năng suÃt cao (0,2 ha/h), giÁm đ°ÿc đáng kể

13

công lao đãng 8590%), tßn thÃt thÃp do các công đo¿n thu ho¿ch đ°ÿc khép kín trên mãt máy

T¿i Ân Đã, quá trình c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c đ°ÿc bắt đầu bằng các cÁi tiÁn máy thu ho¿ch lúa để thu ho¿ch l¿c Hián t¿i há thống máy phāc vā c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c t¿i Ân Đã rÃt đa d¿ng, từ các máy bứt quÁ công suÃt nhỏ, cÃp liáu thủ công (hình 1.8a) [27] dÁn các máy bứt quÁ l¿c t°¡i cÃp liáu bán tự đãng d¿ng <vứt vào máy= ngay t¿i ruãng (hình 1.8b) hay các LHM đào nhß và LHM thu gom- bứt quÁ theo ph°¡ng pháp thu ho¿ch 2 giai đo¿n (hình 1.9) [28] Công nghá thu ho¿ch quÁ khô và quÁ t°¡i đều đ°ÿc áp dāng t¿i các địa ph°¡ng có điều kián phù hÿp

a) b)

Hình 1.9, LHM đào nhổ và LHM thu gom-bāt quÁ l¿c t¿i Ân Độ

T¿i Phiilippin, c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c cũng đ°ÿc chú trọng Năm 2021 Cāc tiêu chuẩn nông nghiáp thủy sÁn Philippin đã ban hành Tiêu chuẩn Quốc gia về máy tuốt l¿c bằng c¡ khí để đáp ứng các yêu cầu của thực tißn sÁn xuÃt thực tiÁn sÁn xuÃt [29] Máy bứt quÁ l¿c trong bã tiêu chuẩn này đ°ÿc quy định về hình dáng, kÁt cÃu cùng các chi tiÁt quan trọng theo quy định thống nhÃt (Hình 1.10)

14

Hình 1.10 Máy tuốt quÁ l¿c: Sơ đồ cÃu t¿o (PNS/BAS 315:2021)

1.2.3 Tình hình sÁn xuất và cơ giới hóa sÁn xuất l¿c ở Việt Nam

Cây l¿c đ°ÿc trồng á Viát Nam từ lâu đßi, và là cây lÃy dầu đứng thứ nhÃt về dián tích, sÁn l°ÿng và xuÃt khẩu, hàng năm đóng góp khá lớn vào tßng giá trị kim ng¿ch xuÃt khẩu nông sÁn của n°ớc ta Giai đo¿n gần đây năng suÃt l¿c đã có b°ớc tăng đáng kể: năm 1999 năng suÃt đ¿t 1,43 tÃn/ha đÁn nay đã đ¿t trên 5 tÃn/ha Theo STATISTA năm 2021 dián tích đ¿t khoÁng 200-250 nghìn ha, tßng sÁn l°ÿng 427 nghìn tÃn l¿c đứng vào tốp 10 mặt hàng nông sÁn xuÃt khẩu, đ¿t kim ng¿ch xuÃt khẩu thu 30 - 50 triáu USD/năm (hình 1.11)

Cũng theo số liáu năm 2020 của [64] vị trí sÁn xuÃt l¿c của Viát Nam đ°ÿc đánh giá cao, về sÁn l°ÿng Viát Nam xÁp thứ 5 á châu Á và thứ 15 trên thÁ giới

(Nguồn: STATISTA/2021)

Theo thống kê của Bã Nông nghiáp và PTNT [8], hián nay 5 vùng sinh thái có dián tích trồng l¿c lớn của Viát Nam là đồng bằng Sông Hồng, Đông Bắc, Bắc Trung

15

bã, Duyên hÁi Nam Trung bã và Đông Nam bã Dián tích còn l¿i phân bố nhiều n¡i trong cÁ n°ớc và cây l¿c đ°ÿc trồng á 62/64 tỉnh thành, chỉ có hai tỉnh không trồng

l¿c là Hậu Giang và Cà Mau

Về c¡ giới hoá các khâu canh tác cây l¿c, á Viát Nam hián nay chủ yÁu tập trung vào khâu làm đÃt, còn khâu gieo h¿t và chăm sóc mới chỉ đ°ÿc áp dāng á các vùng tập trung

Riêng về khâu thu ho¿ch hián nay đã b°ớc đầu c¡ giới hóa đ°ÿc khâu đào l¿c và bứt quÁ l¿c t°¡i

- Máy đào l¿c đã đ°ÿc mãt số c¡ sá trong n°ớc chÁ t¿o dựa trên mẫu máy thu ho¿ch khoai tây của n°ớc ngoài và đã thu đ°ÿc nhāng kÁt quÁ nhÃt định Mãt trong số đó là máy đào l¿c MĐL-1,2 của do nhóm nghiên cứu á Tr°ßng Đ¿i học nông lâm HuÁ đã nghiên cứu, chÁ t¿o [67] Máy có bề rãng 1,2m, liên hÿp treo sau máy kéo 4 bánh cỡ trung, công suÃt cỡ 20- 30 HP Máy có năng suÃt khoÁng 0,32 ha/giß, tÿ lá sót quÁ < 3%, không vỡ quÁ, l¿c không rối, sau khi đào thu gom dß dàng

- Máy bứt quÁ l¿c t°¡i cũng đã đ°ÿc nhiều c¡ sá trong n°ớc chÁ t¿o và giới thiáu nhiều mẫu máy nhập ngo¿i với các mẫu mã và mức công suÃt khác nhau Các máy có thể là máy tĩnh t¿i sÿ dāng đãng lực là đãng c¡ đián hoặc đãng c¡ đốt trong (hình 1.12) Các máy di đãng th°ßng đ°ÿc móc sau máy kéo và sÿ dāng đãng lực từ máy kéo qua trāc trích công suÃt (hình 1 13)

16

Trong thu ho¿ch l¿c,khâu bứt quÁ là có tÿ lá c¡ giới hóa cao h¡n cÁ, bằng các máy bứt quÁ Tuy nhiên mức đã c¡ giới hóa cho khâu bứt quÁ vẫn còn rÃt thÃp và cũng chủ yÁu đ°ÿc thực hián t¿i các mãt vài vùng nguyên liáu tập trung

- Các máy liên hÿp thu ho¿ch l¿c mãt giai đo¿n do trong n°ớc nghiên cứu chÁ t¿o cũng nh° nhập từ n°ớc ngoài hầu nh° ch°a đ°ÿc sÁn xuÃt chÃp nhận do nhiều nguyên nhân (chÃt l°ÿng, giá thành, tập quán và kā thuật canh tác, )

Nhìn chung, thu ho¿ch l¿c á n°ớc ta đÁn nay vẫn chủ yÁu làm bằng thủ công, có chi phí và đòi hỏi công lao đãng cao Theo các số liáu nghiên cứu về chi phí lao đãng cho sÁn xuÃt l¿c [9] cho thÃy: Lao đãng thủ công cho 1 ha sÁn xuÃt l¿c cần 120  125 công, trong đó khâu bứt quÁ cần 45 công, chiÁm h¡n 1/3 (khoÁng 36-37,5%) tßng số công cần thiÁt cho quá trình canh tác Trong khi đó thßi vā thu ho¿ch chỉ dißn ra trong thßi gian ngắn khoÁng 20 ngÁy Tình tr¿ng thiÁu và giÁm chÃt l°ÿng lao đãng thủ công trong nông nghiáp rÃt trầm trọng, đang là trá ng¿i lớn để phát trißn sÁn xuÃt Do đó, viác đẩy m¿nh tÿ lá c¡ giới hóa các khâu thu ho¿ch l¿c, đặc biát là khâu bứt quÁ là yêu cầu bức thiÁt của thực tißn sÁn xuÃt á n°ớc ta

1.2.4 Công nghệ thu ho¿ch quÁ l¿c

Theo tài liáu nghiên cứu của Trần Đức Công [10],[ 5] và Đá Hāu Khi [7], công nghá và ph°¡ng pháp c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c trên thÁ giới và á Viát Nam đ°ÿc trình bày trên hình 1.14

17

Công nghệ thu ho¿ch quÁ tươi: Vào thßi điểm khi quÁ đã chín h¡n 90% thì tiÁn

hành đào nhß và bứt quÁ ngay trên đồng Sau đó vận chuyển quÁ về ph¡i sÃy, bÁo quÁn ¯u điểm của công nghá rút ngắn thßi gian thu ho¿ch, giÁm chi phí vận chuyển, bốc dỡ Nh°ÿc điểm là cần phÁi xác định chính xác thßi điểm thu ho¿ch, nÁu thu ho¿ch sớm s¿ giÁm chÃt l°ÿng quÁ, thu ho¿ch muãn cuống già dß đứt gây tăng tßn thÃt Đặc điểm khi thu ho¿ch là cây có đã ẩm cao 60- 70%, sinh khối lớn, chi phí năng l°ÿng thu ho¿ch s¿ cao

Công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i có thể thực hián theo ba ph°¡ng pháp:

1 Thu ho¿ch nhiều giai đo¿n: Thực hián riêng r¿ các khâu đào nhß, thu gom, bứt quÁ Các khâu này có thể thực hián bằng ph°¡ng pháp thủ công hoặc thủ công kÁt hÿp với máy

2 Thu ho¿ch hai giai đo¿n: Giai đo¿n 1: Đào- giũ; giai đo¿n 2: Thu gom- bứt quÁ t°¡ng ứng máy thu ho¿ch gồm có các lo¿i: máy đào; đào- giũ và máy bứt quÁ t°¡i

3 Thu ho¿ch mãt giai đo¿n: bằng máy liên hÿp làm cùng mãt lúc các công đo¿n: đào nhß cây- giũ đÃt- bứt quÁ- làm s¿ch- đóng bao (hoặc gom vào thùng chứa)

Công nghệ thu ho¿ch quÁ khô: Cây l¿c sau khi đ°ÿc đào nhß vẫn còn tiÁp tāc

trao đßi chÃt để hoàn thián quá trình chín, t¿o cho quÁ có chÃt l°ÿng cao h¡n Do đó có thể nhß l¿c sớm khi quÁ còn t°¡i chắc khó đứt, giÁm đ°ÿc tßn thÃt trong quá trình nhß

18

Cây l¿c sau khi nhß đ°ÿc ph¡i 2-3 nắng làm giÁm ẩm cây và quÁ còn 20-25% thì tiÁn hành tách bứt quÁ, ph¡i sÃy và bÁo quÁn Đặc điểm của công nghá là kéo dài thßi gian thu ho¿ch, tăng thêm chi phí ph¡i nh°ng s¿ giÁm chi phí năng l°ÿng cho viác bứt quÁ và làm s¿ch do đã ẩm thÃp của cây

Công nghá thu ho¿ch quÁ khô có thể thực hián theo hai ph°¡ng pháp: Thu ho¿ch nhiều giai đo¿n và hai giai đo¿n

1 Thu ho¿ch nhiều giai đo¿n: Thực hián riêng r¿ các khâu đào nhß, rãi ph¡i, thu gom, bứt quÁ Các khâu này có thể thực hián bằng ph°¡ng pháp thủ công hoặc thủ công kÁt hÿp với máy đào, máy đào – giũ và máy bứt quÁ đã ẩm thÃp 20 – 25%

2 Thu ho¿ch hai giai đo¿n: Thu ho¿ch bằng các máy liên hÿp thực hián cùng mãt lúc các công đo¿n: đào nhß cây- giũ đÃ- rÁi ph¡i cây (thực hián bái máy đào l¿c) và công đo¿n thu gom- bứt quÁ- làm s¿ch- đóng bao hoặc gom vào thùng chứa (thực hián bái máy bứt quÁ l¿c)

Nhận xét: Trong các khâu c¡ giới hóa thu ho¿ch l¿c, có thể thÃy cho dù áp dāng

công nghá thu ho¿ch quÁ t°¡i hay quÁ khô, theo ph°¡ng pháp thu ho¿ch mãt, hai hay nhiều giai đo¿n, công đo¿n bứt quÁ luôn đóng vai trò quan trọng, quyÁt định đÁn năng suÃt và chÃt l°ÿng của toàn bã há thống máy thu ho¿ch Chính vì vậy viác nghiên cứu nhằm sáng t¿o các bã phận bứt quÁ mới cũng nh° cÁi tiÁn các bã phận bứt quÁ hián có nhằm nâng cao năng suÃt và chÃt l°ÿng của chúng luôn đ°ÿc các n°ớc sÁn xuÃt l¿c quan tâm

1.3 Mßt sß k¿t quÁ nghiên cąu bß ph¿n bąt quÁ l¿c trên th¿ giái và Vißt Nam

1.3.1 Phân lo¿i các bộ phận tách h¿t ngũ cốc và quÁ l¿c

Từ cuối thÁ kÿ XIX và đầu thÁ kÿ XX, các n°ớc Scotlan, Anh, Mā, Nga, Đức, Pháp, Úc lần l°ÿt cho ra nhāng mẫu máy thu ho¿ch cây ngũ cốc, từ đ¡n giÁn đÁn hián đ¿i với năng suÃt và chÃt l°ÿng ngày mãt cao h¡n Do yêu cầu của sÁn xuÃt, ng°ßi ta đã cÁi tiÁn các máy thu ho¿ch ngũ cốc để thu ho¿ch l¿c, đậu t°¡ng, v.v và hình thành há thống các máy thu ho¿ch l¿c nh° hián nay Nhìn chung, các bã phận tách bứt h¿t ngũ cốc (lúa mì, lúa g¿o, ) và l¿c, đậu t°¡ng đều có nguyên lý ho¿t đãng giống nhau Điểm khác nhau giāa chúng chủ yÁu là về kÁt cÃu, kích th°ớc hình học và các thông số làm viác Do vậy có thể tham khÁo các kÁt quÁ nghiên cứu về bã phận tách h¿t ngũ cốc để phāc vā cho nghiên cứu về bã phận bứt quÁ l¿c t°¡i

19

Các bã phận bứt quÁ l¿c cũng nh° các bã phận tách h¿t ngũ cốc đang đ°ÿc sÿ dāng phß biÁn trên thÁ giới có thể phân thành 2 nhóm theo cách tác đãng vào khối cây là: tác đãng tối thiểu (bã phận tuốt chÁi- BPTC) và tác đãng toàn bã (bã phận đập- BPĐ) nh° thể hián trên hình 1.15 Các bã phận tách h¿t cÃp hai (ví dā BPĐ tiÁp tuyÁn, BPĐ dọc trāc và BPĐ hán hÿp) l¿i đ°ÿc phân thành các lo¿i nhỏ h¡n tùy theo các đặc điểm kÁt cÃu của các chi tiÁt hoặc các cām máy cÃu thành

1.3.2 Bộ phận tuốt chÁi

à bã phận tuốt chÁi, các răng tuốt chỉ tác đãng lên vùng phân bố h¿t, quÁ t¿i phần ngọn (nh° khi thu ho¿ch lúa) hoặc gốc cây (nh° khi thu ho¿ch l¿c) để bứt lÃy h¿t, quÁ mà không tác đãng lên phần thân cây còn l¿i Do vậy chi phí năng l°ÿng giÁm đáng kể so với các bã phận đập, tÿ lá t¿p chÃt trong sÁn phẩm cũng thÃp h¡n Nh°ÿc điểm của bã phận tuốt chÁi là để giÁm tÿ lá bứt sót thì c¡ cÃu n¿p liáu phÁi ho¿t đãng rÃt chuẩn xác, sao trong quá trình chÁi toàn bã vùng phân bố h¿t, quÁ phÁi nằm trong vùng tác đãng của các răng chÁi Ngoài ra năng suÃt làm viác của các bã phận tuốt chÁi bị h¿n chÁ do tính đặc thù về nguyên lý làm viác của chính bã phận kiểu này: lớp cây đ°ÿc kẹp không thể quá dày và vận tốc chuyển đãng của băng kẹp không thể quá lớn

Trong thu ho¿ch l¿c, bã phận tuốt chÁi có thể lắp trên máy bứt quÁ tĩnh t¿i công suÃt nhỏ với cÃp liáu thủ công, máy bứt quÁ cÃp liáu bán tự đãng theo ph°¡ng pháp thu ho¿ch nhiều giai đo¿n hoặc cÃp liáu tự đãng lắp trên máy liên hÿp (MLH) thu ho¿ch mãt giai đo¿n Bã phận tuốt chÁi có thể có mãt trống hoặc hai trống bứt quÁ Răng bứt quÁ có thể là lo¿i răng ngón, răng bÁn, răng tÃm hoặc răng định hình Khi sÿ

20

dāng hai trống, các trống s¿ quay ng°ÿc chiều nhau khi lớp cây đ°ÿc kẹp và ch¿y dọc theo khe giāa hai trống Các nghiên cứu chuyên sâu về bã phận bứt quÁ l¿c kiểu tuốt chÁi cÃp liáu thủ công không nhiều, chủ yÁu là kÁ thừa bã phận tuốt chÁi dùng cho lúa với mãt số thay đßi về kÁt cÃu hình d¿ng răng và vật liáu chÁ t¿o răng trống

Bã phận tuốt chÁi cÃp liáu bán tự đãng và cÃp liáu tự đãng về c¡ bÁn có cÃu t¿o và nguyên lý ho¿t đãng giống nhau Điểm khác biát giāa hai bã phận này chủ yÁu là trên bã phận cÃp liáu bán tự đãng có lắp bàn quay cho phép xÁp cây l¿c lên trên đó để băng kẹp có thể tiÁp nhận cây và đ°a vào vùng tuốt chÁi (hình 1.16) trong khi trên bã phận tuốt chÁi cÃp liáu tự đãng dòng cây đ°ÿc chuyển từ bã phận kẹp nhß sang bã phận kẹp tuốt mãt cách tự đãng nhß c¡ cÃu chuyển tiÁp Chính nhß đặc điểm này mà bã phận tuốt chÁi d°ÿc sÿ dāng phß biÁn trên các MLH thu ho¿ch l¿c mãt giai đo¿n

T¿i Trung Quốc, đã có nhiều nghiên cứu về MLH thu ho¿ch l¿c theo ph°¡ng pháp thu ho¿ch mãt giai đo¿n Các công trình này th°ßng nghiên cứu về phối hÿp giāa các bã phận chức năng nhằm xác định các thông số hình đãng học tối °u; nâng cao

hiáu suÃt ho¿t đãng tßng thể giāa chùng; phân tích hián t°ÿng va ch¿m giāa c¡ cÃu

bứt và quÁ l¿c để từ đó xác định đ°ÿc chÁ đã làm viác hÿp lý của bã phận tuốt chÁi cũng nh° tìm kiÁm, thÿ nghiám các kÁt cÃu mới cho bã phận bứt quÁ

T¿i Vián C¡ giới hóa Nông nghiáp Nam Kinh và Trung tâm Dịch vā Tích hÿp Nông nghiáp, Trung Quốc, Wang Qinghua và cãng sự (2022, [30] đã tiÁn hành nghiên cứu thÿ nghiám trên MLH thu ho¿ch l¿c 4HLB-4 nhằm xác định Ánh h°áng của vận tốc tiÁn của liên hÿp máy, chiều cao kẹp cây, vận tốc quay của trāc tuốt chÁi và tần số rung của sàng làm s¿ch đÁn tÿ lá t¿p chÃt và đã sót quÁ của máy liên hÿp khi thu ho¿ch trên đồng

Bã phận bứt quÁ sÿ dāng trên máy thÿ nghiám là bã phận tuốt chÁi 2 trống, có cÃu t¿o và nguyên lý làm viác đ°ÿc thể hián trên hình 1.16

21

liệu tự động [30]

(a) Sơ đồ cÃu t¿o cÿa thiết bị bāt quÁ: 1 xích tÁi kẹp cây; 2 tÃm bÁn; 3 hệ thống truyền động; 4 trục tuốt chÁi; 5 màng mềm; 6 răng chÁi; 7 thiết bị chống rối

(b) Phân tích lực tương tác giữa thanh bāt quÁ và quÁ l¿c

Bứt quÁ l¿c là thao tác quan trọng nhÃt và cũng là công nghá cốt lõi Ánh h°áng đên chÃt l°ÿng và năng suÃt của MLH thu ho¿ch l¿c nói chung và của máy 4HLB-4 nói riêng Để xác định các thông số đãng học của bã phận bứt quÁ trên c¡ sá kÁt cÃu đã có trên máy, sao cho bứt đ°ÿc hÁt quÁ trong khi đÁm bÁo đã vỡ quÁ thÃp nhÃt cần xác định đ°ÿc lực phát sinh khi thanh bứt quÁ va ch¿m với quÁ l¿c Trên c¡ sá phân tích lực tác dāng của thanh bứt quÁ lên quÁ l¿c (hình 1.16b), các tác giÁ đã sÿ dāng định luật bÁo toàn năng l°ÿng tức thßi khi va ch¿m và lý thuyÁt tiÁp xúc va ch¿m Hertz để xác định lực và ứng suÃt phát sinh khi va ch¿m Các kÁt cho thÃy lực va ch¿m lớn nhÃt tÿ lá thuận với vận tốc va ch¿m và khối l°ÿng t°¡ng đ°¡ng của quÁ và răng bứt quÁ, đồng thßi chúng tÿ lá nghịch với há số hÃp thā năng l°ÿng của h¿t l¿c và sự dịch chuyển t°¡ng đối của lực va đập t¿i thßi điểm va ch¿m Trên c¡ sá kÁt quÁ thu đ°ÿc, với đ°ßng kính đỉnh thanh bứt quÁ là 230 mm, đã chọn vận tốc quay của trống bứt quÁ trong khoÁng 300- 600 v/ph Nh° vậy có thể thÃy viác xác định lực và ứng suÃt khi va ch¿m giāa các thanh bứt và quÁ l¿c chính là mãt trong nhāng c¡ sá để xác định các kích th°ớc c¡ bÁn của bã phận bứt quÁ

Năm 2022, t¿i Đ¿i học Nông nghiáp Thanh ĐÁo và Đ¿i học Nông nghiáp S¡n Đông, Trung Quốc, Dongjie Li, Shuqi Shang, Xiaoning He và cãng sự [31] đã tiÁn hành nghiên cứu thÿ nghiám c¡ cÃu bứt quÁ l¿c kiểu tuốt chÁi lắp trên MLH thu ho¿ch

22

l¿c 6 hàng 3 luống trên c¡ sá ứng dāng mô hình JKR (Jhonson-Kendall-Roberts) phân tích quá trình va ch¿m giāa giāa c¡ cÃu bứt và quÁ l¿c

Từ cÃu t¿o và nguyên lý làm viác của bã phận bứt quÁ (hình 1.17), các tác giÁ đã tiÁn hành mô phỏng quá trình tác đãng giāa thanh bứt và quÁ l¿c nhß mô đun Workbench - LS-Dyna với 3 tr°ßng hÿp đặc tr°ng là va ch¿m bên, va ch¿m c¿nh và va ch¿m dọc (hình 1.18) để xác dịnh đ°ÿc giá trị của các lực phát sinh khi va ch¿m Va ch¿m bên xÁy ra khi mặt phẳng thanh bứt vuông góc với mặt phẳng phân chia hai nÿa quÁ l¿c Va ch¿m c¿nh- khi mặt phẳng thanh bứt song song với mặt phân chia hai nÿa quÁ Va ch¿m dọc- khi thanh bứt dập vào đầu quÁ l¿c

a) Sơ đồ tác động cÿa thanh bāt với quÁ l¿c; b) Mô phỏng ba trường hợp va ch¿m

Qua mô phỏng đã xác định đ°ÿc mối quan há giāa lực phát sinh khi va ch¿m với vận tốc va ch¿m thể hián qua vận tốc quay của trāc tuốt chÁi và đ°ßng kính trāc tuốt chÁi: Khi đ°ßng kính trāc tuốt chÁi 190 mm, ứng với các vận tốc quay 400, 450, 500, 550 v/ph, đã xác định đ°ÿc trị số các lực tiÁp xúc va ch¿m là 19 N, 35 N, 67 N và 84 N Trong công trình này, viác xác định kích th°ớc chính của bã phận bứt quÁ cũng dựa trên lực phát sinh khi va ch¿m, thể hián qua vận tốc va ch¿m

23

Qua hai công trình [30] và [31] ta có thể thÃy các nhóm nghiên cứu đã sÿ dāng

các công cā khác nhau để xác định lực phát sinh khi va ch¿m gāa thanh bứt với quÁ l¿c Trên c¡ sá đó lựa chọn các thông số hình đãng học của bã phận bứt quÁ để phāc vā các b°ớc nghiên cứu tiÁp theo

Mãt trong các h°ớng tiÁp cận với viác phân tích t°¡ng tác giāa các chi tiÁt của bã phận bứt quÁ với khối cây quÁ trong quá trình bứt quÁ là sÿ dāng kā thuật chāp Ánh nhanh Nhß viác chāp nhanh rồi quay chậm l¿i để nghiên cứu, ng°ßi ta có thể phân tích đ°ÿc các yÁu tố dẫn đÁn viác phá vỡ liên kÁt giāa quÁ l¿c với gốc cây Mãt trong nhāng công trình nghiên cứu theo h°ớng này là nghiên cứu của Hu Zhichao, Wang

Bing, Yu Zhaoyang và cãng sự [32] Trong công trình này, công nghá chāp Ánh tốc đã

cao đa đ°ÿc sÿ dāng để quan sát và phân tích quá trình tr°ớc, trong và sau khi quÁ l¿c đ°ÿc bứt khỏi cuống và mãt số quá trình khác xÁy ra trong buồng đập Chúng tôi cho rằng đây là mãt trong nhāng h°ớng tiÁp nghiên cứu rÃt có hiáu quÁ bên c¿nh các h°ớng nghiên cứu truyền thống, tuy nhiên nó đòi hỏi nhāng công cā, ph°¡ng tián cần thiÁt

H°ớng tới māc đích cÁi thián quá trình t°¡ng tác giāa răng tuốt chÁi với quÁ l¿c, nhiều nhóm nghiên cứu quan tâm đén viác tìm kiÁm các kÁt cÃu mới, vật liáu mới cho các răng chÁi- bã phận trực tiÁp va ch¿m với quÁ l¿c trong quá trình làm viác [33], [34], [35]

Xiaolian LU, Zhichao HU và Baoliang PENG [33] đã tiÁn hành sÿ dāng răng tÃm cong có tính đàn hồi cao thay cho răng tÃm phẳng trên các trống bứt quÁ của bã phận tuốt chÁi (hình 1,19),

Trên c¡ sá phân tích đặc điểm làm viác và quá trình làm viác của trống chÁi với 4, 6 và 8 răng, với các thông số khác (bán kính cong của răng r; đ°ßng kính trống De;

24

vận tốc quay của trống n, ) nh° nhau, các tác giÁ đã chọn đ°ÿc ph°¡ng án hÿp lý nhÃt là: r= 35 mm; De=230 mm; n=300- 400 vòng/phút

Nhón nghiên cứu gồm Wang Xiaoyan, LangJie, Shang Shuqi và cãng sự đã dùng vật liáu là nilon để làm các răng chÁi với mong muốn= làm mềm= va đập giā rằng chÁi và quÁ l¿c, qua đó có thể giÁm đã vỡ quÁ trong khi vận tốc trống có thể tăng lên so với khi sÿ dāng răng bằng thép [34] Mô hình dàn khÁo nghiám bã phận bứt quÁ đ°ÿc thể hián trên hình 1.20

KÁt quÁ thu đ°ÿc cho các giá trị tối °u của các thông số nh° sau: Vận tốc trống chÁi 270 vòng/ phút; Vận tốc băng chuyển chuyển cây 11,3 m/s; đ°ßng kính ngoài trống chÁi là 160 mm

Nhóm nghiên cứu gồm Hu Zjichao, Peng Baoliang, Yin Wenqing và cãng sự đề xuÃt cÁi tiÁn trống bứt quÁ cho máy liên hÿp 4LH2 với kÁt cÃu thể hián trên hình 1.21 [35]

1.Trục trống; 2- Rằng chÁi; 3- TÃm màng cao su

Khác biát của trống chÁi so với trống nguyên thủy của máy là đ°ÿc lắp thêm tÃm màng mềm trên mặt trā bắt chân răng trống ch¿y dọc theo chiều dài trống Khi trống