Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với Máy kéo mtz-50.docx

HÀ NỘI – 2014
Viết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------------
LƯU ðÌNH THI
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC
CỦA MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT LIÊN HỢP VỚI
MÁY KÉO MTZ-50
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------------------
LƯU ðÌNH THI
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC
CỦA MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT LIÊN HỢP VỚI
MÁY KÉO MTZ-50
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ: 60520103
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ MINH LƯ

i
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc.
Thanh Hóa, ngày 10 tháng 06 năm 2014
Tác giả luận văn
Lưu ðình Thi

ii
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài, tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ,
giảng dạy nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo trong trường. Chính những hỗ trợ
này ñã giúp tôi nâng cao hiểu biết, tiếp thu thêm những kiến thức bổ ích về nghề
nghiệp và tạo ñiều kiện thuận lợi trong việc hoàn thành luận văn của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Lê Minh Lư ñã tận tình giúp
ñỡ với tinh thần trách nhiệm cao và ñóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp tôi hoàn
thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể giáo viên Bộ môn Cơ học kỹ thuật, Khoa
Cơ – ðiện, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã ñóng góp ý kiến giúp ñỡ tôi
trong quá trình nghiên cứu, thực hiện luận văn.
Tôi xin cảm ơn gia ñình, bạn bè, ñồng nghiệp ñã luôn bên cạnh ñộng viên,
giúp ñỡ, tạo ñiều kiện thuận lợi ñể tôi hoàn thành luận văn.
Trong quá trình thực hiện ñề tài bản thân ñã có nhiều cố gắng, song không
thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy giáo,
cô giáo và các ñồng nghiệp ñể ñề tài nghiên cứu của tôi ñược hoàn thiện hơn.
Thanh Hóa, ngày 10 tháng 06 năm 2014
Tác giả
Lưu ðình Thi

iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN......................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................... iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................vi
DANG MỤC BẢNG.................................................................................................. vii
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................. viii
MỞ ðẦU.........................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ...............................................................3
1.1. TỔNGQUANVỀCANHTÁCCÂYCÀRỐTTRONGVÀNGOÀINƯỚC ...............3
1.1.1. Nguồn gốc, sự phát triển và tầm quan trọng của cây cà rốt...............................3
1.1.2. Tình hình canh tác cây cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam................................5
1.1.3. Quy trình canh tác cây cà rốt............................................................................10
1.1.4. Tình hình cơ giới hóa thu hoạch cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam...............14
1.2. NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI MÁY THU HOẠCH CÂY CÓ CỦ......................18
1.2.1. Máy thu hoạch củ ña năng................................................................................18
1.2.2. Máy thu hoạch lạc.............................................................................................19
1.2.3. Máy thu hoạch sắn............................................................................................21
1.3. NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ TỔNG THỂ
LIÊN HỢP MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT ...............................................................22
1.3.1. Nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc của máy..........................................22
1.3.2. Nguyên lý cấu tạo, quá trình làm việc của máy thu hoạch cà rốt....................25
1.3.3. Yêu cầu kỹ thuật...............................................................................................27
Chương 2. ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................28
2.1. ðối tượng........................................................................................................28
2.2. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................28

iv
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết...................................................................28
2.2.2. Phương pháp ñiền dã ........................................................................................28
2.2.3. Phương pháp xử lí số liệu ño ñạc .....................................................................28
2.2.4. Phương pháp thiết kế máy nông nghiệp...........................................................29
Chương 3. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC
TRONG LIÊN HỢP MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT............................................30
3.1. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC, CƠ LÝ TÍNH CỦA CÁC ðỐI
TƯỢNG.......................................................................................................................30
3.1.1. Khảo sát khoảng cách cây, luống và hàng trồng cà rốt....................................30
3.1.2. Khảo sát cơ lý tính của ñất ...............................................................................31
3.1.3. Khảo sát ñặc ñiểm, cơ lý tính của cây cà rốt....................................................31
3.2. MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ðÀO............31
3.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật..............................................................................31
3.2.2. Lựa chọn nguyên lý và kết cấu cho bộ phận ñào.............................................32
3.2.3. Nghiên cứu thiết kế lưỡi ñào............................................................................33
3.2.4. Xác ñịnh lực tác dụng lên tấm kê, kiểm tra bền, xác ñịnh các thông số tấm kê .....39
3.2.5. Kiểm tra bền cho mối hàn ................................................................................41
3.2.6. Tính kích thước trụ ñào ....................................................................................43
3.3. MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN KẸP NHỔ..........46
3.3.1.Xác ñịnh một sốthôngsố cơ bản ảnh hưởngñến quá trìnhlàm việc của giàn kẹp .....46
3.3.2. Lựa chọn nguyên lý kẹp nhổ ............................................................................52
3.3.3. Sơ ñồ nguyên lý cấu tạo của giàn kẹp..............................................................54
3.3.4. Tính toán một số thông số cho giàn kẹp ..........................................................55
3.3.5. Tính toán hệ dẫn ñộng cho giàn kẹp ................................................................58
3.3.6. Tính toán thiết kế một số chi tiết cụm chủ ñộng..............................................63
3.3.7. Tính toán thiết kế một số chi tiết cụm dẫn.......................................................70

v
3.3.8. Nghiên cứu thiết kế cụm ñè ñai ........................................................................72
3.3.9. Nghiên cứu thiết kế cụm căng ñai ....................................................................72
3.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẮT .........................................................73
3.4.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật ..............................................................................73
3.4.2. Phân tích lựa chọn nguyên lý làm việc cho bộ phận cắt ..................................73
3.4.3. Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của bộ phận cắt ..............................76
3.4.4. Xác ñịnh các thông số ñộng học cơ bản của bộ phận cắt kiểu dao ñĩa............78
3.4.5. Thiết kế một số chi tiết chính của bộ phận cắt .................................................80
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ ..................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................84

vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
bt: Bề dầy trụ ñào
CT: Công thức
FAO: Food and Agriculture Organization
G: Lực kẹp nhổ cây khi ñã làm vỡ sơ bộ ñất
Gnh: Lực kẹp nhổ cây khi chưa làm vỡ sơ bộ ñất
ht: Bề rộng trụ ñào
k: Lực cản riêng
Nxb: Nhà xuất bản
Nct: Công suất cần thiết
p: ðộ chặt của ñất
TS: Tiến sĩ
TT: Thứ tự
R: Lực cản của ñất tác dụng lên lưỡi ñào
V: Vận tốc tổng hợp
Vd: Vận tốc của ñai kẹp
Vn: Vận tốc nhổ cây
Vm: Vận tốc tiến của máy
φ: Góc ma sát
α: Góc nghiêng của lưỡi ñào so với phương ngang
β: Góc nghiêng của bộ phận kẹp nhổ so với phương ngang.

vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng và năng suất cà rốt của một số nước Châu Âu...........6
Bảng 1.2. Sản lượng cà rốt của một số nước trên thế giới giai ñoạn 1997 – 2007......7
Bảng 1.3. Diện tích cà rốt của các huyện, thị xã, thành phố trên ñịa bàn tỉnh Bắc
Ninh giai ñoạn 2005-2010 ............................................................................................9
Bảng 1.4. Lượng phân bón cho 1 ha cà rốt ................................................................12
Bảng 3.1. Phân loại ñất khô theo lực cản riêng khi cày.............................................39
Bảng 3.2 Các hệ số α; β; γ chọn theo tỉ số h/b...........................................................46

viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hình ảnh cây và ruộng cà rốt.........................................................................3
Hình 1.2 Biểu ñồ sản lượng cà rốt trung bình trong các năm từ 2003-2005 ...............5
Hình 1.3 Bản ñồ diện tích canh tác cây cà rốt trên thế giới.........................................8
Hình 1.4 Quy trình canh tác cây cà rốt.......................................................................10
Hình 1.5 Thiết bị gieo hạt cà rốt tự chế......................................................................12
Hình 1.6 Một số mẫu máy thu hoạch cà rốt của nước ngoài .....................................14
Hình 1.7 Thu hoạch cà rốt thủ công ...........................................................................16
Hình 1.8 Máy thu hoạch củ do công ty Việt Hưng và REMECO chế tạo.................19
Hình 1.9 Máy thu hoạch khoai tây KCT- 1,4............................................................19
Hình 1.10 Máy thu hoạch lạc......................................................................................20
Hình 1.11 Liên hợp máy thu hoạch sắn.....................................................................22
Hình 1.12 Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào và phân ly bởi sàng lắc...........23
Hình 1.13 Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào phân ly nhờ băng tải...............24
Hình 1.14 Máy thu hoạch cà rốt bằng phương pháp kẹp nhổ....................................25
Hình 1.15 Liên hợp máy thu hoạch cà rốt theo hàng .................................................25
Hình 3.1 Khảo sát xác ñịnh các thông số cơ bản .......................................................30
Hình 3.2 Cấu tạo bộ phận ñào ....................................................................................32
Hình 3.3 Lưỡi ñào phẳng............................................................................................33
Hình 3.4 Cấu tạo lưỡi ñào phân ñoạn.........................................................................34
Hình 3.5 Cấu tạo lưỡi ñào lòng máng ........................................................................35
Hình 3.6 Các lực tác dụng lên lưỡi ñào .............................................................................37
Hình 3.7 Cấu tạo lưỡi ñào...........................................................................................38
Hình 3.8 Lực tác dụng lên lưỡi ñào............................................................................39
Hình 3.9 Sơ ñồ lực tác dụng lên tấm kê .....................................................................40
Hình 3.10 Lực, mô men tác dụng lên mối hàn...........................................................41
Hình 3.11 Sơ ñồ các lực tác dụng lên trụ ñào ............................................................44
Hình 3.12 Biểu ñồ mô men tác dụng lên trụ ñào .......................................................45
Hình 3.13 Sơ ñồ nguyên lý làm việc của bộ phận kẹp nhổ........................................46

Hình 3.14 Sơ ñồ xác ñịnh vị trí kẹp nhổ ....................................................................47
Hình 3.15 Sơ ñồ ñộng học quá trình kẹp nhổ.............................................................49
Hình 3.16 Ảnh hưởng của góc nghiêng tới chiều dài băng kẹp.................................50
Hình 3.17 ðồ thị biểu diễn sự thay ñổi vận tốc băng kẹp Vd khi vận tốc máy Vm,
góc nghiêng giàn kẹp β thay ñổi.................................................................................51
Hình 3.18 ðồ thị biểu diễn sự thay ñổi vận tốc nhổ cây Vn khi vận tốc máy Vm, góc
nghiêng giàn kẹp β thay ñổi........................................................................................51
Hình 3.19 Hình ảnh một ñoạn xích kẹp và ñai kẹp....................................................52
Hình 3.20 Sơ ñồ nguyên lý cấu tạo của giàn kẹp.......................................................54
Hình 3.21 Lực tác dụng lên ñai kẹp ...........................................................................55
Hình 3.22 Sơ ñồ bố trí bộ truyền từ bánh xe tựa ñồng...............................................59
Hình 3.23 Sơ ñồ bố trí bộ truyền từ trục thu công suất..............................................60
Hình 3.24 Sơ ñồ hệ thống truyền ñộng thủy lực cho giàn kẹp ..................................61
Hình 3.25 Sơ ñồ lực và mô men tác dụng lên trục.....................................................63
Hình 3.26 Biểu ñồ mô men tác dụng lên trục chủ ñộng.............................................65
Hình 3.27 Kết cấu trục chủ ñộng................................................................................67
Hình 3.28 Cấu tạo bánh ñai chủ ñộng ........................................................................70
Hình 3.29 Trục bánh ñai dẫn ......................................................................................71
Hình 3.30 Cấu tạo bánh ñai cụm dẫn .........................................................................71
Hình 3.31 Cụm ñè ñai ñầu giàn kẹp ..........................................................................72
Hình 3.32 Cụm căng ñai .............................................................................................73
Hình 3.33 Bộ phận cắt trục quay thẳng ñứng và nằm ngang.....................................75
Hình 3.34 Nguyên lý làm việc của bộ phận cắt .........................................................76
Hình 3.35 Cấu tạo của bộ phận cắt.............................................................................77
Hình 3.36 Bộ phận cắt có dao quay trong mặt phẳng nằm ngang .............................78
Hình 3.37 Dao cắt .......................................................................................................81
Hình 3.38 ðĩa lắp dao cắt............................................................................................81
ix

1
MỞ ðẦU
Củ cà rốt có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều vitamin, rất tốt cho phụ nữ ñể
cải thiện làn da, chống lão hóa. Cà rốt có thể ăn sống như một loại hoa quả hay chế
biến thành salat, ép làm sinh tố, làm mứt hoặc chế biến thành các món ăn hấp dẫn
khác. Cà rốt là cây nông nghiệp rất ưa chuộng và ñược trồng ở hầu hết các khu vực
trên thế giới.
Ở Việt Nam, trong những năm gần ñây cà rốt là cây nông nghiệp hàng hóa
ñang ñược chú trọng. Những tỉnh ñi ñầu về chuyên canh cây cà rốt là Hải Dương và
Bắc Ninh. Diện tích, sản lượng cà rốt trong cơ cấu giống cây trồng ở các tỉnh này
chiếm tỉ trọng khá lớn. ðặc biệt trong vụ ñông tại các tỉnh ñồng bằng sông Hồng
như Hải Dương 1.300 – 1.500 ha/năm, Bắc Ninh trên 800 ha/năm, Thái Bình trên
200 ha/năm, Nam ðịnh trên 200 ha/năm…sản lượng phần lớn ñạt cho xuất khẩu.
Cây cà rốt góp phần xóa ñói giảm nghèo, phát triển bền vững là cây chủ lực của các
ñịa phương [1].
Quy trình sản xuất cà rốt gồm các công ñoạn chính: làm ñất, gieo hạt, chăm
sóc, thu hoạch và sau thu hoạch.
Thu hoạch là khâu phức tạp nặng nhọc, cần nhiều nhân lực và có tính thời
vụ. Công ñoạn thu hoạch cà rốt ở Việt Nam hoàn toàn ñược thực hiện thủ công. ðến
vụ thu hoạch các gia ñình tập trung theo nhóm ba hoặc bốn người, người lấy thuổng
ñào, nhổ củ, người cắt thân khỏi củ, người gom củ. Việc làm này mất nhiều công
sức, năng suất thấp và chất lượng củ không ñảm bảo.
Ở các nước có nền nông nghiệp hiện ñại việc ứng dụng cơ giới hóa từ khâu
làm ñất, gieo trồng, chăm sóc, ñến thu hoạch ñược thực hiện khá ñồng bộ. Máy
móc, thiết bị hiện ñại. Việc ñưa máy thu hoạch cà rốt vào sản xuất cộng với việc
canh tác tốt ñã ñem lại hiệu quả kinh tế và giảm thiểu sức lao ñộng rõ rệt.
Qua phân tích tình hình thực tế cho thấy cần thiết phải thực hiện tốt việc
cơ giới hóa ñể tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, tăng giá trị thương phẩm,
tăng khả năng tiêu thụ trong nước và tiến tới tăng khả năng xuất khẩu sản phẩm
cà rốt của Việt Nam. Việc áp dụng các loại máy móc có công suất lớn ở nước

2
ngoài thực sự không phù hợp với ñiều kiện Việt Nam và hiệu quả kinh tế kém vì
giá thành máy lên tới hàng trăm ngàn ñô la, sử dụng nguồn công suất lớn. ðể
góp phần nâng cao giá trị thương phẩm của củ cà rốt tạo thuận lợi cho việc phát
triển quy mô canh tác cây cà rốt, việc ứng dụng cơ giới hóa các khâu canh tác và
thu hoạch cà rốt là một yêu cầu cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn hiện nay. Cần
thiết phải xây dựng quy trình cơ giới hóa sản xuất cây cà rốt phù hợp với ñiều
kiện sản xuất ở Việt Nam kết hợp và tận thu nguồn lao ñộng của người nông dân.
Nhiệm vụ cơ giới hóa khâu thu hoạch cà rốt trở thành yêu cầu cấp thiết với các
kỹ sư, nhà nghiên cứu trong lĩnh vực nông nghiệp. ðặc biệt là giải quyết việc cơ
giới hóa sản xuất khâu thu hoạch cây cà rốt.
Xuất phát từ những nhu cầu cấp thiết trên tôi thực hiện ñề tài: “Nghiên cứu
thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với máy kéo
MTZ-50”.
Mục tiêu của ñề tài
Làm cơ sở ñể tạo ra mẫu máy dùng cơ giới hóa canh tác cây cà rốt phù hợp
với ñiều kiện sản xuất ở Việt Nam và ñáp ứng ñược nhu cầu sản xuất công nghiệp
hiện nay tại các vùng chuyên canh cây cà rốt.
Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về cây cà rốt và cơ giới hóa cây cà rốt;
- Phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố: ñiều kiện canh tác, tính chất ñồng
ruộng, kết cấu của máy, tốc ñộ làm việc của máy làm cơ sở thiết kế các bộ phận
chính của máy;
- Nghiên cứu lựa chọn và xây dựng sơ ñồ nguyên lý làm việc của máy;
- Phân tích, lựa chọn nguyên lý làm việc của các bộ phận: bộ phận ñào, bộ
phận kẹp nhổ, bộ phận cắt.
- Tính toán thiết kế một số bộ phận làm việc chính của máy: bộ phận ñào; bộ
phận kẹp nhổ; bộ phận cắt.

3
Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. TỔNGQUANVỀCANHTÁCCÂYCÀRỐTTRONGVÀNGOÀINƯỚC
1.1.1. Nguồn gốc, sự phát triển và tầm quan trọng của cây cà rốt
1.1.1.1. Nguồn gốc, sự phát triển của cây cà rốt
Cà rốt có tên khoa học là Daucus carota. Chi cà rốt chứa khoảng 20÷25 loài
cây thân thảo trong họ Hoa tán, với loài ñược biết ñến nhiều nhất là cà rốt ñã thuần
dưỡng. Chúng có nguồn gốc từ khu vực Bắc Phi, Tây Nam Á và châu Âu với nhiều
màu sắc khác nhau như trắng, vàng, ñỏ và tím ñỏ [2].
Hình 1.1 Hình ảnh cây và ruộng cà rốt.
Các loài cà rốt là các cây thân thảo. Thân mọc thẳng ñứng, rỗng ruột, khía
dọc, phân cành, có lông mọc ngược. Các lá có cuống; mọc cách, các chét lá nhỏ và
hẹp. Các tán hoa mọc ở ñầu cành hay nách lá. Hoa tạp tính, màu trắng hay vàng,
hình tim ngược, với ñỉnh cụp vào trong. Quả hình elip, bị nén ở phần sống lưng.
Cuống lá chẻ ñôi ở ñỉnh. Rễ củ to, dài hình cọc, màu vàng, cam, ñỏ [3].
Cà rốt xuất hiện khoảng 5000 năm trước ñây, khi mà rễ của chúng ñược tìm
thấy ở khu vực Trung Á xung quanh các nước Afganistan và ñược lan rộng dần vào
khu vực ðịa Trung Hải. Sau ñó qua các nước Châu Âu (Tây Ban Nha) vào thế kỷ
VIII, xuất hiện ở Trung Quốc trong thế kỷ XIV và tại Nhật Bản trong thế kỷ XVIII,
cà rốt màu ñỏ da cam xuất hiện ở Hà Lan vào thế kỷ XVII.

4
Cà rốt mới ñược trồng ở Việt Nam trong những năm cuối thế kỷ XIX. Hiện
nay, cà rốt ñược trồng hầu hết ở các tỉnh thành nhưng tập trung chủ yếu ở các tỉnh
miền Bắc (Hải Dương, Bắc Ninh, Nam ðịnh, Thái Bình...), miền ðông Nam Bộ,
Tây Nguyên (Lâm ðồng).
1.1.1.2. Tầm quan trọng của cây cà rốt
Từ 3000 năm trước, người cổ ñại ñã biết dùng cà rốt trong các hoạt ñộng của
ñời sống. Những người Hy Lạp cổ thì dùng cà rốt như một món “bùa mê thuốc lú”;
người Anglo-saxon lại xem nó như một thứ ñể xua ñuổi quỷ dữ, trong khi một số
người lại nghĩ loại củ này tượng trưng cho sự phồn thịnh. Tuy nhiên, cà rốt cũng
sớm ñược phát hiện ra là một loại rau, một loại dược liệu quý. Các nhà y học cổ
truyền phương ñông coi cà rốt như một thứ nhân sâm của người nghèo.
Cà rốt có hàm lượng beta-carotene (tiền vitamin A) nhiều nhất trong các loại
thực phẩm. Beta-carotene là thể hoạt ñộng tích cực nhất của carotene sắc tố giúp
hình thành vitamin A trong thực vật. Trong cà rốt cũng chứa rất nhiều vitamin B, C,
D, E và K; canxi, phốt-pho, kali, natri, một lượng nhỏ kháng chất và protein. Cà rốt
giúp tǎng cường hệ miễn dịch, bảo vệ da dưới tác ñộng ánh nắng mặt trời; giảm
nguy cơ bị bệnh tim cao huyết áp và cải thiện sức khỏe của mắt.
Cà rốt là loại thực phẩm, rau ăn hàng ngày trong mỗi gia ñình. Có nhiều cách
ñể chế biến các món ăn với cà rốt. Có thể ăn sống hay nấu chín với nhiều thực phẩm
khác. Dù ăn cách nào cà rốt vẫn giữ ñược các chất bổ dưỡng. Cà rốt tươi có thể làm
món rau trộn với các rau khác [4].
Trong lĩnh vực khoa học công nghệ cà rốt cũng ñang ñược các nhà khoa học
nghiên cứu. Một số nghiên cứu của các nhà khoa học tại ðại học York (Anh) ñã
phân tách từ cà rốt một loại chất ñạm, dùng ñể chế biến chất chống ñông lạnh. Chất
này dùng ñể lưu trữ tế bào cho mục ñích khoa học; tại ðại học Uwate (Nhật Bản),
nhà nghiên cứu Hiroshi Taniguchi ñã khám phá ra một số loại rau như cà rốt, ớt
xanh... có thể ñược sử dụng ñể chế biến tia laser [4].

5
1.1.2. Tình hình canh tác cây cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.2.1. Tình hình canh tác cây cà rốt trên thế giới
Cà rốt là một trong những loại rau củ phổ biến nhất trên thế giới, ñứng
thứ 2 sau cây khoai tây. Trung Quốc là quốc gia ñứng ñầu về sản lượng cà rốt.
Theo số liệu thống kê của tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO), sản lượng
cà rốt trung bình trong các năm từ 2003-2005 của Trung Quốc chiếm 34%,
ñứng sau là Nga, Mỹ chiếm 7%, Ba Lan 4%, Anh 3%, các nước còn lại chiếm
45% (Hình 1.2) [5].
Hình 1.2 Biểu ñồ sản lượng cà rốt trung bình trong các năm từ 2003-2005
Theo số liệu thống kê năm 2008 của tổ chức FAO thì diện tích, sản lượng,
năng suất, cà rốt của một số nước châu Âu thể hiện ở bảng 1.1.

6
Bảng 1.1. Diện tích, sản lượng và năng suất cà rốt của một số nước Châu Âu
Tên nước Diện tích (ha) Sản lượng (t) Năng suất (t/ha)
Pháp 16700 568000 341
Vương quốc Anh 16700 739500 44.28
Ý 10700 407800 38.11
Hà Lan 7700 476400 61.87
ðức 6900 293400 42.52
Tây Ban Nha 6900 312600 45.30
Bồ ðào Nha 3000 83000 27.67
Bỉ 2800 133400 47.64
Thụy ðiển 1841 80349 43.6
Phần Lan 1800 62000 34.44
Thụy Sĩ 1512 51035 33.75
ðan Mạch 1400 62000 44.29
Hy Lạp 1200 41100 34.25
Na Uy 1200 48500 40.42
Áo 959 30579 31.89
Nguồn:Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc FAOSTAT (2008.
Theo thống kê của tổ chức FAO, trong vòng 10 năm từ 1997 ñến 2007 sản
lượng cà rốt tăng nhanh. Năm 2007 tổng sản lượng củ cà rốt của thế giới là hơn 24
triệu tấn (gấp 1,6 lần so với năm 1997), trong ñó sản lượng của 15 nước ñứng ñầu
thế giới chiếm 18,3 triệu tấn. Trong số các nước dẫn ñầu về sản lượng cà rốt Trung
Quốc ñược xếp thứ nhất, sản lượng trung bình trong 10 năm là 7,5 triệu tấn, tiếp ñến
là Liên bang Nga 1,8 triệu tấn, Ba Lan 1 triệu tấn, Anh 0,8 triệu tấn (bảng 1.2).

Bảng 1.2. Sản lượng cà rốt của một số nước trên thế giới giai ñoạn 1997 – 2007 ðơn vị: (tấn)
Quốc gia 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Trung Quốc 4477698 4514679 4846009 5740164 6111984 7126460 8093079 8295350 8397934 8700000 9105000
Liên Bang Nga 1424150 1160240 1372200 1597090 1575070 1474100 1735760 1762040 1793310 1918370 1900000
Ba Lan 799428 991955 906477 946736 921911 692073 834621 927949 929014 833218 902100
Vương Quốc Anh 623100 617600 673200 725800 760000 731200 698900 768300 832600 807000 859300
Nhật Bản 716100 648100 676700 681700 691300 643700 83800 783500 762100 747500 750000
Pháp 652000 662000 672000 658376 649489 727645 688426 672624 726950 692795 710000
Tây Ban Nha 356695 333250 400562 425357 383311 436099 448349 508822 573067 600000 605000
Ytalia 457829 471806 509849 642065 599500 561442 571200 607188 594815 614530 548537
Hà Lan 350000 277000 448000 385000 378000 422000 432000 471000 487000 541000 545000
ðức 312723 371950 379544 431541 444448 414960 426038 554330 516327 504162 517600
Thổ Nhĩ kỳ 240000 232000 239000 235000 230000 235000 405000 439000 390300 402405 405000
Mexico 306753 319926 363368 376847 355903 370652 338865 385502 370768 381804 385000
Indonesia 227322 332846 286536 326693 300648 282248 355802 423722 440001 391371 360000
Ấn ðộ 340000 340000 340000 350000 350000 350000 350000 350000 350000 350000 350000
Belarus 205700 222200 200200 185000 171000 200000 346327 296301 280897 319166 316000
Thế giới 15822728 15927207 17012513 18465571 18912759 19735731 21254413 22869468 23083354 23562689 24120014
Nguồn:Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc FAOSTAT (04/09).
7

8
Diện tích canh tác cà rốt tập trung ở các nước Trung Quốc, khu vực Trung
ðông, khu vực Châu Âu, Châu Mỹ... thể hiện trên hình 1.3 phần tô màu ñậm.
Hình 1.3 Bản ñồ diện tích canh tác cây cà rốt trên thế giới
1.1.2.2. Tình hình canh tác cây cà rốt tại Việt Nam
Ở Việt Nam, cây cà rốt có thể trồng trên nhiều vùng ñất khác nhau nhưng
thích hợp nhất là trên ñất bazan, ñất cát pha, ñất thịt nhẹ. Cà rốt là cây rau ăn củ
chiếm diện tích, sản lượng khá lớn trong cơ cấu giống cây trồng trong vụ ñông tại
các tỉnh ñồng bằng sông Hồng. Hiện nay, diện tích trồng cà rốt tập trung ở các vùng
rau chuyên canh, Hải Dương 1.300÷1.500 ha/năm, Bắc Ninh 800 ha/năm, Thái
Bình trên 200 ha/năm, Nam ðịnh trên 200 ha/năm [1].
Trên ñịa bàn tỉnh Hải Dương, cây cà rốt ñược trồng từ ñầu những năm 70 của
thế kỷ XX theo ñơn hàng của ngành công thương, là một trong những mặt hàng
xuất khẩu của tỉnh này. Cà rốt ñược trồng phổ biến tại xã: Cẩm Văn và ðức Chính
huyện Cẩm Giàng, diện tích trồng cà rốt ngày càng mở rộng, từ 207 ha năm 2006
lên hơn 500 ha vào năm 2010, chiếm khoảng 40 % diện tích cà rốt toàn tỉnh.
Tại Bắc Ninh, cây cà rốt ñã trở thành cây chủ lực giúp người dân xóa ñói
giảm nghèo, nhiều hộ trở nên giàu có. Huyện Lương Tài, nông dân mở rộng gieo
trồng cây cà rốt lên hơn 400 ha diện tích vụ ñông 2012. ðây là cây trồng thích hợp
với chất ñất bãi ven ñê, tập trung ở các xã: Minh Tân gần 200 ha, Lai Hạ 70 ha,
Trung Kênh 70 ha, An Thịnh 40 ha…. Huyện Gia Bình tổng diện tích trên 110 ha,
phần lớn diện tích trồng cà rốt tập trung chủ yếu ở các xã như: Cao ðức, Vạn Ninh,

9
Thái Bảo và ðại Lai. Do là cây trồng truyền thống, bà con ñã sử dụng kinh nghiệm
gieo trồng của nhà nông, kết hợp với áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản
xuất; bởi vậy cây cà rốt sinh trưởng và phát triển tốt, cho thu hoạch năng suất cao.
Số liệu của Cục Thống kê Bắc Ninh về diện tích cà rốt giai ñoạn vụ ñông
năm 2005-2010 thể hiện qua bảng 1.3.
Bảng 1.3. Diện tích cà rốt của các huyện, thị xã, thành phố trên ñịa bàn tỉnh
Bắc Ninh giai ñoạn 2005-2010.
ðơn vị: (ha)
ðơn vị
Năm
Toàn
tỉnh
Bắc
Ninh
Gia
Bình
Lương
Tài
Quế
Võ
Thuận
Thành
Từ
Sơn
Tiên
Du
Yên
Phong
2005-2006 174 10 30 68 26 11 - - 29
2006-2007 273 13 32 130 39 2 - - 57
2007-2008 251 27 33 157 24 - - - 10
2008-2009 327 31 57 216 18 - - 5
2009-2010 595 35 216 308 30 - - 0 6
Nguồn: Cục thống kê tỉnh Bắc Ninh [6]
Số liệu ở bảng 1.3 cho thấy: diện tích cà rốt tại Bắc Ninh ngày càng ñược mở
rộng qua các năm. ðiều này chứng tỏ cây cà rốt khá thích hợp với ñiều kiện khí hậu
và ñất ñai nơi ñây. Cà rốt là cây trồng có giá trị dinh dưỡng, giá thành cao nên ngày
càng khuyến khích ñược nông dân các ñịa phương mở rộng diện tích. Huyện Gia
Bình, Lương Tài là ñịa phương có diện tích trồng cà rốt nhiều nhất. Do 2 huyện này
có ñất bãi thích hợp cho trồng cà rốt, gần vùng tiêu thụ lớn nên thị trường ñầu ra ổn
ñịnh, khuyến khích ñược người dân mở rộng diện tích. Tiếp ñó là các ñịa phương
như huyện Quế Võ, thành phố Bắc Ninh...
ðà Lạt là ñịa phương canh tác cà rốt có hiệu quả cao. Một số ñịa phương
trồng ñược cà rốt cho củ có màu sắc ñẹp, ñược thị trường ưa chuộng và ñược thu
mua với giá cao hơn từ 10-30% so với các vùng trồng khác. Nhờ tiến bộ khoa học
kỹ thuật nên những mô hình trồng “cà rốt ñẹp” trên ñất ñỏ bazan tại xã Xuân Thọ,

10
ðà Lạt thu ñược từ 43,3- 45,6 tấn/ha. Ở mô hình trồng trên nền ñất pha cát tại
phường 11, ðà Lạt ñạt năng suất 36,5 tấn/ha “cà rốt ñẹp”. Ở mô hình trồng trên ñất
thịt nhẹ tại phường 8, ðà Lạt ñạt năng suất 45 tấn/ha “cà rốt ñẹp” [7].
1.1.3. Quy trình canh tác cây cà rốt
Quy trình canh tác cây cà rốt thực hiện theo các công ñoạn
Hình 1.4 Quy trình canh tác cây cà rốt
1.1.3.1. Chuẩn bị mặt ñồng
Mặt ñồng phải ñược làm sạch trước khi làm ñất. ða phần ñất ñể canh tác cà
rốt là ñất xen canh các cây trồng khác nhau như ngô, ñỗ, dưa, bí, hoặc lúa, vì vậy
trước khi làm ñất cần thực hiện bước chuẩn bị ñồng ruộng: cần thu dọn những thân
cây còn lại của vụ trước, cỏ rác, ñể tránh gây cản trở cho các máy móc và công cụ
làm ñất. Công việc này hiện nay ña phần vẫn ñược thực hiện thủ công.

11
1.1.3.2. Kỹ thuật làm ñất, lên luống
ðối với cây cà rốt, yêu cầu ñất phải có cấu trúc xốp và giữ ẩm tốt ñể hạt dễ
nảy mầm; cây, củ phát triển thuận lợi. Cà rốt trồng trên ñất thịt nhẹ, cát pha, nên
chọn ñất phù sa bãi bồi ven sông ñể trồng cà rốt là tốt nhất. Công ñoạn làm ñất, lên
luống trước khi gieo là một công ñoạn quan trọng. Lớp ñất bề mặt ñến ñộ sâu 30 cm
tính từ mặt luống phải ñược cày, bừa hoặc phay kỹ ñảm bảo ñất tơi xốp. Hiện nay,
việc cơ giới hóa khâu làm ñất còn yếu và thiếu ñồng bộ, công ñoạn làm ñất thường
ñược thực hiện theo nhiều giai ñoạn, chưa ñảm bảo ñược yêu cầu nông học ñối với
việc trồng cà rốt. Tại các vùng chuyên canh cà rốt hiện nay vẫn tồn tại cả 3 hình
thức làm ñất là: làm ñất bằng thủ công, làm ñất bằng sức kéo trâu bò, làm ñất bằng
máy kéo vừa và nhỏ.
Sau khi làm nhỏ ñất bước tiếp ñến là lên luống, tạo rãnh. Luống và rãnh tạo
ñiều kiện cho rễ phát triển tốt, ñất dễ thoát nước và thuận tiện cho việc chăm sóc.
Luống trồng cà rốt phải có bề rộng hợp lý, mỗi luống bố trí 1 hàng hay nhiều hàng,
bề rộng luống từ 0,6÷1,2 m; chiều cao 0,15÷0,3 m. Sau khi lên luống, tạo rãnh kẻ
hàng trên mặt luống theo chiều dọc và sâu khoảng 5 cm.
1.1.3.3. Gieo hạt, trừ cỏ
Dùng hạt giống tốt, chắc, mẩy, có tỷ lệ nảy mầm cao. Ngâm hạt trong nước
từ 8÷10 tiếng, sau ñem ủ từ 1÷3 ngày khi hạt nhú rễ ra là ñược.
Trước khi ñem gieo trộn hạt với ñất bột trắng hoặc vôi bột ñể dễ nhận biết
khi gieo hạt. Hạt có thể gieo bằng máy gieo hạt, các thiết bị tự chế (hình 1.5) hoặc
gieo bằng tay. Khi gieo bằng máy, nên có người ñi theo ñể dặm thêm vào những
chỗ hạt xuống không ñều.
Gieo xong lấp ñất phủ kín hạt, dùng trấu, rơm rạ băm ngắn 3÷4 cm phủ lên
luống. Sau khi gieo hạt tưới nước từ 1÷3 ngày cho bề mặt ñất ổn ñịnh mới phun
thuốc trừ cỏ.

12
Hình 1.5 Thiết bị gieo hạt cà rốt tự chế
a) Thiết bị gieo kiểu bát úp; b) Thiết bị gieo của anh Nguyễn An Hiên
1.1.3.4. Chăm sóc và phòng trừ sâu bệnh
a) Bón phân
Lượng phân bón cho 1 ha cà rốt ñược khuyến cáo theo bảng 1.4.
Bảng 1.4. Lượng phân bón cho 1 ha cà rốt
Loại phân
Tổng lượng
phân bón
(kg / ha)
Trước khi
gieo hạt
Bón thúc
Lần
1
Lần
2
Lần
3
Lần
4
Phân chuồng 10000 - 15000
Bón toàn bộ
khi làm ñất
- - - -
Vôi 1000 - - - -
Lân vi sinh 200 - 300 - - - -
Phân ñạm 150 30 30 30 30 30
Phân lân 120 60 - - - 60
Phân kali 150 10 20 30 30 60
Cây cà rốt cần bón phân sớm, tập trung và cân ñối; hạn chế bón ñạm, nhất là
bón ñạm muộn; không nên phun các chất kích thích sinh trưởng. Cụ thể cách bón và
liều lượng bón như sau:
Trộn toàn bộ phân chuồng ủ mục hoặc phân vi sinh với phân lân rồi ñem bón
lót bằng cách rắc ñều trên mặt luống, nếu lượng phân ít có thể chỉ rắc theo các rãnh
ñường kẻ trên mặt luống.

13
Bón thúc lần 1 khi cây có lá thật sử dụng phân ñạm từ 1÷1,5 kg/sào; hòa ñạm
loãng vào nước rồi tưới ñều cho cây.
Bón thúc lần 2 sau khi tỉa cây sơ bộ (3-4 lá thật); bón ñạm urê, kali với
lượng 1,5 kg/sào.
Bón thúc lần 3 sau khi tỉa ñịnh cây lần cuối, bón ñạm urê, kali: 1,5 ÷ 2 kg/sào.
Bón thúc lần 4 sau khi củ ñã hình thành; bón kali 3÷4 kg/sào. Căn cứ vào thời
tiết, chất ñất, sinh trưởng cây trồng ñể quyết ñịnh lượng ñạm bón cho phù hợp hoặc chỉ
bón (tưới) dặm những chỗ cây có biểu hiện thiếu ñạm.
b) Tưới nước
Tưới nước tạo ẩm cho hạt nảy mầm, cây phát triển thuận lợi. Hệ thống tưới,
tiêu nước cần phải xây dựng có quy hoạch và thuận tiện. Hệ thống này gồm hệ
thống kênh tiêu, hệ thống máy cấp nước, giếng khoan...
Giai ñoạn cây con từ 3 lá ñến tỉa ñịnh cây lần cuối: áp dụng phương pháp
tưới rãnh (hạn chế tưới ẩm quá bề mặt dẫn ñến cà rốt ra củ ngắn).
Giai ñoạn phát triển củ cho ñến trước khi thu hoạch: duy trì ñộ ẩm ñất
khoảng từ: 60-75%. Không ñược tưới rãnh, không ñược tưới quá ẩm, khi có mưa
ruộng phải thoát nước và cũng không ñược ñể ruộng quá khô.
c) Nhổ, tỉa cố ñịnh cây
Khi cây mọc cao 4÷5 cm cần nhổ tỉa bỏ những cây yếu, còi cọc hoặc các cây
mọc dày, không ñể 2 cây cùng 1 hốc, cây cách cây từ 10÷12 cm.
Khi cây cao 7÷10 cm, rễ ñã to bằng que ñan, ta tỉa ñịnh cây lần cuối kết hợp
dọn, nhổ cỏ dại.
d) Phòng trừ sâu, bệnh
Cây cà rốt có rất nhiều ñối tượng sâu, bệnh gây hại.
Ở giai ñoạn ñầu có sâu hại rễ, bệnh lở cổ rễ và chuột. Ở giai ñoạn phát triển
thân lá: thường xuất hiện giòi hại lá, sâu khoang, sâu ño xanh, bệnh phấn trắng,
bệnh nấm hạch, bệnh sương mai... Ở giai ñoạn phát triển củ cho ñến trước khi thu
hoạch: xuất hiện các ñối tượng dịch hại như thời kỳ phát triển thân lá ngoài ra còn
có bệnh thối ñen, thối khô, thối nhũn.

14
1.1.3.5. Thu hoạch
Cây cà rốt có thời gian sinh trưởng từ 100÷130 ngày. Căn cứ vào thời vụ và
nhu cầu tiêu thụ trên thị trường, chúng ta tiến hành thu hoạch. Nếu thời tiết hanh
khô có thể tưới ẩm trước khi nhổ từ 10÷12 tiếng ñể ñất ẩm dễ nhổ.
1.1.4. Tình hình cơ giới hóa thu hoạch cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.4.1. Tình hình cơ giới hóa thu hoạch cà rốt trên thế giới
Ở các nước có nền nông nghiệp hiện ñại, cơ giới hóa ở các vùng chuyên canh
rau củ nói chung và cho vùng chuyên canh cây cà rốt nói riêng từ khâu làm ñất, gieo
trồng, chăm sóc ñến khâu thu hoạch ñược thực hiện khá ñồng bộ. Máy móc, thiết bị
phục vụ cho cơ giới hóa các khâu hiện ñại. Mọi công việc ñều sử dụng máy móc
hiện ñại cho năng suất cao, giải phóng ñược lao ñộng, chủ ñộng trong thời vụ, nâng
cao ñời sống của những người làm nông nghiệp. Máy thu hoạch ñược thiết kế thuận
tiện trong vận hành, máy có thể thu hoạch ñược từ 1ñến 6 hàng. Hình 1.6 giới thiệu
một số mẫu máy thu hoạch cà rốt.
a) b) c)
d) e)
Hình 1.6 Một số mẫu máy thu hoạch cà rốt của nước ngoài
a) máy thu hoạch cà rốt 1 hàng; b) máy thu hoạch cà rốt 2 hàng;
c) máy thu hoạch cà rốt 3 hàng; d) máy thu hoạch cà rốt 4 hàng;
e) máy thu hoạch cà rốt 6 hàng

15
Nguồn ñộng lực ñược trang bị tới hàng trăm mã lực, ñiều kiện ñồng ruộng
tập trung nên các loại máy nông nghiệp nói trên có năng suất cao.
Máy có thể tự hành hoặc liên hợp với máy kéo. Các loại máy thu hoạch cà
rốt có trên thị trường thế giới ñều thực hiện liên hoàn các công việc ñào, phân ly,
vận chuyển cây lên cao, cắt lá, vận chuyển củ lên thùng gom hoặc xe vận chuyển ñi
song song với máy thu hoạch. Máy gồm các bộ phận chính: bộ phận ñào ñể tách,
làm rạn nứt kết cấu của phần ñất chứa củ; bộ phận kẹp nhổ phân ly cây ra khỏi khối
ñất và ñưa ñến bộ phận cắt; bộ phận cắt có nhiệm vụ cắt củ ở một vị trí thích hợp,
thân cây sau khi cắt khỏi củ tiếp tục ñược vận chuyển vào bộ phận gom sau máy
hoặc rải trực tiếp trên mặt ñồng.
Các mẫu máy trên có ưu ñiểm năng suất cao nhưng tồn tại một số nhược
ñiểm: cấu tạo cồng kềnh với bộ phận kẹp nhổ thường treo bên hông, chiều dài lên
ñến 4 m; nguồn ñộng lực lớn thường từ 80 mã lực trở lên ñể ñáp ứng liên hoàn
nhiều công ñoạn; giá thành của liên hợp cao; liên hợp không phù hợp với ñiều kiện
canh tác trên những cánh ñồng có quy mô nhỏ.
1.1.4.2. Tình hình cơ giới hóa thu hoạch cà rốt ở Việt Nam
Qua tìm hiểu thực tế hiện nay việc áp dụng cơ giới hóa vào sản xuất cà rốt
nói chung và khâu thu hoạch nói riêng vẫn ñang còn xa vời ñối với bà con nông
dân. Hiện tại trong nước vẫn chưa có ñơn vị nào nghiên cứu, chế tạo liên hợp
máy. Công ñoạn thu hoạch cà rốt ở Việt Nam hoàn toàn ñược thực hiện thủ công.
ðến vụ thu hoạch, các gia ñình tập trung nhân lực theo nhóm ba hoặc bốn người,
người nhổ củ, người vặt lá, người gom củ. Thu hoạch thủ công mất nhiều công
sức, tư thế làm việc khó khăn, chóng mệt mỏi, năng suất thấp và chất lượng của
củ không ñảm bảo hình 1.7.
Thu hoạch ñòi hỏi nhiều công sức và ảnh hưởng nhiều ñến chất lượng của
sản phẩm. Chính vì vậy phải thực hiện tốt việc cơ giới hóa ñể tăng năng suất và chất
lượng sản phẩm, tăng giá trị thương phẩm, tăng khả năng xuất khẩu. Tuy nhiên,
việc áp dụng các loại máy móc có công suất lớn hiện có ở thị trường nước ngoài
thực sự không phù hợp ở Việt Nam và hiệu quả kinh tế kém vì giá thành máy lên tới
hàng trăm ngàn ñô la, sử dụng nguồn ñộng lực có công suất lớn. Do ñó tại các vùng
chuyên canh tập trung cây cà rốt của Việt Nam hiện nay các máy móc thiết bị phục

16
vụ cho công tác thu hoạch vẫn ñang là xa xỉ ñối với bà con nông dân. Cần thiết phải
xây dựng quy trình cơ giới hóa sản xuất cây cà rốt phù hợp với ñiều kiện sản xuất ở
Việt Nam, kết hợp và tận thu nguồn lao ñộng của người nông dân.
a) b)
c) d)
Hình 1.7 Thu hoạch cà rốt thủ công
a) tưới ẩm trước khi thu hoạch b) nhổ củ bằng tay;
c) cắt lá gom củ thành ñống dưới rãnh; d) gom củ
1.1.4.3. Quy mô và khả năng cơ giới hóa thu hoạch cà rốt trên thế giới và ở Việt Nam
Cây cà rốt chủ yếu ñược trồng ở các nước ñang phát triển như: Afganistan,
Tây Ban Nha, Hà Lan, Trung Quốc, Úc… và một phần ở các nước phát triển như
Mỹ, Pháp, Nhật Bản… Về trình ñộ, công nghệ sản xuất của các nước phát triển có
khác biệt so với các nước ñang phát triển nhất là ñối với các nước Châu Á. Qui mô
sản xuất của các nước này chủ yếu là ở dạng lớn tập trung, trong khi ở nước ta canh
tác cà rốt vẫn tập trung ở các hộ nông dân cá thể. Tuy nhiên, ñiều kiện ñể thực hiện
cơ giới hóa thu hoạch cà rốt ñang ngày càng trở nên hiện thực và cấp thiết bởi sự
thiếu hụt lao ñộng trầm trọng nhất là các ñịa phương chuyên canh cây cà rốt hiện
nay và trong thời gian tới.

17
Những năm trước ñây cơ giới hóa khâu thu hoạch cà rốt ở Việt Nam chưa
thực hiện ñược. Một phần là do việc sản xuất cà rốt theo hướng sản xuất kinh
doanh, xuất khẩu chỉ mới một vài năm gần ñây. Mặt khác quy mô sản xuất ñang còn
nhỏ lẻ, thực hiện chưa ñược ñồng bộ ở các khâu, chưa có chính sách hỗ trợ ñối với
các vùng chuyên canh cây cà rốt... Những năm gần ñây nhờ có các chính sách hỗ
trợ của nhà nước, nhu cầu sử dụng cũng như xuất khẩu mặt hàng này ngày càng lớn
nên việc sản xuất cà rốt ñang có chiều hướng phát triển, tăng cả diện tích lẫn sản
lượng. Có những vùng chuyên canh cây cà rốt diện tích lên ñến vài trăm ha, ñồng
thời với các chính sách dồn ñiền, ñổi thửa, cánh ñồng mẫu lớn... góp phần tích cực
trong việc ứng dụng cơ giới hóa vào sản xuất.
Thực tế cho thấy hiệu quả kinh tế rõ rệt khi thực hiện cơ giới hóa thu hoạch
so với thủ công. Ở nước ta, với phương thức thu hoạch cà rốt bằng phương pháp thủ
công hiện nay thì chi phí khoảng 15÷20 triệu ñồng/ha. Nếu thu hoạch bằng máy có
năng suất thu hoạch 0,1÷0,2 ha/h, một ngày thu hoạch ñược 0,8÷1,6 ha sẽ thay thế
ñược khoảng 60÷100 lao ñộng. ðiều này cho thấy khả năng ứng dụng cơ giới hóa
thu hoạch cà rốt ở nước ta ñể giải quyết vấn ñề lao ñộng là rất lớn và mang lại hiệu
quả cao trong sản xuất nhất là tình hình khan hiếm nhân công ngày càng rõ rệt trong
những năm gần ñây. Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo liên hợp máy thu hoạch cà rốt
có năng suất, chất lượng làm việc phù hợp với ñiều kiện sản xuất, ñáp ứng nhu cầu
cho các vùng nguyên liệu tập trung càng trở nên cấp thiết. Việc trang bị máy thu
hoạch ñưa vào trong sản xuất hiện nay không những giải quyết ñược vấn ñề thiếu
hụt lao ñộng mà còn giải phóng lao ñộng khỏi công việc nặng nhọc, hiện ñại hóa
quá trình sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất. Các nhà máy chế biến có thể chủ
ñộng ñược nguồn nguyên liệu theo kế hoạch, hạn chế sự phụ thuộc vào nguồn nhân
công lao ñộng thủ công.
Qua phân tích trên tôi thấy rằng:
Trên thế giới các thiết bị phục vụ cơ giới hóa thu hoạch cà rốt ñã ñược
nghiên cứu tương ñối ñầy ñủ. Một số nước ñã ứng dụng thành công máy thu hoạch
cà rốt trong sản xuất. Tuy nhiên, nhiều mẫu máy còn cồng kềnh, phức tạp chưa phù
hợp với ñiều kiện ñất ñai, qui mô và yêu cầu của sản xuất ở nước ta.

18
Các nước sản xuất cà rốt ñã thực hiện tốt cơ giới hóa khâu thu hoạch nhất là
ở các nước phát triển. Các bài học kinh nghiệm về cơ giới hóa của các nước này có
thể chọn lọc áp dụng trong quá trình thực hiện cơ giới hóa cây cà rốt ở nước ta. Về
phương diện kinh tế, cơ giới hóa thu hoạch sẽ giải quyết ñược vấn ñề lao ñộng,
cũng như giảm giá thành sản xuất rất lớn, ñồng thời sự thay ñổi cần thiết trong quản
lý và xây dựng kế hoạch sản xuất sẽ tạo ñiều kiện thực hiện cơ giới hóa ñồng bộ tại
những vùng sản xuất cà rốt nguyên liệu tập trung.
Về mặt nghiên cứu thiết bị cho ñến nay ở nước ta chưa có ñơn vị nào nghiên
cứu máy thu hoạch cà rốt. Vì thế ñây là hướng phát triển cho các nhà khoa học cũng
như các doanh nghiệp, ñơn vị sản xuất.
1.2. NGHIÊN CỨU CÁC LOẠI MÁY THU HOẠCH CÂY CÓ CỦ
1.2.1. Máy thu hoạch củ ña năng
Trên thế giới các chủng loại về máy thu hoạch củ rất ña dạng, phong phú
kích cỡ khác nhau tùy theo ñiều kiện, mục ñích sử dụng. Tại Việt Nam, một số
doanh nghiệp ñã nghiên cứu chế tạo thành công mẫu máy thu hoạch củ ña năng
như Công ty cổ phần xây dựng Việt Hưng, trung tâm nghiên cứu tư vấn Cơ ñiện
và xây dựng REMECO… Máy này có thể thu hoạch ñược một số loại cây có củ
như khoai lang, khoai tây, củ cải, cà rốt, hành tây… Máy gồm có các bộ phận
chính như lưỡi ñào thụ ñộng gắn chặt trên khung máy, hệ thống phân ly bởi sàng
(sàng rung, sàng dao ñộng, sàng ống) hay băng giũ kiểu thanh, kiểu xích ống con
lăn. Quá trình làm việc lưỡi ñào tác ñộng vào ñất ở ñộ sâu nhất ñịnh nâng toàn
bộ lượng ñất chứa củ ñưa ñến sàng phân ly hay băng giũ, nhờ nguồn ñộng lực
lấy từ trục thu công suất của máy kéo truyền ñộng ñến tạo dao ñộng cho sàng
hay tạo mô men quay băng giũ. Quá trình va ñập, di chuyển trên sàng hay băng
tải ñất ñược phân li khỏi hỗn hợp do trọng lượng riêng lớn hơn trọng lượng riêng
của củ. Do vậy củ ñược phân ly và nổi trên mặt ñồng. Máy liên kết với nguồn
ñộng lực như máy kéo Kubota, Yanmar 25 Hp, máy kéo MTZ 50 Một số mẫu
máy giới thiệu như hình 1.8, hình 1.9.

19
Hình 1.8 Máy thu hoạch củ do công ty Việt Hưng và REMECO chế tạo
Hình 1.9 Máy thu hoạch khoai tây KCT- 1,4
1-bánh xe tựa ñồng; 2-lưỡi ñào; 3-băng giũ thứ nhất; 4-khung máy;
5-bánh lăn; 6- băng giũ nâng; 7-băng giũ phụ; 8-trục các ñăng
1.2.2. Máy thu hoạch lạc
Năm 2011, tác giả Trần Võ Văn May, khoa Cơ khí - Công nghệ, trường ñại
học Nông lâm Huế cùng nhóm cộng sự ñã sáng chế chiếc máy thu hoạch lạc MDL –
1,2 (hình 1.10a). Tương tự như máy ñào củ khoai lang, khoai tây máy gồm có bộ
phận lưỡi ñào phẳng, dày 6 mm, tôi cứng và góc mài cạnh sắc 300
, sàng lắc thép C
chất lượng tốt. Chiếc máy này còn có khả năng tăng biên ñộ dao ñộng và tần số cho
sàng lắc ñể phá vỡ liên kết lớp ñất. Khi máy hoạt ñộng, 8 lưỡi ñào sẽ cắm sâu xuống
ñất, sau ñó bật tung gốc lạc lên khỏi mặt ñất. Tiếp ñó cây lạc sẽ ñược ñưa về phía
sàng rung lắc nhằm phân li ñất, cát dính trên thân. Kết thúc một quá trình, thân cây
lạc ñược nằm gọn trên mặt ñồng, người nông dân chỉ việc thu gom.

20
KS. Trần ðức Công (Viện Cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ sau thu
hoạch) cùng cộng sự ñã tiến hành thiết kế mẫu máy THL-0.2 (hình 1.10b) có cải
tiến từ mẫu máy thu hoạch lạc của ðài Loan một số cụm chi tiết như thay hộp số di
ñộng vô cấp ñiều khiển bằng thủy lực bằng hộp số máy kéo tay có cải tiến; thay ñổi
kích thước khung gầm máy; thay thùng chứa quả; giảm khe hở sàng làm sạch từ
13÷14 mm xuống còn 8÷9 mm cho phù hợp với kích củ lạc của Việt Nam; cải tiến
lắp thêm một số bộ phận phụ trợ...
Máy liên hợp THL-0.2 có kết cấu và nguyên lý làm việc không quá phức tạp,
phù hợp với trình ñộ công nghệ chế tạo trong nước.
Nguyên lý hoạt ñộng của máy: bộ phận gom cây giúp dựng cây lên dẫn
hướng về bộ phận kẹp; bộ phận ñào sẽ cắt ñứt liên kết giữa phần ñất chứa củ và
phần ñất phía dưới; 2 dây xích kẹp nhổ có nhiệm vụ nâng và giũ sạch ñất bám dính
trên củ, sau ñó chuyển ñến bộ phận tách củ (gồm 2 trống quay ngược chiều nhau) củ
ñược tách khỏi thân cây; hỗn hợp ñược ñưa ñến sàng, quạt làm sạch và chuyển ñến
thùng chứa. Thân cây sau khi tuốt ñược trải thẳng và giữ nguyên thân trên mặt
ñồng, phục vụ rất tốt cho việc chăn nuôi, làm phân bón.
Máy có năng suất 0,2 - 0,22 ha/giờ. Quá trình thử nghiệm cho kết quả rất khả
quan: tỷ lệ ñào nhổ sót 1,5%, tỷ lệ bứt sót quả 1%, tỷ lệ quả vỡ 3%. Do nguyên liệu
và vật tư chế tạo máy ñược sử dụng hoàn toàn ở trong nước nên rẻ hơn 30% so với
máy nhập ngoại có chức năng tương ñương. Máy giúp giảm trên 90% công lao ñộng
và 30 - 40% chi phí so với thu hoạch bằng phương pháp thủ công hiện nay.
a) b)
Hình 1.10 Máy thu hoạch lạc

21
1.2.3. Máy thu hoạch sắn
Mẫu máy ñào sắn ðS-1 do cán bộ Bộ môn Cơ học kỹ thuật, khoa Cơ ñiện,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội chế tạo [8].
Máy ñào sắn ðS-1 là máy ñào một hàng, ñược liên hợp với máy kéo MTZ-
50 khi làm việc. Máy có cấu tạo ñơn giản gồm có bộ phận ñào, bộ phận phân ly và
các bộ phận phụ trợ khác: Bộ phận truyền ñộng, khung và bánh xe.
Bộ phận ñào là loại lưỡi ñào thụ ñộng gồm 3 lưỡi hình tam giác phẳng, gắn
cố ñịnh trên khung bằng thép tiết diện chữ nhật.
Bộ phận phân ly ñất của máy ñào sắn ðS-1 làm việc theo nguyên tắc của
sàng lắc. Nó ñược cấu tạo bởi các thanh thép tròn ñường kính 8 mm; thanh lắc dài
L1, thanh ngắn L2 ñược bố trí xen kẽ nhau có khoảng cách và ñược ñịnh vị bởi các
ống phân cách. Các thanh lắc ñược tựa trên hai trục trong và trục ngoài. Trục trong
sàng lắc ñược tựa trên 2 gối ñỡ, trục ngoài liên hệ với cơ cấu truyền ñộng bởi tay
biên có khóa ñiều chỉnh góc lắc của sàng.
Bộ phận truyền ñộng của máy ñào sắn ðS-1 có nhiệm vụ truyền ñộng từ trục
thu công suất của máy kéo cho sàng lắc dao ñộng với tần số và biên ñộ thích hợp nhằm
phá vỡ liên kết ñất củ. Bộ phận phân ly ñược bố trí ngay phía sau bộ phận ñào.
Trong quá trình làm việc lưỡi ñào sẽ cắt lớp ñất có củ sâu dưới ñáy luống,
lớp ñất chứa củ qua lưỡi ñào ñược nâng dần lên bị rạn nứt và làm tơi 1 phần, tiếp
theo rơi xuống sàng lắc. Trong quá trình làm việc nhờ bộ phận truyền ñộng và cơ
cấu biên tay quay sàng lắc ñược lắc lên, lắc xuống quay quanh ổ ñỡ trục trong của
sàng. Sàng lắc gây biến dạng và va ñập làm thay ñổi quỹ ñạo chuyển ñộng của lớp
ñất củ, phá vỡ hoàn toàn liên kết giữa củ và ñất, một phần ñất tơi ñược lọt qua các
thanh sàng rơi xuống mặt ñồng trước khi củ rơi xuống. Người ñi sau gom các gốc
sắn trên mặt ñồng thành ñống.
Năm 2010 TS. Hà ðức Thái cùng các thành viên Khoa Cơ ñiện, trường ðại
học Nông nghiệp Hà Nội thực hiện ñề tài cấp nhà nước cho ra ñời 8 mẫu máy phục
vụ cho nhiều công ñoạn sản xuất sắn như: Cuốc vùi, xới phay, chuẩn bị hom sắn,
băm thân lá sắn và ñào nhổ củ sắn liên hợp...
Máy ñào nhổ củ sắn liên hợp gồm có các bộ phận chính như lưỡi ñào dạng
nêm phẳng, ñào theo nguyên lý thụ ñộng, có bề rộng làm việc 900 mm; bộ phận kẹp

22
nhổ làm việc theo nguyên tắc kẹp dạng ñai kẹp có chiều dài 2000 mm và ñặt
nghiêng so với phương ngang 300
÷450
có nhiệm vụ kẹp nhổ và vận chuyển khối củ
vào thùng chứa; bộ phận truyền ñộng cho bộ phận kẹp nhổ là truyền ñộng thủy lực.
Quá trình làm việc liên hợp máy ñược liên kết sau máy kéo MTZ-80/82, bộ
phận ñào tác dụng sâu vào ñất, phá vỡ sơ bộ liên kết giữa củ sắn và ñất sau ñó nâng
dần lên và ñưa ñến bộ phận kẹp nhổ. Bộ phận kẹp nhổ ñược truyền ñộng bằng ñộng
cơ thủy lực, thông qua bộ truyền bánh răng vận tốc của hai nhánh ñai như nhau, cây
sắn ñược kẹp vào giữa khe hở hai nhánh ñai và ñược nâng dần lên khỏi mặt ñất ñưa
về phía thùng chứa.
Hình 1.11 Liên hợp máy thu hoạch sắn
1.3. NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ VÀ THIẾT KẾ TỔNG
THỂ LIÊN HỢP MÁY THU HOẠCH CÀ RỐT
1.3.1. Nghiên cứu lựa chọn nguyên lý làm việc của máy
Qua tìm hiểu một số mẫu máy thu hoạch cà rốt ñang ñược sử dụng rỗng rãi,
ta thấy các máy làm việc dựa trên một số nguyên lý như sau.
a) Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào, phân ly bởi sàng lắc
Máy gồm có hai bộ phận làm việc chính là bộ phận ñào và sàng phân ly, hoạt
ñộng tương tự như các máy thu hoạch một số loại củ, nông sản như thu hoạch khoai
tây, hành tây, khoai lang….
Khi máy làm việc, bộ phận ñào có nhiệm vụ tác ñộng vào ñối tượng, tách
khối ñất và củ, một phần làm vỡ khối ñất ñồng thời ñưa toàn bộ hỗn hợp về bộ phận
sàng phân ly. Nguồn ñộng lực ñược dẫn ñộng từ trục thu công suất của máy kéo.
Quá trình làm việc sàng ñược rung ñộng bởi cơ cấu 4 khâu trong hệ thống. Sàng lắc

23
gây biến dạng và va ñập làm thay ñổi quỹ ñạo chuyển ñộng của khối ñất chứa củ,
phá vỡ hoàn toàn liên kết ñất, củ. ðất ñược lọt xuống dưới qua các khe, rãnh của
sàng xuống mặt ñồng trước khi củ rơi xuống. Củ cà rốt ñược phân ly và nổi trên mặt
ñồng. ðối với loại máy làm việc theo nguyên lý này thì có ưu ñiểm là cấu tạo ñơn
giản, gọn nhẹ, trọng tâm máy thấp nên làm việc ổn ñịnh, vốn ñầu tư máy thấp, các
máy dễ cơ ñộng và thích nghi với ñiều kiện sản xuất qui mô vừa và nhỏ. Nhược
ñiểm là khi liên hợp máy làm việc cần công suất máy lớn ñể sàng toàn bộ lượng ñất
ñưa lên cùng cà rốt, cấu tạo của sàng phải chế tạo vững chắc. Gây xây sát, gãy củ,
tỷ lệ sót cao do có những củ bị vùi trong ñất. Ngoài ra trước khi thu hoạch phải
chuẩn bị mặt ruộng sạch sẽ, cắt thân cây khỏi củ, sau khi thu hoạch củ ñược rải trên
mặt ñồng do vậy thêm công ñoạn phải thu gom.
Hình 1.12 Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào và phân ly bởi sàng lắc
1- trục lăn ñất; 2 - sàng trước; 3 - sàng sau
b) Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào và phân ly nhờ băng giũ trong
quá trình vận chuyển lên thùng chứa
Khi liên hợp máy làm việc, bộ phận ñào tác ñộng phía dưới ở ñộ sâu nhất
ñịnh, tách khối ñất, ñồng thời vận chuyển khối ñất ñưa lên băng giũ. Hệ thống băng
giũ có nhiệm vụ vừa chuyển củ về thùng vừa phân ly củ khỏi hỗn hợp. Nhánh trên
băng giũ tựa trên ñĩa xích elip. Do ñó khi làm việc, tạo nên lực giũ mạnh, xúc tiến
quá trình phân ly ñất khỏi củ. Hỗn hợp sau khi ñi qua hệ thống băng tải củ cà rốt
ñược tách khỏi và dồn về thùng chứa hoặc rơmooc vận chuyển ñi kèm. Ưu ñiểm của
liên hợp máy này là năng suất cao, thu hoạch nhanh gọn, giải phóng ñược nhiều lao
ñộng thủ công, thông thường sử dụng ñể thu hoạch theo luống 4 ñến 6 hàng.

24
Nhược ñiểm là kích thước máy lớn, chiều dài bộ phận băng tải cồng kềnh, mất
cân bằng trong quá trình làm việc. Ngoài ra nó chỉ thích hợp với các khu vực
chuyên canh lớn, chi phí ñầu tư ban ñầu cao… ðể thu hoạch theo phương pháp này
thì cần thêm công ñoạn cắt thân cây cà rốt trước khi máy làm việc.
Hình 1.13 Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý ñào phân ly nhờ băng tải
c) Máy thu hoạch cà rốt theo nguyên lý kẹp nhổ
Máy thu hoạch cà rốt tại các nước có vùng chuyên canh cà rốt lớn ñược
sản xuất theo nguyên lý kẹp nhổ. Máy có thể tự hành hoặc liên kết với máy kéo.
Theo nguyên lý này, bộ phận làm việc chính của máy gồm lưỡi ñào, bộ phận kẹp
nhổ, bộ phận cắt lá và bộ phận gom củ. Hệ thống kẹp nhổ dùng dây ñai. Trong
quá trình làm việc lưỡi ñào tác ñộng vào ñất làm vỡ sơ bộ liên kết, bộ phận kẹp
nhổ giữ cây nâng dần cây lên ñồng thời phân ly tách ñất ñưa ñến bộ phận cắt, củ
ñược cắt rời khỏi thân và rơi vào thùng chứa hoặc ñược băng tải chuyển lên
rơmooc ñi kèm. Máy có thể thu hoạch một hàng hoặc nhiều hàng. Theo phương
pháp thu hoạch này, năng suất máy cao, khả năng làm sạch củ tốt và mức ñộ cơ
giới cao. Tuy nhiên ñể máy làm việc tốt ñòi hỏi quá trình canh tác phải có mức
ñộ ñồng bộ cơ giới hóa cao từ khâu làm ñất, gieo hạt ñến khâu thu hoạch, khoảng
cách hàng ñủ lớn ñể máy làm việc ñược.

25
Hình 1.14 Máy thu hoạch cà rốt bằng phương pháp kẹp nhổ
Qua nghiên cứu, xét ñến ưu ñiểm, nhược ñiểm của mỗi nguyên lý. Tôi lựa
chọn phương án thu hoạch theo hàng; làm việc theo nguyên lý ñào và kẹp nhổ ñể
thiết kế cho liên hợp máy thu hoạch cà rốt.
1.3.2. Nguyên lý cấu tạo, quá trình làm việc của máy thu hoạch cà rốt
a) Nguyên lý cấu tạo
Sơ bộ thiết kế liên hợp máy thu hoạch cà rốt theo hàng có cấu tạo cơ bản
gồm những bộ phận sau:
Hình 1.15 Liên hợp máy thu hoạch cà rốt theo hàng
1- máy kéo; 2- bộ phận ñào; 3- bộ phận kẹp nhổ; 4- bộ phận cắt;
5- khung ñỡ chính; 6- thùng chứa;7- cơ cấu nâng hạ giàn kẹp

26
- Máy kéo
Máy kéo (1) là nguồn ñộng lực chính ngoài ra có nhiệm vụ là cơ cấu treo
toàn bộ máy thu hoạch cà rốt nhờ các ñiểm treo chính và phụ trên máy kéo. Với
ñiều kiện làm việc của liên hợp máy như trên ta chọn máy kéo bánh hơi. Chọn
nguồn ñộng lực thiết kế cho liên hợp máy là loại máy kéo MTZ-50.
- Bộ phận ñào
Bộ phận ñào (2) là bộ phận tác ñộng trực tiếp vào ñất nhờ lưỡi ñào, làm giảm
khả năng liên kết của ñất với củ cà rốt tạo ñiều kiện cho quá trình nhổ củ ñược dễ
dàng. Bộ phận ñào ñược liên kết chắc chắn với khung nhờ liên kết ngàm.
- Bộ phận kẹp nhổ
Bộ phận kẹp nhổ (3) cấu tạo gồm khung giàn kẹp, các bánh ñai dẫn ñộng, cơ
cấu truyền ñộng, các con lăn và cơ cấu căng ñai. Khung giàn kẹp có chiều dài rất
lớn nên phải có kết cấu cứng vững không bị võng khi làm việc. Bộ phận kẹp nhổ
ñược liên kết với khung chính nhờ khớp quay giúp ñiều chỉnh góc nâng của giàn
kẹp và một ñầu ñược liên kết với cơ cấu nâng hạ.
- Bộ phận cắt
Bộ phận cắt (4) ñược ñặt ở ngay phía dưới cuối giàn kẹp có nhiệm vụ cắt rời
củ cà rốt khỏi thân và củ rơi xuống máng về thùng chứa. Bộ phận làm việc chính
của bộ phận cắt là dao cắt.
- Khung ñỡ chính
Khung ñỡ chính (5) ñược cấu tạo nhờ các thanh thép hộp hoặc thép V hàn
chắc với nhau, là bộ phận rất quan trọng trong máy thu hoạch cà rốt, nó chịu phần
lớn tải trọng của máy, là giá ñể lắp các bộ phận khác. ðối với máy thu hoạch cà rốt
do ñiều kiện làm việc máy liên kết treo bên hông máy kéo, khi ñó lực tác ñộng lệch
tâm vì vậy yêu cầu ñộ cứng vững cao. Ngoài ra trên khung ñỡ chính có thiết kế 3
ñiểm treo ñể liên kết với 3 ñiểm treo của máy kéo.
- Thùng chứa
Thùng chứa (6) là một thùng lớn nằm ngay phía sau máy kéo, ñược liên kết
với khung ñỡ chính nhờ các thanh ngang làm bằng thép hộp. Khi củ cà rốt ñầy thì
cửa thùng chứa mở ñưa khối củ ra ngoài.

27
- Bộ phận nâng hạ giàn kẹp
Bộ phận nâng hạ giàn kẹp (7) ñược ñặt trên khung dầm nằm ở gầm trước
máy kéo, khung dầm ñược liên kết với máy kéo nhờ mối ghép bulong chắc chắn.
Bộ phận làm việc chính của cơ cấu nâng hạ giàn kẹp là 1 cụm xilanh thủy lực.
Nhiệm vụ nâng hạ ñiều chỉnh góc ñộ giàn kẹp khi máy làm việc và khi di chuyển
trên mặt ñồng.
b) Quá trình làm việc của máy
Khi máy làm việc, lưỡi ñào tác ñộng vào ñất ở một ñộ sâu nhất ñịnh phá vỡ
liên kết ñất. Khối ñất chứa củ sẽ trượt qua bề mặt lưỡi ñào và ñược làm vỡ sơ bộ.
Khi cây cà rốt di chuyển ñến cuối lưỡi ñào ñược bộ phận kẹp tác ñộng kẹp chặt, nhổ
cây và vận chuyển ñến dao cắt. Tại ñây, củ cà rốt ñược cắt rời khỏi thân ở khoảng
cách nhất ñịnh, sau ñó củ rơi xuống máng trượt về thùng, thân cây theo giàn kẹp
ñưa ra ngoài.
Khi máy di chuyển trên ñường hoặc chạy không trên ñồng thì nhờ cụm
xilanh thủy lực nâng toàn bộ giàn kẹp lên một khoảng so với mặt ñồng tạo ñiều kiện
cho máy di chuyển dễ dàng. Khi máy làm việc thì cụm xilanh hạ xuống ñến vị trí
yêu cầu. Bộ phận nâng hạ ñóng vai trò là 1 ñiểm treo phụ giúp giữ giàn kẹp và bộ
phận ñào ở vị trí làm việc nhất ñịnh, ñồng thời ổn ñịnh giàn kẹp tránh lực ngang gây
lắc giàn kẹp.
1.3.3. Yêu cầu kỹ thuật
- Liên hợp máy phải có kết cấu ñủ cứng vững, chắc chắn ổn ñịnh trong quá
trình làm việc.
- Liên hợp máy phải có kết cấu ñơn giản, tiết kiệm không gian, dễ chế tạo và
sửa chữa bảo dưỡng.
- Liên hợp máy phải có tính cơ ñộng tốt, dễ quay vòng ñầu bờ và thuận tiện
trong di chuyển.
- Liên hợp máy phải dễ ñiều khiển, ñiều chỉnh trong quá trình làm việc.
- Vì làm việc trong ñiều kiện chịu lực và ma sát lớn với ñất nên bộ phận ñào
phải có ñộ bền và chịu mòn tốt, khung máy phải vững chắc.
- Năng suất làm việc 0,1 ñến 0,2 ha/h.

28


n
Chương 2. ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ðối tượng
- Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ thu hoạch cà rốt và các vấn ñề liên quan.
- Tìm hiểu các máy thu hoạch củ nói chung và thu hoạch cà rốt nói riêng.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Thông qua các môn học, các tài liệu trong và ngoài nước, trên mạng Internet,
các diễn ñàn…Từ ñó tìm hiểu, nghiên cứu ứng dụng các công nghệ về thu hoạch
cây củ nói chung cây cà rốt nói riêng trên thế giới và ở Việt Nam. Thu thập thông
tin sử dụng các phương pháp tiên tiến ñể xử lý các thông tin, ñề xuất lựa chọn
phương án, các giải pháp thích hợp thỏa mãn các nhu cầu ñặt ra phù hợp với tình
hình nước ta.
2.2.2. Phương pháp ñiền dã
ðiều tra hiện trạng về ñồng ruộng nhằm xác ñịnh ñặc ñiểm, ñịa hình, các yêu
cầu nông học của máy cần ñáp ứng; ño ñạc, kiểm tra một số thông số về tính chất
cơ, lý tính của ñất, sự phân bố củ trong ñất, khoảng cách giữa các hàng…; tiếp cận
ñối tượng, ño ñạc, thu thập một số thông số liên quan ñến cây cà rốt ñường kính củ,
chiều dài thân cây, ñường kính thân cây, khối lượng cây… làm cơ sở cho việc tính
toán thiết kế, ñề xuất, lựa chọn hình dạng, kết cấu của một số bộ phận làm việc.
2.2.3. Phương pháp xử lí số liệu ño ñạc
ðể sử lý số liệu thực nghiệm ta dùng phương pháp xác suất thống kê toán học.
Sau khi ño n lần lặp lại ñược các giá trị xi (i = 1,2,…,n) và tính các giá trị trung bình
theo công thức.
1 n
Phương sai là: 2

1
.
n
n 1 i1
(xi  x)2
x  xi
i1
- biểu thị sự khuyếch tán của kết quả ño ñạc.

29
Sử dụng luật phân phối chuẩn theo quy tắc 3 ñể kiểm tra lại ñộ tin cậy của
các số liệu với những số liệu nghi ngờ.
2.2.4. Phương pháp thiết kế máy nông nghiệp
Tìm hiểu lý thuyết về công nghệ, sử dụng các kiến thức lý thuyết tính toán
máy nông nghiệp, cơ học máy, thiết kế chi tiết máy, các phần mềm vẽ và thiết kế
máy (Autocad, Inventer, Solid work…) ñể giải quyết các nhiệm vụ của ñề tài.
Thiết kế chép mẫu: thiết kế chi tiết, các cụm chi tiết máy...
Thiết kế cải tiến một số bộ phận của máy hoặc tổng thể máy cho phù hợp với
ñiều kiện canh tác, quy mô sản xuất của nước ta.

30
Chương 3. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC TRONG LIÊN HỢP MÁY
THU HOẠCH CÀ RỐT
3.1. KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC, CƠ LÝ TÍNH CỦA CÁC
ðỐI TƯỢNG
3.1.1. Khảo sát khoảng cách cây, luống và hàng trồng cà rốt
Khảo sát ño ñạc thực tế tại xã ðức Chính huyện Cẩm Giàng tỉnh Hải Dương
ñã thu ñược những số liệu và ñã xử lý theo phương pháp xác suất thống kê toán học.
Khoảng cách giữa 2 cây kề nhau trong 1 hàng: 8 cm
Khoảng cách hàng: 40 cm
Bề rộng phân bố củ a: 18 cm
Mật ñộ cây trên 1 m (1 hàng): 24 cây
Chiều cao luống b: 18 cm
a) Sơ ñồ phân bố cây cà rốt trong 1 hàng
2- Bề mặt cắt ngang luống cà rốt
Hình 3.1 Khảo sát xác ñịnh các thông số cơ bản

31
3.1.2. Khảo sát cơ lý tính của ñất
- ðộ chặt của ñất ở ñộ sâu 10 cm: 2,28 N/cm2
- ðộ ẩm: 35 %
- Hệ số ma sát của ñất với thép: 0,97
- Lực nhổ khi chưa làm rạn vỡ sơ bộ ñất: 90 N
- Lực nhổ sau khi làm rạn vỡ sơ bộ ñất: 68 N
3.1.3. Khảo sát ñặc ñiểm, cơ lý tính của cây cà rốt
- ðường kính củ cách gốc 3 cm: 2,5 cm
- ðường kính thân cây (phần cuống) cách gốc 10 cm: 1,5 cm
- Chiều dài củ h: 15 cm
- Chiều dài toàn cây L: 60 cm
- Lực kéo làm ñứt cây: 230 N
- Góc ma sát giữa thân cây và ñai cao su: 430
- Khối lượng toàn bộ cây: 200 g
3.2. MÔ HÌNH VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN ðÀO
3.2.1. Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật
Nhiệm vụ của bộ phận ñào
Bộ phận ñào có nhiệm vụ ñào ngầm ở một ñộ sâu nhất ñịnh, phá vỡ kết
cấu ñất nhưng không lật ñất, không chuyển ñất, làm giảm liên kết của ñất với củ
cà rốt, tạo ñiều kiện cho việc nhổ củ ñược dễ dàng tránh hiện tượng củ bị ñứt gãy
trong lòng ñất.
Yêu cầu kỹ thuật
- Bộ phận ñào phải có khả năng làm vỡ sơ bộ kết cấu ñất nhưng không làm
lật ñất.
- Bộ phận lưỡi ñào của bộ phận ñào phải có khả năng tự mài sắc trong quá
trình làm việc, không bị cong vênh, nứt vỡ.
- Kết cấu cứng vững, dễ dàng chế tạo, kiểm tra và sửa chữa.
- Bộ phận ñào phải có khả năng ñiều chỉnh ñộ sâu làm ñất.

32
3.2.2. Lựa chọn nguyên lý và kết cấu cho bộ phận ñào
Xuất phát từ việc thu hoạch cà rốt theo hàng, ñiều tra khảo sát sự phân bố củ cà
rốt trong hàng cho thấy nó không quá lớn. Mặt khác máy làm việc trên ñồng ruộng có
cơ tính của ñất nhẹ. Chính vì vậy việc lựa chọn kết cấu của bộ phận ñào phải khác với
các bộ phận ñào của các máy thu hoạch khác. Qua nghiên cứu các máy thu hoạch củ
tôi lựa chọn bộ phận ñào có kết cấu như hình 3.2. Bộ phận ñào gồm lưỡi ñào phẳng
liên kết với tấm kê nhờ các bulong ñầu chìm, tấm kê liên kết ngàm với trụ ñào nhờ
các mối hàn.
Hình 3.2 Cấu tạo bộ phận ñào
1- trụ ñào; 2- lưỡi ñào; 3- tấm kê; 4- ốp khung
Cấu tạo bộ phận ñào gồm có:
Trụ ñào (1) là chi tiết truyền lực cho lưỡi ñào làm việc, liên kết với khung
ñào nhờ ốp khung (4), phía trước phần thân dưới trụ ñào ñược mài sắc cạnh ñể cắt
ñất và cây cỏ rác.
Khung ñào có nhiệm vụ làm giá lắp trụ ñào vì vậy khung ñào cần ñủ ñộ cứng
vững cần thiết, không bị cong khi máy làm việc.

33
Lưỡi ñào (2) là chi tiết trực tiếp tác dụng vào ñất nhằm cắt ñứt liên kết của
ñất với khối củ tạo ñiều kiện cho việc nhổ ñược dễ dàng. Vì vậy lưỡi ñào cần ñảm
bảo yêu cầu khi làm việc: không bị cong, vênh, nứt… và có khả năng tự mài sắc
trong quá trình làm việc.
Tấm kê (3) liên kết với trụ ñào thành một giá cứng vững ñể lắp lưỡi ñào, ñảm
bảo cho lưỡi ñào làm việc ổn ñịnh khi ăn sâu vào trong lòng ñất. Trong quá trình gia
công giá lắp lưỡi ñào ñược hàn cố ñịnh lên trụ ñào và ñược khoan các lỗ ñể bắt
bulong với lưỡi ñào.
Ốp khung (4) của có nhiệm vụ cố ñịnh trụ ñào trên khung thành một khối
vững chắc. Trong quá trình làm việc ốp khung chịu lực và mô momen lớn. Ngoài ra
nó dùng ñể ñiều chỉnh ñộ sâu làm ñất của lưỡi ñào.
3.2.3. Nghiên cứu thiết kế lưỡi ñào
3.2.3.1. Phân tích các dạng luỡi ñào [9]
Quá trình cơ giới hoá thu hoạch cây có củ ñã hình thành một hệ thống máy rất
phong phú. Các chủng loại máy có thể khác nhau về nguyên lý làm việc của bộ
phận ñào hay bộ phận phân ly. Mỗi nguyên lý ñều có ưu nhược ñiểm riêng.
a. Lưỡi ñào phẳng
Quá trình làm việc của lưỡi ñào như một chiếc nêm ñơn giản ñi vào ñất.
Các thông số cơ bản của lưỡi ñào phẳng là các góc α, γ và chiều dài L. Lưỡi
phẳng lắp công – xôn vào ñế tựa. Khoảng cách giữa 2 lưỡi cần có khe hở ñể thoát các
loại cây cỏ. ðể ngăn ngừa ñá không kẹt vào các thanh băng giũ và mép sau của lưỡi,
thường mép sau của lưỡi lắp khớp với một số răng có chiều dài từ 100÷150 mm.
Hình 3.3 Lưỡi ñào phẳng

34
b. Lưỡi ñào phân ñoạn
Hình 3.4 Cấu tạo lưỡi ñào phân ñoạn
1- lưỡi ñào; 2- giá ñỡ lưỡi ñào.
Ưu ñiểm: Cấu tạo ñơn giản chế tạo dễ dàng, giá thành thấp phù hợp với công
nghệ chế tạo có trình ñộ chế tạo chưa cao.
Nếu chọn góc α của lưỡi phù hợp thì cho phép ñất và khối củ trượt trên lưỡi và
làm sạch mặt lưỡi.
Nhược ñiểm: Trong khi nâng ñất lên dễ bị tách ra hai bên và hiện tượng ùn
ñất. Nhược ñiểm này thấy rõ nhất khi làm việc ở ñất cát tơi xốp. Mặt khác lưỡi
này không có tác dụng làm rạn nứt sơ bộ ñất ban ñầu tạo ñiều kiện làm việc cho
bộ phận phân ly.
c. Lưỡi ñào lòng máng
Lưỡi ñào lòng máng gồm 2 phần: phần phải và phần trái, giữa các phần có khe
hở 30÷50 mm ñể thoát cây cỏ.
Ưu ñiểm: Khắc phục ñược hiện tượng ñất tràn ra hai bên quá trình ñào chủ yếu
tập trung vào vùng chứa củ ở giữa luống.
Nhược ñiểm:
+ Gây ra hiện tượng dính ñất ở chỗ lượn cong,
+ Do yêu cầu lưỡi cong mà công nghệ chế tạo phức tạp hơn, trình ñộ cao hơn
và giá thành ñắt.

35
Hình 3.5 Cấu tạo lưỡi ñào lòng máng
1. lưỡi phải; 2. bộ phận rẽ; 3. giá ñỡ lưỡi;
4. thanh ăn khớp; 5. khớp của thanh.
Tuỳ thuộc vào tính chất tác dụng của lưỡi ñào vào ñất mà người ta có thể phân
chia ra loại lưỡi ñào thụ ñộng và lưỡi ñào chủ ñộng.
d. Lưỡi ñào thụ ñộng
Lưỡi ñào gắn cố ñịnh và khung máy, lưỡi tác ñộng vào ñất do kết quả lực
kéo của máy kéo truyền vào khung máy và lưỡi ñào. Loại lưỡi ñào này có kết
cấu ñơn giản, chắc chắn. Loại lưỡi ñào này ñược sử dụng nhiều trên các máy
thu hoạch cây có củ.
Loại lưỡi ñào này có nhược ñiểm là hỗn hợp củ chỉ rạn nứt và phân ly sơ bộ,
khả năng truyền tải kém. Khi làm việc với ñất cát tơi dễ xảy ra hiện tượng ùn.
e. Lưỡi ñào chủ ñộng
Lưỡi ñào có chuyển ñộng tương ñối so với khung máy khi làm việc ở những
máy có bộ phận phân ly kiểu băng giũ. Còn các máy có bộ phận phân ly với sàng
lắc thì lưỡi ñược gắn vào sàng ñể cùng dao ñộng với sàng hoặc lưỡi ñược dẫn ñộng
ñộc lập và có dao ñộng lệch pha 1800
so với sàng ñể khử lực quán tính của hai bộ
phận này gây nên.

36
Ưu ñiểm: Khả năng tự làm sạch của lưỡi ñào cao, lực cắt ñất nhỏ và có tác
dụng phá vỡ lớp ñất ngay trên lưỡi ñào tạo ñiều kiện cho quá trình phân ly trên
bộ phận phân ly. Lưỡi ñào có khả năng truyền tải cao tránh ñược hiện tượng ùn
ñất trên lưỡi ñào.
Những lưỡi ñào này có kết cấu phức tạp lắp ráp yêu cầu cao hơn. Khi lưỡi ñào
làm việc sinh ra lực quán tính gây ra rung ñộng máy.
3.2.3.2. Lựa chọn hình dạng và kích thước lưỡi ñào
Lưỡi ñào ñược chọn ñể làm việc có dạng phẳng. Vì vậy tính toán của lưỡi
ñào dựa trên cơ sở lý thuyết về nêm phẳng [9].
Dựa trên ñiều kiện làm việc của lưỡi là ñào ñược khối củ và ñể khối củ trượt
trên bề mặt. Từ cơ sở các số liệu về củ cà rốt ñã thu thập ñược trong thực tế, nghiên
cứu lý thuyết về nêm ñất và các vấn ñề liên quan ñến nêm ñất tài liệu [9] tôi chọn
lưỡi ñào có hình dạng như sau: Lưỡi ñược chọn có dạng phẳng, phần thân hình chữ
nhật, phần ñầu ñầu lưỡi hình tam giác. Quá trình làm việc của lưỡi như nêm 2 mặt
với các thông số cơ bản góc nâng α, góc tách ñất γ, chiều dài L và bề rộng lưỡi B.
a. Chọn bề rộng lưỡi ñào
Qua ñiều tra khảo sát ta thấy bề rộng phân bố củ cà rốt hai bên tim hàng là 18
cm, khoảng cách giữa 2 hàng 40 cm. Tuy nhiên, trong quá trình máy di chuyển,
hình dạng luống không tuyệt ñối thẳng, ñể ñảm bảo khi làm việc lưỡi quét hết toàn
bộ khối ñất chứa củ ñể không bị sót củ thì bề rộng lưỡi ñào phải ñủ lớn. Ta chọn sơ
bộ lưỡi ñào có bề rộng b = 25 cm.
b. Chọn chiều dài lưỡi
ðể ñào ñược và di chuyển khối củ lên cho bộ phận kẹp thì chiều dài của lưỡi
phải ñảm bảo ñủ dài ñể ñảm bảo chức năng của nó ñồng thời hạn chế chiều dài ñể
giảm lực cản kéo và hạn chế sự ùn tắc của ñất và củ cà rốt trên bề mặt lưỡi ñào. Ta
chọn sơ bộ chiều dài lưỡi là 28 cm.
c. Chọn góc cạnh sắc của lưỡi
ðể giảm lực cắt ñất thì ñầu lưỡi phần hình thang phải có cạnh sắc. Theo [12] thì
cạnh sắc lưỡi ñào thích hợp là 350
÷400
. Ta chọn góc cạnh sắc của lưỡi ñào là 400
.

37
d. Chọn góc tách ñất γ (hay góc doãng 2γ) của phần ñầu lưỡi
ðây là góc nhọn có vai trò giảm lực cắt ñất, và tự mài sắc lưỡi trong quá
trình lưỡi làm việc. ðiều kiện ñể ñảm bảo cắt có trượt T > F.
Từ hình vẽ 3.6, ta có thể lập biểu
thức quan hệ của T với N như sau
T = N/tgγ suy ra γ<π/2-φ
Trong ñó, φ là góc ma sát giữa ñất
và vật liệu làm lưỡi.
Theo thí nghiệm ño ñược thì góc
ma sát giữa ñất và lưỡi ñào φ = 440
Nên γ < 900
- 440
= 460
Hình 3.6 Các lực tác dụng lên lưỡi ñào
ðể ñảm bảo cắt ñất có trượt và ñộ bền của lưỡi ñào chọn γ = 400
.
e. Chọn góc nghiêng (góc ăn sâu) của lưỡi ñào
Góc nghiêng α của lưỡi ñược chọn thoả mãn ñiều kiện:
π/2 – φ > α.
Trong ñó:
φ: là góc ma sát. Với ñất tơi xốp thì góc ma sát thường là 400 450
.
α: là góc nghiêng của lưỡi ñào so với phương ngang của ñất. Với ñất tơi ta
chọn α = 170
.
Sau khi tính toán lựa chọn các thông số hình học của lưỡi ñào tôi thiết kế
lưỡi ñào có hình dạng như hình 3.7.

38
Hình 3.7 Cấu tạo lưỡi ñào
3.2.3.3. Xác ñịnh lực tác dụng lên lưỡi ñào
Việc lựa chọn các kích thước lưỡi ñào như trên thì lực cản kéo tác dụng lên
máy ñược tính bằng công thức của viện sĩ V.P. Gơriatskin
P = fG +kabn +εabnv2
(N) (3.1)
Thành phần thứ nhất fG ñặc trưng cho lực cản vô ích không ñáng kể.
Thành phần thứ ba εabnv2
là lực chi phí ñể hất lật thỏi ñất có tiết diện ab
sang bên cạnh cũng bằng không (vì ε = 0).
Thành phần thứ hai kabn là ñặc trưng cho lực cản có ích.
Trong ñó k là lực cản riêng của lưỡi ñào. Theo bảng 3.1 ñối với máy thu
hoạch cà rốt làm việc trên ñất cát pha hoặc ñất thịt nhẹ.
Chọn k = 0,5 kG/cm2
= 5 N/cm2
;
a là ñộ sâu ñào ñất theo số liệu khảo sát ñộ dài củ là 15 cm nên chọn ñộ sâu
ñào ñất là a = 18 cm.
n = 1 là số lưỡi ñào
Do ñó P = 5.18.25.1 = 2250 N

39
R R R
Rx
Bảng 3.1. Phân loại ñất khô theo lực cản riêng khi cày [9]
Loại ñất
ruộng khô
Lực cản riêng
k (kG/cm2)
Tỷ lệ so với diện
tích ñất trồng (%)
Vùng sản
xuất tập trung
Thịt nặng > 0.7 35 Vùng thấp
Thịt trung bình 0.5÷0.7 45 Vùng ñất cao
Thịt nhẹ < 0.5 25 Vùng ñất trung du
Trong quá trình làm việc lưỡi
ñào còn chịu lực ma sát nên lực tác
dụng lên lưỡi thực tế ñược tính theo
công thức:
Rx = R.sin(α+φ) = R.sin(170
+ 440
)
Phân tích:
–→

–→
x 
–→
y
Rx = P = 2250 N Hình 3.8 Lực tác dụng lên lưỡi ñào
R 
sin 


2250
sin17  44

 2570N
Ry  R.cos(  )  2570.cos(17  44)  1245N
3.2.4. Xác ñịnh lực tác dụng lên tấm kê, kiểm tra bền, xác ñịnh các thông
số tấm kê
Lưỡi ñào liên kết với tấm kê bằng các bulong ñầu chìm bề mặt lưỡi ñào song
song với bề mặt tấm kê chính vì thế mà lực tác dụng lên tấm kê R có phương, chiều
và ñộ lớn bằng với lực tác dụng lên lưỡi ñào. Lực tác dụng lên lưỡi ñào là lực phân
bố ñều, do vậy ñể ñơn giản trong tính toán tôi thay lực phân bố bởi lực tập trung.
Lực này tính tại vị trí nguy hiểm nhất. Xuất phát từ hình dạng lưỡi ñào tôi chọn sơ
bộ kích thước tấm kê 260x130xa. Với a là bề dầy tấm kê.

40
 
Chọn hệ trục tọa ñộ Oxyz như hình vẽ 3.9
Hình 3.9 Sơ ñồ lực tác dụng lên tấm kê
Chiếu R lên phương x, phương y ta ñược các lực Rx, Ry chiều như hình vẽ.
ðộ lớn Rx = R.cosφ= 2570.cos440
= 1850 N
Ry = R.sinφ = 2570.sin440
= 1785 N
Lực Rx; Ry tác ñộng lên tấm kê gây ra một mô men tại ngàm có giá trị:
Mymax = Rx.260/2 = 240500 Nmm
Mxmax = Ry.260/2 = 232050 Nmm
Theo công thức 6.8 [10]
 max

M x max
x

M ymax
y
   (3.2)
Sử dụng cách giải ñúng dần
1  x M y max

M xmax 
x 
   
y 

k  x
y

130
a

41
 
Trong ñó a là bề dày tấm kê
x  a.
1302
6
M x max

 x
M
y
 

y max
[σ]: ứng suất cho phép, với thép lấy [σ] = 16 kN/cm2
= 160 N/mm2
Thay các giá trị tính ñược a = 8,6 mm. Chọn bề dày tấm kê a = 9 mm
Vậy kích thước tấm kê là 260x130x9 mm.

130.92
Tính y
6
Kiểm tra lại công thức 3.2
M x max
max
x

M y max
y
 147 N / mm 2
   160N / mm 2
Vậy tấm kê ñủ bền.
3.2.5. Kiểm tra bền cho mối hàn
Xác ñịnh các lực tác dụng lên mối hàn.
Chọn hệ trục toạ ñộ O’x’y’z’ như hình 3.10. Rời các lực tác dụng lên tấm kê
về trục O’x’y’z’ ta ñược các lực tương ứng và mô men tương ứng.
Hình 3.10 Lực, mô men tác dụng lên mối hàn

42
Lực tác dụng lên mối hàn
R’x = R.cosφ = 1850 N (vuông góc với bề mặt tấm kê)
R’y = R.sinφ = 1785 N
R’x; R’y gây ra cắt mối hàn
Mô men Mx = R’y.130 = 1785.130 = 232050 Nmm.
My= R’x.130 = 240500 Nmm
Mx; My gây xoắn (biến dạng cắt mối hàn)
Chọn bề rộng trụ ñào là 100 mm. Tính ñược chiều dài ñường hàn
l = 100/cos170
= 105 mm
Chọn ñường cao hàn k = 8 mm
Với thép chọn [τ] = 8 kN/cm2
= 80 N/mm2
Ứng suất cắt do các lực R’x; R’y
Rx '
x
Ry '
y

R'
x
2.0,7.k.l

R'
y
2.0,7.k.l

1850
2.0,7.8.105

1785
2.0,7.8.105
 1,58N / mm2
 1,52N / mm2
(3.3)
(3.4)
Ứng suất cắt do các mô men Mx; My
 My

M y
y
(3.5)

l.(2.0,7.k)2


y
6
2195
 My

 Mx

M y

240500
y 2195
M x
 109,55N / mm2
(3.6)
x

l.2
2.0,7.k
x
6
 20580
 Mx
 M x

232050
x 20580
 11,3N / mm2
   R
'
 M y
 1,58 109,55  111,12N / mm2
(3.7)
max x x


x

43
2
max x max y
2
2
max x max y
2
y
x
y
 max y  
Ry '
 Mx
 1,52 11,3  12,82N / mm2
(3.8)
 max  = 111,86 N/mm2
> [τ] = 80 N/mm2
(3.9)
Chọn lại kích thước mối hàn
Chọn chiều cao ñường hàn k = 10 mm
Chọn bề rộng trụ ñào là 130 mm
l = 130/cos170
= 136 mm
Tính kiểm nghiệm lại mối hàn
Rx '
x
Ry '
y

R'
x
2.0,7.k.l

R'
y
2.0,7.k.l

1850
2.0,7.10.136

1785
2.0,7.10.136
 0,97N / mm2
 0,94N / mm2

l.(2.0,7.k)2


y
6
4442,6
 My
 M y

240500
y 4442,6
 54,13N / mm2

l.2
2.0,7.k


6
43157,3
 Mx
 M x


x
232050
43157,3
 5,37N / mm2
 max x   Rx '
 My
 0,97  54,13  55,1N / mm2
 max y  
Ry '
 Mx
 0,94  5,37  6,31N / mm2
 max  = 55,46 N/mm2
≤ [τ] = 80 N/mm2
Mối hàn ñủ bền.
3.2.6. Tính kích thước trụ ñào
3.2.6.1. Tính lực tác dụng lên trụ ñào
Gọi bt: bề dày trụ ñào
ht: Bề rộng trụ ñào
h: Chiều cao cao trụ ñào theo kết cấu máy có h = 900 mm



44
Rx
Lực tác dụng lên trụ ñào gồm hai thành phần
- Lực tác dụng trực tiếp lên trụ ñào
Quá trình làm việc trụ ñào có bề dày nên theo công thức của viện sĩ V.P.
Gơriatskin ta tính ñược lực do ñất tác ñộng trực tiếp vào trụ ñào [9].
P0 = kabt (N)
Trong ñó k là lực cản riêng của lưỡi ñào k = 0,5 kG/cm2
= 5 N/cm2
;
a là ñộ sâu ñào ñất a = 18 cm.
bt: bề dày trụ ñào
Phần dưới trụ ñào ñược mài cạnh sắc nên lực cản do ñất tác ñộng vào nhỏ.
ðể ñơn giản trong tính toán bỏ qua thành phần này.
- Lực tác ñộng gián tiếp thông qua lưỡi ñào
Rx = P = 2250 N
R 
sin 


2250
sin17  44

 2570N
Ry  R.cos(  )  2570.cos(17  44)  1245N
Rời các lực từ lưỡi ñào về hệ trục tọa ñộ Oxyz ta ñược các lực và các mô
men theo hình 3.11.
Hình 3.11 Sơ ñồ các lực tác dụng lên trụ ñào

Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với Máy kéo mtz-50.docx

Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với Máy kéo mtz-50.docx

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với Máy kéo mtz-50.docx

Similar to Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với Máy kéo mtz-50.docx (20)

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Nghiên cứu thiết kế một số bộ phận làm việc của máy thu hoạch cà rốt liên hợp với Máy kéo mtz-50.docx