Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về công nghệ và thiết bị đào mương để phục vụ tưới tiêu cho hoa màu ở Đồng bằng sông Cửu Long Trên thế giới và trong nước đã có nhiều công trình nghiên cứu, thiết kế một số loại máy chuyên đào, nạo vét kênh mương và các máy đào công sự. Một số công trình đã công bố về ứng dụng các loại máy làm đất công dụng chung để đào mương dẫn nước tưới cho hoa màu và rạch hàng trồng mía, tuy nhiên chưa có công trình nào công bố về máy chuyên đào mương để dẫn nước tưới cho hoa màu. Đặc biệt là vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nơi có diện tích đất nông nghiệp lớn nhất cả nước.
Sau đây, xin giới thiệu một số loại máy tạo rãnh mương, nguyên lý làm việc khác nhau để làm cơ sở lựa chọn nguyên lý và kết cấu của máy đào mương dẫn nước liên hợp với máy kéo MTZ-50. Máy rạch hàng R-2 Máy rạch hàng R-2 [9] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1. Máy rạch hàng R-2 1-Khung máy; 2-Lưỡi rạch; 3-Cánh diệp 4 Máy làm việc theo nguyên tắc chung của bộ phận làm việc bị động là tách đất sang hai bên, đồng thời nâng lên và đẩy ra trước làm di chuyển khối đất trước lưỡi rạch và trượt trên bề mặt cánh diệp tạo thành rãnh. Máy liên hợp với máy kéo ĐT-75, MTZ-50 là máy tạo rãnh dạng cánh diệp, cho phép hoàn chỉnh khoảng cách rãnh từ 0,91,4m.
Máy tạo rãnh sâu 3540cm so với đỉnh luống, đáy rãnh rộng 1012cm. Kiểu máy này đã được sử dụng trên đất mía ở các nước Cuba, Australia, Ấn Độ v.v… Máy rạch hàng R-2 đã được ứng dụng rộng rãi trên đất mía tại vùng nguyên liệu mía đường ở nước ta và dẫn nước tưới cho hoa màu. Ưu điểm là cấu tạo đơn giản, giảm số lần đi lại của máy trên đồng so với rạch hàng bằng máy R-1 hoặc các phương pháp cải tiến như cày trụ lưỡi diệp và cày đĩa. Nhược điểm là làm tơi đất kém, lực cản kéo lớn, vì vậy chỉ sử dụng trên đất đã đạt độ nhỏ cần thiết, khi cần tạo rãnh có độ sâu phải sử dụng máy kéo lớn, khó tạo rãnh có kích thước đáy lớn.
Máy đào mương kiểu phay K-30A, K-30B, KHK-15 Máy đào mương kiểu phay K-30A, K-30B, KHK-15 [13] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1. Máy đào kiểu phay K-30A 1- Khung treo máy; 2- Trục cácđăng; 3-Khung đất; 4- Lưỡi cắt đất; 5-Hộp số phay; 6-Tấm vét đất 5 Các loại máy này đã nghiên cứu và chế tạo tại Liên Xô (cũ), đây là các máy đào dạng phay được sử dụng để đào mương tiêu nước và ngăn côn trùng phá hại cây trồng. Máy động lực có công suất động cơ từ 50100 mã lực, các máy này làm việc ở vận tốc từ 3 đến 4,2km/h với năng suất từ 32240m2/h, độ sâu làm việc từ 16120cm, bề rộng rãnh từ 630cm tùy theo từng loại máy. Vận tốc quay vòng của trống phay đối với loại K-30A, K-30B là 160v/ph, đối với loại KHK-15 là 480v/ph.
Năng suất chung của cả ba loại máy khoảng 3,6m2/h. Máy chỉ dùng để đào các mương có kích thước bé, bề rộng mương 15cm, độ sâu 30cm. Máy đào mương kiểu phay kép KH-1200 Máy đào mương kiểu phay kép KH-1200 [22] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1. Sơ đồ máy đào kiểu đĩa phay kép KH-1200 1- Đĩa phay; 2- Hộp số phay; 3 - Lưỡi cắt 6 Máy KH-1200 do nhà máy chế tạo máy thủy lợi Modir (Liên xô cũ) chế tạo.
Bộ phận công tác của máy gồm hai đĩa phay hình côn 1 có trục phay vuông góc với mái kênh, đĩa phay quay theo chiều nghịch, trên đĩa có lắp lưỡi cắt 2 cắt đất từ dưới lên trên và lưỡi vung đất về hai bên. Độ sâu làm việc của bộ phận công tác được điều chỉnh nhờ hệ thống xi lanh thủy lực. Năng suất máy đào loại này rất cao 8-15m3/h nhưng công suất tiêu thụ không lớn. Vận tốc quay vòng của đĩa phay 10-15m/s.
Độ văng xa của thỏi đất 50-100cm. Máy có thể làm việc tốt trên đất thịt và đất cát pha. Máy đào mương kiểu ro to - vít tải Máy đào mương kiểu ro to - vít tải [3] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1. Sơ đồ bộ phận đào rô to - vít tải 1.
Tấm gạt đất; 2-Vít tải; 3-Roto; 4- băng tải 7 Máy có cấu tạo gồm ro to gầu 3, có trục quay nằm ngang, hai vít tải hình côn hoặc hình trụ 2 và các tấm gạt 1 làm sạch kênh ở phía sau hay hai bên. Nguyên lý làm việc của máy như sau: Rô to quay quanh trục và chuyển động tịnh tiến, cắt đất và đào phần giữa tiết diện kênh, hai vít tải đào hai bên mái và chuyển vào rô to, phía sau có tấm gạt làm sạch kênh. Máy đào mương rô to - lưỡi cắt Máy đào mương rô to - lưỡi cắt [14] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1. Sơ đồ bộ phận đào rô to - lưỡi cắt 1- Trống hình côn gắn lưỡi cắt; 2- Rô to; 3- Băng tải Là loại máy đào kiểu rô to hình nón 1, trên rô to lắp một hoặc nhiều dãy lưỡi cắt, phía sau lắp lưỡi gạt để làm sạch và phẳng đáy kênh.
Đất cắt bằng lưỡi cắt sẽ được chuyển vào băng tải 3. Máy đào có thể đào kênh sâu 0,651,8m, chiều rộng đáy 0,61m. 8 Máy đào mương kiểu trục vít xoắn đứng 1KL và 1KL-20 Máy đào mương kiểu trục vít xoắn đứng 1KL và 1KL-20 [15] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1. Sơ đồ máy đào mương kiểu vít đứng 1- Máy kéo; 2- Cơ cấu treo; 3- Trục các đăng; 4- Bộ phận đào kiểu vít; 5- Lưỡi cắt; 6-Tấm gạt đất Viện nghiên cứu máy nông nghiệp Trung Quốc đã nghiên cứu chế tạo máy đào rãnh kiểu trục vít xoắn đứng 1KL và 1KL-20 liên hợp với máy kéo nhỏ dùng để đào mương ứng dụng cho dẫn nước và trồng mía, máy có những ưu điểm kết cấu đơn giản, phối lắp hợp lý.
Kích thước và chất lượng rãnh đào thích hợp cho trồng mía, bề rãnh B = 20-30cm, độ sâu làm đất đạt 40cm, năng suất đạt 1350m/h, chi phí năng lượng 140Wh/m3 và tính vung đất tốt. Đồng 9 thời Viện đã nghiên cứu và chế tạo máy đào mương dạng đĩa, máy gồm đĩa có đường kính 0,8-1,0m, trên đĩa lắp tấm thép vừa có tác dụng như lưỡi tung đất. Máy có khả năng làm việc thích hợp trên đất đã làm đất nhiều lần. Máy đào mương xả phèn XR-25 Máy đào mương xả phèn XR-25 [7] có sơ đồ cấu tạo như sau (hình 1.
Máy đào mương xả phèn XR - 25 1- Đĩa phay; 2- Lưỡi cắt; 3- Lưỡi gạt; 4- Tấm vét; 5- Hộp số phay; 6- Tấm chắn Năm 1985, Viện Cơ - điện nông nghiệp đã nghiên cứu thành công máy đào mương xả phèn và dẫn nước đã đưa ra mẫu máy phù hợp với điều kiện sản xuất ở Đồng bằng sông Cửu Long. Máy làm việc theo nguyên lý chủ động quay thuận, mô men được truyền từ trục thu công suất qua trục các đăng, hộp số 5 và dẫn động đĩa phay 1. Đất được các lưỡi dao cắt 2 và được tấm gạt 3 10 vung lên đập vào tấm chắn 6 văng ra xa không tạo thành bờ. Đáy mương được tấm vét 4 làm sạch, kích thước mương đào bé, bề rộng mương 0,35m, độ sâu 0,30m.
Máy có khả năng đào với năng suất 0,0375m3/s, chi phí năng lượng riêng 0,5KW/giờ. Còn nhiều loại máy đào mương khác nữa được ứng dụng trong sản xuất như: Các máy đào mương dẫn nước kiểu thụ động theo bằng phát minh số 4266490, 4450778 của Quick. Tổng quan các công trình nghiên cứu về khả năng kéo, bám, ổn định và tiêu hao nhiên liệu của máy kéo và máy liên hợp trong và ngoài nước Máy kéo bánh hơi được sử dụng khá phổ biến trên nhiều nước trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như: Nông nghiệp, lâm nghiệp, vận chuyển nông, lâm sản, xây dựng, khai thác mỏ… Những nghiên cứu cơ bản về thiết kế, chế tạo hệ thống mới thay thế hệ thống cũ và đánh giá các đặc tính về kéo, bám, ổn định, quay vòng, tiêu hao nhiên liệu đã được đề cập trong nhiều tài liệu nước ngoài, tiêu biểu trong lĩnh vực này là những nhà khoa học người Nga (Liên Xô cũ), có thể kể ra một số công trình tiêu biểu như sau: Gueinov. năm 1975 đã nghiên cứu thực nghiệm các thông số kéo, bám của máy kéo bánh hơi T40 L [7].
năm 1966 đã nghiên cứu sự làm việc máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong điều kiện đồi núi [12] Nguyễn Kính Thảo đã nghiên cứu động lực học kéo của hệ thống máy kéo bánh hơi Lâm Nghiệp dùng trong chặt chăm sóc [10] S. ZuKov đã nghiên cứu thực nghiệm của bán rơmooc chủ động loại lực kéo 6KN [18] Kononhenko. P đã nghiên cứu tính chất kéo và ổn định của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ ở vùng đồi núi [17] 11 KuZnhesov. P đã nghiên cứu tính chất kéo bám của máy kéo bánh hơi [19] Makaorav.
FN đã nghiên cứu sự làm việc của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong điều kiện đồi núi [16] Eghipchi.E đã nghiên cứu các thông số sử dụng của máy kéo vận xuất được cải tiến từ máy kéo K700 A [20] Chuđacov.A: nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán máy kéo và ôtô [21] Trần Công Hoan năm 1968 đã nghiên cứu những cơ sở lý thuyết và thực nghiệm để phát triển cơ giới hóa khai thác gỗ ở nước Việt Nam Dân Chủ Cộng Hòa 1968 [8]. Ở nước ta hiện nay đang sử dụng rất nhiều chủng loại máy kéo bánh hơi và máy xích vào các lĩnh vực sản xuất nông, lâm nghiệp như: MTZ 50/52; 80/82; DT75; C100; T54; T62; Fiat; D65; D85… Hầu hết được nhập khẩu từ những năm 80 của thế kỷ trước, nhiều kết cấu đã lạc hậu, không phù hợp với điều kiện sản xuất nông, lâm nghiệp hiện nay của Việt nam. Các nghiên cứu ứng dụng cụ thể ít được công bố, đặc biệt là nghiên cứu về kéo, bám, ổn định và tiêu hao nhiên liệu còn rất khiêm tốn.