Nghiên Cứu Thiết Kế và Chế Tạo Máy Phun Thuốc Trừ Sâu Bệnh

Trong bối cảnh nền nông nghiệp Việt Nam đang hướng tới hiện đại hóa, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh đóng vai trò… 95 trang.

• Đề tài: Nghiên Cứu Thiết Kế và Chế Tạo Máy Phun Thuốc Trừ Sâu Bệnh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình nghiên cứu
• 1.2. Lý do chọn đề tài
• 1.3. Giới hạn đề tài
• 1.4. Kết cấu của đồ án
• 1.5. Tiến độ thực hiện
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Quy trình phun thuốc trừ sâu bệnh
• 2.2. Yêu cầu của việc phun thuốc trừ sâu
• 2.3. Cơ sở tính toán phun áp suất trừ thuốc trừ sâu bệnh
• 2.4. Cơ sở tính toán công suất động cơ
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY
• 3.1. Sơ đồ nguyên lý/Thiết kế kết cấu
• 3.2. Thiết kế khung xe
• 3.3. Tính toán thiết kế hệ thống truyền động
• 3.3.1. Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động
• 3.3.2. Lực cản
• 3.3.3. Công suất tổng quát của động cơ
• 3.3.4. Chọn hệ thống bơm phun
• 3.4. Phân loại máy
• 3.5. Cấu tạo máy phun theo nguyên tắc áp suất
• 3.6. Tính toán kiểm tra và điều chỉnh máy phun thuốc
• 3.7. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bơm
• 3.8. Phân phối tỉ số truyền
• 3.9. Bộ truyền đai
• 3.9.1. Chọn loại đai
• 3.9.2. Thông số hình học của đai
• 3.10. Tính toán cho bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
• 3.10.1. Chọn vật liệu
• 3.10.2. Mômen xoắn trên trục bánh dẫn
• 3.10.3. Số chu kỳ làm việc của cơ sở
• 3.10.4. Số chu kỳ làm việc tương đương
• 3.10.5. Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng
• 3.10.6. Ứng suất tiếp xúc cho phép
• 3.10.7. Ứng suất uốn cho phép
• 3.10.8. Hệ số tập trung tải trọng theo chiều rộng vành răng
• 3.10.9. Khoảng cách trục cho bộ truyền bánh răng
• 3.10.10. Môđun răng
• 3.10.11. Tổng số răng
• 3.10.12. Tỉ số truyền khi chọn số răng
• 3.10.13. Các thông số hình học chủ yếu của bánh răng
• 3.10.14. Vận tốc vòng bánh răng
• 3.10.15. Chọn cấp chính xác
• 3.10.16. Hệ số tải trọng động
• 3.10.17. Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc
• 3.10.18. Hệ số dạng răng
• 3.10.19. Ứng suất uốn tính toán
• 3.11. Tính toán thiết kế trục và phớn trục
• 3.11.1. Chọn vật liệu làm trục
• 3.11.2. Xác định sơ bộ đường kính trục
• 3.11.3. Xác định khoảng cách giữa các gối đỡ và điểm đặt lực
• 3.11.4. Chiều dài các trục
• 3.11.5. Xác định trị số các lực
• 3.11.6. Đường kính các đoạn trục
• 3.11.7. Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi
• 3.11.8. Kiểm nghiệm trục về độ bền tĩnh
• 3.11.9. Kiểm nghiệm độ bền then
• 3.12. Tính toán thiết kế vỏ hộp giảm tốc
• 3.12.1. Các kích thước cơ bản của hộp giảm tốc
• 3.12.2. Đường kính
• 4. CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO
• 4.1. Quy trình công nghệ gia công chi tiết
• 4.2. Khung đỡ bình chứa dung dịch
• 4.3. Bánh xe
• 4.4. Giá đỡ máy phun thuốc trừ sâu bệnh
• 4.5. Trục chiều dài 500 mm
• 4.6. Trục chiều dài 230 mm
• 5. CHƯƠNG 5: THỰC NGHIỆM
• 5.1. Kiểm tra các thông số đã tính toán
• 5.2. Một số hình ảnh của máy phun thuốc trừ sâu
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Toàn cảnh nghiên cứu thiết kế máy phun thuốc trừ sâu

Trong bối cảnh nền nông nghiệp Việt Nam đang hướng tới hiện đại hóa, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh đóng vai trò then chốt. Đây không chỉ là một đề tài khoa học kỹ thuật mà còn là giải pháp cấp thiết nhằm nâng cao năng suất, giảm thiểu sức lao động và bảo vệ sức khỏe cho người nông dân. Các nghiên cứu tổng quan cho thấy, việc chuyển đổi từ phương pháp phun thủ công sang sử dụng máy phun thuốc bảo vệ thực vật tự hành hoặc bán tự động là xu hướng tất yếu. Các công trình trong và ngoài nước đã giới thiệu nhiều mô hình, từ xe kéo đơn giản, xuồng phun thuốc cho đến các hệ thống phức tạp hơn như drone phun thuốc hay robot nông nghiệp. Tuy nhiên, nhiều sản phẩm ngoại nhập có chi phí cao và chưa hoàn toàn phù hợp với điều kiện địa hình, canh tác đặc thù tại Việt Nam. Do đó, mục tiêu của các đề tài nghiên cứu trong nước là tạo ra những thiết bị phun thuốc trừ sâu hiệu quả, giá thành hợp lý và dễ vận hành, góp phần thúc đẩy quá trình tự động hóa nông nghiệp và xây dựng một nền nông nghiệp thông minh 4.0 bền vững. Việc nghiên cứu này đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức cơ khí nông nghiệp, kỹ thuật điều khiển và hiểu biết sâu sắc về thực tiễn sản xuất.

1.1. Tầm quan trọng của cơ khí nông nghiệp trong thời đại 4.0

Ngành cơ khí nông nghiệp là xương sống của quá trình hiện đại hóa sản xuất nông sản. Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, vai trò này càng trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Việc áp dụng máy móc không chỉ giúp giải phóng sức lao động, giảm chi phí nhân công mà còn tăng độ chính xác và đồng đều trong các khâu canh tác. Đặc biệt, trong lĩnh vực bảo vệ thực vật, các máy phun thuốc trừ sâu hiện đại giúp tối ưu hóa lượng hóa chất sử dụng, đảm bảo thuốc được phân tán đều, tiếp cận đúng đối tượng sâu bệnh và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Đây là tiền đề để phát triển các mô hình canh tác an toàn, bền vững và nâng cao giá trị nông sản trên thị trường quốc tế.

1.2. Phân loại các thiết bị phun thuốc trừ sâu phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện có nhiều loại thiết bị phun thuốc trừ sâu khác nhau, có thể phân loại dựa trên nguồn động lực và nguyên tắc hoạt động. Phổ biến nhất là các loại máy phun đeo vai truyền thống, máy kéo đẩy không động cơ, và các loại xe phun tự hành. Gần đây, các công nghệ tiên tiến hơn đã xuất hiện như máy bay không người lái nông nghiệp (drone phun thuốc) và robot phun thuốc trừ sâu. Mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng: máy truyền thống chi phí thấp nhưng năng suất không cao và ảnh hưởng sức khỏe; xe tự hành nâng cao hiệu quả nhưng chi phí đầu tư lớn; drone linh hoạt nhưng dung tích bình chứa còn hạn chế. Việc nghiên cứu và lựa chọn mô hình phù hợp với quy mô và loại cây trồng là yếu tố quyết định đến hiệu quả phun thuốc trừ sâu.

II. Các thách thức lý do cần chế tạo máy phun thuốc BVTV

Phương pháp phun thuốc truyền thống đang bộc lộ nhiều hạn chế nghiêm trọng, là động lực chính thúc đẩy các hoạt động nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh. Thách thức lớn nhất đến từ ảnh hưởng trực tiếp của hóa chất độc hại đến sức khỏe người nông dân. Tài liệu nghiên cứu cho thấy, hàng năm có hàng nghìn ca ngộ độc thuốc bảo vệ thực vật, phần lớn do tiếp xúc trực tiếp khi phun xịt thủ công. Bên cạnh đó, việc mang vác bình phun nặng nề trong thời gian dài gây ra các vấn đề về xương khớp và suy giảm sức lao động. Về mặt kỹ thuật, phương pháp thủ công không đảm bảo được sự đồng đều của lượng thuốc phun, dẫn đến tình trạng nơi thừa, nơi thiếu, làm giảm hiệu quả phun thuốc trừ sâu và gây lãng phí hóa chất. Năng suất lao động thấp, tốn nhiều thời gian và chi phí nhân công cũng là một rào cản lớn. Do đó, việc chế tạo một máy phun thuốc bảo vệ thực vật chuyên dụng, phù hợp với điều kiện Việt Nam là một yêu cầu cấp bách để giải quyết đồng bộ các vấn đề về an toàn lao động khi phun thuốc, kinh tế và môi trường.

2.1. Phân tích tác động của hóa chất đến sức khỏe và môi trường

Theo Cục Y tế dự phòng và môi trường, việc lạm dụng và sử dụng không đúng cách thuốc bảo vệ thực vật gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Đối với con người, nhiễm độc cấp tính có thể gây bỏng mắt, hủy hoại da, ảnh hưởng thần kinh, trong khi nhiễm độc mãn tính có thể dẫn đến các bệnh về tủy xương, vô sinh và dị dạng thai nhi. Môi trường cũng chịu tác động nặng nề khi hóa chất tồn dư trong đất, nước, không khí, tiêu diệt các sinh vật có ích và phá vỡ cân bằng sinh thái. Việc chế tạo các thiết bị phun thuốc trừ sâu thông minh giúp kiểm soát liều lượng chính xác, giảm phát tán ra môi trường, là một giải pháp quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

2.2. Đánh giá hạn chế về năng suất và hiệu quả của phương pháp cũ

Phương pháp phun thuốc truyền thống có nhiều nhược điểm cố hữu. Theo phân tích trong các tài liệu nghiên cứu, các hạn chế chính bao gồm: Năng suất thấp, tốn nhiều sức lao động, thuốc phun không đều và người lao động phải tiếp xúc trực tiếp với hóa chất. Một người nông dân chỉ có thể phun được một diện tích giới hạn trong một ngày, không đáp ứng được yêu cầu của các cánh đồng quy mô lớn. Việc phun không đều dẫn đến hiệu quả diệt trừ sâu bệnh không cao, thậm chí làm sâu bệnh kháng thuốc. Những hạn chế này làm tăng chi phí sản xuất và giảm chất lượng nông sản. Đây chính là lý do cần có các giải pháp cơ khí nông nghiệp tiên tiến thay thế.

III. Hướng dẫn thiết kế máy phun thuốc trừ sâu tối ưu nhất

Quy trình thiết kế máy phun thuốc trừ sâu là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự tính toán kỹ lưỡng và ứng dụng công nghệ hiện đại. Bước đầu tiên là xác định rõ các yêu cầu kỹ thuật: năng suất (ví dụ: 1 ha/giờ), thể tích bình chứa (ví dụ: 220 lít), loại cây trồng và điều kiện địa hình. Dựa trên các yêu cầu này, các kỹ sư tiến hành xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động, lựa chọn các cụm linh kiện chính như động cơ, hộp số, và quan trọng nhất là hệ thống phun thuốc tự động. Giai đoạn thiết kế máy nông nghiệp không thể thiếu sự hỗ trợ của các phần mềm CAD/CAE. Việc sử dụng SOLIDWORKS thiết kế máy hoặc các phần mềm tương tự cho phép tạo ra các mô phỏng 3D máy nông nghiệp, giúp kiểm tra, phân tích độ bền kết cấu khung xe, tối ưu hóa vị trí các bộ phận trước khi chế tạo. Quá trình tính toán chi tiết hệ thống truyền động, hệ thống lái và đặc biệt là hệ thống bơm phun là yếu tố quyết định đến sự ổn định và hiệu quả phun thuốc trừ sâu của sản phẩm cuối cùng. Tối ưu hóa thiết kế cơ khí thông qua mô phỏng giúp giảm thiểu sai sót, tiết kiệm chi phí và rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm.

3.1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý và thiết kế kết cấu tổng thể

Sơ đồ nguyên lý là bản vẽ phác thảo cấu trúc và mối liên kết giữa các bộ phận chính của máy. Đối với máy phun thuốc trừ sâu, sơ đồ này bao gồm hai hệ thống chính: hệ thống chuyển động (từ động cơ qua hộp số đến bánh xe) và hệ thống phun (từ động cơ qua bộ truyền đai đến bơm cao áp cho máy phun thuốc). Thiết kế kết cấu khung xe là bước tiếp theo, cần đảm bảo độ cứng vững để chịu tải trọng của bình chứa, động cơ và người vận hành. Vật liệu thường được chọn là thép kết cấu, và thiết kế phải được kiểm nghiệm độ bền bằng phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEA) như ANSYS để đảm bảo an toàn.

3.2. Phương pháp tính toán các thông số kỹ thuật hệ thống truyền động

Việc tính toán hệ thống truyền động bắt đầu bằng việc xác định công suất động cơ cần thiết. Công suất này phụ thuộc vào các yếu tố như trọng lượng toàn bộ của máy, lực cản lăn trên các địa hình khác nhau (đất khô, đất sình), lực cản lên dốc và vận tốc di chuyển mong muốn. Từ công suất động cơ, các kỹ sư sẽ tính toán và lựa chọn hộp số, bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng phù hợp để đảm bảo momen xoắn đủ lớn tại bánh xe chủ động. Các công thức tính toán lực kéo, mômen xoắn và phân phối tỉ số truyền được áp dụng chi tiết để đảm bảo máy vận hành ổn định và hiệu quả, như được trình bày trong các đồ án máy phun thuốc trừ sâu chuyên ngành.

3.3. Lựa chọn hệ thống bơm phun và các loại béc phun thuốc

Hệ thống bơm phun là trái tim của máy phun thuốc bảo vệ thực vật. Việc lựa chọn hệ thống này dựa trên nguyên tắc phun (phun áp suất hoặc phun thổi). Phổ biến nhất là nguyên tắc áp suất, trong đó dung dịch được bơm cao áp cho máy phun thuốc nén đến áp suất cao và phun ra qua béc phun thuốc dưới dạng sương mịn. Công suất bơm và lưu lượng phun cần được tính toán dựa trên năng suất yêu cầu (lít/ha) và tốc độ di chuyển của máy. Lựa chọn loại béc phun thuốc phù hợp với loại cây trồng và loại thuốc cũng rất quan trọng để đảm bảo độ phủ và kích thước hạt sương tối ưu.

IV. Phương pháp chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh từ A Z

Sau khi hoàn tất bản vẽ thiết kế, giai đoạn chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh được tiến hành. Đây là quá trình biến các ý tưởng và tính toán trên giấy thành một sản phẩm cơ khí hoàn chỉnh. Quy trình chế tạo máy bắt đầu với việc gia công các chi tiết riêng lẻ. Các chi tiết phức tạp như trục, bánh răng đòi hỏi độ chính xác cao và phải được gia công trên các máy công cụ chuyên dụng như máy tiện, máy phay. Các chi tiết kết cấu như khung xe, giá đỡ thường được chế tạo bằng phương pháp cắt, uốn và hàn. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo máy phun thuốc là cực kỳ quan trọng, cần đảm bảo độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn từ hóa chất. Sau khi tất cả các chi tiết được gia công xong, chúng sẽ được lắp ráp lại với nhau theo bản vẽ lắp tổng thể. Quá trình này bao gồm lắp ráp khung sườn, hệ thống truyền động, động cơ, hệ thống lái, và cuối cùng là hệ thống phun thuốc tự động bao gồm bình chứa, bơm và dàn béc phun. Mỗi bước trong quy trình đều cần được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo máy hoạt động trơn tru và an toàn.

4.1. Xây dựng quy trình công nghệ gia công các chi tiết cơ khí

Mỗi chi tiết cơ khí đều có một quy trình công nghệ gia công riêng. Ví dụ, để gia công một trục truyền động, quy trình bao gồm các nguyên công chính: cắt phôi, khỏa mặt đầu và khoan tâm, tiện thô và tiện tinh các bậc trục, phay rãnh then, và cuối cùng là tổng kiểm tra kích thước. Tương tự, bánh răng cũng trải qua các bước tiện phôi, phay hoặc xọc răng, và có thể nhiệt luyện để tăng độ cứng. Việc lập quy trình công nghệ chi tiết giúp đảm bảo chất lượng, độ chính xác của từng bộ phận và tối ưu hóa quá trình sản xuất trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp.

4.2. Kỹ thuật hàn và lắp ráp khung xe giá đỡ máy phun thuốc

Khung xe và các giá đỡ là bộ phận chịu lực chính, thường được chế tạo từ thép hình (thép U, V) hoặc thép hộp. Kỹ thuật chủ đạo là cắt các thanh thép theo kích thước thiết kế, sau đó định vị và hàn chúng lại với nhau. Quá trình hàn đòi hỏi kỹ thuật viên phải có tay nghề cao để đảm bảo mối hàn chắc chắn, không bị nứt gãy hay cong vênh. Sau khi hàn, khung xe sẽ được làm sạch, sơn chống gỉ để tăng tuổi thọ. Quá trình lắp ráp các bộ phận khác lên khung phải tuân thủ đúng vị trí và yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ để đảm bảo sự cân bằng và ổn định cho toàn bộ thiết bị phun thuốc trừ sâu.

V. Kết quả thực nghiệm máy phun thuốc trừ sâu bệnh chế tạo

Giai đoạn thực nghiệm là bước cuối cùng và quan trọng nhất trong một dự án nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh. Mục tiêu của giai đoạn này là kiểm tra, đánh giá khả năng vận hành thực tế của máy và so sánh với các thông số thiết kế đã tính toán. Máy sau khi lắp ráp hoàn chỉnh sẽ được đưa ra chạy thử trên địa hình mô phỏng (ví dụ: đồng cỏ, ruộng khô). Quá trình thử nghiệm tập trung vào việc kiểm tra sự ổn định của hệ thống lái, khả năng chuyển số mượt mà của hộp số, và hoạt động của hệ thống phanh. Đặc biệt, hiệu quả phun thuốc trừ sâu được đánh giá qua việc kiểm tra áp suất phun tại các béc phun thuốc, độ đồng đều của tia phun và lưu lượng phun thực tế. Dựa trên các kết quả thu được, nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành hiệu chỉnh lại các thông số (ví dụ: điều chỉnh áp suất bơm, thay đổi tốc độ động cơ) để đạt hiệu suất tối ưu. Các hình ảnh và dữ liệu thực nghiệm là minh chứng rõ ràng nhất cho sự thành công của đề tài.

5.1. Đánh giá hiệu quả phun thuốc và năng suất làm việc thực tế

Kết quả thực nghiệm cho thấy máy hoạt động ổn định, hệ thống lái và hộp số vận hành tốt. Năng suất thực tế của máy đạt được gần với các tính toán lý thuyết, có khả năng phun phủ diện tích lớn trong thời gian ngắn, giúp giảm đáng kể thời gian và công sức so với phương pháp thủ công. Áp suất từ bơm cao áp cho máy phun thuốc được duy trì ổn định, đảm bảo tia phun ra từ các béc có dạng sương mịn và phân bố đều trên bề mặt cây trồng, hứa hẹn mang lại hiệu quả phun thuốc trừ sâu cao. Việc này chứng tỏ các lựa chọn trong thiết kế máy nông nghiệp là hoàn toàn phù hợp.

5.2. So sánh ưu nhược điểm của mô hình máy so với phương pháp khác

So với phương pháp phun thủ công, mô hình máy chế tạo có ưu điểm vượt trội về năng suất, an toàn lao động khi phun thuốc, và tính đồng đều. So với các loại máy nhập khẩu, sản phẩm có lợi thế về giá thành và khả năng tùy chỉnh để phù hợp với địa hình Việt Nam. Tuy nhiên, máy vẫn còn một số nhược điểm như khối lượng còn khá lớn và chưa hoạt động tốt trên đất có độ lún cao. Đây là cơ sở để đề ra các kiến nghị cải tiến và phát triển trong tương lai, hướng tới các giải pháp tự động hóa nông nghiệp toàn diện hơn.

VI. Tương lai của máy phun thuốc trong nông nghiệp thông minh

Kết quả từ các đề tài nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh là nền tảng vững chắc cho tương lai của ngành cơ khí nông nghiệp Việt Nam. Các sản phẩm máy phun tự hành hiện tại đã giải quyết được nhiều vấn đề cấp bách, tuy nhiên, xu hướng phát triển trong tương lai sẽ hướng đến các hệ thống thông minh và tự động hóa hoàn toàn. Sự phát triển của công nghệ cảm biến, trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho nông nghiệp thông minh 4.0. Các thế hệ máy phun thuốc tiếp theo không chỉ đơn thuần phun theo lập trình sẵn, mà còn có khả năng nhận diện sâu bệnh qua hình ảnh, phân tích mật độ và chỉ phun thuốc vào những khu vực cần thiết. Điều này không chỉ tối ưu hóa việc sử dụng hóa chất mà còn bảo vệ môi trường một cách triệt để. Các mô hình như robot phun thuốc trừ sâu tự hành hoàn toàn và drone phun thuốc với khả năng lập bản đồ 3D sẽ ngày càng phổ biến, đưa nền nông nghiệp Việt Nam lên một tầm cao mới.

6.1. Hướng phát triển robot và drone phun thuốc trong tương lai

Tương lai của việc bảo vệ thực vật nằm ở các thiết bị tự động hóa cao như robot phun thuốc trừ sâu và drone phun thuốc. Robot nông nghiệp có thể tự di chuyển trong các luống cây, sử dụng camera và cảm biến để xác định chính xác vị trí sâu bệnh và phun thuốc cục bộ. Trong khi đó, máy bay không người lái nông nghiệp có ưu thế về tốc độ và khả năng tiếp cận các địa hình phức tạp. Việc tích hợp AI để phân tích dữ liệu hình ảnh sẽ giúp drone đưa ra quyết định phun thông minh, chỉ phun khi cần thiết và với liều lượng phù hợp, mở ra một chương mới cho nền nông nghiệp thông minh 4.0.

6.2. Kiến nghị cải tiến và tích hợp công nghệ IoT AI vào máy

Dựa trên các kết quả nghiên cứu, các kiến nghị cải tiến cho thế hệ máy phun thuốc tiếp theo bao gồm: giảm trọng lượng máy bằng cách sử dụng vật liệu chế tạo máy phun thuốc mới nhẹ hơn, cải tiến hệ thống bánh xe để di chuyển tốt hơn trên đất lún. Về lâu dài, việc tích hợp công nghệ IoT cho phép máy kết nối và gửi dữ liệu về trung tâm điều khiển, giúp nông dân giám sát hoạt động từ xa. AI có thể được ứng dụng để phân tích dữ liệu, tự động điều chỉnh lượng thuốc phun dựa trên mật độ sâu bệnh, từ đó tạo ra một hệ thống phun thuốc tự động và thông minh hoàn toàn, tối ưu hiệu quả và giảm thiểu tác động môi trường.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nông nghiệp giữ vai trò trọng yếu trong nền kinh tế Việt Nam với hơn 80% dân số sinh sống tại khu vực nông thôn. Trong bối cảnh đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa và cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, nhu cầu ứng dụng cơ giới hóa vào đồng ruộng ngày càng trở nên cấp thiết. Tuy nhiên, khâu bảo vệ thực vật hiện nay vẫn phụ thuộc phần lớn vào phương pháp thủ công truyền thống: người nông dân mang vác bình phun thuốc trên lưng, đối mặt trực tiếp với hóa chất độc hại, tốn nhiều sức lao động nhưng hiệu quả và năng suất đạt được rất thấp.

Theo số liệu thống kê của Cục Y tế dự phòng và Môi trường Việt Nam, hằng năm có trên 5.000 trường hợp ngộ độc hóa chất bảo vệ thực vật phải nhập viện cấp cứu và hơn 300 ca tử vong. Hóa chất bảo vệ thực vật khi tiếp xúc trực tiếp hoặc tích tụ lâu dài trong môi trường đất, nước không chỉ gây nhiễm độc cấp tính (bỏng mắt, tổn thương da, ảnh hưởng thần kinh, gan) mà còn gây các bệnh lý mãn tính nghiêm trọng (rối loạn tạo máu tủy xương, ảnh hưởng chức năng sinh sản, dị dạng thai nhi). Các nguyên nhân trực tiếp dẫn tới nhiễm độc xuất phát từ trang bị bảo hộ lao động không bảo đảm, thiết bị phun bị rò rỉ hoặc thời gian tiếp xúc trên đồng ruộng quá kéo dài.

Mặc dù thị trường đã xuất hiện một số thiết bị ngoại nhập hiện đại (như xe phun tự hành của Nhật Bản, máy bay nông nghiệp không người lái), chi phí đầu tư các hệ thống này rất cao và khó thích nghi hoàn toàn với đặc điểm thổ nhưỡng, địa hình manh mún tại Việt Nam. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh" được nhóm tác giả Khoa Cơ khí – Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh thực hiện nhằm tạo ra một thiết bị cơ giới hóa tự hành, vận hành dạng ngồi lái, chi phí hợp lý và phù hợp với điều kiện canh tác trong nước.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định gồm các nội dung cụ thể:

1. Tổng quan các giải pháp, công trình máy phun thuốc trừ sâu bệnh trong và ngoài nước.
2. Xác định cơ sở lý thuyết về quy trình phun thuốc, yêu cầu kỹ thuật và tính toán công suất động cơ, hệ thống bơm phun.
3. Thiết kế chi tiết kết cấu khung xe, hệ thống truyền động cơ khí (bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, trục, then, ổ lăn và vỏ hộp giảm tốc).
4. Lập quy trình công nghệ và thực hiện gia công chế tạo các chi tiết cơ khí của máy.
5. Chạy thực nghiệm kiểm tra các thông số động học, khả năng di chuyển và hoạt động của hệ thống phun.

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu của đồ án:

• Đối tượng cây trồng phục vụ: Cây nông nghiệp ngắn ngày có chiều cao dưới 1 m (lúa nước, đậu phộng, ớt, rau màu).
• Phạm vi địa hình và thổ nhưỡng: Đất khô cứng (đất gò) hoặc đất ruộng có độ lún từ thấp đến trung bình; máy không thiết kế để di chuyển trên đường nhựa.
• Thời gian thực hiện: 6 tháng (từ tháng 12/2017 đến tháng 7/2018), bảo vệ vào tháng 8/2018.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khóa luận áp dụng phương pháp nghiên cứu thiết kế và thực nghiệm cơ khí chế tạo máy, kết hợp phân tích giải tích kỹ thuật với gia công chế tạo thực tế:

• Khung lý thuyết tính toán cơ khí:

  • Lý thuyết ô tô máy kéo (tài liệu của Nguyễn Hữu Cẩn, Đặng Quý) dùng để xác định lực cản lăn, lực cản chuyển động, lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động và công suất cần thiết của động cơ.
  • Lý thuyết thiết kế hệ dẫn động cơ khí và chi tiết máy (tài liệu của Trịnh Chất, Nguyễn Hữu Lộc) dùng trong việc tính toán phân phối tỉ số truyền, thiết kế bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, trục, then, ổ lăn, vỏ hộp giảm tốc.
  • Giáo trình công nghệ chế tạo máy và sổ tay gia công cơ khí (tài liệu của Nguyễn Đắc Lộc) dùng để lập quy trình công nghệ các nguyên công tiện ren, phay, gia công trục và định vị chi tiết trên máy công cụ.
  • Giáo trình hệ thống khí nén – thủy lực (tài liệu của Nguyễn Ngọc Điệp) dùng để tính toán thông số áp suất chất lỏng, lưu lượng bơm và điều áp hệ thống béc phun.

• Quy chuẩn kỹ thuật nông học về phun thuốc:

  • Quy chuẩn "4 đúng" trong bảo vệ thực vật: Đúng thuốc, đúng nồng độ liều lượng, đúng lúc và đúng cách.
  • Định mức dung dịch phun thực tế đối với các loại thuốc trừ cỏ (Sofit 300EC: 320 ml/ha pha trong 160 lít nước; Solito 320EC: 1000 ml/ha pha trong 160 lít nước), thuốc trừ sâu (Match 050EC: 750 ml/ha pha trong 200 lít nước; Voliam Targo 063SC: 375 ml/ha pha trong 200 lít nước; Ridomil Gold 68WG: 450 g/ha pha trong 200 lít nước) và thuốc trừ bệnh (Amistar Top 325SC: 500 ml/ha pha trong 200 lít nước; Anvil 5SC: 1000 ml/ha pha trong 200 lít nước).

• Nguồn dữ liệu và trang thiết bị thực nghiệm:

  • Số liệu tra cứu tiêu chuẩn vật liệu chế tạo máy (thép hóa tốt, gang đúc, phôi thanh).
  • Máy công cụ gia công thực tế: Máy tiện cơ WASINO 19J-850 (công suất động cơ 5,5 kW, phạm vi tốc độ trục chính $n = 65 - 1800\text{ v/p}$ qua 12 cấp tốc độ, đường kính mâm cặp 230 mm).
  • Thiết bị đo lường và kiểm tra: Thước cặp, dụng cụ đo áp suất, thiết bị kiểm tra biến dạng và độ bền khung xe.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Nghiên cứu tổng quan

Chương 1 tiến hành khảo sát và đánh giá toàn diện các mô hình thiết bị phun thuốc bảo vệ thực vật đang tồn tại trong nước và quốc tế:

Mô hình thiết bị	Xuất xứ / Tác giả	Đặc điểm kết cấu chính	Ưu điểm	Nhược điểm
Phun truyền thống	Phương pháp phổ thông	Bình đeo vai, bơm nén tay hoặc động cơ xăng nhỏ	Chi phí rẻ, cơ động trên mọi thửa ruộng	Tiếp xúc trực tiếp chất độc, nặng nhọc, năng suất thấp, thuốc phun không đều
Thiết bị phun bằng xuồng	Ngô Quang Tuyến (2016, VN)	Xuồng nhôm $5{,}5 \times 0{,}5\text{ m}$, động cơ Honda 5 HP, cần phun 20 m	Năng suất cao, giảm độc hại cho người phun	Cần từ 2 nhân công trở lên, cồng kềnh, chỉ áp dụng cho ruộng lúa nước, dễ mất cân bằng
Xe phun thuốc dạng kéo	Phạm Hoàng Thắng (2016, VN)	Cơ cấu lệch tâm gắn bánh xe dẫn động 2 piston nén khí áp lực cao	Cấu tạo đơn giản, không cần động cơ, dễ dùng	Phải dùng sức người để kéo xe, lưu lượng thuốc phun ra không đồng đều
Máy phun điều khiển từ xa	Trần Thanh Tuấn (2013, VN)	Hệ thống di chuyển bánh xích, động cơ xăng, bồn 120 L, mạch điều khiển từ xa	Năng suất cao, di chuyển được trên đất lún 15 cm, an toàn tuyệt đối	Chi phí chế tạo cao, hệ thống bo mạch điện tử dễ hỏng hóc trong môi trường ruộng nước
Máy phun năng lượng mặt trời	Trần Trung Hiếu (2017, VN)	Khung xe gắn tấm pin quang điện làm mái che, ắc quy sạc, bơm cao áp	Năng suất cao, che chắn nắng cho người điều khiển	Hoạt động phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết nắng tốt
Xe phun tự hành BSA500	Maruyama (2016, Nhật Bản)	Động cơ diesel Kubota D722 (10,3 HP), bồn 500 L, 26 béc phun, dàn trải 7,8 m	Tự động hóa cao, công suất lớn, độ phủ rộng	Giá thành nhập khẩu rất đắt, kết cấu nặng nề (800 kg), khó sửa chữa
Máy bay Yamaha RMax	Yamaha (2015, Nhật Bản)	Động cơ 2 xy-lanh (20,6 kW), bồn 32 L, tải tối đa 33 kg, phun 4 ha/lần	Tốc độ phun cực nhanh, không phụ thuộc địa hình	Chi phí đầu tư và bảo dưỡng đặc biệt lớn, cần phi công có chứng chỉ
Máy bay DJI Agras MG-1	DJI (2015)	8 cánh quạt nâng, bồn 10 L, phun 3–4 ha/giờ, chống bụi và chống nước	Nhỏ gọn, cơ động, tự động định vị theo tuyến	Giá thành cao (~15.000 USD), thời gian bay bị giới hạn bởi dung lượng pin

Từ kết quả tổng quan, nhóm tác giả định hình phương án thiết kế: chế tạo xe phun thuốc kiểu ngồi lái tự hành 4 bánh, sử dụng động cơ đốt trong, dẫn động cơ khí kết hợp bơm áp lực và giàn phun dạng cánh xòe dải rộng.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày chi tiết quy trình kỹ thuật pha chế và vận hành phun thuốc bảo vệ thực vật, đồng thời thiết lập cơ sở tính toán thủy lực và động lực học:

• Nguyên tắc kỹ thuật: Phân tích ảnh hưởng của áp suất phun đến độ mịn của hạt sương. Áp suất quá nhỏ khiến hạt dung dịch lớn gây lãng phí và chảy tràn; áp suất quá cao làm tăng hiện tượng bốc hơi và bay tạt theo gió.
• Cơ sở tính toán công suất động cơ: Xác định các thành phần lực cản chuyển động của xe gồm lực cản lăn, lực cản leo dốc, lực cản không khí và hiệu suất truyền động của hệ thống cơ khí nhằm tính toán công suất phát cần thiết của động cơ.
• Quy chuẩn định mức hóa chất: Tổng hợp các bảng thông số về lưu lượng phun yêu cầu (từ 160 đến 200 lít/ha) đối với các loại thuốc trừ cỏ, trừ sâu và trừ bệnh phổ biến.

Chương 3: Thiết kế máy

Chương 3 là phần trọng tâm về tính toán thiết kế cơ khí của đồ án:

1. Thiết kế tổng thể và kết cấu khung: Xây dựng sơ đồ nguyên lý hoạt động; phân tích điều kiện biên, mô hình hóa ứng suất và biến dạng của khung xe bằng phần mềm cơ khí chuyên dụng để bảo đảm khả năng chịu tải của bình chứa 200 lít.
2. Tính toán động học và động lực học:
   • Chọn động cơ diesel Model ZH490 có công suất định mức 22 kW.
   • Tính toán lực kéo tiếp tuyến tại bánh xe chủ động, lực cản chuyển động tổng cộng để kiểm nghiệm khả năng kéo tải của xe ở vận tốc làm việc $10\text{ km/h}$.
3. Tính toán hệ thống truyền động cơ khí:
   • Phân phối tỉ số truyền: Xác định tỉ số truyền chung và phân bổ hợp lý cho từng cấp truyền động.
   • Bộ truyền đai: Tính chọn loại đai thang, xác định đường kính bánh đai, chiều dài đai, khoảng cách trục và góc ôm trên bánh dẫn.
   • Bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng: Lựa chọn vật liệu thép nhiệt luyện; tính toán mô-men xoắn trên các trục; xác định số chu kỳ làm việc cơ sở và tương đương; tính ứng suất tiếp xúc cho phép $[\sigma_H]$ và ứng suất uốn cho phép $[\sigma_F]$; tính khoảng cách trục, mô-đun pháp, tổng số răng và kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc, độ bền uốn theo tải trọng động.
4. Tính toán thiết kế trục và then:
   • Xác định sơ bộ đường kính trục I và trục II.
   • Lập sơ đồ phân tích lực trong không gian, dựng biểu đồ mô-men uốn ($M_x$, $M_y$) và mô-men xoắn ($T$).
   • Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi theo hệ số an toàn $[s]$ và kiểm nghiệm độ bền tĩnh khi quá tải.
   • Tính toán chọn then bằng và kiểm nghiệm độ bền dập, độ bền cắt của then.
5. Thiết kế vỏ hộp giảm tốc và hệ thống phụ trợ: Xác định kích thước các vách ngăn, gân tăng cứng, khoảng cách bu lông ghép vỏ hộp; thiết kế cơ cấu lái dạng trục vít – con lăn; bố trí hệ thống bơm áp lực lưu lượng $20\text{ lít/phút}$, áp suất $35\text{ kg/cm}^2$.

Chương 4: Chế tạo

Chương 4 trình bày quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí và lắp ráp thực tế:

• Gia công kết cấu hàn: Gia công khung xe chịu lực, khung đỡ bình chứa dung dịch 200 lít, giá đỡ giàn phun và kết cấu bánh xe đường kính lớn (1800 mm) để vượt luống.
• Quy trình công nghệ gia công chi tiết trục (trục dài $500\text{ mm}$ và trục dài $230\text{ mm}$):
  • Nguyên công tiện ren M27: Chọn chuẩn định vị là bề mặt trụ ngoài $\varnothing 45$, kẹp chặt bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm (khống chế 4 bậc tự do).
  • Chế độ cắt tính toán: Chiều sâu cắt $t = 2\text{ mm}$, lượng chạy dao $S = 0{,}5\text{ mm/vòng}$, lượng chạy dao răng $S_z = 0{,}8\text{ mm/răng}$. Tốc độ cắt lý thuyết $V = 29{,}03\text{ m/phút}$, tốc độ quay trục chính $n = 205\text{ vòng/phút}$ trên máy tiện cơ WASINO 19J-850. Tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt là $T = 40\text{ phút}$.
  • Nguyên công kiểm tra tổng thể: Sử dụng thước cặp và dưỡng kiểm tra độ đảo, dung sai kích thước và độ nhám bề mặt lắp ghép ổ lăn, then.

Chương 5: Thực nghiệm

Chương 5 tiến hành chạy thử nghiệm kiểm tra tính năng vận hành thực tế của mẫu máy chế tạo:

• Địa điểm và điều kiện chạy thử: Thực nghiệm trên địa hình mặt đất tự nhiên (đồng cỏ) nhằm mô phỏng điều kiện làm việc trên đồng ruộng.
• Đánh giá các cụm chức năng:
  • Hệ thống truyền lực và sang số: Hộp số hoạt động chính xác, việc chuyển đổi giữa các cấp tốc độ diễn ra êm, không bị kẹt số trong suốt quá trình thử nghiệm.
  • Hệ thống lái: Cơ cấu trục vít – con lăn hoạt động ổn định, tay lái chuyển động nhẹ nhàng, dễ điều khiển.
  • Khả năng vận hành cơ động: Máy thực hiện tốt thao tác chuyển hướng, vào cua và lùi xe để quay đầu ở cuối luống hoặc dừng đỗ an toàn.
  • Hệ thống phun: Giàn phun 28 béc xòe cánh rộng 8 m, tạo chùm tia sương áp lực cao phân bố đồng đều, đáp ứng áp suất làm việc theo tính toán.

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả thiết kế, chế tạo và thử nghiệm mẫu máy phun thuốc trừ sâu tự hành; chỉ ra các hạn chế kỹ thuật còn tồn tại và đề xuất giải pháp cải tiến trong tương lai.

---

Thiết kế và chế tạo hệ thống

Mẫu máy phun thuốc trừ sâu tự hành được nhóm tác giả thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh có các thông số kỹ thuật thực tế như sau:

Hạng mục thông số	Chi tiết kỹ thuật thiết kế
Kiểu máy	Máy phun áp lực dải rộng tự hành kiểu ngồi lái
Động cơ trang bị	Động cơ diesel Model ZH490, công suất $22\text{ kW}$
Vận tốc làm việc	$10\text{ km/h}$
Hệ thống lái	Cơ cấu trục vít – con lăn
Loại máy bơm	Bơm áp lực cao piston
Lưu lượng bơm	$20\text{ lít/phút}$
Áp suất phun	$35\text{ kg/cm}^2$
Bề rộng dải phun (sải cánh)	$8\text{ m}$
Chiều cao cần phun	Điều chỉnh linh hoạt trong khoảng $1{,}0 - 1{,}5\text{ m}$
Số lượng béc phun	28 béc phun phân bố đều trên giàn
Dung tích bình chứa thuốc	$200\text{ lít}$
Dung tích bình nhiên liệu	$20\text{ lít}$
Khoảng cách 2 vệt bánh xe	$1465\text{ mm}$
Đường kính bánh xe	$1800\text{ mm}$
Khoảng sáng gầm xe	$755\text{ mm}$
Kích thước bao (Dài $\times$ Rộng $\times$ Cao)	$3515 \times 1465 \times 1800\text{ mm}$ (chưa tính giàn phun)
Tổng trọng lượng máy	$800\text{ kg}$

Cơ chế hoạt động của hệ thống: Động cơ ZH490 cung cấp nguồn động lực thông qua hệ thống ly hợp và bộ truyền đai, phân chia công suất thành hai nhánh: một nhánh truyền qua hộp số và bộ truyền bánh răng để dẫn động các bánh xe chủ động giúp xe di chuyển; nhánh còn lại dẫn động cụm bơm áp lực. Bơm hút dung dịch thuốc bảo vệ thực vật từ bình chứa 200 lít, nén lên áp suất $35\text{ kg/cm}^2$ rồi đẩy qua hệ thống đường ống thủy lực tới 28 béc phun bố trí trên giàn phun rộng 8 m để tán nhỏ dung dịch thành chùm hạt sương mịn phủ đều mặt tán cây trồng.

---

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả cụ thể:

• Về mặt thiết kế: Hoàn thành bộ hồ sơ bản vẽ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh gồm bản vẽ lắp tổng thể, sơ đồ động lực học, bản vẽ chi tiết khung xe, hộp giảm tốc, các trục truyền động, bánh răng và hệ thống giàn phun.
• Về mặt công nghệ: Xây dựng quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí (đặc biệt là công nghệ tiện ren M27, gia công các đoạn trục truyền trên máy công cụ WASINO 19J-850 với đầy đủ chế độ cắt $t$, $S$, $V$ và phương án gá đặt).
• Về mặt chế tạo và thực nghiệm: Chế tạo thành công mẫu máy thực tế nặng 800 kg; bình chứa 200 lít cho phép phun liên tục diện tích 1 ha với năng suất phun đạt $1\text{ ha/giờ}$, áp suất phun đạt $35\text{ kg/cm}^2$, tốc độ di chuyển $10\text{ km/h}$.
• Đóng góp thực tiễn: Tạo ra giải pháp máy cơ giới hóa tự chế tạo trong nước giúp người nông dân ngồi lái điều khiển thay vì mang vác thủ công, cách ly hoàn toàn khỏi vùng phun sương độc hại, tiết kiệm chi phí thuê nhân công và có giá thành hợp lý hơn so với máy nhập ngoại.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ rõ những giới hạn kỹ thuật cần khắc phục trong các giai đoạn phát triển tiếp theo:

• Hạn chế:
  • Máy có trọng lượng 800 kg nên chưa hoạt động được trên các chân ruộng có độ sình lầy, lún thụt sâu (chỉ thích hợp cho đất gò khô cứng hoặc ruộng có độ lún thấp đến trung bình).
  • Kết cấu vấu bám của bánh xe chuyên dùng cho đồng ruộng nên máy không được phép chạy trên đường nhựa.
• Hướng phát triển tiếp:
  • Tối ưu hóa kết cấu khung và vật liệu chế tạo để giảm khối lượng tổng thể của xe.
  • Nghiên cứu cải tiến cơ cấu bánh xích cao su hoặc bánh lồng chuyên dụng để tăng khả năng vượt lầy trên các vùng đất lúa nước có tầng đất yếu.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho:

1. Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy, Cơ khí Nông nghiệp: Tham khảo quy trình tính toán hệ dẫn động cơ khí từ công suất động cơ, lực kéo tiếp tuyến, thiết kế bộ truyền đai, bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng, phân tích biểu đồ mô-men, tính bền mỏi trục và then.
2. Kỹ sư và xưởng cơ khí nông nghiệp địa phương: Tham khảo quy trình công nghệ gia công chi tiết thực tế trên máy tiện WASINO 19J-850, sơ đồ bố trí giàn phun áp lực cao và kết cấu khung gầm xe tự hành phục vụ cây trồng ngắn ngày.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Máy phun thuốc tự hành trong đồ án sử dụng loại động cơ nào và công suất bao nhiêu?
Máy sử dụng động cơ đốt trong Model ZH490 với công suất định mức đạt $22\text{ kW}$.

2. Hệ thống phun của máy có thông số lưu lượng, áp suất và số lượng béc phun như thế nào?
Hệ thống sử dụng bơm áp lực có lưu lượng $20\text{ lít/phút}$, áp suất phun $35\text{ kg/cm}^2$, giàn phun dải rộng $8\text{ m}$ tích hợp 28 béc phun với chiều cao cần phun điều chỉnh được từ $1{,}0$ đến $1{,}5\text{ m}$.

3. Khả năng làm việc và dung tích bình chứa của máy đạt mức nào?
Máy có dung tích bình chứa thuốc $200\text{ lít}$, bình nhiên liệu $20\text{ lít}$, vận tốc làm việc $10\text{ km/h}$, cho năng suất phun đạt $1\text{ ha/giờ}$.

4. Máy được gia công các chi tiết trục ren trên loại máy công cụ nào và chế độ cắt ra sao?
Chi tiết trục ren M27 được gia công trên máy tiện cơ WASINO 19J-850 (định vị mâm cặp 3 chấu khống chế 4 bậc tự do), sử dụng dao tiện hợp kim cứng thân thẳng với chiều sâu cắt $t = 2\text{ mm}$, lượng chạy dao $S = 0{,}5\text{ mm/vòng}$, tốc độ cắt $V = 29{,}03\text{ m/phút}$ và tốc độ trục chính $n = 205\text{ vòng/phút}$.

5. Máy có thể vận hành trên mọi loại địa hình không?
Không. Máy chỉ hoạt động thích hợp trên nền đất gò cứng hoặc đất ruộng có độ lún thấp đến trung bình; máy không chạy được trên đất sình lầy có độ lún cao và không được di chuyển trên đường nhựa.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy phun thuốc trừ sâu bệnh" đã hoàn thành trọn vẹn quy trình từ nghiên cứu tổng quan, tính toán lý thuyết, thiết kế chi tiết hệ dẫn động cơ khí đến chế tạo và chạy thực nghiệm mẫu máy phun thuốc tự hành 4 bánh ngồi lái. Với động cơ $22\text{ kW}$, bình chứa $200\text{ lít}$, giàn phun $8\text{ m}$ gồm 28 béc phun áp lực $35\text{ kg/cm}^2$, máy đáp ứng năng suất phun $1\text{ ha/giờ}$ cho các loại cây nông nghiệp ngắn ngày dưới 1 m. Kết quả của đề tài giải quyết tốt bài toán giảm thiểu độc hại cho người nông dân, nâng cao hiệu quả bảo vệ thực vật và cung cấp cơ sở dữ liệu kỹ thuật thực chứng cho việc phát triển máy móc cơ giới hóa nông nghiệp tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben au 10,benhNghien cuu thiet 20245:59:25 ke, che taoPM95Monday, PM5:59:25 may phun thuoc June tru sau10, benhNghien cuu thiet 20245:59:25 ke, che tao may PM5:59:25 phun thuoc truJune PM95Monday, sau benh 10, 20245:59:2 952410065:59:24 PM5:59:24 PM952410065:59:24 PM5:59:24 PM952410065:59:24 PM5:59:24 PM 10,CÔNG 10, 20245:59:26 PM5:59:26 PM95Monday, JuneBỘ THƢƠNG 20245:59:26 PM5:59:26 PM95Monday, June 10, 20245:59:2 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM KHOA CƠ KHÍ ghien cuu thiet ke, che tao may phun BỘthuoc MÔN tru CÔNG sau benhNghien NGHỆ CHẾcuu thiet TẠO ke, MÁY che tao may phun thuoc tru sau ben ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:2 ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÁY PHUN THUỐC TRỪ SÂU BỆNH ghien cuu thiet ke, che Giảng tao may phun viên thuocdẫn: hƣớng tru sau benhNghien TH.S CHÂU cuuNGỌC thiet ke,LÊ che tao may phun thuoc tru sau ben Sinh viên thực hiện: LÊ CÔNG TRẠNG 14024101 ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben PHAN THÀNH TRUNG 14096461 ĐẶNG MAI ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuuMINH TRÍ thiet ke, che tao14072981 may phun thuoc tru sau ben en cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru TRẦN HỮU TIẾN sau benhMonday, 14078821 June 1 HUỲNH MỸ ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuuTƢỜNG thiet ke, che tao14099001 may phun thuoc tru sau ben VÕ MẠNH VINH 14042431 Lớp: ĐHCT10A ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben ghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau ben 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:2 TP.HCM, THÁNG 8 NĂM 2018 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao ma Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh eru10, sau 20245:59:25 benhNghien cuuPM5:59:25 thiet ke, che PM95Monday, tao may phun thuoc tru sau June 10,benhNghien cuu thiet 20245:59:25 ke, che tao PM5:59:25 may phun thuoc June PM95Monday, tru sau10, benh 20245:59:25 952410065:59:24 PM5:59:24 PM952410065:59:24 PM5:59:24 PM952410065:59:24 PM5:59:24 PM MỤC LỤC e 10, 20245:59:26 PM5:59:26 PM95Monday, June 10, 20245:59:26 PM5:59:26 PM95Monday, June 10, 20245:59:26 DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ LỜI NÓI ĐẦU Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh LỜI CẢM ƠN Nghien cuu thiet ke,NHẬN XÉT che tao mayCỦA phunGIÁO thuocVIÊN HƢỚNG tru sau DẪNcuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh benhNghien CHƢƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN. 1 e 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 1.1 Tình hình nghiên cứu. 1 Nghien cuu thiet ke,1.1 che Các tao may côngphun trình thuoc tru sau trong nƣớc benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc1 tru sau benh .2 Công trình ở nƣớc ngoài.

5 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 1.2 Lý do chọn đề tài. 8 Nghien cuu thiet ke,1.1 che Tình tao may trạngphun thuocthuốc sử dụng tru sau trừbenhNghien cuu thiet sâu và ảnh hƣởng củake, chetrừ thuốc taosâu. may phun thuoc8 tru sau benh. Nghien cuu thiet ke,1.2 che Mục đíchphun tao may đề tàithuoc.

tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc9 tru sau benh 1.3 Giới hạn đề tài .4 Kết cấu của đồ án .5 Tiến độ thực hiện. 10 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Quy trình phun thuốc trừ sâu bệnh. 12 Nghien cuu thiet ke,2.2 che taocầu Yêu maycủaphun việcthuoc phun tru sau. thuốc benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 12 tru sau benh Nghien cuu thiet ke,2.3 Cơtao che sở may tính toán phunáp suất tru thuoc phun.

sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 14 tru sau benh 2.4 Cơ sở tính toán công suất động cơ. 15 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh en cuu thiet2.1 ke,Các che tao yếu tố may. ảnh hƣởng phun thuoc tru sau benhMonday, 15 June 10 Nghien cuu thiet ke,2.2 che Yêu cầu: phun tao may. thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 15 tru sau benh 2.3 Các công thức liên quan:.

15 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ MÁY .1 Sơ đồ nguyên lý/Thiết kế kết cấu .2 Thiết kế khung xe .3 Tính toán thiết kế hệ thống truyền động .1 Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe chủ động. 21 Nghien cuu thiet ke,3.2 che Lực cản. tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 22 tru sau benh 3.3 Công suất tổng quát của động cơ. 23 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 3.4 Chọn hệ thống bơm phun.

23 NghienPM95Monday, e 10, 20245:59:24 PM5:59:24 cuu thiet ke, che tao10, June may phun thuocPM5:59:24 20245:59:24 tru sau benhNghien cuu thiet PM95Monday, Juneke,10, che tao may p 20245:59:24 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh eru10, sau 20245:59:25 benhNghien cuuPM5:59:25 thiet ke, che PM95Monday, tao may phun thuoc tru sau June 10,benhNghien cuu thiet 20245:59:25 ke, che tao PM5:59:25 may phun thuoc June PM95Monday, tru sau10, benh 20245:59:25 3.1 Phân loại máy 952410065:59:24 phun. PM5:59:24 PM952410065:59:24 PM5:59:24 PM952410065:59:24 PM5:59:2423 PM e 10, 20245:59:26 PM5:59:26 PM95Monday, 3.2 Cấu tạo June máy phun theo 10, 20245:59:26 nguyên PM5:59:26 PM95Monday, June 10, tắc áp suất .3 Tính toán kiểm tra và điều chỉnh máy phun thuốc .5 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống bơm. 30 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 3.6 Phân phối tỉ số truyền. 30 Nghien cuu thiet ke,3.1 che Tính toánphun tao may các thông thuocsố truđộng học.

sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 31 tru sau benh 3.7 Bộ truyền đai. 31 e 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 3.1 Chọn loại đai. 31 Nghien cuu thiet ke,3.2 che Thông tao may hình thuoc sốphun học của truđai sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc. 32 tru sau benh 3.8 Tính toán cho bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng.

36 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 3.1 Chọn vật liệu. 36 Nghien cuu thiet ke,3.2 che Mômen tao mayxoắn phuntrên thuoc trụctrubánh saudẫn benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc. 37 tru sau benh Nghien cuu thiet ke,3.3 che Số taochu làm việc maykỳphun thuoccơtru sở. sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 37 tru sau benh 3.4 Số chu kỳ làm việc tƣơng đƣơng .5 Giới hạn mỏi tiếp xúc và uốn các bánh răng .6 Ứng suất tiếp xúc cho phép .7 Ứng suất uốn cho phép .8 Hệ số tập trung tải trọng theo chiều rộng vành răng.

39 Nghien cuu thiet ke,3.9 che Khoảng tao maycách phuntrục thuoc chotru bộsau benhNghien truyền bánh răngcuu thiet ke, che tao may phun thuoc. 39 tru sau benh Nghien cuu thiet ke,3.10 Môđun che tao may răng phun. thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 39 tru sau benh 3.11 Tổng số răng. 39 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh en cuu thiet3.12 ke, Tỉche taosaumay số truyền phun khi chọn số răngthuoc tru sau benhMonday,.

40 June 10 Nghien cuu thiet ke,3.13 Cácmay che tao thông số hình phun thuochọc tru chủ sau yếu của bánh cuu benhNghien răngthiet. ke, che tao may phun thuoc 40 tru sau benh 3.14 Vận tốc vòng bánh răng .15 Chọn cấp chính xác .16 Hệ số tải trọng động .17 Tính toán kiểm nghiệm giá trị ứng suất tiếp xúc .18 Hệ số dạng răng .19 Ứng suất uốn tính toán. 43 Nghien cuu thiet ke,3.9 Tính che taotoán maythiết trục và phunkếthuoc truthen. sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 44 tru sau benh 3.1 Chọn vật liệu làm trục.

44 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 3.2 Xác định sơ bộ đƣờng kính trục. 44 NghienPM95Monday, e 10, 20245:59:24 PM5:59:24 cuu thiet ke, che tao10, June may phun thuocPM5:59:24 20245:59:24 tru sau benhNghien cuu thiet PM95Monday, Juneke,10, che tao may p 20245:59:24 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh eru10, sau 20245:59:25 benhNghien cuuPM5:59:25 thiet ke, che PM95Monday, tao may phun thuoc tru sau June 10,benhNghien cuu thiet 20245:59:25 ke, che tao PM5:59:25 may phun thuoc June PM95Monday, tru sau10, benh 20245:59:25 3.3 Xác định khoảng 952410065:59:24 cáchPM952410065:59:24 PM5:59:24 giữa các gối đỡ vàPM5:59:24 điểm đặtPM952410065:59:24 lực. PM5:59:2445 PM e 10, 20245:59:26 PM5:59:26 3.4 ChiềuPM95Monday, June 10, 20245:59:26 PM5:59:26 PM95Monday, June 10, dài các trục .5 Xác định trị số các lực .10 Đƣờng kính các đoạn trục. 50 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 3.11 Kiểm nghiệm trục về độ bền mỏi.

52 Nghien cuu thiet ke,3.12 cheKiểm nghiệm tao may phuntrục về độ thuoc sau tĩnh tru bền. benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc 56 tru sau benh 3.13 Kiểm nghiệm độ bền then. 57 e 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 PM5:59:24 PM95Monday, June 10, 20245:59:24 3. 58 Nghien cuu thiet ke,3.1 che tao may Trục phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc I.

58 tru sau benh 3. 59 Nghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc tru sau benh 3.15 Tính toán thiết kế vỏ hộp. 61 Nghien cuu thiet ke,3.1 che tao Cácmay kíchphun thuoc thƣớc tru của cơ bản sau hộp benhNghien cuu thiet ke, che tao may phun thuoc giảm tốc .