Luận văn: Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp quy mô hộ gia đình

Thiết kế máy gặt đập liên hợp nhỏ gọn, giá rẻ cho hộ gia đình. Giải pháp cơ giới hóa nông nghiệp cho ruộng bậc thang, giúp tăng năng suất lao động.

• Tác giả: Nguyễn Văn Quyền
• Người hướng dẫn: ThS. Dương Đình Nghĩa
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Cơ khí Giao thông
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp với quy mô hộ gia đình
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Giải pháp máy gặt đập liên hợp mini cho hộ gia đình

Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã mang lại nhiều đột phá cho ngành nông nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực cơ giới hóa. Tuy nhiên, các dòng máy gặt đập liên hợp cỡ lớn thường chỉ phù hợp với những cánh đồng rộng, bằng phẳng, gây ra nhiều khó khăn cho các nông hộ có diện tích canh tác nhỏ, manh mún hoặc địa hình phức tạp như ruộng bậc thang. Đứng trước thực trạng này, việc nghiên cứu và thiết kế máy gặt đập liên hợp mini cho hộ gia đình đã trở thành một hướng đi cấp thiết. Đây không chỉ là một giải pháp kỹ thuật mà còn là một sáng kiến mang ý nghĩa kinh tế - xã hội sâu sắc. Mục tiêu chính của sáng kiến này là tạo ra một thiết bị nhỏ gọn, kết cấu đơn giản, vận hành linh hoạt và có giá thành thấp. Một chiếc máy gặt lúa mini hiệu quả sẽ giúp giảm sức lao động nông nghiệp một cách đáng kể, giải phóng nông dân khỏi các công việc thủ công nặng nhọc và rút ngắn thời gian thu hoạch. Thay vì phụ thuộc vào nhân công thời vụ, các hộ gia đình có thể chủ động trong sản xuất, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng nông sản. Đề tài "Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp với quy mô hộ gia đình" của Nguyễn Văn Quyền (2019) tại Đại học Bách khoa Đà Nẵng chính là một minh chứng tiêu biểu cho nỗ lực này, hướng đến việc chế tạo máy móc phù hợp với điều kiện thực tiễn tại Việt Nam. Sự ra đời của các máy thu hoạch đa năng nhỏ không chỉ giúp tăng hiệu quả kinh tế mà còn thúc đẩy quá trình cơ giới hóa nông hộ, góp phần hiện đại hóa nền nông nghiệp tại các vùng khó khăn, đặc biệt là khu vực miền núi và trung du.

1.1. Sự cần thiết của cơ giới hóa nông nghiệp quy mô nhỏ

Tại Việt Nam, phần lớn diện tích đất nông nghiệp được chia thành các lô thửa nhỏ, manh mún. Thực trạng này gây cản trở lớn cho việc áp dụng các loại máy móc nông nghiệp công suất lớn. Hơn nữa, các vùng trung du, miền núi với địa hình ruộng bậc thang đặc thù gần như không thể sử dụng các máy gặt thông thường. Việc thu hoạch vẫn chủ yếu dựa vào sức người, tốn kém thời gian, chi phí nhân công và tỷ lệ hao hụt sau thu hoạch cao. Do đó, nhu cầu về một loại máy nông nghiệp cho diện tích nhỏ là vô cùng cấp thiết. Việc cơ giới hóa nông hộ không chỉ giúp giải quyết bài toán nhân công mà còn là yếu tố then chốt để nâng cao năng lực cạnh tranh của nông sản Việt Nam.

1.2. Phân biệt máy gặt đập liên hợp mini và máy gặt lúa cầm tay

Nhiều người thường nhầm lẫn giữa máy gặt lúa mini và máy gặt lúa cầm tay. Mặc dù cả hai đều phục vụ cho quy mô nhỏ, nhưng nguyên lý hoạt động và chức năng lại khác biệt. Máy gặt lúa cầm tay chủ yếu thực hiện công đoạn cắt và rải lúa thành hàng, người nông dân vẫn phải thực hiện các công đoạn tuốt, đập và làm sạch thủ công. Trong khi đó, một chiếc máy gặt đập liên hợp mini đúng nghĩa sẽ tích hợp nhiều chức năng trong một lần vận hành: cắt, gom, đập tách hạt, và làm sạch sơ bộ. Đây là một giải pháp toàn diện hơn, giúp tự động hóa gần như toàn bộ quy trình thu hoạch trên đồng ruộng, mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm tối đa công sức.

II. Thách thức khi cơ giới hóa thu hoạch lúa tại Việt Nam

Quá trình cơ giới hóa nông nghiệp tại Việt Nam đối mặt với nhiều rào cản đặc thù. Một trong những thách thức lớn nhất đến từ điều kiện canh tác không đồng nhất. Các thửa ruộng nhỏ, bờ vùng chia cắt, và nền đất yếu, lầy lội là những trở ngại chính khiến các máy gặt đập liên hợp cỡ lớn, vốn được thiết kế cho các cánh đồng khô ráo ở châu Âu và châu Mỹ, không thể hoạt động hiệu quả. Theo tài liệu nghiên cứu, ngay cả các dòng máy nhập khẩu như SKD-5R (Liên Xô) hay SR-500 (Phần Lan) khi thử nghiệm tại Việt Nam đều gặp khó khăn trong việc di chuyển trên ruộng lầy. Hơn nữa, chi phí thấp là một yêu cầu tiên quyết đối với nông dân, nhưng giá thành của các máy nhập khẩu lại quá cao, vượt xa khả năng đầu tư của đa số hộ gia đình. Vấn đề phụ tùng thay thế và bảo trì máy gặt mini cũng là một bài toán nan giải khi máy móc hư hỏng. Thêm vào đó, yêu cầu về kỹ thuật nông học cũng rất khắt khe. Máy thu hoạch không chỉ phải đảm bảo năng suất mà còn phải giữ tỷ lệ hao hụt dưới 3% và tỷ lệ vỡ hạt dưới 2%. Những yêu cầu này đòi hỏi một sự am hiểu sâu sắc về cơ khí nông nghiệp và đặc tính của cây lúa nước. Việc thiết kế máy gặt đập liên hợp mini cho hộ gia đình phải giải quyết đồng bộ các thách thức trên: kết cấu gọn nhẹ để linh hoạt, hệ thống di chuyển phù hợp ruộng lầy, giá thành hợp lý và vận hành đơn giản.

2.1. Hạn chế của các máy nông nghiệp cỡ lớn nhập khẩu

Các dòng máy gặt đập liên hợp nhập khẩu thường có trọng lượng rất lớn, từ 3 đến hơn 10 tấn. Điều này khiến chúng chỉ có thể hoạt động trên nền đất cứng, khô ráo. Khi đưa vào điều kiện ruộng lúa nước của Việt Nam, chúng dễ dàng bị sa lầy, gây đình trệ công việc và tốn kém chi phí cứu hộ. Hơn nữa, bề rộng làm việc lớn (từ 4 mét trở lên) không phù hợp với các thửa ruộng nhỏ. Việc vận chuyển và quay đầu máy trong không gian hẹp là gần như không thể, làm giảm đáng kể hiệu quả hoạt động thực tế. Do đó, một sáng chế máy nông nghiệp phù hợp cần ưu tiên tính nhỏ gọn và linh hoạt.

2.2. Yêu cầu kỹ thuật và nông học đối với máy thu hoạch lúa

Một chiếc máy thu hoạch lý tưởng phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nông học nghiêm ngặt. Chất lượng làm việc là yếu tố hàng đầu: phải cắt sát gốc, không bỏ sót, đập sạch hạt và giảm thiểu tổn thất. Tổng hao hụt (do rơi vãi, sót trên rơm,...) không được vượt quá 3%. Độ sạch của thóc sau khi qua máy phải đạt trên 98% để giảm công đoạn phơi và làm sạch sau này. Đồng thời, độ hư hỏng hạt (vỡ, nứt) phải dưới 2% để đảm bảo chất lượng gạo thương phẩm. Đây là những chỉ số quan trọng mà bất kỳ thiết kế máy gặt lúa mini nào cũng phải hướng tới.

III. Phương pháp thiết kế máy gặt lúa mini chi phí thấp

Để tạo ra một chiếc máy gặt đập liên hợp mini vừa hiệu quả cao vừa có chi phí thấp, phương pháp thiết kế phải tập trung vào sự tối giản, tính hiệu quả và khả năng tận dụng vật liệu địa phương. Nghiên cứu của Nguyễn Văn Quyền (2019) đã đề xuất một phương án thiết kế tập trung vào các tiêu chí cốt lõi: kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo và sửa chữa. Thay vì sử dụng các hệ thống thủy lực phức tạp, máy ưu tiên các cơ cấu truyền động cơ khí như xích, dây đai và hộp giảm tốc đơn giản. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo máy nông nghiệp cũng được cân nhắc kỹ lưỡng, ưu tiên thép phổ thông, dễ tìm và gia công. Một trong những điểm cốt lõi của phương pháp này là phân tích và tối ưu hóa từng cụm chi tiết. Ví dụ, hệ thống di chuyển sử dụng bánh sắt để tăng độ bám trên ruộng lầy thay vì bánh xích cao su đắt tiền. Hệ thống lái được thiết kế thủ công, đơn giản, giúp người vận hành dễ dàng điều khiển. Nguyên lý máy gặt đập liên hợp được áp dụng theo hướng giữ lại rơm nguyên vẹn sau khi đập, phục vụ các mục đích khác của nhà nông. Cách tiếp cận này không chỉ giúp giảm giá thành sản phẩm mà còn làm cho việc bảo trì máy gặt mini trở nên đơn giản hơn, người nông dân có thể tự sửa chữa những hỏng hóc cơ bản mà không cần đến chuyên gia kỹ thuật cao.

3.1. Lựa chọn phương án thiết kế và các thông số đầu vào

Việc lựa chọn phương án thiết kế là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Thiết kế phải dựa trên các thông số đầu vào thực tế như: bề rộng lưỡi cắt (khoảng 600mm), trọng lượng máy (dưới 150kg), và năng suất dự kiến (600-1000 m2/h). Các thông số này được xác định dựa trên quy mô của hộ gia đình và điều kiện đồng ruộng Việt Nam. Phương án di chuyển bằng bánh sắt và lái tay được chọn để đảm bảo sự đơn giản và dễ vận hành. Các hệ thống làm việc được thiết kế theo dạng module, giúp việc tháo lắp và sửa chữa thuận tiện.

3.2. Tính toán và tối ưu hóa hệ thống truyền động cơ khí

Hệ thống truyền động là trái tim của máy, quyết định hiệu suất và độ bền. Thay vì các hệ thống phức tạp, thiết kế này ưu tiên sử dụng truyền động xích và bánh răng. Việc tính toán tỷ số truyền, công suất từ động cơ máy gặt mini đến các bộ phận công tác (dao cắt, trống đập, trục vít) phải chính xác để đảm bảo máy hoạt động ổn định, không quá tải. Việc sử dụng các linh kiện tiêu chuẩn như xích xe đạp, nhông sên, và hộp giảm tốc phổ thông giúp giảm chi phí sản xuất và tạo điều kiện thuận lợi cho việc thay thế, sửa chữa sau này.

IV. Chi tiết cấu tạo các bộ phận chính của máy gặt mini

Một chiếc máy gặt đập liên hợp mini hiệu quả là sự kết hợp hài hòa của nhiều bộ phận cơ khí chính xác. Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý của từng hệ thống là chìa khóa để chế tạo và vận hành thành công. Dựa trên các bản vẽ máy gặt đập mini, có thể chia máy thành các cụm chức năng chính. Đầu tiên là hệ thống gom và cắt lúa, có nhiệm vụ đưa thân lúa vào máy và cắt sát gốc. Tiếp theo, lúa được chuyển đến buồng đập và sàng rung, nơi hạt được tách ra khỏi bông. Hạt lúa sau đó được đưa qua hệ thống làm sạch sơ bộ và chuyển đến khoang chứa hoặc đóng bao trực tiếp. Cuối cùng, hệ thống di chuyển và động lực, bao gồm động cơ máy gặt mini và khung sườn, cung cấp năng lượng và khả năng cơ động cho toàn bộ máy. Mỗi bộ phận đều được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động đồng bộ, hiệu quả và an toàn. Ví dụ, hệ thống cắt gặt sử dụng cơ cấu dao cắt tịnh tiến phổ biến, trong khi hệ thống gom lúa được cải tiến bằng xích có cánh gạt để phù hợp với việc thu hoạch lúa đứng mà không làm nát rơm. Sự cải tiến trong thiết kế này thể hiện rõ tinh thần sáng chế máy nông nghiệp hướng tới người dùng cuối.

4.1. Cấu tạo hệ thống gom lúa và cơ cấu dao cắt tịnh tiến

Khác với guồng gạt truyền thống, hệ thống gom lúa của thiết kế này sử dụng hai dãy xích song song có gắn các cánh gạt. Cơ cấu này giúp lùa cây lúa đứng vào bộ phận cắt một cách nhẹ nhàng, tránh làm rụng hạt và phù hợp khi cắt lúa ở những chân ruộng ngập nước. Ngay phía sau là hệ thống cắt gặt sử dụng một lưỡi dao răng cưa chuyển động tịnh tiến qua lại trên một hàm dao cố định. Nguyên lý này cho phép cắt thân lúa một cách dứt khoát, sắc bén với công suất yêu cầu không quá lớn, rất phù hợp với một chiếc máy gặt lúa mini.

4.2. Nguyên lý hoạt động của buồng đập và trục vít tải hạt

Buồng đập là bộ phận quan trọng nhất, quyết định tỷ lệ sạch hạt và độ vỡ hạt. Thiết kế này chọn phương án đập tiếp tuyến. Lúa sau khi cắt được kẹp và đưa đi qua một trống đập quay với tốc độ cao. Các răng trên trống sẽ đập vào bông lúa, làm hạt văng ra và rơi xuống lưới sàng bên dưới. Thân lúa (rơm) được giữ thẳng và đi ra ngoài, không bị đập nát. Hạt lúa sau khi lọt qua lưới sẽ được một trục vít xoắn thu gom và vận chuyển lên bao chứa. Nguyên lý máy gặt đập liên hợp này vừa đảm bảo hiệu quả tách hạt, vừa giữ lại được rơm để tái sử dụng.

V. Kết quả ứng dụng và hiệu quả thực tiễn của máy gặt

Việc đưa một sáng chế máy nông nghiệp từ bản vẽ ra thực tế luôn là một quá trình đầy thử thách, nhưng kết quả mang lại có thể vô cùng to lớn. Một chiếc máy gặt đập liên hợp mini được thiết kế tốt sẽ chứng minh được tính ưu việt qua hiệu quả hoạt động thực tế trên đồng ruộng. Năng suất thu hoạch có thể đạt từ 600-1000 m2/giờ, tương đương với sức lao động của 10-15 người gặt thủ công. Điều này giúp giảm sức lao động nông nghiệp một cách triệt để và giải quyết bài toán thiếu nhân công trong mùa vụ. Đặc biệt, máy có khả năng làm việc tốt trên các địa hình khó như ruộng nhỏ, bờ hẹp, và cả máy gặt cho ruộng bậc thang. Khả năng vận hành linh hoạt, dễ vận hành ngay cả với những người chưa có nhiều kinh nghiệm kỹ thuật là một ưu điểm lớn. Chi phí vận hành thấp do sử dụng động cơ nhỏ, tiết kiệm nhiên liệu. Hơn nữa, việc máy có kết cấu đơn giản giúp quá trình bảo trì máy gặt mini diễn ra nhanh chóng, ít tốn kém. Theo các tính toán trong đề tài tham khảo, máy đảm bảo các chỉ tiêu nông học quan trọng: tỷ lệ hao hụt thấp và tỷ lệ vỡ hạt nằm trong giới hạn cho phép, mang lại hiệu quả cao cả về kinh tế lẫn chất lượng nông sản.

5.1. Đánh giá năng suất và khả năng thích ứng địa hình

Thực tế cho thấy, với bề rộng cắt 600mm và tốc độ di chuyển hợp lý, máy có thể hoàn thành việc thu hoạch 1 sào Bắc Bộ (360m2) trong khoảng 20-30 phút. Khả năng di chuyển linh hoạt của máy trên nền đất yếu và địa hình không bằng phẳng là một điểm cộng lớn so với các dòng máy lớn hơn. Thiết kế bánh sắt và trọng lượng nhẹ cho phép máy vượt qua các bờ ruộng nhỏ và quay đầu dễ dàng trong không gian hẹp. Đây là yếu tố quyết định sự thành công khi ứng dụng máy nông nghiệp cho diện tích nhỏ.

5.2. Lợi ích kinh tế Chi phí đầu tư thấp và hiệu quả cao

So với việc thuê nhân công hoặc đầu tư vào một máy gặt cỡ lớn, máy gặt đập liên hợp mini mang lại lợi ích kinh tế vượt trội cho hộ gia đình. Chi phí thấp để chế tạo hoặc mua sắm giúp nông dân nhanh chóng thu hồi vốn. Chi phí vận hành (nhiên liệu, bảo dưỡng) cũng ở mức tối thiểu. Việc chủ động được thời gian thu hoạch giúp nông dân bán được nông sản với giá tốt hơn, tránh tình trạng bị ép giá do phụ thuộc vào nhân công hay máy dịch vụ. Về lâu dài, đây là một khoản đầu tư thông minh và bền vững.

VI. Tương lai ngành cơ khí nông nghiệp và máy gặt tự chế

Sự thành công của mô hình máy gặt đập liên hợp mini cho hộ gia đình đã mở ra một hướng đi mới đầy tiềm năng cho ngành cơ khí nông nghiệp Việt Nam. Nó chứng tỏ rằng việc nghiên cứu và phát triển các loại máy móc phù hợp với điều kiện canh tác đặc thù trong nước là hoàn toàn khả thi và cần thiết. Trong tương lai, xu hướng này sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ. Các thiết kế sẽ ngày càng được tối ưu hơn về hiệu suất, độ bền và tính tiện dụng. Việc ứng dụng các công nghệ mới như vật liệu nhẹ hơn, động cơ tiết kiệm năng lượng hơn sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm. Đặc biệt, phong trào máy gặt mini tự chế trong cộng đồng nông dân và các xưởng cơ khí nhỏ lẻ sẽ phát triển mạnh. Sự chia sẻ các bản vẽ máy gặt đập mini, kinh nghiệm cải tiến sẽ tạo ra một hệ sinh thái sáng tạo, giúp hoàn thiện và đa dạng hóa các dòng máy. Hướng nghiên cứu trong tương lai không chỉ dừng lại ở cây lúa mà còn có thể mở rộng ra các loại máy thu hoạch đa năng nhỏ, có khả năng thu hoạch các loại nông sản khác như đậu, ngô, vừng... Đây là chìa khóa để xây dựng một nền nông nghiệp tự chủ, hiện đại và bền vững, bắt đầu từ chính những người nông dân.

6.1. Tiềm năng phát triển của các dòng máy gặt mini tự chế

Các mô hình máy gặt mini tự chế đang ngày càng phổ biến nhờ tính linh hoạt và chi phí hợp lý. Người nông dân, với sự hỗ trợ của các xưởng cơ khí địa phương, có thể tự chế tạo hoặc cải tiến máy móc dựa trên các thiết kế có sẵn để phù hợp nhất với đồng ruộng của mình. Tiềm năng này rất lớn, không chỉ giúp giải quyết nhu cầu tại chỗ mà còn có thể hình thành các cơ sở sản xuất nhỏ, cung cấp máy cho các vùng lân cận, tạo thêm việc làm và thúc đẩy kinh tế nông thôn.

6.2. Hướng nghiên cứu cải tiến và nâng cao hiệu suất máy

Để nâng cao hơn nữa hiệu suất, các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc cải tiến một số bộ phận. Có thể nghiên cứu tích hợp hệ thống làm sạch hiệu quả hơn để giảm tạp chất trong thóc. Tối ưu hóa thiết kế buồng đập và sàng rung để giảm tỷ lệ thất thoát và vỡ hạt xuống mức tối thiểu. Ngoài ra, việc nghiên cứu các cơ cấu nâng hạ tự động thay cho quay tay sẽ giúp việc dễ vận hành và giảm mệt mỏi cho người điều khiển. Đây là những bước đi cần thiết để các sáng chế máy nông nghiệp Việt Nam có thể cạnh tranh và phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY GẶT ĐẬP LIÊN HỢP 1. Tổng quan về tình hình ruộng lúa nước ta 1. Quy mô lúa gạo ở nước ta Tính đến ngày 15/4, cả nước gieo cấy được 3.116,6 nghìn ha lúa đông xuân, bằng 100,6% cùng kỳ năm trước. Các địa phương phía Bắc cơ bản hoàn thành gieo trồng lúa đông xuân với diện tích đạt 1.112,6 nghìn ha, bằng 98,9% cùng kỳ năm trước, trong đó vùng Đồng bằng sông Hồng đạt 515,1 nghìn ha, bằng 98% (giảm 10,5 nghìn ha) do một số địa phương chuyển đổi cơ cấu sản xuất và chuyển đổi mục đích sử dụng đất.

Hiện nay, lúa đông xuân tại các địa phương phía Bắc sinh trưởng và phát triển tốt, đang trong thời kỳ đứng cái và làm đòng. Tuy nhiên, dự báo thời gian tới nhiệt độ tăng khiến sâu bệnh gây hại trên lúa diễn biến phức tạp, nhất là bệnh khô vằn, bệnh đạo ôn, rầy các loại., ngành nông nghiệp cần theo dõi sát diễn biến tình hình sâu bệnh, xử lý kịp thời các ổ bệnh để không ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa. Tại các địa phương phía Nam, gieo trồng lúa đông xuân đạt 2.004 nghìn ha, bằng 101,5% cùng kỳ năm 2018, trong đó diện tích tăng chủ yếu ở Cà Mau với 37,9 nghìn ha do chuyển đổi mùa vụ từ lúa mùa sang lúa đông xuân. Đến trung tuần tháng Tư, các địa phương phía Nam đã thu hoạch được 1.648,7 nghìn ha lúa đông xuân, chiếm 82,3% diện tích xuống giống và bằng 107,8% cùng kỳ năm trước, trong đó vùng Đồng bằng sông Cửu Long đạt 1.526,2 nghìn ha, chiếm 95,1% và bằng 108%.

Tuy nhiên, nắng nóng kéo dài trên diện rộng gây ảnh hưởng tới năng suất lúa, làm giảm sản lượng lúa đông xuân toàn vùng so với cùng kỳ năm trước. Theo báo cáo sơ bộ, năng suất lúa đông xuân vùng Đồng bằng sông Cửu Long năm nay ước tính đạt 67,5 tạ/ha, giảm 1,4 tạ/ha so với vụ đông xuân trước; sản lượng đạt 10,8 triệu tấn, giảm 5,5 nghìn tấn. Trên những diện tích lúa đông xuân đã thu hoạch, các địa phương tiến hành vệ sinh đồng ruộng, cày ải, phơi đất để xuống giống vụ hè thu. Tính đến ngày 15/4, các địa phương phía Nam gieo sạ được 497,9 nghìn ha lúa hè thu, bằng 112,4% cùng kỳ năm trước, trong đó vùng Đồng bằng sông Cửu Long đạt 484,9 nghìn ha, bằng 111,6%, tiến độ gieo trồng lúa hè thu năm nay nhanh hơn cùng kỳ do vụ đông xuân được gieo trồng và thu hoạch sớm.

Hiện nay, lúa hè thu đang ở giai đoạn mạ đến làm đòng, cây lúa sinh trưởng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Quyền Giáo viên hướng dẫn: Th.S Dương Đình Nghĩa 2 Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp quy mô hộ gia đình và phát triển tốt. Tuy nhiên, dự báo vụ hè thu năm nay gặp khó khăn do thời tiết nắng nóng kéo dài, đặc biệt nguy cơ hạn hán, thiếu nước tại các tỉnh Trung Bộ, Tây Nguyên trong các tháng mùa khô nên ngành nông nghiệp cần quản lý chặt lịch thời vụ xuống giống, khuyến cáo các địa phương áp dụng kỹ thuật canh tác để hạn chế tác động của khô hạn đến sản xuất, đồng thời bảo đảm nguồn nước tưới cho lúa. Các phương pháp thu gom lúa nước Phương pháp thu hoạch khác nhau thì sử dụng công cụ, máy móc để sử dụng thu hoạch và hiệu quả thu hoạch cũng khác nhau. Nếu căn cứ vào phương pháp thu hoạch thì có thể phân ra thành phương pháp thu hoạch thủ công và phương pháp thu hoạch bằng cơ giới.

Nếu căn cứ vào quy trình thu hoạch thì ta có thể phân ra thành phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn và phương pháp thu hoạch một giai đoạn. Phương pháp thu hoạch lúa nhiều giai đoạn Phương pháp thu hoạch nhiều giai đoạn là phương pháp chia nhiều khâu thu hoạch thành nhiều công đoạn riêng biệt, mỗi giai đoạn sử dụng một công cụ hoặc máy móc khác nhau: - Thu hoạch bằng phương pháp thủ công: Đây là phương pháp cổ truyền, chỉ tồn tại ở giai đoạn kinh tế chưa phát triển. Vì năng suất làm việc rất thấp, cường độ lao động cao và đặc biệt hao hụt khá lớn trên 10%. Vì vậy, ở nước ta hiện nay một sô công đoạn đã sử dụng thay công cụ thủ công, trong đó khâu tách hạt được sử dụng tương đối rộng rãi.1 Gặt lúa bằng liềm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Quyền Giáo viên hướng dẫn: Th.S Dương Đình Nghĩa 3 Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp quy mô hộ gia đình Hình 1.2 Đập lúa bằng tay - Thu hoạch bằng cơ giới: Dùng máy gặt rãi hàng cắt rãi xuống ruộng, sau đó dùng máy kéo hoặc ô tô tải cỡ nhỏ chuyển về sân để đập, phân ly làm sạch bằng máy.

Hiện nay, do máy đập liên hợp phát triển, để giảm công vận chuyển, nhiều nơi đưa máy đập đến tận ruộng, sau đó mới chuyển thóc đến nơi phân phối. ❖ Ưu điểm phương pháp này: • Máy móc dùng trong các công đoạn tương đối đơn giản, gọn nhẹ, giá thành thấp. • Giữa các giai đoạn ít ảnh hưởng và chịu phụ thuộc vào nhau. Ngay trong một số điều kiện khó khăn và phức tạp nhất thì một số công đoạn vẫn thực hiện bằng máy được.

• So với phương pháp thủ công, cường độ lao động và tổng hao hụt giảm đáng kể, năng suất lao động có thể tăng lên 1-2 lần. Đối với nước ta, đây là một phương pháp tồn tại tương đối lâu dài. Điều quan trọng hiện nay cần có nhiều loại máy, kiểu cỡ máy có chất lượng làm việc tốt, năng suất lao động cao cho từng công đoạn, có thể ứng dụng rộng rãi trên nhiều địa bàn, nhiều vùng khác nhau. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Quyền Giáo viên hướng dẫn: Th.S Dương Đình Nghĩa 4 Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp quy mô hộ gia đình ❖ Hạn chế của phương pháp này: Việc đầu tư và mua sắm số lượng máy, chủng loại máy phải nhiều, việc bảo quản, sửa chữa sẽ có những khó khăn nhất định.

Phương pháp thu hoạch một giai đoạn Phương pháp này hoàn toàn thực hiện bằng cơ giới, sử dụng máy gặt đập liên hợp để tiến hành các công đoạn từ cắt gặt, thu gom, đập tách hạt, rủ rơm, làm sạch liên tục trong cùng một thời điểm, một lần hoàn thành các công đoạn thu hoạch trên đồng ruộng. Những ưu điểm nổi bật của phương pháp này là năng suất lao động rất cao, cường độ lao động thấp, độ hao hụt thấp và giá thành thu hoạch giảm. Trong điều kiện ruộng khô lúa đứng, độ chín đồng điều, độ ẩm thân cây và hạt thấp, kích thước lô thửa thích hợp thì máy có thể làm việc liên tục, năng suất và chất lượng làm việc của máy điều rất cao, tổng hao hụt hạt do gặt, đập, suốt, thóc theo rơm và sàn quạt thổi ra có thể giảm hơn 3%, độ sạch sản phẩm trên 98%. Do đặc điểm của phương pháp này là hoàn thành nhiều công đoạn trong một lúc, chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố như kích thước lô thửa, tính chất cơ lý đất đai và cây trồng.

Mặt khác kích thước máy lớn, các cơ cấu làm việc phức tạp, việc chế tạo và sử dụng đòi hỏi phải có trình độ nhất định mới đảm bảo cho máy hoạt động hiệu quả. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Quyền Giáo viên hướng dẫn: Th.S Dương Đình Nghĩa 5 Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp quy mô hộ gia đình Hình 1.4 Máy gặt đập liên hợp Kubota 1. Giới thiệu một số máy gặt đập liên hợp trong và ngoài nước 1. Lịch sử phát triển Trong quá trình trồng lúa, giai đoạn tốn nhiều thời gian nhất của thời gian để hoàn thành công việc ngắn nhất đó là thời kỳ thu hoạch.

Đã từ lâu rồi, người ta luôn mơ ước làm sao có thể tạo ra những công cụ thu hoạch đơn giản, năng suất cao, giảm sức lao động. Ở nước ngoài, các công cụ thu hoạch phát triển tương đối sớm. Năm 1665, bộ phận đập chế tạo chuyển động nhờ bánh xe hơi nước. Năm 1800, bộ phận cắt kiểu cái kéo ra đời sau đó hoàn thiện bộ phận cắt kiểu lưỡi như ngày nay.

Giữa thế kỷ XIX xuất hiện guồng gạt dùng gạt lúa vào bộ phận cắt, rồi xuất hiện đến ngày nay. Năm 1875 ở Ai Len xuất hiện bộ phận đập kiểu trống hình trụ có các thanh trống 3 cạnh. Ở Mỹ, bộ phận đập kiểu trống răng, máng răng xuất hiện 1840, hoàn thiện máy đập phức tạp có kèm cả hệ thống làm sạch. Từ lâu nhiều người đã đề xuất việc kết hợp hai loại máy gặt và máy đập thành máy gặt đập liên hợp.

Năm 1868, kỹ sư người Nga Andoray Romanovit là người đầu tiên nghĩ ra máy gặt đập liên hợp nhưng không triển khai được. Hầu hết các máy gặt đập liên hợp ở nước ngoài được chế tạo để phục vụ thu hoạch lúa mì. Những cánh đồng lúa mì thường có diện tích rất lớn, cây lúa mì trồng được những Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Quyền Giáo viên hướng dẫn: Th.S Dương Đình Nghĩa 6 Nghiên cứu thiết kế máy gặt đập liên hợp quy mô hộ gia đình nơi khô ráo, chính những điều này mà máy thu hoạch của các nước trồng lúa mì nói chung thường có kích thước rất lớn để đảm bảo năng suất. Do đó, hệ thống chuyển động thường là bánh bơm, ít dùng bánh xích.

Ngày nay, các mẫu máy gặt đập liên hợp đã có nhiều công ty trên thế giới hoàn thiện. Các tập đoàn hàng đầu trong lĩnh vực máy gặt đập liên hợp như John Deere (Mỹ), Class (Đức), New Holand (Bỉ), Phần Lan, Cộng Hòa Czce, Australia, Liên Bang Nga. Gần đây có các mẫu máy gặt đập liên hợp được sản xuất ở Trung Quốc, Nhật bản, Thái Lan. Phương pháp thu hoạch một giai đoạn có nhiều ưu điểm nổi bậc là năng suất cao, cường độ làm việc thấp, độ hao hụt thấp và giá thành thu hoạch giảm nên từ lâu các nước Âu- Mỹ điều ứng dụng để thu hoạch lúa mỳ.

Hiện nay, một số nước Châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Philippines và Trung Quốc cũng đã ứng dụng phương pháp này để thu hoạch lúa. Ở các nước Âu- Mỹ, các máy gặt đập liên hợp thường được sử dụng trên các cánh đồng khô, nên đất rất cứng khối lượng có thể lên đến 13-15 tấn mà việc đi lại chuyển động rất trở ngại.