Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái quát về tình hình trồng khóm ở Tây Nam Bộ Vùng Tây Nam Bộ là vùng đất trũng, chua phèn nên không phù hợp với cây lúa, người dân nơi đây đã sử dụng máy xúc múc đất ở dưới ruộng lên đắp thành liếp để trồng khóm, cây khóm thích hợp với vùng đất phèn này. Theo kết quả điều tra khảo sát 100% diện tích trồng khóm ở vùng Tây Nam Bộ đều trồng khóm ở trên liếp. Kích thước liếp có chiều rộng 6 - 9 m, chiều dài 30 - 50 m, xung quanh có kênh do múc đất đổ lên tạo liếp, kích thước kênh rạch rộng 3 – 5 m, sâu 1-2 m.1: Cánh đồng khóm ở huyện Tân Phước-Tiền Giang 1.
Thực trạng về thu hoạch trái khóm ở vùng Tây Nam Bộ 1. Công nghệ thu hoạch khóm Công nghệ thu hoạch trái khóm là quá trình biến trái khóm ở trong vườn trồng thành trái khóm ở nơi tiêu thụ hoặc là nhà máy chế biến nông sản không gây ảnh hưởng chất lượng của trái khóm. Công nghệ thu hoạch trái khóm được thực hiện như sau: 5 Vườn trồng khóm Hái quả, cắt đã vào mùa thu quả khóm Xếp quả đã Di chuyển hoạch cắt vào sọt, sọt, thùng thùng đã xếp đầy trái Vận chuyển đến Bốc xếp sọt, thùng đã nhà máy chế biến chứa đầy trái lên xe ô hoặc nơi tiêu thụ tô, hoặc lên tàu thuyền Hình 1.2: Công nghệ thu hoạch khóm - Khâu thu hoạch trái, cắt trái khóm: trong thu hoạch khóm hiện nay ở Việt Nam khâu hái và cắt trái khóm chủ yếu bằng thủ công, cắt trái khóm bằng dao. - Khâu xếp trái khóm đã thu hoạch vào sọt, vào thùng: Sau khi cắt, hái xong người thu hoạch một tay cầm dao tay còn lại đỡ lấy trái đã cắt đặt vào sọt, vào thùng, xếp lần lượt từ dưới lên trên.
- Khâu di chuyển sọt, thùng đã xếp đầy trái: Việc di chuyển các sọt, các thùng đã xếp đầy trái sau thu hoạch từ trong vườn trồng ra nơi có thể bốc lên xe ô tô hoặc bốc xếp xuống tàu thuyền có thể bằng ba hình thức sau: + Bằng thủ công: sử dụng người để khuân vác (gánh, đội lên đầu) + Sử dụng xe đẩy bằng tay: sử dụng xe 3 bánh, xe thồ, xe cút kít + Sử dụng xe công nông, máy kéo có rơ móoc, hoặc sử dụng xuồng ba lá - Khâu bốc xếp lên xe ô tô, lên tàu thuyền; Sau khi di chuyển các sọt, các thùng chứa đầy trái sau thu hoạch ra đến bến bãi tập kết, các sọt, các thùng được bốc xếp lên xe ô tô hoặc bốc xếp lên tàu thuyền để vận chuyển đến nơi tiêu thụ, quá trình bốc được thực hiện chủ yếu bằng thủ công. - Khâu vận chuyển đến nơi tiêu thụ: sản phẩm được bốc xếp lên xe, lên 6 tàu thuyền được vận chuyển đến nơi tiêu thụ, quá trình vận chuyển được thực hiện bằng đường bộ (ô tô) hoặc đường thủy (tàu thuyền). Nhận xét: Công nghệ thu hoạch trái khóm hiện nay ở Việt Nam chủ yếu bằng thủ công, năng suất thấp, lao động nặng nhọc, chất lượng sản phẩm thấp, trái bị dập vỡ, tổn thất sau thu hoạch lớn, chất lượng sản phẩm thấp. Công nghệ và thiết bị thu hoạch khóm tại Tây Nam Bộ 1) Khâu chặt khóm: Chặt khóm bằng dao chuyên dùng, người công nhân đi trên liếp chọn trái chín sau đó sử dụng dao chặt hoặc cắt trái khóm, sau khi chặt xong thì lấy tay quăng trái khóm xuống kênh nước.3: Chặt và quăng trái khóm xuống kênh nước 2) Vớt trái khóm lên thuyền: Sau khi chặt xong và quăng trái khóm xuống kênh nước thì đến khâu tiếp theo vớt trái khóm ở dưới kênh nước xếp lên thuyền ba lá, quá trình vướt và xếp bằng thủ công.4: Vớt trái khóm lên thuyền ba lá 3) Vận chuyển về nơi tập kết: Sau khi vớt xong trái khóm và xếp lên đầy thuyền, người lái thuyền sẽ chèo thuyền chở khối lượng khóm đã thu hoạch về bến, từ bến này khóm lại được bốc lên ô tô hoặc bốc xếp lên tàu thuyền lớn hơn để mang đi tiêu thụ, toàn bộ khâu công việc này đều làm bằng thủ công.5: Vận chuyển trái khóm về bến tập kết 8 4) Bốc xếp khóm lên phương tiện vận chuyển mang đi tiêu thụ: Khóm sau khi được di chuyển đến bến tập kết sau đó bốc lên xe ô tô hoặc lên xuống lớn hơn để mang về nhà máy hoặc mang đi tiêu thụ, quá trình bốc xếp bằng thủ công.6: Bốc xếp khóm lên phương tiện vận chuyển 5) Dụng cụ chứa trái khóm sau thu hoạch: Trái khóm sau thu hoạch được quăng xuống kênh nước, sau đó vướt lên thuyền xếp thành đống, sau đó bốc xếp lên xe ô tô hoặc xếp lên thành từng đống, như vậy trái khóm sau thu hoạch không có thùng chứa (giỏ chứa) mà xếp thành từng đống, dẫn đến trọng lượng của trái phía trên tác dụng lên trái dưới làm cho trái khóm bị dập hoặc bị tổn thương, từ đó ảnh hưởng đến thời gian bảo quản, ảnh hưởng đến chất lượng trái khóm.7: Trái khóm sau thu hoạch xếp thành từng đống lớn 1.
Những tồn tại trong thu hoạch trái khóm ở vùng Tây Nam Bộ Do thu hoạch bằng thủ công nên tốn nhiều công lao động, khi đến thời vụ cần thu hoạch với số lượng lớn đáp ứng yêu cầu của các nhà máy sản xuất công nghiệp thì khó khăn, khi diện tích trái khóm chín nhiều, khi các nhà máy cần nguồn nguyên liệu lớn thì thu hoạch bằng thủ công như vậy thì không đáp ứng được sản phẩm. Theo số liệu điều tra khảo sát của nhóm nghiên cứu tại huyện Tân Phước tỉnh Tiền Giang nguồn nhân lực lao động thủ công cho thu hoạch khóm là rất ít, thanh niên họ đi làm nhà máy, công trường, do vậy nếu cứ thu hoạch bằng thủ công như hiện nay thì sẽ thiếu lao động khi đến thời vụ thu hoạch hàng loạt. Công nghệ thu hoạch như hiện nay ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm lý do như sau: khi quăng từng trái khóm xuống nước sau đó lại vướt từng trái khóm lên tàu thuyền thành từng đống, sau đó lại bốc xếp từng trái khóm lên phương tiện vận chuyển và xếp thành từng đống, mỗi lần như vậy có sự va đập giữa các trái khóm với nhau, trọng lượng của lớp trái khóm trên đè xuống lớp 10 trái khóm ở dưới, từ đó trái khóm bị tổn thương, bằng mắt thường không phát hiện được, nhưng nếu để lâu thì trái khóm nhanh bị hư hỏng, dẫn đến tổn thất sau thu hoạch lớn. Thực tế sản xuất cho thấy nhiều doanh nghiệp Việt Nam xuất khẩu khóm sang Trung Quốc bị trả về lý do là trái khóm bị tổn thương trong quá trình thu hoạch vận chuyển từ vườn trồng đến nhà máy.
Với công nghệ và thiết bị thu hoạch khóm như hiện nay thì chất lượng trái khóm không đáp ứng được yêu cầu xuất khẩu (trái khóm bị tổn thương), từ đó ảnh hưởng đến đầu ra cho người trồng khóm. Do vậy, muốn tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, giảm tổn thất sau thu hoạch và đáp ứng được yêu cầu xuất khẩu thì nhất thiết phải có nghiên cứu thiết kế chế tạo ra hệ thống thiết bị cơ giới hóa, tự động hóa khâu thu hoạch, vận chuyển trái khóm sau thu hoạch. Thuyết minh mô hình máy liên hợp thu hoạch trái khóm tự động 1. Xuồng chở liên hợp máy và vận chuyển khóm Do đặc điểm của vùng trồng khóm ở Tây Nam Bộ xung quanh liếp trồng là các kênh rạch, nên khó khăn cho liên hợp máy hoạt động khi di chuyển từ liếp này sang liếp khác.
Từ đặc điểm này đề tài tính toán thiết kế chế tạo xuồng chuyên dùng với 2 công năng đó là chở liên hợp máy khi cần di chuyển đến nơi cần thu hoạch, khi máy leo lên các liếp để thu hoạch thì xuồng dùng để chứa trái khóm sau khi thu hái, sau đó vận chuyển trái khóm về nơi tập kết, mô hình xuồng chuyên dùng thể hiện trên hình 1. Xuồng chuyên dùng; 2. Liên hợp máy tự động thu hoạch khóm 3. Cầu để liên hợp máy lên xuống xuồng; 4.
Sàn để để chở liên hợp máy Hình 1.8: Xuống chuyên dùng để vận chuyển liên hợp máy và trái khóm 1. Liên hợp máy thu hoạch khóm Để tạo ra thiết bị tự động thu hoạch trái khóm đạt năng suất và chất lượng cao, luận văn đề xuất thiết kế liên hợp máy tự động thu hoạch trái khóm như trong hình 1. Bánh chủ động của máy kéo; 3. Ly hợp từ; 4.
Thanh trượt dọc; 6. Băng tải dọc; 7. Băng tải ngang; 8. Thanh trượt ngang xe; 10.
Thanh trượt đứng; 11. Tay máy tự động cắt trái khóm Hình 1.9: Mô hình liên hợp máy tự động thu hoạch trái khóm Liên hợp máy tự động thu hoạch khóm được thiết kế chế tạo như hình 13, toàn bộ các bộ phận, cơ cấu đều được tính toán thiết kế mới để cho phù hợp với điều kiện địa hình và công nghệ thu hoạch khóm. 1) Động cơ xe kéo Phần động cơ được thiết kế là động cơ Diezel công suất 15 hp hãng Huyndai, từ động cơ (1) truyền chuyển động qua ly hợp số (3), ly hợp này được thiết kế là ly hợp từ để tích hợp với phần tự động khi thu hoạch, khi ly hợp từ đóng lại thì mômen quay của trục động cơ truyền qua hộp giảm tốc đến bánh xe chủ động số (2), từ mô mem của bánh xe chủ động tạo ra lực kéo tiếp tuyến và làm cho liên hợp máy di chuyển. 13 2) Bộ phận công tác của liên hợp máy thu hoạch khóm Hình 1.10: Bộ phận công tác của liên hợp thu hoạch khóm Bộ phận công tác được đặt trên thùng sau của xe đầu kéo bao gồm: 03 tay máy có chức năng cắt trái khóm; Trên mỗi tay cắt được đặt 01 camera có chức năng nhận dạng trái khóm chín (trái khóm đã đạt độ chín để thu hoach), đầu ra của camera cho tín hiệu là tọa độ trái khóm để làm đầu vào cho hệ thống điều khiển điều dẫn chuyển động của tay máy cắt khóm; cuối cùng bộ phận công tác có các băng tải có chức năng vận chuyển trái khóm sau khi được cắt xong đến thùng vận chuyển riêng biệt được đặt dưới xuồng.
Thuyết minh mô hình cánh tay máy cắt trái khóm Tay cắt khóm được mô tả trên hình 1.10, tay cắt có thể di chuyển theo 3 trục (trục X, trục Y, trục Z), cuối cánh tay là bàn tay cắt có gắn dao để cắt trái khóm ( Hình 1.