Đối với nền nông nghiệp nhiệt đới của nước ta, mía là cây công nghiệp có giá trị cao. Ngoài để sản xuất đường, mía còn là nguyên liệu cho 50 loại sản phẩm chế biến khác của ngành giấy, dệt, hóa dược … Nghề trồng mía nước ta đã được hoạch định và phát triển với tốc độ lớn. Trong niên vụ 2012÷2013 diện tích mía cả nƣớc khoảng 300.000 ha (tăng so với vụ trước 16.778 ha), sản xuất 16 triệu tấn mía (tăng 300 nghìn tấn so với vụ trƣớc). Để đạt được mục tiêu này, ngành mía đường cần phải giải quyết nhiều vấn đề: tăng cường biện pháp kỹ thuật thâm canh, sử dụng giống mới để tăng năng suất mía, cơ giới hóa đồng bộ trong tất cả các khâu sản xuất, đồng thời cần giảm tối đa tổn thất sau thu hoạch. Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1 Tình hình sản xuất mía tại Việt Nam và trên thế giới 3
1.2 Tình hình cơ giới hoá khâu thu hoạch mía 5
1.2.1 Nhu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía 5
1.2.2 Yêu cầu cơ giới hóa khâu thu hoạch mía 6
1.3 Tình hình áp dụng công nghệ thu hoạch mía 7
1.3.1 Công nghệ thu hoạch để nguyên cây 7
1.3.2 Công nghệ thu hoạch cắt cây thành đoạn 7
1.4 Tính cấp thiết của việc bóc lá mía bằng bộ phận bóc 8
1.5 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng bộ phận bóc lá mía 9
1.5.1 Nguyên lý bóc lá mía tư thế ngang cây 9
1.5.2 Nguyên lý bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển dọc 12
1.5.3 Nguyên lý làm sạch cây mía bằng khí động học 15
1.6 Lựa chọn nguyên lý 17
1.7 Tình hình nghiên cứu kết cấu cánh bóc lá 18
1.7.1 Một số kết quả nghiên cứu cánh bóc dựa trên hiện tƣợng miết, chải 18
1.7.2 Những nghiên cứu cánh bóc dựa trên quá trình tách, róc 20
1.8 Lựa chọn răng bóc trong bộ phận bóc lá mía áp dụng nguyên lý
bóc lá mía tư thế cây nằm, chuyển dọc, gốc vào trước 25
1.9 Kết luận 27
1.10 Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu 28
1.10.1 Mục đích nghiên cứu 28
1.10.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 28
Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 29
2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 29
2.1.1 Xác định lực phân bố tác dụng lên răng bóc bằng phƣơng
pháp thực nghiệm 30
2.1.2 Xác định độ cứng của răng bóc bằng cáp thép khi uốn EI và khối
lƣợng đơn vị chiều dài μ 32
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 33
2.2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết 33
2.2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 35
2.3 Phƣơng pháp xác định một số thông số của cây mía 43
2.3.1 Một số đặc điểm sinh hóa của cây mía 43
2.3.2 Một số đặc điểm cơ lý của cây mía 47
2.4 Cơ sở vật chất thí nghiệm, thiết bị và dụng cụ đo đạc 49
2.5 Phƣơng pháp xác định các số liệu thí nghiệm 51
2.5.1 Hiệu chuẩn dụng cụ đo 51
2.5.2 Tiến hành thí nghiệm 51
Chương 3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THỐNG SỐ
CỦA BỘ PHẬN BÓC LÁ MÍA TRONG LIÊN HỢP MÁY THU
HOẠCH MÍA 54
3.1 Đặc điểm lá mía khi thu hoạch 55
3.2 Quá trình kẹp cây và rút cây của bộ phận bóc 56
3.3 Quá trình tách, róc lá mía bằng răng bóc tại lô bóc 58
3.4 Khảo sát động học quá trình tách, róc lá ra khỏi cây bằng răng bóc 62
3.4.1 Xác định quỹ đạo chuyển động của răng bóc 63
3.4.2 Chiều dài quyét của răng bóc lá 65
3.4.3 Hệ số quyét lặp trung bình 65
3.4.4 Tần suất đập trung bình. 66
3.4.5 Khảo sát ảnh hƣởng quan hệ vận tiến của cây mía và số vòng quay
lô bóc tới chiều dài quét 67
3.4.6 Khảo sát ảnh hƣởng quan hệ R1 và h tới chiều dài quét 69
3.4.7 Khảo sát ảnh hƣởng V và nb tới hệ số quét lặp trung bình, 70
3.4.8 Khảo sát chỉ tiêu tần suất đập trung bình trên 1 mét chiều dài 71
3.5 Khảo sát động lực học quá trình tách, róc lá ra khỏi cây bằng
răng bóc 71
3.5.1 Thành lập phƣơng trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc 71
3.5.2 Điều kiện biên của phƣơng trình vi phân biến dạng uốn răng bóc 76
3.5.3 Phƣơng pháp giải phƣơng trình vi phân biến dạng uốn của răng bóc 77
3.5.4 Kết quả khảo sát sơ bộ các yếu tố ảnh hƣởng đến w trong quá trình
tách, róc lá mía của răng bóc 80
3.5.5 Khảo sát ảnh hƣởng của EI đến w 82
3.5.6 Khảo sát ảnh hƣởng của lc đến w 84
3.5.7 Khảo sát ảnh hƣởng của R1 đến w 86
3.5.8 Khảo sát ảnh hƣởng của μ đến w 87
3.5.9 Khảo sát ảnh hƣởng của p đến w 89
3.5.10 Khảo sát ảnh hƣởng của nb đến w 90
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 93
Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 94
4.1 Đặc điểm cơ lý của cây mía và cánh bóc 94
4.1.1 Kết quả đo kích thƣớc, khối lƣợng của cây mía 94
4.1.2 Kết quả đo hệ số ma sát của cây mía với các loại vật liệu 95
4.1.3 Kết quả đo độ cứng của răng bóc khi uốn EI, khối lƣợng đơn vị
chiều dài μ của răng bóc 96
4.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của một số thông số tới khả năng làm
việc của bộ phận bóc lá mía 97
4.2.1 Ảnh hƣởng của số vòng quay lô bóc (nb) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng ψ và chi phí năng lƣơng riêng Ne 102
4.2.2 Ảnh hƣởng của số vòng quay lô rút (nr) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng cây (ψ) và chi phí năng lƣợng riêng Ne 104
4.2.3 Ảnh hƣởng của chiều dài răng bóc (lc) tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng cây (ψ) và chi phí năng lƣợng riêng Ne. 107
4.2.4 Ảnh hƣởng của lƣợng cung (q) cấp tới tỷ lệ sót (η), tỷ lệ tổn
thƣơng cây (ψ) và chi phí năng lƣợng riêng Ne. 109
4.3 Kết quả nghiên cứu xác định các thông số tối ƣu của bộ phận bóc
lá mía bằng phƣơng pháp quy hoạch hóa thực nghiệm (QHHTN)
đa yếu tố 111
4.3.1 Các yếu tố đƣợc lựa chọn trong nghiên cứu thực nghiệm đa yếu tố 111
4.3.2 Kết quả thu thập số liệu thí nghiệm, xử lý đồng nhất phƣơng sai 112
4.3.3 Kết quả xác định mô hình hồi quy QHHTN đa yếu tố cho hàm
chất lƣợng làm việc của bộ phận bóc lá mía 115
4.3.4 Hàm tỷ lệ tổn thƣơng 118
4.3.5 Hàm chi phí năng lƣợng riêng 121
4.3.6 Giải bài toán tối ƣu bằng phƣơng pháp thƣơng lƣợng có điều kiện 124
KẾT LUẬN CHƢƠNG 4 129
KẾT LUẬN 130
Danh mục các công trình đã công bố có liên quan đến luận án 132
Tài liệu tham khảo 133
Phụ lục 142