Kết quả nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy băm nghiền cành lá, vỏ cây sản xuất compost làm giá thể ươm cây giống lâm nghiệp

Tạp chí KHLN 2/2016 (4407 - 4418) 
©: Viện KHLNVN - VAFS 
ISSN: 1859 - 0373 Đăng tải tại: www.vafs.gov.vn 
 4407 
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO 
MÁY BĂM NGHIỀN CÀNH LÁ, VỎ CÂY SẢN XUẤT COMPOST 
LÀM GIÁ THỂ ƯƠM CÂY GIỐNG LÂM NGHIỆP 
Lê Xuân Phúc
1, Tô Quốc Huy2, Phạm Đình Mạnh1, Cao Chí Công1 
1Viện Nghiên cứu Công nghiệp rừng 
2Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam 
Từ khóa: Sản phẩm phụ 
rừng trồng (cành, lá, vỏ 
cây), máy băm nghiền, 
phân mùn hữu cơ 
TÓM TẮT 
Máy băm nghiền cành, lá, vỏ cây rừng trồng làm nguyên liệu sản xuất 
compost phục vụ ươm cây giống lâm nghiệp được thiết kế, chế tạo với 
nguyên lý làm việc và kết cấu phù hợp với đặc điểm nguyên liệu và điều 
kiện sản xuất lâm nghiệp Việt Nam. Máy được tích hợp hai bộ phận băm 
và nghiền làm việc liên hoàn, vừa có kết cấu gọn nhẹ vừa đáp ứng được 
yêu cầu chất lượng và giảm chi phí năng lượng. Kết quả khảo nghiệm 
trong điều kiện sản xuất cho thấy máy làm việc ổn định, năng suất trung 
bình đạt 1,07 tấn/giờ khi băm nghiền cành lá và 0,76 tấn/giờ khi băm 
nghiền vỏ cây sau khai thác trong vòng 5 ngày. Các chỉ tiêu năng suất và 
chất lượng sản phẩm vượt so với yêu cầu, chi phí năng lượng hợp lý. Mẫu 
máy đáp ứng tốt các yêu cầu cơ giới hoá sản xuất nguyên liệu ủ compost 
từ cành lá, vỏ cây rừng trồng sau khai thác, góp phần nâng cao hiệu quả sử 
dụng sản phẩm rừng trồng,... 
Key words: Sub - products 
of forest trees (branches, 
leaves and barks), machine 
for cutting and grinding, 
compost 
An attempt in design and assembly of equipment for cutting and 
grinding tree branches leaves and barks in production of composts as 
nursing medium in forest nurseries 
The construction and working principles of the machine for cutting and 
grinding tree branches, leaves and barks were designed to match the 
material and working practices in Vietnamese forestry production. The 
machine were incorporated with the continuous cutting and grinding parts, 
all of them have light and compact construction, assuring high quality and 
low energy costs. In the preliminary tests, the average output was 1.07 ton 
per hour for leaves and small branches and 0.76 ton per hour for barks 
within 5 days post - harvest. The output and product quality index were 
higher than requirement and energy consumption were kept at reasonable 
level. The machine can be used effectively in mechanization of compost 
production after forest harvest, optimizing the usage of forest plantations. 
Tạp chí KHLN 2016 Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) 
 4408 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Để nâng cao hiệu quả trồng rừng, tăng thu 
nhập cho người dân và chống thoái hóa đất, 
việc tận thu sản phẩm phụ rừng trồng sau khai 
thác (cành lá, vỏ cây) để sản xuất compost, 
phân hữu cơ tại chỗ là vấn đề cấp thiết hiện 
nay. Chất mùn hữu cơ là thành phần không thể 
thiếu trong giá thể ươm cây giống và đất trồng 
(Ngô Quang Đê, Nguyễn Hữu Vĩnh, 1997). Để 
sản xuất compost từ sản phẩm phụ rừng trồng, 
khâu băm nghiền cành lá, vỏ cây rất nặng 
nhọc, tốn nhiều năng lượng song lại quyết định 
giá thành sản xuất và rút ngắn thời gian ủ 
trong khi chưa có máy phù hợp để thực hiện. 
Do vậy, việc nghiên cứu tạo mới máy băm 
nghiền cành lá, vỏ cây rất cấp thiết, góp phần 
tăng giá trị rừng trồng, cơ giới hóa sản xuất và 
giảm giá thành sản phẩm,.. 
Bài báo này nêu kết quả chính về nghiên cứu 
thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm máy băm nghiền 
cành lá, vỏ cây rừng làm nguyên liệu sản xuất 
compost để ươm cây giống lâm nghiệp. 
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
2.1. Vật liệu: Cành lá, vỏ cây rừng trồng sau 
khai thác. 
2.2. Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Xác định đặc điểm, tính chất cơ lý của 
cành lá, vỏ cây rừng trồng sau khai thác 
bằng phương pháp thực nghiệm. Cụ thể: 
- Khảo sát, đo đếm xác định đặc điểm, kích 
thước hình học, khối lượng của cành, lá, vỏ 
cây rừng keo sau khai thác; 
- Sơ đồ thí nghiệm xác định lực cản cắt của 
cành lá, vỏ cây keo sau khai thác bằng công cụ 
chuyên dụng (dao cắt có tấm kê) tại hình 1. 
Xác định lực cần thiết cắt cành lá có đường 
kính d ≤30mm và vỏ cây được bóc sau khai 
thác (2 - 5) ngày với độ dày lớp cắt 10mm. 
Hình 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác 
định lực cản cắt của cành lá, vỏ cây 
1. Tay quay; 2. Dao cắt; 3. Bàn kẹp 
4. Cành cây; 5. Trụ quay 
Lực cản cắt riêng được tính theo: 
Ncr = m.g. L1/(L2.s) (N/m
2
) (1) 
m: Khối lượng khối thép đè (kg); 
L1: Khoảng cách từ điểm trọng tâm khối thép 
đè lên cán dao đến tâm quay của dao (m); 
L2: Khoảng cách từ điểm giữa của tiết diện cắt 
đến tâm quay của dao (m); 
s: Diện tích tiết diện chịu cắt (m2) với 
s = (b.h), hoặc s = (π d2 n)/4 (2) 
b: Bề rộng khay xếp vật liệu là lá hoặc bản 
rộng tấm vỏ cây tươi (m); 
h: Độ dày lớp lá hoặc độ dày tấm vỏ cây tươi (m); 
d: Đường kính cành gỗ tại vị trí cắt (m); 
n: Số cành gỗ nhỏ đồng thời chịu cắt (n = 2). 
2.2.2. Sử dụng phương pháp nghiên cứu thiết 
kế chế tạo máy nông nghiệp để thiết kế, chế 
tạo máy băm nghiền. cụ thể: 
- Lựa chọn nguyên lý làm việc: trên cơ sở kết 
quả nghiên cứu đặc điểm, tích chất vật liệu 
băm, nghiền; lý thuyết cắt thái, băm, nghiền 
các sản phẩm nông lâm nghiệp (Trần Minh 
Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận, 1999). 
Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) Tạp chí KHLN 2016 
 4409 
- Các thông số kỹ thuật và kết cấu của máy 
được lựa chọn, tính toán theo lý thuyết tính 
toán thiết kế máy (Nguyễn Trọng Hiệp, 
Nguyễn Văn Lẫm, 1999): năng suất máy 
(tấn/giờ), kích thước nguyên liệu sau băm, độ 
giập nát, đường kính trống băm D (mm), tốc 
độ dao băm V (m/s), số lượng dao, tốc độ nạp 
liệu... 
- Năng suất băm nghiền của máy Qbn (kg/giờ) 
được xác định từ yêu cầu nguyên liệu ủ 
compost cho vườn ươm sản xuất 1,0 triệu cây 
giống mọc nhanh (Keo, bạch đàn) trong 1 
năm, năng suất tối thiểu của máy được tính 
như sau: 
+ Lượng compost cần sản xuất được trong 1 
năm (Mc): 
Mc = 
Nc π.d
2.h.δ.λ 
.(1+Tcb).(1+Tcs). ρc (kg/năm) (3) 
Th.Tg.Tb 4.10
6
+ Khối lượng nguyên liệu (cành lá cây keo sau 
khai thác) cần băm nghiền (MƩ): 
M = 
Mc 
. (1 +µ) (kg/năm) (4) 
£ 
+ Năng suất băm nghiền của máy theo giờ (Qbn 
hoặc Qh) cần đạt tối thiểu: 
Qbn = 
Mc 
. ( 1 +µ) (kg/giờ) (5) 
hN. £ 
+ Tốc độ cấp liệu dọc trục máy: 
Vc = Qbn/(3600. ƹ.Sc.qcl) (m/s) (6) 
Trong đó: Sc là tiết diện cửa cấp liệu (m
2
), qcl 
là khối lượng riêng của vật liệu (kg/m3), ƹ là 
hệ số nạp đầy (%). Ký hiệu các thông số và giá 
trị chọn tính toán tại bảng 1. 
Bảng 1. Các thông số của quá trình sản xuất phục vụ tính toán 
TT Thông số đầu vào Ký hiệu Đơn vị Giá trị 
1 Lượng cây giống keo, bạch đàn cần sản xuất Nc cây/năm 1.000.000 
2 Tỷ lệ cây đạt tiêu chuẩn trồng ở giai đoạn huấn luyện Th % 90 
3 Tỷ lệ hom ra rễ đạt tiêu chuẩn ở giai đoạn giâm hom Tg % 90 
4 Tỷ lệ bầu ươm không bị hư hỏng ở giai đoạn đóng bầu Tb % 95 
5 
Thời gian làm việc của máy băm nghiền với: 
* 3 tháng khai thác rừng 
* 26 ngày hoạt động/tháng 
* 7 giờ làm việc/ngày 
hN giờ/năm 525 
6 Đường kính bầu ươm d cm 5 
7 Chiều cao bầu ươm h cm 10,5 
8 Tỷ lệ compost trung bình trong hỗn hợp ruột bầu δ % 40 
9 Hệ số nén chặt hỗn hợp trong vỏ bầu λ 1,25 
10 Hệ số hao tổn vật liệu (đất, compost) khi đóng bầu Tcb % 5 
11 Tỷ lệ tạp chất loại bỏ sau khâu nghiền sàng compost Tcs % 8 
12 Khối lượng riêng TB của compost ở độ ẩm 40% (khi đóng bầu) ρc kg/m
3 
370 
13 
Tỷ lệ khối lượng thành phẩm khi ủ compost từ cành lá cây (1 tấn ủ thành 
0,9 tấn phân) 
£ % 0,6 
14 Tỷ lệ hao hụt khối lượng cành lá sau khi băm nghiền không được ủ compost µ % 0,05 
15 Tiết diện cửa cấp liệu ( = bề rộng chiều cao cửa) Sc m
2 
16 Hệ số nạp đầy tiết diện cửa cấp liệu ƹ 0,7 ÷ 0,8 
17 Khối lượng riêng của bó cành lá cây cấp vào máy qcl kg/m
3 
125 ÷ 135 
18 Khối lượng riêng của bó vỏ cây cấp vào máy qv kg/m
3 
330 ÷ 350 
Tạp chí KHLN 2016 Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) 
 4410 
- Xác định vận tốc của đĩa dao băm: 
nbn = 60.Vc/Lc. nd (vòng/phút) (7) 
Trong đó: Lc là chiều dài vật liệu sau băm, Lc 
≤ 0,08m, nd là số dao trên đĩa băm. 
- Sử dụng phần mền Autodesk Inventor trong 
tính toán, thiết kế và kiểm tra 
2.2.3. Khảo nghiệm xác định các chỉ tiêu 
kinh tế - kỹ thuật của máy 
- Thử nghiệm xác định độ ổn định của máy 
trong điều kiện không tải và non tải; 
- Khảo nghiệm xác định khả năng làm việc của 
máy với các loại vật liệu khác nhau: 
Loại cành lá có đường kính thân cành lớn nhất 
2; 2,5; 3,0; 3,5cm, sau khi chặt hạ từ 3 ÷ 10 
ngày; cấp liệu đủ tải. 
Vỏ thân cây keo 7 tuổi, sau khi chặt hạ 3 ÷ 10 
ngày; với các mức độ dày lớp vỏ cây cấp liệu 
là 3, 4, 5, 6cm. 
Cành lá, vỏ cây sau khi chặt hạ để trong điều 
kiện tự nhiên 5, 10, 15, 20 ngày để xác định 
khả năng băm nghiền của máy với độ khô tới 
hạn của vật liệu. 
- Xác định chỉ số đánh giá chất lượng sản 
phẩm sau khi băm nghiền: chất lượng sản 
phẩm sau băm nghiền được đặc trưng bởi 2 
thông số: 
+ Tỷ lệ tạp chất lớn Tc (%) là tỷ lệ giữa khối 
lượng nguyên liệu sau băm nghiền có kích 
thước quá lớn (dài trên 80mm và rộng trên 
20mm) và tổng khối lượng nguyên liệu sau khi 
băm nghiền. Tỷ lệ này ảnh hưởng đến thời 
gian và tốc độ phân hủy tạo compost. 
+ Độ mùn dM (%) là tỷ số giữa lượng nguyên 
liệu bị nghiền nhỏ quá mức cần thiết (dưới 
5mm) so với tổng lượng nguyên liệu sau khi 
băm nghiền. Tỷ lệ này càng lớn, máy càng tiêu 
tốn năng lượng và hao phí nguyên liệu. 
Yêu cầu đặt ra: Tc <20% và dM ≤10% 
Các bước thực hiện: Cấp liệu cành lá liên tục 
và đều cho máy hoạt động, khi quá trình băm 
nghiền ổn định bắt đầu thu mẫu ngẫu nhiên 3 
lần, mỗi lần 5kg. Sàng phân loại xác định tỷ lệ 
% sản phẩm không đạt yêu cầu Tc và dM. 
- Xác định chỉ số tự vun đống: Chỉ số vun 
đống của máy đánh giá khả năng tự tạo đống 
sản phẩm sau khi máy phun ra mà không cần 
phải mất công cào, thu gom xúc và đổ thành 
đống. Chỉ số vun đống được đặc trưng bởi 2 
thông số: Chiều cao của đỉnh quỹ đạo của 
dòng vật liệu từ máy phun ra Ho (m); khoảng 
cách từ đỉnh quỹ đạo của dòng vật liệu đến 
máy theo phương ngang Lo (m). 
Phương pháp thực hiện: cho máy làm việc ở 
tốc độ đảm bảo năng suất định mức và chất 
lượng theo yêu cầu. Che gió thổi và dùng 
thước đo cao, thước đo dài để xác định Ho, Lo. 
- Xác định thời gian làm việc hiệu dụng và 
năng suất băm nghiền theo ngày: 
- Đo chi phí thời gian (tính bằng phút) để thực 
hiện các công việc sau trong mỗi ngày, hệ số 
thời gian làm việc hiệu dụng của máy được 
tính theo công thức: 
hT = [To - (T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 + T7)/60 ]/To (8) 
Trong đó: T1 là thời gian chuẩn bị máy; T2 là 
thời gian chăm sóc kỹ thuật hàng ngày; T3 là 
thời gian ngừng nghỉ giải lao; T4 là thời gian 
dừng máy để kiểm tra tình trạng kỹ thuật; T5 là 
thời gian dừng máy để khắc phục các sự cố 
trong quá trình hoạt động; T6 là thời gian chạy 
“rà hỗn hợp” tính từ lúc bắt đầu máy hoạt 
động đến khi làm việc ổn định đảm bảo đạt 
năng suất định mức và yêu cầu kỹ thuật; T7 là 
thời gian “xả rác” từ lúc kết thúc cấp nguyên 
Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) Tạp chí KHLN 2016 
 4411 
liệu đến khi ngừng máy; To là thời gian làm 
việc trong ngày (giờ). 
Năng suất băm nghiền tính theo ngày theo 
công thức: 
Qn = Qh.hT.To = Qbn.hT.To (kg/ngày) (9) 
- Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật khác: 
+ Đo chi phí công suất tiêu thụ điện cực đại 
Nmax (kW) và trung bình NTB (kW) của động 
cơ điện bằng máy đo kỹ thuật số Flucker; 
+ Đo cường độ dòng điện của 3 pha khi máy 
có tải tối đa bằng Ampe kìm; 
+ Đo độ ồn của máy (dBA) bằng máy đo ồn kỹ 
thuật số PCE - 322A - UK. Đặt cảm biến 
hướng phía bộ phận làm việc với khoảng cách 
1m (tương đương với khoảng cách đến tai của 
người nạp liệu). Tiến hành ghi các giá trị đo 
khi tải lớn nhất và tải ổn định; 
+ Đo độ rung động của khung máy bằng đồng 
hồ so hoặc cảm biến đo chuyển vị liên kết với 
thiết bị đo đa kênh Spide.8. Cảm biến đo rung 
động được đặt trên khung máy tại vị trí ngang 
tâm trục để xác định chuyển vị ngang (tính 
bằng milimet). 
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 
3.1. Đặc điểm hình học, tính chất cơ lý của 
cành lá, vỏ cây keo lai 
- Đặc điểm hình học: 
Ở độ tuổi khai thác, mỗi cây có 3 ÷ 5 cành cấp 
1, có đường kính gốc cành trung bình từ 3÷ 
5cm và 40 ÷ 50 cành cấp 2 có đường kính gốc 
cành từ 1,5 ÷ 3cm, phân bố đều dọc theo chiều 
cao cây và rất nhiều cành cấp 3 (cành nhánh) 
có đường kính 1 ÷ 1,5cm. Chiều dài cành cấp 
1 khoảng 2,5 ÷ 3,5m, chiều rộng tán lá (độ 
xòe) của toàn cụm cành cấp 1, 2 và 3 đến 
1,4m. Chiều dài cành cấp 2 khoảng 1,2m, độ 
xòe xương cành lá khoảng 0,6 ÷ 0,8m. Chiều 
dài cành cấp 3 khoảng 0,6 ÷ 0,8m, độ xòe 
khoảng 0,3 ÷ 0,5m. 
Sự tương quan giữa đường kính gốc cành, khối 
lượng toàn bộ của cành và khối lượng lá, tỷ lệ 
khối lượng lá trên khối lượng toàn bộ của cành 
được cho trong bảng 2. 
Bảng 2. Tương quan về khối lượng lá và khối lượng thân trên cành cây keo lai 
Đường kính cành (*), 
(cm) 
Khối lượng lá 
tươi, (kg) 
Khối lượng cành, 
(kg) 
Khối lượng toàn cành, 
(kg) 
Tỷ lệ lá/toàn cành 
**, (%) 
3 - 5 (cấp 1) 3,5 2,6 6,1 57,3 
2 - 3 (cấp 2) 2,6 1,0 3,6 72,2 
1 - 2 (cấp 3) 0,9 0,3 1,2 75,0 
Ghi chú: (*) Đường kính cành ở vị trí cắt sát thân (đường kính gốc cành) 
(**) Tỷ lệ khối lượng lá tươi/khối lượng toàn bộ của cành 
Khi gỗ mới được chặt hạ trong vòng 5 ngày, 
vỏ cây keo lai rất dễ bóc khỏi thân gỗ bằng thủ 
công. Tấm vỏ có chiều dày từ 3 ÷ 12mm, rộng 
từ 15 ÷ 60mm và dài từ 0,5 ÷ 3m tùy thuộc 
chiều dài khúc gỗ, độ tươi khi bóc, trình độ và 
cách bóc tước của người công nhân. 
Khối lượng riêng của cành lá ở trạng thái xếp 
đống tự nhiên, qcl = 125 ÷ 135 kg/m
3
. 
Khối lượng riêng của vỏ cây ở trạng thái xếp 
đống tự nhiên qv = 330 ÷ 350 kg/m
3
. 
- Tính chất cơ lý của cành lá, vỏ cây keo lai: 
Vỏ cây keo lai tươi có độ ẩm cao, bền theo 
chiều dọc thớ nhưng dễ tách theo chiều ngang. 
Nếu sau khi khai thác, khúc gỗ không được 
bảo quản tốt trong bóng râm và phun nước giữ 
ẩm, chỉ sau 5 ngày rất khó bóc vỏ khỏi khúc 
gỗ, thường bị xé rách đứt vụn và vỏ cây dai 
hơn, rất khó băm cắt song dễ bị xé tơi vụn 
thành xơ dài. Cành gỗ mềm và giòn dễ băm 
chặt đứt; lá cây có độ ẩm rất cao và dễ bị xé 
vụn dọc thớ và ngang thớ. 
Tạp chí KHLN 2016 Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) 
 4412 
Kết quả xác định lực cản cắt trung bình của 
cành lá, vỏ cây được ghi trong bảng 2. 
Nhận xét: Cành lá cây rừng trồng không đồng 
nhất về kích thước, khối lượng riêng, là khối 
nguyên liệu không gọn có độ ẩm lớn và lực 
cản cắt biến động khá lớn. 
Vỏ cây rừng trồng (các loài keo) sau khai thác 
là loại vật liệu hữu cơ nhiều xơ sợi, độ mềm 
dẻo và dai cao, độ ẩm lớn, tính chất cơ lý phức 
tạp biến động lớn theo độ ẩm. 
Với các đặc điểm này đòi hỏi máy băm nghiền 
phải có kết cấu và tính năng kỹ thuật phù hợp, 
đặc biệt với các bộ phận làm việc. 
Bảng 3. Lực cản cắt trung bình của cành lá, vỏ cây keo lai sau khai thác 
Tt Thí nghiệm Lực cản cắt (N/cm
2
) Ghi chú 
1 Lớp lá cây dày 1cm 5,5 - 6,5 
2 Lớp hỗn hợp lá tươi + cành cấp 3 (d3) 7 - 9,5 
3 Lớp vỏ cây tươi 10,5 - 12,0 
4 Cành gỗ cấp 2 (d2) 14,5 - 18 
3.2. Cấu tạo và tính năng kỹ thuật của máy 
băm nghiền 
a. Các thông số yêu cầu chính của máy: 
Năng suất băm nghiền từ 0,7 ÷ 1,0 tấn/giờ, 
kích thước nguyên liệu sau băm từ 5 ÷ 8cm, độ 
giập nát sau nghiền đạt trên 80%, độ rung ồn 
trong giới hạn theo tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt 
Nam (Quy chuẩn Việt Nam, 2010; Tiêu chuẩn 
Việt Nam, 1999): dưới 70 dBA. 
b. Kết cấu cơ bản và nguyên lý làm việc 
Để đảm bảo yêu cầu chất lượng nguyên liệu 
cũng như hiệu quả làm việc, máy được tích 
hợp liên hoàn 02 bộ phận làm việc chính (bộ 
phận băm và bộ phận nghiền), nguyên liệu 
sau khi băm sẽ được chuyển trực tiếp qua bộ 
phận nghiền. 
Bộ phận băm được lựa chọn kiểu dao thẳng 
chuyển động quay trên mặt phẳng vuông góc 
với trục quay, làm việc theo nguyên lý cắt 
trượt có tấm kê một bên, các dao băm được lắp 
nghiêng 35
o 
÷ 40
o
 trên đĩa so với phương 
đường kính đĩa (hình 3a), nguyên liệu được 
cấp song song với trục đĩa. 
Bộ phận nghiền dạng trống, làm việc theo 
nguyên lý va đập và cắt có tấm kê 2 bên. Các 
dao nghiền động được lắp trên trống quay và 
dao nghiền tĩnh lắp trên vỏ trống. 
980 1540 1500
1
3
8
0
9
9
0
a b
1
2
3
Hình 2a. Mặt bên (mặt đứng) liên hợp máy băm nghiền + máng cấp liệu) 
Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) Tạp chí KHLN 2016 
 4413 
1080
1200
1
0
7
61
3
8
0
9
9
0
8
7
8
a
1
4
5
7
Hình 2b. Mặt trước máy băm nghiền 
557
D
964
8
7
8
1
3
8
0
b
4
6
8
7 
Hình 2c. Mặt sau máy băm nghiền 
Đĩa dao băm và trống dao nghiền được có 
cùng một trục nằm ngang. Truyền động cho 
trục từ động cơ điện qua bộ truyền đai. Máng 
cấp liệu được chế tạo rời và lắp vào cửa cấp 
liệu của bộ phận băm (hình 3a). Máy còn được 
lắp hệ thống bánh xe và thanh kéo, để di 
chuyển khi tác nghiệp. Kết cấu cơ bản của 
máy được trình bày trên hình 2a, 2b, 2c, hình 
3a, 3b và 3c: 
Nguyên liệu cành lá, vỏ cây,.. được nạp qua 
máng cấp liệu và đẩy vào bộ phận băm, sau 
khi băm nguyên liệu được đẩy sang buồng 
nghiền rồi nhờ tác động của dao nghiền 
động và lực hút của dòng khí tạo bởi các 
cánh quạt lắp trên trống nghiền làm chúng 
được đẩy sang buồng quạt. Kết thúc hành 
trình nghiền, nguyên liệu được hất ra ngoài 
qua cửa thoát liệu. 
Hình 3a. Mặt cắt ngang bộ phận băm 
Hình 3b. Mặt cắt ngang bộ phận nghiền 
Tạp chí KHLN 2016 Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) 
 4414 
Hình 3c. Mặt cắt ngang bộ phận quạt 
Ghi chú: 
1. Vỏ máy (vỏ buống băm nghiền) 
2. Mâm đĩa của dao băm 
3. Dao băm 
4. Cửa họng cấp liệu và tấm kê 
5. Khung máy 
6. Động cơ điện 
7. Bánh xe 
8. Dao nghiền tĩnh 
9. Dao nghiền động 
10. Cánh hất nguyên liệu ra ngoài 
11. Mặt trống dao nghiền 
12. Bộ truyền đai thang 
13. Ống thổi nguyên liệu sau băm nghiền ra ngoài 
c. Các thông số kỹ thuật chủ yếu của máy 
băm nghiền: 
* Năng suất băm nghiền 
Với giá trị các thông số ở trên và từ các công 
thức (3, 4, 5, 6, 7) tính được: 
- Lượng compost cần sản xuất được: 
 Mc = 56.200 (kg/năm), 
- Khối lượng cành lá cây keo cần băm nghiền 
 MƩ = 98.350 (kg/năm) 
- Năng suất băm nghiền của máy cần đạt: 
 Qbn = 187,3 (kg/giờ) 
- Tốc độ cấp liệu tối thiểu: 
 Vc = 0,035 (m/s) 
* Các thông số hình học và thông số kết cấu 
chủ yếu (bảng 4). 
Bảng 4. Các thông số hình học và thông số kết cấu 
Tt Thông số Đơn vị Giá trị 
 Thông số hình học cơ bản 
1 Đường kính buồng băm và nghiền (mặt trong vỏ máy) mm 800 
2 Đường kính đĩa dao băm (bằng đường đỉnh dao nghiền động) Do mm 780 
3 Đường kính mặt trống dao nghiền (chân dao nghiền động) Db mm 600 
4 Đường kính vỏ buồng quạt hất (quạt ly tâm) mm 900 
5 Chiều rộng cửa họng cấp nguyên liệu: Bc mm 260 
6 Chiều cao gầm khung máy (bán kính việt dã): Hvc mm 120 
7 Chiều cao họng cấp liệu (từ mặt máng cấp liệu đến tâm trục máy) Hc mm 70 
8 Chiều rộng/dài/cao của máy (không kể máng cấp liệu) m 1,2/1,3/1,4 
9 
Chiều cao mặt máng cấp liệu so với nền sân (bằng chiều cao mặt đáy cửa họng cấp 
liệu): Hm 
m 0,85 
10 Chiều dài máng cấp liệu m 3 
11 Chiều rộng lòng máng m 0,3 
12 Chiều rộng miệng máng m 0,5 
Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) Tạp chí KHLN 2016 
 4415 
Tt Thông số Đơn vị Giá trị 
 Số lượng bộ phận làm việc và các thông số động học 
1 Số thanh dao nghiền động chiếc 6 
2 Số thanh dao nghiền tĩnh chiếc 6 
3 Số cánh quạt ly tâm chiếc 6 
4 Số dao băm (nd) chiếc 2 
5 Góc nghiêng của dao so với phương hướng kính ( γ) độ 35 - 45 
6 Khe hở giữa cạnh dao băm và tấm kê mm 0,2 - 0,5 
7 Tốc độ trống dao băm nghiền thích hợp (nbn) vg/phút 660 
8 
Vận tốc cắt của dao băm (tương ứng với vị trí cắt dọc theo bề rộng cửa họng cấp 
liệu): Vcmin, → Vcmax 
m/s 9 - 27 
 Nguồn động lực và bộ truyền động 
1 Loại động cơ điện (3p/380/7,5 kW không đồng bộ): 1 chiếc kW 7,5 
2 Tốc độ động cơ điện ( ndc) vg/phút 1450 
3 Tỷ số bộ truyền đai thang (i) 2,2 
4 Tốc độ trống băm khi thử nghiệm máy (điều chỉnh 4 cấp tốc độ bằng puly chủ động) 
vòng 
/phút 
520, 580, 
660, 725 
Mẫu máy đã được chế tạo, cải tiến bổ sung đưa vào thử nghiệm ở hình 4, 5. 
Hình 4. Thử nghiệm mẫu 2 máy băm 
nghiền cành lá vỏ cây tại xưởng chế tạo 
Hình 5. Máy băm nghiên cành lá vỏ cây rừng 
sau khi cải tiến hoàn thiện 
3.3. Kết quả khảo nghiệm máy 
* Kết quả thử nghiệm độ ổn định của máy 
trong điều kiện không tải, non tải tại bảng 4 
- Ở cấp tốc độ 725 vòng/phút, độ rung và ồn 
của máy rất cao, lực văng ly tâm lớn nên dễ 
làm nới lỏng các mối ghép bu lông và phá nứt 
mối hàn do đó dễ gây nguy hiểm. 
- Ở các cấp tốc độ thấp hơn 660 và 580 
vòng/phút, máy ít rung ồn, quá trình cắt vật 
liệu tốt, đứt thành đoạn, sản phẩm sau băm 
nghiền đạt yêu cầu. Ở tốc độ 660 vòng/phút, 
quá trình cắt êm hơn, vỏ cây và cành lá bị cắt 
đứt rõ nét hơn, không có hiện tượng xé đứt. 
- Ở cấp tốc độ 520 vòng/phút, máy ít rung ồn 
nhưng quá trình cắt vật liệu không triệt để, vỏ 
Tạp chí KHLN 2016 Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) 
 4416 
cây đã bị khô héo thường chỉ xơ nát và bị kéo 
đứt thành dải, quấn kẹt vào trục máy. 
Như vậy nên chọn tốc độ làm việc của trống 
băm nghiền (nbn) từ 580 - 660 vòng/phút 
Bảng 5. Kết quả chạy thử không tải và non tải 
Chế độ thử/tốc độ 
trống dao nbn 
Chất lượng băm 
thử cành lá 
Độ ồn 
(dBA) 
Độ rung theo phương 
ngang (mm) 
Đánh giá sơ bộ 
Không tải 
580 vg/phút 27 - 27,5 1,5 - 2 Rung ồn ít 
660 vg/phút 28 - 29 2 - 2,5 Rung ồn ít 
725 vg/phút 29 - 30 3 - 3,5 Rung, ồn cao 
50 - 60% tải 
520 vg/phút Không cắt hết 30,5 - 32 1,5 - 2,5 Rung ồn ít 
580 vg/phút Cắt hết 31 - 33 2 - 2,5 Rung ồn ít 
660 vg/phút Cắt hêt 33 - 35 2,5 - 3,5 Rung ồn ít 
725 vg/phút Cắt hết 42 - 45 5,5 - 7,0 Độ rung ồn cao 
* Kết quả khảo nghiệm với các loại vật liệu cành lá, vỏ cây và mức độ cấp liệu khác nhau được 
ghi trong bảng 6. 
Bảng 6. Kết quả khảo nghiệm với các loại và mức độ vật liệu ( nbn = 660 vòng phút) 
Tt Loại vật liệu, 
Độ ồn 
(dBA) 
Độ rung 
(mm) 
Trạng thái hoạt động của máy 
 Lớp vỏ cây 
1 3cm 30cm 33 - 33,5 < 2 Cắt hết, êm, tốc độ ổn định 
2 4cm 30cm 36 - 38 2 - 3,0 Cắt hết, ít rung ồn, tốc độ biến động ít 
3 5cm 30cm 42 - 45 3,5 - 4,5 
Không cắt hết, tạo xơ dải 
Rung, tốc độ biến động nhiều 
4 6cm 30cm 46 - 49 5,0 - 5,5 
Không cắt hết, tạo nhiều xơ dải rung mạnh, va đập, tốc 
độ giảm thấp 
 Cành lá 
1 Đường kính 2cm 32 - 35 2 - 2,5 Cắt hết, êm, tốc độ ổn định 
2 Đường kính 3cm 36 - 38 2,5 - 3,5 Cắt hết, rung, tốc độ tương đối ổn định 
3 Đường kính 4cm 38 - 43 4,0 - 5,5 Va đập mạnh, rung, tốc độ biến động nhiều 
4 Đường kính 5cm 48 - 55 6,0 - 7,5 Rung và va đập rất mạnh, tốc độ giảm thấp 
Kết quả cho thấy, máy làm việc có hiệu quả 
với vật liệu cành lá cây có đường kính cành 
≤3cm; với vật liệu là vỏ cây có độ dày và rộng 
lớp cắt ≤4cm 30cm. 
* Kết quả khảo nghiệm với vật liệu có mức độ 
khô khác nhau (cành lá, vỏ cây để trong điều 
kiện tự nhiên sau khai thác 5, 10, 15, 20 ngày) 
được ghi trong bảng 7. 
Đối với vật liệu cành lá sau khai thác để trong 
điều kiện tự nhiên đến 10 ngày tỷ lệ cắt đứt 
của bộ phận băm đạt trên 85%, máy làm việc 
ổn định. Đối với vật liệu sau khai thác trên 15 
ngày tỷ lệ cắt đứt thấp, độ rung và ồn lớn, máy 
làm việc không ổn định. Kết quả này cho thấy, 
máy chỉ có thể băm nghiền đạt hiệu quả cao 
với vật liệu cành lá, vỏ cây để trong điều kiện 
tự nhiên sau khai thác tối đa đến 10 ngày. 
Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) Tạp chí KHLN 2016 
 4417 
Bảng 7. Kết quả khảo nghiệm băm nghiền vật liệu có thời gian 
bảo quản sau khai thác khác nhau 
TT Loại vật liệu, tốc độ máy 
Tỷ lệ cắt đứt 
(%) 
Độ ồn 
(dBA) 
Độ rung 
(mm) 
Đánh giá 
 Băm vỏ cây, nbn = 660 vg/phút 
1 Sau chặt hạ 5 ngày > 86 33 - 34,5 < 2 Đạt yêu cầu 
2 Sau chặt hạ 10 ngày 80 - 85 35 - 37 2 - 3,5 Chấp nhận 
3 Sau chặt hạ 15 ngày 72 - 78 38 - 40,5 3,5 - 4,5 Không đạt 
4 Sau chặt hạ 20 ngày < 70 40 - 43 4,5 - 5,5 Không đạt 
 Băm cành lá cây, nbn = 660 vòng/phút 
1 Sau chặt hạ 5 ngày > 95 33 - 35 2 - 3 Đạt yêu cầu 
2 Sau chặt hạ 10 ngày 90 - 94 35 - 37,5 2,5 - 4,0 Đạt yêu cầu 
3 Sau chặt hạ 15 ngày 80 - 88 38,5 - 41 4,5 - 5,5 Không đạt 
4 Sau chặt hạ 20 ngày < 80 41 - 44 5 - 6,5 Không đạt 
* Kết quả khảo nghiệm xác định năng suất và chất lượng băm nghiền của máy ở bảng 8. 
Bảng 8. Kết quả khảo nghiệm xác định năng suất băm nghiền và chất lượng băm nghiền 
 ở 02 cấp tốc độ nbn với cành lá, vỏ cây sau khai thác 3, 5, 10 ngày 
Tt Loại vật liệu Đ.vị Vỏ cây Cành lá 
Tốc độ trống băm nghiền nbn = 580 vòng/phút 
1 Sau chặt hạ ngày 3 ngày 5 ngày 10 ngày 3 ngày 5 ngày 10 ngày 
2 Thời gian thu mẫu phút 3 3 3 3 3 3 
3 Số lượng mẫu thu mẫu 3 3 3 3 3 3 
 Lần thử 1 kg 40 35 24 58 50 35 
 Lần thử 2 kg 37 33 23 52 48 38 
 Lần thử 3 kg 37 31 18 54 46 32 
 Năng suất TB Qbn kg/giờ 760 660 433 1.093 960 700 
 tấn/giờ 0,76 0,66 0,43 1,09 0,96 0,70 
5 Tạp chất lớn Tc % 10 11 8 8 10 14 
6 Độ mùn dM (%) 6 9 17 4 7 9 
7 Biến động tốc độ động cơ Ổn định Ít Rất nhiều Ổn định Ổn định Ít 
8 Công suất động cơ W 4200 4300 4600 4200 4500 4800 
 Đánh giá Đạt Không đạt Không đạt Đạt Đạt Đạt 
Tốc độ trống băm nghiền nbn = 660 vòng/phút 
1 Sau chặt hạ ngày 3 ngày 5 ngày 10 ngày 3 ngày 5 ngày 10 ngày 
2 Thời gian thu mẫu phút 3 3 3 3 3 3 
3 Số lượng mẫu thu mẫu 3 3 3 3 3 3 
 Lần thử 1 kg 38 36 28 60 57 43 
 Lần thử 2 kg 40 37 25 58 53 40 
 Lần thử 3 kg 42 35 23 55 50 34 
 Năng suất TB Qbn kg/giờ 800 720 507 1.153 1.067 780 
 tấn/giờ 0,80 0,72 0,51 1,15 1,07 0,78 
5 Tạp chất lớn Tc % 9 8 6 8 10 14 
6 Độ mùn dM % 3 6 14 4 7 9 
7 Biến động tốc độ động cơ Ổn định Ít Nhiều Ổn định ổn Định Ít 
8 Công suất động cơ W 4600 4900 5200 4600 5000 5400 
 Đánh giá Đạt Đạt Không đạt Đạt Đạt Đạt 
Tạp chí KHLN 2016 Lê Xuân Phúc et al., 2016(2) 
 4418 
Khi máy làm việc với tốc độ nbn = 580 
vòng/phút năng suất và chất lượng sản phẩm 
đạt thấp hơn so với chế độ nbn = 660 
vòng/phút, tuy nhiên công suất tiêu thụ cũng 
thấp hơn. Năng suất và chất lượng sản phẩm 
đối với 2 chế độ tốc độ đều đạt yêu cầu, trừ vật 
liệu là vỏ cây sau khai thác chặt hạ 5 - 10 
ngày. Kết quả này cũng cho thấy, vật liệu càng 
tươi (thời gian lưu giữ sau khai thác ngắn) 
năng suất, chất lượng sản phẩm băm nghiền 
càng cao, chi phí năng lượng băm nghiền càng 
thấp. Đối với vật liệu là vỏ cây nên sử dụng 
tốc độ nbn = 660 vòng/phút và cần băm nghiền 
ngay, nếu để quá 5 ngày sau khai thác năng 
suất, chất lượng không đảm bảo, chi phí năng 
lượng tăng. 
* Kết quả xác định chỉ số tự vun đống: đối với 
vật liệu băm là cành lá cây Ho =2,2m, Lo = 3m; 
Đối với vật liệu băm là vỏ cây: Ho = 1,8m, 
Lo = 2,5m. 
Kết quả khảo nghiệm máy với các chế độ làm 
việc khác nhau về mức tải, cấp tốc độ và các 
loại vật liệu đã cho thấy, mẫu máy được chế 
tạo làm việc ổn định, các chỉ tiêu năng suất, 
chất lượng sản phẩm và năng lượng tiêu thụ 
đạt và vượt so với yêu cầu. 
* Máy hoạt động ổn định và chắc chắn, năng 
suất, chất lượng sản phẩm đạt tốt nhất ở chế độ 
tốc nbn = 660 vòng/phút, hệ số thời gian làm 
việc hiệu dụng cao hT ≥0,85. Ngoài ra máy còn 
có khả năng di chuyển cơ động nhờ hệ thống 
bánh xe và tay kéo, rất thuận tiện trong quá 
trình tác nghiệp. 
IV. KẾT LUẬN 
1. Máy băm nghiên cành lá, vỏ cây rừng trồng 
sau khai thác được thiết kế, chế tạo có tính 
năng kỹ thuật phù hợp với điều kiện sản xuất ở 
Việt Nam. Việc tích hợp hai bộ phận băm, 
nghiền trên cùng một trục trống làm việc liên 
hoàn đã thu gọn được kết cấu, nâng cao hiệu 
quả làm việc. 
2. Kết quả khảo nghiệm cho thấy, máy làm 
việc có năng suất, chất lượng cao, chi phí năng 
lượng thấp, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu sản 
xuất compost, phân hữu cơ từ cành lá, vỏ cây 
rừng trồng sau khai thác. 
3. Kết cấu máy đơn giản thuận tiện trong sử 
dụng và hoàn toàn có thể chế tạo được ở trong 
nước với giá thanh thấp. 
V. KHUYẾN NGHỊ 
Có thể nghiên cứu thay thế động cơ điện bằng 
động cơ đốt trong hoặc liên hợp với máy kéo 
bánh hơi, để sử dụng máy băm nghiền cành lá, 
thực bì, vỏ cây làm phân hữu cơ, compost tại 
hiện trường khai thác rừng trồng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Ngô Quang Đê, Nguyễn Hữu Vĩnh, 1997. Giáo trình trồng rừng. Trường Đại học Lâm nghiệp, NXB Nông 
nghiệp Hà Nội. 
2. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, 1999. Thiết kế chi tiết máy. NXB Giáo dục Hà Nội. 
3. Trần Minh Vượng, Nguyễn Thị Minh Thuận, 1999. Máy phục vụ chăn nuôi, NXB Giáo dục Hà Nội. 
4. Phạm Xuân Vượng, 1999. Máy thu hoạch (trong) nông nghiệp, NXB Giáo dục Hà Nội. 
5. Quy chuẩn Việt Nam về tiếng ồn QCVN 26:2010/BTNMT 
6. Tiêu chuẩn Việt Nam về độ rung ồn TCVN 3985:1999 
Người thẩm định: TS. Đoàn Văn Thu