รถตัดท่อนมันสัปปะหลัง (Cassava Tree Harvester)

มันสำปะหลังเป็นพืชที่สำคัญอย่างหนึ่งของประเทศไทย เพราะผลิตภัณฑ์มันสำปะหลังเป็นสินค้าส่งออกที่สำคัญอันดับต้นๆของประเทศ กสิกรจึงนิยมปลูกมันสำปะหลังกันทั่วประเทศ และมีปลูกกันมากในภาคตะวันออกและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ในแต่ละปีนั้นประเทศไทยเป็นผู้ส่งออกผลิตภัณฑ์มันสำปะหลังเป็นอันดับหนึ่งของโลก นอกจากนั้นยังเป็นแหล่งปลูกมันสำปะหลังอันดับ 3 ของโลกรองจากประเทศไนจีเรีย และประเทศบราซิล
ประเทศไทยนั้นเป็นประเทศแห่งเกษตรกรรม มันสำปะหลังมีความสำคัญทางเศรษฐกิจเป็นอย่างมากเพราะมีเนื้อที่ปลูกมากเป็นอันดับ 4 รองจาก ข้าว ข้าวโพด และยางพารา มีเนื้อที่ปลูกมากที่สุดถึง 10.14 ล้านไร่และผลิตมันสำปะหลังได้ถึง 24.26 ล้านตัน ทำให้ผลผลิตมากเกินความต้องการราคาจึงต่ำลงเกษตรกรจึงหันไปปลูกพืชอื่นแทนทำให้เนื้อที่ปลูกมันสำปะหลังในปีต่อมาลดลงเหลือปีละ 8-9 ล้านไร่ ได้ผลผลิต 17-20 ล้านตัน ซึ่งพอเพียงกับความต้องการของตลาดแหล่งปลูกมันสำปะหลังที่สำคัญที่สุดได้แก่ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ซึ่งมีเนื้อที่ปลูกรวมกันมากกว่า 60 เปอร์เซ็นต์ของเนื้อที่ปลูกทั้งประเทศ รองลงมาได้แก่ ภาคกลาง ซึ่งรวมภาคตะวันออกและภาคตะวันตกมีเนื้อที่ปลูกประมาณ 26 เปอร์เซ็นต์และภาคเหนือมีเนื้อที่ปลูกประมาณ 12 เปอร์เซ็นต์ ส่วนภาคใต้ไม่มีการปลูกมันสำปะหลังเลย จังหวัดมีเนื้อที่ปลูกมากที่สุดได้แก่จังหวัดนครราชสีมา มีเนื้อที่ปลูกถึง 1.7 ล้านไร่ และมีจังหวัดที่มีเนื้อที่ปลูกเกินหนึ่งแสนไร่ใน พ.ศ. 2539 รวม 24 จังหวัด
ในปัจจุบันได้มีค่าครองชีพสูงขึ้นๆเรื่อยทำให้เหล่าเกษตรกรส่วนใหญ่ต้องดิ้นรนหาเงินมาใช้สอย จึงได้เกิดปัญหาการขาดแคลนแรงงานภาคเกษตรกรรมรุนแรงมากยิ่งขึ้นจึงส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทำไร่มันสำปะหลัง เนื่องจากว่ากรรมวิธีในการเก็บเกี่ยวยังคงต้องใช้แรงงานคนในการเก็บเกี่ยวและแรงงานก็มีอายุสูงด้วยเพราะคนรุ่นใหม่ส่วนใหญ่ไม่ค่อยนิยมทำงานด้านเกษตรกรรมและโดยเฉพาะปัญหาหลักๆอย่างเช่น การที่จะตัดท่อนมันสำปะหลังไปทำต้นพันธ์ส่วนใหญ่ยังต้องใช้แรงงานคนในการตัดโดยใช้มีดในการตัดเพื่อที่จะนำต้นมันออกจากไร่ ซึ่งจะส่งผลกับเวลาที่ใช้ในการตัดและใช้เวลาในการทำงานมาก จึงเป็นเหตุให้มีการคิดออกแบบและสร้างเครื่องตัดเก็บต้นมันสำปะหลังนี้ขึ้นเพื่อที่จะช่วยแบ่งเบาภาระ ลดระยะเวลาการทำงาน และลดแรงงานเพื่อช่วยเกษตรกรและเจ้าของไร่ในการตัดเก็บท่อนมันสำปะหลัง

โครงสร้างรถตัดต้นพันธุ์มันสำปะหลังแบบวางรายต้นแบบประกอบด้วย

1. โครงชุดตัด ใช้สำหรับติดตั้งชุดใบตัดและชุดลำเลียงเข้าและลำเลียงออก ใช้เหล็กกล่องขนาด 23 x 28 หนา 1.5 มม. ขนาดหน้าตัด 1 นิ้ว คูณ 2 นิ้ว
2. สายพานลำเลียงส่วนด้านบน-ด้านล่างและสายพานลำเลียงด้านหลัง ใช้เป็นสายพานแบน ทำหน้าที่รวบต้นมันเข้าไปหาใบตัดล่างและใบตัดบนเพื่อตัดโคนต้นและยอดของต้นมันสำปะหลังและเคลื่อนที่ไปยังด้านหลัง เพื่อเข้าสู่กระบวนการลำเลียงออกด้านข้างเพื่อวางราย ออกแบบระบบลำเลียงเข้าทั้ง 2 ข้างให้มีระยะห่าง 72 ซม. และส่วนของลำเลียงออกด้านข้างให้เอียง 73 องศา เพื่อให้รองรับต้นมันที่ถูกตัดแล้ว ออกแบบโดยใช้เหล็กเพลาขนาด ø25.4×1080 โดยที่ปลายเพลาทั้ง 2 ด้านจะมีตุ๊กตาขนาด 1 นิ้วรองรับ โดยจะมีเฟืองโซ่ติดอยู่ที่ด้านบนของเพลาและใช้มอเตอร์ไฮดรอลิกเป็นตัวขับเคลื่อนสายพาน เพื่อให้เพลาเคลื่อนที่ในระบบลำเลียงเข้าและลำเลียงออกวางราย
3. ชุดใบตัดล่าง-ใบตัดบนทำหน้าที่ตัดต้นพันธุ์มันสำปะหลังที่โคนต้นและยอดของต้นพันธุ์มันสำปะหลัง ใบตัดที่ใช้จะเป็นใบเลื่อยวงเดือน ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 ซม. จำนวนฟัน 30 ฟัน โดยจะแบ่งเป็นใบตัดล่าง 1 ใบและใบตัดบน 1 ใบ โดยจะออกแบบให้ใบตัดด้านล่างล้ำหน้าจากใบตัดบน เพื่อให้เกิดการตัดส่วนของลำต้นก่อนที่จะเข้าไปสู่กระบวนการตัดยอดต้น สาเหตุที่ใช้ใบเลื่อยวงเดือนเพราะว่าในการตัดต้นมันโดยใช้ใบเลื่อยวงเดือน ต้นมันที่ถูกตัดจะมีรอยเรียบและเปอร์เซ็นต์การแตกหักน้อย
4. มอเตอร์ไฮดรอลิกทำหน้าที่เป็นตัวขับเคลื่อนใบตัดล่าง-ใบตัดบน สายพานลำเลียงเข้าและสายพานลำเลียงออกโดยที่ด้านล่างของมอเตอร์ไฮดรอลิกจะต่อเข้ากับพู่เล่ย์ขนาด 3 นิ้ว และสายพานร่อง A เพื่อเป็นตัวขับสายพานเพื่อให้ใบตัดหมุน โดยที่ความเร็วของใบตัดจะขึ้นอยู่กับความเร็วรอบของเครื่องยนต์
5. ระบบส่งกำลัง (ใช้เพลา PTO เป็นตัวส่งกำลัง) ทำหน้าที่เป็นต้นกำลังในการขับเคลื่อนให้ปั๊มไฮดรอลิกหมุน เพื่อส่ง Pressure ไปยังชุดตัดและกระบอกไฮดรอลิก หลังจากนั้นน้ำมันไฮดรอลิกจะไหลเข้าไปที่มอเตอร์ไฮดรอลิก เพื่อขับให้ใบตัดล่าง-ใบตัดบน ชุดลำเลียงเข้าและลำเลียงออกให้ทำงาน โดยที่ความเร็วในการหมุนจะขึ้นอยู่กับแรงดันของน้ำมันไฮดรอลิกและความเร็วรอบของ PTO

หลักการทำงานของรถตัดต้นพันธุ์มันสำปะหลังแบบวางรายต้นแบบ เริ่มจากตัวรถแทรกเตอร์ KUBOTA L3608 ขนาด 36 แรงม้า ส่งถ่ายกำลังด้วยระบบไฮดรอลิก มายังกระบอกยกชุดตัดและในส่วนของชุดตัดทั้งหมด โดยที่ส่วนหน้าสุดของชุดตัดจะเป็นชุดรวบต้นมันสำปะหลัง ส่งเข้ามาหาชุดตัดล่างและชุดตัดบน ซึ่งชุดใบตัดล่างจะติดตั้งให้อยู่สูงจากพื้นดินประมาณ 20 เซนติเมตร และชุดตัดบนจะอยู่สูงขึ้นไปจากใบตัดล่าง 140 เซนติเมตร ระบบผลักออกจะคอยรับต้นพันธุ์มันสำปะหลังเพื่อวางราย
การทดสอบรถตัดต้นพันธุ์มันสำปะหลังแบบวางรายที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ 3 ระดับ คือที่ความเร็วรอบ 1,500 2,000 และ 2,500 รอบต่อนาทีตามลำดับ จากผลการทดสอบพบว่าการใช้ความเร็วรอบที่ดีที่สุดที่ความเร็วรอบ 2,500 รอบต่อนาที สามารถทำงานได้ดีที่สุด โดยมีความสามารถในการทำงาน 1 ไร่ต่อชั่วโมง เปอร์เซ็นต์ความเสียหาย 22 เปอร์เซ็นต์ และการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงที่ 7 ลิตรต่อชั่วโมง ระหว่างที่ทำการทดสอบยังพบว่ารถตัดต้นพันธุ์มันสำปะหลังแบบวางรายยังมีข้อบกพร่องที่ต้องปรับปรุงแก้ไข “ต้นมันที่ออกมานั้นวางไม่เป็นระเบียบ” จึงจะนำมาปรับปรุงโดยการติดตั้ง “วาล์วควบคุมอัตราการไหลของไฮดรอลิก” เพราะเครื่องไม่มีวาล์วควบคุมอัตราการไหลของไฮดรอลิก จึงทำให้การทำงานของเครื่องไม่เต็มประสิทธิภาพจึงทำให้ระบบวางรายนั้นทำงานเร็วเกินไป ควรที่จะมีวาล์วควบคุมอัตราการไหลของไฮดรอลิก เพื่อที่จะได้จำกัดความเร็วของมอเตอร์ได้ เพราะจะทำให้การวางรายได้ผลดีขึ้น

ข้อมูลอ้างอิง

1. https://9rmutkn.wordpress.com/2015/02/26/วิศวกรรมเกษตรธัญบุรี-สร/
2. https://today.line.me/th/article/รถตัดต้นพันธุ์มันสำปะหลังแบบวางรายต้น-3y1jpZ

บทความโดย

1) ผศ.ดร. เกียรติศักดิ์ แสงประดิษฐ์
2) ว่าที่ ร.ต. จุลพงศ์ พฤกษะศรี