BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN HẢI QUÂN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO MTZ 82 VỚI THIẾT BỊ CHUYÊN DÙNG KHI VẬN XUẤT GỖ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÉO NỬA[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN HẢI QUÂN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO MTZ - 82 VỚI THIẾT BỊ CHUYÊN DÙNG KHI VẬN XUẤT GỖ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÉO NỬA LẾT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN HẢI QUÂN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO MTZ - 82 VỚI THIẾT BỊ CHUYÊN DÙNG KHI VẬN XUẤT GỖ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÉO NỬA LẾT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy Thiết bị Cơ giới hóa Nơng - Lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN NHẬT CHIÊU Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Vận xuất gỗ khâu quan trọng công nghệ khai thác rừng Việc áp dụng thiết bị giới hóa vào cơng đoạn vận xuất gỗ từ nơi chặt hạ đến nơi tập kết, bến bãi nhằm tăng suất khai thác cải thiện sức lao động nặng nhọc cho người lao động việc làm cần thiết hữu ích Ở nước phát triển thể giới khu vực có điều kiện gần giống nước ta chọn áp dụng cơng nghệ thích hợp với việc áp dụng máy kéo bánh nơng nghiệp để khai thác rừng, nhờ mà nâng cao tỷ lệ giới hóa vào khai thác rừng Trong nước ta từ trước nhập bắt đầu sản xuất nhiều loại máy kéo vừa nhỏ Đáng ý thập niên từ năm 1960 – 1990 nước ta Liên Xô trước viện trợ cung cấp cho số loại máy kéo nông nghiệp có máy kéo bánh MTZ – 82 Chúng sử dụng tương đối phổ biến số nông, lâm trường trang trại phục vụ cho công việc làm đất canh tác, vận chuyển nông, lâm sản Qua khảo sát thực tế cho thấy máy kéo MTZ – 82 có động cơng suất đủ lớn, ngồi việc phục vụ cho nơng nghiệp trang bị thiết bị chuyên dùng sử dụng nhiều khâu công việc khác vận xuất, vận chuyển gỗ rừng trồng… Trong thực đề tài nhánh cấp nhà nước KN 03-04 PGS TS Nguyễn Nhật Chiêu số cán giảng dạy Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam nghiên cứu, thiết kế, chế tạo khảo nghiệm thành công thiết bị vận xuất, bốc dỡ vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng, kiểu rơ moóc trục lắp sau máy kéo MTZ-50 có thiết bị tời cáp cấu nâng gỗ thủy lực để vừa gom gỗ từ xa, vừa tự bốc gỗ cho rơ moóc Thiết bị áp dụng cho nhiều loại máy kéo tương tự có máy kéo MTZ-82 Sau đề tài KN 03-04 nghiệm thu, dự án sản xuất thử tạo thiết bị vận xuất, bốc dỡ vận chuyển lắp sau máy kéo MTZ-82 để khai thác gỗ rừng trồng vùng Đông bắc Việt Nam Việc sử dụng máy kéo bánh MTZ - 82 với thiết bị chuyên dùng tời cáp vào công đoạn vận xuất gỗ phương pháp kéo nửa lết vận dụng cách sáng tạo việc sử dụng máy kéo nơng nghiệp vào cơng nghệ khai thác rừng có ý nghĩa lớn việc nâng cao tỷ lệ giới hoá, cải thiện sức lao động nâng cao suất khai thác rừng Tuy nhiên trình làm việc địa hình khơng phẳng, liên hợp máy thường di chuyển mặt đất rừng chịu nhiều tác động mặt đường lồi, lõm gây dao động ảnh hưởng lớn đến tính động ồn định máy kéo, đến tải trọng khả kéo, bám đặc biệt ảnh hưởng đến sức khoẻ người lái Những vấn đề nêu chưa nghiên cứu cách đầy đủ Để có sơ sở hồn thiện thêm mặt kết cấu chọn chế độ sử dụng hợp lý cần phải nghiên cứu thêm dao động liên hợp máy làm việc đường vận xuất gỗ Với lý trên, tiến hành đề tài: "Nghiên cứu dao động liên hợp máy kéo MTZ – 82 với thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ phương pháp kéo nửa lết" * Ý nghĩa khoa học đề tài: Xây dựng mơ hình dao động, lập giải hệ phương trình vi phân liên hợp máy kéo MTZ - 82 với thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ phương pháp kéo nửa lết * Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu đề tài làm sở hoàn thiện kết cấu chọn chế độ sử dụng hợp lý cho liên hợp máy kéo MTZ-82 với thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết 3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1 Tổng quan công nghệ thiết bị vận xuất gỗ rừng trồng 1.1.1 Tổng quan công nghệ thiết bị vận xuất gỗ rừng trồng giới Trong tất khâu trình khai thác gỗ, khâu vận xuất giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn tới suất, giá thành chi phí khai thác Chính quan trọng mà lâu nước giới không ngừng cải tiến công nghệ thiết bị phục vụ cho khâu công việc Hiện giới thường áp dụng hình thức cơng nghệ thiết bị vận xuất gỗ [10] sau đây: Vận xuất gỗ thủ công; vận xuất gỗ súc vật; vận xuất gỗ máng lao; vận xuất gỗ tời vận xuất gỗ đường cáp không; vận xuất gỗ máy kéo; vận xuất gỗ kinh khí cầu máy bay trực thăng Tuỳ theo điều kiện hoàn cảnh nước, khu vực mà áp dụng loại hình cơng nghệ, thiết bị cho phù hợp Việc lựa chọn công nghệ thích hợp vận xuất gỗ nói riêng khai thác rừng nói chung phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố như: việc cung cấp nhân lực tiền công lao động, sở hạ tầng kỹ thuật, khả đầu tư, tính sẵn có trang thiết bị phụ tùng máy móc thay thế, điều kiện rừng, điều kiện kinh tế xã hội vấn đề bảo vệ môi trường vùng khai thác Ở nước công nghiệp phát triển, tập đoàn kinh tế mạnh thường áp dụng công nghệ thiết bị tiên tiến vào khâu vận xuất, vận chuyển gỗ sử dụng thiết bị liên hợp để hoàn thành khâu từ chặt hạ, vận xuất, bốc dỡ đến vận chuyển gỗ nơi tiêu thụ Điển Phần Lan, Thụy Điển nước Bắc âu từ năm 1980 trở trước, loại hình công nghệ áp dụng khâu vận xuất gỗ rừng trồng Nhưng nhờ tiến ngành chế tạo máy lâm nghiệp đặc biệt hệ thống đường vận chuyển dày đặc với chất lượng tốt đến tận khu rừng xa xơi Hình 1.1: Vận xuất gỗ phương pháp kéo nửa lết Phần Lan Công nghệ vận xuất gỗ phổ biến sau: việc hạ cây, cắt cành cắt khúc thực nơi khai thác nhờ sử dụng cưa xích máy liên hợp Sau gỗ vận xuất đến bãi tập kết ven đường nhờ máy kéo bánh chuyên dùng Những loại máy làm việc tin cậy cho suất cao thường đắt tiền, chúng tỏ phù hợp với quy mơ sản xuất lớn, trình độ giới hố cao, địa hình phẳng, sở hạ tầng dịch vụ kỹ thuật tốt Ở Nga nước SNG tuỳ thuộc vào điều kiện tự nhiên phương thức khai thác, người ta chủ yếu áp dụng phương thức vận xuất gỗ máy liên hợp bánh xích chặt hạ, vận xuất Đối với nước phát triển thường sử dụng công nghệ cổ điển cơng nghệ, thiết bị trung bình để khai thác gỗ Trong hình thức nêu, hình thức vận xuất máy kéo phổ biến Máy kéo dùng vận xuất gỗ lại chia làm hai loại: Máy kéo bánh xích Máy kéo bánh Trong máy kéo bánh lại chia làm hai loại : Máy kéo bánh chuyên dùng máy kéo bánh nơng nghiệp có lắp thiết bị chuyên dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ Từ năm 1950 sau hội nghị quốc tế họp Giơnevơ năm 1963 qui hoạch dường vận chuyển, nhiều nước giới sử dụng máy kéo bánh vào vận xuất gỗ rừng tự nhiên rừng trồng Điển hình nước Bắc âu, Cộng hoà liên bang Đức, Canađa, Mỹ, Tiệp khắc( cũ) vv…đã dùng máy kéo khung gập với tay bốc thuỷ lực phận chở gỗ chuyên dùng để vận xuất gỗ Các hãng sản xuất máy kéo Valmet, TimberJack (Phần lan) Volvo (Thuỵ điển), JohnDeer (Mỹ), LKT (Tiệp khắc cũ) vv… sản xuất nhiều loại máy kéo chuyên dùng cho lâm nghiệp bán rộng rãi thị trường thể giới [31] [32] Những loại máy kéo hãng kể có kết cấu gọn, làm việc linh hoạt cho xuất cao, nhẹ nhàng thao tác, dễ điều khiển Nhìn chung loại máy kéo hãng thường đắt tiền, phù hợp với quy mô sản xuất lớn, trình độ giới hố cao, sở hạ tầng dịch vụ kỹ thuật tốt Ngoài máy kéo chun dùng có cơng suất lớn xu hướng nước sử dụng máy kéo nông nghiệp để vận xuất, vận chuyển gỗ Các loại máy kéo nông nghiệp sử dụng thường có cơng suất 35 kw [10], có trục thu cơng suất với số vịng quay 500 vịng/ phút, sở lắp đặt thiết bị chuyên dùng, cấu phụ trợ để vận xuất gỗ Một số nước Phần Lan, Thuỵ Điển, Trung Quốc, Malaixia vv… sử dụng máy kéo cơng suất nhỏ kéo thêm rơ mc để vận chuyển gỗ rừng trồng [30] Do khơng có thiết bị tời cáp nên khâu công việc lấy gỗ từ nơi chặt hạ tới máy phải sử dụng lao động thủ công phương tiện vận xuất khác 1.1.2 Công nghệ thiết bị vận xuất gỗ Việt Nam Những năm trước nước ta chủ yếu khai thác rừng tự nhiên khai thác rừng trồng số vùng nguyên liệu giấy sợi, gỗ trụ mỏ Gỗ rừng tự nhiên to, dài thường mọc địa hình phức tạp, địi hỏi phải có thiết bị cơng xuất lớn lấy gỗ Chúng ta nhập số loại thiết bị máy móc nước ngồi, loại máy móc thiết bị nhập thường đắt tiền, yêu cầu sử dụng lại chặt chẽ, việc áp dụng máy móc cơng nghệ thiết bị nước vào khai thác rừng tự nhiên Việt Nam hạn chế Trong trình khai thác gỗ nước ta, thực áp dụng hình thức vận xuất gỗ sau đây: Vận xuất gỗ thủ công; Vận xuất gỗ súc vật; Vận xuất gỗ máng lao; Vận xuất gỗ tời; Vận xuất gỗ máy kéo; Vận xuất gỗ đường cáp khơng Trong số cơng nghệ nêu trên, hình thức vận xuất gỗ máy kéo phổ biến Từ năm 1960 hai miền nam, bắc nhập số loại máy kéo bánh xích Liên Xơ cũ TDT55, TT-4, ĐT-75, máy kéo bánh LKT -80, LKT -120 Tiệp Khắc chủ yếu để phục vụ cho khai thác rừng tự nhiên Ưu điểm máy kéo bánh xích Liên Xơ chế tạo có cơng suất lớn, khả vượt dốc tốt, vận xuất khối lượng gỗ lớn Nhược điểm chi phí nhiên liệu cao, mức độ phá hoại đường lớn Các loại máy kéo LKT Tiệp Khắc sản xuất loại máy kéo bánh khung gập có khả vận xuất khối lượng gỗ lớn, bán kính quay vịng nhỏ nên di chuyển lại rừng dễ dàng Loại xe Reo-7 Mỹ trang bị thêm tời cáp dàn khung xe nên gom gỗ từ xa tới, tự bốc, vận chuyển dỡ gỗ Đối với loại phù hợp với điều kiện khai thác gỗ địa hình tương đối phẳng Các loại máy kéo bánh Volvo Thụy Điển nhập vào nước ta từ năm 1970 để phục vụ cho khai thác gỗ rừng trồng vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng Các loại máy kéo phát huy tác dụng tốt vùng công nghiệp giấy việc vận chuyển bốc dỡ gỗ Trong năm gần số lâm trường tỉnh phía Bắc sử dụng máy kéo nông nghiệp để vận xuất gỗ rừng trồng, phương pháp kéo chủ yếu kéo lết gỗ chở gỗ rơ moóc Sau năm 1992 thực đề tài nhánh cấp nhà nước KN-03-04 đề tài Viện khoa học Việt Nam phối hợp với Trường Đại học Lâm nghiệp nghiên cứu, thiết kế, chế tạo loại thiết bị lắp đặt máy kéo MTZ-50 để vận xuất vận chuyển gỗ rừng trồng [7] Thiết bị sử dụng nguồn động lực máy kéo, có khả gom gỗ từ xa, tự bốc dỡ gỗ lên rơ moóc đặt sau máy kéo Thành đề tài ứng dụng số lâm trường vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng vùng Đơng Bắc Việt Nam Hình 1.2 Liên hợp máy kéo MTZ-50 với thiết bị tời cáp, rơ moóc trục cấu nâng gỗ thủy lực vận xuất gỗ rừng trồng Ngoài sử dụng đường cáp không để vận xuất gỗ số nơi Hồ Bình, Chiêm Hố, Bắc Giang, Tun Quang, Thanh Hố, Quảng Bình vv… Vận xuất gỗ máng lao, vận xuất gỗ tời có tồn thời gian đến loại hình thức khơng cịn sử dụng Việt Nam Các hình thức vận xuất gỗ thủ cơng, súc vật kéo tồn nhiều vùng đất nước ta đời sống kinh tế nhiều vùng nông thôn miền núi nước ta nghèo, lao động dư thừa, thiếu việc làm dẫn tới hạn chế việc trang bị loại phương tiện máy móc thiết bị đắt tiền để phục vụ cho khâu sản xuất khai thác gỗ Với chế sách nay, quy mơ sản suất trang trại, hộ kinh tế gia đình ngày nhân rộng khắp toàn quốc Ở vùng trung du miền núi mơ hình sản xuất trang trại hình thành ngày phát triển Hoạt động sản xuất trang trại khơng có hoạt động sản xuất nơng nghiệp mà cịn hoạt động sản xuất lâm nghiệp nhiều ngành nghề khác Một số trang trại sử dụng máy kéo bánh cỡ vừa nhỏ có trang bị thêm thiết bị phụ trợ để dùng vào nhiều khâu công việc khác làm đất, bơm nước, xay xát, vận chuyển sản phẩm nông, lâm sản sau thu hoạch, có sử dụng vào việc khai thác gỗ rừng trồng với thiết bị như: sử dụng rơ moóc trục, thiết bị tời cáp… để vận xuất vận chuyển gỗ Các loại máy kéo tỏ thích hợp với quy mơ sản suất vừa nhỏ trang trại đáp ứng làm nhiều công việc trang trại, song nghiên cứu để sử dụng chúng cách có hiệu hoạt động sản xuất lâm nghiệp, khâu khai thác gỗ chưa nhiều người quan tâm đến 1.2 Tổng quan dao động máy kéo bánh 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu dao động máy kéo bánh giới Khi làm việc máy kéo dao động nhiều nguyên nhân khác nhau: hoạt động động cơ, chi tiết chuyển động chưa cân phận truyền lực, ảnh hưởng mặt đường không phẳng, thay đổi lực cản máy canh tác, thành phần lực động sinh liên hợp máy…Các dao động ảnh hưởng đến tải trọng động lực học tác dụng lên cum chi tiết, độ êm dịu chuyển động máy kéo, chất lượng công việc mà liên hợp máy thực Do nghiên cứu dao động máy kéo cần thiết phải xác định yếu tố ảnh hưởng đến dao động, quan tâm đến tác động mấp mô mặt đường, phận máy móc thiết bị, khối lượng, mơ men qn tính thân máy kéo trục quán tính trung tâm, khối lượng bánh trước, thông số hình học vị trí trọng tâm, khoảng cách từ trọng tâm đến cầu trước, cầu sau, khoảng cách bánh xe… Hầu hết máy kéo áp dụng điều kiện sản xuất lâm nghiệp phải làm việc điều kiện đường xá lâm nghiệp có độ mấp mơ mặt đường cao độ dốc lớn… Về mặt dao động nói chúng hoạt động điều kiện khó khăn, ảnh hưởng xấu đến tiêu sử dụng quan trọng liên hợp máy như: suất, khả kéo, bám, độ êm dịu, độ ổn định, độ bền chi tiết máy, đến sức khoẻ người lái… Do nghiên cứu dao động liên hợp máy kéo vận xuất gỗ vấn đề cần thiết có ý nghĩa việc hồn thiện thiết kế chọn chế độ sử dụng hợp lý liên hợp máy Từ trước đến cơng trình nghiên cứu độ ổn định, khả kéo bám tải trọng thay đổi, đặc trưng động lực học, vấn đề dao động máy kéo phận làm việc máy, liên hợp máy nghiên cứu Trong cơng trình [40], Muller đưa mơ hình khơng gian mơ tả tất loại dao động máy kéo bánh hơi, tác giả bỏ qua tác động tải trọng kéo yếu tố ảnh hưởng khác Theo tác giả, máy kéo có bậc tự do: Dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc dao động liên kết xoay quanh trục cân 10 Tác giả Volgel [41] nghiên cứu tính chất động lực học liên hợp máy cày, lực kéo tải trọng thẳng đứng dao động có kể đến tính đàn hồi, hệ truyền lực bánh xe Cơng trình cho phép đánh giá cách khái qt tác động yếu tố ảnh hưởng tới dao động máy cày đất, nhiên chưa có thực nghiệm để chứng minh giả thiết đưa Trong cơng trình Wendebon [42] lý thuyết thực nghiệm, tác giả xây dựng mơ hình nghiên cứu tính chất động lực học dao động thẳng đứng máy kéo, tác giả không quan tâm đến chuyển động quay chuyển động khác Do công trình chưa đánh giá thể đầy đủ tính chất động lực học máy yếu tố ảnh hưởng đến chuyển động máy kéo nói riêng liên hợp máy nói chung Năm 1973 Barski I.B [2] nghiên cứu Động lực học máy kéo Tác giả nghiên cứu đầy đủ động lực học máy kéo bánh hơi, máy kéo bánh xích độ êm dịu chuyển động máy kéo Năm 1979 Orlov S.F nghiên cứu lý thuyết phổ phận treo đỡ máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng [38] Năm 1983 Alexandrov V.A nghiên cứu tải trọng máy kéo lâm nghiệp chế độ nhấc bó gỗ khỏi mặt đất [39] Năm 1983 Đobrưnhin Iu.A [37] nghiên cứu động lực học thẳng đứng máy kéo bánh vận xuất gỗ chặt, chăm sóc Năm 1987 Zucov A.V [36] nghiên cứu vấn đề dao động máy kéo lâm nghiệp Bên cạnh cịn có số cơng trình nghiên cứu dao động thẳng đứng máy kéo có kể đến yếu tố ảnh hưởng điều kiện làm việc: Tải trọng, vận tốc, độ mấp mô mặt đường 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu dao động máy kéo bánh Việt Nam Như nói việc sử dụng máy kéo nước ta vào lĩnh vực sản xuất nói chung khai thác rừng nói riêng cịn hạn chế điều kiện kinh tế, 11 qui mô sản xuất nhỏ, sở hạ tầng kỹ thuật nhiều yếu dẫn đến cơng trình nghiên cứu khoa học máy kéo nói chung nghiên cứu dao động máy kéo nói riêng cịn hạn chế Tuy nhiên nước ta có số cơng trình nghiên cứu dao động máy kéo nông, lâm nghiệp: TS Lê Minh Lư nghiên cứu dao động máy kéo bánh có tính đến đặc trưng phi tuyến phần tử đàn hồi [20] TS Nguyễn Tiến Đạt nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến khả vận xuất gỗ rừng trồng phương pháp kéo nửa lết máy kéo bốn bánh cỡ nhỏ 18-24 mã lực [13] Thạc sỹ Nguyễn Văn Vệ nghiên cứu dao động thẳng đứng nghế ngồi máy kéo DFH-180 vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết giải pháp giảm xóc cho người lái [29], tác giả xây dựng mơ hình tính tốn dao động thẳng đứng liên hợp máy kéo, điểm đặt nghế ngồi, xác định thông số dao động riêng liên hợp máy ghế ngồi Từ xác định vùng vận tốc an tồn sử dụng đánh giá ảnh hưởng đến người lái máy kéo vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết Thạc sỹ Nguyễn Văn An nghiên cứu ảnh hưởng độ mấp mô mặt đất tốc độ chuyển động đến phản lực pháp tuyến lên cầu trước máy kéo DFH-180 vận xuất gỗ rừng trồng [1] Thạc sỹ Nguyễn Đức Sỹ nghiên cứu ổn định động lực học dọc liên hợp máy kéo cỡ nhỏ, vận xuất gỗ khởi hành theo hướng lên dốc [27] Cơng trình nghiên cứu GS.TS Nguyễn Hữu Cẩn cộng [4] cho thấy: Tính êm dịu chuyển động tơ máy kéo đánh giá qua tiêu: Tần số dao động thích hợp, gia tốc dao động thích hợp, thời gian tác động dao động Trong chuyển động, ô tô máy kéo dao động theo phương: Thẳng đứng (OZ), phương ngang (OX), phương dọc máy (OY), dao động theo phương thẳng đứng ảnh hưởng đến người; theo phương ngang, phương dọc ảnh hưởng khơng đáng kể, bỏ qua Đối với 12 máy kéo bánh làm việc mặt đường gồ ghề thân máy dao động với tần số 160 - 240 dao động/phút, vượt mức độ chịu đựng người, máy kéo phải ý giải vấn đề treo cho ghế ngồi để đảm bảo điều kiện cho người lái Tác giả đưa sơ đồ tính tốn hệ thống treo cho ghế ngồi với dạng kích động động lực cho tính tốn thiết kế hệ thống treo cho ghế nên chọn tỷ số tần số kích động tần số dao động riêng ghế khoảng 0,5 - 0,6.Trong tính tốn chưa kể đến thành phần cản Th.S Nguyễn Hồng Quang [24] nghiên cứu dao động máy kéo Shibaura với thiết bị tời cáp vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết tính tốn mơ dao động phương thẳng đứng, lắc ngang phương góc lắc phương dọc, làm sở cho việc hoàn thiện chọn chế độ sử dụng hợp lý cho liên hợp máy kéo cỡ trung bình Các cơng trình nghiên cứu dao động máy kéo nước ta chưa nhiều xuất năm gần [1], [20], [29] Các công trình nghiên cứu phạm vi hẹp nhằm xác định ảnh hưởng rung xóc tới sức khỏe công nhân lái bước đầu đặt số biện pháp chống rung cho người lái máy cải tiến ghế chống rung Tuy nhiên tác giả xem xét dao động máy kéo số điều kiện cụ thể xem hệ tuyến tính, bậc tự chịu tác động mặt đường dạng hàm xác định Trong cơng trình nghiên cứu [29], tác giả đưa mơ hình tính tốn cho giảm xóc nói chung cho nên chọn tỷ số tần số kích động tần số riêng vật cần bảo vệ lớn 1,41, chọn vừa đảm bảo tránh cộng hưởng giảm biên độ dao động cho người lái, hiệu giảm xóc tốt Đề tài 58A-02-04 tác giả nghiên cứu chế tạo thành công mẫu ghế ngồi lái giảm rung áp dụng cho loại máy kéo MTZ-50 máy kéo BS-12 vận chuyển Hệ giảm xóc ghế hệ đàn hồi hỗn hợp gồm hệ thống lò xo vật liệu hấp thụ rung (đệm mút), hiệu giảm rung đạt 67-82% 13 Một số cơng trình nghiên cứu thiết kế giảm rung [5], [21] dựa sở số liệu dao động người, chọn sơ thông số chủ yếu: Khối lượng người - ghế, độ cứng lò xo, hệ số cản nhớt tính tốn theo điều kiện cho phép biên độ dịch chuyển Dao động tơ máy kéo bánh nói chung nghiên cứu nhiều lý thuyết thực nghiệm, song dao động máy kéo nông nghiệp vận xuất gỗ cịn nghiên cứu Dao động liên hợp máy gây nên tải trọng động đáng kể lên cụm chi tiết, ảnh hưởng đến khả ổn định chống lật, khả điều khiển, khả kéo bám Lực tác động lên cấu máy biến đổi theo chu kỳ gây tượng mỏi, giảm tuổi thọ chi tiết, đặc biệt gây nên tượng cộng hưởng phá hỏng chi tiết máy Đối với sản xuất lâm nghiệp, hoạt động khai thác thường diễn rừng Đối tượng khai thác gỗ, phương tiện vận xuất gỗ chủ yếu máy kéo chuyên dùng máy kéo nơng nghiệp sử dụng rơ mc lắp đặt thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ ngồi lực tác động lên máy kéo ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc máy cịn khơng an tồn cho người thiết bị Vấn đề cần phải quan tâm nghiên cứu đánh giá cách cụ thể sử dụng loại máy kéo nơng nghiệp vào việc vận xuất gỗ điều kiện rừng Việt Nam Đối với máy kéo MTZ-82 loại máy kéo bánh nông nghiệp Liên Xô cũ trước sản xuất viện trợ cho Việt Nam vào năm cuối thập niên 1980 loại máy kéo làm việc có độ ổn định cao, có cấu treo thủy lực trục thu cơng suất bố trí phía sau máy kéo Ngồi việc sử dụng cho sản xuất nơng nghiệp sử dụng vào sản xuất khai thác rừng trang bị thêm thiết bị chuyên dùng rơ moóc, thiết bị tời cáp để vận xuất, vận chuyển gỗ Tuy nhiên để sử dụng cách có hiệu phát huy hết tính máy kéo cần phải nghiên cứu thêm tải trọng động lực học, dao động liên hợp máy trình làm việc để đánh giá ảnh hưởng 14 dao động đến khả kéo, bám, ổn định điều khiển cần thiết 1.3 Tổng quan liên hợp máy kéo MTZ-82 với thiết bị chuyên dùng tời cáp để vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết 1.3.1 Cấu tạo, đặc tính kỹ thuật máy kéo MTZ -82 Máy kéo MTZ-82 Berarut nước cộng hoà Liên Xô (cũ) trước sản suất, loại máy kéo nông nghiệp cỡ vừa xuất sang Việt Nam cuối năm 1980 sử dụng phổ biến phục vụ chủ yếu cho sản xuất nông nghiệp như: làm đất canh tác vận chuyển nông, lâm sản Để nghiên cứu dao động Liên hợp máy kéo MTZ-82 với thiết bị chuyên dùng tời cáp vận xuất gỗ phương pháp kéo nửa lết cần phải hiểu rõ cấu tạo, đặc tính kỹ thuật, đặc biệt thơng số kỹ thuật máy kéo để tính toán tải trọng động lực học dao động máy liên hợp máy làm việc đánh giá ảnh hưởng dao động đến khả kéo, bám, ổn định điều khiển 1.3.1.1 Cấu tạo chung máy kéo MTZ - 82 Hình 1.3: Vị trí cấu máy kéo 1- Phần di động; 2- Hệ thống truyền lực; 3- Hệ thống treo; 4- Cơ cấu điều khiển;5- Động Máy kéo MTZ - 82 gồm phần chính: Động 5, Hệ thống truyền lực 2, phần di động 1, cấu điều khiển trang bị làm việc (hình1.3) 15 Động biến nhiệt thành Nó nguồn lực máy kéo di động Truyền lực tổng hợp cấu để truyền mô men quay từ trục khuỷu động đến bánh chủ động máy kéo Truyền lực bao gồm ly hợp chính, khớp nối, hộp số cầu sau Bộ ly hợp có nhiệm vụ tách chuyển động quay trục khuỷu động khỏi hộp số thời gian ngắn cần ngắt truyền động nối lại cách êm dịu máy kéo khởi hành thay đổi tốc độ trình di chuyển Khớp nối phần tử đàn hồi cho phép nối trục ly hợp với hộp số với độ lệch trục không lớn Hộp số cho phép thay đổi lực kéo, hướng chuyển động bánh chủ động máy kéo lực cản chuyển động tăng hay giảm cách gài cặp bánh hộp số để thay đổi vận tốc mô men quay cho phù hợp với tải trọng khả kéo, bám lùi lại làm việc, tách nguồn lực từ động đến bánh chủ động chạy không tải Cơ cấu tăng mô men quay cầu sau cho phép truyền thẳng mô men quay đến bánh chủ động Phần di động gồm nửa khung, trục bánh lốp để gá lắp, nâng đỡ toàn trọng lượng máy kéo di chuyển máy kéo làm việc Cơ cấu điều khiển làm nhiệm vụ giữ thay đổi hướng chuyển động máy kéo cách xoay vòng bánh trước Cơ cấu lái gồm vơ lăng, cấu trục vít, bánh vít có trợ lực lái thủy lực để giảm nhẹ lực quay vòng cho người lái, giảm rung động từ bánh xe đến vành tay lái Trang bị làm việc máy kéo sử dụng để hoàn thành công việc đồng Trang bị làm việc bao gồm trục trích cơng suất, cấu móc, hệ thống treo thủy lực, puli truyền động Ngồi cịn trang bị thêm rơ moóc hai trục để vận chuyển công cụ sản xuất, nông sản… 16 1.3.1.2 Đặc tính kỹ thuật máy kéo MTZ -82 Máy kéo MTZ-82 sử dụng động Diezel kỳ xi lanh, công suất 80 mã lực, tiêu thụ nhiên liệu mức trung bình có trục thu cơng suất hệ thống treo thuỷ lực phía sau Máy có kết cấu hợp lý, có khả kéo bám tốt thích hợp với loại đất: Ruộng khô, ruộng nước, vườn ăn quả, vườn rừng, trang trại Máy sử dụng với nhiều mục đích khác lắp cày treo, cày chảo, máy phay, rơ moóc để làm đất canh tác vận chuyển, đặc biệt lắp thêm thiết bị chuyên dùng thiết bị tời cáp để vận xuất, vận chuyển gỗ khai thác rừng Máy kéo có khả làm việc địa bàn dốc 200 1.3.2 Thiết bị chuyên dùng tời cáp cần chữ A Thiết bị chuyên dùng tời cáp, cần chữ A sản phẩm đề tài cấp nhà nước KN – 03 – 04 thiết kế chế tạo, lắp máy kéo MTZ - 82 để vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết 1.3.2.1 Cấu tạo thiết bị chuyên dùng tời cáp cần chữ A Sơ đồ cấu tạo thiết bị tời cáp cần chữ A lắp máy kéo MTZ-82 được trình bày hình 1.5: 10 Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo LHM MTZ-82 với thiết bị tời cáp cần chữ A kéo gỗ nửa lết 1- Máy kéo; 2- Trục thu cơng suất; 3- Bộ truyền xích; 4- Trục tời; 5- Cóc hãm; 6- Trống tời; 7- pu ly đầu cần chữ A; 8- Cáp kéo gỗ; 9- Cần chữ A 10- Puly chuyển hướng; 17 Thiết bị tời cáp lắp sau máy kéo bao gồm: Cần chữ A chế tạo thép, bắt chặt với sau máy kéo bu lông, vị trí đầu lắp pu ly dẫn động cho cáp kéo 8, phía điểm ngang có lắp pu ly chuyển hướng 10 dẫn động cáp cho trống tời Trống tời bắt chặt với bệ phía sau máy kéo mặt bích bu lơng đai ốc, đầu trục tời phía có lắp truyền động xích kết nối với trục thu cơng suất máy kéo, phía ngồi đầu trục lắp cóc hãm Việc truyền động cho tời thực từ trục thu công suất máy kéo qua truyền động xích 1.3.2.2 Nguyên lý hoạt động liên hợp máy vận xuất gỗ: Trường hợp kéo lết gỗ: Cho máy kéo đứng yên, thả cáp đến nơi chặt hạ, buộc chặt gỗ lại, người lái đóng cấu gài trục thu công suất, làm cho trục thu công suất quay, cáp quấn lại kéo gỗ phía máy kéo, gỗ kéo đến vị trí định người lái ngắt chuyển động trục thu công suất Trường hợp kéo gỗ nửa lết: Người lái xả cáp buộc chặt gỗ (hoặc bó gỗ), đóng cấu gài trục thu công suất, gỗ nâng lên khỏi mặt đất Khi đến độ cao định người lái ngắt cấu gài trục thu công suất, nhờ cóc hãm nên cáp khơng bị xả Người lái cho máy kéo chạy, bó gỗ kéo theo máy kéo Với thiết bị tời cáp cần chữ A, lắp sau máy kéo MTZ-82 tạo nên liên hợp máy kéo gỗ theo phương pháp kéo nửa lết đem lại hiệu kinh tế khai thác rừng trồng, giảm sức lao động nặng nhọc cho người lao động Điều chứng minh qua khảo nghiệm đưa vào sản xuất thử thực đề tài KN-03-04 Tuy nhiên đề tài dừng mức nghiên cứu thiết kế, chế tạo, vận hành xây dựng định mức kinh tế kỹ thuật, đánh giá hiệu kinh tế chưa có điều kiện để nghiên cứu đặc tính động lực học liên hợp máy vận xuất gỗ, dao động gây trình làm việc địa hình khơng phẳng, liên hợp máy thường 18 di chuyển mặt đất rừng chịu nhiều tác động mặt đường lồi, lõm gây dao động ảnh hưởng lớn đến tính động ổn định máy kéo, đến khả kéo, bám đặc biệt ảnh hưởng đến sức khoẻ người lái Để có sơ sở hoàn thiện thêm mặt kết cấu chọn chế độ sử dụng hợp lý cần phải nghiên cứu thêm dao động liên hợp máy làm việc đường vận xuất gỗ ... - NGUYỄN HẢI QUÂN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO MTZ - 82 VỚI THIẾT BỊ CHUYÊN DÙNG KHI VẬN XUẤT GỖ BẰNG PHƯƠNG PHÁP KÉO NỬA LẾT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy Thiết bị Cơ giới hóa Nơng... liên hợp máy kéo MTZ- 82 với thiết bị chuyên dùng tời cáp để vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết 1.3.1 Cấu tạo, đặc tính kỹ thuật máy kéo MTZ -82 Máy kéo MTZ- 82 Berarut nước cộng hồ Liên. .. cơng nghệ thiết bị vận xuất gỗ [10] sau đây: Vận xuất gỗ thủ công; vận xuất gỗ súc vật; vận xuất gỗ máng lao; vận xuất gỗ tời vận xuất gỗ đường cáp không; vận xuất gỗ máy kéo; vận xuất gỗ kinh