BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ VĂN LƯU NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA GHẾ NGỒI NGƯỜI LÁI TRÊN MÁY KÉO NÔNG NGHIỆP MTZ 80 KHI SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN LÂM NGHIỆP LUẬ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ VĂN LƯU NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA GHẾ NGỒI NGƯỜI LÁI TRÊN MÁY KÉO NÔNG NGHIỆP MTZ-80 KHI SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ VĂN LƯU NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA GHẾ NGỒI NGƯỜI LÁI TRÊN MÁY KÉO NÔNG NGHIỆP MTZ-80 KHI SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN LÂM NGHIỆP Chuyên ngành: Kỹ thuật máy Thiết bị giới hố Nơng Lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn : TS Nguyễn Văn Bỉ Hà Nội, 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần với đổi chế quản lý tiến kỹ thuật, ngành lâm nghiệp sử dụng nhiều loại ơtơ, máy kéo vào việc giới hố sản xuất lâm nghiệp Việc sử dụng đa dạng loại thiết bị làm nẩy sinh nhu cầu nghiên cứu chế độ công nghệ hợp lý để chúng phát huy tác dụng, đồng thời đảm bảo yêu cầu an toàn cho thiết bị người lái Các chế độ sử dụng hợp lý có sau xây dựng mơ hình tính tốn xác, hợp lý Vì việc lập mơ hình tính tốn cho loại liên hợp máy khảo sát chúng tương ứng với khâu cơng nghệ sản xuất có ý nghĩa khoa học thực tiễn thiết thực; sở cho thiết kế, cải tiến sử dụng hợp lý thiết bị điều kiện định Hiện để góp phần cơng nghiệp hố đại hố nông thôn, ngành lâm nghiệp nước ta chủ trương đẩy nhanh tiến độ áp dụng giới hoá đưa tiến khoa học kỹ thuật vào khâu công việc nói chung đặc biệt sử dụng máy kéo chuyên dùng máy kéo nông nghiệp sau nghiên cứu thiết kế, cải tiến, chế tạo phục vụ cho khâu công việc sản xuất nông lâm nghiệp Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, số loại máy kéo công suất vừa nhỏ nhập vào nước ta sử dụng phổ biến sản xuất nơng, lâm nghiệp; có loại máy kéo MTZ-80 Do đặc điểm đường vận xuất vận chuyển lâm sản có địa hình phức tạp, mặt đường chất lượng thấp, có độ mấp mơ lớn Nên máy kéo di chuyển chịu lực kích động mặt đường ảnh hưởng đến nhiều tiêu động lực học độ êm dịu, tính ổn định, độ bền lâu… Đặc biệt người điều khiển máy kéo phải chịu đựng giá trị biên độ tần số rung lớn cho phép 2 Để nâng cao khả phục vụ loại máy kéo nông nghiệp MTZ - 80 cho phù hợp với điều kiện sản xuất lâm nghiệp, điều kiện làm việc người điều khiển máy kéo di chuyển đường vận xuất vận chuyển lâm sản Tác giả thực đề tài: "Nghiên cứu dao động ghế ngồi người lái máy kéo nông nghiệp MTZ - 80 sử dụng điều kiện lâm nghiệp” Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Khái quát hình thức thiết bị vận xuất, vận chuyển gỗ Hiện nước ta công nghệ vận xuất gỗ thường sử dụng loại hình như: Vận xuất súc vật, vận xuất máng lao, vận xuất máy kéo, vận xuất đường cáp, vận xuất đường thuỷ… Trong hình thức vận xuất nêu hình thức vận xuất máy kéo phổ biến Máy kéo dùng vận xuất gỗ có loại: Máy kéo bánh xích máy kéo bánh Trong máy kéo bánh lại chia làm loại: Máy kéo bánh chuyên dùng máy kéo bánh nơng nghiệp có lắp thêm thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ vận chuyển gỗ Khi sử dụng máy kéo bánh chuyên dùng vận xuất gỗ cho suất cao giảm nhiều chi phí máy kéo chun dùng có cơng suất lớn, tính ổn định khả kéo bám cao, kết cấu phù hợp, làm việc linh hoạt Tuy nhiên, loại máy kéo thường có giá thành cao phù hợp với qui mô sản xuất lớn, trữ lượng khu khai thác nhiều, kích thước sản phẩm gỗ lớn Hiện nay, giới số nước có ngành sản xuất lâm nghiệp phát triển họ chế tạo đưa vào sử dụng số loại máy kéo chun dùng có cơng suất lớn Các máy kéo dùng vận xuất gỗ đa dạng song chia làm nhóm: Máy kéo bánh xích máy kéo bánh bơm Các máy kéo bánh bơm có ưu điểm nội trội so với máy kéo bánh xích cỡ vì: Chúng có khối lượng nhỏ, tốc độ làm việc lớn hơn, chi phí nhiên liệu cho 1m3 gỗ vận xuất suất cao Mặt khác, máy kéo bánh bơm phá hại con, đất rừng Do ưu điểm mà máy kéo bánh bơm sử dụng ngày rộng rãi so với máy kéo bánh xích [21], [26], [32] 4 Máy kéo bánh bơm vận xuất gỗ chia làm loại: Máy kéo bánh bơm chuyên dùng máy kéo bánh bơm nơng nghiệp có lắp thêm thiết bị chun dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ Đặc điểm máy kéo bánh bơm chun dùng có cơng suất lớn, kết cấu gọn, độ bền cao, làm việc linh hoạt cho suất cao Tuy nhiên, loại thường đắt tiền phù hợp với quy mơ sản xuất lớn, trình độ giới cao, sở hạ tầng dịch vụ kỹ thuật tốt Bên cạnh loại máy kéo chuyên dùng, nước sử dụng loại máy kéo bánh bơm nông nghiệp trang bị thiết bị chuyên dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ phục vụ cho khâu trồng rừng Việc sử dụng máy kéo nông nghiệp khai thác rừng làm tăng hiệu sử dụng máy góp phần giải công ăn, việc làm, tăng thu nhập cho người lao động [40] Do đặc điểm đường, địa hình loại hàng vận chuyển gỗ lâm sản khác, điều kiện làm việc thiết bị vùng đồi núi, có nhiều cơng trình tạm thời đập tràn, cầu vượt, cống, khe suối cạn, loại vật cản… địi hỏi tơ-máy kéo phải có tính ổn định phải có tính an tồn cao chuyển động, có khả kéo bám tốt, chuyển động thuận lợi, an toàn Trước tác động chế kinh tế nhiều thành phần, việc giao đất khoán rừng cho tổ chức tập thể, hộ nông dân sử dụng lâu dài địa bàn trung du, miền núi trang trại sản xuất nông lâm nghiệp xuất hiện; kinh tế trang trại sản phẩm từ trang trại thị trường hấp dẫn cho dịch vụ khí lâm nghiệp, đặc biệt cơng tác vận chuyển Nhiều cơng ty, lâm trường, hộ gia đình, chủ trang trại mua máy kéo để thực dịch vụ Nhìn chung loại máy kéo nơng nghiệp đặc tính sử dụng kết cấu chưa khai thác triệt để, nhiều tiêu chưa làm rõ dẫn đến sử dụng nhiều hạn chế, hiệu đặc biệt chưa đảm bảo an toàn lao động cho người liên hợp máy Việc nghiên cứu cải tiến để sử dụng hợp lý loại máy kéo sản xuất nông lâm nghiệp cần thiết Trong chưa đủ khả để trang bị nhập máy chuyên dùng, việc nghiên cứu cải tiến để nâng cao tính kỹ thuật máy kéo, phận làm việc lắp máy kéo, thông số kết cấu cho phù hợp với điều kiện sử dụng lâm nghiệp có ý nghĩa khơng nhỏ cho sản xuất lâm nghiệp nơi dùng máy kéo bánh nông nghiệp phổ biến 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy kéo lâm nghiệp giới Vào năm 1950 Tiệp Khắc (cũ) đưa vào sử dụng loại máy kéo bánh LKT - 80, máy trang bị tời, thuỷ lực gom gỗ từ xa vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết, loại máy kéo khung gập bánh chủ động [21], [26] Ở Phần Lan, việc sử dụng máy kéo nông nghiệp cho cơng tác trồng, chăm sóc rừng, vận xuất, vận chuyển gỗ năm 1950 cho thấy suất hiệu kinh tế cao Vì sử dụng loại máy kéo để vận xuất, vận chuyển gỗ nước tăng nhanh Từ 1957, Liên Xô sử dụng loại máy kéo bánh TT - 1, T-210, K210, K703, T - 127 để vận xuất, vận chuyển gỗ cho thấy sử dụng máy kéo bánh vận chuyển gỗ từ nơi chặt hạ bãi 2, giảm bớt khâu trung gian dây truyền khai thác vận xuất [21], [26] Việc sử dụng máy kéo nông nghiệp bánh để vận xuất gỗ nhiều nước như: Thuỵ Điển, Na Uy, Italia, Australia, Newzealand… áp dụng rộng rãi, trang trại quy mô vừa nhỏ Ở Canada từ năm 1963 sử dụng máy kéo Timberjack 201 để vận xuất gỗ địa hình dốc tương đối lớn phù hợp [21], [26] 6 Trong máy kéo nông nghiệp nghiên cứu sử dụng rộng rãi lâm nghiệp nước cơng nghiệp phát triển hầu phát triển lĩnh vực hiểu biết Để khuyến cáo đẩy mạnh việc sử dụng máy kéo nông nghiệp hoạt động sản xuất lâm nghiệp nước phát triển, tổ chức FAO thực hàng loạt nghiên cứu, chuyên đề vùng khác giới lĩnh vực sử dụng máy kéo nông nghiệp khai thác gỗ rừng trồng Năm 1986 Tanzania tổ chức FAO triển khai nghiên cứu sử dụng máy kéo bánh Valmet có cơng suất 50 Kw vận xuất gỗ, khẳng định máy kéo nông nghiệp làm việc tốt địa hình rừng trồng tương đối phẳng [41] Cùng năm 1986 Ethiopia, tổ chức FAO triển khai nghiên cứu, sử dụng máy kéo bánh Volvo vận xuất gỗ rừng trồng, khẳng định máy kéo nơng nghiệp có trang bị tời, rơ moóc phù hợp mang lại hiệu kinh tế cao [32] Năm 1988 Zimbabwe tổ chức FAO nghiên cứu sử dụng máy kéo nông nghiệp Valmet vận xuất gỗ kết hợp chế biến gỗ cửa rừng cho thấy máy kéo nơng nghiệp ngồi vận xuất gỗ, máy làm nguồn động lực cho máy cưa nơi chưa có nguồn lượng điện [43] 1.3 Nghiên cứu sử dụng máy kéo lâm nghiệp Việt Nam Từ năm 1960 năm 1980 nhập đưa vào sử dụng loạt máy kéo nước Xã hội chủ nghĩa chế tạo, phục vụ cho sản xuất nông lâm nghiệp: máy kéo TDT 40, TDT 55, DT 75, C 100, TT 4, LKT 80, LKT 120 Năm 1970 máy kéo bánh Volvo Thuỵ Điển nhập vào nước ta để phục vụ cho khâu bốc dỡ vận chuyển gỗ rừng trồng khu nguyên liệu giấy Sau giải phóng lâm trường, xí nghiệp phía Nam sử dụng phổ biến xe REO Các loại máy phần đáp ứng yêu cầu sản xuất lâm nghiệp với quy mô sản xuất lúc 7 Ở Việt nam nhập đưa vào sử dụng số loại máy kéo, có máy kéo nông nghiệp Để phù hợp với điều kiện sản xuất lâm nghiệp, máy kéo nghiên cứu, thiết kế cải tiến Dưới chúng tơi đưa số cơng trình nghiên cứu công bố: + Năm 1963 tập thể cán Phịng giới lâm trường Bắc n Viện cơng nghiệp rừng, nghiên cứu chế tạo tời trống lắp máy kéo Krabat để vận xuất gỗ + Năm 1972 tiến sĩ Nguyễn Kính Thảo tập thể cán giảng dạy trường Đại học Lâm nghiệp nghiên cứu, chế tạo thành công máy kéo khung gập L35 với thiết bị tời cáp để vận xuất gỗ + Năm 1985 tiến sĩ Nguyễn Kính Thảo đồng nghiệp Viện khoa học Lâm nghiệp nghiên cứu, chế tạo tời trống dẫn động từ trục thu cơng suất rơ mc trục lắp sau máy kéo Zeto để bốc gỗ vận xuất gỗ [11] + Năm 1994 PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu số cán giảng dạy trường Đại học Lâm nghiệp thực đề tài nghiên cứu : “Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm, sản xuất thiết bị vận xuất, bốc dỡ, vận chuyển để khai thác vùng nguyên liệu giấy gỗ nhỏ rừng trồng” có mã số KN 03 – 04 [39] + Năm 1997 nhóm cán giảng dạy Bộ môn máy Lâm nghiệp, trường Đại học Lâm nghiệp thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dùng: Tời khí trống cần treo gỗ hình chữ A lắp cho máy kéo DFH - 180 để vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng + Tác giả Nguyễn Văn An cơng trình [1] 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 + Tác giả Phạm Minh Đức cơng trình [16], [17] nghiên cứu khả kéo, bám máy kéo DFH – 180, khả ổn định máy kéo Shibaura 3000A sử dụng rơmoóc trục để vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng + Tác giả Nguyễn Tiến Đạt công trình nghiên cứu [14] xây dựng mơ hình tính tốn dao động máy kéo cơng suất nhỏ vận xuất gỗ theo công nghệ vận xuất gỗ dài Các cơng trình chủ yếu tiến hành nội dung: - Nghiên cứu thiết kế, cải tiến, chế tạo lắp đặt số thiết bị nhằm nâng cao khả làm việc máy kéo - Nghiên cứu ổn định liên hợp máy điều kiện làm việc nhằm xác lập chế độ sử dụng hợp lý cho liên hợp máy Các kết nghiên cứu đưa máy kéo nông nghiệp bánh vào sản xuất lâm nghiệp khiêm tốn chưa đạt hiệu cao Tuy nhiên kết góp phần không nhỏ công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học thiết thực sản xuất 1.4 Tình hình nghiên cứu dao động máy kéo ghế ngồi lái Các máy kéo sử dụng sản xuất lâm nghiệp thường làm việc điều kiện đường tuyến đường lâm nghiệp có độ mấp mô mặt đường lớn, nghĩa hoạt động điều kiện không thuận lợi Do ảnh hưởng xấu đến tiêu sử dụng quan trọng liên hợp máy như: Độ êm dịu, tính ổn định, độ bền lâu, sức khoẻ người lái Vì nghiên cứu dao động máy kéo vấn đề cần thiết có ý nghĩa thực tế sử dụng máy, thiết kế chế tạo, cải tiến liên hợp máy, đảm bảo điều kiện an toàn lao động cho người thiết bị Trong cơng trình [44] nghiên cứu tải trọng kích động lên người lái máy kéo lâm nghiệp có cần bốc tác giả sử dụng mơ hình tốn học để nghiên cứu động lực học hệ: Máy lâm nghiệp - đối tượng lao động để xác định kích động lên người điều khiển Mơ hình nghiên cứu theo phương pháp hệ nhiều khối lượng (môi trường - người - máy - đối tượng lao động), mơ hình chia hệ con: Máy - gỗ hệ khối lượng người lái Việc giải toán đặt giai đoạn: - Giai đoạn 1: Nghiên cứu dao động hệ máy kéo - gỗ với mơ hình tính toán dao động hệ nhiều bậc tự chịu tác động lực kích thích độ mấp mơ mặt đường, nhằm xác định đặc trưng dao động khung máy kéo vị trí đặt ghế ngồi - Giai đoạn 2: Nghiên cứu dao động ghế ngồi với mơ hình dao động hệ bậc tự do, chịu tác động kích thích từ khung máy lên ghế ngồi + Cơng trình Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Văn Khang [24], cơng trình đưa sở lý thuyết phương trình vi phân chuyển động phương pháp tính tốn dao động hệ + Cơng trình nghiên cứu Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Hữu Cẩn cộng [10] cho thấy tính êm dịu chuyển động ôtô, 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, ôtô, máy kéo dao động theo phương: Thẳng đứng (OZ), phương ngang (OX), phương dọc (OY), dao động theo phương thẳng đứng ảnh hưởng nhiều đến người điều khiển phương tiện, theo phương ngang, theo phương dọc ảnh hưởng không đáng kể [49], [50] Đối với máy kéo bánh bơm 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 toán, thiết kế hệ thống treo cho ghế nên chọn tỉ 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 10 + Trong cơng trình nghiên cứu [36], tác giả đưa mơ hình tính tốn giảm xóc nói chung cho rằng: Hệ số truyền nhỏ, chất lượng giảm xóc tốt, muốn nên chọn tỉ số tần số kích động tần số riêng vật cần bảo vệ 1,41, chọn vừa đảm bảo tránh cộng hưởng vừa 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 hai 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%) Một số cơng trình nghiên cứu, thiết kế ghế giảm rung [5], [38], 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 + Tác giả Nguyễn Văn Vệ cơng trình [40] nghiên cứu dao động thẳng đứng ghế ngồi máy kéo DFH - 180 vận xuất gỗ giải pháp giảm xóc cho người lái + Tác giả Nơng Văn Vìn cộng cơng trình [8] nghiên cứu thiết kế, chế tạo ghế ngồi cân bằng, loại ghế có khả tự lựa LHM di chuyển đường có độ dốc ngang, tạo thoải mái giữ tư thẳng đứng cho người điều khiển 1.5 Tình hình nghiên cứu chống rung cho người điều khiển máy Cho đến việc tăng suất làm việc máy kéo đạt hoàn thiện cao kết cấu thiết bị công nghệ Song vấn đề cần quan tâm thiết kế, cải tiến máy kéo nói chung máy kéo vận xuất gỗ nói riêng nghiên cứu điều kiện làm việc người điều khiển nhằm đảm bảo cho máy phát huy hết khả làm việc công suất thiết kế Cơng trình nghiên cứu [44] cho thấy: Cùng với nâng cao tốc độ làm việc liên hợp máy dẫn đến tăng đáng kể lực kích động lên người 11 điều khiển cao mức cho phép Người điều khiển máy sử dụng tối đa tốc độ máy miền giới hạn nó, nghĩa khơng phát huy hết cơng suất theo thiết kế, nguyên nhân mức độ kích động tác động đáng kể lên ghế ngồi người lái Ở Mỹ 85% người lái máy kéo ảnh hưởng lực kích động sử dụng 65% công suất máy Dao động thể người phận thể tác động sinh học phức tạp chúng gây loạt thay đổi thể ảnh đến sức khoẻ người lái, gây bệnh lý Tác động dao động đến người phụ thuộc vào tần số, thời gian, hướng cường độ tác động Sự kích thích nguy hiểm giải tần số dao động riêng thể người Cũng theo [44] tần số từ - 11 Hz dẫn đến cộng hưởng số phận thể riêng biệt người, dải tần số từ 11 - 45Hz dẫn đến phân tán chức hàng loạt phận bên trong, làm giảm tầm nhìn, giảm tính linh hoạt hoạt động điều khiển máy Nếu dao động tác động lên người lái thời gian ngày liên tục từ năm sang năm khác khơng làm giảm suất lao động mà làm xuất bệnh nghề nghiệp Mức độ ảnh hưởng dao động đến thể người lần nghiên cứu với quan điểm thoải mái thuận tiện cho người điều khiển tàu hoả ôtô Vấn đề nghiên cứu chậm máy kéo, năm trước sản xuất máy kéo hàng loạt người ta không ý dẫn việc giảm kích động lên người lái [44] Ở Việt Nam qua số nghiên cứu cho thấy máy nhập từ nước ngồi, hệ thống giảm xóc cho ghế tính tốn từ thiết kế, nhiên thơng số thiết kế tính tốn theo tiêu chuẩn người nước ngồi Do có khác số nhân trắc, tiêu tâm sinh lý người Việt Nam người nước ngoài, nên sử dụng hiệu giảm rung 12 thực tế bị thay đổi, khơng cịn phù hợp đáp ứng u cầu người Việt Nam [5], [38] Đối với số máy, thay đổi điều kiện làm việc tác động kích động lên người lái thay đổi, vần phải khảo nghiệm tính tốn cải tiến hệ thống giảm xóc cho ghế ngồi lái theo điều kiện làm việc cụ thể Các tác giả Triệu Quốc Lộc [28]; Nguyễn Văn Khang, Đỗ Sanh [25] nghiên cứu dao động bảo hộ lao động Cơng trình Đỗ Sanh, Nguyễn Văn Khang [7] ngăn chặn rung động đường lan truyền công nhân lái máy kéo công nhân gian chế biến lâm sản công bố Các cơng trình nghiên cứu chống rung nghiên cứu đầy đủ: Nghiên cứu bản, nghiên cứu thực nghiệm, nghiên cứu ứng dụng Các cơng trình nghiên cứu đưa sở lý thuyết kỹ thuật chống rung, phương pháp đo đạc, tính toán, đánh giá Trên sở nghiên cứu thực nghiệm, người ta tiến hành xây dựng tiêu chuẩn, định mức rung cho phép thể người.(phụ lục A) Trong cơng trình nghiên cứu trung tâm giám định máy móc, thiết bị điện nơng nghiệp hệ thống tiêu chuẩn khảo nghiệm, giám định chất lượng máy kéo, máy canh tác dùng sản xuất nông - lâm nghiệp [40], đưa phương pháp khảo nghiệm xác định dao động ghế ngồi lái máy kéo tiêu an toàn điều kiện làm việc người lái máy kéo gia tốc dao động, vận tốc dao động ứng với tần số dao động ghế người lái theo tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) Hiện cơng trình nghiên cứu động lực học tô, máy kéo; thiết kế cải tiến chưa nhiều, kết nghiên cứu có ý nghĩa lớn số ngành sản xuất nước ta 13 Chương ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu Xác định đặc trưng dao động ghế ngồi người lái liên hợp máy kéo nông nghiệp MTZ - 80 có rơmoóc chở gỗ di chuyển đường vận xuất vận chuyển lâm sản Từ đánh giá ảnh hưởng dao động đến điều kiện làm việc người lái Xác định thông số hệ số giảm xóc cho ghế ngồi người lái máy kéo nông nghiệp MTZ - 80 để đảm bảo tiêu an toàn cho người điều khiển máy kéo theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5126 - 90) 2.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu liên hợp máy kéo nơng nghiệp MTZ - 80 có rơmoóc di chuyển đường vận xuất - Dạng đường vận xuất Theo kết khảo sát số địa bàn, TS Nguyễn Tiến Đạt [14] đưa dạng mặt đường vận xuất gỗ có dạng dạng chính: dạng mặt đường xác định biểu diễn hàm tuần hoàn dạng mặt đường biến đổi ngẫu nhiên tác động nhiều yếu tố Khi nghiên cứu dao động liên hợp máy kéo nơng nghiệp MTZ - 80 có rơmc di chuyển đường vận xuất Chúng lựa chọn loại đường vận xuất có dạng mấp mơ điều hồ với chiều cao mấp mơ trung bình h0 = 0,1 m bước sóng trung bình S0 = 1,6 m 2.3 Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu kế thừa mơ hình tính tốn PTVP dao động liên hợp máy kéo nơng nghiệp [17] có rơmc chở gỗ lâm nghiệp có tính đến ảnh 14 hưởng mấp mơ mặt đường cho đối tượng MTZ 80 rơ moóc trục - Giải hệ PTVP dao động LHM theo trọng tâm LHM điểm đặt ghế ngồi - Khảo sát yếu tố động học: dao động trọng tâm máy kéo, dao động điểm đặt ghế ngồi, dao động vận tốc gia tốc ghế ngồi; xây dựng vẽ đồ thị tương ứng - Xác định giá trị Zmax,Zghemax,Z’ghemax, Z’’ghemax làm sở đánh giá ảnh hưởng dao động đến người lái đề xuất phương án thiết kế, cải tiến ghế ngồi (xác định thông số hệ giảm xóc lắp cho ghế) - Xây dựng mơ hình PTVP dao động ghế ngồi người lái - Xác định thơng số hệ giảm xóc 2.4 Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng kết nghiên cứu dao động liên hợp máy gồm máy kéo nơng nghiệp rơmc chở gỗ có tính đến ảnh hưởng mấp mô mặt đường lâm nghiệp tác giả Phạm Minh Đức [17] - Sử dụng phần mềm toán học Mathematica 5.1 để giải hệ phương trình vi phân dao động liên hợp máy - Sử dụng phương pháp học giải tích để xây dựng mơ hình ghế ngồi phương trình vi phân dao động ghế - Dùng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5126 - 90 "Rung giá trị cho phép chỗ làm việc" lầm sở tính tốn, thiết kế ghế ngồi thơng qua độ cứng lị xo 15 Chương KHẢO SÁT DAO ĐỘNG CỦA MÁY KÉO MTZ-80 KHI KÉO RƠMOÓC CHỞ GỖ TRÊN ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN LÂM NGHIỆP Để thực mục tiêu đề tài xác định dao động máy kéo đánh giá ảnh hưởng dao động đến điều kiện làm việc người lái ta cần khảo sát dao động máy kéo trường hợp kéo rơmoóc chở gỗ đường lâm nghiệp Dao động phát sinh kích động mấp mơ mặt đường, qua khung máy kéo ghế ngồi lái tác dụng liên tục lên người điều khiển máy kéo suốt thời gian di chuyển, hướng có tải khơng tải Dao động có tần số thời gian tác động giới hạn cho phép có hại cho sức khoẻ người điều khiển nguyên nhân gây nên bệnh nghề nghiệp cho người điều khiển 3.1 Mơ hình dao động liên hợp máy Nghiên cứu dao động ôtô, máy kéo bánh nhiều tác giả quan tâm có nhiều kết nghiên cứu hầu hết dạng dao động, số dao động thẳng đứng khung xe với mặt đường chủ yếu Kết nghiên cứu dao động liên hợp máy gồm máy kéo bánh rơmoóc trục chở gỗ, ảnh hưởng mấp mô mặt đường vận chuyển lâm nghiệp, tác giả Phạm Minh Đức [17] xây dựng mơ hình tính tốn dao động hệ hình 3.1 Đối tượng nghiên cứu đề tài LHM gồm máy kéo MTZ-80 rơmc trục chở gỗ có mơ hình tính tốn tương tự; Sơ đồ tính tốn dao động LHM hình 3.1 Trên hình 3.1: m1 + m2 = mmk, m1: khối lượng cầu trước (gồm trục bánh xe); m2: khối lượng thân máy kéo; m3: khối lượng rơmoóc có gỗ; 16 Hình 3.1a: Mơ hình máy kéo rơ moóc trục chở gỗ Cầu trước máy kéo; Thân cầu sau máy kéo 3.Khớp nối mc; 4.Rơ mc Hình 3.1b Sơ đồ tính tốn dao động LHM Om, OM: vị trí trọng tâm máy kéo rơmoóc có gỗ; z1, z, z4: chuyển vị thẳng đứng trọng tâm cầu trước, thân máy kéo rơmoóc; α1, α2 , α3 , β1, β2 , β3 : chuyển vị góc phần quanh trục (x) (y); z1t, z1p, z2t, z2p, z5t, z5p: chuyển vị thẳng đứng tâm bánh xe bên trái, bên phải trục trước, trục sau trục rơmc; 17 q1, q2, q5: độ cao mấp mơ mặt đường vị trí tiếp xúc với bánh xe trước sau, bánh xe sau bánh xe rơmoóc; 1, 1, 1 : độ chênh mấp mô mặt đường vị trí tiếp xúc với bánh xe bên phải trái cặp tương ứng; Jix, Jiy: mô men quán tính phần hệ trục x, y; li (i =1, 2, 3, 4, 5): khoảng cách theo phương ngang điểm; d, dM: khoảng bánh xe trái phải máy kéo rơmc + Thơng số LHM: thơng số LHM gồm máy kéo MTZ-80 rơmc chở gỗ thống kê bảng (3.1): Bảng 3.1 : Các thơng số máy kéo MTZ-80 TT Các thông số Đơn vị Giá trị Kw v/ph v/ph lít D.240 60-64 2000 1000 Điêzen mm mm mm mm mm mm mm m kg kg kg 3815 1970 2485 2370 1200-1800 1300-1800 650 3,6 3200 3350 44/88 Động Loại động Cơng suất Số vịng quay danh nghĩa Số vịng quay mômen cực đại Nhiên liệu Máykéo 10 11 12 13 14 15 Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Tâm bánh Bề rộng sở:- cầu trước - cầu sau Chiều cao gầm Bán kính quay vòng tới thiểu Trọng lượng: - cấu tạo - Sử dụng Trọng lượng phụ (trước & sau) Tọa độ trọng tâm: 18 16 17 18 19 20 21 22 23 -Dọc (so với cầu sau & cầu trước) -Ngang (lệch trái) - cao Bánh lốp trước:- số hiệu -Tải trọng cho phép Bánh lốp sau: - số hiệu -Tải trọng cho phép mm mm mm 7.5-20 N 15,0-30 N 87/150 20 783 -9900 -20500 mm mm mm mm kg 3060 1780 1320 90 1200/3200 mm mm 200 350 Rơ mooc trục chở gỗ Chiều dài thùng moóc (L0) Chiều rộng (B) Chiều cao (hm) Chiều dài đoạn nối mc Trọng lượng (m3) khơng tải & tải 2t Trọng tâm: - Dọc, cách trục bánh mooc (xg) - Đứng, (hg) + Tham số động lực học LHM Việc xác định tham số động lực học LHM tiÕn hµnh b»ng thùc nghiƯm trực tiếp máy kéo rơmoóc [17] tra bảng tõ kết nghiên cứu công bố Kết cụ thể trình bày bảng 3.2, 3.3 Mơ men qn tính (MMQT) trục OXYZ Bảng 3.2: Mô men qn tính trục LHM MTZ-80 Rơmc trục 3590 1245 84 Jx ( kgm2) 660 218 Jy (kgm2) 1973 1040 Jz (kgm2) 3232 1050 MMQT m (kg) Jix (kgm2) (cầu trước m/k) Ghi ... BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP HÀ VĂN LƯU NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA GHẾ NGỒI NGƯỜI LÁI TRÊN MÁY KÉO NÔNG NGHIỆP MTZ- 80 KHI SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN LÂM NGHIỆP Chuyên ngành: Kỹ thuật. .. sản Tác giả thực đề tài: "Nghiên cứu dao động ghế ngồi người lái máy kéo nông nghiệp MTZ - 80 sử dụng điều kiện lâm nghiệp? ?? Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Khái quát hình thức thiết... tạo, nghiên cứu khoa học thiết thực sản xuất 1.4 Tình hình nghiên cứu dao động máy kéo ghế ngồi lái Các máy kéo sử dụng sản xuất lâm nghiệp thường làm việc điều kiện khơng có đường tuyến đường lâm