(Luận văn) nghiên cứu dao động của ghế ngồi người lái trên máy kéo nông nghiệp shibaura khi sử dụng trong điều kiện lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI TRUNG NGUYÊN lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA GHẾ NGỒI NGƯỜI LÁI TRÊN MÁY KÉO NÔNG NGHIỆP SHIBAURA d oa nl w KHI SỬ DỤNG TRONG ĐIỀU KIỆN LÂM NGHIỆP oi lm ul nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT z at nh z m co l gm @ an Lu n va Hà Nội - 2008 ac th si ĐẶT VẤN ĐỀ Đất nước ta với hai phần ba diện tích rừng đất rừng, tỷ lệ người dân sinh sống dựa vào rừng hiệu kinh doanh từ rừng trồng chiếm tỷ lệ cao Đảng Nhà nước ta chủ trương đóng cửa khai thác rừng tự nhiên rừng tự nhiên bị khai thác ngày cạn kiệt, ảnh hưởng không nhỏ tới mơi trường sinh thái, đồng thời có chủ trương đẩy mạnh công việc trồng rừng phủ xanh đất trống đồi núi trọc, theo chủ trương này, rừng đất rừng giao cho đơn lu an vị tập thể hộ gia đình quản lý sử dụng lâu dài Tạo nên đơn vị va n sản xuất nông – lâm nghiệp với qui mô vừa nhỏ Vì vậy, rừng trồng phân tán, gh tn to sản lượng khai thác thấp, mức đầu tư cho sản xuất khơng lớn Mặt khác kích thước sản phẩn gỗ rừng trồng thường không lớn, hệ p ie thống đường vận xuất, vận chuyển nhỏ hẹp, kho bãi gỗ qui mơ nhỏ Do đó, nl w việc sử dụng máy kéo chun dùng có cơng suất lớn kinh doanh rừng d oa đem lại hiệu kinh tế khơng cao lu an Trong đó, loại máy kéo công suất vừa nhỏ nhập vào nf va nước ta sử dụng phổ biến sản xuất nông nghiệp Sản lm ul xuất nơng nghiệp lại mang tính thời vụ cao nên vào lúc nông nhàn, máy kéo z at nh oi nông nghiệp rảnh rỗi nhiều Vì thế, tận dụng máy kéo nông nghiệp phối kết hợp với việc khai thác sản phẩm lâm nghiệp nâng cao hiệu vốn đầu tư, khai thác phát huy tối đa lực máy móc thiết bị, tạo thêm z gm @ việc làm thu nhập cho người lao động, nâng cao khả phục vụ máy kéo nông nghiệp lâm nghiệp mang lại hiệu kinh tế cao l m co Tuy nhiên, điều kiện sản xuất nơng nghiệp lâm nghiệp có đặc điểm khác nhau, có đối tượng lao động khác Nên đưa máy kéo an Lu nông nghiệp vào sản xuất lâm nghiệp máy cần phải nghiên cứu, cải tiến n va ac th si cho phù hợp với điều kiện sản xuất lâm nghiệp Những cơng trình khoa học vấn đề có ý nghĩa thực tiễn cao Để đáp ứng yêu cầu việc khai thác rừng, máy kéo nông nghiệp nghiên cứu cải tiến nhiều cho phù hợp với điều kiện vận xuất vận chuyển rừng trồng Việt Nam Các cơng trình nghiên cứu trước tác giả chủ yếu tập trung vào giải vấn đề kéo, bám, ổn định động học động lực học, lắp thêm thiết bị vận xuất tời, tay thuỷ lực… lu an Do đặc điểm đường vận xuất vận chuyển lâm sản có địa hình n va phức tạp, mặt đường có độ mấp mơ lớn Nên máy kéo nông nghiệp di tn to chuyển để khai thác lâm sản, đặc trưng dao động máy lớn gh thiết kế ban đầu Nhất tiêu về: độ êm dịu, tính ổn định, độ bền p ie lâu… Đặc biệt người điều khiển máy kéo phải chịu đựng giá trị biên nl w độ tần số rung lớn cho phép oa Xét kết nghiên cứu đề tài cấp Nhà nước KC - 07-26 khẳng d định việc dùng máy kéo Shibaura để vận xuất vận chuyển gỗ rừng trồng lu nf va an Việt Nam phù hợp Đề tài chế tạo khảo nghiệm rơmoóc trục lắp sau máy kéo để vận xuất gỗ điều kiện sản xuất Liên hợp máy lm ul đánh giá thiết bị có khả sử dụng sản xuất lâm nghiệp z at nh oi nước ta Để nâng cao khả phục vụ loại máy kéo nông nghiệp z SHIBAURA 3000A cho phù hợp với điều kiện sản xuất lâm nghiệp Nhất @ gm điều kiện làm việc người điều khiển máy kéo di chuyển đường co l vận xuất vận chuyển lâm sản Tôi thực đề tài: m "Nghiên cứu dao động ghế ngồi người lái máy kéo nông an Lu nghiệp SHIBAURA sử dụng điều kiện lâm nghiệp” n va ac th si CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hình thức thiết bị vận xuất gỗ Vận xuất gỗ trình di chuyển gỗ từ nơi chặt hạ kho gỗ I bãi gỗ tập trung, từ gỗ vận chuyển đến nơi tiêu thụ Vận xuất gỗ công việc nặng nhọc, nguy hiểm ảnh hưởng lớn đến môi lu trường rừng Trong tất khâu trình khai thác gỗ, khâu vận xuất an giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến suất, giá thành va n chi phí khai thác Để giảm giá thành, tăng suất lao động, đồng thời gh tn to đảm bảo yêu cầu môi trường việc chọn hình thức vận p ie xuất hợp lý quan trọng w Trong công nghệ vận xuất gỗ thường sử dụng loại hình như: oa nl Vận xuất xúc vật, vận xuất máng lao, vận xuất máy kéo, vận d xuất đường cáp, vận xuất đường thuỷ… Trong hình thức vận lu nf va an xuất nêu hình thức vận xuất máy kéo phổ biến Máy kéo dùng vận xuất gỗ chia làm loại: Máy kéo bánh xích máy lm ul kéo bánh Trong máy kéo bánh lại chia làm loại: Máy kéo bánh z at nh oi chuyên dùng máy kéo bánh nơng nghiệp có lắp thêm thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ vận chuyển gỗ z Việc sử dụng máy kéo bánh chuyên dùng vận xuất gỗ cho @ gm suất cao giảm nhiều chi phí máy kéo chun dùng có cơng suất l lớn, tính ổn định khả kéo bám cao, kết cấu phù hợp, làm việc linh m co hoạt Tuy nhiên, loại máy kéo thường có giá thành cao phù hợp với an Lu 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 n va ac th si 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 lu an máy kéo bánh bơm sử dụng ngày rộng rãi so với máy kéo bánh n va xích to tn Bên cạnh loại máy kéo chuyên dùng, nước sử dụng loại máy ie gh kéo bánh bơm nông nghiệp trang bị thiết bị chuyên dùng để vận p xuất, vận chuyển gỗ phục vụ cho khâu trồng rừng Việc sử dụng máy nl w kéo nông nghiệp khai thác rừng làm tăng hiệu sử dụng máy góp d oa phần giải công ăn, việc làm, tăng thu nhập cho người lao động [40] nf va an lu 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy kéo vận xuất gỗ giới Vào năm 1950 Tiệp Khắc (cũ) đưa vào sử dụng loại máy kéo lm ul bánh LKT - 80, máy trang bị tời, thuỷ lực gom gỗ từ xa chủ động [22], [27] z at nh oi vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết, loại máy kéo khung gập bánh z Ở Phần Lan, việc sử dụng máy kéo nông nghiệp để vận xuất gỗ @ gm năm 1950 cho thấy: Năng suất hiệu kinh tế cao m co tăng nhanh l Vì sử dụng loại máy kéo để vận xuất, vận chuyển gỗ nước an Lu n va ac th si Từ 1957, Liên Xô (cũ) 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 [22], [27] 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 lu xuất gỗ địa hình dốc tương đối lớn phù hợp [22], [27] an n va Trong máy kéo nông nghiệp nghiên cứu sử dụng rộng rãi tn to lâm nghiệp nước công nghiệp phát triển hầu ie gh phát triển lĩnh vực cịn hiểu biết Để khuyến cáo đẩy mạnh việc p sử dụng máy kéo nông nghiệp hoạt động sản xuất lâm nghiệp nước phát triển, tổ chức FAO thực hàng loạt nghiên cứu, nl w oa chuyên đề vùng khác giới lĩnh vực sử dụng máy kéo d nông nghiệp khai thác gỗ rừng trồng an lu nf va 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 lm ul định máy kéo nơng nghiệp làm việc tốt địa hình rừng trồng tương z at nh oi đối phẳng [43] Cùng năm 1986 Ethiopia, tổ chức FAO triển khai nghiên cứu, sử dụng máy kéo bánh Volvo vận xuất gỗ rừng trồng, khẳng z định máy kéo nơng nghiệp có trang bị tời, rơmoóc phù hợp mang lại l gm @ hiệu kinh tế cao [33] co Năm 1988 Zimbabwe tổ chức FAO nghiên cứu sử dụng m máy kéo nông nghiệp Valmet vận xuất gỗ kết hợp chế biến gỗ cửa rừng an Lu n va ac th si cho thấy máy kéo nơng nghiệp ngồi vận xuất gỗ, máy làm nguồn động lực cho máy cưa nơi chưa có nguồn lượng điện [44] 1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy kéo vận xuất gỗ nước ta Đối với nước ta, từ năm 1960 nhập đưa vào sử dụng số loại máy kéo nước phục vụ vào khâu vận xuất gỗ TDT 40, TDT 55, DT 75 Sau năm 1970 nhập đưa vào sử dụng máy kéo TT 4, LKT 80, LKT 120 Các loại máy phù hợp với đặc điểm khai thác rừng tự nhiên với quy mô sản xuất lúc lu an Vào năm 1980 máy kéo bánh Volvo Thuỵ Điển va n nhập vào nước ta để phục vụ cho khâu bốc dỡ vận chuyển gỗ rừng tn to trồng khu ngun liệu giấy, khơng có thiết bị tời cáp để gom gỗ nên p ie gh máy sử dụng công tác bốc dỡ, vận chuyển Để khai thác gỗ rừng tự nhiên khai thác gỗ rừng trồng số vùng oa nl w nguyên liệu giấy sợi, gỗ trụ mỏ, nhập đưa vào sử dụng số loại máy kéo, có máy kéo nông nghiệp Để phù hợp d an lu với điều kiện khai thác lâm nghiệp, máy kéo nghiên nf va cứu, thiết kế cải tiến Tuy nhiên, việc nghiên cứu đưa máy kéo nông nghiệp lm ul bánh vào sản xuất lâm nghiệp chưa nhiều z at nh oi Năm 1963 tập thể cán Phòng giới lâm trường Bắc Yên Viện Công nghiệp rừng, nghiên cứu chế tạo tời trống lắp máy kéo Krabat để vận xuất gỗ z @ gm Năm 1972 tiến sĩ Nguyễn Kính Thảo tập thể cán giảng dạy m co khung gập L35 với thiết bị tời cáp để vận xuất gỗ l Trường đại học Lâm nghiệp nghiên cứu, chế tạo thành công máy kéo an Lu n va ac th si 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 công suất rơ moóc trục lắp sau máy kéo Zeto để bốc gỗ vận xuất gỗ theo kiểu xe REO [11] Năm 1994 PGS - TS Nguyễn Nhật Chiêu số cán giảng dạy Trường đại học Lâm nghiệp nghiên cứu thành công đề tài KN 03 - 04: “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” [40] lu an Năm 1997 nhóm cán giảng dạy Bộ môn máy Lâm nghiệp, Trường n va đại học Lâm nghiệp thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dùng: Tời khí tn to trống cần treo gỗ hình chữ A lắp cho máy kéo DFH - 180 để vận xuất gỗ Tác giả Nguyễn Văn An cơng trình [1] nghiên cứu ảnh p ie gh nhỏ rừng trồng nl w hưởng độ mấp mô mặt đất tốc độ chuyển động đến phản lực pháp d oa tuyến lên cầu trước máy kéo DFH - 180 vận xuất gỗ rừng trồng an lu Tác giả Phạm Minh Đức cơng trình [16] nghiên cứu khả nf va kéo, bám máy kéo DFH - 180 sử dụng rơmoóc trục để vận lm ul chuyển gỗ nhỏ rừng trồng z at nh oi Tác giả Nguyễn Tiến Đạt cơng trình nghiên cứu [14] xây dựng mơ hình tính tốn dao động máy kéo công suất nhỏ vận xuất gỗ theo công nghệ vận xuất gỗ dài z gm @ Các nghiên cứu chủ yếu vào hướng: m cao khả làm việc máy kéo co l - Nghiên cứu cải tiến, chế tạo lắp đặt thêm số thiết bị nhằm nâng an Lu n va ac th si - Nghiên cứu ổn định liên hợp máy điều kiện làm việc nhằm xác lập chế độ sử dụng hợp lý cho liên hợp máy 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 nghiệp có độ mấp mơ mặt đường lớn, nghĩa hoạt động điều kiện không thuận lợi xét mặt dao động Do ảnh hưởng xấu đến tiêu sử dụng quan trọng liên hợp máy như: Độ êm dịu, độ ổn định, độ bền lâu, sức khoẻ người lu an lái Vì nghiên cứu dao động máy kéo vấn đề cần thiết có ý nghĩa n va thực tế sử dụng máy, thiết kế chế tạo, cải tiến liên hợp máy, đảm bảo tn to điều kiện an toàn lao động cho người thiết bị ie gh Trong cơng trình [45] nghiên cứu tải trọng kích động lên người lái p máy kéo lâm nghiệp có cần bốc tác giả sử dụng mơ hình tốn học để nl w nghiên cứu động lực học hệ: Máy lâm nghiệp - đối tượng lao động để xác d oa định kích động lên người điều khiển Mơ hình nghiên cứu theo phương an lu pháp hệ nhiều khối lượng (môi trường - người - máy - đối tượng lao nf va động), mơ hình chia hệ con: Máy - gỗ hệ khối lượng người lái Việc giải toán đặt giai đoạn: lm ul - Giai đoạn 1: Nghiên cứu dao động hệ máy kéo - gỗ với mơ hình z at nh oi tính tốn dao động hệ nhiều bậc tự chịu tác động lực kích thích độ mấp mô mặt đường, nhằm xác định đặc trưng dao động khung máy z gm @ kéo vị trí đặt ghế ngồi l - Giai đoạn 2: Nghiên cứu dao động ghế ngồi với mơ hình dao động m co hệ bậc tự do, chịu tác động kích thích từ khung máy lên ghế ngồi an Lu Ở nước, nghiên cứu dao động hệ nói chung cơng bố cơng trình Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Văn Khang [25], [26], n va ac th si 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 đến người, lu theo phương ngang, theo phương dọc ảnh hưởng khơng đáng kế nên bỏ an n va qua Đối với máy kéo bánh bơm làm việc mặt đường gồ ghề, thân tn to 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 gh p ie ghế ngồi để đảm bảo điều kiện an toàn cho người lái Tác giả đưa sơ w đồ tính tốn hệ thống treo cho ghế ngồi với dạng kích động động lực cho oa nl tính tốn, thiết kế hệ thống treo cho ghế nên chọn tỉ số tần số d kích động tần số dao động riêng ghế khoảng 0,5 - 0,6 Trong tính lu nf va an tốn chưa kể đến thành phần cản Trong cơng trình nghiên cứu [37], tác giả đưa mơ hình tính tốn lm ul giảm xóc nói chung cho rằng: Hệ số truyền nhỏ, chất lượng giảm z at nh oi 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 z giảm biên độ dao động cho người lái, hiệu giảm xóc tốt Đề tài @ gm 58A - 02 - 04 tác giả nghiên cứu chế tạo thành công hai mẫu ghế ngồi lái l giảm rung áp dụng cho loại máy kéo MTZ - 50 máy kéo BS - 12 vận m co chuyển Hệ giảm sóc ghế hệ đàn hồi hỗn hợp gồm hệ thống lò an Lu 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], [39], dựa sở n va ac th si 51 Căn điều kiện an tồn theo TCVN 5126 - 90, chúng tơi xây dựng hệ bất phương trình xác định tham số cg kg hệ giảm chấn lắp cho ghế ngồi máy kéo SHIBAURA 3000A (Hệ bất phương trình 4-20) Sau giải hệ bất phương trình (4-20) với thơng số cấu tạo máy kéo SHIBAURA 3000A, xác định giá trị hệ số giảm chấn phụ thuộc vào chế độ tải (bảng 4.3) Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, điều kiện an toàn, điều kiện kinh tế, đề xuất chọn giá trị hợp lý tham số: lu an Hệ số độ cứng lò xo cg = 1085,17 (N/m); va n Hệ số giảm chấn kg = 160 (Ns/m) p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 52 CHƯƠNG MƠ HÌNH HỐ GHẾ NGỒI TRÊN MÁY KÉO SHIBAURA 3000A BẰNG PHẦN MỀM ADAMS 5.1 Mục đích Để kiểm chứng lại kết tính tốn lý thuyết hệ "Ghế ngồi - Lò xo giảm chấn" lắp khung máy kéo máy kéo di chuyển đường vận lu xuất chịu tác động quy luật mấp mô mặt đường, sử dụng an cơng cụ mơ hệ "Ghế ngồi - Lị xo giảm chấn" phần mềm va n ADAMS Kết q trình mơ đồ thị biểu diễn vận tốc rung gh tn to gia tốc rung ghế ngồi Các kết so sánh với tiêu chuẩn p ie Việt Nam TCVN 5126 - 90 nl w 5.2 Phương pháp kiểm tra oa Sau thu kết từ mô hình tốn phần nghiên cứu d lý thuyết, để kiểm tra tính đắn độ tin cậy mơ hình người ta lu nf va an thường phải tiến hành thực nghiệm Trong thực nghiệm, người ta tiến hành phép đo để xác định thông số thực qui luật biến đổi thực lm ul chúng Sau đó, tiến hành so sánh với kết tính tốn lý thuyết, z at nh oi sai lệch phạm vi cho phép lý giải nguyên nhân dẫn đến sai lệch lý thuyết chấp nhận z Để tiến hành thực nghiệm địi hỏi phải đảm bảo điều kiện cho @ gm phép thiết bị, tài nhân lực trình gia cơng chế tạo co l chi tiết, lắp ráp thiết bị đo lường tiêu chuẩn Tuy nhiên, điều kiện hạn m chế chủ quan lẫn khách quan khơng cho phép chúng tơi thực an Lu việc đánh giá kết phương pháp thực nghiệm mơ hình thực n va ac th si 53 Hiện nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật lĩnh vực công nghệ thông tin, công ty phần mềm lớn giới liên tục đưa phiên phần mềm ngày hoàn thiện để phục vụ lĩnh vực thiết kế khí như: SolidWorks, Inventor, Catia, ProEngineer,… Các mơ hình thiết kế phần mềm nhập sang phần mềm tính tốn như: ADAMS, ANSYS,… Hệ thống phần mềm công cụ trợ giúp đắc lực cho công tác tính tốn, thiết kế lý thuyết thực nghiệm, kiểm chứng kết Đem lại thuận lợi cho người sử dụng, giảm chi lu phí tài kết thu đảm bảo độ xác đáng tin cậy an n va Để kiểm chứng lại kết tính tốn lý thuyết lựa chọn hệ số độ cứng lò tn to xo hệ số giảm chấn thuỷ lực ghế ngồi lắp máy kéo nông nghiệp Shibaura 3000A, sử dụng phần mềm ADAMS để mô gh p ie tốn Các kết thu từ q trình mơ so sánh với kết nl w tính tốn lý thuyết tiêu chuẩn an toàn lao động d oa 5.3 Giới thiệu phần mềm ADAMS an lu ADAMS (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems) nf va phần mềm mạnh chuyên dùng để mô động lực học hệ nhiều vật, đặc biệt lĩnh vực động lực học xe máy, va chạm, người máy, lm ul công nghệ vũ trụ… Chương trình giúp người sử dụng giải z at nh oi vấn đề nghiên cứu khoa học mà khơng cần biết sâu thuật tốn sử dụng ADAMS ADAMS cho phép nhập mơ hình hình học từ z hầu hết chương trình họ CAD, nhập liệu từ phần mềm @ gm Adams chuyển liệu từ file vào file liệu chuẩn co l ADAMS Ý nghĩa việc nhập mô hình thực tế có nhiều m mơ hình cần mơ phức tạp, xây dựng trực tiếp chúng an Lu ADAMS nhiều thời gian khơng phải phầm n va ac th si 54 mềm chuyên CAD Do mơ hình phức tạp thường xây dựng phần mềm chuyên dùng CAD SolidWorks, Catia, ProEngineer,… Sau xây dựng xong, mơ hình xuất file có định dạng (igbs, step, dxf/dwg Parasolid) nhập vào ADAMS để tiến hành bước ADAMS có khả để tuyến tính hố mơ hình phức tạp định nghĩa vị trí mơ hình hình sau thực phân tích trị riêng Điều có ý nghĩa cho việc tìm ổn định lu hệ thống xác định giá trị thích ứng cho số phần mềm an n va khác Thư viện rộng lớn khớp nối ràng buộc có sẵn Adams tn to cho phép người sử dụng tạo khớp nối động học hệ Khi mơ hình thiết lập xong, ADAMS kiểm tra mơ hình chạy mô gh p ie cách giải phương trình động lực học Kết tính tốn lấy w dạng đồ thị, bảng liệu, báo cáo,… Cụ thể ADAMS cho oa nl phép thực công việc sau: d - Tạo vẽ chi tiết lu nf va an - Chỉnh sửa vẽ chi tiết - Liên kết chi tiết thành mơ hình lm ul - Làm việc với khớp z at nh oi - Áp đặt chuyển động cho mơ hình - Đặt lực vào mơ hình gm @ - Lưu trữ lấy số liệu z - Làm việc với lực tiếp xúc an Lu - Chạy mơ mơ hình m - Đặt quay đối tượng co - Chỉnh sửa đối tượng mơ hình l - Sử dụng phần tử hệ thống để tăng thêm cân n va ac th si 55 - Lấy kết 5.4 Mơ tả tốn Xây dựng mơ hình ADAMS hình 5.1 Bao gồm: Khối lượng (ghế ngồi lái + người), giảm chấn thuỷ lực có lị xo đặt khung máy kéo dao động theo quy luật Z2(t), trường hợp máy kéo làm việc với tải trọng rơmoóc Zg(t) lu (m) an n va to gh tn cg kg p ie Z2(t) nl w d oa Hinh 5.1 Mơ hình ghế ngồi - Lò xo giảm chấn an lu m - khối lượng người ghế, m = 80 Kg nf va kg - hệ số cản giảm chấn thuỷ lực, kg = 160 Ns/m lm ul cg- hệ số độ cứng lò xo, cg= 1085,17 N/m Z2(t) - Quy luật dao động điểm đặt ghế khung máy kéo z at nh oi Zg(t) - Quy luật dao động ghế ngồi Tạo liên kết khung máy kéo ghế ngồi qua giảm chấn thuỷ lực có z gm @ lị xo, nhập vào giá trị độ cứng lò xo cg hệ số giảm chấn kg kết tính tốn chọn chương xây dựng dao động cho khối khung máy kéo theo an Lu Sau chạy mơ mơ hình lấy kết quả: m co l quy luật hàm Z2 theo công thức (3-5) n va ac th si 56 - Đồ thị biểu diễn vận tốc rung ghế người lái - Đồ thị biểu diễn gia tốc rung ghế người lái So sánh giá trị biên độ vận tốc gia tốc rung với TCVN 5126 - 90 5.5 Xây dựng mơ hình ghế ngồi - lị xo giảm chấn khung máy kéo phần mềm ADAMS 5.5.1 Các bước xây dựng mơ hình ADAMS + Bước Khởi động ADAMS thiết lập thông số lu an Từ cửa sổ Windows, bấm vào Start\ chọn Programs, sau chọn n va MSC.Software\ MSC.ADAMS 2005 \ AView\ ADAMS - View to tn Ở Menu chọn "Create a new model" thiết lập thông - Trong Model name, đánh vào: Mohinhghe p ie gh số: gia tốc trọng trường, hệ đơn vị đo nl w - Ở ô Gravity đặt Earth Normal (-Global Y) d oa - Ở Units ta đặt MKS: m, kg, N, s, deg an lu Chọn OK để bắt đầu chương trình nf va + Bước Thiết lập lưới làm việc lm ul Từ Menu Settings, chọn Working Grid z at nh oi Trong mục Size, đánh vào 1m cho X Y Trong mục Pracing, đánh vào 0.1 m cho X Y z m co Tạo khối l + Bước Xây dựng mơ hình ghế ngồi gm @ Bấm OK, lưới làm việc thay đổi an Lu n va ac th si 57 - Bấm chuột phải vào biểu tượng Rigid Body, sau bấm chuột trái vào biểu tượng Box, hộp thoại Box xuất hình 5.2 - Nhập số liệu hình 5.2 lu an n va ie gh tn to p Hình 5.2 Cửa sổ nhập số liệu kích thước cho ghế ngồi w oa nl - Di chuột bấm chuột trái điểm có tọa độ (-0,1; -0,4; 0) để định vị góc trái bên mơ hình ghế d lu nf va an Đổi tên cho mô hình ghế ngồi - Bấm chuột phải lên khối đến Part: PART_2, sau chọn Rename lm ul - Thay tên ghế ngồi "Mohinhghe.ghengoi" z at nh oi Đặt thuộc tính khối lượng cho ghế ngồi - Bấm chuột phải lên khối, chọn Modify, hộp thoại xuất z m co l gm @ - Nhập số liệu hình 5.3 an Lu n va ac th si 58 Hình 5.3 Cửa sổ hiệu chỉnh đặc tính ghế ngồi lu an - Bấm OK để xác lập giá trị va n Tạo khớp chuyển động tịnh tiến to gh tn - Bấm chuột phải lên biểu tượng Joint, sau bấm chuột trái vào p ie Translationnal nl w - Trong hộp thoại Construction, lựa chọn "2 Bod - Loc" oa - Di chuột bấm vào điểm hình ngồi mơ hình ghế, d bấm vào mơ hình ghế an lu nf va - Bấm chọn điểm đặt khớp tâm mơ hình ghế (marker - cm) lm ul - Xác định véc tơ cho phép khớp dịch chuyển theo phương thẳng đứng z at nh oi cách bấm vào điểm trục Y + Bước Tạo mơ hình khung máy kéo z Các bước tạo mô hinh khung máy kéo tương tự bước tạo mơ hình @ gm ghế ngồi khơng cần thiết phải đặt thuộc tính khối lượng cho khung co l + Bước Thiết lập dao động cho khung máy kéo m Bấm chuột phải lên khớp chuyển động tịnh tiến khung máy kéo an Lu (JOINT_2) chọn Modify, hộp thoại Modify xuất n va ac th si 59 Bấm chuột trái chọn Impose Motion(s), hộp thoại Impose Motion(s) xuất Trong mục Tra Z, bấm chuột trái chọn "dist(time) =" Bấm chuột trái vào nút "Function Builder", hộp thoại Function Builder xuất Nhập số liệu hình 5.4 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu lm ul Hình 5.4 Cửa sổ nhập thơng số đầu vào cho khung máy kéo z at nh oi + Bước Tạo lò xo giảm chấn Bấm chuột phải lên Connector, sau bấm chuột trái vào Translational z Spring - Damper @ co l hai điểm đặt hệ lò xo giảm chấn gm Di chuột bấm chọn tâm khung máy kéo tâm ghế ngồi m + Bước Hiệu chỉnh thuộc tính cho lị xo giảm chấn an Lu n va ac th si 60 Bấm phải chuột lên mơ hình lị xo giảm chấn, chọn Modify, hộp thoại Modify xuất Nhập số liệu hình 5.5 lu an n va p ie gh tn to nl w d oa Hình 5.5 Cửa sổ thay đổi thơng số đầu vào lị xo giảm chấn nf va an lu Bấm OK để xác lập thông số 5.5.2 Thẩm định mô hình lm ul Bấm trái chuột vào menu Simulation chọn Interactive Control, hộp z at nh oi thoại Simulation Control xuất Bấm chọn biểu tượng Verify Model z Đây thao tác để kiểm tra lỗi xây dựng mơ hình, ADAMS kiểm tra @ thành công, bấm vào nút Close để kết thúc m co l gm cảnh báo vấn đề gặp phải mơ hình Sau kiểm tra mơ hình an Lu n va ac th si 61 5.6 Chạy mô miền thời gian Bấm trái chuột vào menu Simulation chọn Interactive Control, hộp thoại Simulation Control xuất Nhập số liệu hình 5.6 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w Hình 5.6 Cửa sổ điều khiển q trình mơ nf va an lu Bấm chuột trái vào nút Play để chạy mô 5.7 Kết mô lm ul Sau chạy mô phỏng, ADAMS cho kết dạng đồ thị, để z at nh oi xem đồ thị ta thực bước sau: Bấm chuột trái vào biểu tượng Plotting công cụ Main z Toolbox, hộp thoại ADAMS/PostProcessor 2005.0.0 xuất gm @ Trong mục Source bấm trái chuột Result Sets, sau bấm chọn l co "ghengoi_XFORM"; mục Component bấm chọn VY, sau bấm Add m Curves cho ta đồ thị biểu diễn quy luật biến đổi vận tốc theo thời gian theo an Lu phương thẳng đứng (Y), hình 5.7 n va ac th si 62 lu an n va Hình 5.7 Đồ thị biểu diễn vận tốc rung ghế ngồi to tn Trong mục Source bấm trái chuột Result Sets, sau bấm chọn ie gh "ghengoi_XFORM"; mục Component bấm chọn ACCY, sau bấm Add p Curves cho ta đồ thị biểu diễn quy luật biên đổi gia tốc theo thời gian theo d oa nl w phương thẳng đứng (Y), hình 5.8 nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu Hình 5.8 Đồ thị biểu diễn gia tốc rung ghế ngồi n va ac th si 63 * Nhận xét: Từ đồ thị biểu diễn vận tốc gia tốc hình 5.7 hình 5.8 Ta thấy: với tham số hệ giảm chấn thiết kế theo tính tốn lý thuyết qua q trình chạy mơ biên độ vận tốc rung lớn người lái 0,1 m/s, biên độ gia tốc rung lớn người lái 1,58 m/s2, Giá trị nhỏ vận tốc rung cho phép tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5126 - 90 5.8 Kết luận chương Để kiểm chứng lại mơ hình lý thuyết kết thu được, kết lu an hợp với việc ứng dụng phần mềm ADAMS việc khảo sát hệ, chúng va n xây dựng mơ hình ghế ngồi máy kéo SHIBAURA 3000A phần tn to mềm ADAMS với liên kết hệ lò xo giảm chấn thuỷ lực hình 5.1 ie gh Các giá trị kg cg giảm chấn nhập vào tương ứng với kết thu p từ tính tốn lý thuyết oa nl w Khi cho khung máy kéo dao động với quy luật điểm đặt ghế Z2(t) theo qui luật (3-5) chạy mơ mơ hình phần mềm ADAMS Kết d an lu thu đồ thị biểu diễn vận tốc rung gia tốc rung ghế ngồi nf va hình 5.7 5.8 So sánh kết với tiêu chuẩn Việt Nam TCVN lm ul 5126 - 90 Ta thấy, biên độ vận tốc rung gia tốc rung nằm giới hạn cho phép Điều chứng tỏ q trình xây dựng mơ hình lý thuyết tính z at nh oi tốn để tìm giá trị hệ số độ cứng lò xo cg hệ số giảm chấn kg tin cậy Kết tính tốn sử dụng để chế tạo ghế ngồi máy kéo z m co l gm @ nông nghiệp SHIBAURA 3000A làm việc điều kiện lâm nghiệp an Lu n va ac th si 64 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Sau thời gian nghiên cứu với thái độ nghiêm túc, tơi hồn thành đề tài luận văn tốt nghiệp cao học Dưới số kết đạt đề tài: Đề tài giải hệ PTVP (3-1) phần mềm toán học Maple lu 10, kết thu từ Maple 10 dạng bảng số nhập sang phần an mềm TCWin tác giả Đậu Thế Nhu (Viện Cơ điện Nơng nghiệp - Hà Nội) va n để tìm hàm số tương quan tương ứng Kết thu đồ thị biểu diễn gh tn to quy luật dao động khung máy kéo theo phương thẳng đứng Z, lắc dọc ie khung máy kéo  , lắc ngang khung máy kéo  p Với kết thu  nhỏ bỏ qua ảnh nl w oa hưởng  xét ảnh hưởng dao động thẳng đứng Z lắc dọc  d an lu Từ đó, chúng tơi xác định thơng số dao động tác động lên người nf va lái máy kéo LHM làm việc lm ul Đề tài xác định biên độ vận tốc gia tốc rung tác động lên người lái liên hợp máy gồm: máy kéo SHIBAURA 3000A rơmoóc chở gỗ z at nh oi vượt giá trị cho phép từ đến lần Đề tài xác định tham số cg kg hệ giảm chấn lắp z gm @ cho ghế ngồi máy kéo SHIBAURA 3000A (Hệ bất phương trình 4-20) l Giải hệ bất phương trình (4-20) với thơng số cấu tạo máy kéo an Lu chấn phụ thuộc vào chế độ tải (bảng 4.3) m co SHIBAURA 3000A, xác định giá trị hệ số giảm n va ac th si 65 Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, điều kiện an tồn, điều kiện kinh tế, chúng tơi đề xuất chọn giá trị hợp lý tham số: Hệ số độ cứng lò xo cg = 1085,17 (N/m); Hệ số giảm chấn kg = 160 (Ns/m) Khảo sát mơ hình mơ ghế ngồi theo tham số cg kg tính tốn lý thuyết phần mềm ADAMS cho kết biên độ vận tốc gia tốc rung nằm giới hạn cho phép theo TCVN 5126 - 90 Chứng tỏ trình xây dựng mơ hình lý thuyết tính tốn để tìm giá trị hệ số độ lu cứng lị xo cg hệ số giảm chấn kg hoàn tồn xác an Đề xuất va n 2.1 Theo kết tính tốn lý thuyết thơng số hệ giảm xóc lắp gh tn to cho ghế ngồi thay đổi theo tải trọng LHM (bảng 4.3), nghĩa giảm p ie xóc lắp cho ghế ngồi phải có kết cấu cho thay đổi hệ số độ cứng lò xo cg hệ số giảm chấn kg Vì vậy, lựa chọn ghế ngồi tối ưu lục 11 d oa nl w loại ghế thay đổi hệ số giảm xóc hình 01 phụ an lu 2.2 Với mục tiêu kết cấu ghế giảm rung phải đơn giản, chi phí thấp nf va Chúng đề xuất chọn phương án kết cấu ghế ngồi có hệ số giảm xóc cố lm ul định hình 02 phụ lục 11 với thơng số giảm xóc là: z at nh oi Hệ số độ cứng lò xo cg = 1085,17 (N/m); Hệ số giảm chấn kg = 160 (Ns/m) z m co l gm @ an Lu n va ac th si