(Luận văn) nghiên cứu dao động của xe ô tô vinaxuki 4,5 tấn vận chuyển gỗ mỏ trên đường lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VĂN PHÚ LIỆU lu an va n NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE ÔTÔ VINAXUKI 4,5 TẤN to p ie gh tn VẬN CHUYỂN GỖ MỎ TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP d oa nl w u nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT ll oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va Hà Nội, 2011 ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VĂN PHÚ LIỆU lu NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE ÔTÔ VINAXUKI 4,5 TẤN an n va VẬN CHUYỂN GỖ MỎ TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP gh tn to p ie Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nơng lâm nghiệp d oa nl w Mã số: 60.52.14 lu ll u nf va an LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT oi m z at nh NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN NHẬT CHIÊU z m co l gm @ an Lu n va Hà Nội, 2011 ac th si ĐẶT VẤN ĐỀ Một nhiệm vụ kinh tế mà chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006  2020 đặt là: Sản lượng gỗ nước từ 20 - 24 triệu m3/năm (trong có 10 triệu m3 gỗ rừng trồng) [29], đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến lâm sản, bột giấy xuất Hiện rừng trông nước ta nhiều nơi khai thác với số lượng lớn để làm nguyên liệu giấy, làm gỗ trụ mỏ, làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ Vận chuyển gỗ cơng đoạn q trình khai thác gỗ, lu an di chuyển gỗ từ bãi gỗ nhà máy sản xuất, đến nơi xuất nơi sử n va dụng Đây khâu công việc thực chủ yếu đường lâm tn to nghiệp độ mấp mô, độ dốc lớn Một vài năm trước việc vận chuyển hộ kinh doạnh, khai thác gỗ dùng loại xe công nông, xe tự chế để vận gh p ie chuyển Đến năm 2007 Chính phủ cấm sử dung loại công nông, xe tự tạo, tự chế tương tự [30] Vì vậy, việc vận chuyển gỗ Việt nam nói chung, nl w tỉnh vùng núi phía Đơng Bắc nói riêng thực chủ yếu nhờ d oa loại xe tải cỡ nhỏ trung bình tùy thuộc vào quy mô sản xuất, kinh doanh an lu địa hình khai thác Để phục vụ cho cơng nghiệp hố đại hố đất nước va ngành công nghiệp ôtô Việt Nam ngày phát triển, hàng loạt cơng ty, ll u nf nhà máy, xí nghiệp hãng sản xuất, nhập ôtô đời đặc biệt oi m công ty, nhà máy sản xuất liên doanh với Trung Quốc hãng Đông Phong, nước ta z at nh Trường Hải, Vinaxuki… đáp ứng nhu cầu vận chuyển z Xe tải Vinaxuki 4,5 liên doanh Việt Nam Trung Quốc @ gm sản xuất, lắp ráp Việt Nam sử dụng rộng rãi l nhiều lĩnh vực kinh tế nước ta, giá thành thấp, phụ tùng thay nhiều m co phù hợp với hộ kinh doanh, nhà máy, đơn vị sản xuất vừa nhỏ an Lu Trong số lâm trường, công ty khai thác, hộ sản xuất kinh doanh rừng n va ac th si sử dụng loại xe vào việc vận chuyển gỗ mỏ rừng trồng phổ biến, đem lại hiệu bước đầu khả quan Tuy nhiên vận chuyển gỗ đường lâm nghiệp phức tạp đường có độ dốc, độ mấp mơ lớn dẫn đến độ êm dịu chuyển động xe bị hạn chế, phận hệ thống treo thường xuyên bị hư hỏng ảnh hưởng tới độ êm dịu chuyển động gây hư hỏng số phận khác xe Việc nghiên cứu đánh giá độ êm dịu cải tiến số phận treo xe tải cỡ nhỏ cỡ trung bình đóng Việt Nam nói chung xe tải Vinaxuki loại 4,5 nói riêng sau thời gian đưa vào sử dụng lu an cần thiết Để làm sở cho việc nghiên cứu hoàn thiện thêm hệ thống treo n va chọn chế độ sử dụng hợp lý theo hướng nâng cao độ êm dịu chuyển động đường lâm nghiệp, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu dao động xe ôtô gh tn to sử dụng loại xe tải Vinaxuki 4,5 vào việc vận chuyển gỗ mỏ p ie Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp” nl w * Ý nghĩa khoa học đề tài: d oa Xây dựng mơ hình dao động ô tô tải Vinaxuki 4,5 vận chuyển an lu gỗ mỏ đường lâm nghiệp từ đánh giá ảnh hưởng điều kiện làm va việc đến tính chuyển động êm dịu tơ làm sở cho việc đề xuất ll u nf giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động ôtô oi m z at nh * Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu sở cho việc hoàn thiện thêm hệ thống treo, z đồng thời phục vụ cho việc chọn chế độ sử dụng hợp lý xe vận chuyển gỗ m co l gm @ mỏ đường lâm nghiệp an Lu n va ac th si Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô, máy kéo khai thác vận chuyển gỗ 1.1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô, máy kéo khai thác vận chuyển gỗ giới Khai thác gỗ định nghĩa toàn thao tác, công đoạn để biến đứng thành sản phẩm gỗ tròn theo qui cách xác định chuyển chúng từ rừng đến điểm tiêu thụ Nó cầu nối nguồn tài lu an nguyên rừng ngành công nghiệp sử dụng gỗ làm nguyên liệu công n va nghệ chế biến gỗ, công nghiệp giấy, khai thác than, xây dựng… Việc khai tn to thác công việc khác phải tuân thủ theo công nghệ ie gh định Cơng nghệ khai thác gỗ cơng nghệ thủ công, công nghệ p tiên tiến Mỗi loại cơng nghệ thích hợp với đièu kiện định nl w Cơng nghệ thích hợp công nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội oa phổ biến có tính địa phương môi trường phù hợp với điều kiện môi d trường Do công nghệ khai thác gỗ phải giảm mức tối đa chi phí sản lu va an xuất tác động xấu đến môi trường [33] u nf Trong việc khai thác gỗ rừng trồng người ta thường áp dụng ll loại cơng nghệ sau [23],[24] m oi - Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ nguyên (Full- tree-method): z at nh Cây gỗ sau hạ giữ nguyên cành tán kéo bãi gỗ Tại z chúng cắt cành, cắt khúc theo quy cách sản phẩm sau vận gm @ chuyển đến nơi tiêu thụ l - Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ dài (Full-length-method ): Cây gỗ m co sau hạ cắt cành, nơi chặt hạ kéo ven đường vận an Lu n va ac th si chuyển bãi gỗ Tại chúng cắt khúc vận chuyển đến nơi tiêu thụ Loại công nghệ khai thác gỗ ngắn (Short-wood method/Cut-to-length method): Toàn thao tác hạ cây, cắt cành cắt khúc thực nơi chặt hạ, sau khúc đưa đến bãi gỗ ven đường chuyển nhà máy điểm Như đề cập, việc áp dụng loại hình cơng nghệ loại hình cơng nghệ kia, việc lựa chọn cơng nghệ thích hợp khai lu thác rừng phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố việc cung cấp nhân lực an tiền công lao động, sở hạ tầng kỹ thuật, khả đầu tư, tính sẵn có va n trang thiết bị, máy, phụ tùng thay thế, điều kiện rừng, điều kiện kinh tế-xã hội ie gh tn to bảo vệ rừng khai thác Ở Brazil, người ta áp dụng ba loại hình nêu việc khai thác p gỗ rừng trồng [36] Loại hình khai thác gỗ ngắn áp dụng chủ yếu nl w khai thác rừng bạch đàn Để tăng suất,giảm giá thành khâu chặt hạ người d oa ta tổ chức nhóm làm việc hai người: người chặt hạ cắt khúc cưa an lu xích người dùng búa để chặt cành.Việc tập trung từ nơi chặt hạ bãi u nf va gỗ nhỏ ven đường kho gỗ thực máy kéo bánh lâm nghiệp máy kéo nông nghiệp trang bị thêm rơ moóc chở gỗ, tay ll oi m thủy lực kết cấu phụ trợ đảm bảo an toàn cho người thiết bị làm z at nh việc rừng Đối với địa hình dốc, người ta sử dụng đường cấp lưu động với nguồn động lực máy kéo nông nghiệp để đưa gỗ từ nơi chặt hạ chỗ z tập trung Ở số lâm trường trang trại quy mô nhỏ người ta dùng bò l gm @ ngựa kéo gỗ m co Ở hình thức khai thác gỗ dài, việc chặt hạ, cắt cành thực nơi chặt hạ việc sử dụng cưa xích, sau thân kéo an Lu n va ac th si tập trung kho gỗ bãi gỗ nhỏ ven đường máy kéo nông nghiệp, có trang bị thêm phận treo gỗ Việc vận chuyển gỗ từ bãi gỗ đến nơi tiêu thụ Brazil thực chủ yếu xe vận tải chuyên dùng theo nhiều kiểu khác nhau: Xe tải khơng rơ mc, xe tải sơ mi rơ moóc, xe tải kéo theo hai rơ moóc Việc bốc dỡ kho gỗ giới hóa việc sử dụng cầu trục thủy lực cố định chuyên dùng Việc bốc dỡ gỗ, củi nơi có sản lượng khai thác nhỏ phổ biến lao động thủ công lu Ở phần Lan nước Bắc Âu [36], từ năm 80 trở trước, an ba loại hình cơng nghệ áp dụng khai thác gỗ rừng va n trồng Hiện nhờ tiến ngành chế tạo máy lâm nghiệp gh tn to đặc biệt đường vận chuyển dày đặc với chất lượng tốt đến tận khu rừng ie xa xơi nên hình thức khai thác gỗ ngắn sử dụng Việc hạ cây, p cắt cành thường dùng máy chuyên dùng (Feltler - Buncher) máy khai thác nl w liên hợp (Harvester) sau khúc gỗ vận chuyển đến ven đường d oa nhờ sử dụng máy kéo vận xuất bánh chuyên dùng (Forwarder) an lu máy kéo nông nghiệp trang bị tay thủy lực rơ moóc chở gỗ u nf va Việc vận chuyển gỗ từ rừng đến nơi tiêu thụ chủ yếu đường nhờ sử dụng xe vận tải cỡ lớn kéo hai rơ moóc Ngoài ll z at nh ngày giảm oi m việc vận chuyển gỗ thực đường thủy đường sắt Việc sử dụng công cụ thủ công việc chặt hạ cưa cùng, z búa việc dùng ngựa để vận chuyển gỗ Ở Phần Lan @ m co quy mô nhỏ l gm sử dụng với tỷ trọng nhỏ, chủ yếu dùng khai thác tỉa thưa Ở Malaisia [38] trước người ta kết hợp máy kéo xích máy kéo an Lu bánh lâm nghiệp để vận chuyển gỗ rừng trồng qua sử dụng cho n va ac th si thấy; di chuyển nhiều rừng nên bề mặt đất rừng bị phá hoại nghiêm trọng ảnh hưỏng xấu đến trình tái sinh rừng làm cho q trình xói mịn đất tăng lên Hiện phần lớn rừng trồng Malaisia tập trung tập đoàn lâm nghiệp, với hệ thống sở hạ tầng dịch vụ kỹ thuật tương đối tốt đồng nên người ta áp dụng loại hình khai thác nguyên chủ yếu Thiết bị khâu chặt hạ cưa xích cỡ nhỏ Việc vận chuyển gỗ từ rừng nhà máy chủ yếu ôtô, khâu bốc dỡ gỗ đựơc giới hóa lu 1.1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô, máy kéo khai an thác vận chuyển gỗ rừng trồng Việt Nam va n Ở nước ta, phần lớn gỗ khai thác, sản xuất tiêu thụ nội gh tn to địa chiếm 98% gỗ tròn, 92% gỗ xẻ 80% sản phẩm giấy Một phần gỗ ie lâm sản đặc sản quế, dầu hồi, hạt điều, cánh kiến được xuất p sang nước như: Nhật Bản, Hồng Kông, Singapore, Thái Lan Hiện nl w nước ta cho phép việc khai thác gỗ tre nứa rừng giàu trung d oa bình (rừng gỗ có trữ lượng 80 m3, rừng tre, luồng có từ - 3,5 nghìn an lu cây/ha trở lên; rừng nứa, vầu có từ - nghìn cây/ha trở lên) Chỉ tiến u nf va hành khai thác chọn lọc, cường độ chặt giới hạn không 35% gỗ 50% tre nứa theo tổng trữ lượng toàn vùng [48] Ở vùng chuyên ll oi m canh gỗ nguyên liệu giấy người ta áp dụng loại hình khai thác gỗ ngắn chủ Khâu chặt hạ z at nh yếu Quy trình cơng nghệ sau: z Việc hạ cây, căt cành, cắt khúc thực chủ yếu công @ l gm cụ thủ công búa, cưa gỗ Hiện nay, hầu hết lâm trường sử dụng m co cưa xăng cỡ nhỏ để chặt hạ Gỗ nguyên liệu có chiều dài 4m tới 70% cắt khúc nơi chặt hạ, 30% cắt khúc chân đồi sau dùng an Lu phương tiện khác đưa thân xuống n va ac th si Khâu vận xuất Trong năm gần đây, khâu vận xuất gỗ nhiều nhà khoa học đơn vị sản xuất quan tâm Hiện số địa hình thuận lợi người ta tiến hành giới hố khâu cơng việc loại máy móc thiết bị đại nhằm giải phóng sức lao động nặng nhọc, nguy hiểm tăng tỷ lệ tận dụng gỗ, (hình 1.1) lu an n va tn to p ie gh Hình 1.1 Vận xuất gỗ máy kéo LKT 180 kết hợp tời cáp d oa nl w ll u nf va an lu oi m Khâu bốc dỡ vận chuyển: z at nh Hình 1.2 Vận xuất gỗ máy kéo bánh xích TDT 55 z Vận chuyển gỗ từ rừng khu chế biến phổ biến gồm hai @ gm bước: vận chuyển cự ly ngắn vận chuyển đường dài m co l Vận chuyển cự ly ngắn: đưa gỗ từ bãi gỗ nhỏ rừng bãi gỗ trung chuyển ven đường quốc lộ cạnh bờ sơng với cự ly trung bình 10 an Lu - 15 km Vận chuyển gỗ từ bãi trung chuyển nhà máy chế biến, nhà n va ac th si máy giấy thực đường sông đường Việc bốc dỡ gỗ cho phương tiện vận chuyển thực lao động thủ công phương tiện bốc dỡ tùy theo phương tiện bốc gỗ vận chuyển Ở bãi gỗ tập trung quy mô lớn người ta dùng máy bốc xếp kiểu hàm bốc để bốc dỡ cho ô tô đưa xuống bến sông Cịn nơi lượng gỗ ít, phân tán người ta dùng lao động thủ công để bốc dỡ cho phương tiện vận chuyển Việc bốc dỡ gỗ cho phương tiện vận chuyển thực chủ lu yếu lao động thủ công cần cẩu ôtô, tời cáp, (hình 1.3) an n va p ie gh tn to oa nl w d Hình 1.3 Bốc dỡ gỗ tời cáp lu va an Vận chuyển đường dài: việc vận chuyển gỗ từ bãi trung chuyển nhà u nf máy giấy thực đường sông đường bộ, phương tiện vận ll chuyển xe ơtơ chun dụng (hình 1.4), tàu thuỷ, thuyền oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 1.4 Vận chuyển gỗ ô tô lâm nghiệp chuyên dùng n va ac th si 72 sử dụng phần mềm Matlab 6.5 Trước hết, lập M-files để khai báo thơng số đầu vào (hình 3.19) sau sử dụng Simulink để xây dựng sơ đồ khối mô dao động hệ ( hình 3.20) lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu ll u nf va an Hình 3.19- Mfiles khai báo thông số đầu vào mô hình oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 73 lu an n va ie gh tn to p Hình 3.20 Sơ đồ khối mơ tổng qt hệ phương trình Matlab nl w Sau xây dựng mơ trên, để nhận kết mô ta oa cần khai báo giá trị tham số cho khối chức tín hiệu đầu vào Các d khối chức cần khai báo khối ma trận hệ số M, C, K, Q, q ( phương an lu va trình 3.38) viết dạng ma trận Hàm kích thích khối ma trận u nf thể dạng hàm mấp mơ đơn hàm kích thích hình sin ll Kết mơ với hàm kích thích hàm điều hồ thể oi m ơtơ Vinaxuki 4,5 z at nh sau Hình 3.21 mơ kết dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe z m co l gm @ an Lu n va ac th si 74 lu an Hình 3.21- Dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Vinaxuki 4,5 va n Tiếp theo ta thu kết mô gia tốc dịch chuyển thẳng p ie gh tn to đứng trọng tâm xe ơtơ, (hình 3.22) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.22- Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô z (hình 3.23) m co l gm @ Kết mơ dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc, an Lu n va ac th si 75 lu an n va Hình 3.23- Dịch chuyển góc xe ôtô mặt phẳng dọc tn to Cuối mơ ia tốc dịch chuyển góc xe ôtô mặt phẳng p ie gh dọc, (hình 3.24) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z gm @ Hình 3.24- Gia tốc dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc Qua đồ thị 3.21, 3.22, 3.23, 3.24 ta thấy: Đây dao động tuần hoàn l m co khơng tắt, điều hồn tồn phù hợp với thực tế; dao động tắt dần nguồn kích thích dao động khơng cịn Chúng tơi xác định biên độ an Lu gia tốc dao động -0,7  0,7 m/s2; tần số dao động khoảng 2,2 Hz n va ac th si 76 Ngoài kết hàm kích thích hàm hình sin ta cịn thu kết mơ với hàm kích thích mấp mơ đơn sau Hình 3.25 mơ kết dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô lu an n va gh tn to p ie Hình 3.25- Dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Vinaxuki 4,5 w Tiếp theo kết mô gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm d oa nl xe ơtơ, (hình 3.26) ll u nf va an lu oi m z at nh z l gm @ m co Hình 3.26- Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô phẳng dọc, (hình 3.27) an Lu Dưới kết mơ dịch chuyển góc xe ơtơ mặt n va ac th si 77 lu an Hình 3.27- Dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc va n Cuối kết mô gia tốc dịch chuyển góc ơtơ p ie gh tn to mặt phẳng dọc, (hình 3.28) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.28- Gia tốc dịch chuyển góc ơtơ mặt phẳng dọc z gm @ Qua đồ thị 3.25, 3.26, 3.27, 3.28 ta thấy: Đây dao động tuần hồn khơng tắt, điều hoàn toàn phù hợp với thực tế; dao động tắt dần l m co nguồn kích thích dao động khơng cịn Chúng tơi xác định biên Khi đến 4,5s dịch chuyển tắt dần an Lu độ dao động ban đầu từ 0,005  0,15 m/s2; tần số dao động khoảng 0,7 Hz n va ac th si 78 3.4.5 So sánh kết gải mơ phương trình vi phân dao động xe ban đầu phương trình vi phân dao động xe ôtô lắp thêm phận giảm chấn Từ đồ thị 3.21, 3.22, 3.23, 3.24 phương trình vi phân mơ xe cải tiến lắp thêm phận giẩm chấn, xác định tần số dao động 2,1 Hz; biên độ dao động -0,7  0,7 m/s2 Như so sánh với kết nghiên cứu từ đồ thị 3.9, 3.10, 3.11 3.12, phương trình vi phân mơ xe ban đầu nghiên cứu là: gia tốc dao động -0,9  0,9 m/s2; tần số dao lu động khoảng 2,2Hz Như vậy: an n va - Biên độ gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô - Tần số 0,1Hz gh tn to lắp thêm phận giảm chấn giảm 0,4 m/s2 p ie Ngoài vào đồ thị hai mơ hình dạng hàm kích thích mấm mô đơn ta thấy: Ở đồ thị 3.25, 3.26, 3.27, 3.28 mơ hình lắp thêm giảm oa nl w chấn biên độ dao động từ 0,005  0,15 m/s2; tần số dao động khoảng 0,7 d Hz Khi đến 4,5s dịch chuyển tắt dần Trong đồ thị 3.14, 3.15, an lu 3.16 v 3.17 biên độ gia tốc dao động  m/s2; tần số dao động khoảng u nf va 2,5 Hz Sau 25s dao động tắt dần Căn vào kết ta thấy, ll mơ hình lắp thêm giảm chấn thời gian dao động tắt dần nhanh m oi biên độ dao động nhỏ so với mơ hình ban đầu chưa có giảm chấn cầu z at nh sau xe ơtơ, độ êm dịu xe tăng lên đảm bảo cho xe vận chuyển hàng hoá êm hơn, đặc biệt xe vận chuyển gỗ mỏ rừng trồng đường z gm @ lâm nghiệp, đồng thời làm tăng tuổi thọ phận treo xe m co ôtô Vinaxuki 4,5 cần thiết l phận khác liên quan Vì việc lắp thêm phận giảm chấn vào cầu sau xe an Lu n va ac th si 79 Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm Mục đích nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định số thông số phục vụ cho nghiên cứu lý thuyết minh họa phần nghiên cứu lý thuyết dao động thẳng đứng dọc xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp Do điều kiện thời gian, kinh phí sở vật chất hạn chế, luận văn lu khơng thể tiến hành tất thí nghiệm để xác định tất thông số đầu an vào thí nghiệm để kiểm chứng kết nghiên cứu lý thuyết Ở va n luận văn tiến hành số thí nghiệm xác định thông số chưa gh tn to biết xe tơ Vinaxuki 4,5 số thí nghiệm nhằm minh họa thêm ie cho số kết nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm để xác p định dao động thẳng đứng dọc xe dao động thẳng đứng dọc ghế nl w ngồi xe ôtô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp d oa 4.2 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm an lu Đối tượng để thực nghiệm xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ ll u nf va mỏ đường lâm nghiệp với tốc độ 30km/h, (hình 4.1) oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.1: Xe ơtơ Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp n va ac th si 80 4.3 Trang thiết bị thực nghiệm Trong nghiên cứu thực nghiệm luận văn tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để xác định thông số chưa biết xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp như: xác định gia tốc dao động thẳng đứng dọc xe ô tô Vinaxuki 4,5 gia tốc dao động thẳng đứng dọc ghế người lái xe ôtô Vinaxuki 4,5 Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyễn gỗ mỏ đường lâm nghiệp dùng đầu đo gia tốc lu Đầu đo gia tốc gắn vị trí trọng tâm xe cho trục an dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng qua trọng tâm xe (hình 4.2) va n Đầu đo nối với Spider8 dây cảm biến, Spider8 kết nối với p ie gh tn to máy tính cáp LPT d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 4.2: Thiết bị vị trí đo gia tốc thẳng đứng dọc xe z Máy tính; Thiết bị Spider8; Dây cáp nối thiết bị spider với máy @ m co l kiể điện cảm;6 Đầu đo gia tốc kiểu tenzơ gm tính; Dây cảm biến nối thiết bị spider8 với đầu đo;5 Đầu đo gia tốc Tương tự, để xác định dao động thẳng đứng dọc ghế người lái xe an Lu ôtô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp n va ac th si 81 dùng đầu đo gia tốc Đầu đo gia tốc gắn vị trí trọng tâm ghế người lái xe cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng (hình 4.3) Đầu đo nối với Spider8 dây cảm biến, Spider8 kết nối với máy tính cáp LPT lu an n va ie gh tn to Hình 4.3 Thiết bị đo vị trí treo đầu đo gia tốc thẳng đứng ghế lái p 4.3.1 Thiết bị đo Spider8 phần mềm Catman w Thiết bị Spiser8 thiết bị thu thập khuếch đại thông tin đo lường kỹ oa nl thuật số nối ghép với máy tính, để đo đại lượng khơng điện Thiết bị d ứng dụng tất lĩnh vực kiểm tra chất lượng máy móc, lu va an cơng trình dân qn sự… Spider8 (hình 4.4) thiết kế theo tiêu ll oi m trường u nf chuẩn đo lường công nghiệp, gọn nhẹ chắn, phù hợp với đo kiểm tra z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.4 Thiết bị Spider8 n va ac th si 82 Thiết bị Spider có số đặc tính kỹ thuật sau: + Tốc độ lấy mẫu tới 9600 giá trị/giây cho kênh; + Nguồn cấp 110 - 240 VAC qua chuyển đổi điện ổn định 12 VDC + Số kênh đo: kênh đo ghép nhiều để đạt số lượng kênh đo 64 + Cấp xác: 0,1 Thiết bị Spider8 thu, khuếch đại, chuyển đổi A/D Tốc độ thu nhận tín hiệu đo cao với độ phân giải 16 bit Thiết bị kết nối với máy tính lu cổng giao diện: RS 232 LPT an Phần mềm Catman phần mềm điều khiển đo lường xử lý số liệu, làm va n việc môi trường Window, phần mềm máy điều khiển Spider gh tn to số thiết bị khác hãng HBM Ngoài ra, cịn có chức xử lý số ie liệu kết nối với Excel số phần mềm khác p Phần mềm Catman có nhóm thực đo xử lý số liệu nl w sau: d oa Data export: Lưu giữ liệu (chọn dạng lưu liệu đo); an lu Data import: Lấy liệu ra, xử lý số liệu ; 4.3.2 Đầu đo gia tốc ll u nf va Editmeasured data: Điều chỉnh số liệu oi m Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe ôtô phương pháp z at nh thực nghiệm, sử dụng đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm B121000 hãng HBM Cộng hoà liên Bang Đức sản xuất, hình dáng sơ z m co l gm @ đồ nguyên lý thể hình 4.5 an Lu n va ac th si 83 Hình 4.5 Đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm Khối quán tính; Mặt cắt hai cuộn dây điện cảm; lu an Lò xo (phần tử đàn hồi); Thân đầu đo; Cạnh vát; va n Cọc nối dây; Đầu có ren lắp vào vật đo tn to Khi liên hợp máy chuyển động, khối quán tính (1) dao động hai ie gh cuộn dây điện cảm (2), làm cho từ trở mạch từ thay đổi dẫn đến điện cảm p hai cuộn dây (2) thay đổi Sự thay đổi điện cảm thiết bị nl w Spider thu thập, khuếch đại lên nhiều lần qua chuyển đổi A/D d oa ghi lại nhờ phần mềm Catman cài đặt máy tính Như vậy, biên an lu độ dịch chuyển khối quán tính (1) lớn hay nhỏ phụ thuộc vào vận tốc xe va chạy mấp mô mặt đường u nf Chúng tơi sử dụng máy tính cài đặt phần mềm Catman có cổng ll kết nối LPT để điều khiển đo lường ghi lại kết đo oi m z at nh 4.4 Tiến hành thực nghiệm Chúng tơi tiến hành 02 lần thí nghiệm với tốc độ chuyển động z gm @ đường lâm nghiệp xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ 30 km/h Để đo gia tốc dao động thẳng đứng dọc trọng tâm xe tơ l 30km/h (hình 4.6), tiến hành bước sau: m co Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp tốc độ an Lu - Gắn đầu đo gia tốc vào vị trí trọng tâm xe ơtơ n va ac th si 84 - Nối đầu đo với thiết bị Spider8 dây cảm biến - Kết nối thiết bị Spider8 với máy tính, nối nguồn cho thiết bị - Khởi động phần mềm Catman - Tiến hành đo lu an n va gh tn to ie p Hình 4.6: Tiến hành thực nghiệm Máy tính; Thiết bị Spider8; Dây cáp nối thiết bị spider với máy tính; Dây cảm biến nối thiết bị spider8 với đầu đo;5 Đầu đo gia tốc d oa nl w an lu Để đo gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái xe ô tô u nf va Vinaxuki 4,5 vận chuyễn gỗ mỏ đường lâm nghiệp chạy tốc độ 30km/h (hình 4.7), thực bước sau: ll oi m - Treo đầu đo gia tốc vào vị trí thẳng đứng trước ngực người lái z at nh - Nối đầu đo với thiết bị Spider8 dây cảm biến - Kết nối thiết bị Spider8 với máy tính, nối nguồn cho thiết bị m co l gm @ - Tiến hành đo z - Khởi động phần mềm Catman an Lu n va ac th si 85 Hình 4.7: Vị trí treo đầu đo gia tốc Hình 4.8: Các thiết bị đo dây nối lu an thẳng đứng ghế n va 4.5 Kết thực nghiệm tn to Đồ thị thực nghiệm xử lý phần mềm Catman vẽ phần ie gh mềm Excell Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe ô tô Vinaxuki 4,5 p vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp tốc độ 30km/h sau: (hình oa nl w 4.9) BIỂU ĐỒ GIA TỐC ĐỨNG d 0.5 10 20 30 z at nh -1.5 -2 oi -0.5 -1 Series1 m Gia tốc đứng ll u nf 1.5 va 2.5 an lu a(m/s2) t(s) ) z gm @ Thời gian 40 l Hình 4.9 Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe ô tô Vinaxuki 4,5 m co vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp tốc độ 30km/h (hình 4.10) an Lu Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái tốc độ 30 km/h n va ac th si 86 BIỂU ĐỒ GIA TỐC ĐỨNG (GHẾ) a(m/s2) Gia tốc đứng (ghế) Series1 -1 -2 10 20 30 40 50 t(s) -3 -4 ) Thời gian lu an Hình 4.10 Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái tốc độ 30 va n km/h tn to 4.6 So sánh kết lý thuyết với thực nghiệm ie gh Từ đồ thị 4.9 xác định tần số dao động 2,5 Hz; biên p độ dao động -1  m/s2 Như so sánh với kết nghiên cứu lý thuyết là: nl w gia tốc dao động -0,9  0,9 m/s2; tần số dao động khoảng 2,1 Hz Như d oa chúng tơi có: an lu - Sai lệch biên độ 11,1%; u nf va - Sai lệch tần số 4% Sau so sánh kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm có sai ll oi m khác, đưa số nguyên nhân dẫn đến sai khác sau: z at nh Xây dựng mơ hình dao động lý thuyết, giả thiết bỏ qua lực ma sát nguồn gây kích động xe ơtơ; thực tế z @ nguồn gây kích động xe ơtơ đáng kể m co trí tọa độ trọng tâm máy kéo; l gm Khi tiến hành thực nghiệm, gắn đầu đo gia tốc vào vị Độ cao mấp mô mặt đường thực nghiệm có sai lệch với mơ hình an Lu lý thuyết.Như vậy, với nguyên nhân trên, sai số 11,1% chấp nhận n va ac th si