(Luận văn) nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời dung lượng cáp lớn lắp trên máy kéo xích

LỜI CAM ĐOAN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NƠNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP Tơi xin cam đoan, cơng trình riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác TRẦN NHO THỌ Tác giả luận văn lu an n va tn to NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ Trần Văn Thịnh p ie gh ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG LỜI CẢM ƠN KHI VẬN XUẤT GỖ RỪNG TỰ NHIÊN BẰNG TỜI w Sau thời gian làm việc khẩn trương, với tinh thần nghiên cứu khoa DUNG LƯỢNG CÁP LỚN LẮP TRÊN MÁY KÉO XÍCH oa nl học cách nghiêm túc, sở kiến thức thân tài liệu d tham khảo, hướng dẫn tận tình TS Nguyễn Văn Quân, thầy hướng dẫn lu va an trực tiếp, thầy Phạm Văn Lý với nhận xét góp ý xác đáng, thầy Trần u nf Kim Khôi bạn đồng nghiệp tận tình giúp đỡ trình khảo ll Chuyên gỗ,đếm giấyđược Đến nay, Đề tài nghiệm trường xửngànhnghệ lý số liệu đo m oi LUẬN THẠC SỸtốKỸ “Nghiên cứu ảnh hưởngVĂN số yếu đếnTHUẬT suất chi phí z at nh lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời tự hành hai trống” z hoàn thành đạt mục tiêu đề @ m co l gm Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với giúp đỡ tận tình q báu Tơi xin hứa với kiến thức học trình học tập nghiên cứu, điều kiện tơi vận dụng vào trình hoạt động LỜI CAM ĐOAN an Lu Hà Nội, 2010 n va ac th si Các số liệu, kết luận văn trung thực BỘ GIÁO DỤC VÀaiĐÀO NGHIỆP VÀ PTNT chưa cơngTẠO bố bấtBỘ kỳNƠNG cơng trình khác TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - Tác giả luận văn TRẦN NHO THỌ NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT YẾU TỐ Trần VănSỐ Thịnh lu ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG an n va KHI VẬN XUẤT GỖ RỪNG TỰ NHIÊN BẰNG TỜI p ie gh tn to DUNG LƯỢNG CÁP LỚN LẮP TRÊN MÁY KÉO XÍCH w Chuyên ngành: Máy Thiết bị giới hóa Nông -Lâm nghiệp d oa nl Mã số: 60.52.14 va an lu Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy ll u nf LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT oi m Nghĩa z at nh TS Trần Tuấ n NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC z TS Nguyễn Văn Quân m co l gm @ an Lu Hà Nội, 2010 n va ac th si MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu Trong năm gần đây, công nghiệp chế biến lâm sản không ngừng phát triển, tốc độ tăng trưởng khoảng 30% tạo thành mạng lưới với nhiều ngành, nhiều thành phần kinh tế tham gia gồm 1.200 doanh nghiệp, doanh nghiệp nhà nước chiếm 26,7%, liên doanh vốn nước 3,3%, doanh nghiệp ngồi quốc doanh chiếm 70% với tổng cơng suất chế biến khoảng triệu m3/năm lu an Cùng với phát triển nhanh ngành chế biến, đời sống kinh tế va n nhân dân tăng nhanh làm cho nhu cầu gỗ ngày cao Mặc dù, diện tích tn to rừng trồng phát triển mạnh đáp ứng phần nhu cầu gỗ Rừng tự nhiên nước ta, nguồn cung cấp gỗ lớn chủ yếu cho tiêu dùng p ie gh nguyên liệu giấy ván nhân tạo nl w nhu cầu sản xuất ngành chế biến Trong nhiều năm qua, nhiều d oa nguyên nhân chủ quan khách quan khác như: chiến tranh, khai thác an lu lạm dụng, sức ép tăng dân số, thiếu đất canh tác nông nghiệp làm nhiều diện u nf va tích rừng bị chuyển đổi mục đích sử dụng, nhận thức xã hội tài nguyên rừng vai trò phát triển kinh tế an ninh môi trường ll oi m chưa đầy đủ làm suy thoái rừng tự nhiên z at nh Vì vậy, diện tích rừng tự nhiên khai thác chủ yếu nằm vùng sâu, vùng xa, địa hình dốc, chia cắt nhiều Việc vận xuất từ khu z gm @ khai thác gặp nhiều khó khăn l Để khai thác gỗ rừng tự nhiên cách có hiệu quả, chủ yếu khai m co thác chọn, địa hình khu khai thác phức tạp, lượng gỗ lấy khu khai an Lu thác ít, khả ảnh hưởng đến lại cao, nên Tiến n va ac th si sỹ Nguyễn Văn Quân với nhà khoa học thuộc khoa Cơ điện Cơng trình Trường Đại học Lâm nghiệp thực đề tài cấp Bộ: “Nghiên cứu công nghệ cải tiến, thiết kế chế tạo số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” Một nội dung đề tài thiết kế, chế tạo tời dung lượng cáp lớn ngoạm gỗ thủy lực lắp máy kéo xích DT – 75 Thiết bị áp dụng để vận xuất gỗ rừng tự nhiên, với hình thức khai thác chọn Cây lu an gỗ sau khai thác máy kéo dùng tời dung lượng cáp lớn để thu gom n va gỗ từ vị trí mà máy kéo khơng thể tới được, sau dùng ngoạm tn to gỗ thuỷ lực để kẹp kéo tới bãi gỗ I Đây thiết bị mới, để đưa vào gh sử dụng có hiệu cần tiến hành nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến p ie suất chi phí lượng riêng, từ xác định thông số kỹ thuật w hợp lý sử dụng máy để đạt suất cao, giá thành hạ góp phần đưa sản d oa nl phẩm thiết kế chế tạo vào thực tiễn sản xuất an lu Vì lý thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: va “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến suất chi phí oi z at nh Mục tiêu nghiên cứu m máy kéo xích ” ll u nf lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời dung lượng cáp lớn lắp Mục tiêu đề tài xác định quy luật mức độ ảnh hưởng z gm @ số yếu tố đến suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự l nhiên tời dung lượng cáp lớn lắp máy kéo xích Từ xác định chi phí riêng nhỏ m co trị số tối ưu yếu tố ảnh hưởng để đạt suất cao an Lu 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 tới kho gỗ II đến nơi tiêu thụ Vận xuất gỗ công việc nặng nhọc, nguy hiểm ảnh hưởng lớn đến môi trường rừng Trong tất khâu trình khai thác gỗ, khâu vận xuất giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng lớn đến suất, lu an giá thành chi phí khai thác Để giảm giá thành, tăng suất lao n va động việc chọn hình thức vận xuất hợp lý quan trọng to tn Trong công nghệ vận xuất gỗ thường sử dụng loại hình ie gh như: vận xuất súc vật, vận xuất máng lao, vận xuất máy p kéo, vận xuất đường cáp, … Trong hình thức vận xuất nêu nl w hình thức vận xuất tời cáp lắp máy kéo thường d oa áp dụng để tập kết gỗ khu vực mà máy móc thiết bị an lu khác khơng thể thu gom Chính đặc điểm tầm quan trọng va nên có nhiều cơng trình nghiên cứu cơng nghệ ll u nf máy móc thiết bị khâu sản xuất oi m * Theo phương pháp vận xuất gỗ, người ta chia ra: z at nh - Phương pháp kéo lết, kéo nửa lết (Skidding): Ở phương pháp kéo lết, toàn gỗ kéo lết mặt đất; kéo nửa kéo lết đầu gỗ z l treo đỡ phương tiện gm @ kéo lết mặt đất đầu nhấc khỏi mặt đất nhờ hệ thống m co - Phương pháp chở gỗ (Forwarding): phương pháp mà toàn tải người, sức súc vật máy kéo an Lu đặt xe chở gỗ có bánh đưa nơi tập trung sức n va ac th si * Căn vào trạng gỗ có hình thức: - Vận xuất gỗ khúc (Short wood): gỗ vận xuất cắt thành khúc theo tiêu chuẩn gỗ thương phẩm chuyển bãi gỗ - Vận xuất gỗ dài (Tree length): gỗ sau hạ cắt cành, thân đưa bãi gỗ, việc cắt khúc thực bãi gỗ - Vận xuất gỗ nguyên (Full tree): Sau hạ, gỗ nguyên cành tán chuyển bãi gỗ, chúng cắt cành cắt khúc lu Ở nước có cơng nghiệp phát triển, người ta chế tạo sản an xuất hàng loại loại máy kéo chuyên dùng sử dụng cho vận xuất gỗ rừng tự va n nhiên Đó thường máy có cơng suất lớn, tính ổn định khả bám gh tn to cao, động, làm việc tin cậy cho suất cao Trong năm gần ie nhiều loại máy kéo lâm nghiệp chế tạo đưa vào sản xuất Các p máy kéo lâm nghiệp dùng vận xuất gỗ đa dạng, song phân oa nl w chia thành hai nhóm chính: máy kéo xích máy kéo bánh bơm (bánh hơi) d Máy kéo xích có ưu điểm công suất lớn, khả bám ổn định cao lu an nên chúng sử dụng khai thác gỗ lớn rừng tự nhiên, u nf va nơi địa hình dốc, phức tạp Do máy kéo xích có trang bị tời thuỷ lực ll để vận xuất gỗ từ khu khai thác tới chỗ tập kết đạt suất cao giải oi m yêu cầu từ thực tiễn z at nh Máy kéo xích có trang bị tời vận xuất gỗ áp dụng lâm z trường miền Trung nước ta phần đa số loại máy máy nhập m co l gm @ từ Liên Xô cũ an Lu n va ac th si lu an va n Hình 1.1 Máy kéo TDT 55 trang bị bàn tời để vận xuất gỗ tn to Tời thiết bị vận xuất gỗ sử dụng rộng rãi nhiều nước Trong p ie gh 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng tời cáp vận xuất gỗ giới w khai thác lâm sản tời sử dụng độc lập để bốc gỗ, xếp đống gỗ, kéo gỗ từ oa nl xa phận đường cáp vận xuất, thiết bị công nghệ máy d kéo chuyên dùng vận xuất gỗ lu va an Ở nước có cơng nghiệp rừng tiên tiến Mỹ, Canada, Áo, u nf Thụy Sỹ, Na Uy, Nga,… Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng hoàn ll thiện tời quan tâm từ thập kỷ 20 kỷ trước Làm để m oi tăng suất lao động giảm giá thành vận xuất vấn đề nghiên cứu z at nh quan tâm hàng đầu z Ở nước Mỹ, Canada vận xuất gỗ tời sử dụng rộng @ gm rãi vùng núi cao, xuất sớm vận xuất gỗ máy kéo Ở l nước giống nước Tây Âu Bắc Âu vận xuất gỗ m co tời gọi chung hệ thống đường cáp khai thác gỗ (Cable logging an Lu Systems) việc nghiên cứu hoàn thiện tời song hành với nghiên cứu n va ac th si hoàn thiện đường cáp vận xuất Các hướng nghiên cứu mục tiêu tiến hành: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng tời tự hành lắp máy kéo bánh bơm máy kéo bánh xích thay cho việc sử dụng tời cố định Các hãng sản xuất tời cáp hàng đầu Mỹ Skedfet Berger, Timberland, Veirhozer cho đời loại loại tời cáp tự hành Wowniton 108 với tời trống công suất 320 mã lực, dây cáp nối thành vịng kín, cột tời cao 15m lắp máy kéo bánh bơm máy kéo bánh xích Các loại tời cáp tự hành lu hãng Ckedjet GT5C, GT5D, GT4 sử dụng hiệu vận xuất an cự ly 200-300m, diện tích lơ khai thác 15-16ha, ca làm việc kéo va n 350 gỗ Việc sử dụng tời tự hành làm giảm công di chuyển, lắp đặt ie gh tn to tời dẫn đến giảm giá thành vận xuất Ở nước Châu Âu Na Uy, Thuỵ Sỹ, Áo, Pháp, Thụy Điển, p điều kiện tự nhiên điều kiện rừng khác hẳn với Mỹ Canada, hệ thống tời nl w cáp sử dụng nơi mà máy kéo không sử dụng Phương thức d oa khai thác chủ yếu áp dụng nước chặt chọn chặt tỉa an lu thưa, sản lượng gỗ 1ha thấp, gỗ có kích thước nhỏ tời tự hành có u nf va cơng suất nhỏ nghiên cứu sử dụng Một số hãng sản xuất tiếng Igland A/C (NaUy) sản xuất ll oi m loại tời trống Primett 4000LH có lực kéo 45kN tời trống 8002F có z at nh lực kéo 80kN lắp loại máy kéo nông nghiệp, sản phẩm xuất sang 25 nước giới z Hãng sản xuất Kyfer (Pháp) sản xuất tời tự hành MF 10, MF 15, @ gm MF25 lắp máy kéo bánh lốp bánh, công suất từ 16CV đến m co l 31CV, lực kéo 3700 kG tốc độ dây cáp 0,2 – 2,1 m/s an Lu n va ac th si Các kiểu tời tự hành hãng Sépon, Koska ( Thụy Điển) Kracer (Áo), Opvallden (Thụy Sỹ) với lực kéo 3000 kG, tốc độ cáp 0,3 – 2,5 m/s mẫu tời trống tự hành điển hình nước Châu Âu Ở nước Nga, tời vận xuất gỗ áp dụng từ kỷ 19 kỹ sư Nga N.Sưtrenco (1878) IA.Vasiliev (1890) thiết kế chế tạo Vào năm 1950 Tiệp Khắc (cũ) đưa vào sử dụng loại máy kéo bánh LKT – 80, LKT - 120 trang bị tời thuỷ lực (2,5 tấn) gom gỗ từ xa vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết, loại máy kéo khung lu gập bánh chủ động an Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh sử dụng tời trung va n tâm nghiên cứu lớn như: Viện nghiên cứu giới hoá lượng gh tn to (XNiiMe) Viện nghiên cứu lâm nghiệp Xibiri (XibNiiLP), Viện nghiên cứu Để vận xuất gỗ điều kiện địa hình phẳng với cự li vận xuất p ie lâm nghiệp IRờcut (Irơcutsk NiiLΠ) tiến hành nhiều năm qua nl w 500m địa hình dốc 2000m, Viện nghiên cứu giới hoá lượng d oa thiết kế chế tạo mẫu tời TL.3, TL.4, TL.5 Theo [12] Kết an lu nghiên cứu sử dụng loại tời cho thấy ưu việt bật u nf va phá hoại con, phá hoại đất, cịn có ưu việt giảm cơng sửa chữa – lần, chi phí nhiên liệu giảm 50 – 60%, giá thành ca máy giảm ll oi m 1,5 lần so với sử dụng máy kéo để vận xuất điều kiện thể tích trung bình z at nh gỗ khai thác 0,2m3, sản lượng 150m3/ha, cự li vận xuất 500 – 550m Các loại tời cố định IL12A, IL-8 nghiên cứu hoàn thiện thay z mẫu tời trên, lực kéo tăng (20 – 30)%, tốc độ cáp tăng (25 – 40)%, @ tốc độ tăng lên giúp mở rộng phạm vi sử dụng tời m co l gm việc trang bị thêm hộp số cho phép đổi chiều quay trống tời giảm tốc an Lu n va ac th si lu Hình 1.2 Máy kéo bánh LKT- 120 có trang bị tời thuỷ lực an n va 1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng tời cáp nước ta tn to Có hai trung tâm lớn nghiên cứu khai thác gỗ Việt Nam Trường gh Đại học Lâm nghiệp Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Từ năm p ie 60 đến 90 kỷ trước, đối tượng khai thác rừng tự nhiên Các w nghiên cứu tập trung vào số hướng chủ yếu sau: oa nl - Khảo nghiệm thiết bị nhập nội phục vụ số khâu sản xuất d - Khảo nghiệm số cưa xăng dây chuyền khai thác gỗ Tây lu va an Nguyên - Nguyễn Trọng Hùng 1982; “Sử dụng máy kéo TT.4 để vận xuất” - ll m Thảo 1984 u nf Nguyễn Văn Lợi 1982; “Sử dụng máy kéo để vận chuyển gỗ” - Nguyễn Kính oi - Nghiên cứu, chế tạo số thiết bị giới hoá khai thác gỗ: Nguyễn z at nh Kính Thảo: “Thiết kế máy kéo khung gập vận xuất gỗ L-35”; Lê Duy Hiền: z “Thiết kế đường cáp Visen vận xuất gỗ”; Viện khoa học Lâm nghiệp thiết @ gm kế, chế tạo rơ moóc chở gỗ dài, đường cáp vận xuất gỗ 1A… l Từ năm 90 kỷ trước đến nay, hạn chế khai thác rừng m co tự nhiên nên nghiên cứu chủ yếu tập trung vào công nghệ thiết bị khai an Lu thác rừng trồng Có thể liệt kê vài cơng trình tiêu biểu n va ac th si 54 S y2 = 2,001 FTT = 68,98 > FB = 4,10 S e2 = 0,029 Đối với hàm chi phí lượng riêng Nr: S y2 = 0,2 FTT = 60,8 > FB = 4,10 S e2 = 0,0033 Ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến Ng Nr đáng kể 4.1.2.3 Xác định mơ hình thực nghiệm đơn yếu tố lu Từ số liệu thí nghiệm xác định phương trình tương quan yếu tố an đầu vào thông số đầu sau: va n * Ảnh hưởng độ dốc  đến suất Ng to b1 + b2 * X + b3 * X² Hệ số ie gh tn Theo công thức p b1 = -0,0508 nl w -0,0003 T1 = 70,56 T2 = -9,42 T3 = -0,76 d oa b3 = 8,397 b2 = Tiêu chuẩn student Phương sai theo giá trị trung bình Phương sai theo giá trị hàm Sa = ll u nf oi z at nh Tiêu chuẩn FISHER 0,114 ka = m Hệ số tự 0,029 kb = 10 va Hệ số tự an lu Sb = F = 3,932 Biểu: 4.3 Ảnh hưởng độ dốc địa hình tới suất Ng Y3 Ytb Y_ @ -20o 9,02 9,38 9,48 9,293 9,268 -10o 8,74 8,97 8,89 8,867 8,864 0o 8,39 8,21 8,09 8,230 8,390 10o 7,89 8,25 8,03 8,057 7,847 20o 7,31 7,08 7,08 7,157 7,235 an Lu m co Y2 l Y1 gm X1 z No n va ac th si 55 Phương trình ảnh hưởng độ dốc địa hình đến suất Ng Ng = 8,397 - 0,0508x – 0,0003x2 (4.3) * Ảnh hưởng độ dốc  đến chi phí lượng riêng Nr Theo cơng thức b1 + b2 * X + b3 * X² Hệ số Tiêu chuẩn student b1 = 0,02944 T1 = 7,4592 b2 = 0,0134 T2 = 7,5017 b3 = 0,0008 T3 = 4,987 lu an n va Sb = Hệ số tự kb = 10 Phương sai theo giá trị hàm Sa = Hệ số tự ka = gh tn to Phương sai theo giá trị trung bình Tiêu chuẩn FISHER 0,00321 0,01284 4,00 p ie F = X1 Y1 -20o 0,38 -10o 0o +10o 0,50 +20o 0,90 d oa nl No w Biểu: 4.4 Ảnh hưởng độ dốc  tới chi phí lượng riêng Nr Y3 Ytb Y_ 0,36 0,28 0,340 0,328 0,18 0,28 0,22 0,227 0,236 0,29 0,26 0,19 0,247 0,294 0,59 0,64 0,577 0,504 0,80 0,81 0,837 0,865 ll u nf va an lu Y2 oi m z at nh Phương trình ảnh hưởng độ dốc  đến chi phí lượng riêng Nr (4.4) z Nr = 0,02944 – 0,0134x + 0,0008x2 @ Nr = 4,0 < 4,1 an Lu Ftt hàm Ng = 3,93 < Fb = 4,1 m co Fisher thỏa mãn điều kiện Ftt < Fb l gm 4.1.2.4 Tính tương thích mơ hình kiểm tra theo tiêu chuẩn n va ac th si 56 Từ kết xử lý thể biểu 4.3 4.4 ta xây dựng đồ thị ảnh hưởng vận tốc đến suất chi phí lượng riêng hình (4.3 4.4) Biểu đồ ảnh hưởng độ dốc đến suất 10 lu Năng suất (m3/h) 9 8 an va n to -20 -15 -10 -5 10 15 20 25 Độ dốc (độ) p ie gh tn -25 Biểu đồ ảnh hưởng độ dốc đến chi phí lượng riêng d oa nl w Hình 4.3 Đồ thị ảnh hưởng độ dốc  đến suất Ng ll u nf Chi phí lượng riêng (kwh/m3) va an lu oi m z at nh 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -10 -5 Độ dốc (độ) 10 15 20 25 m co l gm -15 @ -20 z -25 an Lu Hình 4.4 Đồ thị ảnh hưởng độ dốc  đến chi phí lượng riêng Nr n va ac th si 57 4.1.3 Kết luận - Ảnh hưởng tải trọng Q: tải Q thay đổi từ 1,2 đến m3 suất Ng chi phí lượng riêng Nr hàm bậc - Ảnh hưởng độ dốc : độ dốc thay đổi từ -20O đến +20O suất Ng chi phí lượng riêng Nr hàm bậc 4.2 Kết thực nghiệm đa yếu tố Kết thực nghiệm đơn yếu tố cho khẳng định rằng: Ảnh hưởng tải trọng Q độ dốc  đến suất Ng chi phí lượng lu an riêng Nr hàm bậc Theo [4] không tiến hành quy hoạch thực n va nghiệm bậc mà thực quy hoạch thực nghiệm bậc hai theo tn to phương án kế hoạch trung tâm hợp thành, bước tiến hành sau: Từ thực nghiệm đơn yếu tố, xác định giá trị lớn nhỏ p ie gh 4.2.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng nl w yếu tố, sử dụng công thức 3.15; 3.16; 3.17 xác định giá trị an lu ghi Bảng 4.1 d oa X1, X2, dạng mã của thông số tải trọng Q độ dốc  Kết va Bảng: Dạng mã của thông số tải trọng Q độ dốc  ll u nf Các yếu tố X1 X2 Q(m3) o +20 1,6 m oi z at nh Mức biến Mã hóa Thiên +1 Mức sở Mức -1 1,2 Khoảng biến thiên 0,4 z Mức l gm @ -20 m co 20 an Lu n va ac th si 58 4.2.2 Thành lập ma trận thí nghiệm Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành xếp bảng 4.2 Bảng 4.2 Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành X2 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 gh -1 ie 0 an n va tn to p X1 lu STT nl w 4.2.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận kế hoạch trung tâm hợp thành d oa với số lần lặp lại thí nghiệm m = an lu Kết thí nghiệm ghi phụ biểu (5,6) q trình thí u nf va nghiệm, số liệu bất thường phải kiểm tra xem xét không đủ độ tin cậy phải làm lại ll m oi 4.2.4 Xác định mơ hình tốn thực phép tính kiểm tra z at nh 4.2.4.1 Hàm chi phí lượng riêng Nr Bảng 4.3 Tổng hợp giá trị xử lý hàm chi phí lượng z m co l gm @ riêng Nr an Lu n va ac th si 59 lu an Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ Yost 0,31 0,42 0,25 0,327 0,405 0,078 0,60 0,49 0,36 0,483 0,465 -0,019 0,56 0,63 0,85 0,680 0,721 0,041 1,30 1,49 1,22 1,337 1,281 -0,055 0,35 0,40 0,49 0,413 0,294 -0,119 0,52 0,59 0,48 0,530 0,604 0,074 0,35 0,40 0,27 0,340 0,281 -0,059 0,90 0,79 0,81 0,833 0,847 0,014 0,30 0,26 0,19 0,250 0,295 0,045 n va No p ie gh tn to Tiêu chuẩn Kohren Gtt= 0,276 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb= 0,5728 Gtt tb ll u nf Giá trị tb  = 0,05;  = N(n-1) = 9(3-1) =18 tra bảng ta tb = 2.1 oi m Đối chiếu với bảng tài liệu [4] hệ số sau có nghĩa b 0, z at nh b10, b11, b20, b21 tất hệ số có giá trị ttt>tb, chúng có ý nghĩa + Kiểm tra tính tương thích mơ hình.: z gm @ Ftt = 3, 97 < Fb = 4,1  mơ hình tương thích + Kiểm tra khả làm việc mơ hình: N u 1 e (4.8) an Lu m (Y  Y )  N (m  1)S m co m( N  K * )S  N (m  1)S e2 l R2 = n va ac th si 60 N=9 K=6 S2e = 0,009 S2 = 0,02747 m=3 Thay số vào ta tính R2 = 0,86 R2 = 0,86  R2 > 0,75  mơ hình coi hữu ích sử dụng lu 4.2.4.2 Hàm suất Ng an Bảng 4.4 Tổng hợp giá trị xử lý hàm suất Ng n va Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ 7.04 8.86 7.89 7.93 7.396 11.87 10.35 9.27 10.497 10.318 6.25 5.06 5.12 5.477 5.769 4.15 4.02 5.47 4.547 5.194 6.02 6.42 7.80 6.747 6.989 9.68 8.05 8.63 8.162 9.05 9.68 9.250 9.963 8.35 7.527 6.588 8.09 8.457 8.682 ie gh tn to No p d oa nl w 8.16 9.02 7.15 8.59 u nf va an lu 7.08 ll oi m 8.69 z at nh z Tiêu chuẩn Kohren tính tốn Gtt= 0.2805 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb= 0,5728 Gtt tb an Lu Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số: sử dụng tiêu chuẩn Student, n va ac th si 61 Giá trị tb  = 0,05;  = N(n-1) = 9(3-1) =18, tra bảng ta tb = 2.1 Đối chiếu với bảng tài liệu [4] hệ số sau có nghĩa b 0, b10, b11, b20, b21 b22 tất hệ số có giá trị ttt>tb, chúng có ý nghĩa + Kiểm tra tính tương thích mơ hình: Ftt = 3, 76 < Fb = 4,1 mơ hình tương thích + Kiểm tra khả làm việc mơ hình: m( N  K * )S  N (m  1)S e2 lu R =1 (4.10) N m (Yu  Y )  N (m  1)S an va u 1 e n N=9 tn to K=6 p ie gh S2e = 0,675 m=3 oa nl w S2 = 1,027 d R2 = 0,78  R2 > 0,75  mơ hình coi hữu ích sử dụng an lu va 4.2.5 Chuyển phương trình hồi qui hàm mục tiêu dạng thực ll u nf Trên sở thay giá trị mã hóa: x1 = (X1 -1,6)/0,4 = 2,5X1- z at nh Như ta có: oi m xi = (Xi-X0)/ei vào phương trình hồi quy (4.7; 4.9) z gm @ x2 = (X2 - 0)/20 = 20X2 m co phương trình dạng thực hàm sau: l Thay ký hiệu x1 Q, x2  ta dùng phần mềm OPT tìm an Lu + Hàm chi phí lượng riêng dạng thực sau: Nr= 0,526 + 1,01Q – 0,9625Q2 + 0,0196+0,0156Q – 0,000672 (4.11) n va ac th si 62 + Hàm suất dạng thực sau: Ng = -18,2 + 7,1Q – 6,92Q2 – 0,113 - 0,109Q – 0,0010172 (4.12) 4.2.6 Xác định thông số làm việc tối ưu tời Bằng phần mền xử lí số liệu OPT Mỹ chúng tơi tìm giá trị tối ưu hàm chi phi phí lượng riêng hàm suất sau: Với giá trị tối ưu tìm Q = 1,645 m3, = -3,50 Thay giá trị Q;  vào phương trình Nr Ng ta giá trị tối ưu; Nrmin = 0,658KWh/m3 lu an Ngmax = 8,05 m3/h va n 4.2.7 Khảo nghiệm máy với giá trị tối ưu thông số ảnh hưởng to gh tn Trên sở số liệu tính tốn mục (4.2.6) ta có giá trị tối p ie ưu X1 tải trọng chuyến, X2 độ dốc địa hình: w X1 = 1,645 m3 oa nl X2 = -3,5độ d Sau kiểm tra máy, tiến hành kiểm tra, gỗ, thiết bị đo cho lu an máy làm việc để lấy số liệu xác định công thức oi z at nh tb2 s 2 m nct ≥ ll u nf va Theo tài liệu [2] số lượng quan trắc cần thiết để kết tin tưởng tb - tiêu Student tra bảng phụ thuộc vào độ tin cậy P số lượng z m co an Lu  - Sai số tương đối,  = 0,01  0,05 l S - phương sai thí nghiệm gm P = 0,95;  = 0,05 @ quan trắc n n va ac th si 63  - Sai số tuyệt đối,  = .Y Với kết thu phụ biểu (09), số lượng quan trắc cần thiết để kết có độ tin cậy 95% với sai số tương đối 5% 4.2.7.1 Hàm chi phí lượng riêng Nr cơng thức 4.11 y= 10.03  0.668 15 (Y  Y ) s 0.005461  0.0197 14  n 1 lu Số lượng quan trắc cần thiết với tb =2.1 an n va 2.12 x0.01972 8 nct = 0.01462 gh tn to nct = thí nghiệm p ie Số thí nghiệm thực n = 15 nct Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95% oa nl w 4.2.7.2 Hàm suất Ng công thức 4.12 122.55  8.17 15 d Y1= an lu n 1  0.3664  0.16 14 ll u nf va s (Y  Y ) oi m Số lượng quan trắc cần thiết với tb =2.1 z nct = 12 thí nghiệm z at nh 2.12 x0162 nct =  12.03 0.09152 @ m co l với độ tin cậy 95% gm Số thí nghiệm thực n = 15 nct Với số liệu thu thập đủ đảm bảo So sánh kết tính tốn phương trình (4.11), (4.12) an Lu + Kết tính tốn: Y1min = 0,258kwh/m3 n va ac th si 64 Y2max = 8,05m3 /h + Kết thí nghiệm : Y1min = 0,268 kw.h/m3 Y2max = 8,17m3 /h Nhận xét: Sự sai lệch gữa tính tốn thử nghiệm khơng đáng kể, giá trị tối ưu tính tốn chấp nhận 4.3 Kết xác định hệ số cản gỗ mặt đất kéo lết tời Từ kết đo lực kéo cáp tời ứng với trọng lượng gỗ khác ta xác định hệ số ma sát gỗ mặt đất Kết thí nghiệm lu an trình bày bảng 4.5 n va Tải trọng Q(Tấn) Fk(Tấn) f 1,2 0,972 0,81 1,4 1,128 0,806 1,6 1,23 0,77 1,8 u nf 1,548 0,806 2,0 1,646 0,823 p ie Stt gh tn to Bảng 4.5 Kết tính tốn lực cản ma sat gỗ mặt đất d oa nl w va an lu ll oi m z at nh Trung bình 0,803 z m co l thực nghiệm f = 0,803 gm @ Vậy hệ số cản gỗ mặt đất kéo lết tời, xác định an Lu n va ac th si 65 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua thực tế khảo nghiệm cho thấy liên hợp máy bao gồm tời dung luợng cáp lớn ngoạm lắp máy kéo sở DT-75 đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu công nghệ, cải tiến, thiết kế, chế tạo số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” thiết kế, chế tạo hồn tồn đáp ứng lu u cầu vận xuất gỗ rừng tự nhiên trường hợp khai thác chọn khai an n va thác trắng Tời có cơng suất lớn, dung lượng cáp lớn nên kéo Trên sở lý luận chung trình kéo gỗ tời, luận văn áp gh tn to gỗ có khối lượng lớn (