(Luận văn) nghiên cứu một số thông số về cấu tạo và chế độ làm việc của máy khoan hố trồng cây lắp trên máy kéo shibaura sd 3100

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - VŨ VĂN CẢNH lu NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ VỀ CẤU TẠO VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MÁY KHOAN HỐ TRỒNG CÂY LẮP TRÊN MÁY KÉO SHIBAURA SD 3100A an n va ie gh tn to p Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp d oa nl w Mã Số: 60 52 14 an lu ll u nf va TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT oi m z at nh z m co l gm @ Hà Nội, 2010 an Lu n va ac th si ĐẶT VẤN ĐỀ Như biết rừng có nhiều tác dụng đời sống, sản xuất đặc biệt vấn đề sinh tồn người, sản xuất sản phẩm phục vụ xã hội, cân sinh thái, bảo vệ môi trường tự nhiên Nhưng rừng nước ta ngày bị tàn phá thu hẹp nhiều nguyên nhân khác bị chiến tranh tàn phá, khai thác mức lại khơng có kế hoạch trồng bảo vệ rừng phù hợp, tượng du canh du cư phá rẫy làm nương đồng bào dân tộc thiểu số, lâm tặc hoành hành đặc biệt nguy cháy rừng đe doạ đến an toàn rừng , làm ảnh hưởng lu an nhiều đến kinh tế- xã hội môi trường Do việc trồng rừng phủ xanh n va đất trống đồi núi trọc có ý nghĩa quan trọng cấp bách tn to Đứng trước tình hình nguồn tài nguyên rừng ngày bị cạn kiệt, Đảng gh Nhà nước ta quan tâm đến việc phát triển lâm nghiệp, có p ie công tác trồng rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc Chúng ta có nhiều w chương trình dự án cho trồng rừng , nhằm khôi phục phát triển nguồn tài oa nl nguyên rừng, phát triển nghề rừng gắn với việc ổn định phát triển đời d sống đồng bào miền núi, đồng thời có chủ trương đẩy mạnh trồng rừng, lu va an phủ xanh đất trống đồi núi trọc, theo chủ trương này, rừng đất rừng u nf giao cho đơn vị tập thể hộ gia đình quản lý sử dụng lâu dài Tạo ll nên đơn vị sản xuất Nông - Lâm nghiệp với quy mô vừa nhỏ Đề m oi chủ trương biện pháp bảo vệ rừng, khai thác chế biến gỗ hợp lý, tạo điều kiện z at nh cho miền núi phát huy thé mạnh sản xuất lâm nghiệp Đặc biệt kỳ họp z lần thứ II Quốc hội khố 10 thơng qua nghị " Dự án trồng triệu gm @ rừng giai đoạn 1998 - 2010" Đây nhiệm vụ trọng tâm l sách lâm nghiệp thời kỳ cơng nghiệp hố đại hố đất nước Sự m co thành công dự án đem lại cân sinh thái , cải thiện môi trường, nhân dân an Lu đồng thời đáp ứng nhu cầu nhiên liệu cho ngành kinh tế đời sống n va ac th si Để thực nhiệm vụ nghành lâm nghiệp phải “Xã hội hoá nghề rừng” thực chất thu hút tham gia toàn xã hội , người dân vào sản xuất lâm nghiệp, áp dụng rộng rãi giới hoá vào sản xuất lâm nghiệp, đầu tư áp dụng tiến khoa học kỹ thuật để nâng cao suất, giảm nhẹ sức lao động, sử dụng nhiều biện pháp công nghệ đồng từ khâu làm đất gieo ươm, trồng chăm sóc, bảo vệ đến khai thác, sơ chế, bảo quản chế biến , khâu làm đất trồng rừng đóng vai trị vơ quan trọng, định tới 25 % suất trồng Trong trình trồng rừng, làm đất khâu nặng nhọc, vất vả, địi hỏi chi lu an phí nhiều lượng, mặt khác vùng đất đồi núi trọc bề mặt n va đất thường bị trai cứng cơng việc khó khăn Để giảm bớt tn to khó khăn q trình làm đất đẩy mạnh việc trồng rừng việc giới gh hoá khâu làm đất quan trọng Một biện pháp giới p ie làm đất khoan hố trồng cây, để giảm chi phí cải thiện điều kiện làm việc w việc nghiên cứu áp dụng giới hoá khâu khoan hố toán oa nl cần thiết lĩnh vực cịn nhiều vấn đề cần nghiên cứu d vấn đè cần quan tâm cấu tạo phận dao cắt cho khoan hố lu va an giảm tiêu hao công suất đảm bảo độ tơi xốp đất thành hố nghĩa giảm u nf chi phí lượng,tiết kiệm nhiên liệu góp phần hạ giá thành trồng ll rừng, đồng thời làm cho trồng phát triển bình thường, tỷ lệ m oi sống cao, tăng trưởng nhanh.Nghiên cứu số thông số cấu tạo lưỡi z at nh khoan máy khoan hố trồng lắp máy kéo Shibaura z việc cần thiết, Để nâng cao suất hiệu sử dụng máy gm @ khoan hố trồng lắp máy kéo Shibaura SD 3100 sử dụng l phổ biến Việt Nam Đồng thời xuất phát từ sở khoa học thực m co tiễn trên, thực đề tài: “Nghiên cứu số cấu tạo chế độ làm an Lu việc máy khoan hố trồng lắp máy kéo Shibaura SD 3000A " n va ac th si Kết nghiên đề tài tài liệu cần thiết cho việc tính tốn, thiết kế cải tiến số lưỡi khoan, nhằm mục đích giảm tiêu hao cơng suất tiến tới giảm chi phí lượng cho việc khoan hố trồng đảm bảo trồng phát triển tốt * Ý nghĩa khoa học đề tài Nghiên cứu số thông số cấu tạo chế độ làm việc máy khoan hố trồng lắp máy kéo Shibaura 3000A làm sở cho việc hoàn thiện thiết kế, cải tiến mẫu máy để nâng cao suất hiệu sử dụng máy khoan hố trồng lu an * Ý nghĩa thực tiễn đề tài n va Kết nghiên cứu sở cho việc hoàn thiện thêm mặt kết cấu tn to mẫu áy khoan hố trồng lắp máy kéo Shibaura 3000A đồng thời phục p ie gh vụ cho việc chọn chế độ sử dụng hợp lý sử dụng liên hợp máy d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trong công CNH- HĐH đất nước, việc giới hố khâu cơng việc q trình sản suất u cầu cần thiết Mục đích cải thiện điều kiện lao động, tăng suất lao động, nâng cao hiệu kinh tế Cho đến việc giới hoá khâu làm đất nước ta cịn gặp nhiều khó khăn máy khoan hố có làm việc khơng hiệu điều kiện Việt Nam Một nguyên nhân lưỡi khoan chưa có cấu tạo hợp lý nên khả khoan kém, tiêu hao công suất lớn, máy lu an khoan cồng kềnh nên khả làm việc đất dốc cịn có nhiều hạn chế n va làm việc.Hiện nước ta nhiều nước giới có Có hai phương pháp làm đất phổ biến làm đất toàn diện làm đất cục p : ie gh tn to nhiều phương pháp làm đất tương ứng với địa hình loại đất khác w + Làm đất toàn diện tiến hành cày hay cuốc sâu khoảng từ 20 - 30 cm oa nl tồn diện tích chuẩn bị trồng rừng Phương pháp có ưu điểm d loại bỏ toàn cỏ dại, bụi cải thiện điều kiện lập địa đất lu va an trồng rừng, thuận lợi cho việc giới hoá sản xuất Tuy nhiên cịn có u nf số nhược điểm sau: Tốn nhiều công sức, đầu tư lớn, dễ gây sói mịn đất Vì ll phương pháp phù hợp vùng đất tương đối phẳng m oi có độ dốc nhỏ vùng đất hoang hoá, đồng cỏ, ruộng bậc thang thi z at nh công z + Làm đất cục bộ: Là phương pháp làm đất mà người ta tác động lên gm @ phần đất canh cụ thể tác tuỳ theo điều kiện địa hình mà cày theo m co kiệm nhân cơng l băng cày theo đám, phương pháp có ưu điểm gây sói mịn, tiết an Lu Ở nước ta nay, công tác trồng rừng thường tiến hành cách phân tán với quy mơ nhỏ chu yếu hai loại đất sau: n va ac th si - Đất trồng đồi trọc, đất bạc mầu lẫn đá, tầng đất canh tác mỏng, độ dốc lớn - Đất rừng sau khai thác, độ dốc lớn, lẫn gốc có thảm thực vật che phủ Từ việc nghiên cứu loại hình công nghệ làm đất cho ta thấy, tuỳ thuộc vào đỉều kiện địa hình, địa chất đất trồng, quy mơ sản xuất khả đầu tư tài việc nghiên cứu sử dụng thiết bị khâu làm đất khác 1.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng giới hóa khâu làm đất trồng rừng 1.1.1 Trên giới Ở giới việc nghiên cứu thiết bị giới hoá làm đất trồng lu an rừng tiến hành theo hướng sau: n va + Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dùng để làm đất nông nghiệp: tn to - Cày không lật đất T.C.Malxev (Nga) gh - Cày đất lẫn đá: Là loại cày cheo lưỡi tự lựa Mỗi thân cày trang p ie bị cấu tự lựa để gặp đá, gốc, rễ giúp lưỡi cày nâng lên w trượt qua cày PKC-4-35, PNK-3-5, PKY-4-3 oa nl - Cày cân bằng: Làm việc đất dốc, cày chạy theo hình thoi d - Máy cày tạo băng lu va an + Nghiên cứu chế tạo phận làm việc để tăng suất lao động ll giới hoá Nga…) u nf (tăng tốc độ cày cày có diệp thép viện nghiên cứu trồng rừng m oi Các loại máy kéo có cơng suất cao, đại Fiat, KOMATSU, z at nh BOFORT, TZ 171, T- 130, Valmet… áp dụng cho khâu làm đất trồng rừng z Ở số nước phát triển như: Mỹ, Australia, Nga, Canađa, Brazil,… gm @ trang bị máy móc Thiết bị chuyên dùng cho khâu làm đất xử lý thực l bì loại máy cày, loại máy đào gốc rễ, máy băm thái, thu dọn,… m co Đối với địa hình thoải Đức người ta dùng máy kéo có cơng suất 30  an Lu 45kW kéo theo cày Waldfust, cày đạt độ sâu  30cm n va ac th si Ở Australia sử dụng máy cày chảo nhiều đĩa (6  8) đĩa vun đất thành luống để trồng Ở Nhật Bản, hệ thống máy kéo KOMATSU chế tạo có cơng suất từ nhỏ đến lớn (từ 30 đến hàng trăm kW) liên hợp với cày ngầm, như: D 65A, D 85A cày sâu 560  800mm Ở Brazil sử dụng cày ngầm có độ sâu cày 1m để làm đất trồng rừng làm cho tốc độ sinh trưởng trồng tăng nhanh đáng kể… Ở Ytalia người ta chế tạo máy cày khế đĩa (mỗi bên đĩa quay hai phía tạo thành hình chữ V để tạo luống trồng cây), như: Rome TRC – 36 lu liên hợp với máy kéo Hanomang, KTB cày sâu 30  40cm, bề rộng làm việc an va 2,2m n Nhìn trình cơng nghệ làm đất trồng rừng nước gh tn to nghiên cứu, chế tạo với công suất lớn để áp dụng cho điều kiện sản ie xuất lâm nghiệp tập trung quy mô lớn Do đó, chúng khơng phù hợp với điều p kiện sản xuất lâm nghiệp quy mô nhỏ, phân tán, tầng đất canh tác mỏng Các nl w thiết bị cơng tác loại máy xem xét cải tiến để phù hợp với d oa điều kiện đất rừng Việt Nam an lu 1.1.2 Ở Việt Nam va Việc nghiên cứu sử dụng thiết bị giới hố vào khâu cơng việc ll u nf nhà khoa học lâm nghiệp quan tâm từ lâu: oi m Giai đoạn 1960 – 1970, việc làm đất trồng rừng bước đầu thử z at nh nghiệm sử dụng thiết bị giới như: Máy khoan hố trồng Molorbot (Tiệp Khắc), ES-35B (CHDC Đức), cày NKB-2-54M lắp sau máy kéo DT- z 54A (Liên Xơ) cày tồn diện theo đường đồng mức để làm đất trồng rừng gm @ Bạch Đàn số tỉnh phía Bắc l Giai đoạn 1971 – 1980, ngành lâm nghiệp nghiên cứu sử dụng máy m co kéo DT-75 T-100 để làm bậc thang đồi trọc có độ dốc từ 15-30 Sau an Lu để đáp ứng nhu cầu làm đất trồng rừng ngày tăng, PGS.TS Nguyễn Thanh Quế nghiên cứu chế tạo cày ngầm CN-1 CN-2 lắp sau máy kéo n va ac th si DT-54 DT-75 với độ cày sâu đạt 40  45 cm đưa vào thử nghiệm số địa phương Nhưng khả đầu tư hạn chế, chế sản xuất kinh doanh thay đổi, quy trình cơng nghệ chưa nghiên cứu cách đầy đủ nên kết đề tài chưa sử dụng rộng rãi Việc áp dụng thử nghiệm máy khoan hố trồng cầm tay nước ngồi vào điều kiện nước ta tỏ khơng phù hợp vì: Trọng lượng máy độ rung lớn, không phù hợp với thể lực người Việt Nam; Công suất nhỏ, không khoan loại đất cứng đặc trưng cho đất đồi núi nước ta; Khi tạo hố lưỡi khoan miết vào thành hố tạo nên lớp đất chặt lu quanh thành hố ảnh hưởng xấu đến khả sinh trưởng trồng Vì an việc tiến hành nghiên cứu cải tiến máy khoan hố theo hướng khác va n phục nhược điểm để đưa vào sử dụng sản xuất tn to Trong năm gần Cơ giới hoá làm đất trồng rừng phát triển gh lên bước cao hơn, số máy móc đại nhập bổ sung p ie thay cho móc trước Các máy kéo có cơng suất lớn T-130 w (Liên Xô cũ), KOMATSU, D53A, D53P, D65A, D85A (Nhật Bản) oa nl sử dụng vào làm đất trồng rừng vùng nguyên liệu giấy Vĩnh Phú, Trung d tâm Khoa học – Sản xuất Lâm nghiệp Đông Bắc Bắc Bộ,… lu an Mặt khác, điều kiện đầu tư trang thiết bị làm đất trồng rừng hạn u nf va chế, quy trình cơng nghệ làm đất, đặc biệt đất dốc, đất lẫn đá, gốc rễ chưa nghiên cứu cách đầy đủ; đồng thời điều kiện sản xuất kinh ll oi m doanh lâm nghiệp có nhiều thay đổi so với trước đây, đất có độ dốc z at nh 10 sử dụng sản xuất nơng nghiệp, đất rừng cịn lại phần lớn giao cho dân phát triển sản xuất theo mơ hình trang trại với diện tích z quy mơ nhỏ, phân tán nên việc sử dụng thiết bị công suất lớn đắt tiền @ gm khơng cịn phù hợp Vì vậy, đề tài cần nghiên cứu để hồn thiện cơng nghệ l lựa chọn, cải tiến thiết bị có cơng suất nhỏ, phù hợp với điều kiện đất m co dốc, đất chặt thường lẫn đá, gốc rễ cây, đất chua phèn để làm đất trồng tác động xấu đến môi trường sinh thái an Lu rừng nhằm đạt hiệu kinh tế - xã hội cao, đồng thời hạn chế n va ac th si 1.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng máy khoan hố trồng làm đất trồng rừng 1.2.1 Trên giới Với phát triển khoa học kỹ thuật ngày có nhiều loại máy tạo hố trồng có kích thước khác giới Đa số loại máy làm việc nguyên tắc: Chuyển động quay tròn mũi khoan chủ yếu dẫn động từ trục thu công suất máy kéo thông qua truyền động thủy lực khí, chuyển động lên xuống mũi khoan thực nhờ hệ thống thuỷ lực máy kéo tay người điều lu an khiển Thông thường cấu tạo máy khoan hố gồm phận chính: Nguồn n va động lực, hệ thống truyền lực lưỡi khoan, ví dụ số loại khoan hố tn to trồng có giới: gh Máy khoan hố trồng ES – 35B Đức sử dụng nguồn động lực p ie động xăng kỳ có cơng suất 2,5 mã lực Sơ đồ nguyên lý máy (hình d oa nl w 1.1) ll u nf va an lu oi m z at nh z gm @ l Hình 1.1- Sơ đồ nguyên lý máy khoan hố trồng ES – 35B m co 1- Động xăng kỳ; 2- Côn ly tâm; 3- Bộ truyền bánh côn; an Lu 4- Khớp nối; 5- Hộp giảm tốc bánh trụ; 6- Mũi khoan; 7- Tay điều khiển n va ac th si Nguyên lý hoạt động máy khoan hố trồng ES – 35B sau: Mômen truyền từ trục khuỷu động 1, qua côn ly tâm 2, qua truyền bánh côn để thay đổi phương truyền momen, qua khớp nối 4, qua hộp giảm tốc 5, đầu trục thứ cấp hộp giảm tốc có vận tốc quay nhỏ cịn mơmen lớn đảm bảo đủ lớn để truyền cho mũi khoan số quay trịn thực cắt đất Hành trình tiến sâu vào đất nhờ trọng lượng máy kết hợp với lực tỳ tay người khoan cầm vào tay với nơi đất rắn Năng suất loại máy đạt (800 – 1000) hố ngày Loại máy có ưu điểm tính động cao, chi phí nhiên liệu lu an thấp Tuy nhiên, cịn có số nhược điểm khoan tạo mômen n va ngược chiều quay tác động lên tay người điều khiển máy làm cho người điều tn to khiển máy phải làm việc nặng nhọc Máy có cơng suất nhỏ nên làm Hiện nước phát triển giới sản xuất loại máy p ie gh việc vùng đất rắn suất khơng cao, chất lượng hố thấp w khoan hố trồng cầm tay người điều khiển (hình 1.2), máy sử oa nl dụng hộp giảm tốc bánh trụ kết cấu trọng lượng máy lớn d (36Kg) gây khó khăn vận hành Để giảm kích thước khối lượng máy lu va an khoan hố, người ta sử dụng truyền trục vít- bánh vít thay cho sử dụng u nf truyền bánh trụ nên giảm kết cấu gọn nhẹ cần có ll người điều khiển (hình 1.3), nhiên hiệu suất thấp tuổi thọ không cao m oi tượng trượt tự hãm truyền trục vít- bánh vít z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 78 4.6.2.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố đầu vào theo tiêu chuẩn Fisher s y2 Ftt = se Đối với Ng: S y2 = 496328 FTT = 793 > FB = 4,10 S e2 = 625 Đối với Mc: S y2 = 3879 FTT = 304,5 > FB = 4,10 S e2 = 12,75 lu an Như ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến Ng Mc đáng kể n va 4.6.2.3 Tính tương thích mơ hình kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher to Ftt hàm Ng = 1,92< Fb = 4,1; p ie gh tn thỏa mãn điều kiện Ftt < Fb Mc = 1,39 < 4,1 w oa nl Từ kết xử lý thể biểu 4.3 4.4 ta xây dựng đồ thị d ảnh hưởng góc cắt sau đến suất mơ men cản trục khoan hình (4.3 lu va an 4.4) 800 700 z at nh 600 z 500 400 11 13 Góc cắt sau (độ) 15 17 m co l gm @ Năng suất (hố/ca) oi lm ul nf Biểu đồ 03: Ảnh hưởng góc cắt sau đến suất an Lu Hình 4.9 Đồ thị ảnh hưởng góc cắt sau  đến suất Ng n va ac th si 79 Mô men cản (n.m) Biểu đồ 04: Ảnh hưởng góc cắt sau đến mô men cản 70 60 50 40 10 15 20 lu Góc cắt sau (độ) an n va Hình 4.10 Đồ thị ảnh hưởng góc cắt sau  đến mô men cản Mc tn to 4.6.3 Ảnh hưởng lực ấn đến mô men cản Mc suất Ng ie gh Ng = f1(F); Mc = f2(F) Lực ấn thay đổi từ F = 50N đến F = 150N p (với góc cắt trước góc cắt sau giữ nguyên, góc trước =350, góc sau =250), kết nl w xử lý số liệu phép tính kiểm tra thể phụ biểu 05 06 d oa 4.6.3.1 Xác định mơ hình thực nghiệm đơn yếu tố an lu Từ số liệu thí nghiệm xác định phương trình tương quan nf va * Ảnh hưởng lực ấn đến mô men cản Mc b1 + b2 * X + b3 * X² Hệ số b2 = -9,702 b3 = 0,3169 T1 = 5,1263 T2 = -2,2591 T3 = 1,3619 z 101,22 Tiêu chuẩn student z at nh b1 = oi lm ul Theo công thức gm @ Hệ số tự ka = Tiêu chuẩn FISHER F = 22,82 0,925 n Sa = va Phương sai theo giá trị hàm an Lu kb = 10 m co Hệ số tự 24,67 l Phương sai theo giá trị trung bình Sb = ac th si 80 Biểu: 4.5 Ảnh hưởng lực ấn tới mô men cản Mc No X1 Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ 67,5 54,7 59,6 60,6 61,757 7,5 55,3 51,6 48,6 51,8 48,811 10 35,3 37,2 42,3 38,3 40,39 12,5 42,3 34,5 32,1 36,3 36,49 15 43,6 35,8 33,3 37,6 37,12 lu Phương trình ảnh hưởng lực ấn F đến mô men cản an Mc = 101,22 – 9,702x + 0,362x2 (4.9) n va * Ảnh hưởng lực ấn đến suất Ng to b1 + b2 * X + b3 * X² gh tn Theo công thức Hệ số Tiêu chuẩn student p ie -3,32 270,1 T2 = 9,12 T3 = -9,43 oa nl b3 = T1 = w b2 = -452,193 b1 = -13,8 d Phương sai theo giá trị trung binh nf Phương sai theo giá trị hàm Sa = oi lm ul Hệ số tự 1173 kb = 10 va Hệ số tự an lu Sb = ka = z at nh Tiêu chuẩn FISHER 4797.57 F = 4,0943 Biểu: 4.6 Ảnh hưởng lực ấn tới suất Ng z X1 Y1 Y2 Y3 602,5 535,6 552 7,5 725,3 745,6 698,5 10 985,3 1003,5 1082,3 12,5 621,5 654,3 612,5 629,4 765,083 15 504 565,1 527,2 532,1 490,38 Ytb Y_ 563,367 552,87 723,133 796,3 1023,7 867,066 m co l gm @ No an Lu n va ac th si 81 Phương trình ảnh hưởng lực ấn đến suất Ng Ng = -452,193 + 270,101x -13,818x2 (4.10) 4.6.3.2 Kiểm tra tính đồng phương sai theo tiêu chuẩn Kohren + Các giá trị hàm suất Ng Gtt= 0,453 < Gb=0,7885 + Các giá trị hàm mô men cản Mc Gtt = 0,3381 < Gb = 0,7885 lu an Phương sai thí nghiệm coi đồng n va 4.6.3.3 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố đầu vào theo tiêu chuẩn Fisher to ie gh tn s y2 Ftt = se p Đối với Ng: S y2 = 766357 S e2 = 964,98 va an FTT = 178,5 > FB = 4,10 ul nf S y2 = 2986 lu Đối với Mn d oa nl w FTT = 794 > FB = 4,10 oi lm S e2 = 16,7 z at nh Ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến Ng Nr đáng kể 4.6.3.4 Tính tương thích mơ hình kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher m co l gm Mc = 0,925 < 4,1 @ Ftt hàm Ng = 4,092< Fb = 4,1 z thỏa mãn điều kiện Ftt < Fb an Lu Từ kết xử lý thể bảng 4.5 4.6 ta xây dựng đồ thị ảnh hưởng lực ấn khoan ăn sâu vào đất đến suất mô men cản trục n va lưỡi khoan hình (4 11và 4.12) ac th si 82 Biểu đồ 05: Ảnh hưởng lực ấn đến suất Năng suất (hố/ Ca) 1200 1000 800 600 lu 400 an 40 60 80 100 120 140 160 va n Lực ấn (N) tn to p ie gh Hình 4.11 Đồ thị ảnh hưởng lực ấn F đến suất Ng nl w Biểu đồ 06: Ảnh hưởng lực ấn đến mô men cản 60 va an lu 50 ul nf 40 oi lm Mô men cản (n.m) d oa 70 40 60 80 z at nh 30 100 120 140 160 z Lực ấn (N) gm @ m co 4.6.4 Kết luận l Hình 4.12 Đồ thị ảnh hưởng lực ấn F đến mô men cản an Lu - Ảnh hưởng góc cắt trước  góc cắt sau  đến suất mô men cản trục lưỡi khoan đáng kể Góc cắt trước thay đổi từ 250 đến 450 góc n va ac th si 83 cắt sau thay đổi từ 20O đến 30O suất Ng mơ men cản Mc biến thiên theo hàm bậc 2, - Ảnh hưởng lực ấn F đến suất mô men cản trục lưỡi khoan đáng kể, lực ấn khoan thay đổi từ 50N đến 150N suất Ng mô men cản Mc biến đổi theo hàm bậc 4.7 Kết thực nghiệm đa yếu tố Kết thực nghiệm đơn yếu tố cho khẳng định rằng: Ảnh hưởng lu góc cắt trước  góc cắt sau , lực ấn F đến suất Ng mô men cản Mc an n va hàm bậc 2, Chúng chọn quy hoạch thực nghiệm bậc hai theo phương pháp tn to Hartley, bước tiến hành sau: ie gh 4.7.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng p Từ thực nghiệm đơn yếu tố, xác định giá trị lớn nhỏ d oa Bảng 4.7 nl w yếu tố thơng số góc cắt trước, góc cắt sau lực ấn F Kết ghi Mức biến Mã hóa (độ) z at nh Thiên X1 oi lm ul nf va Các yếu tố an lu Bảng: 4.7 Dạng mã thông số F, góc cắt trước  góc cắt sau  Mức sở 35 Mức -1 25 Khoảng biến thiên 10 z F(N) 30 15 25 10 gm @ 4.7.2.Thành lập ma trận thí nghiệm 45 (độ) 20 5 m co +1 X3 l Mức X2 an Lu Ma trận thí nghiệm Hartley bố trí bảng 4.8 n va ac th si 84 Bảng 4.8 Ma trận thí nghiệm Hartley X2 X3 -1 -1 -1 +1 -1 -1 -1 +1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 tn +1 0 10 gh -1 0 +1 0 -1 13 oa +1 14 0 -1 15 0 an n va to nl w 12 11 p ie X1 lu STT d oi lm ul nf va an lu 4.7.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận thí nghiệm Hartley với số lần lặp lại z at nh thí nghiệm m = z Kết thí nghiệm ghi phụ biểu, q trình thí nghiệm, @ gm số liệu bất thường phải kiểm tra xem xét không đủ độ tin cậy phải làm lại m co l 4.7.4 Xác định mơ hình tốn thực phép tính kiểm tra an Lu 4.7.4.1 Hàm Mơ men cản Mc n va Kết thí nghiệm mô men cảnsau xử lý ghi bảng 4.9 ac th si 85 Bảng 4.9 Tổng hợp giá trị xử lý hàm mô men cản an n va Y2 Y3 Ytb Y_ 67,5 54,7 59,6 60,6 60,584 50,3 59,5 55,4 55,067 49,147 57,1 55,7 62,7 58,5 60,784 40,8 49,6 44,8 45,067 45,614 50,8 59,8 52,9 54,5 52,834 54,2 62,1 51,8 56,033 52,630 50,1 52,2 57 53,1 57,9 51,7 56,7 56,8 55,067 53,964 43,6 35,8 33,3 37,567 47,446 66,3 55,8 59,5 60,533 55,133 51,5 62 56,2 56,567 50,039 36,2 48,3 38,267 49,273 57 54,1 53,1 54,473 49,2 55,6 51,067 54,173 58,2 64,8 59,5 50,543 tn to Y1 gh lu No w 30,3 oa nl 12 11 p ie 10 48,2 14 48,4 15 55,5 d 13 oi lm ul nf va an lu Tiêu chuẩn Kohren Gtt= 0,2126 z at nh Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb= 0,4069 z Như vậy: Gtt tb an Lu Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số: Sử dụng tiêu chuẩn Student, hệ n va ac th si 86 Giá trị tb  = 0,05;  = N(n-1) = 15(3-1) =30 tra bảng ta tb = 2,04 Đối chiếu với bảng tài liệu quy hoạch thực nghiệm hệ số sau có nghĩa b0, b10, b11, b20, b21 tất hệ số có giá trị ttt>tb, chúng có ý nghĩa + Kiểm tra tính tương thích mơ hình Ftt = 3,97 < Fb = 4,1  mơ hình tương thích + Kiểm tra khả làm việc mơ hình lu an m( N  K * )S  N (m  1)S e2 R =1 (4.12) N va m (Y  Y )  N (m  1)S n u 1 e gh tn to N = 15; K = 6; S2e = 26,3; S2 = 27,6; m=3 p ie Thay số vào ta tính R2 = 0,86 w Với R2 = 0,86  R2 > 0,75  mô hình coi hữu ích sử dụng oa nl 4.7.4.2 Hàm suất Ng d Bảng 4.10 Tổng hợp giá trị xử lý hàm suất Ng Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ 602,5 535,6 552 563,37 575,71 709,5 735,6 753 732,7 730,134 476,3 491,7 485,9 484,6 516,194 540,6 544,2 562,4 549,067 531,017 560,5 562,7 574,5 565,9 550,737 782,2 734,3 702 739,5 674,727 697,7 715,4 720 718,1 697,5 716 710,533 504 565,1 527,3 532,133 663,079 10 612,5 570,4 592,4 591,767 596,672 oi lm ul nf va an lu No z at nh z 680,587 m co l gm @ 711,23 664,977 an Lu n va ac th si 87 11 585,2 635,1 602 607,433 670,135 12 625,3 603,2 675,3 634,6 704,759 13 670,5 691,5 698,4 686,8 842,939 14 799,8 808,6 826,8 811,733 788,445 15 1009,7 1035,9 1025,5 1023,7 757,999 Tiêu chuẩn Kohren tính tốn Gtt= 0,2080 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb= 0,4069 lu Vậy: Gtt tb d oa nl Giá trị tb  = 0,05;  = N(n-1) = 15(3-1) =30, tra bảng ta tb = 2,04 an lu Đối chiếu với bảng tài liệu quy hoạch thực nghiệm hệ số sau va có nghĩa b0, b10, b11, b20, b21 b22 tất hệ số có giá trị ttt>tb, chúng có ul nf ý nghĩa oi lm + Kiểm tra tính tương thích mơ hình, z at nh Ftt = 1,49 < Fb = 4,1 mơ hình tương thích + Kiểm tra khả làm việc mơ hình z N u 1 an Lu S2e = 0,675; S2 = 1,027; m=3 (4.14) m co N = 15; K = e l m (Y  Y )  N (m  1)S gm R =1 m( N  K * )S  N (m  1)S e2 @ n va Với R2 = 0,78  R2 > 0,75  mơ hình coi hữu ích sử dụng ac th si 88 4.7.5 Chuyển phương trình hồi qui hàm mục tiêu dạng thực Thay giá trị mã hóa: xi = (Xi-X0)/ei vào phương trình hồi quy (4.12, 4.13) ta được: x1 = (X1 -35)/10 = 10X1- 3,5 x2 = (X2 - 10)/5 = 10X2 -2 x3 = (X3 - 10)/5 = 10X3 - + Thay ký hiệu x1 , x2 , x3 F ta dùng phần mềm quy lu an hoạch thực nghiệm tìm phương trình dạng thực hàm sau: n va + Hàm mô men cản dạng thực sau: tn to Mc=100,6-1,281–0,07462+0,955-0,0186–0,03542-5,44F+ 0,0561F + (4.15) ie gh 0,0484F +0,151F2 p + Hàm suất dạng thực sau: oa nl w Ng=-384-102,7–1,2962-1,059-0,698–141F-0,253F+3,156F+ 6,41F2 (4.16) d nf va ảnh hưởng an lu 4.7.6 Xác định thông số làm việc tối ưu máy khoan hố với thông số oi lm ul Bằng phần mền xử lí số liệu OPT Mỹ chúng tơi tìm giá trị tối ưu hàm mô men cản hàm suất sau: z at nh Với giá trị tối ưu tìm  = 34,5o, = 24,75o F= 285N z Thay giá trị , , F vào phương trình mơ men cản Mc suất Ng m co l Ngmax = 1000 hố/ca gm Mcmin = 39N.m @ ta giá trị tối ưu: an Lu n va ac th si 89 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: 1.Trong công tác trồng rừng, khâu tạo hố trồng khâu nặng nhọc, cần giới hố Do việc nghiên cứu tạo máy khoan hố trồng lắp sau máy kéo nhằm tăng suất, giảm sức người lao động việc cần thiết cấp bách 2.Sau tìm hiểu cấu tạo nguyờn lý làm việc máy khoan hố trồng lu lắp sau máy kéo Shibaura-3000A, chọn phương pháp nghiên cứu kết hợp an n va lý thuyết thực nghiệm dựa sở quy hoạch thực nghiệm, phương pháp đo đại lượng không điện điện ứng dụng tin học để nghiên cứu, xác to tn định ảnh hưởng thơng số hình học lưỡi khoan đến mơ men cản trục ie gh lưỡi khoan suất khoan hố trồng Kết nghiên cứu đạt p sở cho thiết kế cải tiến lưỡi khoan chọn chế độ sử dụng máy khoan hố trồng w lắp sau máy kéo Shibaura-3000A phù hợp với điều kiện sản xuất cụ thể oa nl Trên sở kết nghiên cứu thực nghiệm chúng tơi xây dựng phương d trình hồi quy thực nghiệm đơn yếu tố tới mô men cản trục lưỡi khoan lu thực nghiệm đa yếu tố nf va an suất khoa hố ca Kết thực nghiệm thu sở cho tiến hành oi lm ul Kết thực nghiệm đa yếu tố xác định mơ hình tốn học biểu thị mức độ ảnh hưởng cách đồng thời yếu tố thuộc thông số cấu tạo lưỡi z at nh khoan góc cắt trước  , góc cắt sau  thơng số điều kiện làm việc lực ấn F lưỡi khoan vào đất đến mô men cản tác dụng trục khoan suất z khoan hố trồng @ gm 4.Bằng phần mền sử lý số liệu tối ưu hóa OPT Mỹ chúng tơi xác định l thơng số tối ưu góc cắt trước  =34,5o, góc cắt sau  = 24,75o, lực ấn F= an Lu khoan lớn m co 285N cho mơ men cản tác dụng lên trục lưỡi khoan nhỏ suất Để đảm bảo an toàn cho người, máy đạt suất cao, đề tài đưa n va quy định an toàn lao động ac th si 90 5.2 Đề xuất 1, Để giảm tiêu hao công suất tăng suất khoan đất lâm nghiệp nên cải tiến lưỡi khoan cho lưỡi khoan có góc cắt trước  =34,5o, góc cắt sau  = 24,75o lực ấn F= 285N Để tìm thơng số hình học tối ưu dạng lưỡi khoan khác khoan loại đất khác cần tiếp tục nghiên cứu cho số loại đất khác Đối với dạng lưỡi khoan hố trồng khác cần phải tiếp tục nghiên lu cứu thêm ảnh hưởng yếu tố khác đến mô men cản suất ca Đặc biệt an xây dựng mơ hình tính tốn động học, động lực học, hệ thống máy công cụ cắt n va đất, kết việc giải bầi toán tối ưu hố thơng số động lực học to Khi thiết kế chế tạo lưỡi khoan việc đảm bảo mô men nhỏ nhất, ie gh tn hệ thống máy sở cho thiết kế hoàn thiện máy p suất ca lớn ta cần tính đến tiêu chuẩn hố, giải toán nl w tối ưu cần nghiên cứu áp dụng phương tiện toán học đại sử dụng phần d oa mềm chuyên dụng giải toán tối ưu oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Hữu Đao (2000), Nghiên cứu ảnh hưởng thống số hình học lưỡi khoan đến tiêu hao công suất độ nén chặt thành hố, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - Trường Đại học lâm nghiệp – Hà Nội Hoàng Danh kỳ (2008), Thiết kế cải tiến máy khoan hố trồng lắp sau máy kéo Shibaura-3000A, Khóa luận tốt nghiệp – Đại học lâm nghiệp – Hà Nội Lưu Thùy Linh (2005), Thiết kế máy khoan hố trồng lắp máy kéo lu an Shibaura” , Khóa luận tốt nghiệp – Đại học lâm nghiệp – Hà Nội va n Nguyễn Hồng Quang (2002), Thiết kế máy khoan hố trồng lắp to gh tn máy kéo BS-8”, Khóa luận tốt nghiệp – Đại học lâm nghiệp – Hà Nội p ie Lê Tấn Quỳnh , (2006), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ hệ thống thiết w bị giới hóa khâu làm đất, trồng, chăm sóc rừng trồng khai thác gỗ, Báo d Hà Nội oa nl cáo tổng kết khoa học kỹ thuật đề tài KC07 – 26, Bộ khoa học công nghệ – lu va an Trần Đình Tuyển, Giang Ngọc Anh (2007), Báo cáo đề tài nghiên cứu ul nf khoa học cáp trường, Đại học lâm nghiệp – Hà Nội oi lm Nguyễn Thị Thắm (2006), Thiết kế máy khoan hố trồng với dẫn động Hà Nội z at nh thuỷ lực lắp máy kéo Shibaura, Khóa luận tốt nghiệp – Đại học lâm nghiệp – z Trần Nho Thọ (2010), Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến @ l gm suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời dung lượng cáp lớn lắp máy kéo xích, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - Trường Đại học m co lâm nghiệp – Hà Nội an Lu n va ac th si 92 Nguyễn Thị Yến (2006), Nghiên cứu thiết kế máy đào hố trồng đất dôc liên hợp với máy kéo bốn bánh cỡ 30 – 50 mã lực, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật - Trường Đại học Nông nghiệp I – Hà Nội 10 Bùi Đức Xô (2009), Thiết kế cải tiến máy xúc đất để khoan hố trồng cây,Khóa luận tốt nghiệp – Đại học lâm nghiệp – Hà Nội 11 Giáo trình máy Nơng lâm – Đại học Nam Kinh - Trung Quốc , (1991) lu an n va p ie gh tn to d oa nl w oi lm ul nf va an lu z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si