NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TRỌNG LƯỢNG MÁY KÉO XÍCH B2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        NGUYỄN VĂN KHÁNH NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TRỌNG LƯỢNG MÁY KÉO XÍCH B2010 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI        NGUYỄN VĂN KHÁNH NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TRỌNG LƯỢNG MÁY KÉO XÍCH B2010 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí Mã số : 60.52.01.03 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NÔNG VĂN VÌN HÀ NỘI - 2013 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nông Văn Vìn. ðề tài ñược thực hiện tại khoa Cơ ðiện trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và hoàn toàn chưa hề ñược công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi cam ñoan rằng, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 13 tháng 11 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Khánh Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn rất nhiệt tình, chu ñáo của thầy giáo PGS.TS. Nông Văn Vìn cùng với những ý kiến ñóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo Bộ môn ðộng lực cũng như các thầy giáo, cô giáo bộ môn ðộng lực của Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới những sự giúp ñỡ quý báu ñó. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và các bạn ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ, tạo ñiều kiện cho tôi trong quá trình thực nghiệm và thu thập số liệu cùng những thông tin cần thiết cho việc thực hiện luận văn. Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới gia ñình, bạn bè những người ñã luôn bên tôi giúp ñỡ tôi về vật chất cũng như tinh thần trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày 13 tháng 11 năm 2013 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Khánh Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật iii MỤC LỤC LỜI CAM ðOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii MỞ ðẦU 1 1. Tính cấp thiết của ñề tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 1 3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 1 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Nội dung nghiên cứu 2 Chương 1. TÔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 4 1.1. Tính hình phát triển máy kéo ở Việt Nam 4 1.1.1. ðặc ñiểm ñịa hình của nước ta 4 1.1.2. Tình hình trang bị nguồn ñộng lực trong sản xuất nông nghiệp 5 1.2. Tình hình nghiên cứu tính chất kéo bám của máy kéo xích 8 1.2.1. Về nghiên cứu lý thuyết 9 1.2.2. Về nghiên cứu thực nghiệm 12 1.3. Kết luận chương 1 18 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TÍNH CHẤT KÉO BÁM CỦA MÁY KÉO 20 2.1. ðộng lực học của bộ phận di ñộng xích 20 2.2. Các lực cản chuyển ñộng trên máy kéo xích 24 2.3. Lực bám và ñộ trượt của bộ phận di ñộng xích 30 2.4. Cân bằng công suất và hiệu suất kéo của bộ phận di ñộng xích 34 2.5. Tâm áp lực của máy kéo xích 35 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật iv 2.6. Sự phân bố áp suất trên mặt tựa xích 40 Chương 3. TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG KÉO CỦA MÁY KÉO B-2010 44 3.1. Xác ñịnh trọng lượng tối ưu của máy kéo 44 3.1.1. ðường ñặc tính kéo không thứ nguyên của máy kéo 45 3.1.2. Trong lượng tối ưu của máy kéo 47 3.1.3. ðiều kiện tính toán trọng lượng tối ưu 47 3.1.4. Trình tự tính toán trọng lượng tối ưu của máy kéo 48 3.1.5. Xác ñịnh tọa ñộ trong tâm của máy kéo 48 3.1.6. Kết quả tính toán trọng lượng tối ưu của máy kéo B-2010 49 3.2. Xác ñịnh vùng lực kéo và vùng tốc ñộ 50 3.2.1. Phương pháp xác ñịnh 50 3.2.2. Xác ñịnh vùng lực kéo và vùng vận tốc làm việc của máy kéo B-2010 53 3.3. Phân bố tỷ số truyền của hệ thống truyền lực 57 3.3.1. Những yêu cầu ñối với hệ thống truyền lực của máy kéo nông nghiệp 57 3.3.2. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân 58 3.3.3. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số cộng 62 3.3.3. Phân bố tỉ số truyền theo xác suất phân bố lực kéo 63 3.4. Tính toán tỷ số truyền của máy kéo B-2010 66 3.4.1. Phân tích ưu nhược ñiểm của hộp nguyên thủy trên máy kéo B-2010 66 3.4.2. Tính toán tỉ số truyền theo cấp số nhân cho hệ thống truyền lực mới 68 3.5.3. Xác ñịnh tỉ số truyền theo xác suất phân bố lực kéo 75 3.5. Kết luận chương 3 78 Chương 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 80 4.1. Mục ñích thí nghiệm 80 4.2. Mô hình và thiết bị thí nghiệm 80 4.2.1. Mô hình thí nghiệm 80 4.2.2.Phương pháp và các thiết bị ño 82 4.3. Phương pháp xử lý số liệu 84 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật v 4.3.1. Thu thập số liệu thí nghiệm 84 4.3.2. Xử lý số liệu 85 4.4. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm 87 4.5. Kết luận chương 4 89 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 90 A. Kết luận 90 B. ðề nghị 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hệ số thực nghiệm của hàm ñộ trượt không thứ nguyên 13 Bảng 3.1. Kết quả xác ñịnh trọng lượng, vùng lực kéo và vùng vận tốc tối ưu của máy kéo B-2010 56 Bảng 3.2. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân 73 Bảng 3.3. Phân bố tỉ số truyền theo xác suất phân bố lực kéo 77 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Xe vận chuyển trên ñồng ñược cải tiến từ máy gặt Trung Quốc 1 Hình 1.2. ðặc tính trượt của máy kéo với các trọng lượng bám khác nhau 1 Hình 1.3. ðặc tính trượt của máy kéo khi làm việc trên dốc ngang 1 Hình 1.4. Sơ ñồ lực tác dụng lên máy kéo xích 1 Hình 1.5. Sự phụ thuộc của hệ số cản lăn f và hệ số bám ϕ vào vị trị trọng tâm của máy kéo xích trên các loại ñất khác nhau [13] 1 Hình 1.6. Sự phụ thuộc của hệ số cản lăn f và hệ số bám ϕ vào vị trị trọng tâm của máy kéo xích trên ñất cát với các tốc ñộ khác nhau [13] 1 Hình 1.7. Ảnh hưởng của trọng tâm ñến hệ số cản lăn f và ñộ trượt ϕ của máy kéo khi chuyển ñộng trên cát [13] 1 Hình 1.8. Sự phụ thuộc của hệ số cản lăn φ vào vị trị trọng tâm của máy kéo xích [13] 1 Hình 1.9. Ảnh hưởng của vị trí trọng tâm ñến hế số cản f n 1 Hình 1.10. Ảnh hưởng của vị trí trọng tâm ñến lực kéo riêng Dkp (ñường 1) và hiệu suất kéo η T (ñường 2) 1 Hình 1.11. Ảnh hưởng của vị trí tâm áp lực ñến công suất kéo 1 Hình 1.12. Ảnh hưởng của vị trí tâm áp lực ñến hệ số cản f của máy kéo T- 130[13] 1 Hình 1.13. Ảnh hưởng của vị trí tâm áp lực ñến hiệu suất kéo của máy kéo E- 151[13] 1 Hình 2.1. Sơ ñồ bộ phận di ñộng xích 20 Hình 2.2 Sơ ñồ lực tác dụng l ên máy kéo 25 Hình 2.3. Sơ ñồ xác ñịnh lực cản lăn 25 Hình 2.4 Sơ ñồ xác ñịnh lực bám và ñộ trượt 1 Hình 2.5. Sơ ñồ dịch chuyển của các mắt xích ở nhánh chủ ñộng 1 Hình 2.6. Sơ ñồ xác ñịnh tâm áp lực khi máy kéo làm việc với máy nông nghiệp móc 1 Hình 2.7. Sơ ñồ xác ñịnh tâm áp lực khi liên hợp với cày treo 1 Hình 2.8. Phân bố áp suất trên mặt tựa xích với cơ cấu treo nửa cứng 1 Hình 2.9. Ảnh hưởng ñộ dịch chuyển tâm áp lực ñến hệ số cản lăn và ñộ trượt 1 Hình 2.10 Sơ ñồ phân bố áp suất khi sử dụng cơ cấu treo ñiều hoà 1 Hình 3.1. Sơ ñồ lực tác dụng lên máy kéo 1 Trường ðại Học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật viii Hình 3.2. ðường ñặc tính trượt không thứ nguyên 1 Hình 3.3. ðặc tính kéo không thứ nguyên 1 Hình 3.4. ðường ñặc tính trượt không thứ nguyên của máy kéo B-2010 1 Hình 3.5. ðường ñặc tính kéo thế năng 1 Hình 3.6. ðồ thị xác ñịnh khoảng lực kéo tối ưu 1 Hình 3.7. Xác ñịnh vùng lực kéo tối ưu của máy kéo B-2010 1 Hình 3.8. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân 1 Hình 3.9. ðồ thị xác ñịnh số truyền và công bội của cấp số nhân 1 Hình 3.10. Phân bố tỉ số truyền theo cấp số cộng 1 Hình 3.11. ðồ thi phân bố tỉ số truyền hợp lý 1 Hình 3.12. ðường ñặc tính kéo của máy kéo B-2010 sử dụng hộp số nguyên thủy 1 Hình 3.13. ðường ñặc tính kéo của máy kéo B-2010 khi phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân 1 Hình 3.14. ðường ñặc tính kéo của máy kéo B-2010 khi phân bố tỉ số truyền theo cấp số nhân 1 Hình 3.15. ðồ thị xác ñịnh lực kéo danh nghĩa ở các số truyền của máy kéo B- 2010 theo xác suất phân bố lực kéo 1 Hình 3.16. ðường ñặc tính kéo của máy kéo B-2010 khi phân bố tỉ số truyền theo xác suất phân bố lực kéo 1 Hình 4.1. Sơ ñồ thí nghiệm máy kéo trên ñồng 1 Hình 4.2. Sơ ñồ bố trí các cảm biên ño trên máy kéo thí nghiêm 1 Hình 4.3. Hình ảnh cảm biến ño tốc ñộ quay E3F3 1 Hình 4.4. Sơ ñồ lắp cảm biến ño mô men quay trên trục trung gian 1 Hình 4.5. Vị trí lắp cảm biến ño lực kéo ở móc kéo 1 Hình 4.6. Thiết bị thu thập, khuếch ñại và chuyển ñổi thông tin ño lường 1 Hình 4.7. Sơ ñồ kết nối các thiết bị ño với bộ gom và máy tính 1 Hình 4.8. Sơ ñồ chương trình thu thập dữ liệu thí nghiệm trên phần mềm DASYLAB 1 Hình 4.9. Sơ ñồ chương trình ñọc dữ liệu thí nghiệm trên phần mềm DASYLAB 1 Hình 4.10. ðồ thị kết quả thí nghiệm thể hiện trên Dasylab 1 Hình 4.11 1 Kết quả ño lực bám của máy kéo với các trọng lượng khác nhau 1 Hình 4.12. ðường ñặc tính kéo không thứ nguyên của máy kéo B-2010 1 [...]... quá trình nghiên c u tính ch t kéo bám c a các máy kéo, ñ c bi t là quá trình nghiên c u tính toán thi t k máy kéo m i 1.2.2 V nghiên c u th c nghi m Tính ch t kéo bám c a máy kéo ph thu c vào nhi u y u t , trong ñó có c nh ng y u t ng u nhiên do tính ch t cơ h c c a ñ t không ñ ng nh t Vì th , nghiên c u th c nghi m là r t c n thi t trong quá trình nghiên c u hoàn thi n m u máy cũng như nghiên c u... l c 4 Phương pháp nghiên c u - Nghiên c u lý thuy t: Áp d ng lý thuy t ñ ng l c h c máy kéo, lý thuy t liên h p máy, lý thuy t tính toán tính tính năng kéo c a máy kéo, các tài li u chuyên ngành v h th ng ñ tmáy ñ xây d ng mô hình tính toán tr ng lư ng t i ưu, phân b t a ñ tr ng tâm, phân b t s truy n c a h th ng truy n l c cho máy kéo xích B-2010 - Nghiên c u th c nghi m M c ñích nghiên c u th c nghi... THUY T V TÍNH CH T KÉO BÁM C A MÁY KÉO 2.1 ð ng l c h c c a b ph n di ñ ng xích B ph n di ñ ng xích ñư c th hi n trên Hình 2.1, bao g m: bánh sao ch ñ ng (hay g i t t là bánh ch ñ ng), d i xích, bánh d n hư ng (bánh căng xích) , các bánh ñè xích và các bánh ñ xích Công d ng chính c a các máy kéo nông nghi p là dùng ñ kéo các máy công tác, do ñó bánh ch ñ ng nên b trí ph n sau c a máy (s ñư c gi i thích... thi t k , ch t o máy kéo t i Vi t Nam ðó là v n ñ nghiên c u xác ñ nh tr ng lư ng h p lý c a máy kéo Tr ng lư ng c a máy kéo nh hư ng ñ n tính năng kéo bám, tính năng ñi u khi n và n ñ nh chuy n ñ ng, nh hư ng ñ n ñ n ñ ch t c a ñ t, nh hư ng ñ n chi phí v t li u và giá thành ch t o, Do v y ñây ch ñưa ra phân tích m t s thông tin v các nghiên c u tính ch t kéo bám c a máy kéo 1.2.1 V nghiên c u lý thuy... c a máy kéo T-130[13] Hình 1.13 nh hư ng c a v trí tâm áp l c ñ n hi u su t kéo c a máy kéo E-151[13] Nh n xét: Qua các k t qu trên cho th y v trí tâm áp l c nh hư ng r t rõ r t ñ n các ch tiêu kéo bám c a c a máy kéo xích: − Khi tâm áp l c lùi v phía trư c ñi m gi a c a nhánh xích ti p xúc v i ñ t νH