Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao khả năng ổn định chống lật của máy kéo shibaura khi tay thủy lực bốc gỗ

Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp pTNT Trường đại học lâm nghiệp =====***===== Đào Sỹ Tam Nghiên cứu số giải pháp nâng cao khả ổn định chống lật máy kéo Shibaura tay thuỷ lực bốc gỗ Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hoá nông lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu Hà nội, năm 2008 Bộ giáo dục đào tạo Bộ nông nghiệp pTNT Trường đại học lâm nghiệp =====***===== Đào Sỹ Tam Nghiên cứu số giải pháp nâng cao khả ổn định chống lật máy kéo Shibaura tay thuỷ lực bốc gỗ Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật Hà nội, năm 2008 Lời cảm ơn Trong suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Lâm nghiệp theo chương trình đào tạo sau đại học chuyên nghành Kỹ thuật máy thiết bị giới hoá nông lâm nghiệp khoá học 2005 -2008, đến hoàn thành khoá học thực thành công đề tài Nghiên cứu số giải pháp nâng cao khả ổn định chống lật máy kéo Shibaura Tay thuỷ lực bốc gỗ Để hoàn thành luận văn này, nỗ lực cố gắng thân nhận nhiều quan tâm giúp đỡ cá nhân đơn vị Trường Nhân dịp cho phép bày tỏ lòng cảm ơn chân thành sâu sắc tới: Thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu dành nhiều thời gian bảo tận tình cung cấp nhiều tài liệu có giá trị Các Thầy, Cô giáo tổ môn Kỹ thuật khí, Trung tâm nghiên cứu thí nghiệm khoa Cơ điện Công trình, Khoa đào tạo sau đại học, Trung tâm thư viện Trường ĐHLN, Trường Trung cấp nghề Cơ điện Kỹ thuật Nông Lâm Đông Bắc nơi công tác, thư viện Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện, cung cấp thông tin, thiết bị phục vụ thí nghiệm đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp hoàn thành tốt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn chuyên gia Viện Cơ điện nông nghiệp công nghệ sau thu hoạch, Bộ môn Cơ học ứng dụng Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giành thời gian đóng góp ý kiến quý báu cho luận văn Qua cho phép cảm ơn tới gia đình, bạn bè người thân động viên giúp đỡ suốt thời gian vừa qua./ Tác giả luận văn Đào Sỹ Tam đặt vấn đề Hiện rừng tự nhiên nước ta lại ít, gỗ cho ngành kinh tế quốc dân cho đời sống chủ yếu khai thác từ rừng trồng Dự án trồng triệu rừng Chính phủ phê duyệt triển khai thực từ năm 1998 nhằm khôi phục, mở rộng làm giàu nhanh chóng tài nguyên rừng, đến rừng đến tuổi khai thác Đi đôi với việc trồng rừng vấn đề công nghệ thiết bị khai thác rừng phải quan tâm mức Công nghệ thiết bị giới hoá khai thác rừng tự nhiên áp dụng trước không phù hợp với việc khai thác gỗ rừng trồng Một số thiết bị nhập ngoại áp dụng để khai thác gỗ rừng trồng nước ta, song nhìn chung hạn chế chưa phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội nước ta nước phát triển giới khu vực, có điều kiện gần giống nước ta chọn áp dụng công nghệ thích hợp công nghệ trung bình với việc áp dụng máy kéo bánh nông nghiệp để khai thác rừng trồng Nhờ mà nâng cao tỷ lệ giới hoá khai thác rừng Trong đó, nước ta nhập bắt đầu sản xuất nhiều loại máy kéo, đáng ý loại máy kéo cỡ vừa nhỏ, chúng sử dụng tương đối phổ biến nông nghiệp số trang trại Các loại máy kéo thường thiết kế chế tạo thêm số trang bị : Tời, tay thuỷ lực (TTL), rơ moócđể phục vụ việc khai thác, bốc dỡ, vận chuyển gỗ công việc khác nông nghiệp Đã có nhiều đề tài nhiều tác giả nước nghiên cứu, chế tạo khảo nghiệm thiết bị tay thuỷ lực lắp máy kéo để bốc dỡ gỗ Các công trình nghiên cứu cho thấy tải trọng động lực học (ĐLH) TTL nâng gỗ có ảnh hưởng đến tính ổn định máy kéo Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng đến ổn định liên hợp máy (LHM ) câu hỏi cần giải đáp Thực tiễn có nhiều đề tài nghiên cứu liên quan đến ổn định LHM với TTL, thông thường người ta thiết kế thêm phận chân chống, lắp thêm đối trọng để nâng cao khả ổn định chống lật máy kéo, nhiên giải pháp khác lắp thêm phận nối đàn hồi có giảm chấn vào vị trí ngoạm gỗ đầu cần TTL để làm giảm tải trọng ĐLH xuất mở máy nâng tải nhằm nâng cao khả ổn định chống lật LHM Trong thời gian vừa qua đề tài nhánh cấp nhà nước, mã số: KC 07-26-05 Nghiên cứu lựa chọn công nghệ hệ thống thiết bị để giới hoá khai thác gỗ rừng trồng độ dốc 10 - 200, PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu chủ trì số cán Khoa Công nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp Một sản phẩm đề tài Tay bốc thuỷ lực lắp máy kéo Shibaura SD 2843 để bốc dỡ gỗ rừng trồng Tuy mẫu máy khảo nghiệm đánh giá hướng phù hợp, cần hoàn thiện nhân rộng để áp dụng vào thực tiễn sản xuất Việc nghiên cứu giải pháp nâng cao khả ổn định chống lật LHM với TTL bốc gỗ đề tài KC 07-26-05 tạo góp phần hoàn thiện kết cấu LHM, nâng cao hiệu sử dụng máy Vì lý thực đề tài: Nghiên cứu số giải pháp nâng cao khả ổn định chống lật máy kéo Shibaura tay thuỷ lực bốc gỗ ý nghĩa khoa học đề tài: - Đề xuất giải pháp nâng cao khả ổn định chống lật máy kéo Shibaura SD 2843 theo hướng thay phận nối cứng đầu cần TTL ngoạm gỗ phận nối đàn hồi có giảm chấn - Nghiên cứu ảnh hưởng phận nối đàn hồi có giảm chấn đến khả ổn định chống lật LHM làm sở cho việc thiết kế cải tiến, hoàn thiện kết cấu phận LHM ý nghĩa thực tiễn đề tài: - Làm sở cho việc hoàn thiện thiết kế cải tiến, hoàn thiện kết cấu TTL theo hướng lắp thêm phận nối đàn hồi có giảm chấn đầu cần TTL ngoạm gỗ Chương Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Tổng quan công nghệ khai thác thiết bị bốc dỡ gỗ Việt Nam giới Trong việc khai thác rừng trồng người ta thường áp dụng loại hình công nghệ chủ yếu sau [11] - Loại hình công nghệ khai thác gỗ nguyên (Full- tree method): gỗ sau hạ giữ nguyên cành tán kéo bãi gỗ Tại chúng cắt cành, cắt khúc theo quy cách sản phẩm sau bốc lên phương tiện vận chuyển đến nơi tiêu thụ - Loại hình công nghệ khai thác gỗ dài (Tree- leng method): gỗ sau hạ cắt cành, nơi chặt hạ kéo ven đường vận chuyển bãi gỗ Tại chúng cắt khúc theo quy cách sản phẩm bốc lên phương tiện vận chuyển đến nơi tiêu thụ - Loại hình công nghệ khai thác gỗ ngắn (Short wood method/ Cut-to-leng method): toàn thao tác hạ cây, cắt cành cắt khúc thực nơi chặt hạ, sau khúc gỗ đưa đến bãi gỗ ven đường bốc lên phương tiện vận chuyển nhà máy điểm sử dụng khác Việc áp dụng loại hình công nghệ hay loại hình công nghệ việc lựa chọn công nghệ thích hợp khai thác rừng phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố như: việc cung cấp nhân lực tiền công lao động, sở hạ tầng kỹ thuật, khả đầu tư, tính sẵn có trang thiết bị, máy móc phụ tùng thay thế, điều kiện rừng, điều kiện kinh tế - xã hội vấn đề bảo vệ môi trường vùng khai thác Brazil [21], người ta áp dụng ba loại hình nêu việc khai thác gỗ rừng trồng Loại hình khai thác gỗ ngắn áp dụng chủ yếu khai thác rừng bạch đàn Để tăng suất, giảm giá thành khâu chặt hạ người ta tổ chức nhóm làm việc hai người: người hạ cắt khúc cưa xích, người dùng búa để chặt cành Việc tập trung gỗ từ nơi chặt hạ bãi gỗ nhỏ ven đường kho gỗ thực máy kéo bánh lâm nghiệp máy kéo bánh nông nghiệp trang bị thêm rơ moóc chở gỗ, tay thuỷ lực kết cấu phụ trợ đảm bảo an toàn cho người thiết bị làm việc rừng Đối với địa hình dốc, người ta sử dụng đường cáp lưu động với nguồn động lực máy kéo nông nghiệp để đưa gỗ từ nơi chặt hạ chỗ tập trung Hình thức khai thác gỗ dài gỗ nguyên Brazil áp dụng khai thác rừng thông hình thức khai thác gỗ dài, việc hạ cây, cắt cành thực nơi chặt hạ việc sử dụng cưa xích, sau thân kéo tập trung kho gỗ bãi gỗ nhỏ ven đường máy kéo nông nghiệp có trang bị thêm TTL phận treo gỗ Còn hình thức khai thác gỗ nguyên cây, sau hạ máy hạ chuyên dùng (Feller- Buncher) chúng kéo kho gỗ với cành tán máy kéo vận xuất chuyên dùng theo phương pháp nửa lết Đến bãi gỗ bó tiếp tục kéo qua cổng chặt cành, nhờ kết cấu cắt vận hành cách hợp lý, cành nhánh cắt khỏi thân Sau bó gỗ cành nhánh tiếp tục chuyển đến vị trí cắt khúc Việc cắt khúc bãi gỗ thực cưa xích Việc vận chuyển gỗ từ bãi gỗ đến nơi tiêu thụ Brazil thực chủ yếu xe vận tải chuyên dùng theo nhiều dạng khác nhau: xe tải không rơ moóc, xe tải sơ mi rơ moóc, xe tải kéo theo hai rơ moóc Việc bốc dỡ kho gỗ giới hoá việc sử dụng cần trục thuỷ lực cố định chuyên dùng Phần Lan nước Bắc Âu [22], từ năm 80 kỷ XX trở trước, ba loại hình công nghệ áp dụng khai thác gỗ rừng trồng Hiện nhờ tiến ngành chế tạo máy lâm nghiệp đặc biệt hệ thống đường vận chuyển dày đặc với chất lượng tốt đến tận khu rừng xa xôi nên hình thức khai thác gỗ ngắn sử dụng Việc hạ cây, cắt cành, cắt khúc thực nơi khai thác nhờ sử dụng cưa xích, máy hạ chuyên dùng (Fller-Buncher) máy khai thác liên hợp (Harvester) Sau khúc gỗ chuyển đến bãi nhỏ ven đường nhờ sử dụng máy kéo vận xuất bánh chuyên dùng (Forwarder) máy kéo nông nghiệp trang bị tay thuỷ lực rơ moóc chở gỗ Việc vận chuyển gỗ từ rừng đến nơi tiêu thụ chủ yếu đường nhờ sử dụng xe vận tải cỡ lớn kéo theo hai rơ moóc Việc bốc dỡ gỗ giới hoá hoàn toàn nhờ cần trục thuỷ lực đặt bãi gỗ đặt xe vận tải số nước phát triển Ethiopia, Tanzania, Zimbabwe [11], công nghệ khai thác rừng trồng phổ biến công nghệ trung bình với đặc trưng dùng máy kéo nông nghiệp lắp đặt thêm trang bị chuyên dùng TTL, cấu treo gỗ, tời cáp để bốc dỡ vận chuyển gỗ cự ly ngắn tỉnh phía Bắc Việt Nam Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang, Yên Bái [11] vùng rừng chuyên canh nguyên liệu giấy cho Nhà máy giấy Bãi Bằng vùng người ta áp dụng loại hình khai thác gỗ ngắn chủ yếu Việc đưa gỗ từ bãi gỗ nhỏ ven đường vận xuất đường vận chuyển bãi gỗ ven sông với cự ly trung bình 1015 km người ta sử dụng máy kéo bánh nông nghiệp Volvo trang bị thêm rơ moóc chở gỗ chuyên dùng có TTL để tự bốc dỡ gỗ Việc vận chuyển gỗ từ khu nguyên liệu nhà máy chủ yếu đường sông đường bộ, đường phần lớn gỗ Volvo bốc lên xe tải hạng nặng để vận chuyển đường dài đến nhà máy, cự ly vận chuyển ngắn (