Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thuỷ lực cho liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp

Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thuỷ lực cho liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học nông nghiệp i Dơng trung hiếu Nghiên cứu - thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thủy lực cho liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa Nông - Lâm nghiệp M= số: 60 52 14 Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Bïi HảI Triều Hà Nội - 2006 Lời cam đoan Tụi xin cam ñoan, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn ñã ñược cám ơn thơng tin trích dẫn luận văn ủu ủó ủc ch rừ ngun gc Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa häc kü thuËt - Lời cảm ơn Trong quỏ trỡnh thc hin ủ ti này, tơi nhận hướng dẫn, bảo giúp đỡ tận tình thầy, giáo Khoa Cơ ðiện thầy cô trường Nhân dịp này, cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến: Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Bùi Hải Triều ñã trực tiếp hướng dẫn, bảo giúp ñỡ tơi thực đề tài Tơi xin chân thành cảm cam ơn tập thể cán bộ, giáo viên mơn ðộng Lực - Khoa Cơ ðiện tồn thể thầy cô giáo Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp I - Hà Nội Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến thầy giáo trực tiếp giảng dạy tơi q trình học tập trường thầy giáo Khoa Sau ðại Học - Trường ðại học nông nghiệp I Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, thầy Khoa Cơ Khí - Trường Cơng nhân khí nơng nghiệp I - Trung ương tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đề ti ny Tỏc gi Dng Trung Hiu Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa häc kü thuËt - Mục lục 1 mở đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Tỉng quan vÊn ®Ị nghiên cứu 2.1 Tình hình giới hoá sản xuất nông lâm nghiệp 2.1.1 Tình hình giới hoá lịch sử phát triển máy móc giới hoá giới 2.1.2 T×nh hình giới hoá sản xuất nông lâm nghiệp ViƯt Nam 2.2 Kh¸i qu¸t vỊ khai th¸c gỗ dạng kết cấu liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp 11 2.2.1 Khái quát khai thác gỗ 11 2.2.2 Các dạng kết cấu liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp 12 2.3 Hoạt động vận chuyển điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển nông l©m nghiƯp 17 2.3.1 Các hoạt động vận chuyển sản xuất nông lâm nghiệp 17 2.3.2 Điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp 20 2.4 Trang bị thuỷ lực LHM vận chuyển lâm nghiệp 22 2.4.1 Khái quát trun ®éng thủ lùc 22 2.4.2 Trang bị thuỷ lực liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp 23 2.5 Thị trờng thuỷ lùc ë ViÖt Nam 28 Lựa chọn - Tính toán thiết kế liên hợp máy vận chuyển truyền động trợ giúp thuû lùc 30 3.1 Điều kiện hoạt động liên hợp máy vận chuyển gỗ lâm nghiệp 30 3.2 Lựa chọn máy kéo xác định thông số máy kéo 33 3.3 Thiết kế rơ moóc vận chuyển gỗ theo máy kéo Shibaura- 3000A 36 Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sü khoa häc kü thuËt - 3.4 ThiÕt kÕ hƯ thèng trun ®éng thđy lực trợ giúp cầu moóc 41 3.4.1 Phác thảo sơ đồ động học liên hợp máy vận chuyển gỗ có truyền động trợ giúp thủy lực 41 3.4.2 Xây dựng sơ đồ mạch truyền động điều khiển thủy lực 43 3.4.2.1 Sơ đồ mạch truyền động điều khiển thuỷ lực 43 3.4.2.2 Hoạt động hệ thống truyền động trợ giúp thủy lực 44 3.4.3 Tính toán thiết kế chế tạo lắp ráp hệ thống thuỷ lực trợ giúp 52 3.4.3.1 Các phần tư cđa hƯ thèng thủ lùc 54 3.4.3.2 TÝnh to¸n tû sè trun 54 3.4.3.3 TÝnh to¸n hép gi¶m tèc 60 Nghiên cứu thực nghiệm 68 4.1 Mục đích phơng pháp thí nghiệm 68 4.1.1 Mơc ®Ých 68 4.1.2 Phơng pháp thí nghiÖm 74 4.2 Các phơng án thí nghiệm 77 4.2.1 Thử khả đẩy cđa r¬ mỗc 77 4.2.2 Thử khả tự ngắt truyền động thủy lùc cho cÇu mỗc phanh 4.2.3 Thư kh¶ tự gài cầu mooc máy kéo không đủ bám 78 79 4.2.4 Thử khả trợ giúp cầu mooc điều kiện vận chuyển lâm nghiệp 81 4.3 Phân tích kết thí nghiÖm 82 Kết luận đề nghị 85 5.1 Kết luận 85 5.2 Đề nghị 85 Tµi liƯu tham khảo 86 Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật - Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề Những năm trớc đây, Việt Nam nớc có kinh tế chậm phát triển, hoạt động sản xuất nớc chủ yếu dựa vào sản xuất nông lâm nghiệp, số lợng lao động tham gia sản xuất nông nghiệp chiếm 80% tổng số lao động nớc Hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp mang tính thời vụ nên hiệu suất sử dụng thời gian lao động thấp, thông thờng tập trung vào khoảng đến tháng năm nên thời gian nhàn rỗi nhiều, thu nhập bình quân tính theo đầu ngời thấp Hơn nữa, sản xuất nông lâm nghiệp chiếm tỷ trọng thấp kinh tế, không tơng ứng với tỷ lệ lao động Trong năm gần đây, kinh tế nớc ta đc có bớc phát triển mạnh mẽ Nhà nớc ta đc tập trung vào đầu t phát triển lĩnh vực: công nghiệp, du lịch, thơng mại dịch vụ Nền kinh tế nớc ta đc có bớc phát triển vợt bậc Các nhà máy, khu công nghiệp đợc xây dựng thu hút đợc nhiều lao động nhàn rỗi từ nông thôn, làm giảm đáng kể số lao động phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp, làm tăng thu nhập, thúc đẩy kinh tế phát triển Tuy nhiên sản xuất nông lâm nghiệp giữ vị trí quan trọng nên kinh tế quốc dân Nhờ áp dụng tiến khoa học vào sản xuất nông nghiệp, điều kiện tự nhiên sức lao động dồi nên đc thu đợc kết vợt bậc Sản xuất nông nghiệp nói chung sản xuất lâm nghiệp nói riêng trình sản xuất đặc thù, mang tính độc lập cao, điều kiện sản xuất phức tạp, tiêu tốn nhiều sức lao động Để nâng cao suất, giảm nhẹ sức lao động cho khâu sản xuất sản xuất lâm nghiệp cần thiết phải áp dụng giới hoá tổng hợp sử dụng phơng tiện hữu ích, áp dụng hệ thống máy móc phù hợp với vùng sản xuất, mục đích công việc Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật - Vận chuyển nông lâm nghiệp khâu công việc quan trọng trình sản xuất Hoạt động vận chuyển nông lâm nghiệp thờng đợc thực điều kiện địa hình, đờng sá khó khăn, vận chuyển sản phẩm lâm nghiệp Các tuyến đờng giao thông đc đợc xây dựng rộng khắp nớc nên việc vận chuyển lâm sản đến nơi tiêu thụ ôtô tơng đối thuận lợi Tuy nhiên, công đoạn khó khăn việc vận chuyển gỗ từ nơi khai thác đến các điểm tập kết kho bci gần trục đờng giao thông Các đờng từ nơi khai thác đến điểm tập trung thờng đờng mòn hẹp, đờng tự tạo khai thác Chúng có ®Êt u, bỊ mỈt gå ghỊ, hiĨm trë, nhiỊu dèc, nhiều khúc cua gấp Hơn nữa, điều kiện khí hậu nhiệt đới nớc ta, ma nhiều làm cho đờng bị trơn trợt, lầy lội Đây nguyên nhân làm cho việc vận chuyển gặp nhiều khó khăn, không phù hợp để sử loại ôtô phơng tiện có tải trọng, bề rộng thân xe lớn khả bám không tốt Từ điều kiện thực tế vận chuyển lâm nghiệp, ngời ta thờng sử dụng loại máy kéo cho công đoạn vận chuyển Trong thực tế, trình vận chuyển thờng gặp trờng hợp xuất dốc cục trợt cục đờng dốc làm tăng tải trọng vợt khả bám cầu chủ động máy kéo Đc có nhiều giải pháp nhằm tăng khả bám cho máy kéo hoạt động điều kiện địa hình đồi núi nh: Làm tăng hệ số bám bánh chủ động loại bánh phụ loại mấu bám đặc biệt, làm tăng khả bám tăng trọng lợng bám máy kéo cách sử dụng nhiều cầu chủ động (thông thờng hai cầu chủ động) Tuy nhiên, giải pháp nhiều trờng hợp không đáp ứng đợc yêu cầu vận chuyển cha phù hợp với điều kiện sản xuất nông lâm nghiệp Việt Nam Để liên hợp máy vợt qua trở ngại cục trình vận chuyển, Bộ môn Động lực - Khoa Cơ Điện- Trờng Đại học Nông Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa häc kü thuËt - nghiệp I Hà Nội đc thực nhánh đề tài cấp nhà nớc: "Nghiên cứu cải tiến máy kéo nông nghiệp để làm việc đất dốc lâm nghiƯp" mc sè: KC 07 - 26 - 01 Chđ nhiệm đề tài nhánh: PGS.TS Nông Văn Vìn Luận văn thực phần đề tài trên: "Nghiên cứu - thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thủy lực cho liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp" 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục đích Nghiên cứu phân tích yếu tố thực tiễn hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp Việt Nam u nhợc điểm hệ thống truyền động thủy lực từ lựa chọn liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp có truyền động trợ giúp thuỷ lực với máy kéo có công suất tính phù hợp với điều kiện thực tế 1.2.2 Yêu cầu - Lựa chọn loại máy kéo phù hợp - Thiết kế rơ moóc với tải trọng tơng ứng với công suất máy kéo - Tính toán - thiết kế - chế tạo lắp ráp hệ thống truyền động thuỷ lực trợ giúp cho liên hợp máy thiết kế hộp giảm tốc - Khảo sát thực nghiệm hoạt động liên hợp máy với điều kiện thực tÕ 1.3 ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn cđa đề tài - Xây dựng sở cho việc ứng dụng truyền động thuỷ lực vào sản xuất nông lâm nghiệp với điều kiện thực tiễn nớc ta - Đa vào sản xuất lâm nghiệp liên hợp máy vận chuyển có truyền động trợ giúp để tăng suất hiệu trình sản xuất Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sü khoa häc kü thuËt - Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.1 Tình hình giới hoá sản xuất nông lâm nghiệp 2.1.1 Tình hình giới hoá lịch sử phát triển máy móc giới hoá giới Cơ giới hoá thay sức lao động ngời máy móc để thực nhanh chóng, với suất hiệu cao công việc nặng nhọc Hiệu lao động thể chỗ, ngời với tầm vóc sức lực có hạn vận hành đợc cỗ máy có suất hiệu nhiều ngời cộng lại, thời gian lao động tăng suất lớn, tốc độ cao máy móc để giảm đợc thời gian lao động tăng suất Vai trò giới hoá Sản xuất cải vËt chÊt lµ thµnh qđa cđa xc héi loµi ng−êi trình lao động Con ngời sử dụng công cụ lao động tác động vào tự nhiên, bắt tự nhiên phục vụ Trình độ phát triển công cụ sản xuất thớc đo mức độ phát triển sản xuất Công cụ lao động có tính chất định trình sản xuất cải vật chất Công cụ sản xuất luôn đợc cải tiến từ công cụ thô sơ lên công cụ khí hoá tự động hoá Cách mạng công cụ sản xuất gắn liền với cách mạng khoa học kỹ thuật, giai đoạn bắt đầu phát triển, khoa học kỹ thuật lĩnh vực tự động hoá đc đạt trình độ cao Nhiều hệ thống máy móc tù ®éng ®c thay thÕ ng−êi viƯc ®iỊu khiển trình sản xuất phức tạp tinh vi với suất cao chất lợng tốt Tự động hoá trìn sản xuất đc thay đổi hẳn tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc công nhân, khâu nặng nhọc, độc hại nguy hiểm tạo điều kiện giảm thời gian lao động, khắc phục dần khác lao động chân tay lao động trí óc Gần đc xuất nhiều loại máy đảm nhiệm chức óc ngời Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa häc kü thuËt - Những năm qua, ngành sản xuất chế biến tồn nhiều khó khăn, điều kiện lao động nhọc, độc hại, nguy hiểm, nguyên liệu bị lcng phí nhiều, suất lao động thấp nhu cầu xc hội ngày cao chất lợng số lợng sản phẩm nông sản Vì việc áp dụng giới hoá sản xuất chế biến lâm sản cần thiết Trong trình lao động, ngời bắt đầu cải tiến công cụ thô sơ thành máy đơn giản nh từ việc đẽo gọt gỗ tay cải tiến công cụ phơng tiện để có máy tiễn gỗ đạp chân, ngời ta tiến hành khí hoá, thay lực đạp chân động cơ, thay ngời cầm dao bàn dao chạy sống trợt máy Tiếp tục bổ sung phận khí hoá khác, thêm cải tiến dần cấu điều khiển, ngày máy thay đổi tiến trở thành máy nửa tự động tự động Trong lĩnh vực khí hoá tự động hoá loại máy móc đc xuất hiện: + Máy vạn phần điều khiển tay Các phận điều khiển máy đợc tự động hoá nh tự động đổi chiều chuyển ®éng, tù ®éng ngõng, tù ®éng thay ®ỉi vÞ trÝ dao Loại máy cho phép gia công thuận lợi vật phẩm có độ phức tạp suất thấp + Máy nửa tự động tự động vạn dùng sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối nhiều loại sản phẩm không khác hình dạng, công nghệ, suất cao nhng phạm vị sử dụng máy hẹp nhiều so với loại Máy móc khí hoá giới đợc phát triển sớm Từ năm cuối kỷ 18 đầu kỷ 19, nớc có khoa học phát triển Châu Âu Châu Mỹ đc phát triển loại máy móc - công cụ kiểu mới, nửa khí tiến lên khí [15] Cùng với phát triển khoa học công nghệ, ngời đc ngày thay nhiều máy móc vào sản xuất sống hàng ngày giúp Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Th¹c sü khoa häc kü thuËt - ... Tính toán thiết kế liên hợp máy vận chuyển truyền động trợ giúp thuỷ lực 30 3.1 Điều kiện hoạt động liên hợp máy vận chuyển gỗ lâm nghiệp 30 3.2 Lựa chọn máy kéo xác định thông số máy kéo... thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thủy lực cho liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp" 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục đích Nghiên cứu phân tích yếu tố thực tiễn hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp. .. kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp 17 2.3.1 Các hoạt động vận chuyển sản xuất nông lâm nghiệp 17 2.3.2 Điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp 20