Nghiên cứu hoàn thiện máy khoan hố trồng rừng KHTC 1200 lắp trên máy kéo SHIBAURA 3000a

Luận văn, thạc sỹ, tiến sĩ, cao học, kinh tế, nông nghiệp

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -----  ----- ðINH HỒNG MINH NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN MÁY KHOAN HỐ TRỒNG RỪNG KHTC - 1200 LẮP TRÊN MÁY KÉO SHIBAURA - 3000A LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp Mã số: 60 52 14 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nông Văn Vìn HÀ NỘI - 2008 i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả ðinh Hồng Minh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại lớp Cao học Cơ khí khoá 15 chuyên nghành Cơ khí ñộng lực, trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi ñã nhận ñược sự giúp ñỡ, giảng dậy nhiệt tình của các thầy cô giáo trong nhà trường. Nhân dịp này, tôi xin bầy tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể các thầy cô giáo trong nhà trường, các thầy cô khoa Cơ ñiện, các thầy cô trong bộ môn Cơ khí ñộng lực Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, các thầy cô trong khoa Cơ ñiện và Công trình, các thầy cô trong bộ môn ðiện và Tự ñộng hoá Trường ðại học lân nghiệp. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn ñặc biệt sâu sắc tới PGS.TS. Nông Văn Vìn, TS. Trần Kim Khôi ñã quan tâm tận tình hướng dẫn, tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành ñề tài nghiên cứu này. Xin cảm ơn các bạn ñồng nghiệp và những người thân ñã ñộng viên giúp ñỡ tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện ñề tài. Quá trình thực hiện ñề tài, không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong tiếp tục nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn ñồng nghiệp ñối với ñề tài nghiên cứu của tôi ñể ñề tài hoàn thiện hơn. Tác giả ðinh Hồng Minh Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi Lời nói ñầu 1 1. ðặt vấn ñề 1 2. Mục ñích và yêu cầu của ñề tài 4 Chương 1. Tổng quan về các vấn ñề nghiên cứu 5 1.1. Quy mô và hình thức tổ chức sản xuất lâm nghiệp 5 1.1.1. Trên thế giới 5 1.1.2. Ở Việt Nam 6 1.2. Tình hình cơ giới hóa trong sản xuất nông lâm nghiệp 6 1.2.1. Tình hình cơ giới hoá và lịch sử phát triển máy móc cơ giới hoá trên thế giới. 6 1.2.2. Tình hình cơ giới hoá trong sản xuất lâm nghiệp ở Việt Nam 8 1.3. Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ, thiết bị cơ giới hóa xử lý thực bì làm ñất trồng rừng ở Việt Nam và trên thế giới 11 1.3.1. Trên thế giới 11 1.3.2. ở Việt Nam 15 1.4. Tình hình nghiên cứu và áp dụng công nghệ thiết bị trồng rừng ở Việt Nam và trên thế giới 18 1.4.1. Trên thế giới 18 1.4.2. ở Việt Nam 20 Chương 2. ñối tượng và phương pháp nghiên cứu 23 2.1. ðối tượng nghiên cứu 23 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… iv 2.1.1. Các thông số kỹ thuật của máy khoan hố trồng cây KHTC – 1200 lắp trên máy kéo Shibaura – 3000A 23 2.1.2. Các thông số kỹ thuật của máy kéo SHIBAURA−3000A 24 2.1.3. Các thông số kỹ thuât của hệ thống truyền ñộng thủy lực cho máy khoan hố KHTC -1200 26 2.1.4. Thông số kỹ thuật của hệ thống nâng hạ 27 2.2. Phương pháp nghiên cứu 28 2.2.1. Phương pháp tính toán, thiết kế 28 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 28 Chương 3. nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống làm mát dầu thủy lực 30 3.1. Lựa chọn dầu thuỷ lực ñể tính toán 30 3.2. Lựa chọn nguyên lý làm việc của thiết bị làm mát dầu thủy lực 31 3.3. Yêu cầu của thiết bị làm mát dầu thủy lực 34 3.4. Lựa chọn các thông số ñể tính toán 35 3.5. Chế tạo hệ thống làm mát dầu thủy lực 45 Chương 4. Nghiên cứu, tính toán cơ cấu ép 49 4.1. Nguyên lý làm việc của máy khoan hố trồng cây KHTC – 1200 lắp trên máy kéo shibaura – 3000A 49 4.2. Lựa chọn nguyên lý ñể tính toán 52 4.3. Tính toán, thiết kế cơ cấu ép bằng lò xo 53 Chương 5. khảo nghiệm hệ thống làm mát dầu thủy lực 64 5.1.Mục ñích, nội dung và phương pháp khảo nghiệm 64 5.2.Phương pháp khảo nghiệm 64 5.2.1. Phương tiện và thiết bị khảo nghiệm 64 5.2.2. Phương pháp khảo nghiệm 69 5.3. Các phương án khảo nghiệm 70 Kết luận và ñề nghị 73 Tài liệu tham khảo 74 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. ðặc tính kỹ thuật của máy kéo SHIBAURA−3000A .25 Bảng 2.2. Danh mục các thiết bị ño chủ yếu ñã sử dụng trong nghiên cứu thực nghiệm 30 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của dầu thuỷ lực .31 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Các bộ phận chính của máy khoan hố trồng cây .23 Hình 2.2. Sơ ñồ truyền ñộng thủy lực cho máy khoan hố trồng rừng 26 Hình 2.3. Sơ ñồ hệ thống truyền ñộng và ñiều khiển máy khoan hố .27 Hình 3.1. Một số thiết bị trao ñổi nhiệt .33 Hình 3.2. Thiết bị trao ñổi nhiệt vách ngăn hoạt ñộng liên tục kiểu ống có cánh .34 Hình 3.3. Các thông số cơ bản của thiết bị 35 Hình 3.4. Hệ thống làm mát dầu thủy lực sau khi chế tạo .46 Hình 3.5. Hệ thống làm mát dầu thủy lực lắp trên máy kéo 46 Hình 3 6. Sơ ñồ truyền ñộng thủy lực của máy khoan hố khi lắp thêm bộ làm mặt dầu thủy lực 47 Hình 4.1. Chế ñộ cắt của cạnh sắc cắt có trượt 49 Hình 4.2. Hình chiếu của lưỡi cắt trên mặt phẳng vuông góc với trục quay 50 Hình 4.3. Sơ ñồ xác ñịnh mô men ma sát trên lưỡi cắt do khối ñất trong lòng hố sinh ra. .51 Hình 4.4. Các vị trí khoan khác nhau 54 Hình 4.5. a, b, c. Các vị trí khoan khác nhau ñược tính toán và vẽ trên Inventor .58 Hình 4.6. Bản vẽ thiết kế lò xo .63 Hình 5.1. Sơ ñồ nguyên lý hoạt ñộng của cảm biến nhiệt ñộ .65 Hình 5.2. Sơ ñồ kết cấu của cạc chuyển ñổi A/D 67 Hình 5.3. Sơ ñồ liên kết các thiết bị ño ở ba vị trí khác nhau 68 Hình 5.4. Kiểm tra nhiệt ñộ bằng ñồng hồ ño thông dụng .70 Hình 5.5. Kết quả khảo nghiệm khi lắp hệ thống làm mát và khi không lắp hệ thống làm mát dầu thủy lực .71 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 1 LỜI NÓI ðẦU 1. ðặt vấn ñề ðào hố trồng rừng là một công việc nặng nhọc, tốn nhiều công sức trong quá trình tái tạo rừng. ðã có nhiều thiết bị khoan hố trồng rừng của n- ước ngoài cũng như ñã có một số công trình nghiên cứu của nước ta về vấn ñề này tuy nhiên do nhiều lý do nên các thiết bị này vẫn chưa phổ biến ñược rỗng rãi trong sản xuất. Những năm trước ñây Việt Nam là một nước có nền kinh tế chậm phát triển, các hoạt ñộng sản xuất trong nước chủ yếu dựa vào sản xuất nông lâm nghiệp, số lượng lao ñộng tham gia sản xuất nông lâm nghiệp chiếm trên 80% tổng số lao ñộng trong cả nước. Hoạt ñộng sản xuất nông lâm nghiệp mang tính thời vụ nên hiệu quả sử dụng lao ñộng rất thấp, thời gian nhàn rỗi khá nhiều, thu nhập bình quân ñầu người rất thấp. Hơn nữa sản xuất nông lâm nghiệp chiếm tỷ trọng thấp trong nền kinh tế quốc dân không tương ứng với tỷ lệ lao ñộng. Trong những năm gần ñây nền kinh tế nước ta ñã có những bước phát triển mạnh mẽ, nhà nước ñã tập chung hơn vào ñầu tư phát triển trong nhiều lĩnh vực, các nhà máy, các khu công nghiệp ñược xây dựng nhiều và phát triển rất nhanh, thu hút ñược rất nhiều lao ñộng nhàn rỗi từ nông thôn làm giảm ñáng kể số lao ñộng phục vụ trong sản xuất nông lâm nghiệp làm tăng thu nhập, thúc ñẩy nền kinh tế phát triển. Tuy nhiên sản xuất nông lâm nghiệp vẫn giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nhờ áp dụng những tiến bộ khoa học vào trong sản xuất nông lâm nghiệp. Sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lâm nghiệp nói riêng là một quá trình sản xuất ñặc thù nó mang tính ñộc lập cao, ñiều kiện sản xuất phức tạp, tiêu tốn nhiều lao ñộng. ðể nâng cao năng suất, giảm nhẹ sức lao ñộng cho các khâu sản xuất, trong sản xuất lâm nghiệp cần thiết phải áp dụng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 2 cơ giới hoá tổng hợp và sử dụng các phương tiện hữu ích, áp dụng các hệ thống máy móc phù hợp với từng vùng sản xuất, từng mục ñích công việc. Hơn nữa ở nước ta vùng sản xuất lâm nghiệp lại tập chung ở vùng trung du và miền núi là chủ yếu chiếm 75% tổng diện tích ñất tự nhiên và chiếm 50% tổng diện tích ñất canh tác của toàn quốc. Vùng ñất này ñược phân bố rải rác trên các sườn ñồi, sườn núi và trong các thung lũng. Chúng ñược phân bố trên các ñộ dốc và trên các ñộ cao khác nhau, nhiều vùng nằm ở ñộ cao trên 500m. Với ñặc trưng khí hậu nhiệt ñới gió mùa, vùng này cho phép sản xuất nhiều sản phẩm lâm nghiệp phong phú, ña dạng, ñáp ứng yêu cầu sử dụng trong nước và xuất khẩu. ðiều kiện cơ giới hoá lâm nghiệp ở vùng ñồi núi thiên về khó khăn hơn là thuận lợi, trước hết là do ñịa hình phức tạp, ñộ dốc lớn và không ñồng ñều, nhiều góc cạnh, ñường xá ñi lại gặp rất nhiều khó khăn. Việc cơ giới hóa trong sản xuất lâm nghiệp càng gặp rất nhiều khó khăn hơn vì vùng ñất dành cho cây lâm nghiệp thường phân bố ở ñộ dốc cao hơn, không có ñường hoặc chỉ là những loại ñường xấu. Ngoài ñặc ñiểm về ñịa hình, vùng ñồi núi còn là vùng có cơ cấu cây trồng rất ña dạng, không thể cơ giới hoá trên diện tích rộng. Do ñặc ñiểm trên cần phải nghiên cứu thiết kế, cải tiến ñể có những loại máy riêng, phù hợp với ñiều kiện tự nhiên, tập quán sản xuất của vùng ñồi núi. Nguồn ñộng lực ñể thực hiện cơ giới hóa lâm nghiệp chủ yếu là các loại máy kéo. Các liên hợp máy kéo ñảm nhiệm hầu hết các khâu công nghệ từ xử lý thực bì, trồng, chăm sóc ñến khai thác các sản phẩm lâm nghiệp. Tính chất công việc của từng khâu công nghệ cũng rất ña dạng do ñiều kiện sản xuất ở mỗi khu vực, mỗi giai ñoạn có những ñặc thù riêng. Trong khi ñó mỗi loại máy kéo chỉ phát huy hiệu quả sử dụng trong những ñiều kiện nhất ñịnh. Do vậy, ñể thực hiện cơ giới hóa sản xuất lâm nghiệp nói chung và ở vùng ñất dốc nói riêng ñòi hỏi Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 3 phải có một hệ thống các máy kéo phù hợp với ñiều kiện sản xuất. ðể ñáp ứng yêu cầu cơ giới hoá lâm nghiệp vùng ñất dốc, nhiều nước công nghiệp phát triển ñã chế tạo ra các loại máy kéo chuyên dùng có tính an toàn cao, khả năng kéo bám tốt, nhờ ñó nâng cao hiệu quả sử dụng một cách rõ rệt. Tuy nhiên, các loại máy này thường rất ñắt tiền. Vì vậy, xu hướng cải tiến các máy kéo nông nghiệp thông dụng cho ñồng bằng ñể ñáp ứng phần nào các công việc cơ giới hoá trên vùng ñất dốc lâm nghiệp vẫn ñược áp dụng ở nhiều nước trên thế giới. Các máy khoan hố trồng cây cầm tay của nước ngoài có trọng lượng máy và ñộ rung lớn, không phù hợp với thể lực người Việt Nam, công suất còn nhỏ, không khoan ñược ở những loại ñất cứng khá ñặc trưng cho ñất ñồi, núi ở nước ta, khi tạo hố, lưỡi khoan miết vào thành hố tạo nên một lớp ñất chặt quanh thành hố ảnh hưởng xấu ñến khả năng sinh trưởng của cây trồng. Hiện cũng ñã có máy khoan hố lắp cùng máy kéo 2 bánh nhưng do công suất nhỏ, trọng lượng bé nên chỉ phù hợp với các vùng ñất có ñộ cứng thấp không ñặc trưng cho phần lớn ñất ñai ở nước ta. Ở nước ta, một mặt do nền công nghiệp chế tạo máy nói chung và chế tạo máy kéo nói riêng chưa phát triển, mặt khác do khả năng về vốn ñầu tư còn rất hạn chế, do ñó vấn ñề trang bị nguồn ñộng lực cho các vùng sản xuất lâm nghiệp gặp rất nhiều khó khăn. Và thực tế, mức ñộ thực hiện cơ giới hóa sản xuất lâm nghiệp ở nước ta hiện nay còn ở mức ñộ rất thấp, nguyên nhân chủ yếu là do nguồn ñộng lực chưa ñáp ứng ñược. Với những lý do trên, việc nghiên cứu cải tiến các máy kéo nông nghiệp thông dụng ở ñồng bằng ñể có thể thực hiện cơ giới trên vùng ñất dốc lâm nghiệp là một nhu cầu cấp thiết trong ñiều kiện sản xuất nông lâm nghiệp ở nước ta hiện nay. . MINH NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN MÁY KHOAN HỐ TRỒNG RỪNG KHTC - 1200 LẮP TRÊN MÁY KÉO SHIBAURA - 3000A LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và. số kỹ thuật của máy khoan hố trồng cây KHTC – 1200 lắp trên máy kéo Shibaura – 3000A 23 2.1.2. Các thông số kỹ thuật của máy kéo SHIBAURA 3000A 24 2.1.3.