Nghiên cứu thiết kế máy khoan hố trồng cây lâm nghiệp liên hợp với máy ủi KOMATSU d31

Luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, khóa luận, cao học, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------      ---------- ðẬU ðỨC DŨNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY KHOAN HỐ TRỒNG CÂY LÂM NGHIỆP LIÊN HỢP VỚI MÁY ỦI KOMATSU D31 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: TS. ðỖ HỮU QUYẾT HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và hoàn toàn chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ ñể thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn ðậu ðức Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . ii LỜI CẢM ƠN ðể hoàn thành luận văn này tôi ñã nhận ñược sự hướng dẫn rất nhiệt tình của thầy giáo PGS.TS. ðỗ Hữu Quyết cùng với những ý kiến ñóng góp quý báu của các thầy giáo, cô giáo Bộ môn ðộng lực và Cơ kỹ thuật cũng như các thày giáo, cô giáo Khoa cơ ñiện, Viện ðào tạo Sau ñại học 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 Trường Cao ñẳng nghề cơ ñiện xây dựng Tam ðiệp, Công ty cổ phần TPXK ðồng Giao, Công ty cổ phần cao su ðiện Biên, các chuyên gia của dự án JACA Nhật Bản ñã tạo ñiều kiện cho tôi trong việc thu thập số liệu và những thông tin cần thiết cho việc nghiên cứu luận văn. Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới gia ñình, ñồng nghiệp và bạn bè những người ñã luôn bên tôi giúp ñỡ về vật chất cũng như tinh thần trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày . tháng . năm 2010 Tác giả ðậu ðức Dũng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng v Danh mục hình vi Danh mục bản vẽ ix 1 MỞ ðẦU 1 1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 3 1.3 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài 3 1.4 Nội dung nghiên cứu ñề tài 4 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 5 2.1 ðịa hình, ñặc trưng của các vùng ñồi trồng cây lâm nghiệp 5 2.1.1 Diện tích ñất lâm nghiệp 5 2.1.2 ðặc ñiểm ñất lâm nghiệp 9 2.1.3 Một số tính chất cơ lý của ñất có ảnh hưởng tới quá trình khoan hố. 12 2.1.4 Các loại cây trồng rừng chủ yếu tại các vùng phía Bắc nước ta 15 2.1.5 Thời vụ trồng cây lâm nghiệp 16 2.1.6 Yêu cầu kỹ thuật của hố ñào và liên hợp máy ñào hố trồng cây trên ñồi dốc 16 2.2 Tìm hiểu công dụng, ñặc tính, cấu tạo về các loại máy ủi 17 2.2.1 Công dụng máy ủi 17 2.2.2 Phân loại máy ủi 17 2.2.3 So sánh ñặc tính, công dụng các loại máy ủi sử dụng phổ biến ở Việt Nam 19 2.2.4 Cấu tạo chung của máy ủi KOMATSU D31 20 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . iv 2.3 Tìm hiểu về máy khoan hố ñã có, phân tích các ưu nhược ñiểm của máy 24 2.3.1 Một số loại máy khoan hố trên thế giới và ở Việt Nam. 24 2.3.3 Các thông số ñộng học và ñộng lực học chính của lưỡi khoan 32 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CƠ CẤU NÂNG HẠ VÀ HỆ THỐNG THỦY LỰC DÙNG CHO MÁY KHOAN HỐ TRỒNG CÂY LÂM NGHIỆP 33 3.1 Xác ñịnh một số thông số của máy khoan hố 33 3.1.1 Kết cấu máy khoan hố 33 3.1.2 Xác ñịnh công suất cần thiết của máy khoan 34 3.1.3 Xác ñịnh kích thước trục khoan và các chi tiết chính của máy khoan hố 36 3.2 Thiết kế bộ phận nâng hạ máy khoan 38 3.2.1 Nguyên lý cấu tạo của cơ cấu treo trên máy kéo 38 3.2.2 Các dạng sơ ñồ lắp ñặt máy nông nghiệp lên máy kéo [1] 39 3.2.3 Liên kết máy khoan hố trồng cây với máy kéo 40 3.2.4 Lựa chọn loại cơ cấu treo 42 3.2.2 Tính toán các thông số cơ bản của cơ cấu treo 54 3.3 Tính toán thiết kế hệ thống thủy lực 65 3.3.1 Tính toán xylanh thủy lực dẫn ñộng cơ cấu treo 65 3.3.2 Tính toán ñộng cơ thủy lực 72 3.4 Thiết kế lắp ráp tổng thể liên hợp máy 83 3.4.1 Thiết kế lắp ráp cơ cấu treo 83 3.4.2 Thiết kế lắp hệ thống thuỷ lực 87 4 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 91 4.1 Kết luận 91 4.2. ðề nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC 94 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 ðặc ñiểm của một số loại ñất trên một số vùng ñất lâm nghiệp 10 2.2 Bảng tổng hợp các ñiều kiện tự nhiên 11 2.3 Trị số ñộ chặt của ñất theo tình trạng của ñất 14 2.4 Thông số kỹ thuật của máy ủi Komatsu D31 23 3.1 Sự thay ñổi một số thông số của hố khoan theo chiều dài thanh treo trên L,mm. 48 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . vi DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Hệ thống di ñộng của máy ủi DT75 (Liên Xô cũ) 19 2.2 Máy ủi KOMATSU D275A- 5 19 2.3 Hệ thống di ñộng của máy ủi D31 (Nhật Bản) 20 2.4 Sơ ñồ bố trí các cơ cấu của máy 21 2.5 Máy ủi Komatsu D31P 22 2.6 Máy Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130) 24 2.7 Sơ ñồ máy khoan hố Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130) 25 2.8 Sơ ñồ ñộng học của máy khoan hố trồng cây ES – 35B 26 2.9 Máy khoan hố trồng cây 27 2.10 Các chế ñộ cắt của cạnh sắc: 29 2.11 Sự phụ thuộc của công cắt riêng phần theo chế ñộ cắt 30 2.12 Hình chiếu của lưỡi cắt trên mặt phẳng vuông góc với trục quay 30 2.13 Trục khoan hố có lưỡi cắt ñáy hố và mũi tâm 32 3.1 Máy khoan hố với các trục khoan tháo lắp nhanh. 33 3.3 Kiểm tra ñộ bền trục khoan 36 3.4 Máy khoan hố 37 3.5 Cơ cấu treo của máy kéo 38 3.6 Sơ ñồ treo ba ñiểm 39 3.7 Sơ ñồ treo 3 ñiểm 39 3.8 Nâng hạ trục máy khoan ñộc lập với vỏ hộp giảm tốc 42 3.9 Hệ thống nâng hạ của máy nâng hàng 43 3.10 Sơ ñồ hệ thống truyền ñộng và ñiều khiển máy ñào hố có cơ cấu treo không hình bình hành. 44 3.11 Cơ cấu treo hình bình hành. 45 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . vii 3.12 Một số kích thước của cơ cấu treo 4 khâu không bình hành. 46 3.13 Xác ñịnh góc nghiêng của trục khoan so với mặt ñồng tại vị trí bắt ñầu khoan (vị trí tiếp ñất). 47 3.14 Xác ñịnh góc nghiêng của trục khoan so với mặt ñồng tại vị trí kết thúc khoan (vị trí ñáy hố). 47 3.15 Xác ñịnh ñộ lệch tâm của hố ñào giữa ñáy và miệng hố. 48 3.16 Sự thay ñổi của một số thông số theo chiều dài thanh treo trên 49 3.17 Sự thay ñổi góc nghiêng trục khoan tại vị trí miệng hố theo chiều dài thanh treo trên. 50 3.18 Sự thay ñổi góc nghiêng trục khoan tại vị trí ñáy hố theo chiều dài thanh treo trên. 50 3.19 Sơ ñồ cơ cấu treo 4 khâu hình bình hành. 51 3.20 Quỹ ñạo chuyển ñộng của trục khoan và hình dạng hố khoan. 52 3.21 Xác ñịnh góc nghiêng thanh treo dưới tại vị trí thấp nhất của trục khoan. 53 3.22 Góc nghiêng thanh treo dưới tại vị trí cao nhất của trục khoan. 53 3.23 Xác ñịnh ñộ lệch tâm hố khoan. 54 3.24 Các kích thước cơ bản của cơ cấu treo 55 3.25 Cơ cấu treo và máy khoan hố. 56 3.26 Xác ñịnh khối lượng máy khoan hố bằng phần mềm Inventor. 57 3.27 ðo diện tích lưỡi cắt. 58 3.28 Xác ñịnh khối lượng cơ cấu treo. 59 3.29 Sơ ñồ lực tác dụng lên cơ cấu treo 4 khau hình bình hành. 60 3.30 Kiểm tra bền thanh treo dưới 62 3.31 Kiểm tra bền thanh kéo. 62 3.32 Kiểm tra bền khuỷu nâng 63 3.33 KIểm tra bền khuỷu nâng. 63 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . viii 3.34 Kiểm tra bền trục pít tông. 64 3.35 Chu trình thủy lực của máy ủi Komatsu D31 65 3.36 Sơ ñồ hệ thống thủy lực của máy ủi Komatsu D31 66 3.37 Cấu tạo xilanh 67 3.38 Kết cấu xy lanh 68 3.39 Các thông số tính toán xylanh 69 3.40 Tạo lực kéo nâng máy khoan 70 3.41 Khi nâng máy khoan 70 3.42 Tạo lực ñẩy hạ máy khoan 70 3.43 Khi hạ máy khoan 71 3.44 Nguyên tắc ñiều chỉnh lưu lượng bơm cánh gạt ñơn 73 3.45 ðộng cơ cánh gạt kép 74 3.46 ðộng cơ piston hướng tâm 75 3.47 Cấu tạo ñộng cơ piston rôto hướng trục 76 3.48 ðộng cơ piston rôto hướng trục 77 3.49 Sơ ñồ bơm piston rôto hướng trục 78 3.50 Cấu tạo pison của ñộng cơ 78 3.51 Không gian phía sau máy ủi MOMATSU D31. 83 3.52 Tấm bích mang cơ cấu treo. 84 3.53 Máy ủi sau khi lắp cơ cấu treo. 85 3.54 Tải trọng tác dụng (a) và kết quả kiểm tra bền tấm ghép (b). 86 3.55 Kết cấu ñường ống dẫn dầu vốn có trên máy. 88 3.56 Kết cấu phân nhánh ñường ống dẫn dầu thuỷ lực. 88 3.57 Thay chữ T và hai van bằng một Van 3 ngả 89 3.58 Sơ ñồ tổng thể liên hợp máy ủi và máy khoan hố trồng cây 90 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật . ix DANH MỤC BẢN VẼ STT Tên bản vẽ Trang Bản vẽ 1 Tấm bích lắp các ñiểm treo Bản vẽ 2 Cụm thanh kéo chiều dài thay ñổi ñược Bản vẽ 3 ðầu dưới thanh giằng Bản vẽ 4 ðai ốc kép M30 Bản vẽ 5 Giá ñỡ xylanh lực Bản vẽ 6 Giá quả táo có chuôi ren Bản vẽ 7 Khủy trên quặp phải Bản vẽ 8 Khủy trên quặp trái Bản vẽ 9 Quả táo D25 Bản vẽ 10 Tay quay ñầu pit tông Bản vẽ 11 Thanh treo ñầu dưới song song Bản vẽ 12 Khúc giữa thanh treo trên Bản vẽ 13 Cum cóc ñầu trục khoan D60 Bản vẽ 14 Lưỡi cắt Bản vẽ 15 Lưỡi cắt Bản vẽ 16 Trục khoan Bản vẽ 17 Trục khoan . tôi ñặt mục tiêu nghiên cứu là: Nghiên cứu thiết kê máy khoan hố trồng cây lâm nghiệp liên hợp với máy ủi KOMATSU D31 . Máy tạo hố trồng cây trên ñất dốc. 1.3.1 Thiết bị nghiên cứu Máy khoan hố trồng cây và máy ủi KOMATSU D31- 18 ñã có. Từ ñó chọn phương án hợp lý ñể liên hợp máy khoan hố trồng cây và máy ủi.