Luận văn khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tính năng phanh của liên hợp máy kéo shibaura 3000a kéo rơ mooc một trục

luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------    --------- NGUYỄN ðÌNH THANH KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ðẾN TÍNH NĂNG PHANH CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO SHIBAURA 3000A KÉO RƠ MOOC MỘT TRỤC 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 - 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học 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. Hà Nội, ngày tháng năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn ðình Thanh 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 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 Cơ khí ðộng lực cũng như các thầy 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 Ban giám hiệu, các thầy cô khoa Cơ khí, ñồng nghiệp tổ môn Cơ khí ðộng lực Trường Cao ñẳng Cơ khí Luyện kim Thái Nguyên ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi hoàn thành luận văn này. 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 24 tháng 10 năm 2011 TÁC GIẢ Nguyễn ðình Thanh 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. ðẶT VẤN ðỀ . 1 2. MỤC ðÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ðỀ TÀI .3 3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU . 3 Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 5 1.1. TÌM HIỂU VỀ TÍNH CHẤT MẶT ðƯỜNG VẬN CHUYỂN TRONG LÂM NGHIỆP Ở VÙNG TRUNG DU VÀ MIỀN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM . 5 1.2. TÌM HIỂU TÌNH HÌNH CƠ GIỚI HÓA TRONG SẢN XUẤT LÂM NGHIỆP Ở NƯỚC TA VÀ TRÊN THẾ GIỚI . 6 1.2.1. Tình hình cơ giới hóa cơ giới hóa trong sản suất lâm nghiệp ở trên thế giới . 6 1.2.2. Tình hình cơ giới hóa trong sản xuất lâm nghiệp ở Việt Nam. 10 1.3. TÌNH HÌNH VẬN CHUYỂN VÀ VẬN XUẤT GỖ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI. . 12 1.3.1. ðiều kiện ñịa hình ñể vận chuyển và vận xuất lâm nghiệp. . 12 1.3.2. Hình thức vận chuyển và vận xuất các sản phẩm lâm nghiệp. .15 1.3.3. Các dạng liên hợp máy vận chuyển sản phẩm lâm nghiệp . 18 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… iv 1.4. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG PHANH CỦA Ô TÔ, MÁY KÉO 22 Chương 2 ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .26 2.1. ðỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .26 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.2.1. Phương pháp số . 31 2.2.2. Phương pháp giải tích 33 2.2.3. Các phần mền ứng dụng trong nghiên cứu . 33 Chương 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ðỘNG LỰC HỌC QUÁ TRÌNH PHANH LIÊN HỢP MÁY KÉO VỚI RƠ MOOC MỘT TRỤC 36 3.1. THIẾT LẬP MÔ HÌNH ðỘNG LỰC HỌC KHI PHANH XE 36 3.1.1. Lựa chọn mô hình nghiên cứu .36 3.1.2. Thiết lập phương trình vi phân chuyển ñộng . 38 3.2. XÁC ðỊNH CÁC THAM SỐ CỦA MÔ HÌNH LÝ THUYẾT 44 3.2.1. Tính tọa ñộ trọng tâm và mô men quán tính của khối hàng hóa . 44 3.2.2. Xác ñịnh trọng lượng và tọa ñộ trọng tâm của xe khi chở hàng .45 3.2.3. Tính mô men quán tính của xe quanh trục y khi chở tải .47 3.2.4. Xác ñịnh ñiều kiện ñầu 48 3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .49 Chương 4 MỘT SỐ KẾT QUẢ KHẢO SÁT .50 4.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT .50 4.1.1. Lựa chọn các phương án khảo sát .50 4.1.2. Xây dựng thuật giải và chương trình tính toán .50 4.2. MỘT SỐ KẾT QUẢ KHẢO SÁT . 51 4.2.1. ðặc tính của quá trình phanh 51 4.2.2. Ảnh hưởng của vận tốc ban ñầu ñến hiệu quả phanh .55 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… v 4.2.3. Ảnh hưởng của tốc ñộ tăng lực phanh ñến hiệu quả phanh . 57 4.2.4. Ảnh hưởng của hệ số bám ñến hiệu quả phanh 61 4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .63 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 64 1. KẾT LUẬN CHUNG 64 2. KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 65 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1983) .11 Bảng 1.2. Trang bị ñộng lực cho sản xuất lâm nghiệp (1988) 12 Bảng 1.3. Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1995) .12 Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của máy kéo Shibaura-3000A 28 Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật của rơ mooc RMH-3000 . 29 Bảng 4.1. Ảnh hưởng của vận tốc ban ñầu ñến hiệu quả phanh .56 Bảng 4.2. Ảnh hưởng tốc ñộ tăng lực phanh ñến hiệu quả phanh . 60 Bảng 4.3. Ảnh hưởng hệ số bám ñến hiệu quả phanh .63 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… vii DANH MỤC HÌNH Số hình Tên hình Trang Hình 2.1 Hình ảnh máy kéo Shibaura−3000A và rơ mooc RMH−3000 26 Hình 3.1 Sơ ñồ các lực tác dụng lên liên hợp máy khi phanh 37 Hình 3.2 Mô hình dao ñộng của liên hợp máy khi phanh 38 Hình 3.3 Sơ ñồ xác ñịnh tọa ñộ trọng tâm và mô men quan tính của khối hàng hóa 45 Hình 3.4 Sơ ñồ xác ñịnh tọa ñộ trọng tâm của rơ mooc khi chở tải và chưa tính ñến ñộ lún thêm của hệ thống treo do tải trọng Q gây ra 46 Hình 3.5 Sơ ñồ lực tác dụng lên liên hợp máy khi chuyển ñộng ổn ñịnh 48 Hình 4.1 ðặc tính phanh liên hợp máy kéo Shibaura 3000A khi kéo rơ mooc một trục RH 3000 52 Hình 4.2. ðặc tính biến thiên lực phanh máy kéo Ppk và lực phanh rơ mooc Ppm 53 Hình 4.3 Sự thay ñổi của các phản lực pháp tuyến trên các cầu của liên hợp máy 53 Hình 4.4 Biến thiên trọng tâm máy kéo 1 z và trọng tâm mooc 2 z , góc xoay thân máy kéo ϕ 1 và khung mooc ϕ 2 55 Hình 4.5 Ảnh hưởng của vận tốc ban ñầu V 0 ñến hiệu quả phanh 56 Hình 4.6 Ảnh hưởng của vận tốc ban ñầu ñến ñộ ổn ñịnh chuyển ñộng 57 Hình 4.7 Ảnh hưởng tốc ñộ tăng lực phanh ñến hiệu quả phanh 59 Hình 4.8 Ảnh hưởng của tốc tăng lực phanh (k 1 , k 2 ) ñến hiệu quả phanh và ñộ êm dịu chuyển ñộng của liên hợp máy 61 Hình 4.9 Ảnh hưởng của hệ số bám ñến hiệu quả phanh 62 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 1 MỞ ðẦU 1. ðẶT VẤN ðỀ Trong những năm gần ñây, thực hiện việc ñổi mới cơ chế quản lý, phát triển chính sách kinh tế nhiều thành phần, nền sản xuất nông lâm nghiệp nước ta không ngừng phát triển, góp phần ñáng kể vào sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân. ðể khai thác tốt hơn thế mạnh của nền kinh tế nông lâm, ðảng và nhà nước ta ñã và ñang thực hiện chính sách CNH-HðH nông nghiệp, nông thôn, mở rộng và chú trọng ñến việc phát triển kinh tế ở các khu vùng núi, các khu vùng sâu vùng xa gắn với mục ñích rút ngắn khoảng cách giầu nghèo giữa các vùng trong cả nước. Trong ñó cơ khí hóa nông nghiệp giữ vai trò quan trọng, ñó là thước ño ñể ñánh giá mức ñộ phát triển của ngành sản suất nông nghiệp. Tuy nhiên, ở khu vực miền núi sản xuất nông lâm nghiệp là chủ yếu nhưng nó vẫn giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nhờ áp dụng tiến bộ khoa học vào trong sản xuất nông nghiệp, ñiều kiện tự nhiên và sức lao ñộng dồi dào nên ñã thu ñược những kết quả vượt bậc. 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 sức 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 cơ giới hóa 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 khác nhau. Một trong những công việc trong sản xuất lâm nghiệp là khâu vận chuyển, nó là một trong những khâu công việc quan trọng không thể thiếu trong quá trình sản xuất. Hoạt ñộng vận chuyển nông lâm nghiệp thường ñược thực hiện trong ñiều kiện ñịa hình, ñường sá rất khó khăn, nhất là vận chuyển sản phẩm lâm nghiệp. Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………… 2 Trong cơ khí hóa sản xuất nông lâm nghiệp, máy kéo là nguồn lực chính ñể thực hiện các công việc trên ñồng ruộng và trong các lâm trường. Trong những năm gần ñây, các tuyến ñường giao thông ñã ñược xây dựng rộng khắp trong cả nước nên việc vận chuyển lâm sản ñến nơi tiêu thụ bằng ô tô tương ñối thuận lợi, tuy nhiên công ñoạn khó khăn là vận chuyển gỗ từ nơi khai thác ñến các ñiểm tập kết hoặc các kho bãi gần ñường giao thông. Các con ñường từ nơi khai thác ñến các ñiểm tập kết thường là các con ñường mòn rất hẹp hoặc là các con ñường tự tạo khi khai thác chính vì vậy chúng có nền ñất yếu, bề mặt gồ ghề, nhiều dốc, nhiều góc cua hiểm trở. Hơn nữa, do khí hậu nhiệt ñới ở Việt Nam, mưa nhiều làm các con ñường bị trơn, trượt, lầy lội. ðây là nguyên nhân làm cho việc vận chuyển gặp rất nhiều khó khăn, không phù hợp ñể sử dụng các loại ô tô có kích thước thân xe lớn, chính vì vậy trong ñiều kiện sản xuất thực tế người ta thường sử dụng các loại máy kéo kết hợp với rơ moóc cho công ñoạn vận chuyển này. Trong thực tế, quá trình vận chuyển thường gặp các trường hợp xuất hiện dốc cục bộ hoặc trượt cục bộ trên ñường dốc làm vận tốc của máy kéo và vận tốc của rơ moóc không bằng nhau gây khó khăn cho việc ñiều khiển lái, chuyển ñộng êm dịu, ổn ñịnh ñồng thời cũng làm cho liên hiệp máy không an toàn trong quá trình vận chuyển. ðể ñảm bảo an toàn cho người và phương tiện trong quá trình vận chuyển thì trên rơ moóc của một số máy kéo lớn nhà thiết kế ñã thiết kế thêm phần dồn moóc. Tuy nhiên, do ñiều kiện ñường sá cũng như việc sản xuất lâm nghiệp ở nước ta chưa phù hợp ñể sử dụng các loại máy kéo ñó. Máy kéo SHIBAURA – 3000A do Nhật sản xuất là loại máy kéo có công suất nhỏ, hai cầu chủ ñộng có công dụng chính ñể thực hiện cơ giới hoá nông lâm nghiệp ở khu vực ñồng bằng, rất phù hợp với vốn ñầu tư của hộ gia ñình, các trang trại có quy mô vừa và nhỏ. ðể thực hiện khâu vận chuyển gỗ rừng trồng, ñề tài cấp nhà nước KC.07-26 ñã lựa chọn loại máy này làm mẫu