Luận văn nghiên cứu động lực học quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo MTZ 80 trên dốc dọc

Luận văn

bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học nông nghiệp I ---------------------------------- NGUYễN CảNH TỉNH nghiên cứu ĐộNG lực học quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo MTZ - 80 trên dốc dọc luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngành:kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp M số: 60.52.14 Ngời hớng dẫn khoa học: TS. nguyễn ngọc quế Hà Nội - 2005 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và cha hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đã đợc chỉ rõ nguồn gốc. Tác giả Nguyễn Cảnh Tỉnh i Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của T.S Nguyễn Ngọc Quế. Nhân dịp này tôi xin đợc bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Quế, ng ời đã tận tình hớng dẫn và tạo mọi điều kiện cho tôi nghiên cứu và hoàn thành đề tài này. Tôi cũng xin đợc bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các thầy cô giáo trong bộ môn Ô tô - Máy kéo, các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Điện và toàn thể các thầy cô giáo trong Trờng ĐHNNI - Hà Nội đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện giúp đỡ. Xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp đang công tác tại trờng THCN Việt Đức - Sông Công - Thái Nguyên đã động viên và giúp đỡ trong thời gian thực hiện đề tài. Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận đợc các ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp. Tôi xin trân trọng cảm ơn. Tác giả Nguyễn Cảnh Tỉnh ii Mục lục Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi Mở đầu 1 Chơng 1. Tổng quan và các vấn đề cần nghiên cứu 4 1.1. Tổng quan 4 1.2. Đối tợng nghiên cứu 5 1.3. Khái quát về ảnh hởng của hệ thống truyền lực đến quá trình khởi hành. 5 1.4. Đờng đặc tính động cơ MTZ 80 8 1.5. Những thông số cơ bản đánh giá chất lợng quá trình khởi hành 10 1.5.1. Giai đoạn thứ nhất của quá trình khởi hành 10 1.5.2. Giai đoạn thứ hai của quá trình khởi hành 12 1.5.3. Một số thông số ảnh hởng đến quá trình khởi hành của liên hợp máy trên dốc dọc 13 1.5.4. Nhận xét 16 1.6. Mục đích - nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài 17 1.6.1. Mục đích 17 1.6.2. Nhiệm vụ của đề tài 17 Chơng 2. Cơ sở lý thuyết của đề tài 18 2.1. Phơng pháp nghiên cứu 18 2.1.1. Phơng pháp giải tích 18 2.1.2. Phơng pháp mô phỏng số 18 2.2. Mô hình động học của liên hợp máy 22 2.2.1. Mô hình động học của liên hợp máy 22 iii 2.2.2. Khái niệm về lực kéo tiếp tuyến, lực bám và hệ số bám của bánh xe chủ động 27 2.3. Xác định các thông số ảnh hởng đến quá trình khởi hành của liên hợp máy 37 2.3.1.Thời gian tăng tốc của máy kéo 37 2.3.2. Quãng đờng tăng tốc của máy kéo 39 2.3.3. Mô men cản của liên hợp máy trong quá trình khởi hành 40 Chơng 3. Khảo sát quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo với rơ moóc trên dốc 53 3.1. Các giả thiết 53 3.2. Phơng trình vi phân chuyển động của liên hợp máy 54 3.3. Xác định điều kiện đầu 56 3.4. Lu đồ thuật toán 59 3.5. Kết quả mô phỏng trên máy tính 60 Kết luận và đề nghị 69 1. Kết luận 69 2. Đề nghị 70 Tài liệu tham khảo 71 iv Danh mục các bảng Bảng 1. Một số thông số của hệ thống truyền lực máy kéo MTZ- 80 7 Bảng 2. Các thông số kỹ thuật của máy kéo MTZ 80 23 Bảng 3. Thông số kỹ thuật của rơ moóc 24 v Danh mục các hình Hình 1.1. Sơ đồ động học hệ thống truyền lực máy kéo MTZ-80 6 Hình 1.2. Đồ thị khởi hành và tăng tốc của liên hợp máy 10 Hình 2.1. Mô hình toán học 19 Hình 2.2. Mô hình động học của liên hợp máy 22 Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý làm việc của bánh xe chủ động 27 Hình 2.4. Đồ thị cân bằng lực kéo 33 Hình 2.5. Thời gian tăng tốc của máy kéo 38 Hình 2.6. Quãng đờng tăng tốc của máy kéo. 39 Hình 2.7. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên liên hợp máy khi chuyển động lên dốc 40 Hình 2.8. Sơ đồ lực và mô men tác dụng lên máy kéo bánh liên hợp với máy nông nghiệp móc 51 vi Mở đầu Trong những năm gần đây thực hiện việc đổi mới cơ chế quản lý, phát triển chính sách kinh tế nhiều thành phần, nền sản xuất nông nghiệp nớc ta không ngừng phát triển, góp phần đáng kể vào sự phát triển chung của nền kinh tế quốc dân. Để khai thác tốt hơn thế mạnh của nền nông nghiệp. Đảng và nhà nớc ta đã và đang thực hiện chính sách công nghiệp hoá - hiện đại hoá nông nghiệp, nông thôn. Trong đó cơ khí hoá nông nghiệp giữ vai trò rất quan trọng. Đó là thớc đo để đánh giá mức độ phát triển của nghành sản xuất nông nghiệp hiện đại. Trong cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp, máy kéo là nguồn lực chính để thực hiện các công việc trên đồng ruộng. Hiệu quả sử dụng các liên hợp máy kéo cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện cơ giới hoá sản xuất nông nghiệp, góp phần nâng cao năng suất cây trồng và chất lợng hàng hoá nông sản. Tuy nhiên, hiệu quả sử dụng các liên hợp máy kéo phụ thuộc vào chất lợng kỹ thuật của máy, điều kiện sử dụng, phơng thức tổ chức sản xuất . Các máy kéo nông nghiệp phải đảm bảo nhiệm nhiều loại công việc khác nhau nh cày, bừa, gieo, thu hoạch, vận chuyển . và hoạt động trong những điều kiện rất phức tạp thiên về khó khăn nhiều hơn là thuận lợi. Do đó đòi hỏi các máy kéo phải có nhiều tính năng sử dụng để đáp ứng đợc nhiều loại công việc và phù hợp với các điều kiện sử dụng khác nhau. Tuy nhiên, mỗi loại máy kéo chỉ có một tính năng kỹ thuật nhất định và chỉ có thể phát huy đợc hiệu quả trong những điều kiện sử dụng nhất định. Vì thế công việc thiết kế chế tạo cũng nh tổ chức khai thác các liên hợp máy kéo phải đợc xem xét một cách đầy đủ và khoa học trên cơ sở phân tích, nghiên cứu thực - 1 - nghiệm, kế thừa các kinh nghiệm thực tế và đặc biệt quan tâm đến các điều kiện sử dụng. Việc nghiên cứu một số vấn đề động lực học của liên hợp máy kéo đã đợc nhiều tác giả quan tâm đến và đạt đợc những kết quả nhất định. Nhng vẫn còn nhiều vấn đề phải quan tâm. Do điều kiện làm việc trên đồng ruộng hoặc di chuyển trên địa hình rất phức tạp nhiều liên hợp máy cha hoạt động tốt và không phát huy đợc hiệu quả sử dụng nhất là trong khâu làm đất và vận chuyển [3], [9]. Qua thực tế cho thấy việc khởi hành và tăng tốc của liên hợp máy rất khó khăn, việc điều khiển rất vất vả khi làm đất cũng nh khi vận chuyển với tải trọng lớn. Các công trình nghiên cứu trớc đây chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu quá trình khởi hành của liên hợp máy trên điều kiện đồng bằng phẳng chứ cha đề cập đến vấn đề khởi hành của liên hợp máy trên dốc, đặc biệt là các liên hợp vận chuyển trên dốc dọc. Việc khởi hành của liên hợp máy trên dốc dọc là một quá trình phức tạp và khó khăn nhất trong sử dụng liên hợp vận chuyển. Quá trình khởi hành của liên hợp máy không chỉ phụ thuộc vào các đặc tính kỹ thuật của liên hợp máy nh công suất động cơ, tải trọng mà còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khách quan nh độ dốc, hệ số bám và kỹ năng thao tác, vận hành của ngời điều khiển. Trờng hợp liên hợp máy phải dừng ở trên dốc và ngời điều khiển phải thực hiện lại quá trình khởi hành là rất phổ biến. Vì vậy việc cung cấp cho ngời vận hành những khuyến cáo hay những chỉ dẫn phù hợp là rất quan trọng. Qua đó góp phần nâng cao khả năng làm việc hay kéo dài tuổi thọ cho liên hợp máy và tránh đợc những sai sót đáng tiếc có thể gây tai nạn cho ngời và thiết bị. Để hiểu rõ bản chất quá trình khởi hành của liên hợp máy trên dốc dọc và đánh giá các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng khởi hành đồng thời giúp - 2 - cho việc sử dụng liên hợp vận chuyển làm việc có hiệu quả cao và đảm bảo an toàn trong lao động sản xuất, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu động lực học quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo MTZ - 80 trên dốc dọc" Đề tài sẽ nghiên cứu quá trình khởi hành của liên hợp máy kéo MTZ-80 với rơ moóc 4T. Việc lựa chọn mô hình hợp lý để khảo sát các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng quá trình khởi hành nhằm khai thác thiết bị vận chuyển trong nông nghiệp - đặc biệt ở vùng trung du, miền núi đạt hiệu quả kinh tế cao và an toàn là việc làm cấp thiết đang thu hút đợc nhiều sự quan tâm của xã hội. . - 3 -