Luận văn Nghiên Cứu Sự Ảnh Hưởng Của Các Yếu Tố Đến Năng Suất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN THỊNH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG KHI VẬN XUẤT GỖ RỪNG TỰ NHIÊN BẰNG TỜI HAI TRỐNG Chuyên ngành: Máy thiết bị giới hóa- nơng lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TS Trần Tuấ NộiSAU - Năm Luận văn hoàn thành tại: Hà KHOA ĐẠI 2009 HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP MỞ ĐẨU Trong năm vừa qua, nước ta phải đối mặt với thay đổi thất thường thời tiết, ngập lụt, lũ quét, sóng thần, cháy rừng làm thiệt hại hàng ngàn tỉ đồng Nhà nước gây khơng khó khăn cho người dân Ngun nhân sâu xa hành động người làm suy giảm tài nguyên rừng Nhằm mục đích cải thiện điều kiện môi trường phát triển bền vững, Đảng Chính phủ đạo đầu tư thực “Dự án triệu rừng” với mục tiêu là: tăng độ che phủ rừng lên 43%, cải thiện việc sử dụng có hiệu đất rừng, đảm bảo nguồn nguyên liệu gỗ Từ năm 2006 đến hết năm 2008 nước trồng 614.113 rừng rừng, đạt 61,4% kế hoạch (trong rừng phịng hộ, đặc dụng 139.171 ha; rừng sản xuất 474.942 ha); khoanh nuôi, tái sinh 1.030.000 (đạt 90% kế hoạch); khốn bảo vệ rừng 2.300.000 Tính đến 31/12/2008 tổng diện tích rừng tồn quốc 13.118.773 ha, có 10.118.591 rừng tự nhiên 2.770.182 rừng trồng Trong năm qua, diện tích rừng tăng 1.024.255 ha, bình quân tăng 204.851 ha/năm, qua đó, độ che phủ rừng tăng từ 36,7% (năm 2004) lên 38,7% (năm 2008) Trong khoảng 18 năm gần đây, độ che phủ rừng toàn quốc liên tục tăng, từ 28,2% vào năm 1990 lên 38,7% vào năm 2008 Rừng tự nhiên nước ta, nguồn cung cấp gỗ lớn chủ yếu cho tiêu dùng nhu cầu sản xuất ngành chế biến Trong nhiều năm qua, nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan khác như: khai thác lạm dụng, sức ép tăng dân số, thiếu đất canh tác nơng nghiệp làm nhiều diện tích rừng bị chuyển đổi mục đích sử dụng để canh tác, nhận thức xã hội tài nguyên rừng vai trò phát triển kinh tế an ninh môi trường chưa đầy đủ làm suy thối rừng tự nhiên Vì vậy, diện tích rừng tự nhiên khai thác chủ yếu nằm vùng sâu, vùng xa, địa hình dốc, chia cắt nhiều Các thiết bị vận xuất thông dụng máy kéo, trâu, voi không phát huy hiệu Để khai thác rừng tự nhiên cách hiệu quả, đề tài nghiên cứu cấp “Nghiên cứu công nghệ cải tiến, thiết kế chế tạo số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” Trường Đại học Lâm nghiệp chủ trì từ năm 2006 – 2009 thiết kế, chế tạo tời hai trống tự hành với mục đích gom gỗ nằm rải rác khu khai thác tập trung đường vận xuất chính, từ dùng máy kéo vận xuất gỗ bãi I Đây thiết bị đưa vào sản xuất, nhiều vấn đề cần nghiên cứu để hoàn chỉnh sử dụng thiết bị có hiệu suất gom gỗ, chí phí lượng riêng, yếu tố ảnh hưởng đến suất chi phí lượng riêng nhằm xác định thông số hợp lý sử dụng tời hai trống vận xuất gỗ rừng tự nhiên để đạt suất cao, giá thành hạ góp phần đưa sản phẩm chế tạo vào thực tiễn sản xuất Chính vậy, thực khóa luận tốt nghiệp thạc sỹ kỹ thuật ngành Kỹ thuật máy Cơ giới hóa nông lâm nghiệp, đồng ý Ban chủ nhiệm khoa sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp, tơi thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời tự hành hai trống” Mục tiêu đề tài: Trên sở nghiên cứu yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời hai trống, xác định chế độ sử dụng tời hợp lý nhằm tăng suất lao động giảm giá thành vận xuất Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu tời vận xuất gỗ giới Tời thiết bị vận xuất gỗ sử dụng rộng rãi nhiều nước Trong khai thác lâm sản tời sử dụng độc lập để bốc gỗ, xếp đống gỗ, kéo gỗ từ xa phận đường cáp vận xuất, thiết bị công nghệ máy kéo chuyên dùng vận xuất gỗ Ở nước có cơng nghiệp rừng tiên tiến Mỹ, Canada, Áo, Thụy Sỹ, Na Uy, Nga,… Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng hoàn thiện tời quan tâm từ thập kỷ 20 kỷ trước Làm để tăng suất lao động giảm giá thành vận xuất vấn đề nghiên cứu quan tâm hàng đầu Ở nước Mỹ, Canada vận xuất gỗ tời sử dụng rộng rãi vùng núi cao, xuất sớm vận xuất gỗ máy kéo [13] Ở nước giống nước Tây Âu Bắc Âu vận xuất gỗ tời gọi chung hệ thống đường cáp khai thác gỗ (Cable logging Systems) việc nghiên cứu hoàn thiện tời song hành với nghiên cứu hoàn thiện đường cáp vận xuất Các hướng nghiên cứu mục tiêu tiến hành: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng tời tự hành lắp máy kéo bánh bơm máy kéo bánh xích thay cho việc sử dụng tời cố định Các hãng sản xuất tời cáp hàng đầu Mỹ Skedfet Berger, Timberland, Veirhozer cho đời loại loại tời cáp tự hành Wowniton 108 với tời trống công suất 320 mã lực, dây cáp nối thành vịng kín, cột tời cao 15m lắp máy kéo bánh bơm máy kéo bánh xích Các loại tời cáp tự hành hãng Ckedjet GT5C, GT5D, GT4 sử dụng hiệu vận xuất cự ly 200-300m, diện tích lơ khai thác 15-16ha, ca làm việc kéo trung bình 350 gỗ Việc sử dụng tời tự hành làm giảm công di chuyển, lắp đặt tời dẫn đến giảm giá thành vận xuất Nghiên cứu thay việc buộc gỗ cấu ngàm kẹp thay cho buộc gỗ dây cáp Kết nghiên cứu Viện FERIC (Mỹ) cho thấy sử dụng tời cáp tự hành Medill 044 American 7250 trang bị cấu ngàm kẹp gỗ khu khai thác gỗ Công ty Maxmilan Broedel cho suất 210m3/h cự ly vận xuất 113m, thể tích trung bình khúc gỗ 0,3 - 0,5 m3, thời gian cho chuyến kéo 0,95- 1,34 phút Việc sử dụng ngàm kẹp gỗ cho suất tăng lần góp phần cải thiện điều kiện làm việc công nhân vận xuất Song song việc sử dụng ngàm kẹp gỗ nghiên cứu điều khiển từ xa vô tuyến nghiên cứu sử dụng Các hãng sản xuất “Jonson ind LTD (Canada) áp dụng điều khiển khâu buộc gỗ sóng vơ tuyến diện tích khu khai thác nhờ hệ thống MK11 tăng suất lên lần (58 khúc gỗ/giờ so với tính tốn 30-38 khúc gỗ/giờ) Ở nước Châu Âu Na Uy, Thuỵ Sỹ, Áo, Pháp, Thụy Điển, điều kiện tự nhiên điều kiện rừng khác hẳn với Mỹ Canada, hệ thống tời cáp sử dụng nơi mà máy kéo không sử dụng Phương thức khai thác chủ yếu áp dụng nước chặt chọn chặt tỉa thưa, sản lượng gỗ 1ha thấp, gỗ có kích thước nhỏ tời tự hành có cơng suất nhỏ nghiên cứu, sử dụng Một số hãng sản xuất tiếng Igland A/C (NaUy) sản xuất loại tời trống Primett 4000LH có lực kéo 45kN tời trống 8002F có lực kéo 80kN lắp loại máy kéo nông nghiệp, sản phẩm xuất sang 25 nước giới Hãng sản xuất Kyfer (Pháp) sản xuất tời tự hành MF 10, MF 15, MF25 lắp máy kéo bánh lốp bánh công suất từ 16 HP đến 31 HP, lực kéo 3700 N, vận tốc dây cáp 0,2 – 2,1 m/s [13] Các kiểu tời tự hành hãng Sespon, Koska (Thụy Điển) Kracer (Áo), Opvallden (Thụy Sỹ) với lực kéo 3000 kg, vận tốc cáp 0,3 – 2,5 m/s mẫu tời trống tự hành điển hình nước Châu Âu Ở liên bang Nga, tời vận xuất gỗ áp dụng từ kỷ 19 kỹ sư người Nga N.Sưtrenco (1878), IA.Vasiliev (1890) thiết kế chế tạo Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh sử dụng tời trung tâm nghiên cứu lớn như: Viện nghiên cứu giới hoá lượng (XNiiMe), Viện nghiên cứu lâm nghiệp Xibiri (XibNiiLP), Viện nghiên cứu lâm nghiệp Irơcut tiến hành nhiều năm qua Để vận xuất gỗ điều kiện địa hình phẳng với cự li vận xuất 500m, Viện nghiên cứu giới hoá lượng thiết kế chế tạo mẫu tời TL.3, TL.4, TL.5 Theo [12 ] Kết nghiên cứu sử dụng loại tời cho thấy ưu việt bật phá hoại con, phá hoại đất, cịn có ưu điểm giảm cơng sửa chữa ÷ lần, chi phí nhiên liệu giảm 50 ÷ 60%, giá thành ca máy giảm 1,5 lần so với sử dụng máy kéo để vận xuất điều kiện thể tích trung bình gỗ khai thác 0,2m3, sản lượng 150m3/ha, cự li vận xuất 500 ÷ 550m Các loại tời cố định LL12A, LL-8 nghiên cứu hoàn thiện thay mẫu tời trên, lực kéo tăng 20 ÷ 30 %, vận tốc cáp tăng 25 ÷ 40 %, việc trang bị thêm hộp số cho phép đổi chiều quay trống tời giúp mở rộng phạm vi sử dụng tời Từ thập kỷ 80, việc nghiên cứu chế tạo loại tời di động thay cho loại tời cố định nghiên cứu rộng rãi Các mẫu tời tự hành loại nhỏ chi nhánh KavKazơ Viện nghiên cứu giới hoá lượng Nga nghiên cứu, chế tạo tời có dung tích chứa cáp trống tời 1000m, lực kéo 2100kg, vận tốc cáp 0,3 – 4,3m/s, tời lắp máy kéo T40A Các mẫu tời tự hành LC.2, LL-20 chi nhánh Irơcut Viện Xniime nghiên cứu chế tạo lắp máy kéo TDT-55, TT4 Việc nghiên cứu áp dụng hệ thống điều khiển từ xa cho tời di động quan tâm nghiên cứu Mẫu tời LL-14 chế tạo khảo nghiệm Viện lâm nghiệp Goriatre – Klutrevxki cho thấy việc sử dụng điều khiển từ xa giảm giá thành vận xuất 15% Ở Trung Quốc loại tời trống, trống sử dụng phổ biến để vận xuất gỗ vùng núi JS – 0,4, JS208, JS2.3, JS3 – 6, JZ.2-1,5, JZ2 - có lực kéo từ 4-30KN, vận tốc cáp 0,2 – 6m/s, cự li kéo từ 80 – 1000m 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Có hai trung tâm lớn nghiên cứu khai thác gỗ Việt Nam Trường Đại học Lâm nghiệp Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Từ năm 60 đến 90 kỷ trước, đối tượng khai thác rừng tự nhiên, nghiên cứu tập trung vào số hướng chủ yếu sau: - Khảo nghiệm thiết bị nhập nội phục vụ số khâu sản xuất - Thiết kế cải tiến thiết bị nhập nội cho phù hợp với điều kiện khai thác rừng Việt Nam Có thể kể đến số nghiên cứu điển hình sau: - Khảo nghiệm số cưa xăng dây chuyền khai thác gỗ Tây Nguyên Viện Công nghiệp rừng thực “Sử dụng máy kéo TT.4 để vận xuất” Nguyễn Trọng Hùng thực năm 1982; “Sử dụng máy kéo để vận chuyển gỗ” Nguyễn Văn Lợi thực năm 1982; ‘’ Nghiên cứu, chế tạo số thiết bị giới hoá khai thác gỗ’’ Nguyễn Kính Thảo; “Thiết kế máy kéo khung gập vận xuất gỗ L-35”; Thiết kế đường cáp Visen vận xuất gỗ” Lê Duy Hiền; Viện khoa học Lâm nghiệp thiết kế, chế tạo rơ moóc chở gỗ dài, đường cáp vận xuất gỗ 1A… Từ năm 90 kỷ trước đến nay, đóng cửa rừng tự nhiên nên nghiên cứu chủ yếu tập trung vào công nghệ thiết bị khai thác rừng trồng Có thể liệt kê vài cơng trình tiêu biểu: Trịnh Hữu Lập: “Hồn chỉnh quy trình cơng nghệ vận xuất gỗ, vận chuyển gỗ rừng trồng”; “Thiết kế lắp đặt đường cáp kéo căng thả chùng vận xuất gỗ” Đề tài cấp Nhà nước KN-03-04 “Thử nghiệm hồn thiện áp dụng cơng nghệ khai thác, chế biến bảo quản gỗ nhỏ” TS Nguyễn Kính Thảo làm chủ nhiệm tạo mẫu máy có thiết bị tời cáp dẫn động khí, cấu nâng gỗ dẫn động thuỷ lực, thiết bị gom gỗ từ xa, tự bốc gỗ lên rơ móoc vận chuyển cự li ngắn Đã khảo nghiệm cưa xăng Partner P-70 tời trống chặt hạ vận xuất gỗ rừng ngập mặn Nguyễn Nhật Chiêu “Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm thiết bị vận xuất, bốc dỡ, vận chuyển để khai thác gỗ nguyên liệu giấy gỗ nhỏ rừng trồng” Nguyễn Văn Quân thực luận án Tiến sĩ với đề tài “Nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh để vận xuất gỗ rừng trồng” Năm 2005, đề tài nghiên cứu cấp nhà nước: “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ hệ thống thiết bị giới hóa khâu làm đất, trồng, chăm sóc rừng trồng khai thác gỗ” thuộc chương trình KHCN trọng điểm cấp nhà nước KC 07, giai đoạn 2001 – 2005 Trường Đại học Lâm Nghiệp chủ trì thiết kế chế tạo mẫu tời thuyền tự hành trống để vận xuất gỗ rừng trồng, công suất 4.2 kW, cự ly gom 50m, lực kéo tối đa 5696N, suất 15 – 20 m3/ca Ưu điểm lớn mẫu tời thiết kế gọn nhẹ, đơn giản, dễ chế tạo Song số nhược điểm: Cự ly gom gỗ ngắn, lực kéo nhỏ phù hợp với gỗ rừng trồng, côn ly tâm có độ bền Năm 2006, Trường Đại học Lâm nghiệp giao Đề tài nghiên cứu trọng điểm cấp “Nghiên cứu công nghệ, cải tiến, thiết kế, chế tạo số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” thực từ năm 2006 – 2009 chủ trì, tác giả đề tài thiết kế, chế tạo mẫu tời hai trống công suất 10 kW Ưu điểm mẫu tời có cơng suất lớn hơn, cự ly kéo xa hơn, mở rộng thêm cấp vận tốc nhờ trang bị thêm hộp số trang bị thêm trống tời tạo điều kiện mở rộng khả làm việc tời với nhiều kiểu sơ đồ công nghệ khác Tóm lại: Tời thiết bị vận xuất thơng dụng áp dụng nhiều nước giới nghiên cứu tương đối hồn chỉnh có hệ thống Tùy theo điều kiện địa hình, điều kiện rừng, quy mơ sản xuất mà nước có kiểu tời thơng dụng khác nhìn chung xu chuyển từ tời cố định sang tời di động nhằm giảm nhẹ công di chuyển, lắp đặt, nhiều nước quan tâm nghiên cứu Trong số loại tời đơn giản tời trống loại tời phổ biến dùng đa Ở nước ta, việc nghiên cứu tời vận xuất chưa quan tâm nhiều, nghiên cứu chưa thành hệ thống Cho đến nay, chưa có mẫu tời sản xuất hàng loạt, thực tế sản xuất chấp nhận Vì vậy, nghiên cứu để ứng dụng tời vào sản xuất cần thiết nhằm tăng suất lao động, giảm giá thành cải thiện điều kiện làm việc công nhân đồng thời giảm thiểu tác động xấu đến môi trường, Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời tự hành hai trống” mà luận văn lựa chọn nhằm góp phần thực mục tiêu 55 Chi phí lượng riêng Nr (KWh/m3) Biểu đồ ảnh hưởng vủa vận tốc V đến chi phí lượng riêng Nr 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Vận tốc V (m /s) Hình 4.4 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc V đến chi phí lượng riêng Nr 4.1.3 Kết luận - Ảnh hưởng tải trọng Q tải Q thay đổi từ 0,2 đến m3 suất Ng chi phí lượng riêng Nr hàm bậc - Ảnh hưởng vận tốc V vận tốc thay đổi từ 0,26 đến 0,46 m/s suất Ng chi phí lương riêng Nr hàm bậc 4.2 Kết thực nghiệm đa yếu tố Kết thực nghiệm đơn yếu tố cho khẳng định rằng: Ảnh hưởng tải trọng Q vận tốc V đến suất Ng chi phí lượng riêng Nr hàm bậc Theo[4], không tiến hành quy hoạch thực nghiệm bậc mà thực quy hoạch thực nghiệm bậc hai theo phương án kế hoạch trung tâm hợp thành, bước tiến hành sau: 4.2.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng Từ thực nghiệm đơn yếu tố, xác định giá trị lớn nhỏ yếu tố sử dụng công thức 3.15; 3.16; 3.17 xác định giá trị X , X , dạng mã của thông số tải trọng Q vận tốc V Kết ghi Bảng 4.1 56 Bảng: Dạng mã của thông số tải trọng Q vận tốc V Các yếu tố Mã hóa Mức biến X1 X2 Q(m3) V(m/s) Thiên Mức +1 0,46 Mức sở 0,6 0,36 Mức -1 0,2 0,26 Khoảng biến thiên 0,4 0,1 4.2.2.Thành lập ma trận thí nghiệm Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành xếp bảng 4.2 Bảng 4.2 Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành STT X1 X2 -1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 -1 0 57 4.2.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận kế hoạch trung tâm hợp thành với số lần lặp lại thí nghiệm m=3 Kết thí nghiệm ghi phụ biểu (5;6) q trình thí nghiệm, số liệu bất thường phải kiểm tra xem xét không đủ độ tin cậy phải làm lại 4.2.4 Xác định mô hình tốn thực phép tính kiểm tra 4.2.4.1 Hàm chi phí lượng riêng Nr Bảng 4.3 Tổng hợp giá trị xử lý hàm chi phí lượng riêng Nr No Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ Yost 0.39 0.61 0.85 0.617 0.738 0.122 0.55 0.72 0.92 0.730 0.798 0.068 0.65 0.86 1.02 0.843 0.857 0.014 1.42 1.02 0.89 1.110 1.071 -0.039 1.06 0.76 0.99 0.937 0.801 -0.136 1.09 0.92 0.89 0.967 0.938 -0.029 0.77 0.89 0.99 0.883 0.693 -0.190 0.88 0.78 0.93 0.863 0.889 0.026 0.55 0.72 0.62 0.630 0.794 0.164 Tiêu chuẩn Kohren Gtt = 0.2940 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb= 0,5728 Gtt tb Giá trị tb  = 0,05;  = N(n-1) = 9(3-1) =18 tb = 2.1 Đối chiếu với bảng tài liệu [4] hệ số sau có nghĩa b0, b10, b11, b20, b21 tất hệ số có giá trị ttt>tb, chúng có ý nghĩa + Kiểm tra tính tương thích mơ hình Ftt = 3, 61 < Fb = 4,1  mơ hình tương thích + Kiểm tra khả làm việc mơ hình R2 = m( N  K * ) S  N (m  1) S e2 N m (Y  Y )  N (m  1) S (4.8) e u 1 N=9 K=6 S2e = 5,27228 S2 = 9,10670 Y1= 0,84 R2 = 0,8  R2 > 0,75  mơ hình coi hữu ích sử dụng 59 4.2.4.2 Hàm suất Ng Bảng 4.4 Tổng hợp giá trị xử lý hàm suất Ng No Y1 Y2 Y3 Ytb Y_ 0.208 0.395 0.589 0.397 0.356 0.700 0.815 1.022 0.845 0.926 0.401 0.582 0.672 0.552 0.480 1.844 1.932 2.026 1.934 1.984 0.851 0.769 0.690 0.770 0.883 2.092 2.054 2.005 2.050 1.920 1.109 1.192 1.273 1.191 1.153 1.790 1.732 1.647 1.723 1.744 1.988 1.897 1.805 1.897 1.914 Tiêu chuẩn Kohren tính tốn Gtt = 0.3048 Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb= 0,5728 Gtt tb Giá trị tb  = 0,05;  = N(n-1) = 9(3-1) =18, tb = 2.1 Đối chiếu với bảng tài liệu [4] hệ số sau có nghĩa b0, b10, b11, b20, b21 tất hệ số có giá trị ttt>tb, chúng có ý nghĩa + Kiểm tra tính tương thích mơ hình, Ftt = 3, 62 < Fb = 4,1 mơ hình tương thích 60 + Kiểm tra khả làm việc mơ hình R2 = m( N  K * ) S  N (m  1) S e2 N m (Y  Y )  N (m  1) S (4.10) e u 1 N=9 K=6 S2e = 5,27228 S2 = 9,10670 Y1= 1,26 R2 = 0,85  R2 > 0,75  mơ hình coi hữu ích sử dụng 4.2.5 Chuyển phương trình hồi qui hàm mục tiêu dạng thực Trên sở thay giá trị mã hóa: xi =( X i - X )/ ei vào phương trình hồi quy (4.7; 4.9) Như ta có: x1 = (X1 -0,6)/0.4 = 2,5X1- 1,5 x2 = (X2 - 0,36)/0.1 = 10X2 – 3,6 Thay ký hiệu x1 Q, x2 V ta dùng phần mềm OPT tìm phương trình dạng thực hàm sau: + Hàm chi phí lượng riêng dạng thực: Nr = 0,627 – 0,736Q +0,4687Q2 +0,641V + 0,95745QV – 0,3299V2 (4.11) +Hàm suất dạng thực Ng = -5850 + 3034Q – 3200Q2 + 329500V+5840VQ – 46500V2 (4.12) 4.2.6 Xác định thông số làm việc tối ưu tời trống Bằng phần mền xử lí số liệu OPT Mỹ chúng tơi tìm giá trị tối ưu hàm chi phi phí lượng riêng hàm suất sau: Với giá trị tối ưu tìm Q = 0,657 m3, V =0,325 m/s 61 Thay giá trị Q; V vào phương trình Nr Ng ta giá trị tối ưu; Nrmin = 0,957KWh/m3 Ngmax = 1,805 m3/h 4.2.7 Khảo nghiệm máy với giá trị tối ưu thông số ảnh hưởng Trên sở số liệu tính tốn mục 4.2.6 ta có giá trị tối ưu X1 tải trọng chuyến, X2 vận tốc trống tời: X1 = 0,657 X2 = 0,325 m/s Sau kiểm tra máy, tiến hành kiểm tra, gỗ, thiết bị đo cho máy làm việc để lấy số liệu Theo tài liệu [2] số lượng quan trắc cần thiết để kết tin tưởng xác định công thức nct ≥ t b2 s 2 tb tiêu Student tra bảng phụ thuộc vào độ tin cậy P số lượng quan trắc n P= 0,95;  = 0,05 S- phương sai thí nghiệm  - Sai số tương đối,  = 0,01  0,05  - Sai số tuyệt đối,  = .Y Với kết thu phụ biểu: (09), Số lượng quan trắc cần thiết để kết có độ tin cậy 95% với sai số tương đối 5% a Hàm chi phí lượng riêng Nr cơng thức (4.11) Y 1= 13.9045  0.9269 15 62 s  (Y  Y ) n 1  0.01606  0.0387 14 Số lượng quan trắc cần thiết với tb =2.1 2.12 x 0.0387  3.056 nct = 0.04635 nct = thí nghiệm Số thí nghiệm thực n= 15 nct Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95% b Hàm suất Ng công thức 4.12 Y 1= s 27.4642  1.8309 15  (Y Y ) n 1  0.221  0.158 14 Số lượng quan trắc cần thiết với tb =2.1 nct = 2.12 x 0.1512  12.02 0.0915 nct = 12 thí nghiệm Số thí nghiệm thực n= 15 nct Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95% So sánh kết tính tốn phương trình (4.11); (4.12) + Kết tính tốn : Y1min = 0,957kwh/m3 Y2max =1,805m3 /h + Kết thí nghiệm :Y1min = 0,9269 kw.h/m3 Y2max = 1,8309m3 /h Sai lệch tính tốn thử nghiệm: Năng suất, 1.805/1.8309 = 98,5%; 63 Chi phí lượng riêng, 0.957/0.9269 =1,03% Nhận xét: Sự sai lệch gữa tính tốn thử nghiệm khơng đáng kể, giá trị tối ưu tính tốn chấp nhận 64 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Qua thực tế khảo nghiệm cho thấy mẫu tời hai trống đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu công nghệ, cải tiến, thiết kế, chế tạo số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” thiết kế, chế tạo hồn tồn đáp ứng yêu cầu vận xuất gỗ rừng tự nhiên Mẫu tời có cơng suất lớn, mở rộng cấp vận tốc nhờ trang bị hộp số, trang bị thêm trống tời phụ nên tăng cự ly kéo gỗ mở rộng khả làm việc tời với nhiều kiểu sơ đồ công nghệ khác Do đầu khúc gỗ nâng lên phần nhờ dây cáp tải nên giảm sức cản di chuyển gỗ dễ dàng Trên sở lý luận chung trình kéo gỗ tời, luận văn xây dựng cơng thức lý thuyết tính tốn suất (cơng thức 2.5) chi phí lượng riêng (cơng thức 2.16) tời hai trống vận xuất gỗ Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến hai tiêu này, luận văn lựa chọn hai yếu tố quan trọng tải trọng chuyến (Q) vận tốc cáp tời (V) để nghiên cứu ảnh hưởng chúng đến suất chi phí lượng riêng, làm sở, định hướng trình nghiên cứu thực nghiệm Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm xây dựng phương trình hồi quy hàm tương quan biểu diễn mối quan hệ suất, chi phí lượng riêng với yếu tố ảnh hưởng chọn: Năng suất gom gỗ tời - Phương trình hồi quy: Ng=1.914+0.518X1- 0.512X1X1+0.295X2+0.233X2X1- 0.465X2X2 65 - Phương trình dạng thực: Ng = -5850 + 3034Q – 3200Q2 + 329500V+5840VQ – 46500V2 Chi phí lượng riêng - Phương trình hồi quy: Nr = 0,794 +0,068 X1 + 0,075X21 + 0,098 X2 + 0,038 X2X1 – 0,003X22 - Phương trình dạng thực: Nr = 0,627 – 0,736Q +0,4687Q2 +0,641V + 0,95745QV – 0,3299V2 Khảo sát phương trình tương quan xác định giá trị vận tốc cáp tời tối ưu V = 0,325 m/s tải trọng chuyến tối ưu Q = 0,657 m3, điều kiện thí nghiệm, chi phí lượng riêng tời thấp suất tời lớn nhất: Nrmin = 0,957 KWh/m3, Ngmax = 1,805 m3/h Khảo nghiệm trình gom gỗ tời với trị số tối ưu, kết cho thấy tời làm việc hồn tồn ổn định; sai lệch kết tính toán kết đo nhỏ 5%, phương trình tương quan lập đảm bảo độ tin cậy trị số tối ưu nêu sử dụng thực tiễn sản xuất Đề nghị Như phân tích trên, có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ tời hai trống Do điều kiện thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn nghiên cứu hai yếu tố tải trọng chuyến (Q) vận tốc cáp tời (V), yếu tố khác chưa khảo sát Vì vậy, chúng tơi đề nghị sở kết luận văn cần tiếp tục khảo nghiệm yếu tố khác có ảnh hưởng tới chi phí lượng riêng suất tời để tiếp tục hồn thiện việc tính tốn tối ưu cho tời tự hành hai trống vận xuất gỗ rừng tự nhiên, từ đưa khuyến nghị sử dụng loại thiết bị cho có hiệu 66 Cần tiếp tục khảo nghiệm tời điều kiện sản xuất với nhiều dạng địa hình độ dốc khác để hoàn thiện kết cấu đánh giá khả làm việc tời Công nhân vận hành tời cần đào tạo, tập huấn để nâng cao kỹ sử dụng, giảm chi phí thời gian xử lý cố xảy trình sử dụng tời Trong trình khảo nghiệm nên sử dụng trị số tối ưu xác định luận văn để nâng cao suất giảm chi phí vận xuất Cần căng dây cáp tải với lực căng đủ lớn để đầu khúc gỗ nâng lên, hạn chế bị cày đầu vào đất Trong trường hợp có thể, dùng chụp đầu khúc gỗ móc gỗ chuyên dụng để giảm bớt sức cản khúc gỗ dễ vượt qua chướng ngại vật trình tời kéo 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Báo cáo tóm tắt kết thực dự án trồng triệu rừng năm 19982010 Đồn Tử Bình (1995) Bài giảng xác suất thống kê Đại học Lâm nghiệp Lê Công Huỳnh (1995) Phương pháp nghiên cứu khoa học NXB Nông nghiệp, Hà nội Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà nội Lê Như Long (1995), “Máy nơng nghiệp dùng hộ gia đình trang trại nhỏ, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Bùi Minh Trí (1996), Giáo trình tối ưu hố, NXB Giao Thơng Vận Tải, Hà Nội Đào Quang Triệu (1992), Xác định thông số tối ưu máy trộn phương pháp giải tốn thương lượng tìm cực trị khơng điều kiện, tạp chí khoa học cơng nghệ, NXB Giáo dục, Hà Nội, tr 13 TIẾNG NGA: 10 11 12 13 68 69 ... 1000 3600Q 2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng Cơng thức (2.16) cho thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng cho thấy yếu tố ảnh hưởng đến Ng ảnh hưởng đến Nr Để tiện... (2.5) 2.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến suất tời vận xuất Công thức (2.5) cho thấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến suất tời vận xuất Để tiện cho việc phân tích, đánh giá yếu tố ảnh hưởng thể chia chúng... luận tốt nghiệp với đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến suất chi phí lượng riêng vận xuất gỗ rừng tự nhiên tời tự hành hai trống” Mục tiêu đề tài: Trên sở nghiên cứu yếu tố kỹ thuật ảnh