Thiết kế cải tiến máy kéo bông sen thành máy kéo khung vận xuất gỗ rừng trồng

MỤC LỤC MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nƣớc ta 1.2.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh để vận xuất gỗ giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh để vận xuất gỗ nƣớc 10 1.3 Cơ sở lý thuyết máy kéo bánh .14 Chƣơng 16 THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY KÉO BÔNG SEN HAI BÁNH THÀNH MÁY KÉO KHUNG GẬP VẬN XUẤT GỖ RỪNG TRỒNG 16 2.1 Tìm hiểu máy kéo B ng sen .16 2.2 Đề xuất lựa chọn phƣơng án .17 2.2.1 Phƣơng án 1: Máy kéo khung gập lái vòng cách thay đổi m men quay bánh chủ động .17 2.2.2 Phƣơng án 2: Máy kéo khung gập có phận dẫn động cho cấu gập khung với dẫn động thủy lực 21 2.2.3 Phƣơng án 3: Máy kéo khung gập có phận dẫn động cho cấu gập khung truyền động bánh 22 2.2.4 Lựa chọn phƣơng án thiết kế 23 2.3 Tính toán thiết kế cải tiến máy kéo B ng Sen – thành máy kéo khung gập vận xuất gỗ rừng trồng .24 2.3.1 Nghiên cứu khả kéo máy kéo BS - .24 2.3.2 Tính lực kéo gỗ (T) mà máy kéo kéo đƣợc 26 2.4 Tính toán hệ thống khung 30 2.4.1 Tính tốn chọn tiết diện cho trục ròng rọc chuyển hƣớng 31 2.4.2 Tính tốn cho thép đứng 33 2.4.3 Tính tốn bền cho dọc 16 36 2.4.4 Tính tốn ngõng trục 39 2.4.5 Tính tốn chọn ổ trƣợt 42 2.4.6 Tính tốn ngang 12 45 2.5 Tính toán khớp nối 46 2.5.1 Tính tốn kiểm tra bền cho bu l ng 11 46 2.5.2 Tính tốn kiểm tra bền cho khớp lắc ngang 10; lắp với đầu máy chốt 47 2.5.3 Chọn ghế ngồi 50 2.6 Nghiên cứu khả làm việc máy kéo khung gập quy định an toàn 51 2.6.1 Khả ổn định chống lật dọc 51 2.6.2 Khả ổn định chống lật ngang 52 2.6.3 Hƣớng dẫn sử dụng quy định an toàn 55 Chƣơng 56 SƠ BỘ TÍNH TỐN GIÁ THÀNH 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 Kết luận: .58 Kiến nghị 58 Tài liệu tham khảo 60 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày rừng tự nhiên nƣớc ta kh ng nhiều mà phần lớn rừng ngày rừng trồng Rừng trồng nguồn cung cấp gỗ chủ yếu cho c ng nghiệp chế biến gỗ, làm trụ mỏ, cho xây dựng xuất đóng góp kh ng nhỏ vào thu nhập quốc gia Khai thác gỗ gồm nhiều khâu c ng việc, đa số khâu chủ yếu thực theo phƣơng pháp thủ c ng nặng nhọc, suất thấp Một khâu c ng việc khâu vận xuất gỗ, khâu nặng nhọc địi hỏi đƣợc giới hóa Hiện việc vận xuất gỗ số máy kéo cỡ lớn chuyên dùng nhƣ TDT-55, LKT-80,… dùng để vận xuất gỗ rừng tự nhiên kh ng phù hợp với khai thác gỗ rừng trồng Gỗ rừng trồng chủ yếu vận xuất sức lao động thủ c ng, nhiều nơi dùng trâu kéo Trong nƣớc ta nhập chế tạo nhiều máy kéo cỡ nhỏ hai bánh Chúng đƣợc sử dụng chủ yếu sản xuất n ng nghiệp (cày, phay, bừa…) Nếu sử dụng loại máy kéo hai bánh làm việc đất rừng nảy sinh hàng loạt vấn đề nhƣ: khả ổn định, kéo bám điều khiển Để sử dụng máy kéo cỡ nhỏ hai bánh vào vận xuất gỗ rừng trồng ta cần cải tiến cho máy chuyển động đƣợc đất lâm nghiệp cách linh hoạt, dễ điều khiển, cịn cần có chỗ để bố trí thiết bị chuyên dùng nhƣ: Tời, phận đỡ gỗ kéo gỗ nửa lết… Nhiều kết nghiên cứu khẳng định máy kéo khung gập có khả di chuyển tốt đất lâm nghiệp Vì lý t i định nghiên cứu đề tài: “Thiết kế cải tiến máy kéo Bông Sen thành máy kéo khung gập vận xuất gỗ rừng trồng” Mục tiêu đề tài là: Thiết kế máy kéo khung gập sở máy kéo B ng Sen hai bánh để đƣợc đất thoải lâm nghiệp dùng cho việc vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nước ta Rừng nhiệt đới Việt Nam kho tài nguyên quý báu phận quan trọng m i trƣờng sinh thái, có giá trị to lớn kinh tế quốc dân Rừng cung cấp khối lƣợng lớn gỗ, củi, tre, nứa, song mây, đặc sản rừng khác phục vụ nhu cầu sản xuât, đời sống xuất Hiện rừng nƣớc ta đứng trƣớc thực tế khó khăn nguồn tài nguyên ngày cạn kiệt chiến tranh, nạn du canh du cƣ đốt rừng làm rẫy, việc khai thác rừng kh ng quy định làm cho rừng xuống cấp số lƣợng lẫn chất lƣợng Vai trò rừng trồng ngày chiếm vị trí quản trọng việc đáp ứng nhu cầu gỗ cho kinh tế quốc dân Rừng trồng ngày đƣợc quan tâm phát triển thay cho rừng tự nhiên ngày nghèo kiệt, khó khai thác cần đƣợc bảo vệ diện tích ngày bị thu hẹp lại Nhu cầu gỗ tăng cao lên khu rừng đất nguồn, khu bảo tồn thiên nhiên bị xâm phạm gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến m i trƣờng sinh thái m i trƣờng sống ngƣời Để phá bỏ tận gốc rễ việc phá rừng bảo vệ m i trƣờng sống nhƣ hệ sinh thái kh ng cách khác phải trồng rừng với loại phát triển nhanh cho suất cao thỏa mãn nhu cầu cấp thiết gỗ, củi cho kinh tế Rừng trồng chủ yếu cung cấp gỗ nhỏ cho xây dựng, gỗ trụ mỏ cho ngành khai thác than, gỗ dùng c ng nghiệp chế biến gỗ, gỗ diêm, nguyên liệu giấy sợi… Trong thời gian dài diện tích rừng Việt Nam giảm liên tục (năm 1943 14,3 triệu ha, năm 1993 9,3 triệu ha) Tuy nhiên, năm gần đây, diện tích rừng có xu hƣớng tăng lên rõ rệt Đến cuối năm 1999, tổng diện tích rừng nƣớc 10,9 triệu (chiếm 32,2% tổng diện tích tự nhiên tồn quốc) Trong rừng tự nhiên chiếm 9,4 triệu rừng trồng 1,5 triệu [1] Cho đến rừng tự nhiên hạn chế khai thác, dần đƣợc thay khai thác rừng trồng Theo định hƣớng xây dựng phát triển vốn rừng: Việc trồng triệu rừng rừng kinh tế chủ lực 1,8 triệu Nhƣng trình phát triển mạnh đất nƣớc thúc đẩy khai thác sản phẩm từ rừng lớn, dự báo nhu cầu sử dụng lâm sản hàng năm giai đoạn 2005-2010 nhƣ sau [1]: Nhu cầu Đơn vị 2005 2010 1.Gỗ trụ mỏ 103m3 300 350 2.Nguyên liệu giấy 103m3 7.500 18.500 3.Nguyên liệu ván nhân tạo 103m3 1.500 3.500 4.Gỗ XDCB, đồ gia dụng 103m3 2.700 3.500 5.Củi 103m3 12.000 10.500 Trong 10 năm tới nguồn cung cấp gỗ nƣớc chủ yếu dựa vào khai thác trồng phân tán, khai thác rừng trồng có tận thu từ rừng tự nhiên Tuy nhiên, với khả rừng nƣớc ta chƣa đáp ứng đủ nhu cầu cho sản xuất Lƣợng gỗ cần cho nghành c ng nghiệp cao nhƣ: Gỗ chế biến sợi, giấy, ván dăm, ván nhân tạo Gỗ phục vụ cho nghành khai thác than, gỗ cho thủ c ng mỹ nghệ gỗ phục vụ xây dựng… Nhu cầu gỗ v lớn mà rừng tự nhiên bị hạn chế khai thác thay vào khai thác rừng trồng, rừng nguyên liệu hƣớng tới khai thác gỗ rừng trồng Nhƣ đặt nhiệm vụ khai thác gỗ rừng trồng cần đƣợc trọng phát triển Với chƣơng trình phủ xanh đất trồng đồi núi trọc, trồng rừng theo dự án PAM Cùng với sách đƣờng lối lâm nghiệp xã hội, rừng trồng ngày phát triển đóng vai trị to lớn việc cung cấp gỗ cho nghành kinh tế Để đƣợc lƣợng gỗ rừng trồng lớn, cung cấp thỏa mãn nhu cầu kinh tế quốc dân, q trình từ trồng, chăm sóc, bảo vệ, khai thác, vận xuất vận chuyển khoảng thời gian chu kỳ 4-10 năm Chỉ nói riêng khâu khai thác, vận xuất vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng cần có nhiều tồn cần phải giải Việc khai thác gỗ nhỏ rừng trồng nƣớc ta chủ yếu khai thác thủ c ng chính, c ng nhân chặt hạ dao tạ, cƣa đơn, cƣa xăng, rìu, cƣa cung… cắt khúc rừng, lao xeo, vác vai hay kéo trâu để vận xuất gỗ khúc tới đƣờng vận chuyển, từ bốc lên xe t để vận chuyển đến bãi hai Một số nơi dùng máy kéo TDT55 để vận xuất gỗ, trình chặt hạ, cắt khúc rừng sau dùng máy kéo TDT55 luồn sâu vào rừng vận xuất gỗ tời tới đống gỗ dọc đƣờng vận chuyển Trong sản xuất lâm nghiệp nƣớc ta rừng chủ yếu khai thác chọn với trữ lƣợng phân tán nên chặt hạ thủ c ng phù hợp với thực tế sản xuất, việc giới hóa khâu cịn hạn chế Q trình vận xuất khâu quan trọng có liên quan mật thiết đến suất lao động, giá thành sản phẩm, sức lao động ngƣời c ng nhân Vận xuất thủ c ng, c ng nhân làm việc điều kiện nặng nhọc, an toàn lao động kh ng đƣợc đảm bảo, suất thấp, dùng trâu kéo ảnh hƣởng đến Với điều kiện đồi núi dùng trâu kéo có suất thấp, nhiên địa hình hiểm trở độ dốc lớn, trữ lƣợng gỗ phân tán vận xuất thủ c ng phù hợp Việc áp dụng giới hóa việc vận xuất gỗ nƣớc ta khó khăn trữ lƣợng gỗ phân tán, áp dụng vận xuất giới nơi có trữ lƣợng gỗ tập trung nhƣ khu nguyên liệu giấy, khu vực đ ng bắc, cung cấp gỗ mỏ cho khai thác than Tại sử dụng loại máy kéo TDT55, TDT75, LKT80… loại máy kéo xuất cao, khả bám ổn định xe tốt, làm hạ giá thành sản phẩm, giải phóng sức lao động c ng nhân Tuy nhiên loại máy kéo bánh xích làm phá hoại sói mịn đất Các loại máy kéo bánh hạn chế tác hại nhƣng việc nhập máy kh ng thỏa mãn nhu cầu đòi hỏi vốn đầu tƣ lớn, sử dụng có hiệu cao dùng nơi có trữ lƣợng tập trung cao Để sử dụng đến mức tối đa nguyên liệu rừng trồng cung cấp, nƣớc giới nƣớc có ngành c ng nghiệp rừng phát triển: Thụy Điển, Canada… nƣớc áp dụng hình thức vận xuất, vận chuyển thẳng cây, tận dụng gốc rễ, cành chế biến theo m hình sản xuất khai thác- chế biến rừng khép kín kh ng có phế liệu Ở Liên X có kiểu t Briu nhet 500 Briu nhet 900 dùng để vận xuất gỗ thẳng từ rừng với cự li vận chuyển 15- 20km [2] Khuynh hƣớng phát triển nƣớc giới trang bị cho máy kéo họ thiết bị chuyên dùng nhƣ rơmooc, tay bốc thủy lực… để nâng cao việc giới hóa vận xuất,vận chuyển gỗ rừng trồng, phù hợp với loại rừng đặc chủng loài khai thác trắng Ngày giới nƣớc tiên tiến rừng tự nhiên hầu nhƣ kh ng còn, tài nguyên rừng lấy chủ yếu từ rừng trồng Việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào trồng khai thác rừng trồng đƣợc đầu tƣ lớn để lấy lƣợng gỗ lớn diện tích rừng định với giá thành nhỏ nhất, đáp ứng nhu cầu gỗ ngày tăng kinh tế giới nói chung nƣớc nói riêng 1.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh để vận xuất gỗ 1.2.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh để vận xuất gỗ giới Tháng 8/1963 Hội nghị quốc tế quy hoạch hóa đƣờng vận chuyển lâm nghiệp tổ chức Giơnevơ năm 1980 Ulabato định nhanh chóng thay máy kéo bánh xích máy kéo bánh dùng hoạt động lâm nghiệp [3] Máy kéo bánh bơm có tính động cao, gây tác hại cho đất Từ đến nhiều c ng trình nghiên cứu máy kéo bánh bơm đƣợc thực hiện, nhiều c ng trình khoa học đời thực tế sử dụng thể tính ƣu việt hẳn so với máy kéo bánh xích Theo chức máy kéo bánh vận xuất gỗ phân thành hai loại: Máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng máy kéo n ng nghiệp đƣợc cải tiến để vận xuất gỗ Các máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng thƣờng có c ng suất lớn, tính ổn định khả kéo bám cao nhƣng phù hợp với nƣớc có c ng nghiệp khai thác phát triển sản suất với quy m lớn Vào năm 1950 Tiệp Khắc nghiên cứu sản suất loại máy kéo bánh LKT-80 đƣợc trang bị thủy lực để vận xuất gỗ theo phƣơng pháp kéo lết từ xa Đây máy kéo khung gập bánh chủ động, có bán kính quay vịng nhỏ, khả kéo bám vƣợt chƣớng ngại vật cao nên phù hợp cho việc khai thác rừng tự nhiên nơi có địa hình khó khăn [4][5] Hình 1.1: Vận xuất gỗ máy kéo LKT-80 Ở Phần Lan ngƣời ta chế tạo loại Skidder hãng Tim bejack dùng để vận xuất gỗ phƣơng pháp kéo nửa lết, máy đƣợc trang bị tời cáp, cần treo, ngoạm gỗ hay tay bốc thủy lực Hình 1.2: Vận xuất gỗ tời lắp sau máy kéo Valmet Máy vận xuất hãng Tim berjeck, Norcar… Phần Lan, volvo Thụy Điển, tay thủy lực loại máy có kết cấu gọn nhẹ làm việc linh hoạt tin cậy Bốn bánh phía sau đƣợc bố trí hai trục quay tƣơng khung xe nhờ máy quay với bán kính nhỏ vƣợt chƣớng ngại vật rừng, nên tính động cao thích hợp với quy m lớn trình độ giới hóa cao [6] Hình 1.3: Liên hợp máy bốc dỡ Volvo Thuỵ Điển Từ năm 1957 Liên X sử dụng loại máy kéo bánh vận xuất gỗ nhƣ: TT-1, T-210, K730… Qua thực tiễn sử dụng chuyên gia khẳng định: Máy kéo bánh vận xuất gỗ động hơn, cho suất cao mở triển vọng vận chuyển thẳng gỗ từ nơi chặt hạ bãi gỗ hay xuống đƣờng vận chuyển, giảm bớt khâu lao động trung gian vận xuất, vận chuyển gỗ [4], [6] Năm 1950 Phần Lan ngƣời ta sử dụng máy kéo n ng nghiệp bánh để vận xuất gỗ cho suất hiệu kinh tế cao Chính việc sử dụng máy kéo n ng nghiệp để giới hóa vận xuất vận chuyển gỗ ngày tăng nhanh mà đỉnh cao năm 80 [7], theo thống kê mùa khai thác gỗ có khoảng 80000- 100000 máy kéo n ng nghiệp sử dụng để vận xuất gỗ Trong năm gần nhiều máy kéo chuyên dùng đại đƣợc sử dụng để vận xuất gỗ Tuy nhiên lƣợng gỗ hàng năm máy kéo n ng nghiệp đảm nhận chiếm 1/3 Sử dụng máy kéo n ng nghiệp bánh để vận xuất gỗ đạt hiệu kinh tế cao, với vùng nông thôn giá thành rẻ, sửa chữa chăm sóc dễ máy kéo chuyên dùng đồng thời tận dụng khai thác tối đa khả thiết bị để phục vụ sản xuất n ng lâm nghiệp 1.2.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh để vận xuất gỗ nước Để vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng sử dụng đƣợc loại máy kéo có tùy thuộc vào địa hình mà chọn loại máy kéo cho phù hợp tải độ dốc tối đa máy vƣợt qua cho có lợi nhất, đem lại hiệu kinh tế cao Rừng trồng điều kiện tự nhiên kh ng đến mức phức tạp, độ dốc kh ng lớn nên loại máy kéo lớn có độ bám độ ổn định cao loại máy kéo bánh xích có tốc độ chậm đƣợc sử dụng Các loại máy kéo bánh bơm đƣợc sử dụng rộng rãi c ng tác vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng cả, có tốc độ cao giảm thời gian chạy chạy lại theo hai chiều có tải kh ng tải mang lại hiệu kinh tế cao góp phần hạ giá thành sản phẩm Đối với vận xuất lâm nghiệp, hoạt động khai thác thƣờng diễn rừng, phƣơng tiện dùng vận xuất gỗ chủ yếu máy kéo chuyên dùng máy kéo n ng nghiệp đƣợc lặp đắt thiết bị chuyên dùng để vận xuất gỗ Các c ng trình nghiên cứu đƣợc chia thành nhóm vấn đề sau: * Thiết kế, chế tạo, khảo nghiệm đánh giá suất, giá thành thiết bị vận xuất: Song song với việc sử dụng máy móc thiết bị chuyên dùng đƣợc nhập từ nƣớc ngoài, từ năm 1960 Viện C ng Nghiệp Rừng phối hợp với lâm trƣờng Bắc Yên nghiên cứu chế tạo tời hai trống lắp máy kéo Krabat để vận xuất gỗ Hệ thống thiết bị đƣợc khảo nghiệm tiêu kinh tế kỹ thuật đƣa vào phục vụ sản suất năm 1963 [8] Việc giới hóa khai thác gỗ nhỏ rừng trồng để cung cấp cho nhà máy giấy sợi, ván nhân tạo, gỗ chống lò cho khu khai thác than… 10 Điều kiện bền uốn:  lông 11 Nhƣ vậy:   K  Mu Mu    Wu 0,1.d3  17128  6344 N/cm2 <   0,1.3 với d =3cm đƣờng kính bu  Vậy bu l ng 11 đủ bền 2.5.2 Tính tốn kiểm tra bền cho khớp lắc ngang 10; lắp với đầu máy chốt Cấu tạo khớp lắc ngang 10 gồm ống thép hình trụ đƣợc vát hai bên để hàn hai thép Cậu tạo khớp lắc ngang 10 nhƣ hình vẽ: Ø1 Ø Hình 2.21: Cấu tạo khớp lắc ngang Cấu tạo lắp với đầu máy gồm ống thép hình trụ đƣợc vát bên để hàn với thép liên kết với đầu máy vị trí 24 Cậu tạo lắp với đầu máy nhƣ hình vẽ: 25 60 Hình 2.22: Cấu tạo lắp với đầu máy 47 a Tính bền cho mối hàn khớp lắc ngang 10 Ta thấy mối hàn thuộc dạng mối hàn chồng dọc Mối hàn chồng dọc (hình 2.20) mối hàn có phƣơng song song với lực tác dụng Theo chiều dài mối hàn ứng suất tiếp  phân bố kh ng Giả thiết tiết máy tuyệt đối cứng tiết máy mối hàn có tính đàn hồi Dƣới tác dụng lực chuyển vị b2 lớn a2 nhƣ gây biến dạng trƣợt ứng suất  giảm dần từ phải sang trái Tƣơng tự tiết máy tuyệt đối cứng cịn mối hàn có tính đàn hồi ta có ứng suất  giảm dần từ trái sang phải Vì thực tế để hạn chế cong vênh chi tiết ngƣời ta hạn chế chiều dài hàn l d  50 k Khi tính tốn giả thiết tính theo giá trị trung bình  Hình 2.23: Mối hàn chồng dọc Khớp lắc ngang 10 chịu lực kéo Px Điều kiện bền với mối hàn nhƣ sau:   Px /   '  2.0,7k ld   5598/2 =14 N/mm2 2.0,7.3.50 Ta dùng thép CT có  K  = 160 N/mm2 phƣơng pháp hàn hồ quang, tay, que hàn 42 nên    =0,6   =0,6.160 = 96 N/mm2 K So sánh ta thấy  <    Nhƣ mối hàn đủ bền 48 b Kiểm tra bền cho chi tiết vị trí liên kết khớp lắc ngang 10 với chi tiết th ng qua chốt Hình 2.24: Liên kết chi tiết: lắp với đầu máy 7, chốt khớp lắc ngang 10 Chốt lắp vào lỗ doa, thân chốt đƣợc gia c ng nhẵn Lúc dƣới tác dụng lực Px thân chốt bị cắt bị dập Điều kiện bền cắt:  c  Px  c  i. d Trong đó: d0- Đƣờng kính thân chốt (đƣờng kính lỗ) d0=25 mm; i- Số bề mặt chịu cắt thân chốt 8, ta có i=2; Vật liệu chế tạo thép 20 có:   c  =60 N/mm2;   Vậy:  c  d  =120 N/mm2 4.5598 =5,7 N/mm2 <   c  =60 N/mm2.Nhƣ đủ bền 2.3,14.25 Điều kiện bền chèn dập thân chốt lỗ khớp lắc ngang 10: d Px 5598 =4,48 N/mm2 <    2.S 2.25.25 d  =120 N/mm2 Với S=25 mm chiều dày khớp lắc ngang 10 Kiểm tra điều kiện kéo đứt khớp lắc ngang 10:  kt  PZ 5598  =3,2 N/mm2    2.S  t   2.25.(60 - 25) 49 K  t bề rộng tấm, ta có t=60 mm Điều kiện không bị rách mép: t  Px 5598 =7.5 N/mm2    t   2.15.25  d  e  .S 2  Điều kiện bền chèn dập lỗ chi tiết 7: d Px 5598 = =4,5 N/mm2    S1 d0 50.25 d  S1 chiêu cao ống trụ lắp với đầu máy 7, ta có S1=50 mm Nhƣ chi tiết chế tạo đủ bền c Kiểm tra điều kiên bền cho mối hàn ống trụ với thép chi tiết Ống trụ chịu lực kéo Px Điều kiện bềncủa mối hàn:   Px  2.0,7k ld  Ơ ld = S1=50 mm; k=5 nên ta co:   5598  26,7 N/mm2 2.0,7.3.50 a dùng thép CT có  K  = 160 N/mm2 phƣơng pháp hàn hồ quang, tay, que hàn 42 nên    =0,6   =0,6.160 = 96 N/mm2 K So sánh ta thấy  <    Nhƣ mối hàn đủ bền 2.5.3 Chọn ghế ngồi Trên sở tìm hiểu loại ghế số máy có ta chon ghế ngồi cho máy kéo khung gập Ghế ngồi đƣợc lắp lên vị trí 24 (trên hình 2.4) Khối lƣợng ghế Gg =10 kg Cấu tạo ghế gồm thép hàn lại với nhƣ hình vẽ sau: 50 Hình 2.25: Ghế ngồi 2.6 Nghiên cứu khả làm việc máy kéo khung gập quy định an toàn 2.6.1 Khả ổn định chống lật dọc d Tsin Gsin T G'sin Tcos hg ' ht Z2 A X2 Z G Gc os  X1  G' G'cos  Hình 2.26: Sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy máy theo chiều dọc Trong sơ đồ trên: G: Trọng lƣợng đầu máy kéo, G = 2000 N; G’: Trọng lƣợng hệ thống khung (kể khung, thiết bị chuyên dùng, ghế ngƣời), G’ = 1000+200+100+700 = 2000 N; T: Lực căng cáp kéo gỗ, T = 2492 N; : Độ dốc mặt đƣờng; X1, X2: Phản lực tiếp tuyến tác dụng lên bánh trƣớc, bánh sau; 51 Z1, Z2: Phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh trƣớc, bánh sau; e: Khoảng cách từ ttrục ròng rọc tới đến trục sau, e = 200 mm; a: Khoảng cách từ trọng tâm hệ thống khung đến trục sau, a = 500 mm; d khoảng cách từ trọng tâm đầu máy đến trục bánh trƣớc, đ = 300 mm hg: Chiều cao trọng tâm đầu máy kéo, hg = 1100 mm; hg’: Chiều cao trọng tâm hệ thống khung, hg’ = 900 mm; ht: Chiều cao ròng rọc chuyển hƣớng, ht = 1000 mm Lấy tổng m men tất lực điểm A:  MA  G'.a.cosα-G'.hg'.sinα-T h t cosα-T h t sinα+G.(L+d).cosα-G.hg sinα-Z1.L  Giải phƣơng trình với ẩn Z1 ta đƣợc: G'.a.cosα-G'.h sinα-T h t cosα-T h t sinα+G.(L+d).cosα-G.hg sinα g' Z  L (Với L: Khoảng cách hai bánh trƣớc sau máy kéo, L=1500 mm) Máy kéo bắt đầu có tƣợng lật phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh trƣớc (Z1 ≤ 0), xét thời điểm Z1 = ta có: tgα  G.(L+d)+G'.a  T h t G'.h  T h t  G.hg g' Thay giá trị vào (4.2) ta có: tgα  2000.(1500  300)  2000.500  2492.1000  0,325 2000.900  2492 1000  2000.1100 Vậy với  = 180 máy kéo có tƣợng lật dọc 2.6.2 Khả ổn định chống lật ngang Do đặc điểm phận khớp nối, đầu máy kéo romooc lật ngang cách độc lập Do ta xét ổn định ngang cho phận a Khả ổn định chống lật ngang đầu máy kéo Sơ đồ nghiên cứu ổn định chống lật ngang máy kéo cho hình 2.27 Các lực tác dụng lên máy kéo nhƣ sau: 52 - Trọng lƣợng máy kéo G=2000 N; - Lực thẳng đứng từ phía khung tác dụng lên máy kéo P =2141 N Các lực phân hai thành phần pháp tuyến song song với mặt đất; - Z1, Z2: Phản lực pháp tuyến tác dụng lên hai bánh; - X1, X2: Phản lực tiếp tuyến tác dụng lên hai bánh; - : Độ dốc mặt đƣờng; - hg: Chiều cao trọng tâm đầu máy; - 2a: Khoảng cách hai vệt bánh, 2a = 570 mm Gsin Gcos  hg G hk Psin Z1 Pcos  A P  Z2 a B Hình 2.27: Sơ đồ lực tác dụng lên liên hợp máy theo chiều ngang Lập phƣơng trình mơ men tất lực điểm B ta có:  MB  Z1.2a  G.sinβ.hg  P.r.sinβ  G.a.cosβ  P.a.cosβ  Máy kéo có tƣợng lật ngang Z1 ≤ 0, xét trƣờng hợp máy kéo bắt đầu lật (Z1 = 0) ta có: tgβ  (G  P).a (2000  2141).285  =0,522 G.hg  P.r 2000.1100  2141.28 Nên có:  =27,56 Nhƣ với độ dốc  27,56 máy kéo có tƣợng lật ngang b Khả ổn định chống lật ngang hệ thống khung Khớp nối thiết kế để hệ thống khung xoay quanh trục dọc Trọng lƣợng khung tải tỳ lên điểm tựa: điểm nối khớp với đầu máy 53 hai bánh sau Nhƣ chu tuyến tựa có dạng tam giác cân (hình 2.28) Trƣờng hợp nguy hiểm khả ổn định chống lật ngang trục lật X-X thẳng góc với hƣớng dốc Từ quan hệ hình học sơ đồ ta tính đƣợc khoảng cách sau:  Hình 2.28: Sơ đồ nghiên cứu khả ổn định chống lật ngang hệ thống khung kéo gỗ b1  (d – c).sin b2 = (d – a).sin  b3 = d.sin  Trong góc tg = 570/2 =0,35625 nên  =200 800 Lập phƣơng trình m men trục lật từ ta rút giá tri phản lực pháp tuyến tác dụng lên bánh xe phía dốc: Zt= (G.b1  Q.b2 ).cos -(G.hg '  Q.hq ).sin  b3 Khung bắt đầu có hiên tƣợng lật phản lực pháp tuyến lên bánh xe phía dốc triệt tiêu (Zt =0) Từ điều kiện tìm đƣợc độ dốc ngang giới hạn khung có tƣợng lật trƣờng hợp nguy hiểm theo biểu thức sau: tg  = [G.(d-c)+Q.(d-a)].sin [2000.(800-500)+3397.(800-150)].sin20 = G.h g'  Q.hq 2000.900  3397.300 tg  = 0,4807 Khi kéo gỗ với tải trọng tối đa Q = 3397 N ta tính đƣợc giá trị độ dốc  =25,670 54 Nhƣ điều kiện khả ổn định chống lật ngang khung khả ổn định chống lật ngang đầu máy kéo 2.6.3 Hướng dẫn sử dụng quy định an toàn Khi máy kéo kéo theo hệ thống khung cần phải xác định bán kính quay vịng nhỏ để xe vào đƣờng vịng đƣợc an tồn C ng tác chuẩn bị: Kiểm tra tình trạng kỹ thuật máy kéo, hệ thống khung trƣớc vận chuyển (kiểm tra áp suất lốp , kiểm tra dầu b i trơn, nƣớc làm mát, mối ghép…) Hoạt động liên hợp máy: Sau kiểm tra máy ta tiến hành đƣa liên hợp máy vào rừng để vận xuất, vận chuyển gỗ Các bƣớc c ng việc nhƣ sau: - C ng việc kéo gỗ tuỳ vào điều kiện tình hình cụ thể mà áp dụng hình thức kéo gỗ - C ng việc vận xuất tiến hành nhờ đầu máy B ng sen- Khi vận hành máy cần ý độ dốc giới hạn để tránh trƣờng hợp máy bị lật Các c ng việc kiểm tra hệ thống máy sau làm việc: - Liên hợp máy sau làm việc cần tiến hành kiểm tra, bảo dƣỡng thƣờng xuyên, kịp thời: - Bảo dƣỡng hàng ngày: Xem xét đầu máy, tình trạng hệ thống khung, thiết bị chuyên dùng Kiểm tra dầu, dầu b i trơn, nƣớc làm mát đầu máy… - Bảo dƣỡng một: Làm toàn c ng việc ngồi cịn kiểm tra phanh, bắt chặt bu l ng, đai ốc mối ghép - Bảo dƣỡng hai: Làm tất cảc c ng việc nhƣ bảo dƣỡng thêm c ng việc thay mỡ moay ơ, đảo lốp theo sơ đồ, xiết chặt bánh xe 55 Chương SƠ BỘ TÍNH TỐN GIÁ THÀNH Để tính tốn giá thành chế tạo mẫu máy ta vào: - Chi phí cơng nhân: Lƣơng c ng nhân bậc với hệ số bậc 2,43 Một ngày làm việc giờ, tháng làm việc 24 ngày, năm làm việc 10 tháng Áp dụng c ng thức tính đơn giá tiền lƣơng cho c ng nhân: l Dg  ( K pc  Kc ).M T 24 Trong đó: Dg- Đơn giá sản phẩm, đồng/ngày c ng, Kpc- Hệ số phụ cấp, Kpc= 0, Kc- Hệ số bậc lƣơng, Kc= 2,34, MT- Mức thời gian, MT =1 ca, lmin- Lƣơng tối thiểu, lmin= 450000 đồng/tháng Thay số vào c ng thức ta có: Dg= 43875 đồng/ngày c ng Thời gian cần thiết để chế tạo máy kéo: 15 ngày Số lƣợng c ng nhân: ngƣời Nhƣ vâỵ chi phí cho c ng nhân là: 2.15.43875 = 316 250 đồng - Chi phí mua máy kéo Bơng sen là: 000 000 đồng - khối lƣợng thép cần để chế tạo hệ thống khung: Với m = 5,90 kg/m khối lƣợng 1m thép chữ C có số hiệu 6,5; m’= 7,05 kg/m khối lƣợng 1m thép chữ C có số hiệu + Khối lƣợng hai dọc 16: m16 = 2.0,8.7,05 = 11,28 kg + Khối lƣợng hai đứng 3: m 3= 2.1.5,90 = 11,8 kg + Khối lƣợng ngang 12: m 12=1.0,45.7,05 = 3,17 kg + Khối lƣợng khớp nối: m k=2 kg Tổng khối lƣợng thép cần thiết để chế tạo hệ thống khung: 28,25 kg Giá trung bình 1kg thép kỹ thuật nay: 20 000 đồng/kg Nhƣ chi phí để mua thép kỹ thuật vào khoảng: 565 000 đồng 56 - Chi phí mua hai bánh xe, ổ trƣợt may bánh bị động khoảng: 600 000 đồng Nhƣ chi phí chế tạo máy kéo khung gập vận xuất gỗ rừng trồng vào khoảng: 10 481 250 đồng Nhận xét: Mặc dù chƣa có số khảo nghiệm đầy đủ việc lấy giá cả, định mức số trƣờng hợp chƣa xác hồn tồn Mặt khác số liệu thu thập dựa vào số sở sản xuất mà chƣa có văn cụ thể định giá chi phí q trình thiết kế Tuy nhiên qua cho thấy giá trị kinh tế liên hợp máy giá trị sử dụng liên hợp máy vào vận chuyển gỗ rừng trồng, ngồi cịn góp phần giải phóng sức lao động ngƣời, tăng cƣờng giới hoá sản xuất lâm nghiệp 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Dƣới hƣớng dẫn, bảo tận tình thầy giáo ThS Nguyên Hồng Quang thầy giáo, c giáo khoa C ng nghiệp phát triển n ng th n với nỗ lực thân, khoá luận tốt nghiệp t i hoàn thành đạt đƣợc kết sau: Trên sở tìm hiểu cấu tạo máy kéo B ng Sen kết cấu loại máy kéo khung gập có, t i đề xuất ba phƣơng án thiết kế cải tiến máy kéo B ng Sen thành máy kéo khung gập thay cho súc vật kéo để kéo gỗ nhỏ rừng trồng Bằng phƣơng pháp tính tốn m n học: Tính tốn thiết kế kéo, chi tiết máy, học lý thuyết, sức bền vật liệu, lý thuyết t máy t máy kéo… t i tính tốn thiết kế đƣợc phận máy kéo khung gập nhƣ: Các đứng, dọc, ngang hệ thống khung, ngõng trục lắp bánh xe chi tiết khớp nối Các chi tiết đƣợc thiết kế đảm bảo độ bền nhƣng nhỏ gọn, có kết cấu hợp lý Bằng kiến thức m n học vẽ kỹ thuật sở đồ hoạ máy tính t i vẽ đƣợc vẽ lắp vẽ chi tiết hệ thống khung khớp nối Đề tài xác định đƣợc số tiêu kỹ thuật liên hợp máy: khả kéo bám, khả ổn định liên hợp máy Đề tài sơ tính đựơc giá thành chế tạo mẫu máy Kết tính tốn cho thấy giá thành chế tạo là: 10 481 250 đồng Để đảm bảo an toàn cho ngƣời sử dụng, nâng cao tuổi thọ cho máy, nâng cao suất vận chuyển đề tài đƣa nội dung hƣớng dẫn sử dụng quy định an toàn Kiến nghị Do khả thân có hạn, bƣớc đầu t i làm quen với c ng tác tính tốn thiết kế, hƣớng đề tài lại có tài liệu tham khảo nên kh ng thể tránh khỏi thiếu sót T i mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy c giáo 58 bạn đồng nghiệp để thiết kế đƣợc hoàn thiện nữa.và mong sau đƣợc hoàn thiện thêm thiết kế đƣợc đƣa vào chế tạo thử nghiệm Qua đây, t i gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo ThS Nguyễn Hồng Quang thầy c m n Máy lâm nghiệp, m n Cơ sở tận tình giúp đỡ t i thời gian thực luận văn tốt nghiệp Xuân Mai, ngày tháng năm 2008 Sinh viên thực Nguyễn Viết Bắc 59 Tài liệu tham khảo Chiến lược phát triển Lâm nghiệp giai đoạn 2000 -2010 Nguyễn Quang Tuấn Thiết kế tời dẫn động thủy lực lắp máy kéo cỡ nhỏ vận xuất gỗ rừng Trịnh Hữu Trọng, Nguyễn Kim, Ng Văn Chính, Trần Mỹ Thắng, Nguyễn Văn Quân, Dƣơng Văn Tài (2001) –Khai thác vận chuyển lâm sản – Nhà xuất N ng Nghiệp Trần C ng Hoan, Nguyễn Kim, Trịnh Hữu Lập, Ma trƣờng Thọ, Ng Thế Tƣờng (1973) Cơ khí hóa khai thác gỗ - Nhà xuất N ng th n Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy (tập II) – Trƣờng ĐHBK Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB Khoa học kỹ thuật Giang Ngọc Anh (2000) Nghiên cứu khả làm việc máy kéo DFH180 với thiết bị tời cáp vận xuất gỗ rừng trồng Nguyễn Văn An (2000), Nghiên cứu ảnh hưởng độ mấp mô mặt đất tốc độ chuyển động đến phản lực pháp tuyến lên cầu trước máy kéo DFH180 vận xuất gỗ rừng trồng, luận văn Thạc sỹ Nguyễn Nhật Chiêu (1994), Thiết bị chuyên dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng, Tạp chí Lâm nghiệp, số 1/1994 10 Nguyễn Nhật Chiêu (1997), Nghiên cứu sử dụng máy kéo Valmet 905 để vận xuất vận chuyển gỗ nguyên liệu giấy, Th ng tin khoa học kinh tế, Bộ N ng Nghiệp PTNT, số 1/1997 11 Nguyễn Văn Quân (1997), Sử dụng máy kéo nông nghiệp khai thác sơ chế gỗ nhỏ rừng trồng, Th ng tin khoa học kinh tế (Bộ N ng nghiệp PTNT), (số 1) 12 Nguyễn Văn Quân (1997), Sử dụng máy kéo nông nghiệp khai thác sơ chế gỗ nhỏ rừng trồng, Th ng tin chuyên đề N ng nghiệp phát triển N ng th n, (số 2), trang 32- 35 60 13 Nguyễn Văn Quân (1999), Công nghệ thiết bị khai thác gỗ rừng trồng, tạp chí Lâm nghiệp (số 3+4), trang 35-38 14 Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam (1996), Báo cáo tổng kết đề tà KN03-04, Hà Nội 15 Phạm Minh Đức (2000), Nghiên cứu khả kéo bám máy kéo DFH 180 vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng, Luận văn thạc sỹ giới hóa Lâm nghiệp khai thác gỗ, Hà Tây PGS 16 Nguyễn Nhất Chiêu – Tải trọng máy kéo bánh khung gập với tay thủy lực gom vận xuất gỗ đất dốc, luận án TSKH, LTA, Lênigrad 1983 17 PTS Trịnh Chất, PTS Lê Văn Uyển (1998), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí ,tập 1, NXB Giáo dục 18 Lê Thị Kiểm, Bài giảng môn học Chi tiết máy 19 Catalog Máy kéo Bông sen -8, C ng ty máy kéo máy n ng nghiệp, Bộ c ng nghiệp 20 Catalog loại thép, Công ty gang thép Thái Nguyên 61 ... tính tốn thiết kế máy. [6] 15 Chương THIẾT KẾ CẢI TIẾN MÁY KÉO BÔNG SEN HAI BÁNH THÀNH MÁY KÉO KHUNG GẬP VẬN XUẤT GỖ RỪNG TRỒNG 2.1 Tìm hiểu máy kéo B ng sen Máy kéo B ng sen - loại máy kéo hai... cải tiến máy kéo Bông Sen thành máy kéo khung gập vận xuất gỗ rừng trồng? ?? Mục tiêu đề tài là: Thiết kế máy kéo khung gập sở máy kéo B ng Sen hai bánh để đƣợc đất thoải lâm nghiệp dùng cho việc vận. .. tốn thiết kế khố luận 2.3 Tính tốn thiết kế cải tiến máy kéo Bông Sen – thành máy kéo khung gập vận xuất gỗ rừng trồng Tính bền chi tiết cấu tạo nên khung phụ thuộc vào tải trọng làm việc máy kéo