Thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp trên máy kéo DT 75 để vận xuất gỗ rừng tự nhiên

MỤC LỤC Đặt vấn đề Chƣơng Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1 Tình hình khai thác gỗ 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy kéo vào vận xuất gỗ giới nước 1.2.1 Vận xuất gỗ máy kéo bánh bơm 10 1.2.2 Vận xuất gỗ máy kéo bánh xích 15 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 18 1.4 Nội dung nghiên cứu 18 1.5 Phương pháp nghiên cứu 18 1.6 Đối tượng nghiên cứu 18 Chƣơng Đề xuất lựa chọn phƣơng án thiết kế 19 2.1 Giới thiệu liên hợp tời, ngoạm lắp máy kéo DT-75 19 2.2 Giới thiệu máy kéo DT-75 20 2.2.1 Bảng số liệu chung 20 2.2.2 Động 21 2.2.3 Hệ thống truyền lực 22 2.2.4 Hệ thống thủy lực máy kéo DT-75 22 2.3 Đề xuất lựa chọn phương án thiết kế 24 2.3.1 Ưu, nhược điểm phương án 26 2.3.2 Kết luận 27 Chƣơng Tính tốn thiết kế kỹ thuật 28 3.1 Chọn động dẫn động cho trống tời 28 3.1.1 Đặc tính kỹ thuật tời 28 3.1.2 Chọn động 28 3.2 Tính tốn chọn bơm 29 3.3 Chọn hộp phân phối 30 3.4 Vị trí đặt bơm thủy lực 31 3.4.1 Phương án dẫn động cho bơm thủy lực 32 3.4.2 Ưu, nhược điểm phương án 33 3.4.3 Kết luận 34 3.5 Thiết kế hộp giảm tốc dẫn động cho bơm thủy lực 34 3.5.1 Chọn vật liệu 35 3.5.2 Định ứng xuất tiếp xúc ứng xuất mỏi cho phép 35 3.5.3 Xác định khoảng cách trục 37 3.5.4 Xác định thông số ăn khớp 38 3.5.5 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 38 3.5.6 Kiểm nghiệm độ bền uốn 39 3.5.7 Kiểm nghiệm tải 41 3.5.8 Tính tốn lực tác dụng 41 3.6 Thiết kế trục 42 3.6.1 Tính tốn sơ 42 3.6.2 Xác định sơ đường kính trục 42 3.6.3 Tính gần trục 43 3.6.4 Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn 48 3.6.5 Kiểm nghiệm trục tải đột ngột 51 3.7 Tính tốn mối ghép then 52 3.8 Thiết kế gối đỡ trục 53 3.9 Thiết kế khớp nối 54 3.9.1 Thiết kế khớp nối trục bơm trục hộp giảm tốc 54 3.9.1.1 Tính tốn ly hợp vấu 55 3.9.1.2 Tính kích thước ly hợp vấu 55 3.9.1.3 Chọn vật liệu ly hợp 55 3.9.1.4 Kiểm nghiện ứng xuất dập bề mặt làm việc vấu 55 3.9.1.5 Kiểm nghiệm sức bền uốn 56 3.9.1.6 Tính lực cần thiết để đóng ly hợp 56 3.9.1.7 Tính lực cần thiết để mở ly hợp 56 3.9.2 Thiết kế khớp nối trục động trục vào hộp giảm tốc dẫn động cho tời 57 Chƣơng Hƣớng dẫn sử dụng hạch toán giá thành 59 4.1 Hướng dẫn sử dụng 59 4.2 Quy định an toàn 59 4.3 Giá thành 60 Kết luận kiến nghị 61 Tài liệu tham khảo 63 ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với phát triển mạnh mẽ công nghiệp nước nhà việc áp dụng giới hố vào sản xuất Lâm nghiệp nhu cầu cần thiết Vì sản xuất Lâm nghiệp mang tính đặc thù tính độc lập cao Nó bao gồm nhiều cơng việc như: Làm đất, ươm giống, gieo trồng, chăm sóc khai thác Đặc biệt công nghệ khai thác khâu vận xuất gỗ khó khăn, nặng nhọc quan trọng Nó định đến số lượng, chất lượng ảnh hưởng lớn đến giá thành sản phẩm việc bảo vệ môi trường Do tính chất tầm quan trọng nên việc áp dụng giới hoá vào vận xuất gỗ nhu cầu cần thiết cấp bách Hiện nước ta việc vận xuất gỗ thực nhiều hình thức khác như: Vận xuất súc vật, thủ công, tời, cáp máy kéo Một hình thức vận xuất sử dụng phổ biến sử dụng máy chuyên dùng có công suất lớn, máy kéo hầu hết nhập từ nước ngồi, như: TDT-55; LKT-80; VOLVO… có phận tời cáp để vận xuất gỗ Máy kéo LKT-80, TDT-55 sử dụng rộng rãi có ưu điểm bật khắc phục hạn chế sản phẩm trình vận xuất, cho suất cao, giải phóng sức lao động công nhân Tuy nhiên để nâng cao hiệu vốn đầu tư, tăng suất, giảm sức lao động cho người, phát huy tối đa tiềm sẵn có máy móc đồng thời phù hợp với điều kiện rừng tự nhiên cần phải có máy móc thiết bị chuyên dùng để đáp ứng tốt cho khâu vận xuất gỗ rừng Vì việc nghiên cứu đặt tính kỹ thuật loại máy kéo cỡ lớn với thiết kế thêm thiết bị chuyên dùng phù hợp cho trình khai thác đặc biệt khâu vận xuất gỗ rừng tự nhiên việc cần thiết Chính lý đồng ý trường Đh Lâm Nghiệp, khoa CNPTNT, đặc biệt hướng dẫn nhiệt tình TS Lê Văn Thái tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp máy kéo DT-75 để vận xuất gỗ rừng tự nhiên” Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác gỗ Rừng nước ta chiếm diện tích lớn so với diện tích toàn lãnh thổ Việt Nam Rừng nguồn tài nguyên vơ phong phú, đa dạng, có nhiều loại gỗ quý lâm sản có giá trị kinh tế cao Từ lâu rừng gắn liền với sống hàng chục triệu người dân Rừng chiếm vai trò quan trọng nghiệp xây dựng bảo vệ tổ quốc Bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố - đại hố đất nước, vai trị rừng việc bảo vệ môi trường, cung cấp lâm sản cho ngành kinh tế quốc dân, đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ người ngày tăng lên Trong năm gần quan tâm Đảng, Chính phủ, với cộng tác hiệu ngành, cấp ủng hộ nhiệt tình nhân dân, ngành Lâm nghiệp nước ta có chuyển biến tích cực đắn Đã chuyển từ lâm nghiệp lấy khai thác tài nguyên rừng làm sang lâm nghiệp xã hội, lấy việc bảo vệ xây dựng vốn rừng làm góp phần phát triển nơng - lâm nghiệp bền vững, cải thiện đời sống kinh tế nông thôn miền núi đảm bảo an ninh quốc phòng Hiện rừng nước ta cạn kiệt, đất trống, đồi núi trọc chiếm diện tích lớn Theo số liệu thống kê gần diện tích đất trống đồi núi trọc vào khoảng 8,3 triệu (25,1% diện tích đất tự nhiên tồn quốc), tập trung nhiều vùng miền núi phía Bắc, nhiều vùng diện tích đất trống đồi núi trọc lớn: Tây Bắc 2,5 triệu ha, Đông Bắc 1,7 triệu ha, Tây Nguyên 1,3 triệu Diện tích rừng già lại 9,2 triệu phân tán khu vực có địa hình hiểm trở với trữ lượng bình quân khoảng 80 (m /ha) [11] Càng năm gần diện tích rừng có xu hướng tăng lên rõ rệt Đến cuối năm 1999 diện tích rừng nước 10,9 triệu (chiếm 33,2% tổng diện tích đất rừng tự nhiên tồn quốc), rừng tự nhiên 9,4 triệu rừng trồng 1,5 triệu (kết kiểm kê năm 1999 theo thị 286/TTG ngày 02-05-1997 TTCP) [1] Bảng 01 - Diễn biến diện tích độ che phủ rừng toàn quốc [2] Rừng tự nhiên Rừng trồng Tổng diện tích 1000 1000 rừng 1000 1943 14.300 14.300 43,0 1976 11.077 92 11.169 33,8 1980 10.486 422 10.608 32,1 1985 9.308 584 9.892 30,3 1990 8.430 745 9.175 27,8 1995 8.252 1.050 9.302 28,2 1999 9.444 1.471 10.915 33,2 Năm Độ che phủ % * Việc khai thác gỗ rừng tập trung cho rừng trồng ngồi tác dụng phịng hộ, cân sinh thái, ổn định mơi trường sống Hàng năm rừng cung cấp cho khối lượng gỗ lớn phục vụ cho nhu cầu xây dựng, khai thác mỏ, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp giấy, ván nhân tạo Trong thập kỷ 1960 – 1980 nước ta khai thác khoảng triệu m gỗ/ năm cho công nghiệp dân dụng, chưa kể củi đốt, song mây, tre nứa… dẫn đến rừng bị nghèo kiệt giai đoạn năm 1985 – 1990 Nhà nước có định quan trọng việc bảo vệ rừng, phục hồi rừng tiêu khai thác năm triệu m gỗ/ năm Giai đoạn 1991 – 1995 nước có 412 Lâm trường khai thác rừng tự nhiên 0,7 – 0,8 triệu m gỗ/ năm Năm 1996 0,62 m ổn định lâu dài 15 – 30 năm cho nhu cầu thiếu [11] Hiện tại, xã hội ngày đòi hỏi nhiều gỗ lâm sản, nước có 759 doanh nghiệp chế biến gỗ với quy mô lớn vừa, khoảng 1200 xưởng nhỏ gia đình làm trạm khắc thủ công, mỹ nghệ với 150.000 lao động, hàng năm chế biến 1,5 đến 1,6 triệu m gỗ tròn, cành ngọn, gốc rễ Qua số liệu sau cho thấy nhu cầu gỗ, củi nước ta năm gần lớn, đặc biệt nhu cầu gỗ công nghiệp giấy, gỗ trụ mỏ, ngành xây dựng đồ gia dụng Nhu cầu gỗ vô lớn mà rừng tự nhiên bị hạn chế khai thác thay vào khai thác rừng trồng, rừng nguyên liệu hướng tới khai thác rừng trồng chủ yếu Như đặt nhiệm vụ khai thác gỗ rừng trồng cần trọng phát triển Bảng 02: Nhu cầu sử dụng lâm sản hàng năm giai đoạn 2005 – 2010 [1] Nhu cầu Đơn vị Năm 2005 Năm 2010 Gỗ trụ mỏ 10 m 300 350 Gỗ nguyên liệu gíấy 10 m 7.500 18.500 Nguyện liệu ván 10 m 1.500 3.500 Gỗ XDCB, đồ gia dụng 10 m 2.700 3.500 Củi 10 Ster 12.000 10.500 Tuy nhiên việc khai thác gỗ rừng tự nhiên cần quan tâm Có nhiều lý cho thấy khai thác gỗ rừng tự nhiên cần thiết: - Chất lượng gỗ rừng trồng ngày chưa gỗ rừng tự nhiên - Đặc tính gỗ rừng trồng chưa hoàn toàn đáp ứng yêu cầu sản phẩm gỗ rừng tự nhiên - Và quan trọng khai thác phương thức nhằm tái sinh rừng - Qua số tài liệu biết công nghệ khai thác gỗ rừng tự nhiên tiến hành Lâm trường như: Lâm trường Văn Bàn thuộc Lào Cai quản lý, Lâm trường Anh sơn Nghệ An áp dụng công nghệ khai thác [3] + Khâu chuẩn bị Trong khu khai thác thiết kế khai thác, tuỳ vào trữ lượng mà tính tốn sản lượng khai thác Dựa vào sản lượng khai thác người ta tiến hành cây, chặt chọn theo yêu cầu thiết kế + Công nghệ khai thác - Dây chuyền công nghệ khai thác gỗ rừng tự nhiên Khâu chặt hạ: Cưa xăng Khâu cắt cành: Cưa xăng Khâu cắt khúc: Cưa xăng Khâu kê đà: Đòn bẩy Khâu xẻ thành gỗ xúc (ván): Cưa xăng Khâu vận xuất: Kéo vai lao xeo - Ưu, nhược điểm dây chuyền công nghệ  Ưu điểm:  Tận dụng lao động nơng nhàn  Chi phí thấp  Nhược điểm: Với dây chuyền công nghệ khai thác thì:  Ảnh hưởng xấu tới mơi trường  Khó nhọc  Năng suất thấp  Tỉ lệ lợi dụng gỗ rừng giảm  Gây xói mịn đất rừng Vì việc giới hố khâu vận xuất nhằm khắc phục nhược điểm góp phần tăng suất tăng chất lượng sản phẩm cần thiết Thực mục tiêu chiến lược phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2010 nghị đại hội Đảng lần thứ IX xác định ngành lâm nghiệp, phải tăng cường bảo vệ, phục hồi phát triển tài nguyên rừng đảm bảo an tồn cho mơi trường sinh thái phát triển bền vững đất nước Theo hướng ngày 21/9, thay mặt Thủ tƣớng Chính phủ, Phó Thủ tƣớng Hồng Trung Hải phê duyệt tiêu kế hạch sản lƣợng khai thác gỗ rừng tự nhiên năm 2008 180.000 m3 Phó Thủ tướng giao Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn vào khả diện tích rừng sản xuất, phân bổ tiêu kế hạch sản lượng khai thác gỗ rừng tự nhiên năm 2008 cho địa phương có rừng khai thác Việc phân bổ tiêu phải bảo đảm đáp ứng nhu cầu thiết yếu cho sản xuất tiêu dùng địa phương có dự trữ đáp ứng nhu cầu đột xuất nhà nước, như: phòng, chống, giải hậu thiên tài, quốc phịng, cung ứng cho cơng trình trọng điểm quốc gia (www Agro.gov.vn) 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy kéo vào vận xuất gỗ giới nƣớc Khai thác gỗ ngành sản xuất nặng nhọc việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo loại máy móc thiết bị để giới hoá sản xuất nhằm nâng cao suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc từ lâu quan tâm nhiều nước có Việt Nam Cơng nghệ khai thác gỗ q trình biến đổi đứng rừng thành sản phẩm gỗ tròn theo yêu cầu quy cách sản phẩm Q trình khai thác bao gồm nhiều cơng đoạn như: Chặt hạ, vận xuất, vận chuyển…Trong dây chuyền cơng nghệ khâu vận xuất cơng việc nặng nhọc vất vả, khâu định nhiều đến thời gian khai thác, chất lượng giá thành sản phẩm Giải vấn đề quan trọng, đánh giá phương án khai thác trình độ sản xuất đơn vị có hợp lý khơng Các hình thức vận xuất gỗ phổ biến như: Vận xuất thủ công, vận xuất súc vật (Trâu kéo, voi,…), máng lao, cáp, tời, máy kéo Nhưng chủ yếu vận xuất máy kéo Máy kéo dùng vận xuất gỗ có nhiều loại khác song nhìn chung chia thành hai loại máy kéo bánh bơm máy kéo bánh xích 1.2.1 Vận xuất gỗ máy kéo bánh bơm Hiện nhiều nước giới Canada, Mỹ, Phần Lan, Thụy Điển, Na Uy… Người ta có xu hướng sử dụng nhiều máy kéo bánh bơm vào vận xuất gỗ Và ưu việt mà nhiều nước Châu Âu khơng ngừng hồn thiện chế tạo máy kéo bánh bơm có cơng suất tới 200 mã lực lớn để dùng vào vận xuất gỗ Đồng thời máy kéo bánh bơm lại lắp thêm số thiết bị chuyên dùng để chặt hạ, cắt cành, cắt khúc, bốc dỡ nên trở thành máy liên hợp chặt hạ, liên hợp chặt hạ - vận xuất - vận chuyển [2] Hiện có hai phương pháp vận xuất gỗ máy kéo: Vận xuất phương phát kéo gỗ vận xuất phương pháp chở gỗ * Vận xuất phƣơng pháp kéo gỗ Việc sử dụng máy kéo nơng nghiệp để giới hố khâu vận xuất gỗ có từ lâu sử dụng phổ biến nhiều nước giới Ở Phần Lan, máy kéo nông nghiệp sử dụng giới hoá số khâu sản xuất Lâm nghiệp từ năm đầu thập kỷ 50, số lượng ngày không ngừng tăng lên đạt kỷ lục vào năm 50 Tình hình sử dụng máy kéo nông nghiệp khai thác rừng Bắc Âu khác Na Uy, Thụy Điển số nước giới như: Italy, Australia, Newzealand, Trung Quốc, Nhật Bản, Canada số nước Đông Nam Á diễn tương tự Phần Lan Để máy kéo nông nghiệp sử dụng có hiệu vào phục vụ khâu công việc vận xuất gỗ người ta thiết kế lắp thêm thiết bị chuyên dùng như: Càng ngoạm, tời, cáp… Thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo nông nghiệp đơn giản gắn trục có khấc vào điểm treo khung máy Theo cách khúc gỗ kéo cố định xích khấc dây cáp xích kéo, loại máy khơng có tời để gom gỗ ( hình 01 ) 10 a      M z 228600   2,3 N/mm2 W0 100480 ,   - Hệ số xét đến ảnh hưởng hệ số ứng xuất trung bình đến sức bền mỏi = 0,1;   = 0,05 (Đối với thép cacbon trung bình)   ,   - Hệ số kích thước xét đến ảnh hưởng kích thước tiết diện đến giới hạn mỏi   = 0,74 thép cacbon;   = 0,62 thép hợp kim có độ bền cao;  = Trục không cần tăng bền; k  , k  - Hệ tập trung ứng xuất thực tế uốn xoắn; k  = 1,63; k  = 1,5 Thay giá trị vào công thức (3.28), (3.29) ta có: 300 n  1,63 0,74.1 n  1,7  0,1.0  80 180 1,5 2,3  0,05.0 0,62.1 80.32,34 n  80  32,34 2  32,34  30 Như thoả mãn điều kiện n  [n] = 1,5 Vậy trục tính tốn hợp lý Với trục II:  d 3,14.50 W   12265,6 mm3 32 32  a  M u 259083   21 N/mm2 W 12265,6 Ứng xuất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động nên:  m  a  M  max  z 2W0 50 (3.32) (3.33) W0 - Mômen cản xoắn  d 3,14.50 W0    24531 mm3 16 16  a  M z 314600   12,8 N/mm2 W0 24531   ,   - Hệ số xét đến ảnh hưởng hệ số ứng xuất trung bình đến sức bền mỏi   = 0,1;   = 0,05 (Đối với thép cacbon trung bình)   ,   - Hệ số kích thước xét đến ảnh hưởng kích thước tiết diện đến giới hạn mỏi   = 0,74 thép cacbon   = 0,62 thép hợp kim có độ bền cao  = Trục khơng cần tăng bền k  , k  - Hệ tập trung ứng xuất thực tế uốn xoắn; k  = 1,63; k  = 1,5 Thay giá trị vào cơng thức (2.41), (2.242) ta có: n  300 1,63 0,74.1 n  n  21  0,1.0  6,5 180 1,5 12,8  0,05.0 0,62.1 6,5.5,8 6,5  5,8 2  5,8  4,3 Như thoả mãn điều kiện n  [n] = 1,5 Vậy trục tính tốn hợp lý 3.6.5 Kiểm nghiệm trục q tải đột ngột Khi tải đột ngột trục bị gãy bị biến dạng dẻo lớn Điều kiện trục làm việc bình thường là:  td    3     0,8 c 51 (3.34) Với trục I: M umax 86605     1,7 N/mm2 0,1.d 0,1.80   M zmax 228600   2,2 N/mm2 0,2.d 0,2.80 Thay giá trị vào công thức (2.29) ta được:  td 1,7  3.2,2  4,2 N/mm2 Mà [] = 0,8.260 = 208 N/mm2 Ta thấy [td]  [] Như trục thoả mãn điều kiện trục tải đột ngột Với trục II:   M umax 259083   20,7 N/mm2 0,1.d 0,1.50   M zmax 314600   25,2 N/mm2 0,2.d 0,2.50 Thay giá trị vào công thức (2.29) ta được:  td  20,7  3.25,2  48,3 N/mm2 Mà [] = 0,8.260 = 208 N/mm2 Ta thấy [td]  [] Như trục thỏa mãn điều kiện trục tải đột ngột 3.7 Tính tốn mối ghép then Từ u cầu thực tế độ bền độ ổn định cặp lắp ghép ta chọn then hoa để truyền mômen xoắn từ trục đến bánh ngược lại Với trục I ta có đường kính chỗ lắp bánh d = 80 mm Ta chọn then hoa có thơng số sau: d D Z b d không nhỏ a không nhỏ f r h 82 92 10 12 77,1 0,5 0,5 Ứng xuất dập mặt làm việc phải thoả mãn điệu kiện sau 52   d M   Rtb 0,75.F Z d  (3.35) M = 228600 Nmm; h = mm; Z = 10; d tb = 77 mm; l = 1,2.d = 1,2.80 =96 mm;  d  = 150 Mpa; F = ( D  d - 2r) l = 384 mm 2  d 228600  1,36  150 Mpa 43,5.0.75.384.10  Để đảm bảo đủ độ bền mòn cho bề mặt làm việc then hoa, ứng xuất quy ước tính mịn phải thoả mãn điều kiện  m  2.T   d tb l.h.Z m  (3.36) T = 228600 Nmm; h = mm; Z = 10; d tb = 77 mm; l = 96 mm;  m  = 110 Mpa  m 2.228600  1,36  110 Mpa 87.96.4.10  Với trục II chỗ lắp bánh có đương kính trục d = 50 mm Ta chọn then hoa có thông số sau d D Z b d không nhỏ a không nhỏ f r h 52 60 10 48,7 2,44 0,5 0,5 Ứng xuất dập mặt làm việc phải thoả mãn điệu kiện sau   d M   Rtb 0,75.F Z d  (3.37) M = 314600 Nmm; h = mm; Z = 8; d tb = 56 mm; l = 1,2.d = 1,2.50 = 60 mm;  d  = 150 Mpa; F = ( D  d - 2r) l = 180 mm 2  d  314600  10,4  150 Mpa 28.0.75.180.8 Để đảm bảo đủ độ bền mòn cho bề mặt làm việc then hoa, ứng xuất quy ước tính mòn phải thoả mãn điều kiện  m  2.T   d tb l.h.Z 53 m  (3.38) T = 314600 Nmm; h = mm; Z = 8; d tb = 56 mm; l = 60 mm;  m  = 110 Mpa  m  2.314600  7,8  110 Mpa 56.60.3.8 Vậy then đủ bền 3.8 Thiết kế gối đỡ trục Với trục I Dự kiến trọn loại ổ bi đỡ dãy, ký hiệu 316 cỡ nhẹ Hệ số khả làm việc tính theo cơng thức C = Q(n.h) 0,3 ≤ Cbảng (3.39) Ở h = 10000 giờ; n = 1896 vg/ph Tải trọng tương đương Q thính theo cơng thức Q = (k v R + m.A).K n K t (3.40) Hệ số m =1,5 K t = tải trọng tĩnh K n = 1,1 nhiệt độ làm việc 150 o C K v = vòng ổ quay R = R A  R Ay2  R Ax2  (412,7)  (1134,5) = 1207,23 N Q = (1.1207,23 + 1,5.0)1,1.1 = 132,79 daN Khi khả làm việc ổ C = 132,79.(1896.10000) 0,3 = 20254,2 N ≤ Cbảng Vậy loại ổ chọn phù hợp Với trục II Dự kiến trọn loại ổ bi đỡ dãy, ký hiệu 309 cỡ nhẹ Hệ số khả làm việc tính theo công thức C = Q(n.h) 0,3 ≤ Cbảng Ở h = 10000 giờ; n = 1475,5 vg/ph Tải trọng tương đương Q thính theo cơng thức Q = (k v R + m.A).K n K t 54 Hệ số m =1,5 K t = tải trọng tĩnh K n = 1,1 nhiệt độ làm việc 150 o C K v = vòng ổ quay R = R A  R Ay2  R Ax2  (2583,7)  (429,3) = 2619,12 N Q = (1.2619,12 + 1,5.0)1,1.1 = 288,1 daN Khi khả làm việc ổ C = 288,1.(1475,5.10000) 0,3 = 40759,14 N ≥ Cbảng Vậy loại ổ chọn khơng phù hợp ta tra bảng chọn loại ổ bi đỡ dãy ký hiệu 409, cỡ nặng có C = 60,4 kN có thơng số sau: Kí hiệu 409 d, mm 45 D, mm B, mm 120 29 r, Đường kính bi, mm mm 23,02 C, kN C0, kN 60,4 53 3.9 Thiết kế khớp nối 3.9.1 Thiết kế khớp nối trục bơm trục hộp giảm tốc Để dẫn động cho bơm thủy lực từ trục hộp giảm tốc ta dùng ly hợp vấu gồm hai ly hợp có vấu mặt bên, đóng ly hợp vấu gài vào truyền chuyển động quay mômen xoắn từ trục hộp giảm tốc tới trục bơm làm cho bơm hoạt động 3.9.1 Tính tốn ly hợp vấu 3.9.1.2.Tính kích thƣớc ly hợp vấu Đường kính ngồi ly hợp D = 2.d = 2.40= 80 mm Chiều dài toàn ly hợp L = 3,5.d = 3,5.40 = 140 mm Theo trị số D = 80 mm tra bảng 9-12 tìm kích thước vấu: chiều rộng a = 10 mm, chiều cao h =6 mm Số vấu Z = Góc nghiêng   55 Đường kính D = D – 2a = 80 – 2.10 = 60 mm Đường kính trung bình D tb  D  D1 80  60   70 mm 2 Chiều dày (trung bình) chân vấu b Dtb 3,14.70  htg   6.tg  12,7 mm (3.41) 2Z 2.9 3.9.1.3 Chọn vật liệu ly hợp Vật liệu thép 15 thấm than bề mặt vấu đạt độ rắn 58 ÷ 62 HRC, giới hạn chảy  ch  250 N/mm 3.9.1.4 Kiểm nghiệm ứng xuất dập bề mặt làm việc vấu  d  KM x    ZDtb ah d  (3.42) Trong đó:  = 0,6 hệ số xét đến phân bố không tải trọng  d  =100 N/mm K = 1,8 hệ số tải động M x = 314600 Nmm  d  2.1,8.314600  49,9 N/mm ≤  0,6.9.70.10.6 d  3.9.1.5 Kiểm nghiệm sức bền uốn  Trong W = u  KM x h    ZDtb W u  (3.43) ab 10.12,7   269 mômen cản uốn tiết diện chân vấu 6  d   0,25 ch  0,25.250  62,5 N/mm  u  1,8.314600.6  22,4 N/mm ≤  0,6.9.80.350,4 3.9.1.6 Tính lực cần thiết để đóng ly hợp 56 u  Q1  KM x  ' Dtb  f  tg (   ) (3.44)  Dtb  d  Giả thiết không bôi trơn bề mặt làm việc vấu bề mặt làm việc mayơ ly hợp với trục, lấy hệ số ma sát f ' = f = 0,15 ;  = arctgf = 30 ' Q1    2.1.8.314600  80  0,15  tg  30 '   7174 N  80 45   3.9.1.7 Lực cần thiết để mở ly hợp Q1  KM x  ' Dtb  f  tg (   ) (3.45)  Dtb  d  Giả thiết không bôi trơn bề mặt làm việc vấu bề mặt làm việc mayơ ly hợp với trục, lấy hệ số ma sát f ' = f = 0,15 ;  = arctgf = 30 ' Q1    2.1.8.314600  80  0,15  tg  30 '   4641 N  80 45   Sơ đồ ly hợp hình (3.11) Hình 3.11 Sơ đồ cấu tạo ly hợp vấu 3.9.2 Thiết kế khớp nối trục động với trục vào hộp giảm tốc dẫn động cho tời 57 Để truyền mômen trừ trục động thủy lực đến trục vào hộp giảm tốc dẫn động cho tời ta dùng nối trục đĩa +Chọn vật liệu đĩa nối Vật liệu đĩa thép CT45 Kích thước chủ yếu nối trục đĩa sau Mômen xoắn Max Bulông D2 D D D0 L 1610 50 100 200 160 160 lượng s (Nm) 40 Khối Cỡ S.lượng (kg) M 16 15,8 Ta dùng bulơng lắp khơng có khe hở, ta kiểm nghiệm bulông sức bền cắt theo công thức  c  KM d ZD0  2.4.4.1610 = 66,7 N/mm   6.160.3,14.16 c Trong : D - đường kính vịng trịn qua tâm bulông Z - số bulông f - hệ số ma sát lấy f = 0,2 K - hệ số tải trọng động lấy K = M – mômen xoắn M = 1610 Nm d - đường kính thân bulơng d = 16 mm   c - ứng xuất cắt cho phép   c = 0,25  ch = 0,25.350 =87,5 N/mm Vậy bulơng đủ bền 58 Hình 3.12 Kết cấu nối trục đĩa Chƣơng HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ HẠCH TOÁN GIÁ THÀNH 4.1 Hƣớng dẫn sử dụng Trước tiên di chuyển liên hợp máy đến vị trí cần kéo gỗ, điều chỉnh trục dọc máy kéo song song với phương gỗ Cần có hai người sử dụng điều kiển thiết bị người điều khiển nhả cáp người kéo cáp buộc cáp Gài cần số số 0, đóng ly hợp vấu gạt cần điều khiển cho môtơ thủy lực quay theo chiều nhả cáp, người cầm đầu cáp đến buộc vào đầu gỗ hay bó gỗ với tải trọng thiết kế Người điều khiển gạt cần điều khiển hộp van phân phối 59 sang chế độ làm việc có tải mơtơ thủy lực quay theo chiều quốn cáp gỗ kéo lết mặt đất gốc quay phía đằng trước sau gỗ kéo nửa lết Khi gỗ đến vị trí cần thiết điều khiển hộp phân phối ngăn kéo nằm vị trí trung gian, mơtơ thủy lực ngừng hoạt động tháo cáp Và lặp lại để hoàn thành cơng việc 4.2 Quy định an tồn Tải trọng chuyến phải nhỏ tải trọng chuyến cho phép tốt nên nhỏ tải trọng chuyến cho phép lượng định để thiết bị làm việc tốt Trước làm việc với hệ thống phải kiểm tra nước làm mát, dầu bơi trơn, nhiên liệu, dầu thủy lực, bulông phải bắt chặt Chăm sóc bảo dưỡng hệ thống thủy lực liên hợp máy theo định kỳ kỹ thuật Trong q trình làm việc có biểu khơng bình thường là: Có tiếng kêu, cọ sát… hay khả làm ổn định cần phải dừng máy để kiểm tra tìm biện pháp khắc phục Trước kéo gỗ phải chuẩn bị địa hình trước là: Dọn bụi, đào gốc to, dọn đường vận xuất Người công nhân vận hành máy phải qua đào tạo 4.3 Giá thành Ở khn đề tài thời gian làm đề tài cịn hạn chế nên dừng lại việc đưa giá thành hệ thống truyền động cho tời mà tơi lựa chọn thiết kế Ta có bảng giá thành sau: TT Tên S.lượng Thành tiền (đồng) Mô tơ thủy lực 10.000.000 Bơm thủy lực 6.000.000 Hộp phân phối 3.000.000 60 Vỏ hộp giảm tốc 2.000.000 Trục I 1.000.000 Trục II 1.200.000 Bánh I 1.500.000 Bánh II 1.000.000 Ô bi đỡ 500.000 10 Khớp nối 500.000 11 Vật tư khác 12 Nhân công 500.000 Tổng chi phí 500.000 27.700.000 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiến cứu đề tài “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” khoa CNPTNT - Trường Đh Lâm Nghiệp Qua trình tìm hiểu cấu tạo đặc tính kỹ thuật máy kéo DT-75, vào mục tiêu đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp sau máy kéo DT-75, để vận xuất gỗ rừng tự nhiên, nhằm tận dụng tối đa máy 61 móc thiết bị sẵn có mang lại hiệu kinh tế cao, cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động Qua q trình tính tốn tơi lựa chọn thiết kế trang thiết bị lắp máy kéo DT-75, để dẫn động cho tời sau: Động dẫn động thủy lực dẫn động cho trục trống tời là: Động hướng kính, mã hiệu B12-MRCN400 Bơm thủy lực dẫn động cho động thủy lực là: Bơm có mã hiệu 3M-94 Chọn hộp phân phối là: DMT-06- * Thiết kế hộp giảm tốc dẫn động từ trục thu công suất máy kéo đến bơm thủy lực Chọn vị trí đặt bơm thuỷ lực lên máy Kết đề tài thiết kế song hệ thống truyền động cho tời lắp sau máy kéo DT-75, để vận xuất gỗ rừng tự nhiên Qua hy vọng kết đề tài làm tài liệu tham khảo cho nghiên cứu tiếp sau nghiên cứu kỹ để đưa vào áp dụng thực tiễn thời gian tới Kiến nghị Do hạn chế mặt thời gian điều kiện thực tập khuôn khổ đề tài tốt nghiệp dừng lại việc nghiên cứu, thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp sau máy kéo Qua tơi mong có nhiều cơng trình nghiên cứu loại thiết bị giới nguồn động lực phù hợp phục vụ tốt cho khâu vận xuất gỗ rừng tự nhiên Với khuôn khổ đề tài nghiên cứu, thiết kế sở lý thuyết Do việc nghiên cứu cịn nhiều hạn chế thiếu sót Tơi mong góp ý, bổ xung thầy bạn bè để đề tài hồn thiện Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS.Lê Văn Thái thầy cô môn Máy lâm nghiệp, môn Cơ sở kỹ thuật, bạn bè đồng nghiệp tận tình giúp tơi suốt q trình học tập thời gian thực luận văn tốt nghiệp 62 Xuân mai, ngày 22 tháng năm 2008 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Tấn TÀI LIỆU THAM KHẢO Hà Văn Chử (2000), phát triển bền vững Lâm Nghiệp Việt Nam - Tạp chí Nơng Nghiệp Phát triển nơng thơn, số Trịnh Hữu Trọng, Nguyễn Kim, Nguyễn Văn Chỉnh, Trần Mỹ Thắng, Nguyễn Văn Quân, Dương Văn Tài, Khai thác vận chuyển lâm sản, Nhà xuất nông nghiệp – HN Lê Văn Thái (2007), 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 63 gỗ hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh, Khoa CNPTNTTrươĐại học Lâm Nghiệp Lê Văn Thái (1999), Chuyên đề Những tiến kỹ thuật trongvận xuất, vận chuyển gỗ, Viện khoa học Lâm Nghiệp Việt Nam Nguyễn Văn Quân (1999), Chuyên đề Tiến trongvận xuất, vận chuyển bốc dỡ gỗ Vũ Thanh Huyền (2006), Thiết kế tời vận xuất gỗ lắp máy kéo DT-75, Luận văn tốt nghiệp - Đại học lâm nghiệp Nguyễn Thị Loan (2007), Thiết kế tời thủy lực vận xuất gỗ rừng tự nhiên, Luận văn tốt nghiệp - Đại học lâm nghiệp Vũ Thế Lộc, Vũ Thanh Bình (2000), Máy làm đất, NXB Giao thơng vận tải – Hà Nội Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn Lâm (2001), Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo Dục – HN 10.Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (1998), Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí tập I tập II , NXB Giáo Dục – HN 11.Chiến lược phát triển lâm nghiệp giai đoạn 2000 – 2010 (2000), Bộ Lâm Nghiệp 64 ... cứu: Hệ thống truyền động cho tời lắp sau máy kéo bánh xích DT- 75 để vận xuất gỗ rừng tự nhiên Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống trruyền động lắp máy kéo để dẫn động cho tời vận xuất gỗ rừng tự nhiên. .. động cho tời lắp máy kéo DT- 75, để vận xuất gỗ rừng tự nhiên. ” 1.3 Mục tiêu đề tài Thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp sau máy kéo DT- 75 để vận xuất gỗ, nhằm tận dụng tối ta máy móc thiết. .. hành nghiên cứu đề tài: ? ?Thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp máy kéo DT- 75 để vận xuất gỗ rừng tự nhiên? ?? Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác gỗ Rừng nước ta chiếm diện