Thiết kế thiết bị chuyên dùng lắp trên máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ rừng trồng

ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng trồng nhiều nơi khai thác với trữ lượng lớn để làm nguyên liệu giấy, làm gỗ trụ mỏ, làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ Trong khai thác khâu vận xuất gỗ khâu khó khăn, nặng nhọc nguy hiểm có ảnh hưởng trực tiếp tới suất giá thành sản phẩm, tỷ lệ lợi dụng đứng môi trường Hiện khâu vận xuất gỗ nước ta chủ yếu thực lao động thủ cơng, mà u cầu cấp thiết phải đẩy mạnh việc áp dụng giới hoá cho khâu Hiện khai thác gỗ chủ yếu tập trung vào khai thác gỗ rừng trồng Ngoài Nhà nước có sách giao đất rừng cho cơng ty, doanh nghiệp, hộ gia đình quản lý với diện tích quy mơ nhỏ Việc áp dụng máy cỡ lớn chuyên dùng tỏ khơng phù hợp Trong nhiều máy kéo cỡ vừa nhỏ sử dụng phổ biến nơng nghiệp Để nâng cao suất giải phóng sức lao động chân tay, nâng cao hiệu sử dụng vốn đầu tư, phát huy tối đa công suất máy kéo cỡ nhỏ cần phải nghiên cứu thiết kế, chế tạo số thiết bị chuyên dùng cho máy kéo cỡ nhỏ, để ngồi chức phục vụ sản xuất nơng nghiệp chúng cịn tham gia sản xuất lâm nghiệp nơng nhàn Tuy nhiên để nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phấm, giải phóng sức lao động cho súc vật người đồng thời phù hợp với điều kiện rừng trồng cần phải có máy móc thiết bị chuyên dùng để đáp ứng tốt cho khâu vận xuất gỗ rừng trồng Vì việc nghiên cứu đặc tính kỹ thuật máy kéo cỡ nhỏ với việc thiết kế thêm thiết bị chuyên dùng phù hợp cho trình khai thác đặc biệt khâu vận xuất gỗ rừng trồng cần thiết Cùng nghiên cứu vấn đề sinh viên Nguyễn Viết Bắc nghiên cứu tiến máy kéo cỡ nhỏ thành máy kéo khung gập chưa có thiết bị chun dùng Chính lý mà tiến hành thực đề tài: “Thiết kế thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ rừng trồng” Thiết bị chuyên dùng thiết kế đặt máy kéo khung gập nêu Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nƣớc ta Rừng nguồn tài nguyên quý báu đất nước, có khả tái tạo, phận quan trọng môi trường sinh thái, có giá trị to lớn kinh tế quốc dân, gắn liền với đời sống nhân dân sống nước ta nhiều nước khu vực Đã từ lâu người khai thác tài nguyên rừng, lấy khối lượng gỗ củi đáng kể phục vụ cho sản xuất đời sống cho khâu xuất Ngày nay, thời kỳ đổi mới, hoà nhịp phát triển chung đất nước, lâm nghiệp có bước chuyển mạnh mẽ từ lâm nghiệp truyền thống dựa vào khai thác rừng tự nhiên sử dụng lực lượng quốc doanh sách xây dựng lâm nghiệp xã hội, huy động tham gia toàn dân thành phần kinh tế, tăng cường công tác bảo vệ rừng, trồng rừng chế biến gỗ từ rừng trồng đáp ứng nhu cầu xã hội xuất [4] Hiện nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan, diện tích rừng nước ta ngày bị thu hẹp, nguồn tài nguyên ngày cạn kiệt số lượng chất lượng Để bảo vệ diện tích rừng có, Nhà nước có chủ trương khoanh nuôi, tái tạo vốn rừng, hạn chế khai thác đến mức thấp sản lượng gỗ rừng tự nhiên Bên cạnh Nhà nước có chủ trương giao đất, giao rừng cho tổ chức, hộ gia đình, cá nhân quản lý sử dụng nhằm khai thác triệt để hiệu tiềm to lớn đất rừng, nhân lực, vốn, đồng thời phát huy cao tinh thần làm chủ với nghiệp bảo vệ, khôi phục phát triển kinh doanh lợi dụng rừng đạt hiệu kinh tế cao mà đảm bảo môi trường sinh thái, phát triển mạnh trồng rừng, phủ xanh đất trống, đồi núi trọc Rừng trồng địa bàn từ đồng bằng, trung du miền núi với nhiều chương trình dự án, đem lại hiệu thiết thực kinh tế môi trường Diện tích rừng trồng tăng nhanh, tỷ lệ che phủ đảm bảo cân sinh thái, đồng thời đáp ứng nhu cầu gỗ củi ngành kinh tế, quốc phòng đời sống xã hội Việc sử dụng sản phẩm gỗ củi trước mắt lâu dài chủ yếu dựa vào gỗ rừng trồng Rừng trồng tuỳ theo yêu cầu mục đích đề ra, nhiên phân loại sau: - Rừng phịng hộ rừng trồng nơi xung yếu bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mịn, hạn chế thiên tai, bảo vệ môi trường sinh thái - Rừng đặc dụng khu rừng thiết lập có tác dụng đặc biệt rừng nghiên cứu, rừng chống ô nhiễm môi trường cho khu công nghiệp, thành phố, bảo vệ phát triển loại động thực vật quý - Rừng sản xuất rừng nguyên liệu gắn với khu công nghiệp chế biến phục vụ ngành sản xuất khác Càng năm gần diện tích rừng có xu tăng lên rõ rệt Nhưng trình phát triển mạnh đất nước thúc đẩy khai thác sản phẩm từ rừng lớn nhất, dự báo nhu cầu sử dụng lâm sản hàng năm giai đoạn 2003 - 2020 sau [4]: Bảng 1: Dự báo nhu cầu gỗ năm tới Nhu cầu Năm 2003 Năm 2005 Năm 2010 Năm 2015 Năm 2020 Gỗ nội địa xuất khẩu(1000 7420 1063 14004 18620 22160 4561 5373 8030 10266 11993 1649 2032 2464 2922 1682 1150 2568 3388 5271 8283 m3),trong đó: Gỗ lớn công nghiệp dân dụng Gỗ nhỏ sản xuất ván nhân tạo, dăm gỗ xuất Nhu cầu gỗ cho sản xuất bột giấy Gỗ trụ mỏ Nhu cầu củi(triệu m3) 60 90 120 160 200 25 25 25,7 26 26 Trong năm tới nguồn cung cấp gỗ nước 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 nước ta chưa đáp ứng đủ nhu cầu cần cho sản xuất Lượng gỗ cần cho ngành công nghiệp cao như: gỗ chế biến sợi, giấy, ván dăm, gỗ phục vụ cho khai thác than, gỗ cho thủ công mỹ nghệ gỗ phục vụ cho xây dựng Nhu cầu gỗ vô lớn mà rừng tự nhiên bị hạn chế khai thác thay vào khai thác rừng trồng Hiện việc khai thác gỗ rừng trồng thường áp dụng loại hình cơng nghệ sau: [1] - Loại hình công nghệ khai thác gỗ nguyên cây: gỗ sau chặt hạ giữ nguyên cành, tán kéo bãi gỗ Tại chúng cắt khúc theo quy cách sản phẩm vận chuyển đến nơi tiêu thụ Cành tuỳ theo khả chế biến tận dụng băm thành dăm, tạo bột giấy… - Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ dài: gỗ sau chặt hạ cắt cành, kéo nguyên bãi gỗ ven đường Tại chúng cắt khúc vận chuyển đến nơi tiêu thụ - Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ ngắn: tồn thao tác hạ cây, cắt cành cắt khúc thực nơi chặt hạ sau khúc gỗ tập trung bãi đưa đến điểm tiêu thụ Vận xuất gỗ trình di chuyển gỗ hay khúc gỗ từ nơi chặt hạ tập trung ven đường hay bãi gỗ để từ bốc lên phương tiện vận chuyển Đây khâu khó khăn nặng nhọc phức tạp tồn q trình khai thác gỗ Chính mà có nhiều nghiên cứu cơng nghệ máy móc thiết bị tập trung vào khâu sản xuất Căn vào nguồn động lực phương tiện có hình thức vận xuất sau: + Vận xuất sức người: gỗ đưa đến bãi tập trung cách vác vai, lao xeo, bắn bẩy, + Vận xuất súc vật: gỗ đưa đến bãi tập trung nhờ sức kéo số loại động vật như: trâu, bò, voi, ngựa, + Vận xuất gỗ máng lao: dựa vào điều kiện tự lao gỗ để đưa gỗ bãi tập trung + Vận xuất gỗ tời: sử dụng tời hoạt động độc lập tời loại xe lâm nghiệp để kéo gỗ bãi tập trung + Vận xuất gỗ máy kéo: sử dụng máy kéo bánh xích máy kéo bánh + Vận xuất gỗ đường cáp khơng Trong loại hình vận xuất gỗ máy kéo chiếm ưu áp dụng nhiều nước kể nước ta 1.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng máy kéo bánh cỡ vừa nhỏ khâu vận xuất gỗ Những năm trước đây, việc khai thác gỗ rừng tự nhiên chủ yếu Cây gỗ có kích thước lớn, sản lượng gỗ tập trung, điều kiện địa hình phức tạp Vì thế, phải nhập loại liên hợp máy kéo bánh bánh xích có cơng suất lớn, khả vượt chướng ngại vật tốt, mức độ phá hoại môi trường như: mặt đất, lớn, liên hợp máy kéo có độ bền tính an tồn cao, song giá thành đắt phù hợp với quy mô sản xuất lớn Hiện nay, diện tích rừng tự nhiên bị thu hẹp, thay vào diện tích rừng trồng với quy mơ vừa nhỏ Vì cần sử dụng máy kéo bánh cỡ vừa nhỏ để vận xuất gỗ Tháng năm 1963 Hội nghị quốc tế quy hoạch đường vận chuyển lâm nghiệp tổ chức Giơnevơ năm 1980 Ulanbato (Mông Cổ) định nhanh chóng thay dần máy kéo bánh xích máy kéo bánh dùng hoạt động lâm nghiệp Từ đến nhiều cơng trình nghiên cứu máy kéo bánh thực hiện, hàng loạt mẫu máy đời qua thực tế sử dụng khẳng định tính ưu việt hẳn máy kéo bánh so với bánh xích [17] Những nước giới có công nghiệp phát triển sản xuất lâm nghiệp với quy mô lớn chế tạo sử dụng loại máy kéo chun dùng đại có cơng suất lớn cho suất cao Ở Phần Lan người ta chế tạo loại máy Skidder hãng Timberjack dùng để vận xuất gỗ, máy trang bị tời cáp, cần treo, ngoạm gỗ tay bốc thuỷ lực để vận xuất gỗ [11] Từ năm 1957 Liên Xô (cũ) sử dụng loại máy kéo bánh chuyên dùng để vận xuất gỗ T210, K210, K730, … số trang bị tay thuỷ lực để tự bốc gỗ như:  - 17, T127 Qua thực tiễn sử dụng chuyên gia khẳng định máy kéo bánh vận xuất gỗ có tính động cao, cho suất cao mở triển vọng chuyển gỗ thẳng từ nơi chặt hạ bãi gỗ xuống đường vận chuyển giảm bớt khâu trung gian[10] Máy kéo Volvo loại máy kéo bánh Thuỵ Điển sản xuất, có trang bị thiết bị chuyên dùng rơmoóc trục tay thuỷ lực Nhờ tính ưu việt tay thuỷ lực máy nâng cao khả bốc, xếp dỡ gỗ cách đơn giản, tăng suất, giảm giá thành sản phẩm Nước ta nhập loại máy kéo Volvo để phục vụ cho khâu bốc, xếp, dỡ gỗ vùng nguyên liệu giấy Vừa qua có số đề tài nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dùng lắp với máy bánh nông nghiệp để vận chuyển gỗ Năm 1963, tập thể cán phòng giới lâm trường Bắc Yên viện Công nghiệp rừng nghiên cứu chế tạo tời hai trống lắp máy kéo Krazbat để vận xuất gỗ[8] Năm 1970, TS Nguyễn Kính Thảo nghiên cứu động lực học kéo hệ thống máy kéo bánh lâm nghiệp để chặt chăm sóc rừng[12] Năm 1972, TS Nguyễn Kính Thảo tập thể cán giảng dạy khoa Công nghiệp rừng trường Đại học Lâm nghiệp nghiên cứu thành công máy kéo khung gập L35 có thiết bị tời cáp vận xuất gỗ phù hợp với điều kiện phức tạp rừng tự nhiên Máy dùng cáp tời gom gỗ từ xa len lỏi khu vực khai thác để vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết Năm 1982, phòng kỹ thuật Nhà máy khí 15 - nghiên cứu cải tiến xe Kraz theo kiểu xe Reo có thiết bị tời cáp dàn khung cứng thùng xe, gắn puly dẫn động cáp mang tải kéo gỗ lên xuống theo nguyên tắc bốc dọc Năm 1983, TS Nguyễn Nhật Chiêu nghiên cứu tải trọng máy kéo bánh khung gập với tay thuỷ lực gom vận suất gỗ sườn dốc [13] Năm 1985, Nguyễn Kính Thảo tập thể cán Viện Khoa học Lâm nghiệp chế tạo thành công tời trống dẫn động từ trục thu công suất máy kéo bánh Zeto 65 mã lực, bốc gỗ theo kiểu Reo Năm 1997, PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu môn Máy Lâm nghiệp trường Đại học Lâm nghiệp thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo bánh DFH - 180 vận gỗ theo phương pháp kéo nửa lết Năm 2002, TS Nguyễn Tiến Đạt nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến khả vận xuất gỗ rừng trồng phương pháp kéo nửa lết máy kéo bốn bánh cở nhỏ (18 - 24 mã lực) 1.3 Tình hình nghiên cứu áp dụng thiết bị chuyên dùng máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ trồng rừng Máy kéo công suất nhỏ dần trở thành nguồn động lực quan trọng, chủ yếu sản xuất nông nghiệp nứơc ta Các cơng trình nghiên cứu máy kéo liên hợp máy có nhiều tập trung lĩnh vực sản xuất nông nghiệp Các công trình nghiên cứu máy kéo cỡ nhỏ phục vụ sản xuất lâm nghiệp, cho vận xuất, vận chuyển gỗ cịn Để sử dụng hợp lý loại máy kéo công suất nhỏ phục vụ sản xuất lâm nghiệp cần phải có nhiều cơng trình nghiên cứu đầy đủ tất yếu tố động lực học ảnh hưởng đến khả làm việc, từ chọn chế độ sử dụng hợp lý nhất, cải tiến kết cấu phù hợp điều kiện sản xuất lâm nghiệp Việt Nam Từ năm 60 kỷ XX, máy kéo xác định nguồn động lực quan trọng sản xuất nông lâm nghiệp nước ta Ở hai miền Nam Bắc nước ta nhập nhiều loại máy kéo cỡ lớn, nhỏ nhiều nước giới như: Liên Xô, Tiệp Khắc, Rumany, Trung Quốc, Nhật Bản để phục vụ sản xuất nông lâm nghiệp Cùng với việc nhập loại máy kéo nước, trọng việc nghiên cứu để chế tạo loại máy kéo mang nhãn hiệu Việt Nam như: Bông Sen - 20, Bông Sen - 12, Bông Sen - Đây nguồn động lực quan trọng cho ngành sản xuất nông lâm nghiệp nước ta Trong năm gần đây, thực chế khoán 10, ruộng đất chia lâu dài cho hộ nơng dân Bên cạnh nhà nước có chủ trương giao đất, giao rừng cho tổ chức, cá nhân hộ gia đình lên liên hợp máy kéo nhỏ đóng vai trị quan trọng sản xuất nơng nghiệp, lâm nghiệp Nó đảm bảo hầu hết cơng việc làm đất, vận chuyển phân bón, Máy kéo cỡ nhỏ tỏ phù hợp với kinh tế thị trường nay, mà ruộng đất chia thành lơ, có kính thước vừa nhỏ, lại phù hợp với vốn đầu tư hộ nông dân Tuy nhiên nghiên cứu liên hợp máy kéo cỡ nhỏ chưa nhiều, đặc biệt liên hợp máy kéo cỡ nhỏ sản xuất lâm nghiệp Các cơng trình nghiên cứu liên hợp máy kéo cỡ nhỏ vận xuất gỗ tập trung đánh giá hiệu kinh tế sử dụng chúng phục vụ sản xuất Hiện trang trại hộ gia đình có trang bị nhiều loại máy kéo hai bánh, bốn bánh như: Bông Sen - 12, Bông Sen - 20, Shibaura, DFH 180… loại máy phục vụ chủ yếu sản xuất nơng nghiệp nên thời gian rảnh rỗi cịn nhiều Chính có số đề tài nghiên cứu áp dụng thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo bánh cỡ nhỏ để vận xuất gỗ rừng trồng Năm 1995, PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu số cán giảng dạy Trường Đại học Lâm nghiệp thực đề tài nghiên cứu thuộc đề tài cấp nhà nước mã số KN - 03 - 04 “Thiết kế chế tạo khảo nghiệm sản xuất thiết bị vận xuất gỗ bốc dỡ vận chuyển để khai thác vùng nguyên liệu giấy gỗ nhỏ rừng trồng” Một nội dung chủ yếu đề tài thiết kế chế tạo thiết bị vận xuất bốc dỡ vận chuyển gỗ kết hợp tời cáp, cấu nâng hạ thuỷ lực rơmoóc trục máy kéo động lực MTZ - 50[1] Hình 1.1 Thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo MTZ - 50 Năm 1997, nhóm cán giảng dạy môn Máy Lâm nghiệp thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dùng tời cáp khí trống cần treo gỗ hình chữ A lắp sau máy kéo DFH - 180 để vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng 10   64 64   0,28 Re 228,5 Thay vào cơng thức (3.54) ta có:   p  0,28  0,5    2.9,81 = 0,25 daN/cm2 + Tính tốn tổn thất áp suất cục Tổn thất áp suất cục phần lượng chất lỏng dùng để thắng lực cản chảy qua thiết bị cấu thuỷ lực Tổn thất chủ yếu biến dạng, thay đổi hướng, thay đổi vận tốc, rối loạn dịng chảy tạo thành dịng xốy Khi qua số vị trí đặc biệt thiết bị Tổn thất áp suất cục thể theo thành phần động tính theo cơng thức: p    v2 2g (3.55) Trong đó: v2 : Động riêng hay gọi áp suất vận tốc; 2g v: Vận tốc dòng chảy, v = m/s;   : Hệ số cản cục gồm tất tổn thất áp suất ma sát, gia tốc Ta có:    2 3 4 5  : qua hộp van phân phối,   ;  : qua van an toàn,   ; 53  : qua đầu nối với góc ngoặt,   1,5 ;  : qua ống nối chữ T,   ;  : qua lưới lọc,   ;     8,5 Vậy thay số vào công thức (3.54) ta có: p  8,5 42  6,93 daN/cm 2.9,81 Tổng tổn thất hệ thống truyền động thuỷ lực : p  0,25  6,93  7,45 daN/c 3.6 Chọn hộp giảm tốc Theo tính tốn phần trước ta tính động thuỷ lực có số vòng quay là: Ndc = 1600 vòng/phút Sau qua truyền xích với tỷ số tuỳen ix = 1,5, số vịng quay trục bánh xích bị động là: nx  N dc 1600 = 1067 vòng/phút  i 1,5 Trong số vịng quay trục trống tời theo tính tốn là: nT = 74 vịng/phút Như cần có hộp giảm tốc truyền mơ men quay từ trục bánh xíc chủ động đến trống tời có tỷ số truyền ih xác định theo công thức sau: ih  nc 1067 = 14,41  nT 74 Để thoả mãn yêu cầu phận truyền lực có kết cấu nhỏ gọn đảm bảo tỷ số truyền ih = 14,41, chọn hộp giảm tốc trục vít bánh vít Trung Quốc đựoc bán rộng rãi thị trường (hình 3.9) 54 Hình 3.10 Hộp giảm tốc trục vít bánh vít Các thông số chúng sau: - Tỷ số truyền là: i = 16 - Mô men xoắn cực đại là: 225000 N.mm 3.7 Tính tốn khớp nối trục Khớp nối dùng để nối trục với chi tiết quay với Khớp nối dùng để đóng mở cấu, giảm tải trọng động, ngăn ngừa tải, điều chỉnh tốc độ,… Thông số khớp nối mô men xoắn Mx truyền được, ứng với mối trị số mơ men xoắn Mx khớp nối có đường kính khác để lắp với trục có đường kính thích hợp Chọn khớp nối phải vào điều kiện làm việc cụ thể máy cấu, khâu yếu khớp nối chọn cần tính tốn kiểm nghiệm, phương pháp tính phụ thuộc tính chất tải trọng tác dụng điều kiện làm việc khớp nối 55 Khớp nối trục đĩa bao gồm hai đĩa có mayơ, đĩa lắp lên đoạn cuối trục mối ghép then Hai nửa đĩa nối với mối ghép bulơng Bulơng lắp khơng có khe hở, mơ men xoắn truyền trực tiếp qua thân bulông Dùng bulơng lắp khơng khe hở, kích thước nối trục nhỏ gọn Vật liệu đĩa thép Kiểm tra điều kiện bền [6 ] Đối với bulông không khe hở, lực xiết cần thiết bulông V> K T Z f D0 Trong đó: D0: đường kính vịng trịn qua tâm bulơng; Z: số bulông; f: hệ số ma sát; V > 2.2.217560  9889 N.mm 4.110.0,2 Bulông kiểm nghiệm theo công thức:   1,3.V d ,  4        k  d’: đường kính bulông;  k  : ứng suất kéo cho phép   1,3.9889 = 255,88 82 3,14 Kiểm nghiệm bulông theo điều kiện bền cắt c  K T   c  Z D0  d 56 d: đường kính thân bulơng;  c  : ứng suất cho phép,  c  = 0,25  ch  c  2.2.217560 = 2519,5 4.110.3,14 Vậy bulông đảm bảo điều kiện bền cắt 57 Chƣơng KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH VÀ HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG 4.1 Khả làm việc liên hợp máy theo điều kiện bám Khả kéo gỗ thiết bị theo điều kiện bám bánh xe với mặt đất tính sau (hình 4.1) Hình 4.1 Sơ đồ tính tốn khả kéo gỗ thiết bị theo điều kiện bám Do kéo gỗ từ xa nên coi lực kéo lớn tời có phương song song với mặt đất Các lực tác dụng lên liên hợp máy gồm: - Trọng lượng liên hợp máy: Gt = G1 + G2 Trong đó: G1: trọng lượng đầu máy kéo, G1 = 2000 N; G2: trọng lượng hệ thông khung gồm: khung, thiết bị tời cáp, ghế người; G2 = 2000 N; Vậy Gt = 2000 + 2000 = 4000 N Gt gồm hai thành phần: Gtsin  có phương song song với mặt đất, Gtcos  có phương vng góc với mặt đất; - Lực căng cáp lớn kéo gỗ: Tmax = 2800 N; 58 - Các phản lực pháp tuyến lên bánh trước Z1 bánh sau Z2; - Các lực ma sát bánh trước bánh sau mặt đất X1, X2; Từ điều kiện cân hệ thống ta có hệ phương trình sau:  X = X1 + X2 - Tmax - Gtsin  = (4.1)  Z = Gtcos  - Z1 – Z2 = (4.2) Lực ma sát liên hợp máy với mặt đất: X1 + X2 = (Z1 + Z2)  =  Gt cos  (4.3) Trong đó:  hệ số ma sát bánh xe mặt đất (lấy  = 0,7) [9] Để kéo gỗ phía máy kéo thì: Tmax ≤  Gt cos  Từ ta có: cos   Tmax  Gt (4.4) Thay số vào (4.4) ta được: cos   2800 1 0,7.4000 Vì kéo gỗ với tải trọng tối đa tính tốn phần trước Q = 3397 N, thực mặt đất nằm ngang Trong trường hợp kéo gỗ ngược dốc thiết phải có giải pháp neo giữ đầu máy kéo cho khỏi trượt phía gỗ 4.2 Hƣớng dẫn sử dụng thiết bị Để vận xuất gỗ rừng trồng liên hợp máy gồm máy kéo Bông Sen - thiết bị chuyên dùng cần người: Người thứ điều khiển liên hợp máy, người thứ làm nhiệm vụ buộc tháo dây cáp - Người thứ điều khiển liên hợp máy tới khu khai thác cho trục dọc máy gần với trục dọc gỗ tốt, quay đầu máy theo hướng vận xuất, máy quay phía gỗ chặt Người thứ 59 điều khiển cần gạt hộp van phân phối để động thuỷ lực quay theo chiều nhả cáp - Người thứ kéo cáp phía gỗ cần kéo - Tiếp người thứ điều khiển đưa cần gạt hộp van phân phối vị trí trung gian để động thuỷ lực ngừng quay - Người thứ cầm đầu dây cáp buộc vào gốc gỗ chặt hiệu cho người thứ điều khiển cho cần gạt hộp van phân phối để động thuỷ lực quay theo chiều quấn cáp để kéo gỗ phía liên hợp máy Khi đầu gỗ kéo đến gần liên hợp máy, đầu nâng lên khoảng khơng gian giá chữ A - Người thứ đưa tay lên điều khiển vị trí trung gian để động thuỷ lực ngừng quay đầu gỗ treo giá chữ A Sau gài số để liên hợp máy kéo gỗ theo phương pháp kéo nửa lết bãi gỗ.Về tới bãi gỗ, điều khiển cần gạt hộp van phân phối theo chiều nhả cáp để nhả gỗ xuống mặt đất - Người thứ tháo dây cáp khỏi gỗ - Người thứ điều khiển tời quấn cáp lại, liên hợp máy lại tiếp tục vào khu khai thác để kéo gỗ bãi Với kết cấu nguyên lý làm việc trên, thiết bị gom kéo gỗ treo gỗ lên cần chữ A để thực vận xuất gỗ với cự ly ≤ 60 m 4.3 Một số quy định an toàn sử dụng thiết bị - Tải trọng chuyến phải nhỏ hay tải trọng thiết kế - Trước cho máy làm việc phải kiểm tra nước làm mát, dầu bôi trơn, nhiên liệu, dầu thuỷ lực, ốc vít cần phải bắt chặt - Chăm sóc bảo dưỡng theo định kỳ kỹ thuật 60 - Trong q trình làm việc có biểu khơng bình thường: tiếng kêu, cọ sát,… hay khả ổn định cần phải dừng máy để kiểm tra tìm phương pháp khắc phục - Trước kéo gỗ cần phải chuẩn bị địa hình như: Dọn bụi, gốc to, làm đường vận xuất - Để tránh tượng lật ngang máy ta cần di chuyển độ dốc nhỏ độ dốc cho phép, cho trục dọc máy trùng với trục dọc gỗ - Người công nhân vận hành máy phải qua đào tạo 61 Chƣơng SƠ BỘ TÍNH NĂNG SUẤT Việc đánh giá hiệu kinh tế thiết bị vào sản xuất vào tiêu kinh tế kỹ thuật, vốn đầu tư, lợi nhuận, thời gian thu hồi vốn, suất lao động hay chi phí lao động cho đợn vị sản phẩm Tuy nhiên phạm vi đề tài tốt nghiệp tơi tính sơ suất dự toán giá thành thiết bị Năng suất ca làm việc thiết bị tính theo cơng thức: Nca = 3600.T   Q  t ck (m3/ca) Trong đó: T: số làm việc ca, T = 8h;  : hệ số sử dụng thời gian,   : hệ số sử dụng tải trọng,  Q: tải trọng chuyến, Q = t ck = 0,7; = 0,9; 3397 = 0,3397 m3 10000 : tổng thời gian để hoàn thành chu kỳ vận chuyển, s Khi gom gỗ cự ly 60 m thì: t ck = t1 + t2 + t3 + t4 Với: t1: thời gian nhả cáp, t1 = 20s; t2: thời gian buộc gỗ, t2 = 25s; t3: thời gian kéo cáp, t3 = 60s; t4: thời gian tháo cáp, t4 = 15s;   t ck = 20 + 25 + 60 + 15 = 120s 62 (5.1) Thay giá trị vào (5.1) ta được: 3600.8.0,7.0,9.0,3397  51,36 120 Nca = m3/ca * Năng suất kéo gỗ theo phương pháp nửa lết máy kéo: Khi kéo gỗ với cự ly 200 m thì: Nca1 = 3600.T   Q  t ck (5.2) Trong đó: t ck : thời gian hoàn thành chu kỳ kéo gỗ; t ck = t1 + t2 + t3 + t4 + t + t6 Với: t1: thời gian nhả cáp, t1 = 50 s; t2: thời gian buộc gỗ, t2 = 25 s; t3: thời gian kéo gỗ, t3 = 110 s; t4: thời gian tháo cáp, t4 = 15 s; t5: thời gian quay vòng, t5 = 20 s; t6: thời gian quay vị trí cũ, t6 = 60 s;   t ck = 50 + 25 + 110 + 15 + 20 + 60 = 280 s Thay giá trị vào (5.2) ta được: Nca2 = 3600.8.0,7.0,9.0,3397 = 22 280 m3/ca Vậy suất trung bình ca vận xuất theo hai phương pháp: N= 1  N ca1 N ca  1  51,36 22  15,4 63 m3/ca * So sánh vận xuất gỗ máy kéo với thiết bị tời cáp với vận xuất thủ công + Năng suất vận xuất gỗ thu công là: Nc = 3600.T  Q  t1  t  (5.3) Trong đó: T: thời gian làm việc ca, T = 8h;  : hệ số sử dụng thời gian,  = 0,6; Q: tải trọng chuyến, Q = 500N; t1: thời gian không tải, t1 = 80 s; t2: thời gian có tải, t2 = 180 s;  : trọng lượng riêng gỗ,  = 9000 N/m ; Thay giá trị vào (5.3) ta được: Nc = 3600.8.0,6.500  3,43 m /ca  80  200.9000 Vậy suất máy kéo với thiết bị tời cáp vận xuất gỗ gấp 4,5 lần so với vận xuất gỗ thủ công 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Đã đề xuất hai phương án thiết kế thiết bị chuyên dùng kiểu tời cáp với dẫn động thuỷ lực kiểu ngoạm thuỷ lực lắp máy kéo Bông Sen - để vận xuất gỗ rừng trồng, chọn phương án hợp lý để tính tốn thiết kế Bằng phương pháp môn học lý thuyết ô tô máy kéo, máy nâng chuyển xác định tải trọng lớn bó gỗ mà máy kéo vận xuất 3397 N Bằng kiến thức môn học: học lý thuyết, sức bền vật liệu, nguyên lý máy, chi tiết máy môn học khác tơi tính tốn thiết kế chọn chi tiết thiết bị tời cáp cáp kéo gỗ, trống tời, hộp giảm tốc, truyền xích hệ thống thuỷ lực dẫn động cho tời Bằng kiến thức môn học sở đồ hoạ máy tính tơi vẽ vẽ lắp vẽ chi tiết thiết bị tời cáp Đã xác định khả làm việc liên hợp máy sơ tính suất thiết bị vận xuất gỗ thiết bị chuyên dùng cho suất gấp 4,5 lần so với vận xuất thủ công II Kiến nghị Do hạn chế mặt thời gian điều kiện thực tập, khn khổ đề tài tốt nghiệp, khố luận khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong góp ý bổ sung thầy giáo, cô giáo bạn đồng nghiệp để khố luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Tây, Ngày tháng năm 2008 Sinh viên thực Nguyễn Thị Tho 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo khoa học đề tài cấp nhà nước KN-03-04 năm 1995 Báo cáo khoa học đề tài cấp nhà nước KC-07-26-05 năm 2006 Bộ môn khai thác Trường Đại học Lâm nghiệp ( 1972 ) – Cơ khí hố khai thác gỗ - NXB nông thôn Catalog Samhyđraulike loại dộng thuỷ lực Catalog Camel Hyđraulics loại van thuỷ lực 6.Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - Tập 1,2 Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020 - NXB nông nghiệp T.S Nguyễn Tiến Đạt ( 2000 ) - Những tiến kỹ thuật khâu vận xuất vận chuyển gỗ - Viện khoa hoc Lâm nghiệp 9.Trần công Hoan ( 1972 ) - Lý thuyết ô tô máy kéo lâm nghiệp - NXB nông thôn 10 Trần Công Hoan, Nguyễn Kim, Trịnh Hữu Lập, Ma Chương Thọ, Ngô Thế Tường ( 1973 ) - Cơ khí hố khai thác gỗ - NXB nông thôn 11 Nguyễn Kim ( 1982 ) - Khai thác vận chuyển lâm sản - Trường Đại học Lâm nghiệp 12 Nguyễn Kính Thảo Luận án tiến sĩ KHKT - LTA Lêningrat, 1970 13 Nguyễn Nhật Chiêu Luận án tiến sĩ KHKT - LTA Lêningrat, 1983 14 Phạm Đức Phụng - Sức bền vật liệu - Đại học Lâm nghiệp – NXB nông nghiệp 15 Nguyễn Văn Quân ( 1999 ) Những tiến vận xuất vận chuyển, bốc dỡ gỗ - viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam 16 Phạm Quang Thiền - Thuỷ lực máy thuỷ lực - Trường Đại học Lâm nghiệp 66 17.Trịnh Hữu Trọng, Nguyễn Kim, Ngô Văn Chỉnh, Trần Mỹ Thắng, Nguyễn Văn Quân, Dương Văn Tài, (2001) – Khai thác vận chuyển lâm sản – NXB Nông nghiệp 67 ... dùng lắp máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ rừng trồng? ?? 12 Mục đích đề tài thiết kế thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ rừng trồng, nhằm đưa máy kéo bánh cỡ nhỏ vào việc vận xuất gỗ. .. nghiệp thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dùng tời cáp khí trống cần treo gỗ hình chữ A lắp sau máy kéo DFH - 180 để vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng 10 Hình 1.2 Thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo DFH-180... điểm: Dùng truyền động thuỷ lực cho tời nên hiệu suất không cao Phương án 2: Thiết kế thiết bị chuyên dùng kiểu ngoạm thuỷ lực để ngoạm gỗ Thiết bị chuyên dùng lắp máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ thiết