Nghiên cứu dao động của một số hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy rừng đa năng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐẶNG THỊ TỐ LOAN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG CƠNG TÁC CHÍNH TRÊN XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - ĐẶNG THỊ TỐ LOAN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG CƠNG TÁC CHÍNH TRÊN XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG Chun ngành: Máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp Mã số: 60 52 14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Bỉ Hà Nội, 2010 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Rừng nguồn tài nguyên quý giá người, rừng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất kinh tế quốc dân, rừng cịn nguồn sinh thủy cho sơng suối, hồ thủy điện, rừng cịn góp phần chống lũ qt, bão gió, đặc biệt rừng cịn có chức điều hịa khơng khí, dự trữ sinh rừng cịn góp phần hạn chế biến đổi khí hậu tồn cầu Ngồi rừng cịn có chức du lịch, văn hóa, cảnh quan địa phương quốc gia Với chức to lớn rừng vậy, tài nguyên rừng giới ngày suy giảm, nguyên nhân làm rừng cháy rừng gây nên Theo số liệu thống kê tổ chức nông lương Liên Hợp Quốc hàng năm tồn giới có hàng vạn vụ cháy rừng làm cháy hàng triệu rừng Cháy rừng làm thiệt hại hàng tỷ đô la kinh tế, làm chết bị thương nhiều người, đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái đa dạng sinh học Ở Việt Nam theo số liệu thống kê cục kiểm lâm hàng năm có hàng trăm vụ cháy rừng làm hàng ngàn rừng, gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng, ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái Nhận thức tác hại nghiêm trọng cháy rừng gây Chính phủ ngành, địa phương có nhiều sách, giải pháp nhằm hạn chế đến mức thấp cháy rừng gây Nhưng biến đổi khí hậu tồn cầu gây nên, dẫn đến nguy cháy rừng cao, tình hình cháy rừng diễn biến phức tạp Hiện số sở chữa cháy rừng trang bị số thiết bị chữa cháy rừng máy thổi gió, máy bơm nước, xe ô tô chữa cháy hiệu chữa cháy khơng cao, khơng phù hợp với điều kiện địa hình Việt Nam Việc chữa cháy rừng địa phương chủ yếu thủ công dùng cành dập lửa, vỉ dập lửa nên suất dập lửa thấp, tốn nhiều nhân lực, hiệu chữa cháy không cao Đặc điểm cháy rừng diễn nơi có địa hình phức tạp, độ dốc lớn, xa nguồn nước, giao thơng khó khăn diễn phạm vi rộng lớn, với đặc điểm đám cháy rừng nêu đòi hỏi phải có nghiên cứu cơng nghệ chữa cháy, thiết bị chữa cháy chuyên dụng cho phù hợp với điều kiện địa hình điều kiện chất chữa cháy rừng cung cấp Xuất phát từ lý trên, năm 2008 Bộ Khoa học Công nghệ giao nhiệm vụ cho Trường Đại học Lâm Nghiệp chủ trì thực đề tài trọng điểm cấp nhà nước: “ Nghiên cứu công nghệ thiết kế chế tạo thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng” Kết đề tài thiết kế, chế tạo xe chữa cháy rừng đa năng, xe tích hợp nhiều hệ thống chữa cháy Kết khảo nghiệm thực tế chữa cháy cho thấy xe chữa cháy chữa cháy rừng có hiệu tỉnh Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, song thực nghiệm xe cịn số tồn hệ thống hoạt động tạo độ rung lớn, dao động hệ thống công tác làm ảnh hưởng đến dao động xe chất lượng, độ bền chi tiết hệ thống Để có sở lý thuyết cho việc hạn chế dao động rung động hệ thống cơng tác xe, góp phần vào việc hồn thiện xe chữa cháy rừng đa thiết phải nghiên cứu dao động hệ thống xe chữa cháy rừng đa Xuất phát từ lý trình bày trên, chúng tơi chọn thực đề tài: “Nghiên cứu dao động số hệ thống cơng tác xe chữa cháy rừng đa năng” Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xuất phát từ lý thực đề tài nêu trên, đặt mục tiêu sau: Xây dựng mơ hình tính tốn dao động số hệ thống, đưa giải pháp hạn chế dao động hệ thống công tác xe chữa cháy rừng đa Phạm vi nghiên cứu đề tài Nghiên cứu dao động vấn đề rộng cần phải có thời gian dài, luận văn giới hạn nội dung nghiên cứu sau đây: - Thiết bị nghiên cứu: luận văn không nghiên cứu dao động tất hệ thống công tác xe, mà tập trung nghiên cứu dao động số hệ thống có biên độ tần số dao động lớn, ảnh hưởng lớn đến dao động xe dao động hệ thống cắt đất dạng búa, dao động hệ thống làm cỏ rác dao động hệ thống chặt hạ - Đối tượng gây dao động hệ thống: luận văn không nghiên cứu tất loại đất, loại thực bì mà hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác hoạt động đó, đề tài tập trung nghiên cứu cho loại đất, loại thực bì đặc trưng cho loại đất thực bì khu rừng có nguy cháy cao, xe chữa cháy hoạt động - Địa điểm nghiên cứu thực nghiệm: luận văn khơng có điều kiện làm thí nghiệm thực địa nơi xảy cháy rừng khu vực Tây Nguyên, mà luận văn chọn địa điểm khu rừng thực nghiệm trường Đại học Lâm nghiệp, có địa hình, loại đất loại thực bì giống địa hình thực bì đặc trưng khu vực Tây Nguyên để làm thí nghiệm đo dao động hệ thống cơng tác xe Nội dung nghiên cứu đề tài Với phạm vi nghiên cứu trình bày phần trên, để đạt mục tiêu nghiên cứu đề tài đặt ra, luận văn tập trung giải nội dung sau: 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải vấn đề sau: Xác định lực kích động gây dao động hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác - Xây dựng mơ hình tính tốn dao động hệ thống chặt hạ - Xây dựng mô hình tính tốn dao động hệ thống cắt đất rác Xây dựng mơ hình tính tốn dao động hệ thống làm cỏ tạo băng cách ly đám cháy - Thiết lập phương trình dao động hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác - Khảo sát tham số ảnh hưởng đến đại lượng nghiên cứu biên độ tần số hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác - Đề xuất giải pháp hạn chế dao động hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác - Xác định chế độ làm việc hợp lý của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm nghiệm kết tính theo lý thuyết xác định biểu đồ dao động hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác Trên sở xác định biên độ tần số dao động theo thời gian, nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm vấn đề sau: - Xác định biểu đồ dao động hệ thống chặt hạ theo thời gian để kiểm nghiệm kết tính tốn theo lý thuyết - Xác định biểu đồ dao động hệ thống cắt đất theo thời gian để kiểm nghiệm kết tính tốn theo lý thuyết - Xác định biểu đồ dao động hệ thống làm cỏ rác tạo băng cách ly cô lập đám cháy để kiểm nghiệm kết tính tốn theo lý thuyết - Xác định thơng số hợp lý hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất hệ thống làm cỏ rác nhằm hạn chế dao động sử dụng xe chữa cháy rừng đa hoạt động chữa cháy rừng Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình cháy rừng Việt Nam Việt Nam có 11,8 triệu hécta rừng (độ che phủ tương ứng 35,8%), với 9,8 triệu rừng tự nhiên triệu rừng trồng Trong năm gần diện tích rừng tăng lên, chất lượng rừng suy giảm, rừng nguyên sinh khoảng 7%, rừng thứ sinh nghèo kiệt chiếm gần 70% tổng diện tích rừng nước, loại rừng dễ xảy cháy, Việt Nam có khoảng triệu rừng dễ cháy bao gồm: rừng thông, rừng tràm, rừng tre nứa, rừng khộp, rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên rừng đặc sản…, với diện tích rừng dễ xảy cháy rừng hàng năm tình hình diễn biến thời tiết ngày phức tạp khó lường Việt Nam làm nguy tiềm ẩn cháy rừng cháy lớn ngày nghiêm trọng Trong vài thập kỷ qua, trung bình năm Việt Nam hàng chục ngàn rừng, cháy rừng khoảng 16.000 Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ cháy rừng thiệt hại cháy rừng gây vòng 40 năm qua (1963 - 2002) Cục Kiểm lâm; tổng số vụ cháy rừng 47.000 vụ, diện tích thiệt hại 633.000 rừng (chủ yếu rừng non), có 262.325 rừng trồng 376.160 rừng tự nhiên Thiệt hại ước tính hàng ngàn tỷ đồng, chưa kể đến ảnh hưởng xấu môi trường sống, thiệt hại làm tăng lũ lụt vùng hạ lưu mà chưa xác định làm giảm tính đa dạng sinh học, phá vỡ cảnh quan, tác động xấu đến an ninh quốc phịng Ngồi cịn gây thiệt hại đến tính mạng tài sản người Một số số liệu điển hình cháy rừng thiệt hại cháy rừng gây Việt Nam năm qua sau: Năm 1976, tỉnh Cà Mau cháy 21.000 rừng Tràm, làm 02 người chết; Quảng Ninh từ năm 1962 - 1983, diện tích rừng Thơng bị cháy 15.800 với 10.000 bát nhựa bị cháy, vỡ gây thất thu hàng ngàn nhựa thông số kho tàng bị cháy; tỉnh Lâm Đồng từ năm 1981 - 1994 cháy 43.238 rừng Thông số rừng trồng khác; tỉnh Cà Mau Kiên Giang diện tích rừng Tràm bị cháy năm (1976 - 1980) 43.600 gây thiệt hại triệu m gỗ, củi nhiều loại côn trùng, động vật cư trú đó, đồng thời cháy lớp than bùn từ 0,8 đến 1,2 m gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng, đặc biệt năm 1998 Kiên Giang bị cháy 4.262 rừng, tổn thất 20 tỷ đồng; tỉnh Thừa Thiên Huế, mùa khô năm 1991, dùng lửa thiếu ý thức làm cháy 300 rừng Thông, thời gian ngắn thiêu huỷ khu rừng gây trồng 10 năm tuổi; tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk Lâm Đồng tỉnh bị cháy rừng lớn, tính riêng từ năm 1992 - 2000, bốn tỉnh xảy 1.825 vụ cháy rừng, gây thiệt hại 13.290 rừng kinh tế, [33] Năm 1998, nước chịu ảnh hưởng tượng ElNilo xảy cháy 15.000 rừng, làm chết 13 người Năm 2002, xảy 1.198 vụ cháy rừng, thiệt hại 15.548 rừng (4.125 rừng tự nhiên 11.423 rừng trồng), thiệt hại hai vụ cháy rừng U Minh 5.415 ha, giá trị lâm sản thiệt hại ước tính khoảng 290 tỷ đồng, chưa kể hàng chục tỷ đồng chi phí chữa cháy chi phí để phục hồi phục hồi rừng nhà nước Đầu năm 2010 đo biến đổi khí hậu, nắng nóng diễn ba miền, dẫn đến cháy rừng xảy nhiều nơi từ Lào Cai, Lai châu, Yên Bái, Hà Giang, Kom Tum, Đồng Nai, Vườn Quốc gia Chàm Chim Đồng tháp, Cà Mau Có ngày nước xảy 100 vụ cháy rừng trải dài từ miền bắc, miền trung đến cà Mau Để tổng hợp tình hình cháy Việt Nam thống kê bảng 1.1 108 TT 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 Thời gian (s) 109 TT 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 Thời gian (s) 110 Phụ lục 05: KẾT QUẢ ĐO GIA TỐC BẰNG THỰC NGHIỆM CỦA HỆ THỐNG LÀM SẠCH CỎ RÁC TT Thời gian (s) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 111 TT 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 Thời gian (s) 112 TT 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 Thời gian (s) 113 TT 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 Thời gian (s) 114 TT 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 Thời gian (s) 115 TT 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 Thời gian (s) 116 Phụ lục 06: KẾT QUẢ ĐO GIA TỐC BẰNG THỰC NGHIỆM CỦA HỆ THỐNG LÀM SẠCH CỎ RÁC TT Thời gian (s) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 117 TT 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 Thời gian (s) 118 TT 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 Thời gian (s) 119 TT 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 Thời gian (s) 120 TT 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 Thời gian (s) 121 TT 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 Thời gian (s) 122 ... nghiên cứu dao động hệ thống xe chữa cháy rừng đa Xuất phát từ lý trình bày trên, chúng tơi chọn thực đề tài: ? ?Nghiên cứu dao động số hệ thống cơng tác xe chữa cháy rừng đa năng? ?? Mục tiêu nghiên cứu. .. nghiên cứu nêu trình bày cụ thể chương tiến hành nghiên cứu nội dung cụ thể đề tài 28 Chương NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA CÁC HỆ THỐNG CƠNG TÁC CHÍNH TRÊN XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG Xe chữa cháy rừng. .. hạn nội dung nghiên cứu sau đây: - Thiết bị nghiên cứu: luận văn không nghiên cứu dao động tất hệ thống công tác xe, mà tập trung nghiên cứu dao động số hệ thống có biên độ tần số dao động lớn,