Nghiên cứu dao động của xe ô tô vinaxuki 4,5 tấn vận chuyển gỗ mỏ trên đường lâm nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VĂN PHÚ LIỆU NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE ÔTÔ VINAXUKI 4,5 TẤN VẬN CHUYỂN GỖ MỎ TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VĂN PHÚ LIỆU NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA XE ÔTÔ VINAXUKI 4,5 TẤN VẬN CHUYỂN GỖ MỎ TRÊN ĐƯỜNG LÂM NGHIỆP Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nơng lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN NHẬT CHIÊU Hà Nội, 2011 ĐẶT VẤN ĐỀ Một nhiệm vụ kinh tế mà chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006  2020 đặt là: Sản lượng gỗ nước từ 20 - 24 triệu m3/năm (trong có 10 triệu m3 gỗ rừng trồng) [29], đáp ứng nhu cầu nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến lâm sản, bột giấy xuất Hiện rừng trông nước ta nhiều nơi khai thác với số lượng lớn để làm nguyên liệu giấy, làm gỗ trụ mỏ, làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến gỗ Vận chuyển gỗ cơng đoạn q trình khai thác gỗ, di chuyển gỗ từ bãi gỗ nhà máy sản xuất, đến nơi xuất nơi sử dụng Đây khâu công việc thực chủ yếu đường lâm nghiệp độ mấp mô, độ dốc lớn Một vài năm trước việc vận chuyển hộ kinh doạnh, khai thác gỗ dùng loại xe công nông, xe tự chế để vận chuyển Đến năm 2007 Chính phủ cấm sử dung loại công nông, xe tự tạo, tự chế tương tự [30] Vì vậy, việc vận chuyển gỗ Việt nam nói chung, tỉnh vùng núi phía Đơng Bắc nói riêng thực chủ yếu nhờ loại xe tải cỡ nhỏ trung bình tùy thuộc vào quy mơ sản xuất, kinh doanh địa hình khai thác Để phục vụ cho cơng nghiệp hố đại hố đất nước ngành cơng nghiệp ơtơ Việt Nam ngày phát triển, hàng loạt công ty, nhà máy, xí nghiệp hãng sản xuất, nhập ôtô đời đặc biệt công ty, nhà máy sản xuất liên doanh với Trung Quốc hãng Đông Phong, Trường Hải, Vinaxuki… đáp ứng nhu cầu vận chuyển nước ta Xe tải Vinaxuki 4,5 liên doanh Việt Nam Trung Quốc sản xuất, lắp ráp Việt Nam sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế nước ta, giá thành thấp, phụ tùng thay nhiều phù hợp với hộ kinh doanh, nhà máy, đơn vị sản xuất vừa nhỏ Trong số lâm trường, công ty khai thác, hộ sản xuất kinh doanh rừng sử dụng loại xe vào việc vận chuyển gỗ mỏ rừng trồng phổ biến, đem lại hiệu bước đầu khả quan Tuy nhiên vận chuyển gỗ đường lâm nghiệp phức tạp đường có độ dốc, độ mấp mô lớn dẫn đến độ êm dịu chuyển động xe bị hạn chế, phận hệ thống treo thường xuyên bị hư hỏng ảnh hưởng tới độ êm dịu chuyển động gây hư hỏng số phận khác xe Việc nghiên cứu đánh giá độ êm dịu cải tiến số phận treo xe tải cỡ nhỏ cỡ trung bình đóng Việt Nam nói chung xe tải Vinaxuki loại 4,5 nói riêng sau thời gian đưa vào sử dụng cần thiết Để làm sở cho việc nghiên cứu hoàn thiện thêm hệ thống treo chọn chế độ sử dụng hợp lý theo hướng nâng cao độ êm dịu chuyển động sử dụng loại xe tải Vinaxuki 4,5 vào việc vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu dao động xe ôtô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp” * Ý nghĩa khoa học đề tài: Xây dựng mơ hình dao động ô tô tải Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp từ đánh giá ảnh hưởng điều kiện làm việc đến tính chuyển động êm dịu ô tô làm sở cho việc đề xuất giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động ôtô * Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu sở cho việc hoàn thiện thêm hệ thống treo, đồng thời phục vụ cho việc chọn chế độ sử dụng hợp lý xe vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô, máy kéo khai thác vận chuyển gỗ 1.1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô, máy kéo khai thác vận chuyển gỗ giới Khai thác gỗ định nghĩa tồn thao tác, cơng đoạn để biến đứng thành sản phẩm gỗ tròn theo qui cách xác định chuyển chúng từ rừng đến điểm tiêu thụ Nó cầu nối nguồn tài nguyên rừng ngành công nghiệp sử dụng gỗ làm nguyên liệu công nghệ chế biến gỗ, công nghiệp giấy, khai thác than, xây dựng… Việc khai thác công việc khác phải tuân thủ theo công nghệ định Công nghệ khai thác gỗ cơng nghệ thủ cơng, cơng nghệ tiên tiến Mỗi loại cơng nghệ thích hợp với đièu kiện định Cơng nghệ thích hợp cơng nghệ phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội phổ biến có tính địa phương mơi trường phù hợp với điều kiện môi trường Do công nghệ khai thác gỗ phải giảm mức tối đa chi phí sản xuất tác động xấu đến môi trường [33] Trong việc khai thác gỗ rừng trồng người ta thường áp dụng loại công nghệ sau [23],[24] - Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ ngun (Full- tree-method): Cây gỗ sau hạ giữ nguyên cành tán kéo bãi gỗ Tại chúng cắt cành, cắt khúc theo quy cách sản phẩm sau vận chuyển đến nơi tiêu thụ - Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ dài (Full-length-method ): Cây gỗ sau hạ cắt cành, nơi chặt hạ kéo ven đường vận chuyển bãi gỗ Tại chúng cắt khúc vận chuyển đến nơi tiêu thụ Loại công nghệ khai thác gỗ ngắn (Short-wood method/Cut-to-length method): Toàn thao tác hạ cây, cắt cành cắt khúc thực nơi chặt hạ, sau khúc đưa đến bãi gỗ ven đường chuyển nhà máy điểm Như đề cập, việc áp dụng loại hình cơng nghệ loại hình cơng nghệ kia, việc lựa chọn cơng nghệ thích hợp khai thác rừng phụ thuộc vào hàng loạt yếu tố việc cung cấp nhân lực tiền công lao động, sở hạ tầng kỹ thuật, khả đầu tư, tính sẵn có trang thiết bị, máy, phụ tùng thay thế, điều kiện rừng, điều kiện kinh tế-xã hội bảo vệ rừng khai thác Ở Brazil, người ta áp dụng ba loại hình nêu việc khai thác gỗ rừng trồng [36] Loại hình khai thác gỗ ngắn áp dụng chủ yếu khai thác rừng bạch đàn Để tăng suất,giảm giá thành khâu chặt hạ người ta tổ chức nhóm làm việc hai người: người chặt hạ cắt khúc cưa xích người dùng búa để chặt cành.Việc tập trung từ nơi chặt hạ bãi gỗ nhỏ ven đường kho gỗ thực máy kéo bánh lâm nghiệp máy kéo nơng nghiệp trang bị thêm rơ mc chở gỗ, tay thủy lực kết cấu phụ trợ đảm bảo an toàn cho người thiết bị làm việc rừng Đối với địa hình dốc, người ta sử dụng đường cấp lưu động với nguồn động lực máy kéo nông nghiệp để đưa gỗ từ nơi chặt hạ chỗ tập trung Ở số lâm trường trang trại quy mô nhỏ người ta dùng bị ngựa kéo gỗ Ở hình thức khai thác gỗ dài, việc chặt hạ, cắt cành thực nơi chặt hạ việc sử dụng cưa xích, sau thân kéo tập trung kho gỗ bãi gỗ nhỏ ven đường máy kéo nơng nghiệp, có trang bị thêm phận treo gỗ Việc vận chuyển gỗ từ bãi gỗ đến nơi tiêu thụ Brazil thực chủ yếu xe vận tải chuyên dùng theo nhiều kiểu khác nhau: Xe tải không rơ moóc, xe tải sơ mi rơ moóc, xe tải kéo theo hai rơ moóc Việc bốc dỡ kho gỗ giới hóa việc sử dụng cầu trục thủy lực cố định chuyên dùng Việc bốc dỡ gỗ, củi nơi có sản lượng khai thác nhỏ phổ biến lao động thủ công Ở phần Lan nước Bắc Âu [36], từ năm 80 trở trước, ba loại hình cơng nghệ áp dụng khai thác gỗ rừng trồng Hiện nhờ tiến ngành chế tạo máy lâm nghiệp đặc biệt đường vận chuyển dày đặc với chất lượng tốt đến tận khu rừng xa xơi nên hình thức khai thác gỗ ngắn sử dụng Việc hạ cây, cắt cành thường dùng máy chuyên dùng (Feltler - Buncher) máy khai thác liên hợp (Harvester) sau khúc gỗ vận chuyển đến ven đường nhờ sử dụng máy kéo vận xuất bánh chuyên dùng (Forwarder) máy kéo nông nghiệp trang bị tay thủy lực rơ moóc chở gỗ Việc vận chuyển gỗ từ rừng đến nơi tiêu thụ chủ yếu đường nhờ sử dụng xe vận tải cỡ lớn kéo hai rơ mc Ngồi việc vận chuyển gỗ thực đường thủy đường sắt ngày giảm Việc sử dụng công cụ thủ công việc chặt hạ cưa cùng, búa việc dùng ngựa để vận chuyển gỗ Ở Phần Lan sử dụng với tỷ trọng nhỏ, chủ yếu dùng khai thác tỉa thưa quy mô nhỏ Ở Malaisia [38] trước người ta kết hợp máy kéo xích máy kéo bánh lâm nghiệp để vận chuyển gỗ rừng trồng qua sử dụng cho thấy; di chuyển nhiều rừng nên bề mặt đất rừng bị phá hoại nghiêm trọng ảnh hưỏng xấu đến trình tái sinh rừng làm cho trình xói mịn đất tăng lên Hiện phần lớn rừng trồng Malaisia tập trung tập đoàn lâm nghiệp, với hệ thống sở hạ tầng dịch vụ kỹ thuật tương đối tốt đồng nên người ta áp dụng loại hình khai thác nguyên chủ yếu Thiết bị khâu chặt hạ cưa xích cỡ nhỏ Việc vận chuyển gỗ từ rừng nhà máy chủ yếu ôtô, khâu bốc dỡ gỗ đựơc giới hóa 1.1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô, máy kéo khai thác vận chuyển gỗ rừng trồng Việt Nam Ở nước ta, phần lớn gỗ khai thác, sản xuất tiêu thụ nội địa chiếm 98% gỗ tròn, 92% gỗ xẻ 80% sản phẩm giấy Một phần gỗ lâm sản đặc sản quế, dầu hồi, hạt điều, cánh kiến được xuất sang nước như: Nhật Bản, Hồng Kông, Singapore, Thái Lan Hiện nước ta cho phép việc khai thác gỗ tre nứa rừng giàu trung bình (rừng gỗ có trữ lượng 80 m3, rừng tre, luồng có từ - 3,5 nghìn cây/ha trở lên; rừng nứa, vầu có từ - nghìn cây/ha trở lên) Chỉ tiến hành khai thác chọn lọc, cường độ chặt giới hạn không 35% gỗ 50% tre nứa theo tổng trữ lượng toàn vùng [48] Ở vùng chuyên canh gỗ nguyên liệu giấy người ta áp dụng loại hình khai thác gỗ ngắn chủ yếu Quy trình cơng nghệ sau: Khâu chặt hạ Việc hạ cây, căt cành, cắt khúc thực chủ yếu công cụ thủ công búa, cưa gỗ Hiện nay, hầu hết lâm trường sử dụng cưa xăng cỡ nhỏ để chặt hạ Gỗ nguyên liệu có chiều dài 4m tới 70% cắt khúc nơi chặt hạ, 30% cắt khúc chân đồi sau dùng phương tiện khác đưa thân xuống Khâu vận xuất Trong năm gần đây, khâu vận xuất gỗ nhiều nhà khoa học đơn vị sản xuất quan tâm Hiện số địa hình thuận lợi người ta tiến hành giới hố khâu cơng việc loại máy móc thiết bị đại nhằm giải phóng sức lao động nặng nhọc, nguy hiểm tăng tỷ lệ tận dụng gỗ, (hình 1.1) Hình 1.1 Vận xuất gỗ máy kéo LKT 180 kết hợp tời cáp Hình 1.2 Vận xuất gỗ máy kéo bánh xích TDT 55 Khâu bốc dỡ vận chuyển: Vận chuyển gỗ từ rừng khu chế biến phổ biến gồm hai bước: vận chuyển cự ly ngắn vận chuyển đường dài Vận chuyển cự ly ngắn: đưa gỗ từ bãi gỗ nhỏ rừng bãi gỗ trung chuyển ven đường quốc lộ cạnh bờ sơng với cự ly trung bình 10 - 15 km Vận chuyển gỗ từ bãi trung chuyển nhà máy chế biến, nhà máy giấy thực đường sông đường Việc bốc dỡ gỗ cho phương tiện vận chuyển thực lao động thủ công phương tiện bốc dỡ tùy theo phương tiện bốc gỗ vận chuyển Ở bãi gỗ tập trung quy mô lớn người ta dùng máy bốc xếp kiểu hàm bốc để bốc dỡ cho ô tô đưa xuống bến sơng Cịn nơi lượng gỗ ít, phân tán người ta dùng lao động thủ công để bốc dỡ cho phương tiện vận chuyển Việc bốc dỡ gỗ cho phương tiện vận chuyển thực chủ yếu lao động thủ công cần cẩu ôtô, tời cáp, (hình 1.3) Hình 1.3 Bốc dỡ gỗ tời cáp Vận chuyển đường dài: việc vận chuyển gỗ từ bãi trung chuyển nhà máy giấy thực đường sông đường bộ, phương tiện vận chuyển xe ơtơ chun dụng (hình 1.4), tàu thuỷ, thuyền Hình 1.4 Vận chuyển gỗ tô lâm nghiệp chuyên dùng 72 sử dụng phần mềm Matlab 6.5 Trước hết, lập M-files để khai báo thơng số đầu vào (hình 3.19) sau sử dụng Simulink để xây dựng sơ đồ khối mơ dao động hệ ( hình 3.20) Hình 3.19- Mfiles khai báo thơng số đầu vào mơ hình 73 Hình 3.20 Sơ đồ khối mơ tổng quát hệ phương trình Matlab Sau xây dựng mơ trên, để nhận kết mô ta cần khai báo giá trị tham số cho khối chức tín hiệu đầu vào Các khối chức cần khai báo khối ma trận hệ số M, C, K, Q, q ( phương trình 3.38) viết dạng ma trận Hàm kích thích khối ma trận thể dạng hàm mấp mô đơn hàm kích thích hình sin Kết mơ với hàm kích thích hàm điều hồ thể sau Hình 3.21 mơ kết dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Vinaxuki 4,5 74 Hình 3.21- Dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Vinaxuki 4,5 Tiếp theo ta thu kết mô gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ơtơ, (hình 3.22) Hình 3.22- Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Kết mơ dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc, (hình 3.23) 75 Hình 3.23- Dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc Cuối mơ ia tốc dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc, (hình 3.24) Hình 3.24- Gia tốc dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc Qua đồ thị 3.21, 3.22, 3.23, 3.24 ta thấy: Đây dao động tuần hồn khơng tắt, điều hoàn toàn phù hợp với thực tế; dao động tắt dần nguồn kích thích dao động khơng cịn Chúng tơi xác định biên độ gia tốc dao động -0,7  0,7 m/s2; tần số dao động khoảng 2,2 Hz 76 Ngoài kết hàm kích thích hàm hình sin ta cịn thu kết mơ với hàm kích thích mấp mơ đơn sau Hình 3.25 mơ kết dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Hình 3.25- Dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Vinaxuki 4,5 Tiếp theo kết mô gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ơtơ, (hình 3.26) Hình 3.26- Gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô Dưới kết mơ dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc, (hình 3.27) 77 Hình 3.27- Dịch chuyển góc xe ơtơ mặt phẳng dọc Cuối kết mô gia tốc dịch chuyển góc ơtơ mặt phẳng dọc, (hình 3.28) Hình 3.28- Gia tốc dịch chuyển góc ơtơ mặt phẳng dọc Qua đồ thị 3.25, 3.26, 3.27, 3.28 ta thấy: Đây dao động tuần hồn khơng tắt, điều hoàn toàn phù hợp với thực tế; dao động tắt dần nguồn kích thích dao động khơng cịn Chúng tơi xác định biên độ dao động ban đầu từ 0,005  0,15 m/s2; tần số dao động khoảng 0,7 Hz Khi đến 4,5s dịch chuyển tắt dần 78 3.4.5 So sánh kết gải mơ phương trình vi phân dao động xe ban đầu phương trình vi phân dao động xe ơtơ lắp thêm phận giảm chấn Từ đồ thị 3.21, 3.22, 3.23, 3.24 phương trình vi phân mơ xe cải tiến lắp thêm phận giẩm chấn, xác định tần số dao động 2,1 Hz; biên độ dao động -0,7  0,7 m/s2 Như so sánh với kết nghiên cứu từ đồ thị 3.9, 3.10, 3.11 3.12, phương trình vi phân mô xe ban đầu nghiên cứu là: gia tốc dao động -0,9  0,9 m/s2; tần số dao động khoảng 2,2Hz Như vậy: - Biên độ gia tốc dịch chuyển thẳng đứng trọng tâm xe ôtô lắp thêm phận giảm chấn giảm 0,4 m/s2 - Tần số 0,1Hz Ngoài vào đồ thị hai mơ hình dạng hàm kích thích mấm mơ đơn ta thấy: Ở đồ thị 3.25, 3.26, 3.27, 3.28 mơ hình lắp thêm giảm chấn biên độ dao động từ 0,005  0,15 m/s2; tần số dao động khoảng 0,7 Hz Khi đến 4,5s dịch chuyển tắt dần Trong đồ thị 3.14, 3.15, 3.16 v 3.17 biên độ gia tốc dao động  m/s2; tần số dao động khoảng 2,5 Hz Sau 25s dao động tắt dần Căn vào kết ta thấy, mơ hình lắp thêm giảm chấn thời gian dao động tắt dần nhanh biên độ dao động nhỏ so với mơ hình ban đầu chưa có giảm chấn cầu sau xe ơtơ, độ êm dịu xe tăng lên đảm bảo cho xe vận chuyển hàng hoá êm hơn, đặc biệt xe vận chuyển gỗ mỏ rừng trồng đường lâm nghiệp, đồng thời làm tăng tuổi thọ phận treo xe phận khác liên quan Vì việc lắp thêm phận giảm chấn vào cầu sau xe ôtô Vinaxuki 4,5 cần thiết 79 Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm Mục đích nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định số thông số phục vụ cho nghiên cứu lý thuyết minh họa phần nghiên cứu lý thuyết dao động thẳng đứng dọc xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp Do điều kiện thời gian, kinh phí sở vật chất hạn chế, luận văn tiến hành tất thí nghiệm để xác định tất thơng số đầu vào thí nghiệm để kiểm chứng kết nghiên cứu lý thuyết Ở luận văn tiến hành số thí nghiệm xác định thông số chưa biết xe ô tơ Vinaxuki 4,5 số thí nghiệm nhằm minh họa thêm cho số kết nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm để xác định dao động thẳng đứng dọc xe dao động thẳng đứng dọc ghế ngồi xe ôtô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp 4.2 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm Đối tượng để thực nghiệm xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp với tốc độ 30km/h, (hình 4.1) Hình 4.1: Xe ơtơ Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp 80 4.3 Trang thiết bị thực nghiệm Trong nghiên cứu thực nghiệm luận văn tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để xác định thông số chưa biết xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp như: xác định gia tốc dao động thẳng đứng dọc xe ô tô Vinaxuki 4,5 gia tốc dao động thẳng đứng dọc ghế người lái xe ôtô Vinaxuki 4,5 Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyễn gỗ mỏ đường lâm nghiệp dùng đầu đo gia tốc Đầu đo gia tốc gắn vị trí trọng tâm xe cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng qua trọng tâm xe (hình 4.2) Đầu đo nối với Spider8 dây cảm biến, Spider8 kết nối với máy tính cáp LPT Hình 4.2: Thiết bị vị trí đo gia tốc thẳng đứng dọc xe Máy tính; Thiết bị Spider8; Dây cáp nối thiết bị spider với máy tính; Dây cảm biến nối thiết bị spider8 với đầu đo;5 Đầu đo gia tốc kiể điện cảm;6 Đầu đo gia tốc kiểu tenzô Tương tự, để xác định dao động thẳng đứng dọc ghế người lái xe ôtô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp 81 dùng đầu đo gia tốc Đầu đo gia tốc gắn vị trí trọng tâm ghế người lái xe cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng (hình 4.3) Đầu đo nối với Spider8 dây cảm biến, Spider8 kết nối với máy tính cáp LPT Hình 4.3 Thiết bị đo vị trí treo đầu đo gia tốc thẳng đứng ghế lái 4.3.1 Thiết bị đo Spider8 phần mềm Catman Thiết bị Spiser8 thiết bị thu thập khuếch đại thông tin đo lường kỹ thuật số nối ghép với máy tính, để đo đại lượng không điện Thiết bị ứng dụng tất lĩnh vực kiểm tra chất lượng máy móc, cơng trình dân qn sự… Spider8 (hình 4.4) thiết kế theo tiêu chuẩn đo lường công nghiệp, gọn nhẹ chắn, phù hợp với đo kiểm tra ngồi trường Hình 4.4 Thiết bị Spider8 82 Thiết bị Spider có số đặc tính kỹ thuật sau: + Tốc độ lấy mẫu tới 9600 giá trị/giây cho kênh; + Nguồn cấp 110 - 240 VAC qua chuyển đổi điện ổn định 12 VDC + Số kênh đo: kênh đo ghép nhiều để đạt số lượng kênh đo 64 + Cấp xác: 0,1 Thiết bị Spider8 thu, khuếch đại, chuyển đổi A/D Tốc độ thu nhận tín hiệu đo cao với độ phân giải 16 bit Thiết bị kết nối với máy tính cổng giao diện: RS 232 LPT Phần mềm Catman phần mềm điều khiển đo lường xử lý số liệu, làm việc môi trường Window, phần mềm máy điều khiển Spider số thiết bị khác hãng HBM Ngoài ra, cịn có chức xử lý số liệu kết nối với Excel số phần mềm khác Phần mềm Catman có nhóm thực đo xử lý số liệu sau: Data export: Lưu giữ liệu (chọn dạng lưu liệu đo); Data import: Lấy liệu ra, xử lý số liệu ; Editmeasured data: Điều chỉnh số liệu 4.3.2 Đầu đo gia tốc Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe ôtô phương pháp thực nghiệm, sử dụng đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm B121000 hãng HBM Cộng hoà liên Bang Đức sản xuất, hình dáng sơ đồ nguyên lý thể hình 4.5 83 Hình 4.5 Đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm Khối quán tính; Mặt cắt hai cuộn dây điện cảm; Lò xo (phần tử đàn hồi); Thân đầu đo; Cạnh vát; Cọc nối dây; Đầu có ren lắp vào vật đo Khi liên hợp máy chuyển động, khối quán tính (1) dao động hai cuộn dây điện cảm (2), làm cho từ trở mạch từ thay đổi dẫn đến điện cảm hai cuộn dây (2) thay đổi Sự thay đổi điện cảm thiết bị Spider thu thập, khuếch đại lên nhiều lần qua chuyển đổi A/D ghi lại nhờ phần mềm Catman cài đặt máy tính Như vậy, biên độ dịch chuyển khối quán tính (1) lớn hay nhỏ phụ thuộc vào vận tốc xe chạy mấp mơ mặt đường Chúng tơi sử dụng máy tính cài đặt phần mềm Catman có cổng kết nối LPT để điều khiển đo lường ghi lại kết đo 4.4 Tiến hành thực nghiệm Chúng tiến hành 02 lần thí nghiệm với tốc độ chuyển động đường lâm nghiệp xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ 30 km/h Để đo gia tốc dao động thẳng đứng dọc trọng tâm xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp tốc độ 30km/h (hình 4.6), tiến hành bước sau: - Gắn đầu đo gia tốc vào vị trí trọng tâm xe ôtô 84 - Nối đầu đo với thiết bị Spider8 dây cảm biến - Kết nối thiết bị Spider8 với máy tính, nối nguồn cho thiết bị - Khởi động phần mềm Catman - Tiến hành đo Hình 4.6: Tiến hành thực nghiệm Máy tính; Thiết bị Spider8; Dây cáp nối thiết bị spider với máy tính; Dây cảm biến nối thiết bị spider8 với đầu đo;5 Đầu đo gia tốc Để đo gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyễn gỗ mỏ đường lâm nghiệp chạy tốc độ 30km/h (hình 4.7), thực bước sau: - Treo đầu đo gia tốc vào vị trí thẳng đứng trước ngực người lái - Nối đầu đo với thiết bị Spider8 dây cảm biến - Kết nối thiết bị Spider8 với máy tính, nối nguồn cho thiết bị - Khởi động phần mềm Catman - Tiến hành đo 85 Hình 4.7: Vị trí treo đầu đo gia tốc Hình 4.8: Các thiết bị đo dây nối thẳng đứng ghế 4.5 Kết thực nghiệm Đồ thị thực nghiệm xử lý phần mềm Catman vẽ phần mềm Excell Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp tốc độ 30km/h sau: (hình 4.9) BIỂU ĐỒ GIA TỐC ĐỨNG a(m/s2) Gia tốc đứng 2.5 1.5 0.5 -0.5 -1 Series1 10 20 30 40 t(s) -1.5 -2 ) Thời gian Hình 4.9 Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe ô tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp tốc độ 30km/h Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái tốc độ 30 km/h (hình 4.10) 86 BIỂU ĐỒ GIA TỐC ĐỨNG (GHẾ) a(m/s2) Gia tốc đứng (ghế) -1 -2 Series1 10 20 30 40 50 t(s) -3 -4 ) Thời gian Hình 4.10 Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng ghế người lái tốc độ 30 km/h 4.6 So sánh kết lý thuyết với thực nghiệm Từ đồ thị 4.9 xác định tần số dao động 2,5 Hz; biên độ dao động -1  m/s2 Như so sánh với kết nghiên cứu lý thuyết là: gia tốc dao động -0,9  0,9 m/s2; tần số dao động khoảng 2,1 Hz Như có: - Sai lệch biên độ 11,1%; - Sai lệch tần số 4% Sau so sánh kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm có sai khác, chúng tơi đưa số nguyên nhân dẫn đến sai khác sau: Xây dựng mơ hình dao động lý thuyết, giả thiết bỏ qua lực ma sát nguồn gây kích động xe ơtơ; thực tế nguồn gây kích động xe ơtơ đáng kể Khi tiến hành thực nghiệm, gắn đầu đo gia tốc vào vị trí tọa độ trọng tâm máy kéo; Độ cao mấp mơ mặt đường thực nghiệm có sai lệch với mơ hình lý thuyết.Như vậy, với ngun nhân trên, sai số 11,1% chấp nhận ... dao động ? ?tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp, mơ hình nghiên cứu tính tốn dao động đề tài đưa số giả thiết sau: - Chỉ xét dao động ? ?tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp. .. chuyển gỗ đường lâm nghiệp Mô dao động ? ?tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp Đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao độ êm dịu chuyển động hệ thống treo ? ?tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường. .. đề tài: ? ?Nghiên cứu dao động xe ? ?tô Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp? ?? * Ý nghĩa khoa học đề tài: Xây dựng mơ hình dao động tơ tải Vinaxuki 4,5 vận chuyển gỗ mỏ đường lâm nghiệp từ