Nghiên cứu dao động thẳng đứng của ghế ngồi trên xe ô tô forland vận chuyển gỗ và giải pháp nâng cao độ êm dịu cho người lái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN LUYỆN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA GHẾ NGỒI TRÊN XE Ô TÔ FORLAND VẬN CHUYỂN GỖ VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ ÊM DỊU CHO NGƯỜI LÁI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN LUYỆN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA GHẾ NGỒI TRÊN XE Ô TÔ FORLAND VẬN CHUYỂN GỖ VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ ÊM DỊU CHO NGƯỜI LÁI Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hố 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 - 2012 ĐẶT VẤN ĐỀ Để thực công CNH - HĐH đất nước, cần phải đẩy mạnh việc áp dụng tiến khoa học kỹ thuật, tăng nhanh tốc độ giới hóa cho khâu sản xuất lĩnh vực kinh tế nói chung sản suất nơng - lâm nghiệp nói riêng Trong năm qua, ngành lâm nghiệp tiến hành giới hóa nhiều khâu q trình sản xuất Một khâu nặng nhọc, quan trọng dây chuyền cơng nghệ khai thác gỗ cần giới hóa khâu vận chuyển gỗ Trước đây, khai thác gỗ tiến hành chủ yếu rừng tự nhiên Các ô tô dùng vận chuyển gỗ thời gian loại xe có cơng suất lớn như: KAMAZ, ZIL130, MAZ hợp lý phát huy hiệu Hiện rừng đất rừng giao cho đơn vị, hộ gia đình quản lý sử dụng lâu dài, xuất trang trại sản xuất nông - lâm nghiệp với quy vừa nhỏ Đặc điểm rừng trồng: Phân tán, sản lượng khai thác thấp, mức đầu tư cho sản xuất không lớn Mặt khác, kích thước sản phẩm gỗ rừng trồng nhỏ, đường nhỏ hẹp, việc sử dụng tơ có cơng suất lớn trước vận chuyển gỗ không phù hợp Một vấn đề đặt cần phải có loại xe tơ phù hợp có hiệu vận chuyển gỗ rừng trồng, vận chuyển phân bón Để có loại ô tô phát huy hiệu cao nhập loại xe chun dùng có cơng suất vừa nhỏ từ nước ngoài, nghiên cứu đưa loại ô tô có sẵn thị trường vào sản xuất lâm nghiệp Xu hướng nước ta nói riêng sử dụng tơ có cơng suất vừa nhỏ vào sản xuất lâm nghiệp Qua số nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng ô tô vào sản xuất nông - lâm nghiệp phù hợp với quy mô sản xuất Một loại ô tô sử dụng phổ biến xe ô tô forland Việt nam lắp ráp Khảo sát thực tế cho thấy: Xe ô tô forland Việt nam lắp ráp có nguồn động lực cơng suất đủ lớn vận chuyển gỗ, vận chuyển vật tư phân bón giống cho trồng rừng phù hợp Việc nghiên cứu sử dụng tơ cỡ nhỏ nói chung xe ô tô forland Việt nam lắp ráp nói riêng quan tâm nhiều nhà nghiên cứu Xe tô forland Việt nam lắp ráp loại xe thông dụng, phục vụ cho công việc chuyên chở hàng hóa, tính tốn thiết kế theo điều kiện làm việc với đường tương đối phẳng Vì kết cấu hệ thống treo giảm chấn cho xe người điều khiển đơn giản ( lị xo giảm xóc cho ghế ngồi người lái) Xe có số đặc điểm: Kích thước sở nhỏ, khối lượng không lớn, ghế ngồi lái nối cứng với sàn xe khơng có phận nối đàn hồi giảm sóc Với đặc điểm kết cấu vậy, chạy mặt đất rừng đường lâm nghiệp, xe dao động ảnh hưởng lớn đến tiêu: Độ êm dịu, tính ổn định, độ bền lâu sức khỏe người lái Để sử dụng xe ô tô forland vào việc vận chuyển gỗ cần phải nghiên cứu đầy đủ dao động xe làm việc đường lâm nghiệp đánh giá ảnh hưởng dao động đến người lái Trên sở xác lập phương án cải tiến ghế ngồi cho người điều khiển xe Với lý trên, tiến hành đề tài: (( Nghiên cứu dao động thẳng đứng ghế ngồi xe ô tô forland vận chuyển gỗ giải pháp nâng cao độ êm dịu cho người lái )) * Ý nghĩa khoa học đề tài: - Khảo sát dao động ô tô forland ghế ngồi người lái nối cứng nối đàn hồi với sàn xe làm sở cho việc đề xuất cải tiến ghế ngồi người lái theo hướng nâng cao độ êm dịu * Ý nghĩa thực tiễn đề tài: - Kết nghiên cứu sở đánh giá tính êm dịu xe có xe sau cải tiến với việc lắp phận đàn hồi giảm chấn cho ghế ngồi người lái - Ghế ngồi cải tiến đảm bảo điều kiện an tồn, cải thiện tính êm dịu cho người lái Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng loại ô tô vận chuyển gỗ Trong khai thác rừng, việc vận chuyển gỗ khâu khó khăn, nặng nhọc, phức tạp dây chuyền cơng nghệ khai thác gỗ, ảnh hưởng trực tiếp đến suất lao động giá thành sản phẩm q trình sản xuất, mặt khác tác động lớn đến việc bảo vệ đất rừng Căn vào phương tiện vận chuyển nguồn động lực, có loại hình vận chuyển gỗ: Vận chuyển súc vật; Vận chuyển máng lao; Vận chuyển máy kéo; Vận chuyển đường cáp; Vận chuyển tơ…Mỗi loại hình vận chuyển phù hợp với điều kiện địa hình rừng định Trong loại hình vận chuyển nêu vận chuyển ô tô chiếm ưu Các ô tô dùng vận chuyển gỗ đa dạng, song chia làm hai nhóm: Nhóm tơ tải trọng lớn nhóm tơ tải trọng vừa nhỏ Ơ tơ tải trọng vừa nhỏ có ưu điểm trội hơn: Chúng có khối lượng nhỏ, tốc độ làm việc phù hợp, chi phí nhiên liệu tiết kiệm Ơ tơ tải trọng nhỏ phá hoại con, đất rừng hơn, phù hợp với rừng trồng Với ưu điểm nên ô tô tải trọng vừa nhỏ sử dụng ngày rộng rãi chiếm ưu so với ô tô tải trọng lớn vận chuyển lâm nghiệp Hiện nay, với nhiều lý tài nguyên rừng nước ta bị cạn kiệt [8] [28] Đảng Nhà nước ta có nhiều chủ trương, sách nhằm bảo vệ, khôi phục phát triển kinh doanh nghề rừng [7] Dự án đạt triệu héc ta rừng trồng tới năm 2020, sách giao đất, giao rừng đến hộ gia đình, sách ưu đãi vay vốn cho sản xuất kinh doanh lâm nghiệp … Nhà nước chủ trương đóng cửa rừng tự nhiên, chuyển chế sản xuất lâm nghiệp sang sản xuất kinh doanh rừng trồng Với chế sách mới, rừng trồng đóng vai trị quan trọng việc bảo vệ môi trường sinh thái đồng thời cung cấp gỗ củi cho kinh tế quốc dân [29] Đặc điểm rừng trồng phân tán, trữ lượng không lớn, quy mô khai thác không tập trung, điều kiện đường xá nhỏ hẹp việc sử dụng ô tơ tải trọng lớn trước khơng cịn phù hợp, hiệu Một vấn đề đặt cần phải có loại tơ phù hợp, sử dụng có hiệu vận chuyển gỗ rừng trồng Để bước giải vấn đề nhà khoa học sâu nghiên cứu để đưa ô tô tải trọng nhỏ vào sản xuất lâm nghiệp Năm 1994, PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu số cán giảng dạy trường đại học Lâm nghiệp nghiên cứu thành công đề tài KN03-04: (( Thiết kế, chế tạo khảo nghiệm sản xuất thiết bị vận xuất, bốc dỡ vận chuyển để khai thác vùng nguyên liệu giấy gỗ nhỏ rừng trồng)) [30] Năm 1994, nghiên cứu PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu [5] thiết bị chuyên dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng đăng tạp chí Lâm nghiệp số 1/1994 Năm 2000, nghiên cứu Nguyễn Tiến Đạt [6], tiến khâu vận xuất, vận chuyển gỗ Viện khoa học Lâm nghiệp Việt nam 1.2 Tổng quan nghiên cứu dao động ô tô máy kéo Các ô tô sử dụng sản xuất lâm nghiệp thường làm việc điều kiện khơng có đường tuyến đường lâm nghiệp có độ mấp mơ mặt đường lớn, nghĩa hoạt động điều kiện không thuận lợi xét mặt dao động Do ảnh hưởng xấu đến tiêu sử dụng quan trọng liên hợp máy như: Độ êm dịu, độ ổn định, độ bền lâu, sức khoẻ người lái Vì nghiên cứu dao động ô tô vấn đề cần thiết có ý nghĩa thực tế sử dụng, thiết kế cải tiến liên hợp máy nhằm bảo đảm điều kiện an toàn, cải thiện điều làm việc cho người điều khiển 1.2.1 Tình hình nghiên cứu dao động ô tô - máy kéo giới Nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết tơ - máy kéo: Cơng trình nghiên cứu lĩnh vực Viện sỹ E.V Chudacop giáo sư Lơvôp, cơng trình nghiên cứu D.A Chdacơp, B.S Fankevich, G.V Dimechep, V.N Divacơp Các cơng trình nghiên cứu vấn đề lý thuyết ô tô - máy kéo chung Kế tiếp cơng trình sâu nghiên cứu sở lý thuyết cho ô tô - máy kéo lâm nghiệp chuyên dùng S.F Oclơp hồn thiện với cơng trình S.F.Olơp , D.M Gontbery, V.B Prochonơp, A.V Giucơp cơng trình nghiên cứu thường sử dụng mơ hình tính tốn với dao động nhiều bậc tự Trên giới có nhiều cơng trình nghiên cứu dao động tơ máy kéo, kể số cơng trình tiêu biểu sau: Trong cơng trình [35], tất loại dao động máy kéo bánh hơi, Muller đưa mơ hình khơng gian mơ tả tất loại dao động máy kéo bánh hơi, tác giả bỏ qua tác động tải trọng kéo yếu tố ảnh hưởng khác Tác giả Volgel [33], nghiên cứu tính chất động lực học liên hợp máy cày, lực kéo tải trọng thẳng đứng dao động có kể đến tính đàn hồi, hệ truyền lực bánh xe Công trình cho phép đánh giá cách khái quát tác động yếu tố ảnh hưởng tới dao động máy cày đất, nhiên chưa có thực nghiệm để chứng minh giả thiết đưa Trong cơng trình Wendebon [34], lý thuyết thực nghiệm, tác giả xây dựng mơ hình nghiên cứu tính chất động lực học dao động thẳng đứng máy kéo, tác giả không quan tâm tới chuyển động quay chuyển động khác Năm 1973 Barski [36], nghiên cứu động lực học máy kéo Tác giả nghiên cứu đầy đủ động lực học máy kéo bánh hơi, máy kéo bánh xích độ êm dịu chuyển động máy kéo Bên cạnh cịn có số cơng trình nghiên cứu dao động thẳng đứng máy kéo có kể đến yếu tố ảnh hưởng điều kiện làm việc: Tải trọng, vận tốc, độ mấp mô mặt đường Ngày giới nghiên cứu dao động ô tô đạt nhiều thành tựu đáng kể Dao động ô tô nghiên cứu tổng thể hệ thống (( Đường - Xe - Người)) Để nghiên cứu riêng biệt tổng thể mối quan hệ vừa nêu, hãng sản xuất ô tô quan chuyên môn hàng đầu giới thiết lập phịng thí nghiệm, xây dựng bãi thử để nghiên cứu dao động tơ, kể đến biến dạng thực tế mặt đường khả người chịu tác động dao động 1.2.2 Tình hình nghiên cứu dao động ô tô - máy kéo Việt nam Ở nước ta cơng trình nghiên cứu tập trung vào nghiên cứu dao động tơ- máy kéo, có cơng trình nghiên cứu để cải tiến phận ô tô máy kéo Các nghiên cứu độ ổn định, khả kéo bám tải trọng thay đổi, đặc trưng động lực học phận làm việc ô tô, máy kéo hoạt động địa hình điều kiện làm việc khác chưa đề cập nhiều Có thể kể số cơng trình nghiên cứu ô tô máy kéo nước ta sau: Nghiên cứu Nguyễn Văn An [1] ảnh hưởng độ mấp mô mặt đất tốc độ chuyển động đến phản lực pháp tuyến lên cầu trước máy kéo DFH-180 vận chuyển gỗ rừng trồng Công trình nghiên cứu GS.TS Nguyễn Hữu Cẩn cộng [4], cho thấy: Tính êm dịu chuyển động ô tô - máy kéo đánh giá qua tiêu: Tần số dao động thích hợp, gia tốc dao động thích hợp, thời gian tác động dao động Tác giả đưa sơ đồ tính tốn hệ thống treo cho ghế ngồi với dạng kích động lực cho tính tốn thiết kế hệ thống treo cho ghế nên chọn tỷ số tần số kích động tần số dao động riêng ghế khoảng 0,5 - 0,6 TS Võ Văn Hường [10], nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động tơ tải nhiều cầu Tác giả xây dựng mô ô tơ tải nhiều cầu chạy địa hình khác Ths Lưu Văn Hưng [11], nghiên cứu dao động rơ moóc trục chở gỗ lắp thêm phận đàn hồi có giảm chấn khung trục bánh xe Các cơng trình nghiên cứu dao động máy kéo nước ta chưa nhiều xuất năm gần [25], công trình nghiên cứu phạm vi hẹp nhằm xác định ảnh hưởng rung xóc tới sức khoẻ công nhân lái máy bước đầu đặt số biện pháp chống rung cho người lái máy cải tiến ghế chống rung, gang tay bảo hộ lao động Tuy nhiên tác giả xem xét dao động máy kéo số điều kiện cụ thể xem hệ tuyến tính, bậc tự chịu tác động mặt đường dạng hàm xác định Một số cơng trình nghiên cứu thiết kế giảm rung [21] [22], dựa sở số liệu dao động người, chọn sơ thông số chủ yếu: Khối lượng người - ghế, độ cứng lị xo, hệ số cản tính tốn theo điều kiện cho phép biên độ dịch chuyển Ths.Trịnh Minh Hoàng [12], nghiên cứu khảo sát dao động xe tải hai cầu tác động ngẫu nhiên mặt đường Tác giả trình bày mơ hình dao động xe tải hai cầu ( không gian) mơ Matlap Simulinhk 5.3 Phần mơ hình tính tốn hồn chỉnh, trình bày phần dao động kích động ngẫu nhiên mặt đường Luận án TS tác giả Nguyễn Phúc Hiểu (( Nghiên cứu ảnh hưởng 68 Để đánh giá mức độ ảnh hưởng dao động ô tô forland đến người điều khiển trình vận chuyển gỗ, cần phải xác định tần số dao động, gia tốc dao động thời gian tác động dao động lên người lái * Tần số dao động Khi máy làm việc chế độ vận tốc bình ổn, dao động thẳng đứng trọng tâm tơ cịn thành phần dao động cưỡng có tần số tần số kích động mặt đường  tính theo cơng thức Dao động thẳng đứng vị trí đặt ghế khung máy có tần số tần số dao động trọng tâm ô tô lệch pha góc  Do liên kết ghế ngồi lái khung máy liên kết cứng lên dao động ghế ngồi người lái có tần số  : Trong đó:  2v S0 v: Vận tốc dịch chuyển s0: Chiều dài bước sóng * Thời gian tác động dao động Đối với xe forland vận chuyển gỗ, thời gian làm việc ngày thường từ ÷ Tuy nhiên khơng phải tồn thời gian máy di chuyển đường, thực tế cho thấy máy phải có thời gian đứng để gom gỗ, buộc gỗ, dỡ gỗ thời gian thường chiếm từ 1/3 ÷ 1/2 thời gian làm việc ngày Mặt khác trình chạy đường lúc máy chạy điều kiện đường xá có độ mấp mơ lớn với tốc độ vùng vận tốc an toàn Do thời gian tác động dao động dải tần số 1÷ 2Hz tính 1/2 thời gian máy chạy đường 1/4 thời gian làm việc ngày, cụ thể 120 phút * Gia tốc tác động lên người lái Trong mục xác định quy luật biến đổi gia tốc dao động thẳng đứng điểm đặt ghế, gia tốc tác động lên người 69 Khảo sát dao động với vận tốc làm việc hệ vùng vận tốc an toàn với chế độ tải trọng ( đồ thị 3.14.) ta thấy: Với chế độ tải trọng định mức Mg = 1000 kg, Biên độ gia tốc -1,3 ÷ 2,4 m/s2, gia tốc tác động lên người điều khiển theo phương thẳng đứng có giá trị 1,03 m/s2 3.4.4 Dao động thẳng đứng ghế ngồi phương án giảm xóc Khi máy móc,thiết bị hoạt động mức độ khác nhau, gây nên rung động Xét mặt kỹ thuật rung động tự phát có hại lới lỏng chỗ lắp nối chi tiết, giảm tuổi thọ suất thiết bị máy móc Xét mặt vệ sinh an tồn lao động rung động gây nên tượng mệt mỏi, tiêu mòn sức khoả điều quan trọnglà gây nên bệnh nghề nghiệp, rút ngắn tuổi thọ người cơng nhân vận hành Vì việc chống rung khơng vấn đề kỹ thuật đơn mà có ý nghĩa quan trọng khoa học bảo hộ lao động Vấn đề giảm rung cho công nhân vận hành xếp thứ tư mười hai vấn đề Con người môi trường tổ chức y tế quốc tế quan tâm Với nhận xét trên, để giảm rung cho người lái ô tô forland có giải pháp sau: Làm giảm dao động khung máy lắp loại lốp có độ cứng nhỏ Lắp thiết bị cách rung cho ghế ngồi lái ( Lắp ghế chống rung ) Đối với giải pháp thứ nhất, đặc điểm cấu tạo máy nên thực được, giải pháp thứ hai hợp lý giảm xóc cho ghế ngồi lái Lắp giảm xóc cho ghế ngồi phương pháp tiêu hao lượng hệ dao động vào môi trường đàn hồi Giảm xóc gồm phần tử đàn hồi có độ cứng bé đặt khung máy ghế nhằm mục đích giảm cường độ rung cho người lái Trong v2  3 2 ( 3.21 ) 70 v2: Hệ số truyền Z3: Biên độ dao động ghế người lái Z2: Biên độ dao động thẳng đứng điểm đặt ghế khung máy Hệ số truyền nhỏ, chất lượng giảm xóc tốt 3.5.3.Phương án kết cấu ghế ngồi lái ô tô forland Kết tính tốn lý thuyết cho thấy việc thay đổi kết cấu ghế ngồi người lái hoàn tồn phù hợp Từ kết tính tốn kinh nghiệm thực tế đề xuất phương án kết cấu ghế ngồi xe forland 3.5.3.1 Bố trí phần tử đàn hồi Phần tử đàn hồi, giảm chấn đặt theo sơ đồ hình 3.24 Hình 3.24: Sơ đồ bố trí phần tử đàn hồi, giảm chấn cho ghế ngồi lái Sàn xe Khung ghế ngồi Lò xo giảm xóc 4.Giảm chấn thuỷ lực Trong sơ đồ ( hình 3.24 ) giảm chấn thuỷ lực bố trí song song với lò xo Thực tế cho thấy làm việc điều kiện đường lâm nghiệp, không tải máy chạy tốc độ tối đa theo thiết kế Mặt khác khảo sát thay đổi dao động theo phương thẳng đứng ứng với vận tốc nằm miền vận tốc an toàn 3.5.3.2 Phương án kết cấu ghế Giới thiệu số phương án kết cấu ghế lắp đặt cho xe ôtô forland * Phương án 71 Hình 3.25: Kết cấu ghế theo phương án 1 Giá khung ghế Lị xo giảm xóc Giảm chấn thuỷ lực Đệm mút * Phương án Hình 3.26: Kết cấu ghế theo phương án giá khung ghế Lị xo giảm xóc Giảm chấn thuỷ lực Đệm mút Với kết cấu ghế thể hình 3.25 hình 3.26 phù hợp với xe ô tô forland 72 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 4.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm Mục đích nghiên cứu thực nghiệm xác định hông số đầu vào cho việc giải mơ hình lý thuyết để minh hoạ cho kết nghiên cứu lý thuyết 4.2 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm Đối tượng để thí nghiệm xe forland ghế ngồi lái có vận chuyển gỗ rừng trồng đường lâm nghiệp 4.3 Trang thiết bị thực nghiệm Để xác định gia tốc thẳng đứng xe forland ghế ngồi lái chuyển động đường lâm nghiệp dùng đầu đo gia tốc, kết hợp với thiết bị thu thập khuyếch đại thông tin đo lường Spider8 kết nối với máy tính Để xác định gia tốc dao động thẳng đứng xe ghế ngồi phương pháp thực nghiệm, sử dụng đầu đo gia tốc theo nguyên lý điện cảm B12 - 1000 hãng HBM Cộng hoà liên bang Đức sản xuất Để đo gia tốc dao động thẳng đứng xe trọng tâm ghế ngồi người lái thực bước sau: - Gắn đầu đo gia tốc vào vị trí trọng tâm xe ghế ngồi người lái cho trục dọc đầu đo trùng với phương thẳng đứng ( hình 4.1) - 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 Simulinhk, máy tính phần mềm Catmam; 73 Hình 4.1: Vị trí đầu đo gia tốc trọng tâm ghế ngồi người lái Đầu đo nối với Spider8 dây cảm biến, Spider8 kết nối với máy tính cáp LPT 4.3.1 Máy tính thiết bị đo Spider8 Máy tính thiết bị đo Spider8 ( hình 4.2) Hình 4.2: Máy tính thiết bị đo Spider8 Thiết bị đo Spider8 (hình 4.2) thiết bị thu thập khuyếch đại thông tin đo lường kỹ thuật số nối ghép với máy tính để đo đại lượng 74 khơng điện Thiết bị đo Spider8 thiết kế theo tiêu chuẩn đo lường công nghiệp, gọn nhẹ chắn, phù hợp với đo kiểm tra trường Thiết bị Spider8 có số đặc tính kỹ thuật sau: + Tốc độ lấy mẫu tới 9600giá 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, khuyếch 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 4.4 Tiến hành thực nghiệm Thực nghiệm tiến hành sau: - Gắn đầu đo gia tốc vào vị trí trọng tâm xe forland ghế 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 Catmam ( hình 4.3) Tiến hành cho xe chạy đến tốc độ 30km/h tiến hành đo gia tốc dao động thẳng đứng xe Khi đoạn đường có dạng mấp mơ ngẫu nhiên có gặp mấp mơ đơn với độ cao 0,1mét 75 Hình 4.3: Máy tính kết nối với Spider8 4.5 Kết thực nghiệm Đồ thị thực nghiệm xử lý phần mềm Catmam vẽ phần mềm Excell cho kết sau: Khi đoạn đường có dạng mấp mơ ngẫu nhiên có gặp mấp mô đơn với độ cao 0,1mét Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng xe forland tốc độ 30km/h thể hình 4.4 Biểu đồ gia tốc trọng tâm xe Gia tốc -1 -2 -3 -4 10 12 14 -0.816 Thời gian, s Hình 4.4: Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe forland 76 Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng ghế ngồi tốc độ 30km/h thể hình 4.5 Biểu đồ gia tốc thẳng đứng ghế ngồi Gia tốc 0.688 -2 10 12 14 -4 -6 Thời gian, s Hình 4.5: Đồ thị gia tốc dao động thẳng đứng ghế ngồi 4.6 So sánh kết lý thuyết với thực nghiệm Từ đồ thị hình 4.5 chúng tơi xác định tần số dao động 2,3Hz; biên độ dao động - 2,2 ÷ m/s2 Như so sánh với kết nghiên cứu lý thuyết thấy: - Sai lệch biên độ 12% - Sai lệch tần số 10% Sai lệch lý thuyết thực nghiệm nguyên nhân sau: - Xây dựng mơ hình dao động lý thuyết, chúng tơi giả thiết bỏ qua lực ma sát nguồn gây lực kích động xe forland; thực tế nguồn kích động xe đáng kể - Khi tiến hành thực nghiệm, gắn đầu đo gia tốc vào vị trí toạ độ trọng tâm xe ghế ngồi; - Độ cao mấp mơ mặt đường thực nghiệm có sai lệch với mơ hình lý thuyết Như vậy, với ngun nhân trên, sai số biên độ 12% sai số tần số 10% chấp nhận 77 KẾT LẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn xây dựng mơ hình dao động mặt phẳng thẳng đứng dọc xe forland có kể đến dao động ghế ngồi người lái chuyển động đường lâm nghiệp thiết lập hệ phương trình vi phân dao động hệ Bằng phương pháp ứng dụng phương trình Lganger loại II thiết lập hệ phương trình vi phân dao động ghế ngồi xe forland mặt phẳng thẳng đứng dọc chuyển động đường lâm nghiệp, làm sở cho việc đề xuất cải tiến ghế ngồi lái xe forland Đã giải mô hệ phương trình vi phân dao động phần mềm Matlab- Simulink hai trường hợp hàm kích thích dao động mấp mơ đơn dạng điều hồ Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác định gia tốc dao động thẳng đứng trọng tâm xe ghế ngồi người lái chuyển động đường lâm nghiệp với tốc độ 30 km/h đường có biên dạng ngẫu nhiên gặp mấp mô đơn Kết nghiên cứu thực nghiệm chứng minh cho kết nghiên cứu lý thuyết, sai lệch lý thuyết thực nghiệm biên độ 12%, tần số 10%, sai số chấp nhận Đã đề xuất giải pháp cải tiến ghế ngồi nhằm nâng cao khả êm dịu cho người lái, đảm bảo an toàn xe chạy tốc độ cao đường lâm nghiệp Kết khảo sát Simulinhk tìm độ cứng lị xo ghế 12850N/m, hệ số cản giảm xóc ghế 7205 Ns/m Kiến nghị Đề tài nghiên cứu dao động mặt phẳng thẳng đắng dọc xe forland chuyển động đường lâm nghiệp cịn mơ hình dao động khơng gian xe đề tài chưa có điều kiện nghiên cứu 78 Đề tài giải mô hệ phương trình vi phân dao động xe miền thời gian, chưa có điều kiện khảo sát miền tần số Vậy để đánh giá xác tiêu êm dịu xe ghế ngồi người lái cần giải mơ mơ hình dao động xây dựng miền tần số Đề tài lập mơ hình xây dựng phương trình vi phân dao động cho trường hợp đề xuất giải pháp lắp thêm lò xo cho ghế ngồi người lái để nâng cao độ êm dịu chuyển động xe làm việc đường lâm nghiệp Để làm sở tin cậy cho việc lựa chọn giải pháp thiết kế lắp thêm lò xo cho ghế ngồi người lái cần giải mơ hệ phương trình vi phân xây dựng đồng thời cần tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng lý thuyết xây dựng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 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 kéoDFH - 180 vận xuất gỗ rừng trồng, Luận văn thạc sỹ Cơ giới hoá lâm nghiệp khai thác gỗ, Hà Tây Nguyễn Văn Bỉ ( 1992), Bài giảng học lý thuyết Trường đại học Lâm nghiệp, Hà Nội Báo cáo tổng kết toàn diện kết nghiên cứu đề tài Ngăn chặn rung động đường lan truyền công nhân lái máy kéo công nhân gian chế biến nông - lâm sản, trường đại học Bách khoa, Hà Nội Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng (2000), Lý thuyết ô tô máy kéo, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Nhật Chiêu ( 1994), ((Thiết bị chuyên dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ rừng trồng)), Tạp chí Lâm nghiệp, số 1/1994, Hà Tây, trang Nguyễn Tiến Đạt (2000), Những tiến khâu vận xuất, vận chuyển gỗ, Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Văn Đẳng (1997), Một số biện pháp cấp bách để bảo vệ rừng, phát triển mạnh trồng rừng phủ nhanh đất trống đồi núi trọc hướng tới đóng cửa rừng tự nhiên, Tổng cục Lâm nghiệp, Hà Nội Phan Xuân Đợt (1990), ((Phương hướng phát triển ngành lâm nghiệp)), Tập san Lâm nghiệp, số 4/1992, Hà Tây, trang Đặng Việt Hà ( 2010), Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số đến độ êm dịu chuyển động tơ khách đóng Việt nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội 10 Võ Văn Hường (2003), Nghiên cứu hồn thiện mơ hình khảo sát dao động ô tô tải nhiều cầu, Luận án tiến sỹ khoa học, Đại học Bách khoa, Hà Nội 11 Lưu Văn Hưng ( 2008), Nghiên cứu dao động rơ moóc trục chở gỗ lắp thêm phận đàn hồi có giảm chấn khung trục bánh xe, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 12.Trịnh Minh Hoàng ( 2002), Nghiên cứu khảo sát dao động xe tải hai cầu tác động ngẫu nhiên mặt đường, Luận văn thạc sỹ khí, đại học Bách khoa, Hà Nội 13 Huỳnh Quốc Hội ( 2002), Nghiên cứu trình lắc dọc- lắc ngang ô tô vận tốc cao, Luận văn thạc sỹ khí, Đại học Bách khoa , Hà Nội 14 Trần Công Hoan, Nguyễn Kim, Trịnh Hữu Lập, Ma Chương Thọ, Ngơ Thế Tường (1973), Cơ khí khai thác gỗ , Nxb Nông thôn, Hà Nội 15 Nguyễn Văn Huệ ( 2010), Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động máy kéo MTZ - 82 kéo rơ moóc chở gỗ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 16 Nguyễn Văn Khang, Đỗ Sanh, Triệu Quốc Lộc, Nguyễn Sỹ ( 1990), Dao động Bảo hộ lao động Viện nghiên cứu khoa học kỹ thuật, Hà Nội 17 Nguyễn Văn Khang (2001), Dao động kỹ thuật, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 18 Nguyễn Thị Kim Khuê ( 2009), Nghiên cứu ảnh hưởng dao động đến sức chịu đựng người ô tô , luận văn Thạc sỹ KHKT, Trường đại học Giao thông Vận tải, Hà Nội 19 Nguyễn Kim (1992), Khai thác vận chuyển lâm sản , Trường đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 20 Vũ Đức Lập, Dao động ô tô, Học viện kỹ thuật quân sự, Hà Nội 21 Triệu Quốc Lộc ( 1992), Một số vấn đề nghiên cứu chống rung cho người Việt nam, Luận án Phó tiến sỹ KHKT, đại học Bách khoa, Hà Nội 22 Triệu Quốc Lộc ( 1990), Bước đầu nghiên cứu thiết kế ghế giảm rung cho công nhân lái máy kéo MTZ - 50 Việt nam, góp phần cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân lái máy, Báo cáo tổng kết đề tài 58-01-07-01 Viên KHKT bảo hộ lao động, Hà nội 23 Triệu Quốc Lộc ( 1992), Một số vấn đề nghiên cứu chống rung cho người Việt Nam, luận án PTS Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 24 Lê Minh Lư ( 2002), Nghiên cứu dao động máy kéo bánh có tính đến đặc trưng phi tuyến phần tử đàn hồi, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 25 Nguyễn Mạnh Liên ( 1976), Ảnh hưởng rung xóc tới sức khoẻ cơng nhân, Nxb Y học lao động, Hà Nội 26 Hoàng Gia Thắng ( 1993), Dao động mặt phẳng thẳng đứng toa xe khách bốn trục hai hệ lò xo qua mối nối ray, Đề án tốt nghiệp cao học, Đại học Bách khoa, Hà Nội 27 Lê Thanh Thuỷ ( 2000), Tính tốn động lực thiết kế ghế giảm rung, Bộ môn Cơ học ứng dụng, đại hoạc Bách khoa, Hà Nội 28 Tổng cục thống kê (1989), Số liệu thống kê Lâm nghiệp 1968 - 1988, Nxb Thống kê, Hà Nội 29.Văn kiện Đại hội Đảng cộng sản Việt nam lần thứ VIII (1996), Mục tiêu, nhiệm vụ chương trình kinh tế xã hội kế hoạch năm 1996 - 2000, Nxb Chính trị quốc gia, Hà Nội 30 Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam ( 1996), Báo cáo khoa học đề tài mã số KN 03-04 , Hà Nội 31 Lê Minh Vượng ( 2010), Nghiên cứu dao động xe chữa cháy rừng đa chuyển động đường lâm nghiệp, luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Lâm nghiệp, Hà Nội 32.Nguyễn Sỹ, Triệu Quốc Lộc Tiếng ồn rung động sản xuất Hà Nội Tiếng đức 33.Muler H.(1976), Beitrag zur rechnesrischen Ermittlung von Belastungen in Tragwerken Landwirtchaftlicher Fahrzeuge bein Ubequeren grober, Fahranunnebenheiten, Dresden, TU - Diss.A 34 Vogel (1989), Untersuchung zum dynamiscchen Betriebsverhalten von einem PTA beim Stationaren, Berlin, IH - Diss.A, Betrieb 35.Wendebon J.C (1965),Die Unebenheiten lanwirtchàtlichar Fahrbahnen als Schwingungserreger landwirstschaftlicher Fhrzeuge, In: Grundagen der Landtechnik, Dusseldort Sonderheft ... làm việc vận chuyển gỗ rừng trồng Với vấn đề nêu trên, tác giả thực đề tài: (( Nghiên cứu dao động thẳng đứng ghế ngồi xe ô tô Forland vận chuyển gỗ giải pháp nâng cao độ êm dịu cho người lái ))... hưởng dao động đến người lái Trên sở xác lập phương án cải tiến ghế ngồi cho người điều khiển xe Với lý trên, tiến hành đề tài: (( Nghiên cứu dao động thẳng đứng ghế ngồi xe ô tô forland vận chuyển. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN LUYỆN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA GHẾ NGỒI TRÊN XE Ô TÔ FORLAND VẬN CHUYỂN GỖ VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ