Luận văn thạc sĩ xác định một số thông số công nghệ hợp lý khi sử dụng tời tự hành một trống để vận xuất gỗ rừng trồng​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN PHÚC DUY XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ HỢP LÝ KHI SỬ DỤNG TỜI TỰ HÀNH MỘT TRỐNG ĐỂ VẬN XUẤT GỖ RỪNG TRỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - NGUYỄN PHÚC DUY XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ HỢP LÝ KHI SỬ DỤNG TỜI TỰ HÀNH MỘT TRỐNG ĐỂ VẬN XUẤT GỖ RỪNG TRỒNG 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: TS NGUYỄN VĂN BỈ Hà Nội - 2011 i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc khẩn trương, nghiêm túc, đề tài tơi hồn thành Nhân dịp cho phép trân trọng bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Bỉ, TS Lê Tấn Quỳnh ThS Phạm Văn Lý dành nhiều thời gian hướng dẫn, bảo tận tình cung cấp nhiều tài liệu tham khảo có giá trị cao Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Sau đại học, Trung tâm thí nghiệm thực hành Khoa Cơ điện Cơng trình, trường Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ suốt q trình thực đề tài Một lần tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giúp đỡ q báu Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Những kết luận văn tính tốn xác, trung thực chưa có tác giả cơng bố Những nội dung tham khảo, trích dẫn luận văn dẫ nguồn gỗ rõ ràng./ Hà Nội, tháng năm 2011 Tác giả Nguyêñ Phúc Duy ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục bảng vi Danh mục hình v ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hinh̀ thức vàthiết bi ṿâṇ xuất gỗ 1.2 Tình hình nghiên cứu tời giới 1.3 Tình hình nghiên cứu tời nước Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 13 2.1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 13 2.2 Đối tượng phạm vi, giới hạn nghiên cứu 13 2.3 Nội dung nghiên cứu 13 2.4 Phương pháp nghiên cứu 14 2.4.1 Lưạ choṇ phương pháp nghiên cứu 14 2.4.2 Nôịdung nghiên cứu thưcc̣ nghiêm 16 2.5 Tiến hành công tác chuẩn bi .c̣ 23 2.6 Tiến hành thưcc̣ nghiêm đơn yếu tố 23 2.6.1 Đánh giá tính đồng phương sai 23 2.6.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố 24 2.6.3 Xác định mơ hình thực nghiệm đơn yếu tố để tiến hành phân tích dự báo cần thiết 25 2.6.4 Kiểm tra tính tương thích mơ hình hồi quy 25 2.6.5 Xây dựng đồ thị ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến thông số đầu 27 iii 2.7 Tiến hành thưcc̣ nghiêm đa yếu tố 27 2.7.1 Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm lập ma trận thí nghiệm 27 2.7.2 Tiến hành thí nghiệm 29 2.7.3 Xác định mơ hình tốn học 31 2.7.4 Kiểm tra tính đồng phương sai 32 2.7.5 Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số hồi qui 33 2.7.6 Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy 34 2.7.7 Tính lại hệ số hồi qui 34 2.7.8 Kiểm tra khả làm việc phương trình hồi qui 35 2.7.9 Chuyển phương trình hồi quy dạng thực 36 2.7.10 Xác đinḥ giátri ṭối ưu yếu tốđầu vào hàm mucc̣ tiêu36 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 37 3.1 Cấu tạo, nguyên lýhoaṭđôngc̣ tời tư hc̣ ành môṭtrống 37 3.2 Sơ đồ công nghệ vận xuất gỗ tời môṭtrống 41 3.3 Năng suất tời vận xuất 42 3.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến suất tời vận xuất 43 3.5 Chi phí lượng riêng 43 3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng 46 3.7 Nhâṇ xét 47 Chương KẾT QUẢ ĐỀ TÀI 48 4.1 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 48 4.1.1 Ảnh hưởng tải trọng chuyến (Q) đến suất Ng 48 4.1.3 Ảnh hưởng vận tốc cáp tải đến suất Ng 52 4.1.5 Kết luận 57 4.2 Kết thực nghiệm đa yếu tố 57 4.2.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng 57 iv 4.2.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận kế hoạch trung tâm hợp thành với số lần lặp lại thí nghiệm m = 58 4.2.4 Xác định mơ hình tốn thực phép tính kiểm tra 59 4.2.5 Chuyển phương trình hồi quy hàm mục tiêu dạng thực .61 4.2.6 Xác định thông số làm việc tối ưu tời trống 61 4.2.7 Khảo nghiệm máy với giá trị tối ưu thông số ảnh hưởng 62 4.2 Kết xác định hệ số cản gỗ mặt đất kéo lết tời 63 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 65 Kết luận 65 Khuyến nghị 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC BẢNG TT 4.1 Ảnh hương cua tai trongc̣ 4.2 Ảnh hương cua tai trongc̣ 4.3 Ảnh hương cua vâṇ tốc V đến 4.4 Ảnh hương cua vâṇ tốc V đến chi p 4.5 Dangc̣ ma cua cac thông sốtai ̃̃ Ma trâṇ thi nghiêm kếhoacḥ trung ̃́ Tổng hơpc̣ cac gia tri c̣xư ly đươcc̣ ca 4.6 4.7 4.8 4.9 ̃́ riêng Nr Bang tổng hơpc̣ cac gia tri xc̣ư ly đươ ̃ Kết qua tinh toan lưcc̣ can ma sat gi vi DANH MỤC HÌNH VẼ TT 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng nguồn tài nguyên quý giá đất nước ta, rừng sở phát triển kinh tế - xã hội mà giữchức sinh thái quan trọng, rừng tham gia vào trình điều hồ khí hậu, đảm bảo chu chuyển oxy nguyên tố khác hành tinh, trì tính ởn định độ màu mỡ đất, hạn chế lũ lụt, hạn hán, ngăn chặn xói mịn đất, làm giảm nhẹ sức tàn phá khốc liệt thiên tai, bảo tồn nguồn nước làm giảm mức nhiễm khơng khí Vấn đề quản lý, bảo vệ phát triển tài nguyên rừng coi nhiệm vụ trọng tâm nghiệp phát triển kinh tế-xã hội Việt Nam Từ đaịhôịĐảng VI năm 1986 đến Viêṭnam thưcc̣ hiêṇ đường lối đởi kinh tếđa ̃ có thay đởi sâu sắc toàn diện mặt kinh tế xã hội Cùng với tăng trưởng kinh tế nói chung, ngành lâm nghiệp có thay đởi Tài nguyên rừng phong phú đa dạng Việt Nam sau thời gian suy giảm phục hồi Theo thống kê địa phương nước, đến năm 2008, tồn quốc có 12,9 triệu (hécta) rừng, bao gồm: 10,3 triệu (ha) rừng tự nhiên 2,6 triệu (ha) rừng trồng; độ che phủ đạt 38,27% Từ năm 1991 đến (sau Luật bảo vệ phát triển rừng ban hành), hoạt động bảo vệ rừng thực thi pháp luật lâm nghiệp có chuyển biến tích cực, diện tích rừng ngày phục hồi, Việt Nam trở thành quốc gia khu vực có diện tích rừng ngày tăng Diện tích rừng tăng lên khoanh nuôi, xúc tiến tái sinh tự nhiên trồng năm qua ln cao diện tích rừng bị giảm nguyên nhân hợp pháp bất hợp pháp Thống kê diện tích rừng cho thấy, độ che phủ rừng toàn quốc năm qua (2002 – 2007) tăng bình quân gần 0,5% năm, kết cố gắng lớn công tác quản lý bảo vệ, phát triển rừng Việt Nam, độ che phủ rừng nước khu vực suy giảm Chất lượng, trữ lượng giá trị đa dạng sinh học trì, bảo tồn tốt khu rừng đặc dụng thành lập có ban quản lý Tuy nhiên, tình trạng phở biến rừng tự nhiên bị suy giảm chất lượng, khu rừng nguyên sinh, rừng giàu chủ yếu khu rừng đặc dụng phòng hộ thuộc vùng sâu, vùng xa, rừng tự nhiên thuộc quy hoạch rừng sản xuất có 3.105.647ha, rừng giàu trung bình cịn 652.645 chiếm 21%, rừng nghèo rừng non 2.453.002ha chiếm 79% đa số rừng tự nhiên tái sinh rừng phục hồi sau khai thác, sau canh tác nương rẫy Rừng trồng tăng nhanh diện tích trữ lượng năm năm qua, góp phần nâng cao độ che phủ rừng nước Đã có nhiều khu rừng lồi địa, phát triển vùng nguyên liệu công nghiệp chế biến gỗ (chủ yếu dăm, giấy) Năng xuất, sản lượng gỗ lâm sản hàng hóa tăng nhanh, đến năm 2008 ước đạt gần triệu mét khối gỗ khai thác từ rừng trồng Tuy nhiên, trữ lượng rừng trồng thấp so với nước khác, cấu trúc thiếu ổn định, giá trị đa dạng sinh học, khả cung cấp gỗ, tác dụng phòng hộ bảo vệ môi trường chưa cao Trong năm gần đây, công nghiệp chế biến lâm sản không ngừng phát triển, tốc độ tăng trưởng khoảng 30% tạo thành mạng lưới với nhiều ngành, nhiều thành phần kinh tế tham gia gồm 1.200 doanh nghiệp, doanh nghiệp nhà nước chiếm 26,7%, liên doanh vốn nước 3,3%, doanh nghiệp quốc doanh chiếm 70% với tổng công suất chế biến khoảng triệu m3/năm Giá trị xuất nhờ vào khơng ngừng tăng nhanh, năm 1996 đạt 60,5 triệu USD, năm 1998 đạt 108,1 triệu USD, năm 2000 đạt 219,3 triệu USD, năm 2002 đạt 435 triệu USD, năm 2004 đạt 1,12 tỷ TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Báo cáo tóm tắt kết thực dự án trồng triệu rừng năm 19982010 Đồn Tử Bình (1995) Bài giảng xác suất thống kê Đại học Lâm nghiệp Lê Công Huỳnh (1995) Phương pháp nghiên cứu khoa hoc NXB Nông nghiệp, Hà nội Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sơ lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, NXB Nông nghiệp, Hà nội Lê Như Long (1995), “Máy nông nghiệp dùng hộ gia đình trang trại nhỏ, NXB Nơng nghiệp, Hà Nội Bùi Minh trí (1996), Giáo trình tối ưu hố, NXB Giao Thơng Vận Tải, Hà Nội Đào Quang Triệu (1992), Xác định thông số tối ưu của máy trộn bằng phương pháp giải tốn thương lượng tìm cực trị khơng điều kiện, tạp chí khoa hoc cơng nghệ, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyêñ Văn Bỉ(2006), Giáo triǹ h phương pháp nghiên cứu thưc ̣ nghiêṃ, Trường Đaịhocc̣ Lâm nghiêpc̣ TIẾNG NGA: 10 11 12 13 14 PHỤ LỤC Phu biểu 07: Kết qua thưc nghiêṃ đơn yếu tốanh hương DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : No │ │ │ │ │ │ 0.127+ 17.896X1+-21 Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 3.71 │ 3.71 │ 3.81 │ 3.743│ 3.765│ 0.022│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac -21.2381 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 Phu biểu 08: Kết qua thưc nghiêṃ đơn yếu tốanh hương cua tai Q đến ch ̉̉ ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : No │ │ │ │ │ │ 0.197+ -0.722X1+ Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 0.24 │ 0.25 │ 0.25 │ 0.247│ 0.246│ -0.000│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac 1.6429 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 Phu biểu 09: Kết quảthưc nghiêṃ đơn yếu tố vâṇ tốc V ảnh hưởng đến suất Ng tời DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu No │ │ │ │ │ │ t Y = 1.290+ b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : T0,0 T1,0 T1,1 Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 3.82 │ 3.81 │ 3.82 │ 3.817│ 3.820│ 0.003│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac -3.5238 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 = = = = = = Phu biểu 10: Kết quảthưc nghiêṃ đơn yếu tố cua vâṇ tốc V anh hương đến chi phi lương riêng Nr cua tơi ̉̉ ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu Y = b0,0 b1,0 b1,1 Tieu chuan T student cho cac he so la : DANH GIA DONG No │ │ │ │ │ │ 0.342+ -1.227X1+ Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 0.06 │ 0.06 │ 0.07 │ 0.063│ 0.065│ 0.001│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac 1.3333 vec to rieng U ( A=UWUt) -1.0000 Phu biểu 11: Kết cua tai ̉̉ ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu DANH GIA DONG NHAT No │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ tieu chuan tra ban Y= -1.938+ 11.278X2X2+he so b0,0 b1,0 b1,1 b2,0 b2,1 b2,2 Tieu chuan T student cho cac he so la : T0,0 T1,0 T1,1 T2,0 T2,1 T2,2 Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER = = = = = = = = = = = = ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 3.26 │ 3.15 │ 3.25 │ 3.220│ 3.215│ -0.005│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac -21.5970 -9.3335 vec to rieng U ( A=UWUt) -0.9173 -0.3982 0.3982 -0.9173 Phu biểu ̉̉ DANH GIA DONG NHAT PHUONG SAI ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ tieu chuan kohren he so tu he so tu No │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ tieu chuan tra ban Y= 0.606+ 2.056X2X2+he so b0,0 b1,0 b1,1 b2,0 b2,1 b2,2 Tieu chuan T student cho cac he so la : T0,0 T1,0 T1,1 T2,0 T2,1 T2,2 Phuong sai luong (lap) So bac tu Phuong sai tuong thich So bac tu Tieu chuan FISHER = = = = = = = = = = = = ┌──────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐ │ No │ Y1 │ Y2 │ Y3 │ Ytb │ Y_ │ Yost │ ├──────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ 0.07 │ 0.05 │ 0.06 │ 0.060│ 0.061│ 0.001│ └──────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘ Ytam = cac he so chinh tac 2.5652 1.8376 vec to rieng U ( A=UWUt) -0.8369 0.5473 -0.5473 -0.8369 Biểu đồ lực kéo tời với tải trọng Q = 100 kg Vận tốc V = 0,3 m/s ... DUY XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ HỢP LÝ KHI SỬ DỤNG TỜI TỰ HÀNH MỘT TRỐNG ĐỂ VẬN XUẤT GỖ RỪNG TRỒNG Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nơng lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC... xuất gỗ từ thủ công đến giới áp dụng cách triệt để, sử dụng tời vận xuất gỗ biện pháp mang lại nhiều hiệu kinh tế Tuy nhiên chưa có đánh giá cách cụ thể việc sử dụng tời vận xuất gỗ rừng trồng để. .. cứu tời giới Tời làthiết bi c̣ vận xuất gỗ sử dụng rộng rãi nhiều nước Trong khai thác lâm sản tời sử dụng độc lập để bốc gỗ, xếp đống gỗ, kéo gỗ từ xa phận đường cáp vận xuất, thiết bị công nghệ