Khả năng kéo của liên hợp máy kéo Shibaura 3000A với rơ mooc truyền động thủy lực
MỤC LỤC
VẤN ĐỀ CƠ GIỚI HOÁ KHÂU VẬN CHUYỂN TRONG LÂM NGHIỆP Đặt vấn đề
Sử dụng máy kéo trong vận xuất gỗ và xu hướng cải tiến máy kéo nông nghiệp để vận xuất gỗ trên thế giới
Ngoài những nghiên cứu xác định chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của máy kéo nông nghiệp dùng trong vận xuất gỗ, còn có nhiều công trình của các nhà khoa học đi sâu vào nghiên cứu lý thuyết về tải trọng tĩnh, tải trọng động, tính chất động lực học của máy kéo nông nghiệp khi vận xuất gỗ như nghiên cứu và phân tích sự tác động của máy kéo với đất, sự tác động của các loại tải trọng khác nhau khi máy kéo làm việc trên địa hình phức tạp của đồi rừng do. Các nghiên cứu về sử dụng máy kéo nông nghiệp trong các hoạt động khai thác gỗ được công bố phần lớn là các nghiên cứu xác định các chỉ tiêu kinh tế khi sử dụng, còn ít các nghiên cứu lý thuyết về trang thiết bị lâm nghiệp kèm theo máy kéo nông nghiệp cũng như xác định các giới hạn đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả sử dụng cho liên hợp máy ở điều kiện sử dụng mới.
Các nghiên cứu cải tiến máy kéo nông nghiệp sử dụng vận xuất gỗ ở Việt Nam
Do rơ mooc và máy kéo được liên kết với nhau tại móc nên trong quá trình làm việc chúng có sự chuyển động tương đối với nhau khá lớn đặc biệt khi đi vào các đoạn đường gập ghềnh hoặc khi quay vòng nên sử dụng truyền động cơ học cho liên hợp máy trong trường hợp này là không phù hợp vì sự chuyển động tương đối với nhau khá lớn như vậy có thể dẫn đến sự phá huỷ hệ thống truyền động cơ học. Như đã nói trên, trước đây công nghiệp khai thác gỗ nước ta chủ yếu tập trung vào đối tượng rừng tự nhiên nên việc nghiên cứu công nghệ, tuyển chọn, thiết kế máy móc thiết bị chuyên dùng trong khai thác gỗ rừng trồng chưa được đặt ra và thực tế vấn đề này mới chỉ được bắt đầu vài năm gần đây, nhất là từ khi thực hiên chủ trương của nhà nước về hạn chế khai thác rừng tự nhiên, tăng cường sử dụng gỗ rừng trồng trong các ngành kinh tế quốc dân.
TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC
Khái quát về truyền động thuỷ lực
Tuy nhiên để có thể đưa loại liên hợp máy này vào thực tiễn sản xuất trên vùng đồi dốc thì cần phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện kết cấu và công năng cho phù hợp với các điều kiện sử dụng khác nhau. Còn trên các máy kéo và các thiết bị tĩnh tại không yêu cầu vận tốc quá cao nhưng lại cần mô men lớn để thực hiện những công việc riêng đặc thù thì hệ thống truyền động thuỷ tĩnh sẽ đáp ứng tốt hơn do hệ truyền động thuỷ tĩnh dễ dàng tăng công suất truyền tải nhờ tăng áp suất làm việc trong hệ thống.
Trang bị thuỷ lực trên các liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp Với các loại máy kéo hiện đại, truyền động thuỷ lực có mặt ở hầu hết
Chính vì vậy, hệ thống truyền lực trên các máy kéo và thiết bị tĩnh tại so với truyền động thuỷ động thì truyền động thuỷ tĩnh chiếm ưu thế hơn. Bơm dầu nhận mô men từ trục thu công suất để cung cấp dầu áp lực cao đến động cơ thuỷ lực, động cơ sẽ biến đổi năng lượng dòng chất lỏng do bơm tạo ra thành mô men quay đến hộp số phụ và truyền đến cầu mooc tạo thành lực chủ động trợ giúp cho liên hợp máy trong những trường hợp cần thiết.
Thị trường thuỷ lực ở Việt Nam
Đã có nhiều nghiên cứu xác định các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi sử dụng máy kéo nông nghiệp trong khai thác rừng song ít các nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết để thiết kế hoặc lựa chọn các trang bị lâm nghiệp kèm theo máy kéo nông nghiệp. Hệ thống truyền động thuỷ lực với các ưu điểm nổi bật so với hệ thống truyền động cơ học cổ điển, khi được thiết kế hợp lý có khả năng đáp ứng được yêu cầu công việc của liên hợp máy trong trường hợp này.
XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH TRƯỢT CỦA MÁY KÉO
Để nâng cao chất lượng kéo của máy kéo ta cần tăng khả năng bám của máy kéo bằng cách tiến hành gài cầu trước (với máy kéo có hai cầu chủ động) hoặc cả cầu rơ mooc (khi cầu truyền động cho rơ mooc cũng là chủ động nhằm mà tận dụng trọng lượng của máy kéo, của rơ mooc và hàng hoá xếp trên rơ mooc trở thành trọng lượng bám của liên hợp máy làm cho tính chất kéo bám của liên hợp máy được nâng cao hơn. Như vậy cùng trên nền đất, cùng hệ thống di động nhưng đặc tính trượt phụ thuộc lực kéo móc của các máy kéo khác nhau là khác nhau nên nếu sử dụng hoàn toàn thực nghiệm để nghiên cứu khả năng kéo của các máy kéo thì khối lượng công việc cần thực hiện sẽ rất lớn. Bằng thực nghiệm, các nhà nghiên cứu đã khẳng định: Trên cùng một loại đất, cùng một loại máy kéo (cùng máy kéo bánh hơi hoặc xích) mặc dù trọng lượng khác nhau nhưng đường đặc tính chung của độ trượt gần như trùng nhau (hình 3.2b).
ĐỘNG HỌC LIÊN HỢP MÁY KÉO VỚI RƠ MOOC TRUYỀN ĐỘNG THUỶ LỰC
Như vậy khi sử dụng rơ mooc chủ động toàn bộ trọng lượng bám rơ mooc trở thành trọng lượng bám của liên hợp máy, nhờ đó tính chất kéo - bám được nâng cao đáng kể, nhất là khi làm việc trên các đoạn đường dốc, nền yếu và có độ ẩm cao. Sử dụng sơ đồ dẫn động cứng hầu như luôn luôn xuất hiện sự không tương thích động học giữa các bánh xe máy kéo và rơ mooc bởi trong thực tế việc đảm bảo cho vận tốc lý thuyết của bánh xe máy kéo và rơ mooc luôn bằng nhau là không thực hiện được (vt1 ≠ vt2) trong khi đó vận tốc thực tế của chúng phải bằng nhau (v1 = v2). Công suất ký sinh xuất hiện do nhiều nguyên nhân, do đó để tránh ảnh hưởng xấu của nó đòi hỏi người sử dụng máy phải có kinh nghiệm phán đoán những khả năng xuất hiện hoặc trong hệ thống truyền lực cho rơ mooc phải có bộ phận hạn chế công suất ký sinh mới có thể khai thác có hiệu quả các liên hợp máy sử dụng cầu mooc chủ động.
XÁC ĐỊNH PHẢN LỰC PHÁP TUYẾN MẶT ĐƯỜNG TÁC DỤNG LÊN CÁC BÁNH XE LIÊN HỢP MÁY
Trường hợp các bánh trước bị trượt lê, không những chúng không góp phần hỗ trợ lực kéo cho liên hợp máy mà còn gây ra sự hao tốn công suất vô ích, sinh ra công suất ký sinh trong hệ thống truyền lực. Để khắc phục quá tải và hạn chế hiện tượng sinh ra công suất ký sinh bằng cách lợi dụng sự trượt và hao tổn của truyền động thuỷ lực mà hệ thống truyền động cho rơ mooc được sử dụng là truyền động thuỷ lực. Khi máy kéo chuyển động trên các đoạn đường trơn, đường dốc lực kéo tiếp tuyến của máy kéo được tính theo lực bám của các bánh xe chủ động với mặt đường.
XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC
Năng lượng từ động cơ máy kéo được chia thành hai nhánh: Nhánh thứ nhất truyền qua hệ thống truyền lực của máy kéo đến cầu sau của máy kéo, nhánh thứ hai truyền qua hệ thống truyền lực của trục trích công suất, tới hệ thống truyền động thuỷ lực, đến hộp số phụ, hộp vi sai cầu mooc làm cho các bánh xe rơ mooc quay. MK - bánh xe máy kéo; RM - bánh xe rơ mooc.ik - tỷ số truyền từ ly hợp đến bánh chủ động máy kéo;i0- tỷ số truyền trục thu công suất; ip- tỷ số truyền hộp số phụ. Do vậy vấn đề đặt ra là phải tìm cách xây dựng được đặc tính truyền lực của hệ thống thuỷ lực trợ giúp cầu mooc để làm cơ sở cho việc tính toán, khảo sát khả năng kéo của liên hợp máy.
THUẬT GIẢI VÀ CHƯƠNG TRÌNH
Trong bài toán này gặp phải khó khăn lớn nhất là: Hệ truyền lực của liên hợp máy phân theo 2 nhánh, trong đó có một nhánh truyền động thủy lực với tỷ số truyền phi tuyến nên ở đây chúng tôi chọn phương pháp tính gần đúng với sự hỗ trợ của máy vi tính. Nội dung của phương pháp là giải bài toán theo phương pháp giả định bằng cách chọn trước giá trị của một thông số nào đó, sau đó tiến hành tính toán và kiểm tra theo các điều kiện cân bằng của cơ hệ. Gài hệ thống truyền lực thủy lực cho rơ mooc và xét hai trường hợp : - Nếu rơ mooc làm việc như cầu bị động , nghĩa là rơ mooc bị kéo lê lúc này hệ thống truyền động thủy lực không hỗ trợ lực kéo cho máy kéo.
CÁC PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT
Khảo sát khả năng phối hợp giữa hệ thống truyền lực của rơ mooc với máy kéo
Những phương án nào cả hai cầu chủ động đều có độ trượt dương (δ1>0 và δ2>0) thì kết luận hai hệ thống truyền lực tương thích, nghĩa là cầu mooc có tác dụng hỗ trợ lực kéo cho máy kéo. Điều này có thể giải thích rằng, khi số truyền máy kéo tăng vận tốc chuyển động của máy kéo (khả năng tự chuyển động ) càng tăng, trong khi đó khả năng tự chuyển động của rơ mooc vẫn không đổi do đó tính không tương thích động học càng tăng. Điều này cũng dễ hiểu vì khi tải trọng Q tăng, lực bám của rơ mooc tăng nhanh hơn so với khả năng cung cấp mô men của động cơ thủy lực (M2 truyền cho bánh rơ mooc).
Khảo sát dãy tỉ số truyền của hộp số phụ ảnh hưởng đến khả năng phối hợp hệ thống truyền lực của rơ mooc với máy kéo
Khảo sát dãy tỉ số truyền của hộp số phụ ảnh hưởng đến khả năng.
MỘT SỐ NHẬN XÉT
Trên cơ sở đó có thể tiến hành thiết kế lại hộp số phụ cho cầu mooc để liên hợp máy làm việc hiệu quả hơn trên đất lâm nghiệp. Do có nhiều hạn chế về thời gian, kinh phí cũng như năng lực bản thân nên tôi chưa thể tiến hành khảo nghiệm toàn diện các số truyền của máy kéo và rơ mooc cũng như các điều kiện làm việc cụ thể của liên hợp máy. Các kết quả chỉ mang tính tương đối có thể dùng để làm tài liệu tham khảo khi sử dụng, khai thác liên hợp máy, chưa thể lấy làm số liệu để tính toán thiết kế hoàn thiện hệ thống truyền lực cho rơ mooc.