bằng phẳng.
Khi LHM chuyển động trên địa hình không bằng phẳng có thể rơi vào trường hợp các bánh bên phải hoặc bánh bên trái rơi đột ngột xuống rãnh hoặc đột ngột vướng phải chướng ngại vật. Trong trường hợp như vậy sẽ sinh ra tải trọng động và máy kéo có thể bị lật nghiêng ngay cả khi độ nghiêng không lớn lắm. Trên hình (3.11) là sơ đồ máy kéo khi bị nghiêng đột ngột.
Hình 3.11 - Sơ đồ liên hợp máy khi đột ngột một bánh bị rơi xuống rãnh Khi một bánh của liên hợp máy bị rơi đột ngột xuống rãnh, trong trường hợp này LHM có thể bị lật ngang. Ta chia quá trình lật ngang này thành hai giai đoạn như sau.
- Giai đoạn một, LHM quay quanh điểm O cho tới khi bánh bên phải tiếp xúc với đáy rãnh, lúc này trọng tâm của LHM sẽ dịch chuyển theo cung CC1 và hạ thấp xuống một đoạn h1.
48
LHM sẽ dịch chuyển theo cung C1C2 và được nâng lên một đoạn là h2.
Ở giai đoạn thứ nhất, trong quá trình LHM quay quanh O nó sẽ tích lũy động năng và ở giai đoạn hai sẽ tiêu hao năng lượng đã tích lũy để nâng cao trọng tâm lên một đoạnh h2. Nếu khi va đập không có sự tiêu hao năng lượng thì kết thúc giai đoạn hai trọng tâm của LHM sẽ được nâng lên đến điểm C2. Tức là động năng biên hoàn toàn thành thế năng.
Gm.h1 = Gm h2 (3.27) Hay h1 = h2
Nếu động năng đủ lớn để nâng trọng tâm của LHM từ C1 đến C2 thì LHM sẽ bị lật đổ hoàn toàn trong giai đoạn tiếp theo do trọng lượng bản thân của LHM sẽ kéo nó đổ xuống quanh O2. Ngược lại nếu động năng tích lũy ở giai đoạn một không đủ để nâng trọng tâm của LHM đến C2 thì động năng sẽ biến thành thế năng để kéo trọng tâm của LHM quay lại điểm C1, mà chỉ nghiêngđi một góc β1.
Vậy điều kiện để LHM bị lật đổ hoàn toàn là: h1 = h2. Vậy ta có thể xác định được chiều sâu của rãnh hd.
hd = Rd – h Mặt khác ta có; 1.1836( ) 4 2 2 m B h Rd ) ( 422 . 0 761 , 0 1836 , 1 m hd
Tính ổn định ngang của LHM khi một bên bánh bị rơi đột ngột xuống rãnh được đánh giá bởi góc nghiêng βd hình (3.11) dựa vào sơ đồ(3.6) ta xác định được góc βd. 224 , 0 sin B hd d (3.28) ' 0 37 , 12 t
49
Vậy ta có góc giới hạn ngang trong trường hợp một bên bánh bị rơi xuống rãnh là: βd = 120,5’.
3.5. Tính lực cản lăn khi đào mương của máy kéo MTZ50
Ta có phương trình cân bằng công suất của LHM khi phay như sau: Ne = Nt + Nf + Nδ + No
Nf = Ne - (Nt + Nδ + No ) (3.29) Trong đó:
Ne: Công suất có ích của động cơ, Ne = 48kw;
Nt: Công suất tiêu hao cho ma sát trong hệ thống truyền lực, Nt = Ne (1-ηm); ηm = 0,88,
Nt = 5.76 kw
Nf: Công suất tiêu hao cho cản lăn
Nδ: Công suất tiêu hao cho sự trượt của máy, Nδ = Pk.(v1-v); Nδ = 1,34.(5,34-3,37) = 2,6
No: Công suất tiêu hao để quay cơ cấu máy từ trục thu công suất, No = Mtcs.ωtcs (3.30)
Mtcs: Mô men xoắn ở trục cardan khi truyền động cho máy đào mương làm việc, dùng phần mềm Kaleidagpaph để tính trung bình giá trị đo mô men xoắn qua thực nghiệm trình bày ở chương 4, ta có giá trị mô men xoắn trung bình: Mtcs =647,5 N.m
ωtcs: Vận tốc góc của trục cardan truyền lực cho máy đào mương
ωtcs n 54,45rad 30 520 . 60 . . 2
50
Thay các giá trị đã biết vào (3.45) ta tính được: Nf = 36,08 Ta có: Nf = Pf.v N
v N
Pf f 1071
Vậy khi liên hợp máy kéo làm việc, máy sẽ chịu tác động một lực cản lăn lên bánh xe chủ động là 1071N
Độ trượt trung bình được xác định theo công thức :
.100 5 % 5 1 i i (3.31)
Bảng 3.3 - Kết quả thí nghiệm xác định độ trượt của LHM khi đào
Số TT Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Số vòng bánh xe quay khi
LHM chạy không tải (nkk) 13,5 13 13,5 12,5 13 Số vòng bánh xe quay khi
LHM chạy có tải (nk) 13 13 12,5 13 12,5
Độ trượt của bánh xe i -0,0384 0 -0,08 0,0384 -0,04
Độ trượt trung bình được xác định theo công thức : Thay số vào công thức (3.31) ta được %3,39%
Ta thấy khi máy đào mương thì vừa tạo rãnh, hất đất sang một bên có tác dụng làm tơi đất trên luống vừa như một bánh chủ động làm tăng lực kéo của máy kéo, từ đó hỗ trợ chuyển động và giảm lực cản cho máy.
51
3.6 Nghiên cứu lý thuyết về tiêu hao nhiên liệu khi liên hợp với máy đào mương của máy kéo MTZ-50 đào mương của máy kéo MTZ-50
Chi phí nhiên liệu là một chỉ tiêu kinh tế quan trọng trong việc sử dụng máy kéo. Trong tổng giá thành sản xuất, nhiên liệu chiếm 15-20%, nó đặc trưng cho tính tiết kiệm nhiên liệu của liên hợp máy.
Chi phí nhiên liệu của liên hợp máy khi đào mương được tính như sau:
Q = ge.Ne (3.32)
Trong đó: ge: Chi phí nhiên liệu riêng (ge = 0,2kg/kw.h); Ne: Công suất có ích của động cơ, Ne = 48kw Q = 0,2.48 = 9,6 kg/h
52
Chương 4
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm.
Mục đích nghiên cứu thực nghiệm là xác định phần mômen xoắn còn lại của động cơ dùng để tính toán khả năng kéo bám.
4.2. Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm.
Đối tượng để thí nghiệm là máy kéo MTZ-50 liên hợp với máy đào mương. Đất thí nghiệm là đất trồng hoa màu ở ĐBSCL.
4.3. Trang thiết bị thực nghiệm.
Để đo momen xoắn trên trục thu công suất chúng tôi dùng đầu đo momen T4A của CHLB Đức (hình 4.1).
Hình 4.1 Đầu đo momen T4A. Hình 4.2 Kết nối đầu đo.
Đầu đo momen T4A được bố trí trên trục các đăng truyền động từ trục thu công suất đến máy đào mương qua hai đầu nối mà tôi tự chế tạo. Vỏ của đầu đo momen được liên kết mềm với khung của máy nhờ liên kết bằng cao su. Đầu dây của cảm biến đo momen được nối ghép với Spides - 8.
53
Cảm biến đo mô men được nối với thiết bị thu thập khếch đại nhiều kênh Spider - 8, thiết bị này được nối ghép với máy tính xách tay Acer qua cổng LPT được điều khiển bằng phần mềm Catman (hình 4.3).
Hình 4.3: Spider 8 được nối ghép với máy tính.
4.4. Tiến hành thực nghiệm.
- Chuẩn bị hiện trường khảo nghiệm: Chọn địa điểm thí nghiệm là khu ruộng có đất đặc trưng cho vùng đồng bằng sông Cửu long
- Chuẩn bị máy khảo nghiệm:
+ Kiểm tra bắt chặt các chi tiết của liên hợp máy.
+ Kiểm tra nhiên liệu, dầu mỡ bôi trơn và nước làm mát.
- Thí nghiệm được tiến hành sau khi đưa máy đến địa điểm thí nghiệm, tiến hành lắp các thiết bị đo.(hình 4.4)
54
Hình 4.4: Chuẩn bị thí nghiệm Sau đó tiến hành thực nghiệm như hình 4.5.
55
MÔ MEN XOẮN
0 10 20 30 40 50 0 2 4 6 8 10 12 Thời gian (s) M o o m e n ( D a N .m )
- Thực nghiệm do 4 người đảm nhiệm: Người thứ nhất điều khiển máy máy kéo MTZ-50, người thứ hai điều khiển máy tính và thiết bị thu thập khuếch đại tín hiệu Spider 8, người thứ ba lập biểu và ghi chép nội dung đo, người thứ tư làm công việc phụ trợ cho quá trình đo.
4.5. Xử lý kết quả thực nghiệm.
Kết quả đo được lưu vào các tệp giữ liệu dạng ASCII trong phần mềm Catman. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm được xử lý bằng phần mềm Catman. Dưới đây là một trong những kết quả đo mômen xoắn trên trục các đăng khi liên hợp máy đào mương.
Đồ thị hiển thị kết quả đo momen xoắn trên trục các đăng được thể hiện ở hình 4.6.
56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
1. Hiện nay ở ĐBSCL đã và đang sử dụng loại máy kéo MTZ-50 liên hợp với máy đào rãnh loại phay để đào mương tưới tiêu cho hoa màu. Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu về khả năng làm việc của liên hợp máy này. Do vậy việc nghiên cứu khả năng làm việc của máy MTZ-50 liên hợp với máy đào mương để phục vụ tưới tiêu cho hoa màu ở ĐBSCL là cần thiết và mang tính thời sự.
2. Bằng phương pháp lý thuyết máy kéo và lý thuyết liên hợp máy đề tài đã xác định được một số đặc trưng về kéo bám khi đào mương. Kết quả nghiên cứu khả năng kéo, bám của máy kéo MTZ – 50 cho thấy: Với công suất động cơ là 48 kw, số vòng quay là 1700 vòng/phút, ở tốc độ bậc thấp máy có lực kéo tiếp tuyến trên bánh chủ động là Fk= 16874,2 N, ở tốc độ bậc cao máy có lực kéo tiếp tuyến trên bánh chủ động là Fk= 10456,7 N.
3. Bằng phương pháp lý thuyết ô tô máy kéo xác định được khả năng ổn định chống lật của liên hợp máy.
- Góc ổn định tĩnh dọc khi quay đầu lên dốc là 160.
- Góc ổn định tĩnh dọc khi quay đầu xuống dốc có độ nghiêng <320
- Góc ổn định của liên hợp máy khi bánh chủ động bị lên chặt là: α = 36,120 - Góc ổn định ngang của liên hợp máy khi một bên bánh bị rơi đột ngột xuống rãnh là βt=12037.
4. Bằng nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được mô men xoắn trên trục thu công suất dẫn động cho máy đào mương. Có giá trị trung bình là Mtcs = 647,5 N.m. Kết quả này phục vụ cho tính toán cân bằng công suất, kéo, bám của liên hợp máy.
Bằng nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được độ trượt của máy kéo khi chuyển động trên mặt ruộng là δ = 3,39%.
57
Kiến nghị :
Do điều kiện thời gian chưa thể tiến hành tất cả các nghiên cứu thí nghiệm về khả năng kéo, bám, ổn định và tiêu hao nhiên liệu của liên hợp máy khi làm việc. Vì vậy cần được nghiên cứu tiếp trong thời gian tới.
Trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm đầy đủ cần xác định thêm các đường đặc tính kéo của máy kéo khi làm việc với máy đào mương.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Cẩn (2005), Nghiên cứu tính toán và thiết kế ô tô máy kéo
2. PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu (2005), Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cơ giới hóa khai thác gỗ rừng trồng trên độ dốc 10 đến 20 độ 3. Nguyễn Đăng Cường, Vũ Văn Thịnh, Vũ Minh Khương (1995), Máy
đào rôto lưỡi cắt – NXB Hà Nội.
4. Phạm Minh Đức (2000), Nghiên cứu khả năng kéo bám của máy kéo DFH-180 khi vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng.
5. Nguyễn Tiến Đạt (2008), Nghiên cứu đến một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng vận xuất gỗ rừng trồng bằng phương pháp kéo nửa lết của máy kéo bốn bánh cỡ nhỏ.
6. Nguyễn Tiến Đạt (2008), Nghiên cưú mô hình chuyển động của máy kéo công suất nhỏ vận xuất gỗ rừng trồng theo phương pháp kéo nửa lết. 7. Phạm Văn Long, Bùi Thanh Hải, Lê Sỹ Hùng (1986), Máy đào mương
xả phèn XR – 25 Nghiên cứu dãy máy đào mương xả phèn ở ĐBSCL.
Tạp chí KH & KTNN.
8. Trần Công Hoan (1968) Nghiên cứu những cơ sở lý thuyết và thực nghiệm để phát triển cơ giới hóa khai thác gỗ ở nước Việt Nam Dân Chủ Cộng Hòa.
9. Máy rạch hàng R- 2: Bùi Thanh Hải, Lê Sỹ Hùng, Phạm Xuân Khôi – Cơ giới hoá chuẩn bị đất và chăm sóc mía. NXB Nông nghiệp Hà Nội
1998 – Trang 204 – 210; 279.
10. Nguyễn Kính Thảo (1970), Nghiên cứu động lực học kéo của hệ thống máy kéo bánh hơi Lâm Nghiệp dùng trong chặt chăm sóc.
11. Lê Đình Quân (2003), Nghiên cứu đánh giá hệ thống trợ lực thủy lực lái sử dụng cho xe xích hạng trung.Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
12. Olchianu. I. (1966), Nghiên cứu sự làm việc máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong điều kiện đồi núi.
13. кзоA,кзоB иBHOB и.c пиxoe ДeHKO k.η; Дp Ceа ЂcXо3ЯйCTBHЂ MашинЂ/.M.MашTиз, Máy đào mương kiểu phay . 1962.673C.
14. Máy đào mương kiểu trục vít xoắn đứng 1KL và 1KL 20 – LUZHENGPAN. Aralyses on power Consumption of the vertical screw digger. Transtions of the chinese Society of the Agriculturat Machinerg, Vol. 28,1-1997.
15. Máy đào mương kiểu trục vít xoắn đứng 1KL và 1KL 20 – LUZHENGPAN. Aralyses on power Consumption of the vertical screw digger. Transtions of the chinese Society of the Agriculturat Machinerg, Vol. 28,1-1997.
16. Makaorav. FN (1970), Nghiên cứu sự làm việc của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong điều kiện đồi núi.
17. Kononhenko. M. P đã nghiên cứu tính chất kéo và ổn định của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ ở vùng đồi núi.
18. S. F. Kozmin, A. B. ZuKov đã nghiên cứu thực nghiệm của bán rơmooc chủ động loại lực kéo 6KN.
19. KuZnhesov. A. P đã nghiên cứu tính chất kéo bám của máy kéo bánh hơi.
20. Eghipchi.A.E đã nghiên cứu các thông số sử dụng của máy kéo vận xuất được cải tiến từ máy kéo K700 A.
21. Chuđacov. Đ.A: nghiên cứu cơ sở lý thuyết tính toán máy kéo và ôtô.
22. Máy đào nương kiểu phay kép Kи.1200ДомроскЙН.г,пaHкатов,
23. TS. Nguyễn Đình Tuấn, Học viện Kỹ thuật Quân sự đã nghiên cứu mô hình động lực học chuyển động thẳng và quay vòng của xe xích quân sự.
DỊCH TỪTIẾNG NGA
19. Chudacov. Đ. A. (1972), Cơ sở lý thuyết tính toán máy kéo và ô tô.
20. Eghpchi. A. E. (1974), Nghiên cứu các thông số sử dụng của máy kéo vận xuất được cải tiến từ máy kéo K700A, Luận án P. TS KHKT ở Lêningrat. 21. Guseinov. E. M. (1975), Nghiên cứu thực nghiệm các thông số kéo bám
của máy kéo bánh hơi T40L (Máy và thiết bị về cơ giới hóa lâm nghiệp - Tập 4).
22. Kononhenko. M. P. (1969), Nghiên cứu tính chất kéo và ổn định của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ ở vùng đồi núi, Luận án P. TS KHKT Matcơva.
23. Kuznhesov. A. P. (1978), Nghiên cứu tính chất kéo bám của máy kéo bánh hơi, Luận án P. TS KHKT Matcơva.
24. Makarov. F. N. (1969), Nghiên cứu sự làm việc của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong điều kiện đồi núi.
25. Olchianu. I. (1966), Nghiên cứu sự làm việc của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong điều kiện đồi núi, Luận án P. TS KHKT ở Lêninggrat. 26. S. F. Kozmin, A. B. Zukov. (1978), Nghiên cứu thực nghiệm của bán rơ
moóc chủ động loại lực kéo 6KN trong quyển (Máy và thiết bị cơ giới hóa lâm nghiệp).
BẢNG GIÁ TRỊ MÔ MEN XOẮN Thời gian (s) Mô men (DaN.m) Thời gian (s) Mô men (DaN.m) Thời gian (s) Mô men (DaN.m) 0.01 0.318 3.54 8.971 7.07 2.081 0.02 0.282 3.55 8.065 7.08 1.913 0.03 0.21 3.56 11.867 7.09 2.057 0.04 0.18 3.57 17.737 7.1 2.836 0.05 0.132 3.58 19.32 7.11 6.152 0.06 0.138 3.59 15.279 7.12 12.964 0.07 0.234 3.6 9.402 7.13 16.316 0.08 0.282 3.61 5.918 7.14 13.054 0.09 0.258 3.62 7.406 7.15 8.761 0.1 0.204 3.63 15.291 7.16 6.734 0.11 0.18 3.64 23.464 7.17 7.43 0.12 0.156 3.65 23.158 7.18 10.038 0.13 0.156 3.66 14.727 7.19 13.186 0.14 0.288 3.67 6.77 7.2 12.077 0.15 0.378 3.68 4 7.21 7.388 0.16 0.336 3.69 5.739 7.22 3.832 0.17 0.402 3.7 11.825 7.23 3.064 0.18 0.774 3.71 19.674 7.24 5.421 0.19 1.643 3.72 21.455 7.25 8.311 0.2 3.262 3.73 14.793 7.26 9.96 0.21 6.56 3.74 7.466 7.27 9.354 0.22 12.053 3.75 5.037 7.28 6.344 0.23 25.137 3.76 5.613 7.29 3.664 0.24 41.069 3.77 7.903 7.3 3.592 0.25 45.621 3.78 14.601 7.31 4.377 0.26 33.616 3.79 21.911 7.32 5.157 0.27 17.282 3.8 23.2 7.33 7.04