Trọng tâm của tay thuỷ lực được xác định bằng việc sử dụng phần mềm SolidWorks.Cụ thể là mô phỏng mô hình tay thuỷ lực với các kích thước, hình
dạng như đã thiết kế, chế tạo bằng phần mềm solidwork. ở đó chúng ta khai báo đầy đủ đặc tính kỹ thuật rồi bằng lệnh quản lý đặc tính cụm chi tiết xác định được toạ độ trọng tâm của tay thuỷ lực.
Phần mềm SolidWorks là phần mềm thông dụng để mô hình hoá ba chiều các sản phẩm cơ khí. Hệ thống này được sử dụng để tạo các chi tiết solid ba chiều, các bản vẽ lắp từ các chi tiết solid, mô phỏng động học, tạo bản vẽ hai chiều từ mô hình ba chiều và thư viện các chi tiết cơ khí tiêu chuẩn. Phần mềm SolidWorks là công cụ hỗ trợ cho nhà thiết kế thực hiện công việc thiết kế sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác.
* Quy trình thực hiện:
+ Thiết kế các chi tiết cấu thành tay thuỷ lực: Việc tạo các chi tiết riêng lẻ cấu thành tay thuỷ lực được thực hiện trong mục part của phần mềm SolidWorks với các sản phẩm chi tiết như là: Thanh bên cánh tay, thanh dưới cánh tay, thanh trên cánh tay, thanh bên cẳng tay, thanh dưới cẳng tay, thanh trên cẳng tay, trụ, giá đỡ trụ, gân đỡ trụ, …Các chi tiết tạo thành được gán đặc tính vật
liệu với thép có khối lượng riêng D = 0,00785 g/mm3.
+ Lắp ráp cụm chi tiết: Các chi tiết cấu thành tay thuỷ lực được tạo trong môi trường part modeling được đưa vào lắp ráp thành các cụm chi tiết và lắp ráp thành tay thuỷ lực hoàn chỉnh. Công việc này được thực hiện bằng môi trường Assembly modeling của phần mềm SolidWorks.
Insert/ component/ from file : Để đưa các chi tiết đã xây dựng trong part modeling với các tên file được lưu trước vào môi trường bản vẽ lắp.
Gán các ràng buộc cho các chi tiết bằng lệnh, công cụ của phần mềm: move component, rotate component, smartmate,…
+ Thủ tục gọi lệnh xác định toạ độ trọng tâm của tay thuỷ lực: Tool/ mass properties kết quả thu được như sau:
Mass properties of TAY THUY LUC: Output coordinate System: -- default –
Density = 0.00785 grams per cubic millimeter Mass = 317651.34 grams
Volume = 41906492.88 cubic millimeters Surface area = 7187979.56 square millimeters Center of mass: ( millimeters )
X = -764.18 Y = -101.48 Z = -1190.00
Principal axes of inertia and principal moments of inertia: ( grams * square millimeters )
Taken at the center of mass. Ix = (0.95, 0.01, 0.32) Px = 73166847401.21 Iy = (0.32, 0.02, -0.95) Py = 408270633389.48 Iz = (-0.02, 1.00, 0.02) Pz = 478974279705.66
Moments of inertia: ( grams * square millimeters )
Taken at the center of mass and aligned with the output coordinate system. Lxx = 108056976583.03
Lxy = 5177063582.49 Lxz = 102260321111.40 Lyx = 5177063582.49
Lyy = 478883850473.63 Lyz = 242061067.23 Lzx = 102260321111.40 Lzy = 242061067.23 Lzz = 373470933439.69
Moments of inertia: ( grams * square millimeters ) Taken at the output coordinate system.
Ixx = 501999278951.74 Ixy = 29810844317.46 Ixz = 371461177393.13 Iyx = 29810844317.46 Iyy = 1055053905684.36 Iyz = 35991218523.52 Izx = 371461177393.13 Izy = 35991218523.52 Izz = 562241287359.59
Với hệ toạ độ xác định: Gốc toạ độ đặt tại tâm đế trụ, trục X hướng theo trục dọc của tay thuỷ lực theo chiều về phía đầu máy kéo, trục Z hướng dọc đường tâm trụ theo chiều từ trên xuống, trục Y hướng vuông góc với mặt phẳng đối xứng dọc của tay thuỷ lực theo chiều hướng ra của mặt phẳng bản vẽ.
Như vậy, nghiên cứu thực nghiệm đã đo và thu thập được một số thông số phục vụ cho quá trình tính toán ổn định của LHM, đồng thời cũng làm cơ sở để chứng minh cho kết quả nghiên cứu lý thuyết về ảnh hưởng của bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn đến ổn định của LHM.
Kết luận và đề nghị
Kết luận
1. Đã xác định được khả năng ổn định chống lật dọc tĩnh của máy kéo Shibaura SD 2843 với TTL khi bốc gỗ trong trường hợp đầu cần TTL và ngoạm gỗ được nối cứng. Đồng thời đã đề xuất được giải pháp lắp thêm bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn giữa đầu cần TTL và ngoạm gỗ nhằm nâng cao khả năng ổn định chống lật của LHM khi bốc gỗ;
2. Đã xây dựng được mô hình ĐLH của LHM khi TTL nhấc tải và xác định được hầu hết các thông số trên mô hình, làm cơ sở để thiết lập hệ PTVP dao động của LHM;
3. Bằng việc áp dụng phương trình Lagranger loại II đề tài đã thiết lập được hệ PTVP mô tả dao động của LHM khi TTL nhấc tải;
4. Đã sử dụng thành công phần mềm Matlab-Simulink để giải và mô phỏng hệ PTVP, tìm ra các dịch chuyển, vận tốc, gia tốc khi TTL nhấc tải trong trường hợp đầu cần TTL và ngoạm gỗ được nối cứng cũng như trong trường hợp nối bằng bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn;
5. Kết quả mô phỏng hệ PTVP dao động của hệ để xác định dịch chuyển, vận tốc, gia tốc của các khối lượng cho thấy: Khi lắp thêm bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn thì khả năng ổn định chống lật dọc của LHM được tăng lên, từ đó tải trọng bốc cho phép theo điều kiện ổn định cũng được tăng lên;
6- Đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm xác định gia tốc, lực nâng, và phản lực pháp tuyến từ phía mặt đất tác dụng lên các bánh trước của máy kéo để minh hoạ cho kết quả nghiên cứu lý thuyết.
Đề nghị
1. Tiếp tục nghiên cứu ảnh hưởng của bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn đến ổn định của LHM khi TTL làm việc ở các giai đoạn quá độ như: Phanh hãm và hạ tải;
2. Tiếp tục nghiên cứu ổn định của LHM khi lắp thêm bộ phận nối đàn hồi có giảm chấn giữa đầu cần TTL và ngoạm gỗ có tính đến các yếu tố phi tuyến của các phần tử đàn hồi và dao động của bó gỗ;
3. Tiến hành đầy đủ những nghiên cứu thực nghiệm và xử lý kết quả thực nghiệm để phân tích, so sánh với kết quả nghiên cứu lý thuyết.
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt:
1. Nguyễn Văn Bỉ & Lê Văn Thái (1997), Cơ học kỹ thuật, NXB Nông
nghiệp, Hà Nội;
2. Nguyễn Hữu Cẩn & Phan Đình Kiên (1971), Thiết kế và tính toán ô tô
máy kéo, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội;
3. Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Phạm Minh Thái, Nguyễn Văn Tài, Lê
Thị Vàng (2007),Lý thuyết ô tô máy kéo, NXB khoa học và kỹ thuật
4. Nguyễn Nhật Chiêu (2005), Đo lường và khảo nghiệm máy, Tập bài
giảng cho cao học- ĐHLN;
5. Nguyễn Nhật Chiêu (2006), “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ
thống thiết bị để cơ giới hoá khai thác gỗ rừng trồng trên độ dốc 10-
200”, Báo cáo khoa học đề tài KC-07-26-05, ĐHLN ;
6 Đỗ Ngọc Đức (2006), “Nghiên cứu, thiết kế bộ phận tăng ổn định
chống lật cho máy kéo Shibaura khi tay thuỷ lực bốc dỡ gỗ”, Khoá luận tốt nghiệp, ĐHLN;
7. Phạm Thượng Hàn (1994), Kỹ thuật đo lường các đại lượng vật lý, tập
1, NXB Giáo dục, Hà Nội;
8. Nguyễn Phùng Quang (2003), Matlab và simulink dành cho kỹ sư điều
khiển tự động,NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội;
9. Bùi Quốc Khánh & Hoàng Xuân Bình (2006), Trang bị điện-điện tử tự
10. Nguyễn Văn Khang; Thái Mạnh Cầu; Nguyễn Phong Điền; Vũ Văn
Khiêm; Nguyễn Nhật Lệ (2006), Bài tập dao động kỹ thuật, Nhà xuất
bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội;
11. Nguyễn Văn Quân, “Khái quát về công nghệ và thiết bị khai thác rừng
trồng”, ,ĐHLN;
12. Nguyễn Văn Quân, “Phương pháp cơ giới hoá hợp lý khai thác gỗ
Rừng nhiệt đới nhằm đảm bảo tái sinh rừng”,ĐHLN;
13. Nguyễn Văn Khang (2005),Dao động kỹ thuật, NXB KH & KT, Hà Nội;
14. Nguyễn Hoài Sơn, Đỗ Thanh Việt và Bùi Xuân Lâm (2000), ứng dụng
Matlab trong tính toán kỹ thuật (tập 1), NXB Đại học Quốc gia TPHCM;
15. Hoàng Việt (2005), Nguyên lý tính toán máy nâng chuyển, Tập bài
giảng dùng cho học viên cao học, ĐHLN;
16. Nguyễn Văn Vượng (1993),Sức bền vật liệu, Hà Nội
17. Tổ nghiên cứu chiến lược Lâm nghiệp (2000), Chiến lược phát triển
Lâm nghiệp- giai đoạn 2001-2010, Hà Nội;
18. Nguyễn Đình Trí, Tạ Văn Đỉnh, Nguyễn Hồ Quỳnh (2000), Toán học
cao cấp, T1, T2, T3, NXB Giáo Dục, Hà Nội;
19. Trần Lý Tưởng (2007), “Nghiên cứu tải trọng động lực học tác dụng
lên tay thuỷ lực lắp trên máy kéo bánh hơi khi bốc dỡ gỗ”, Luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật, ĐH Lâm nghiệp;
20. Phạm Thị Ngọc Yến & Nguyễn Thị Lan Hương (1999), Cơ sở matlab
Tiếng Anh:
21. Mechanisation in forest operations in Brazil in caparison with Finland, Finnish Forest Institute, Helsinki 1992;
22. Finland- a country of forests, Finnish Forestry Association, Helsinki 1994;
23. Handbook for Shibaura 2843;
Tiếng Nga: 24. Нгуен нят Чьеу (1983), Нагруженность шарнирно сочленённого колёсного трактора с гидроманипуляторот при пакетировании трелёвке на склонах. Цисс. Канд. Техн.наук, Ленинград; 25. Артамонов Ю.Г (1981), Проектирование и расчет гидроманипуля-тора лесных машин,Ленинград; 26. Баринов К.Н (1977), Анализ закона движения рабочих органов лесных машин,Ленинград; 27. Велликок П.М, Кущяев В.Ф (1978), Основы применении лесоэаготовительных машин манипуляторного типа на лесоэаготовкак,Ленинград; 28. Кушляев В.Ф (1981), Лесоэаготовительные машины манипуляторного типа, москва; 29. Лямин И.В (1973), Исследование процесса пакетирования леса гидроманипулятором нового типа,Ленинград;
30. Меншиков Ю.Г (1982), Влияние вылета гидроманипулятора на производительности лесоэаготовительных машин, Ленинград; 31. Артамонов Ю.Г (1982). Теоретические и экспериментальные исследовании для определения основ ьных параметров систем колесных тракторов с гидроманипуляторями, Ленинград; 32. Сюнев В.С (1982), Метоика оценки устойчивости шарнирно-сочлененного колесного трактора с гидроманипуляторямн, Ленинград; 33. Пискунов А.С(1985). Влияние кинематических параметров подёмных механизмов на динамитических нагрузок гидроманипулятора, Лесной журнал; 34. Александров В.А (1983), К оценке нагруженности лесосечных машин в режиме отрыва груэа от основания, Лесной журнал, No 6,c. 33-37; 35. Александров В.А (1995), Моделирование технологических процессов лесных машин, москва. Các trang web 36. http://WWW.best_used_tractor.com/Shibaura SD2843; 37. http://WWW.vista.gov.com.vn; 38. http://WWW.hut.edu.com.vn; 39. http://WWW.vietnamforestry.org.vn; 40. http://WWW.matlab.com.