Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm là máy chữa cháy rừng bằng đất cát do đề tài trọng điểm cấp nhà nước mã số KC07.13/60-10 thiết kế chế tạo và được Công ty cổ phần thiết bị chuyên dùng Việt Nam sản xuất thương mại hóa. Thiết bị nghiên cứu thực nghiệm được thể hiện trên hình 4.1.
4.3. Phương pháp xác định các đại lượng nghiên cứu
4.3.1. Phương pháp xác định công suất cắt - kéo văng đất
Việc xác định công suất cắt - kéo văng đất rất phức tạp, do vậy luận án xác định công suất cắt - kéo văng đất thông qua mơ men xoắn của trục lắp đĩa thép. Q trình đo mơ men được thực hiện bằng đầu đo T4 do Cộng hòa Liên
bang Đức chế tạo, sơ đồ bố trí thiết bị đo mơ men được trình bày trên hình 4.2.
Hình 4.2: Sơ đồ bố trí thiết bị đo mô men
Mô men cắt được xác định như sau:
Mc = MT - M0 (4.1)
Trong đó: Mc - mơ men cắt, N.m; MT - mơ men có tải, N.m; M0 - mô men không tải, N.m.
Công suất cắt- kéo văng đất được tính theo cơng thức:
Nc-kv = Mc ω
Trong đó: Nc-kv – Công suất cắt – kéo văng đất, KW;
ɷ - Vận tốc góc của đĩa thép lắp dao cắt, rad/s.
(4.2)
Mô men xoắn của trục lắp đĩa thép được đo theo phương pháp đo lường các đại lượng không điện bằng điện đã được trình bày trong các tài liệu [9], sơ đồ tổng quát của quá trình đo được thực hiện như sau:
X
Tín hiệu X được đưa vào bộ phận chuyển đổi, ở đây các tín hiệu khơng điện được chuyển thành điện theo nguyên tắc chuyển đổi tenzô với cầu đủ điện trở, qua dây dẫn các tín hiệu này được chuyển đến bộ phận khuếch đại,
Động cơ cưa xăng Đầu do mô men T4 Trục lắp đĩa thép lắp dao cắt đất Hệ thống cắt đất Bộ khuếch đại Spider -8 Thiết bị ghi ( máy tính)
Thiết bị ghi (máy tính và phần mềm Bộ phận khuếch đại
Spider - 8 Bộ phận chuyển
sau đó được truyền đến thiết bị ghi và được ghi lại dưới dạng biểu đồ. Đầu đo mô men T4 và sơ đồ cầu điện trở trong đầu đo mô men được trình bày trên hình 4.3.
Hình 4.3: Sơ đồ cầu điện trở và đầu đo mô men T4
Trong sơ đồ trên: R1 ; R2 ; R3 ; R4 - các tenzô điện trở; U0 - điện áp nuôi; UR - điện áp đầu ra.
Để đo mô men xoắn trục lắp đĩa thép lắp dao cắt luận án tiến hành như sau:
- Cắt đôi trục lắp đĩa thép;
- Lắp đầu đo mơ men T4 hình trên hình 3.5 vào giữa trục lắp đĩa thép đã được cắt đôi;
- Cố định đầu đo mô men T4 khung máy;
- Kết mối đầu dây tín hiều ra với bộ khuếch đại DMC;
- Sơ đồ bố trí đầu đo mơ men được thể hiện trên hình 4.4.
Hình 4.4: Sơ đồ lắp ráp đầu đo mô mem T4 vào trục lắp đĩa thép lắp dao cắt đất
1- Pu ly lắp dây đai truyền chuyển động từ động cơ cho trục lắp đĩa thép
2- Gối đỡ trục lắp đĩa thép; 3- Trục lắp đĩa thép đã được cắt đôi và lắp vào 2 đầu của đầu đo mô men; 4- Đầu đo mơ men T4 Cộng hịa Liên bang Đức; 5- Ốp giữ đĩa thép; 6- Đĩa thép để lắp dao cắt; 7- Dao cắt đất,
8- Chốt lắp dao cắt vào đĩa thép.
4.3.2. Phương pháp đo gia tốc rung của hệ thống cắt đất
Để đo gia tốc rung động của máy, luận án sử dụng đầu đo gia tốc B12/1000 lên tay cầm của máy đào theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang, khi máy làm việc tín hiệu đo được truyền về thiết bị đo nhiều kênh Spider-8, sau đó được máy tính ghi lại. Đồng thời với đo gia tốc rung chúng tơi cịn đo mô men xoắn trục lắp đĩa thép. Thiết bị đo gia tốc B12/1000 được trình bày trên hình 4.5.
Hình 4.5: Thiết bị đo gia tốc rung B12/1000
.
Kết quả thí nghiệm đo gia tốc rung động của hệ thống cắt đất được ghi lại dưới dạng mã ASCII, sử dụng phần mềm Catman xác định các đặc trưng của gia tốc.
Gia tốc cực đại được xác định bằng phương pháp tung độ và điểm, gọi các giá trị đo được là: a1, a2, a3…..an (n số lần đo), gia tốc rung trung bình (atb) được xác định như sau:
atb n ∑ai = i = 1 n (4.3) 4.3.3. Phương pháp xác định áp lực đất phun
Việc bố trí thí nghiệm xác định các đại lượng nghiên cứu được tiến hành trên đối tượng nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường, áp dụng phương pháp đo các đại lượng không điện bằng điện thông qua một số loại cảm biến đo lực tiêu chuẩn của Cộng hòa Liên Bang Đức cảm biến đo lực được kết nối với bộ chuyển đổi. Kết quả thí nghiệm được ghi lại dưới dạng mã ASCII và được xử lý bằng các phần mềm Catman, Excel....
X Xe Y
Hình 4.7: Sơ đồ cấu trúc dạng khối của thiết bị thí nghiệm
Đại lượng X là đại lượng đo khơng điện qua chuyển đổi sơ cấp được kết quả Xe, qua biến đổi điện - điện cho đại lượng đầu ra Y dưới dạng điện áp, sau đó qua bộ chuyển đổi tương tự số A/D (Analog Digital Converter) đưa vào bộ chỉ thị, đưa ra bộ nhớ ghi ở dạng mã ASCII và hiển thị trên màn hình.
a) Mơ hình thiết bị đo áp lực đất phun
Để xác định áp lực đất phun vào đám cháy luận án tiến hành mơ hình thí nghiệm như sau:
Chuyển đổi điện - điện Chuyển đổi khơng
Hình 4.8: Sơ đồ đo áp lực của đất phun vào đám cháy1- Đất rừng 1- Đất rừng 2- Đĩa thép 3- Dao cắt đất 4- Bao che 5- Đất sau cắt 6- Ống hút đất 7- Quạt hút và phun 8- Ống phun đất 9- Buồng hút 10- Ống hút
11- Đất phun vào đầu đo lực 12- Đầu đo lực
13 - Thiết bị khuếch đại 14- Máy vi tính
Hoạt động của mơ hình thiết bị thí nghiệm: Cho máy cắt đất hoạt động, đất được cắt ra và tung lên, cho máy hút và phun hoạt động đất được hút và phun vào đầu đo lực, đầu đo lực đặt cách miệng ống thổi một khoảng cách nhất định là 0,3m và được kết nối với thiết bị khuếch đại, thiết bị khuếch đại được kết nối máy tính và ghi lại kết quả đo.