Thiết bị đo, phương pháp đo và những thông số cần đo

Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.3 Thiết bị đo, phương pháp đo và những thông số cần đo

Để xác định được chi phí năng lượng riêng và năng suất gom gỗ, ta cần xác định lực kéo của tời tại đầu bó gỗ, trọng lượng của bó gỗ, vẫn tốc kéo của cáp, chiều dài quãng đường vận xuất, thời gian nhả cáp, buộc gỗ, kéo gỗ, tháo gỗ…

2.4.3.1 Phương pháp đo lực kéo của cáp tời tại đầu bó gỗ

Để đo lực kéo của dây cáp tại đầu bó gỗ khi vận xuất gỗ ta dùng đầu đo lực tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm đo lường của Khoa Cơ điện & Công trình, trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. (Hình 2.1)

Hình 2.1. Đầu đo lực (HBM) tiêu chuẩn

14 Mã hiệu của đầu đo lực:

Kraftaufnehmer – Force Transducer (HBM)

Typ Z4; 50kN = 2mV/V ≠ G84938; Made in Germany

Để đo lực kéo của tời tại đầu bó gỗ kéo theo phương pháp kéo lết, ta buộc đầu bó gỗ lại rồi móc vào một đầu của đầu đo lực, đầu còn lại móc vào móc cáp của tời (Hình 2.2).

Hình 2.2. Sơ đồ ghép nối đầu đo vào bó gỗ và cáp tời kéo.

Dây tín hiệu từ đầu đo lực được kết nối với thiết bị xử lý số liệu DMC- Plus, thiết bị này được kết nối với máy tính sách tay có cài đặt phần mềm xử lý số liệu. (Hình 2.3)

15

Hình 2.3. Kết nối dây tín hiệu và hiệu chỉnh thiết bị đo.

16

Nguyên lý làm việc của đầu đo lực tiêu chuẩn, các lá điện trở được mắc theo sơ đồ cầu đủ điện trở. (Hình 2.4). Cầu đo được nối ra bằng dây dẫn. Hiệu chuẩn cầu đo bằng cách tạo ra biến dạng đã biết.

Hình 2.4. Sơ đồ cầu đủ điện trở.

R1, R3, R2,R4 – là các tenzo điện trở; Uo- điện áp nuôi; UR- điện áp đầu ra Nguyên lý cụ thể như sau: Mạch cầu đo được xem như một mạch so sánh điện trở, thực chất là so sánh hai mức điện thế; tại thời điểm cân bằng thì điện thế ra bằng 0 (Ur = 0) và định thức R1.R3 = R2.R4 không phụ thuộc vào điện áp nguồn. khi xuất hiện bất kỳ biến dạng nào đó sẽ dấn đến sự biến đổi điện trở, lúc này cầu đo bị mất cân bằng nên xuất hiện một điện áp khác 0 trên đường chéo của cầu, từ đó điện áp trên đường chéo của cầu Tenzo, điện áp được lấy ra từ đầu đo truyền tín hiện đến thiết bị thu thập và khuếch đại tín hiệu DMC-Plus kết nối với máy tính xách tay và được điều khiển bằng phần mềm DMC-Plus.

17

2.4.3.2 Phương pháp xác định trọng lượng gỗ thí nghiệm

Trọng lượng các khúc gỗ thí nghiệm được xác định bằng cách cân, đo với các dụng cụ đo và phương pháp đo thông thường đã biết. Theo kế hoạch thực nghiệm, trọng lượng gỗ thí nghiệm yêu cầu là 0,2 T; 0,4T; 0,6T; 0,8T;

1,0T. Với khối lượng riêng của gỗ thí nghiệm xác định được 1 Tấn/m3, thể tích các bó gỗ tương ứng là 0,2 m3; 0,4 m3; 0,6 m3; 0,8 m3; 1,0 m3.

Hình 2.5. Đo tính thể tích gỗ trước khi khảo nghiệm.

18 2.4.3.3 Phương pháp xác định vận tốc dây cáp

- Vận tốc trung bình của dây cáp theo chiều có tải và không tải được xác định bằng công thức:

; (2.1)

Trong đó:

+ Vt: Vận tốc trung bình dây cáp theo chiều có tải; (m/s) + Vot: Vận tốc trung bình đây cáp theo chiều không tải; (m/s) + L: Cự ly gom gỗ; (m)

+ tt: Thời gian dây cáp chạy có tải; (s) + tot: Thời gian dây cáp chạy không tải; (s)

Theo [2], để xác định được vận tốc trung bình của dây cáp theo chiều có tải và không tải cần phải đo cự ly gom gỗ (L) và các yếu tố thời gian.

- Cự ly gom gỗ được đo bằng thước đo dài; các chi phí thời gian được đo bằng đồng hồ bấm giây theo phương pháp thông thường (Đo thời gian sử dụng đồng hồ bấm giây với độ chính xác 0,2 s)

Hình 2.6. Sử dụng đồng hồ bấm giây để xác định thời gian đo.

19

2.4.3.4 Phương pháp xác định hệ số cản giữa cây gỗ và mặt đất khi kéo gỗ bằng tời

Trong các tài liệu tính toán lực cản ma sát giữa gỗ và mặt đường vận xuất, trong trường hợp kéo gỗ theo phương pháp kéo lết hay nửa lết, hệ số ma sát (fms) chủ yếu là chọn theo các sáng hướng dẫn của Châu Âu và Trung Quốc, mà chưa có đề tài nào nghiên cứu khảo nghiệm để đưa ra hệ số ma sát của gỗ và đường vận xuất. Chính vì vậy trên cơ sở xác định lực kéo của cáp tời theo phương pháp kéo lết, tiến hành xác định hệ số cản giữa gỗ và mặt đất.

Xét sơ đồ kéo gỗ bằng tời trên mặt đường nằm ngang, lực tác dụng lên cây gỗ xác định như sau: (Hình 2.7)

Hình 2.7. Sơ đồ kéo gỗ theo phương pháp kéo lết Trong đó: + F: Lực kéo của cáp tời đo tại đầu bó gỗ;

+ β: Góc hợp bởi giữa đường dây cáp và mặt đất;

+ Q: Trọng lượng của cây gỗ;

Từ điều kiện cân bằng lực ta có: Fms = Fcosβ hay f(Q-Fsinβ) = Fsosβ (f: hệ số ma sát giữa gỗ và mặt đất)

 (2.2)

Cự ly gom gỗ lớn, chiều cao mặt đặt tời nhỏ nên góc β nhỏ, do vậy có thể coi cosβ  1, sinβ  0.

Nên

Vì vậy để đo được hệ số cản f ta đo sức căng dây cáp tời (F) và trọng lượng bó gỗ (Q).

20