I. Tổng Quan Nghiên Cứu Dao Động Ghế Máy Kéo John Deere 5310
Nghiên cứu dao động ghế máy kéo là vấn đề cấp thiết, đặc biệt khi sử dụng máy kéo John Deere 5310 trong điều kiện lâm nghiệp. Việc đóng cửa rừng tự nhiên và đẩy mạnh trồng rừng khiến máy kéo nông nghiệp được tận dụng trong lâm nghiệp. Tuy nhiên, điều kiện làm việc khác biệt giữa nông nghiệp và lâm nghiệp đòi hỏi nghiên cứu cải tiến máy kéo. Các công trình trước đây tập trung vào kéo, bám, ổn định, nhưng ít chú trọng đến dao động ghế ngồi, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lái máy kéo. Nghiên cứu này tập trung vào dao động ghế ngồi trên máy kéo John Deere 5310 trong điều kiện lâm nghiệp để nâng cao hiệu quả và an toàn.
1.1. Vận Xuất Vận Chuyển Gỗ Bằng Máy Kéo Tổng Quan
Vận xuất, vận chuyển gỗ bằng máy kéo là phương pháp phổ biến trong lâm nghiệp, đặc biệt ở quy mô vừa và nhỏ. Có hai loại máy kéo: bánh xích và bánh hơi. Máy kéo bánh hơi lại chia thành chuyên dùng và nông nghiệp (lắp thêm thiết bị). Máy kéo chuyên dùng năng suất cao, nhưng chi phí lớn và phù hợp quy mô lớn. Máy kéo nông nghiệp kinh tế hơn, tận dụng được thời gian nông nhàn. Theo [21], [26], [32], máy kéo bánh bơm có ưu điểm hơn máy kéo bánh xích: khối lượng nhỏ, tốc độ cao, ít phá hoại cây con, đất rừng.
1.2. Sử Dụng Máy Kéo Trong Lâm Nghiệp Trên Thế Giới
Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng máy kéo nông nghiệp trong lâm nghiệp từ những năm 1950. Tiệp Khắc dùng máy kéo LKT-80, Phần Lan nhận thấy năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Liên Xô (cũ) sử dụng các loại máy kéo TT-1, T-210, K210, K703, T-127 để vận xuất, vận chuyển gỗ. Các nước như Thụy Điển, Na Uy, Italia, Australia, Newzealand cũng áp dụng rộng rãi. Tổ chức FAO khuyến cáo sử dụng máy kéo nông nghiệp trong lâm nghiệp ở các nước đang phát triển. Năm 1986, FAO triển khai nghiên cứu và sử dụng máy kéo Valmet ở Tanzania và Volvo ở Ethiopia, khẳng định hiệu quả của máy kéo nông nghiệp.
1.3. Nghiên Cứu và Sử Dụng Máy Kéo Trong Lâm Nghiệp ở Việt Nam
Từ những năm 1960, Việt Nam đã nhập và sử dụng một số loại máy kéo của Liên Xô, Tiệp Khắc, Mỹ... phục vụ sản xuất lâm nghiệp. Sau năm 1970, nhập thêm máy kéo TT 4, LKT 80, LKT 120. Hiện nay, Việt Nam nhập khẩu nhiều loại máy kéo, bao gồm cả máy kéo nông nghiệp, để cơ giới hóa lâm nghiệp. Các máy kéo này đang được nghiên cứu, cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xuất lâm nghiệp. TS.Nguyễn Kính Thảo và tập thể cán bộ giảng dạy Trường đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu, chế tạo thành công máy kéo khung gập L35 với thiết bị tời cáp dùng trong vận xuất gỗ.
II. Vấn Đề Dao Động Ghế Ngồi Ảnh Hưởng Sức Khỏe Lái Máy Kéo
Việc sử dụng máy kéo trong lâm nghiệp thường xuyên đối mặt với địa hình phức tạp, gây ra dao động lớn. Dao động này tác động trực tiếp lên ghế ngồi, ảnh hưởng đến sức khỏe người lái máy kéo. Các chỉ tiêu như độ êm dịu, tính ổn định, độ bền lâu đều bị ảnh hưởng. Người lái phải chịu đựng biên độ và tần số rung lớn hơn mức cho phép. Do đó, nghiên cứu giảm rung chấn ghế máy kéo là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe người lái và nâng cao hiệu quả công việc. Cần có giải pháp giảm dao động hiệu quả để đảm bảo an toàn và thoải mái ghế máy kéo.
2.1. Ảnh Hưởng Của Điều Kiện Mặt Đường Đến Dao Động Máy Kéo
Máy kéo trong lâm nghiệp thường làm việc trên địa hình không bằng phẳng, gây ra dao động lớn. Điều này ảnh hưởng đến độ êm dịu, độ ổn định, độ bền lâu và sức khỏe người lái. Nghiên cứu dao động máy kéo là cần thiết để đảm bảo an toàn lao động và thiết kế, cải tiến máy kéo. Theo [44], khi nghiên cứu tải trọng kích động lên người lái máy kéo lâm nghiệp, tác giả đã sử dụng mô hình toán học để nghiên cứu động lực học hệ: Máy lâm nghiệp - đối tượng lao động để xác định kích động lên người điều khiển.
2.2. Các Nghiên Cứu Về Dao Động Của Máy Kéo Và Ghế Ngồi
Nghiên cứu dao động của các cơ hệ được công bố trong các công trình của Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Văn Khang [24], công trình này đã đưa ra cơ sở lý thuyết cơ bản về phương trình vi phân chuyển động và các phương pháp tính toán dao động của các cơ hệ. Công trình nghiên cứu của Giáo sư - Tiến sĩ Nguyễn Hữu Cẩn và các cộng sự [10] cho thấy tính êm dịu trong chuyển động của ôtô, máy kéo được đánh giá qua các chỉ tiêu: Tần số dao động thích hợp, gia tốc dao động thích hợp, thời gian tác động của dao động. Đối với máy kéo bánh bơm làm việc trên các mặt đường gồ ghề, thân máy dao động với tần số là 160 - 240 dao động/ phút, vượt quá mức độ chịu đựng của con người, đối với máy kéo phải chú ý giải quyết vấn đề treo cho ghế ngồi để đảm bảo điều kiện cho người lái.
2.3. Tình Hình Nghiên Cứu Về Chống Rung Cho Người Điều Khiển Máy
Việc tăng năng suất làm việc của máy kéo cơ bản đã đạt được sự hoàn thiện cao về kết cấu và các thiết bị công nghệ. Song một vấn đề cần được quan tâm trong khi thiết kế, cải tiến máy kéo nói chung và máy kéo vận xuất gỗ nói riêng là nghiên cứu điều kiện làm việc của người điều khiển nhằm đảm bảo cho máy phát huy hết khả năng làm việc và công suất thiết kế. Cùng với sự nâng cao tốc độ làm việc của các liên hợp máy sẽ dẫn đến tăng đáng kể lực kích động lên người điều khiển và cao hơn mức chịu đựng của con người. Công trình nghiên cứu [44] cho thấy: Người điều khiển máy không thể sử dụng được tối đa tốc độ của máy trong miền giới hạn của nó, nghĩa là không phát huy được hết công suất theo thiết kế, một trong những nguyên nhân chính là do mức độ kích động tác động đáng kể lên ghế ngồi của người lái.
III. Phương Pháp Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi Máy Kéo 5310
Để nghiên cứu dao động ghế ngồi trên máy kéo John Deere 5310, cần áp dụng phương pháp phù hợp. Đầu tiên, xây dựng mô hình dao động của máy kéo để xác định dao động tại vị trí ghế ngồi. Tiếp theo, xác định các thông số của hệ số giảm xóc cho ghế ngồi để đảm bảo an toàn cho người lái theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5126 - 90). Đối tượng nghiên cứu là máy kéo John Deere 5310 có rơ moóc một trục chở gỗ trên các dạng đường vận xuất khác nhau. Cần khảo sát và phân loại các dạng mặt đường để có dữ liệu đầu vào chính xác.
3.1. Mục Tiêu Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi
Mục tiêu chính của nghiên cứu là giảm thiểu tác động xấu do dao động của máy kéo tới người lái, đảm bảo tính êm dịu. Cần xây dựng mô hình dao động của máy kéo để xác định dao động tại vị trí ghế ngồi. Đồng thời, xác định các thông số của hệ số giảm xóc cho ghế ngồi trên máy kéo John Deere 5310 để đảm bảo các chỉ tiêu an toàn cho người điều khiển máy kéo theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5126 - 90).
3.2. Đối Tượng Nghiên Cứu Máy Kéo John Deere 5310
Đối tượng nghiên cứu là liên hợp máy kéo nông nghiệp John Deere 5310 có rơ moóc một trục chở gỗ. Dạng đường vận xuất được khảo sát ở một số địa bàn, TS. Nguyễn Tiến Đạt [14] đã đưa ra dạng mặt đường vận xuất gỗ có dạng 2 dạng chính: dạng mặt đường xác định có thể biểu diễn bằng các hàm tuần hoàn và dạng mặt đường biến đổi ngẫu nhiên do tác động của nhiều yếu tố. Khi nghiên cứu dao động của...
IV. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Giảm Dao Động Ghế Máy Kéo
Kết quả nghiên cứu về dao động ghế ngồi trên máy kéo John Deere 5310 có thể ứng dụng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp. Việc giảm rung chấn ghế máy kéo giúp cải thiện sức khỏe người lái, tăng năng suất lao động và giảm thiểu nguy cơ bệnh nghề nghiệp do rung động. Các thông số giảm xóc được xác định có thể sử dụng để thiết kế hoặc cải tiến ghế máy kéo, mang lại sự thoải mái ghế máy kéo và an toàn cho người sử dụng. Điều này góp phần nâng cao hiệu quả và bền vững của hoạt động lâm nghiệp.
4.1. Cải Thiện Sức Khỏe và Năng Suất Người Lái Máy Kéo
Việc giảm dao động hiệu quả trên ghế máy kéo giúp cải thiện đáng kể sức khỏe người lái. Người lái ít bị mệt mỏi, giảm nguy cơ mắc các bệnh nghề nghiệp do rung động, từ đó tăng khả năng tập trung và năng suất làm việc. Giảm rung chấn ghế máy kéo là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành máy kéo.
4.2. Thiết Kế và Cải Tiến Ghế Máy Kéo Giảm Rung Chấn
Các thông số giảm xóc được xác định trong nghiên cứu có thể sử dụng để thiết kế hoặc cải tiến ghế máy kéo. Việc áp dụng các vật liệu và cấu trúc giảm chấn phù hợp giúp giảm dao động truyền đến người lái, mang lại sự thoải mái ghế máy kéo và an toàn. Thiết kế ghế máy kéo cần chú trọng đến yếu tố ergonomics ghế máy kéo để đảm bảo tư thế ngồi đúng và giảm thiểu tác động xấu lên cột sống.
V. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Dao Động Ghế
Nghiên cứu dao động ghế ngồi trên máy kéo John Deere 5310 trong điều kiện lâm nghiệp là cần thiết để bảo vệ sức khỏe người lái và nâng cao hiệu quả công việc. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và cải tiến ghế máy kéo giảm rung chấn. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc thử nghiệm các vật liệu giảm chấn mới, phát triển các hệ thống treo ghế máy kéo thông minh và đánh giá ảnh hưởng của dao động đến các bộ phận khác của cơ thể người lái.
5.1. Tổng Kết Kết Quả Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi
Nghiên cứu đã xác định được các thông số dao động tại vị trí ghế ngồi trên máy kéo John Deere 5310 trong điều kiện lâm nghiệp. Các thông số này là cơ sở để lựa chọn và thiết kế hệ thống giảm xóc phù hợp, đảm bảo an toàn và thoải mái ghế máy kéo cho người lái.
5.2. Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Về Giảm Rung Chấn Ghế Máy Kéo
Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc thử nghiệm các vật liệu giảm chấn mới, phát triển các hệ thống treo ghế máy kéo thông minh và đánh giá ảnh hưởng của dao động đến các bộ phận khác của cơ thể người lái. Cần có các nghiên cứu sâu hơn về ergonomics ghế máy kéo để tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo sự thoải mái ghế máy kéo cho người sử dụng.
