Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Hình thức và thiết bị vận xuất gỗ Vận xuất gỗ là quá trình di chuyển cây gỗ từ nơi chặt hạ về kho gỗ I hoặc bãi gỗ tập trung, từ đó cây gỗ được vận chuyển đến nơi tiêu thụ. Vận xuất gỗ là công việc rất nặng nhọc, nguy hiểm và ảnh hưởng lớn đến môi trường rừng. Trong tất cả các khâu của quá trình khai thác gỗ, khâu vận xuất giữ vai trò hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng lớn đến năng suất, giá thành và chi phí trong khai thác. Để giảm giá thành, tăng năng suất lao động thì việc chọn một hình thức vận xuất hợp lý là hết sức quan trọng.
Trong công nghệ vận xuất gỗ thường được sử dụng các loại hình như: Vận xuất bằng súc vật, vận xuất bằng máng lao, vận xuất bằng máy kéo, vận xuất bằng đường cáp, … Trong các hình thức vận xuất nêu trên thì hình thức vận xuất bằng máy kéo là phổ biến hơn cả. Chính vì đặc điểm và tầm quan trọng như vậy nên đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về công nghệ cũng như trong máy móc thiết bị trong khâu sản xuất này [9]. Theo phương pháp vận xuất gỗ, người ta chia ra: - Phương pháp kéo lết, kéo nửa lết (Skidding): Ở phương pháp kéo lết, toàn bộ cây gỗ được kéo lết trên mặt đất; kéo nửa kéo lết chỉ một đầu cây gỗ được kéo lết trên mặt đất còn đầu kia được nhấc khỏi mặt đất nhờ hệ thống treo của phương tiện.1: Vận xuất gỗ theo phương pháp kéo lết và kéo nửa lết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 - Phương pháp chở gỗ (Forwading): là phương pháp mà toàn bộ tải được đặt trên các xe chở gỗ có bánh và được đưa về nơi tập trung bằng sức người, sức súc vật hoặc bằng máy kéo.2: Vận xuất gỗ theo phương chở gỗ b. Căn cứ vào hiện trạng cây gỗ sẽ có các hình thức: - Vận xuất gỗ khúc (Short wood): gỗ vận xuất được cặt thành khúc theo tiêu chuẩn gỗ thương phẩm rồi được chuyển ra bãi gỗ; - Vận xuất gỗ dài (Tree length): cây gỗ sau khi hạ được cắt ngọn rồi cả thân cây được đưa về bãi gỗ, việc cắt khúc sẽ được thực hiện trên bãi gỗ.3: Vận xuất gỗ khúc và vận xuất gỗ dài - Vẫn xuất gỗ nguyên cây (Full tree): Sau khi chặt hạ, cây gỗ còn nguyên cả cành và tán được chuyển ra bãi gỗ, tại đây chúng được cắt cành và cắt khúc.4: Vận xuất gỗ nguyên cây LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Ở các nước có nền công nghiệp phát triển, người ta đã chế tạo và sản xuất hàng loại các loại máy kéo chuyên dùng sử dụng cho vận xuất gỗ rừng tự nhiên.
Đó thường là các máy có công suất lớn, tính ổn định và khả năng bám cao, cơ động, làm việc tin cậy và cho năng suất cao. Trong những năm gần đây nhiều loại máy kéo lâm nghiệp đã được chế tạo và đưa vào sản xuất. Các máy kéo lâm nghiệp dùng trong vận xuất gỗ rất đa dạng, song có thể phân chia thành hai nhóm chính: máy kéo xích và máy kéo bánh bơm (bánh hơi).5: Máy kéo bánh hơi Hình 1.6: Máy kéo bánh xích Máy kéo xích có ưu điểm là công suất lớn, khả năng bám và ổn định cao nên hiện tại chúng vẫn được sử dụng trong khai thác gỗ lớn rừng tự nhiên, ở những nơi địa hình dốc, phức tạp. Do đó máy kéo xích có trang bị cần ngoạm để vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết sẽ đạt năng suất cao và giải quyết được yêu cầu từ thực tiễn.7: Máy kéo bánh xích vận xuất gỗ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy kéo vận xuất gỗ trên thế giới Vào những năm 1950 ở Nga đã đưa vào sử dụng loại máy kéo bánh hơi LT – 171 A được trang bị cơ cấu kẹp gỗ có vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết, đây là loại máy kéo khung gập 4 bánh chủ động.8: Máy kéo bánh hơi trang bị cơ cấu kẹp bó gỗ LT – 171A (Nga) Ở Phần Lan, việc sử dụng máy kéo để vận xuất gỗ được bắt đầu từ những năm 1950 và cho thấy: Năng suất và hiệu quả kinh tế cao. Vì vậy sử dụng loại máy kéo này để vận xuất, vận chuyển gỗ tại các nước này được tăng nhanh (người ta đã chế tạo ra máy kéo dùng để vận xuất gỗ mang nhãn hiệu Timberjack Norcar, Hình 1.9: Máy kéo Tigercat 1065 Somet, Valmet, Tigercat). Ở Thụy Điển đã chế tạo và áp dụng rộng rãi máy kéo Volvo kéo rơmooc một trục có trang bị tay thuỷ lực. Liên hợp máy này có kết cấu hợp lý, làm việc linh hoạt nhờ bốn bánh xe của rơmooc được bố trí trên 2 trục của đòn cân bằng có thể quay tương đối với khung xe.
Loại máy này được sử dụng trong công việc vận xuất, vận chuyển gỗ trên cự ly ngắn. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.10: Máy kéo VOLVO Ở Canada, người ta đã sử dụng máy kéo Timberjack 201 để vận xuất gỗ trên địa hình có độ dốc tương đối lớn. Ở Đức đã sản xuất và sử dụng máy kéo MG 25 công suất 25 - 34 mã lực, vận xuất gỗ ở nơi Hình 1.11: Máy kéo Timberjack có độ dốc tới 40%. Ở nhiều nước trên thế giới như Nga, Phần Lan, Nauy, Italia, Canada, Australia, Newzealand cũng áp dụng rộng rãi máy kéo vận xuất gỗ với số lượng ngày càng tăng.12: Máy kéo bánh xích trang bị cơ cấu kẹp bó gỗ LT – 154 (Nga) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.13: Máy kéo trang bị tay bốc thuỷ lực LT 190 (Nga) Hình 1.14: Máy kéo trang bị tay bốc thuỷ lực LOKOMO 919 (Phần Lan) 1.
Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy kéo vận xuất gỗ ở nước ta Đối với nước ta, từ những năm 1960 đã nhập và đưa vào sử dụng một số loại máy kéo của nước ngoài phục vụ vào khâu vận xuất gỗ TDT 40, TDT 55, DT 75, C 100. Sau năm 1970 nhập và đưa vào sử dụng máy kéo TT 4, LKT 80, LKT 120. Các loại máy này đã phù hợp với đặc điểm khai thác rừng tự nhiên. Năm 1970 máy kéo bánh hơi Volvo của Thụy Điển được nhập vào nước ta để phục vụ cho các khâu bốc dỡ và vận chuyển gỗ rừng trồng ở các khu nguyên liệu giấy, do không có thiết bị tời cáp để gom gỗ nên máy chỉ sử dụng trong công tác bốc dỡ, vận chuyển là chính.
Để khai thác gỗ rừng tự nhiên và khai thác gỗ rừng trồng ở một số vùng nguyên liệu giấy sợi, gỗ trụ mỏ, chúng ta đã nhập khẩu và đưa vào sử dụng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 một số loại máy kéo, trong đó có cả những máy kéo nông nghiệp. Để phù hợp với điều kiện khai thác lâm nghiệp, các máy kéo này đã và đang được nghiên cứu, thiết kế cải tiến. Tuy nhiên, những kết quả, công trình nghiên cứu được áp dụng vào thực tiễn sản xuất lâm nghiệp chưa nhiều. Năm 1963 tập thể cán bộ Phòng cơ giới lâm trường Bắc Yên và Viện Công nghiệp rừng, đã nghiên cứu chế tạo tời 2 trống lắp trên máy kéo Krabat để vận xuất gỗ.
Năm 1972 tiến sĩ 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 để vận xuất gỗ. Năm 1985 tiến sĩ Nguyễn Kính Thảo và các đồng nghiệp ở Viện khoa học Lâm nghiệp đã nghiên cứu, chế tạo tời 1 trống dẫn động từ trục thu công suất và rơ moóc 1 trục lắp sau máy kéo Zeto để bốc gỗ và vận xuất gỗ theo kiểu xe REO. Nguyễn Nhật Chiêu cùng một số cán bộ giảng dạy Trường Đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu thành công đề mục thuộc đề tài cấp Nhà nước KN-03-04, đã thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm sản xuất thiết bị vận xuất, bốc dỡ vận chuyển để khai thác vùng nguyên liệu giấy, vùng gỗ nhỏ rừng trồng kiểu rơ moóc một trục lắp sau máy kéo MTZ - 50 có thiết bị tời cáp và cơ cấu nâng gỗ thuỷ lực để vừa gom gỗ từ xa, vừa tự bốc cho rơ moóc [15]. Năm 1997 nhóm cán bộ giảng dạy Bộ môn máy Lâm nghiệp, trường Đại học Lâm nghiệp đã thiết kế, chế tạo thiết bị chuyên dùng: tời cơ khí 1 trống và cần treo gỗ hình chữ A lắp cho máy kéo DFH - 180 để vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng.
Tác giả Nguyễn Văn An [12] đã nghiên cứu về ảnh hưởng của độ mấp mô mặt đất và tốc độ chuyển động đến phản lực pháp tuyến lên cầu trước của máy kéo DFH - 180 khi vận xuất gỗ rừng trồng. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Tác giả Phạm Minh Đức [18] đã nghiên cứu về khả năng kéo, bám của máy kéo DFH - 180 khi sử dụng rơmoóc một trục để vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng. Tác giả Nguyễn Tiến Đạt [17] đã xây dựng mô hình và tính toán dao động của máy kéo công suất nhỏ khi vận xuất gỗ theo công nghệ vận xuất gỗ dài. Như vậy các nghiên cứu trên chủ yếu đi vào 2 hướng: - Nghiên cứu cải tiến, chế tạo lắp đặt thêm một số thiết bị nhằm nâng cao khả năng làm việc của máy kéo.
- Nghiên cứu về ổn định của liên hợp máy trong điều kiện làm việc mới nhằm xác lập chế độ sử dụng hợp lý cho liên hợp máy. Đề tài nghiên cứu cấp bộ: “Nghiên cứu công nghệ, cải tiến, thiết kế chế tạo một số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ và hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” (2006 - 2009), đã thiết kế chế tạo và khảo nghiệm sản xuất thiết bị vận xuất gỗ rừng tự nhiên (Hình 1.15) với nguồn động lực là máy kéo cơ sở DT - 75 được trang bị thiết bị chuyên dụng vận xuất gỗ gồm có tời và càng ngoạm gỗ.15: Vận xuất gỗ bằng máy kéo trang bị tời và càng ngoạm kẹp gỗ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 Quá trình vận xuất gỗ gồm 2 bước: - Đỗ máy kéo trên đường vận xuất, dùng tời kéo gỗ từ nơi chặt hạ về vị trí đỗ máy. - Dùng càng ngoạm kẹp chặt và nâng một đầu khúc gỗ lên khỏi mặt đất, rồi điều khiển máy kéo di chuyển về bãi gỗ theo phương pháp kéo nửa lết. Qua khảo nghiệm thực tế cho thấy mô hình thiết bị này đáp ứng được yêu cầu đặt ra.