Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ Ptnt Trêng §¹i häc L©m nghiÖp Lu V¨n Hng Nghiªn cøu dao ®éng cña r¬moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe LuËn v¨n th¹c sü khoa häc kü thuËt Hµ Néi - 2008 c Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ Ptnt Trêng §¹i häc L©m nghiÖp Lu V¨n Hng Nghiªn cøu dao ®éng cña r¬moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe Chuyªn ngµnh: Kü thuËt m¸y vµ thiÕt bÞ c¬ giíi hãa n«ng l©m nghiÖp M· sè: 60 52 14 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc kü thuËt Ngêi híng dÉn khoa häc PGS. NguyÔn NhËt Chiªu Hµ néi - 2008 c 1 §Æt vÊn ®Ò Mét trong nh÷ng nhiÖm vô vÒ kinh tÕ mµ ChiÕn lîc ph¸t triÓn l©m nghiÖp ViÖt Nam giai ®o¹n 2006 2020 ®Æt ra lµ: S¶n lîng gç trong níc 20 - 24 triÖu m3/n¨m (trong ®ã cã 10 triÖu m3 gç lín), ®¸p øng vÒ c¬ b¶n nhu cÇu nguyªn liÖu cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn l©m s¶n, bét giÊy vµ xuÊt khÈu. §¸p øng nhu cÇu cñi chñ yÕu dïng cho khu vùc n«ng th«n vµ duy tr× ë møc 25 - 26 triÖu m3/n¨m. §ång thêi xuÊt khÈu l©m s¶n ®¹t trªn 7,8 tû USD (bao gåm 7 tû USD s¶n phÈm gç vµ 0,8 tû USD s¶n phÈm l©m s¶n ngoµi gç) [1].
§Ó thùc hiÖn nhiÖm vô trªn viÖc c¬ giíi ho¸ l©m nghiÖp lµ hÕt søc cÇn thiÕt vµ cÊp b¸ch. Tuy nhiªn, c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ c¬ giíi ho¸ khai th¸c rõng tù nhiªn ®îc ¸p dông tríc ®©y kh«ng cßn phï hîp víi viÖc khai th¸c gç rõng trång. Mét sè thiÕt bÞ nhËp ngo¹i cã ®îc ¸p dông ®Ó khai th¸c gç rõng trång, song nh×n chung cßn rÊt h¹n chÕ v× cha phï hîp víi ®iÒu kiÖn tù nhiªn, kinh tÕ x· héi níc ta. ë c¸c níc ®ang ph¸t triÓn trªn thÕ giíi vµ trong khu vùc, cã ®iÒu kiÖn gÇn gièng níc ta ®· chän vµ ¸p dông c«ng nghÖ thÝch hîp lµ c«ng nghÖ trung b×nh víi viÖc ¸p dông m¸y kÐo b¸nh h¬i n«ng nghiÖp ®Ó khai th¸c rõng trång, nhê ®ã mµ n©ng cao ®îc tû lÖ c¬ giíi ho¸ khai th¸c rõng.
Trong khi ®ã, níc ta hiÖn nay còng ®· nhËp vµ b¾t ®Çu s¶n xuÊt mét sè lo¹i m¸y kÐo, trong ®ã ®¸ng chó ý lµ c¸c lo¹i m¸y kÐo cì võa vµ nhá, chóng ®ang ®îc sö dông t¬ng ®èi phæ biÕn trong n«ng nghiÖp vµ ë mét sè trang tr¹i. Mét trong nh÷ng lo¹i m¸y kÐo ®ã lµ m¸y kÐo b¸nh h¬i Shibaura do NhËt B¶n s¶n xuÊt. Qua kh¶o s¸t thùc tÕ cho thÊy: M¸y kÐo Shibaura cã ®éng c¬ víi c«ng suÊt ®ñ lín, ngoµi viÖc phôc vô n«ng nghiÖp, khi ®îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ chuyªn dïng cã thÓ sö dông trong rÊt nhiÒu kh©u c«ng viÖc kh¸c nh vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç rõng trång.[24] Thêi gian qua, ®Ò tµi KC- 07- 26 ®· nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o vµ thö nghiÖm trong s¶n xuÊt liªn hîp m¸y (LHM) gåm m¸y kÐo Shibaura víi r¬ moãc mét trôc chuyªn dïng l¾p sau m¸y kÐo ®Ó vËn chuyÓn gç rõng trång. c 2 §©y lµ mÉu m¸y míi lÇn ®Çu ®îc chÕ t¹o vµ thö nghiÖm trong khai th¸c gç rõng trång níc ta.
Liªn hîp m¸y kÐo Shibaura víi r¬ moãc mét trôc khi vËn chuyÓn gç, lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ®êng vËn xuÊt, vËn chuyÓn n¶y sinh hµng lo¹t vÊn ®Ò nh kh¶ n¨ng kÐo, b¸m, æn ®Þnh, ®Æc biÖt lµ nh÷ng vÊn ®Ò vÒ dao ®éng, t¶i träng ®éng lùc häc cÇn ®îc nghiªn cøu. Bªn c¹nh ®ã r¬ moãc mét trôc do ®Ò tµi KC- 07-26 t¹o ra lµ lo¹i r¬ moãc cã phÇn khung vµ thïng moãc g¾n cøng víi trôc b¸nh xe nªn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc trªn ®iÒu kiÖn ®êng l©m nghiÖp sinh ra t¶i träng ®éng lùc häc lªn c¸c côm chi tiÕt, ¶nh hëng xÊu ®Õn tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng cña LHM. §iÒu nµy cã thÓ kh¾c phôc ®îc b»ng c¸ch nèi khung vµ thïng moãc víi trôc b¸nh xe qua bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn. §èi víi r¬ moãc mét trôc nµy, nh÷ng vÊn ®Ò nªu trªn cha ®îc nghiªn cøu.
§Ó cã c¬ së hoµn thiÖn thªm vÒ mÆt kÕt cÊu theo híng nµy ph¶i nghiªn cøu thªm vÒ dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc nµy khi l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe. Víi nh÷ng lý do trªn chóng t«i tiÕn hµnh ®Ò tµi: “Nghiªn cøu dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe”. * ý nghÜa khoa häc cña ®Ò tµi: X©y dùng m« h×nh dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe tõ ®ã ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña bé phËn nèi ®µn håi cã gi¶m chÊn ®Õn tÝnh chuyÓn ®éng ªm dÞu cña liªn hîp m¸y. * ý nghÜa thùc tiÔn cña ®Ò tµi: KÕt qu¶ nghiªn cøu lµ c¬ së cho viÖc hoµn thiÖn thªm vÒ mÆt kÕt cÊu mÉu r¬ moãc mét trôc theo híng l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe, ®ång thêi phôc vô cho viÖc chän chÕ ®é sö dông hîp lý khi chë gç b»ng r¬ moãc mét trôc trªn ®iÒu kiÖn ®êng l©m nghiÖp.
c 3 Ch¬ng 1 Tæng quan vÊn ®Ò nghiªn cøu 1. C«ng nghÖ khai th¸c gç ë níc ta ë níc ta, rõng tù nhiªn ngµy cµng bÞ c¹n kiÖt g©y ra nh÷ng hËu qu¶ xÊu tíi m«i trêng sinh th¸i, s¶n xuÊt vµ ®êi sèng con ngêi. Tríc thùc tr¹ng ®ã, ®Ó b¶o vÖ diÖn tÝch rõng tù nhiªn cßn l¹i, ChÝnh phñ ®· quyÕt ®Þnh tõng bíc ®ãng cöa rõng tù nhiªn vµ chñ tr¬ng t¨ng cêng sö dông gç rõng trång thay thÕ dÇn gç rõng tù nhiªn. M¸y mãc thiÕt bÞ khai th¸c gç lín rõng tù nhiªn khi chuyÓn sang khai th¸c rõng trång kh«ng cßn phï hîp, sö dông kÐm hiÖu qu¶ v× gç rõng trång cã kÝch thíc nhá, cã nhiÒu n¬i rõng trång tËp trung nhng nhiÒu n¬i l¹i ph©n t¸n tr÷ lîng thÊp.
§©y lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chñ yÕu dÉn ®Õn c¸c ho¹t ®éng khai th¸c gç hiÖn nay ë c¸c tØnh phÝa B¾c chñ yÕu vÉn b»ng lao ®éng thñ c«ng nÆng nhäc, n¨ng suÊt thÊp mÆc dï so víi rõng tù nhiªn, rõng trång cã nhiÒu ®iÓm thuËn lîi h¬n ®Ó ¸p dông c¬ giíi ho¸. Rõng trång ë miÒn B¾c níc ta cã ®Æc ®iÓm: thuÇn loµi, diÖn tÝch ph©n t¸n, c¸ch ®êng vËn chuyÓn kh«ng xa, Ýt d©y leo bôi rËm, ®é dèc kh«ng lín. ChÝnh v× nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn, viÖc lùa chän c«ng nghÖ, thiÕt bÞ khai th¸c gç phï hîp cho viÖc c¬ giíi ho¸ c¸c kh©u s¶n xuÊt kinh doanh rõng ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ, x· héi lµ ®iÒu v« cïng quan träng. Cã 3 lo¹i h×nh c«ng nghÖ khai th¸c gç chñ yÕu [22] lµ: - C«ng nghÖ khai th¸c gç dµi: c©y gç sau khi chÆt h¹, c¾t cµnh, ngän ®îc vËn xuÊt ra b·i I hoÆc b·i II.
Sau ®ã c©y gç ®îc c¾t khóc, ph©n lo¹i s¶n phÈm vµ bèc lªn ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn. - C«ng nghÖ khai th¸c gç ng¾n: t¹i n¬i chÆt h¹ c©y gç ®îc c¾t cµnh, c¾t ngän, c¾t khóc theo quy c¸ch s¶n phÈm, sau ®ã c¸c khóc gç ®îc vËn xuÊt ra b·i gç vµ ®a lªn c¸c ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn. - C«ng nghÖ khai th¸c gç nguyªn c©y: sau khi chÆt h¹, c©y gç ®îc gi÷ nguyªn c¶ cµnh vµ t¸n l¸ råi kÐo ra ngoµi b·i gç. T¹i ®ã c©y gç ®îc c¾t cµnh, c 4 ngän vµ c¾t khóc theo quy c¸ch s¶n phÈm vµ ®îc vËn chuyÓn ®Õn n¬i tiªu thô.
Cµnh vµ ngän sÏ ®îc chÕ biÕn tËn dông. HiÖn nay ë níc ta do kh¶ n¨ng vµ tr×nh ®é ¸p dông c¬ giíi ho¸ c¸c kh©u s¶n xuÊt cßn thÊp nªn nhiÒu n¬i vÉn chØ ¸p dông lo¹i h×nh khai th¸c gç ng¾n lµ chñ yÕu: ChÆt h¹ b»ng c«ng cô thñ c«ng hoÆc ca x¨ng, kh©u vËn xuÊt, bèc dì chñ yÕu b»ng thñ c«ng, kh©u vËn chuyÓn b»ng « t« hoÆc ®êng thuû. Kh©u vËn xuÊt gç lµ mét kh©u khã kh¨n, nÆng nhäc, phøc t¹p nhÊt trong d©y chuyÒn khai th¸c gç, nã ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn n¨ng suÊt lao ®éng vµ gi¸ thµnh s¶n phÈm.2 T×nh h×nh nghiªn cøu vµ ¸p dông m¸y kÐo b¸nh h¬i vµo viÖc vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç ë mét sè níc nh Trung Quèc, Thuþ §iÓn, Malaysia, Tanzania, Zambabue ®· vµ ®ang sö dông m¸y kÐo n«ng nghiÖp cì nhá, kÐo r¬mooc ®Ó vËn xuÊt vËn chuyÓn gç rõng trång. Do m¸y kÐo kh«ng cã thiÕt bÞ têi c¸p nªn c¸c giai ®o¹n vËn xuÊt gç tõ n¬i chÆt h¹ ®Õn n¬i tËp trung gç ph¶i dïng lao ®éng thñ c«ng hay c¸c h×nh thøc vËn xuÊt gç kh¸c [31].
§èi víi níc ta, tõ nh÷ng n¨m 60 ®· nhËp vµ ®a vµo sö dông mét sè m¸y kÐo cña níc ngoµi phôc vô cho kh©u vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç rõng tù nhiªn nh: TDT 40, TDT 55, TT 4. Tõ n¨m 1970, níc ta ®· nhËp vµ ®a vµo sö dông m¸y kÐo LKT 80, LKT 120. C¸c lo¹i m¸y nµy ®· phï hîp víi ®Æc ®iÓm khai th¸c rõng tù nhiªn víi quy m« s¶n xuÊt lóc bÊy giê. C¸c lo¹i m¸y kÐo xÝch cã u ®iÓm næi bËt lµ cã kh¶ n¨ng vît tèt, vËn xuÊt ®îc gç cã khèi lîng lín.
Tuy nhiªn, nhîc ®iÓm cña chóng lµ møc ®é ph¸ ho¹i ®Êt, c©y con vµ tÇng thùc b× lín. Ngîc l¹i, m¸y kÐo b¸nh h¬i cã tèc ®é cao, møc ®é ph¸ ho¹i c©y con, mÆt ®êng Ýt h¬n so víi m¸y kÐo xÝch. V× vËy, trong khai th¸c rõng m¸y kÐo b¸nh h¬i ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i h¬n so víi m¸y kÐo b¸nh xÝch. c 5 Theo chøc n¨ng c¸c m¸y kÐo ®îc dïng trong khai th¸c rõng cã thÓ ®îc ph©n thµnh 2 lo¹i: m¸y kÐo chuyªn dïng vµ m¸y kÐo n«ng nghiÖp ®îc c¶i tiÕn ®Ó vËn xuÊt gç.
C¸c m¸y kÐo l©m nghiÖp chuyªn dïng thêng cã c«ng suÊt lín, tÝnh æn ®Þnh vµ kh¶ n¨ng kÐo b¸m cao. HiÖn nay, nhiÒu níc trªn thÕ giíi cã ngµnh c«ng nghiÖp ph¸t triÓn, s¶n xuÊt l©m nghiÖp víi quy m« lín ®· chÕ t¹o vµ sö dông c¸c lo¹i m¸y kÐo l©m nghiÖp chuyªn dïng víi c«ng suÊt lín. ë TiÖp Kh¾c ®· nghiªn cøu lo¹i m¸y kÐo mang nh·n hiÖu LKT 80 ®îc trang bÞ têi thuû lùc (2,5 tÊn) ®Ó vËn xuÊt gç theo ph¬ng ph¸p nöa lÕt. ë PhÇn Lan, ngêi ta ®· chÕ t¹o ra m¸y kÐo mang nh·n hiÖu Skidder dïng ®Ó vËn xuÊt gç b»ng ph¬ng ph¸p kÐo nöa lÕt hay c¸c lo¹i m¸y kÐo cña h·ng Timberjack Norcar, Somet, Valmet.
ë Thuþ §iÓn ®· chÕ t¹o vµ ¸p dông réng r·i m¸y kÐo Volvo kÐo r¬mooc mét trôc cã trang bÞ tay thuû lùc.