Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi Người Lái Trên Máy Kéo Nông Nghiệp JOHN DEERE-5310 Khi Sử Dụng Trong Điều Kiện Lâm Nghiệp

• Tác giả: Lê Xuân Lưu
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Bỉ
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và Thiết bị cơ giới hoá Nông Lâm nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi Người Lái Trên Máy Kéo JOHN DEERE-5310 Trong Điều Kiện Lâm Nghiệp
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Khái quát về vận xuất, vận chuyển gỗ bằng máy kéo
• 1.2. Sử dụng máy kéo trong lâm nghiệp trên thế giới
• 1.3. Nghiên cứu và sử dụng máy kéo trong lâm nghiệp ở Việt Nam
• 1.4. Một số công trình nghiên cứu trong nước
• 1.5. Một số kết quả nghiên cứu về dao động của máy kéo và ghế ngồi cho người lái
• 1.6. Tình hình nghiên cứu về chống rung cho người điều khiển máy
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi JOHN DEERE 5310

Nghiên cứu về dao động ghế ngồi trên máy kéo JOHN DEERE-5310 trong điều kiện lâm nghiệp có ý nghĩa quan trọng. Việc sử dụng máy kéo nông nghiệp trong lâm nghiệp, đặc biệt là máy kéo JOHN DEERE, đang ngày càng phổ biến. Tuy nhiên, điều kiện lâm nghiệp với địa hình lâm nghiệp phức tạp tạo ra nhiều thách thức về rung động máy kéo. Các nghiên cứu trước đây tập trung vào lực kéo, bám và ổn định. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá và giảm thiểu tác động của rung động máy kéo lên sức khỏe người lái. Tiện nghi người lái và an toàn lao động là những yếu tố then chốt. Mục tiêu là cải thiện hiệu suất máy kéo và kéo dài tuổi thọ máy kéo trong môi trường lâm nghiệp.

1.1. Tầm quan trọng của Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi

Việc nghiên cứu dao động ghế ngồi là cần thiết do điều kiện lâm nghiệp khắc nghiệt. Địa hình lâm nghiệp gồ ghề tạo ra rung động máy kéo đáng kể. Người lái máy kéo phải chịu đựng ảnh hưởng rung động liên tục. Điều này có thể dẫn đến stress người lái và các bệnh nghề nghiệp. Nghiên cứu dao động giúp cải thiện tiện nghi người lái và an toàn lao động. Bên cạnh đó, việc giảm dao động ghế ngồi góp phần tăng năng suất lao động và kéo dài tuổi thọ máy kéo. Việc phân tích phân tích tần số giúp xác định các biện pháp giảm dao động ghế ngồi hiệu quả. "Để nâng cao khả năng phục vụ của loại máy kéo nông nghiệp JOHN DEERE- 5310 cho phù hợp với điều kiện sản xuất lâm nghiệp. Nhất là điều kiện làm việc của người điều khiển máy kéo khi di chuyển trên đường vận xuất và vận chuyển lâm sản. Tác giả thực hiện đề tài: "Nghiên cứu dao động của ghế ngồi người lái trên máy kéo nông nghiệp JOHN DEERE- 5310 khi sử dụng trong điều kiện lâm nghiệp”

1.2. Ứng dụng máy kéo nông nghiệp trong Lâm nghiệp Việt Nam

Việc sử dụng máy kéo nông nghiệp trong lâm nghiệp Việt Nam ngày càng phổ biến do tính kinh tế và linh hoạt. Máy kéo giúp nâng cao hiệu suất máy kéo trong các công việc như vận xuất, vận chuyển gỗ. Tuy nhiên, cần cải tiến và điều chỉnh máy kéo cho phù hợp với đặc thù môi trường lâm nghiệp. Các nghiên cứu tập trung vào cải tiến thiết bị, ổn định và dao động máy kéo. JOHN DEERE-5310 là một trong những lựa chọn phổ biến. Tuy nhiên, cần đánh giá kỹ lưỡng ảnh hưởng rung động đến sức khỏe người lái trong điều kiện lâm nghiệp cụ thể.

II. Thách Thức Từ Rung Động Máy Kéo JOHN DEERE Trong Lâm Nghiệp

Rung động máy kéo là một thách thức lớn trong điều kiện lâm nghiệp, đặc biệt đối với máy kéo JOHN DEERE-5310. Địa hình lâm nghiệp gồ ghề, đường vận chuyển không bằng phẳng tạo ra rung động mạnh. Người lái máy kéo phải chịu đựng dao động ghế ngồi liên tục với biên độ và tần số cao. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lái, gây ra stress người lái và tăng nguy cơ bệnh nghề nghiệp. Bên cạnh đó, rung động còn ảnh hưởng đến độ bền máy kéo, giảm hiệu suất máy kéo và tăng chi phí bảo trì máy kéo. Cần có các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ảnh hưởng rung động.

2.1. Ảnh hưởng của Địa Hình Lâm Nghiệp đến Dao Động

Địa hình là yếu tố quyết định mức độ rung động máy kéo. Địa hình lâm nghiệp thường xuyên thay đổi, có nhiều chướng ngại vật và độ dốc lớn. Điều này làm tăng rung động và gây khó khăn cho người lái máy kéo. Mặt đường gồ ghề tạo ra các kích thích ngẫu nhiên lên máy kéo. Các nghiên cứu về địa hình lâm nghiệp và dao động máy kéo giúp xác định các biện pháp giảm thiểu tác động. Phạm Minh Đức đã nghiên cứu về khả năng kéo, bám của máy kéo DFH - 180; ổn định hướng chuyển động của máy kéo Shibaura 3000A khi sử dụng rơmoóc một trục để vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng.

2.2. Tác động của Rung Động đến Sức Khỏe Người Lái

Rung động máy kéo có tác động tiêu cực đến sức khỏe người lái. Dao động ghế ngồi liên tục có thể gây ra đau lưng, mỏi cổ, các vấn đề về tiêu hóa và tuần hoàn máu. Stress người lái gia tăng do phải tập trung cao độ trong điều kiện rung lắc. Bệnh nghề nghiệp như thoái hóa cột sống, viêm khớp có thể phát triển sau thời gian dài làm việc. Tần số từ 6 - 11 Hz sẽ dẫn đến cộng hưởng ở một số bộ phận của cơ thể riêng biệt của con người, dải tần số từ 11 - 45Hz có thể dẫn đến sự phân tán các chức năng của hàng loạt bộ phận bên trong, làm giảm tầm nhìn, giảm tính linh hoạt trong các hoạt động điều khiển máy.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Dao Động Ghế Ngồi Trên JOHN DEERE 5310

Nghiên cứu dao động ghế ngồi trên máy kéo JOHN DEERE-5310 cần sử dụng các phương pháp nghiên cứu dao động phù hợp. Việc đo đạc và phân tích tần số là bước quan trọng. Sử dụng các thiết bị đo rung động chuyên dụng để ghi lại dữ liệu dao động ghế ngồi trong điều kiện lâm nghiệp thực tế. Phân tích dữ liệu bằng phần mềm chuyên dụng để xác định tần số, biên độ và gia tốc dao động. Xây dựng mô hình toán học để mô phỏng dao động máy kéo và dao động ghế ngồi. So sánh kết quả mô phỏng với dữ liệu thực nghiệm để đánh giá độ chính xác của mô hình. Từ đó, đề xuất các giải pháp giảm dao động ghế ngồi hiệu quả.

3.1. Đo đạc và Phân tích Tần Số Dao Động Thực Tế

Việc đo đạc rung động thực tế là bước quan trọng để hiểu rõ đặc tính dao động của máy kéo JOHN DEERE-5310 trong điều kiện lâm nghiệp. Sử dụng gia tốc kế để đo gia tốc rung động tại vị trí ghế ngồi. Ghi lại dữ liệu trong các điều kiện lâm nghiệp khác nhau, như địa hình bằng phẳng, gồ ghề, dốc. Phân tích dữ liệu bằng phần mềm MATLAB hoặc các phần mềm tương tự để xác định tần số, biên độ và gia tốc dao động. Kết quả phân tích giúp xác định các tần số dao động nguy hiểm cần được giảm thiểu. Việc đo đạc thực tế còn bao gồm phân tích các yếu tố liên quan đến vận hành máy kéo như tốc độ, tải trọng, và thao tác của người lái máy kéo

3.2. Xây dựng Mô hình Toán học Mô phỏng Dao Động

Mô hình toán học giúp mô phỏng dao động máy kéo và dao động ghế ngồi một cách chính xác. Xây dựng mô hình dựa trên các thông số kỹ thuật của máy kéo JOHN DEERE-5310 và đặc điểm địa hình lâm nghiệp. Sử dụng phương trình vi phân để mô tả chuyển động của máy kéo và ghế ngồi. Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để phân tích dao động của các bộ phận máy kéo. Mô hình cần được hiệu chỉnh và kiểm chứng bằng dữ liệu thực nghiệm. Kết quả mô phỏng giúp đánh giá hiệu quả của các giải pháp giảm dao động.

IV. Giải Pháp Giảm Thiểu Dao Động Ghế Ngồi Cho Người Lái JOHN DEERE

Để giảm thiểu dao động ghế ngồi cho người lái JOHN DEERE, cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật và công nghệ phù hợp. Thiết kế ghế ngồi giảm xóc là một giải pháp hiệu quả. Sử dụng hệ thống treo cho ghế ngồi với các bộ giảm chấn và lò xo có thông số phù hợp. Lựa chọn vật liệu giảm rung động cho ghế ngồi, như cao su, polyurethane. Cải thiện hệ thống treo của máy kéo để giảm rung động truyền lên ghế ngồi. Điều chỉnh áp suất lốp phù hợp với điều kiện lâm nghiệp. Đào tạo người lái máy kéo về kỹ thuật lái xe êm ái và an toàn.

4.1. Thiết kế Ghế Ngồi Giảm Xóc Tối Ưu cho Lâm Nghiệp

Thiết kế ghế ngồi đóng vai trò quan trọng trong việc giảm dao động tác động lên người lái máy kéo. Sử dụng hệ thống treo khí nén hoặc thủy lực cho ghế ngồi để hấp thụ dao động. Điều chỉnh độ cứng và hệ số cản của hệ thống treo phù hợp với trọng lượng của người lái và điều kiện lâm nghiệp. Sử dụng vật liệu giảm rung động cho ghế ngồi, như cao su thiên nhiên, polyurethane, hoặc các loại vật liệu composite có khả năng hấp thụ rung động. Thiết kế công thái học (ergonomics) của ghế ngồi cần đảm bảo sự thoải mái và hỗ trợ tốt cho cột sống của người lái. Tác giả Nguyễn Văn Vệ trong công trình [40] đã nghiên cứu dao động thẳng đứng của ghế ngồi trên máy kéo DFH - 180 khi vận xuất gỗ và giải pháp giảm sóc cho người lái.

4.2. Cải thiện Hệ Thống Treo Máy Kéo và Điều Chỉnh Lốp

Hệ thống treo của máy kéo có ảnh hưởng lớn đến rung động truyền lên ghế ngồi. Cải thiện hệ thống treo bằng cách sử dụng bộ giảm chấn chất lượng cao, lò xo có độ cứng phù hợp. Kiểm tra và bảo trì máy kéo hệ thống treo định kỳ. Điều chỉnh áp suất lốp phù hợp với điều kiện lâm nghiệp. Áp suất lốp thấp giúp giảm rung động trên địa hình lâm nghiệp gồ ghề. Tuy nhiên, cần đảm bảo áp suất lốp không quá thấp để tránh làm hỏng lốp và giảm khả năng chịu tải của máy kéo. Sử dụng lốp có gai lớn để tăng độ bám và giảm rung động do trượt.

V. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tế Cho Máy JOHN DEERE 5310

Kết quả nghiên cứu dao động có thể được ứng dụng để cải thiện tiện nghi người lái và an toàn lao động trên máy kéo JOHN DEERE-5310. Áp dụng các giải pháp giảm dao động ghế ngồi đã được kiểm chứng trong thực tế. Đánh giá hiệu quả của các giải pháp bằng cách đo đạc rung động thực tế sau khi cải tiến. So sánh kết quả trước và sau cải tiến để xác định mức độ giảm dao động. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và cải tiến ghế ngồi và hệ thống treo của máy kéo JOHN DEERE-5310 trong điều kiện lâm nghiệp. Kết quả nghiên cứu đóng góp vào việc nâng cao hiệu suất máy kéo và năng suất lao động.

5.1. Đánh giá Hiệu Quả Của Giải Pháp Giảm Dao Động Thực Tế

Sau khi áp dụng các giải pháp giảm dao động, cần đánh giá hiệu quả thực tế. Sử dụng gia tốc kế để đo dao động tại vị trí ghế ngồi sau khi cải tiến. So sánh dữ liệu dao động trước và sau cải tiến để xác định mức độ giảm dao động. Đánh giá chủ quan của người lái máy kéo về mức độ thoải mái và giảm mệt mỏi sau khi cải tiến. Phân tích chi phí và lợi ích của các giải pháp giảm dao động. Việc đánh giá hiệu quả cần được thực hiện trong các điều kiện lâm nghiệp khác nhau.

5.2. Ứng dụng Kết quả Nghiên cứu cho Các Loại Máy Kéo Khác

Kết quả nghiên cứu về dao động ghế ngồi và các giải pháp giảm dao động có thể được ứng dụng cho các loại máy kéo khác, đặc biệt là các máy kéo sử dụng trong điều kiện địa hình tương tự. Tuy nhiên, cần điều chỉnh các giải pháp cho phù hợp với thông số kỹ thuật của từng loại máy kéo. Nghiên cứu này cung cấp một phương pháp tiếp cận chung để giải quyết vấn đề dao động trong vận hành máy kéo và cải thiện tiện nghi người lái. Kết quả nghiên cứu cũng có thể được sử dụng để xây dựng các tiêu chuẩn về rung động cho phép đối với máy kéo và các thiết bị công nghiệp khác.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tương Lai Về Rung Động Máy Kéo

Nghiên cứu dao động ghế ngồi trên máy kéo JOHN DEERE-5310 trong điều kiện lâm nghiệp đã đưa ra các kết quả quan trọng về mức độ dao động và các giải pháp giảm thiểu. Việc cải thiện tiện nghi người lái và an toàn lao động là mục tiêu then chốt. Hướng nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào phát triển các hệ thống giảm dao động chủ động, sử dụng công nghệ cảm biến và điều khiển để giảm dao động một cách linh hoạt và hiệu quả. Cần có sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất máy kéo và người sử dụng để đưa ra các giải pháp tối ưu.

6.1. Phát triển Hệ thống Giảm Dao Động Chủ Động Cho Ghế Ngồi

Hệ thống giảm dao động chủ động sử dụng các cảm biến để đo dao động và các bộ điều khiển để tạo ra lực đối kháng, giúp giảm dao động một cách hiệu quả. Hệ thống này có thể tự động điều chỉnh để phù hợp với các điều kiện lâm nghiệp khác nhau. Cần nghiên cứu các thuật toán điều khiển tối ưu để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Hệ thống giảm dao động chủ động có tiềm năng lớn trong việc cải thiện tiện nghi người lái và giảm nguy cơ bệnh nghề nghiệp.

6.2. Nghiên cứu Ảnh hưởng của Rung Động Đến Năng Suất và Tuổi Thọ Máy

Ngoài ảnh hưởng đến sức khỏe người lái, rung động còn ảnh hưởng đến năng suất lao động và tuổi thọ máy kéo. Rung động có thể làm giảm sự tập trung và khả năng điều khiển của người lái, dẫn đến giảm năng suất. Rung động cũng có thể gây ra mỏi và hỏng hóc các bộ phận máy kéo, làm giảm tuổi thọ. Cần có các nghiên cứu để định lượng ảnh hưởng của rung động đến năng suất và tuổi thọ máy, từ đó đưa ra các giải pháp bảo trì máy kéo và sử dụng hiệu quả hơn. Việc giảm rung động còn giúp giảm chi phí bảo trì máy kéo

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam với hơn hai phần ba diện tích là rừng và đất rừng, trong đó rừng trồng chiếm tỷ lệ ngày càng tăng, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế nông – lâm nghiệp. Theo ước tính, việc sử dụng máy kéo nông nghiệp trong vận xuất và vận chuyển gỗ rừng trồng đang trở thành xu hướng nhằm nâng cao hiệu quả đầu tư và khai thác thiết bị. Tuy nhiên, điều kiện địa hình phức tạp, mặt đường mấp mô lớn trong lâm nghiệp gây ra dao động lớn cho máy kéo, đặc biệt ảnh hưởng đến ghế ngồi người lái, làm giảm tính ổn định, độ êm dịu và sức khỏe người vận hành.

Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát dao động của ghế ngồi người lái trên máy kéo nông nghiệp John Deere-5310 khi sử dụng trong điều kiện lâm nghiệp, từ đó đề xuất giải pháp giảm xóc phù hợp nhằm đảm bảo an toàn và nâng cao hiệu quả làm việc. Nghiên cứu tập trung vào mô hình dao động của liên hợp máy kéo và rơ moóc chở gỗ, khảo sát các yếu tố động học như biên độ, vận tốc và gia tốc dao động ghế ngồi dưới tác động của mấp mô mặt đường dạng sóng sin với biên độ trung bình 0,1 m.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm khảo sát dao động trên các dạng mặt đường vận xuất lâm nghiệp tại một số địa phương Việt Nam, với tốc độ vận hành máy kéo từ 5 đến 20 km/h và tải trọng rơ moóc từ 1245 kg đến 2245 kg. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cải tiến hệ thống giảm xóc ghế ngồi, góp phần giảm thiểu các tác động xấu do rung động, nâng cao sức khỏe người lái và hiệu quả sản xuất trong lĩnh vực cơ giới hóa nông – lâm nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết dao động cơ học: Áp dụng phương trình vi phân chuyển động và các phương pháp giải hệ phương trình vi phân tuyến tính để mô hình hóa dao động của liên hợp máy kéo và ghế ngồi người lái.
• Mô hình hệ nhiều bậc tự do: Mô hình liên hợp máy kéo John Deere-5310 và rơ moóc chở gỗ được xây dựng gồm các khối đại diện cho cầu trước, thân máy kéo và rơ moóc, với các chuyển vị thẳng đứng và góc lệch quanh các trục.
• Khái niệm giảm xóc và chống rung: Hệ thống giảm xóc ghế ngồi được mô hình hóa như một hệ dao động một bậc tự do gồm khối lượng người lái và ghế, lò xo đàn hồi và bộ giảm chấn thủy lực, nhằm hấp thụ và giảm biên độ dao động truyền từ khung máy kéo.

Các khái niệm chính bao gồm: biên độ dao động, tần số dao động, gia tốc dao động, hệ số cứng lò xo, hệ số cản động học, và tiêu chuẩn an toàn rung TCVN 5126-90.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu thực nghiệm về thông số kỹ thuật máy kéo John Deere-5310, rơ moóc chở gỗ, đặc tính mặt đường vận xuất lâm nghiệp, cùng các kết quả khảo sát dao động từ các nghiên cứu trước.
• Phương pháp phân tích: Giải hệ phương trình vi phân dao động của liên hợp máy kéo và ghế ngồi bằng phần mềm toán học Mathematica, khảo sát các trường hợp dao động đồng pha và lệch pha của mặt đường.
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Nghiên cứu tập trung vào liên hợp máy kéo John Deere-5310 với rơ moóc một trục chở gỗ, khảo sát dao động trên các vận tốc 5, 10, 15, 20 km/h và tải trọng rơ moóc 1245 kg và 2245 kg.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2010, bao gồm khảo sát thực địa, mô hình hóa, tính toán và đề xuất giải pháp giảm xóc.

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5126-90 được sử dụng làm cơ sở đánh giá mức độ an toàn và êm dịu của dao động tác động lên người lái.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Dao động của liên hợp máy kéo trên mặt đường mấp mô:

   • Khi mặt đường có độ mấp mô trung bình 0,1 m, dao động thẳng đứng (Z) và lắc dọc (α2) của khung máy kéo có biên độ dao động tuân theo hàm sin điều hòa.
   • Biên độ dao động lắc ngang (β2) rất nhỏ và không ảnh hưởng đáng kể đến ghế ngồi người lái.
   • Ở vận tốc 10 km/h, biên độ dao động thẳng đứng và lắc dọc đạt giá trị lớn nhất, trong khi ở vận tốc trên 15 km/h, các giá trị này có xu hướng giảm.

2. Ảnh hưởng của tải trọng rơ moóc:

   • Tăng tải trọng từ 1245 kg lên 2245 kg làm giảm biên độ, vận tốc và gia tốc dao động của điểm đặt ghế ngồi, cho thấy tải trọng có tác dụng ổn định dao động.

3. Đánh giá mức độ an toàn theo tiêu chuẩn TCVN 5126-90:

   • Ở vận tốc 10 km/h, biên độ vận tốc dao động thẳng đứng của ghế ngồi là 1,74 m/s, vượt 3-8 lần so với giá trị cho phép (0,27 m/s). Gia tốc dao động cũng vượt 5-8 lần.
   • Ở vận tốc 15 km/h, biên độ vận tốc và gia tốc dao động vượt từ 44 đến 70 lần so với tiêu chuẩn, cho thấy mức độ rung động rất cao, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người lái.
   • Ở vận tốc 20 km/h, các giá trị dao động vẫn vượt xa giới hạn cho phép, tuy nhiên có xu hướng giảm so với vận tốc 15 km/h.

4. Khuyến nghị vận tốc làm việc an toàn:

   • Để đảm bảo an toàn về rung động, vận tốc làm việc của máy kéo nên duy trì ở mức ≤ 12 km/h hoặc ≥ 25 km/h, tránh vùng vận tốc trung gian gây dao động lớn.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy dao động thẳng đứng và lắc dọc của khung máy kéo là hai thành phần chính ảnh hưởng đến ghế ngồi người lái, trong khi dao động lắc ngang có thể bỏ qua. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây về tính êm dịu của ghế ngồi máy kéo. Việc biên độ dao động vượt quá nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép phản ánh rõ ràng tác động tiêu cực của địa hình mấp mô lâm nghiệp đến sức khỏe người lái.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc sử dụng máy kéo nông nghiệp trong vận xuất gỗ tại Việt Nam còn nhiều hạn chế do điều kiện địa hình và thiết kế ghế chưa tối ưu. Các nước phát triển đã áp dụng hệ thống giảm xóc ghế ngồi hiệu quả, giảm thiểu rung động và nâng cao năng suất lao động.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ dao động biên độ, vận tốc và gia tốc ghế ngồi theo vận tốc máy kéo và tải trọng, giúp trực quan hóa mức độ ảnh hưởng và hiệu quả của các giải pháp giảm xóc.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Lắp đặt hệ thống giảm xóc cho ghế ngồi người lái

   • Thiết kế và lắp đặt bộ giảm chấn thủy lực kết hợp lò xo đàn hồi phù hợp với khối lượng người lái và ghế, nhằm hấp thụ dao động thẳng đứng và lắc dọc.
   • Mục tiêu giảm biên độ vận tốc và gia tốc dao động xuống dưới giới hạn cho phép theo TCVN 5126-90.
   • Thời gian thực hiện: 6-12 tháng, chủ thể thực hiện là các đơn vị nghiên cứu và nhà sản xuất máy kéo.

2. Tối ưu vận tốc làm việc của máy kéo

   • Khuyến cáo vận tốc vận hành máy kéo trong điều kiện lâm nghiệp nên duy trì ≤ 12 km/h hoặc ≥ 25 km/h để giảm thiểu dao động gây hại.
   • Chủ thể thực hiện: người vận hành và quản lý sản xuất.

3. Nâng cao chất lượng mặt đường vận xuất lâm nghiệp

   • Cải tạo, san lấp mặt đường để giảm độ mấp mô trung bình dưới 0,1 m, giúp giảm kích động dao động lên máy kéo và người lái.
   • Chủ thể thực hiện: các đơn vị quản lý rừng và cơ sở hạ tầng lâm nghiệp.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức người lái máy kéo

   • Tổ chức các khóa đào tạo về tác hại của rung động và cách vận hành máy kéo an toàn, hiệu quả.
   • Chủ thể thực hiện: các trung tâm đào tạo nghề và doanh nghiệp lâm nghiệp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp

   • Lợi ích: Nắm bắt kiến thức chuyên sâu về dao động máy kéo và giải pháp giảm xóc, phục vụ nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

2. Các kỹ sư thiết kế và sản xuất máy kéo, thiết bị cơ giới nông lâm nghiệp

   • Lợi ích: Áp dụng kết quả nghiên cứu để cải tiến thiết kế ghế ngồi, nâng cao tính an toàn và hiệu quả sử dụng máy kéo.

3. Doanh nghiệp và đơn vị quản lý sản xuất lâm nghiệp

   • Lợi ích: Tối ưu hóa vận hành máy kéo, giảm thiểu rủi ro sức khỏe cho người lao động, nâng cao năng suất và hiệu quả kinh tế.

4. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn lao động và phát triển nông lâm nghiệp

   • Lợi ích: Xây dựng chính sách, tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp, thúc đẩy cơ giới hóa bền vững trong lĩnh vực lâm nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao dao động của ghế ngồi người lái lại quan trọng trong vận hành máy kéo?
   Dao động ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người lái, gây mệt mỏi, giảm năng suất và có thể dẫn đến bệnh nghề nghiệp nếu vượt quá giới hạn cho phép. Ví dụ, biên độ gia tốc vượt 5-8 lần tiêu chuẩn sẽ gây hại lâu dài.

2. Mức độ dao động nào được coi là an toàn theo tiêu chuẩn Việt Nam?
   Theo TCVN 5126-90, biên độ vận tốc dao động thẳng đứng tại chỗ làm việc không vượt quá 0,27 m/s với thời gian tác động 60 phút. Gia tốc cũng có giới hạn tương ứng để bảo vệ sức khỏe người lao động.

3. Giải pháp giảm xóc cho ghế ngồi gồm những thành phần nào?
   Hệ giảm xóc bao gồm lò xo đàn hồi và bộ giảm chấn thủy lực, được bố trí giữa ghế và khung máy kéo để hấp thụ và tiêu hao năng lượng dao động, giảm biên độ truyền lên người lái.

4. Tại sao vận tốc làm việc của máy kéo ảnh hưởng đến dao động ghế ngồi?
   Vận tốc ảnh hưởng đến tần số và biên độ dao động do tương tác với mấp mô mặt đường. Vận tốc trung bình 10-15 km/h gây dao động lớn nhất, trong khi vận tốc thấp hoặc cao hơn giúp giảm biên độ dao động.

5. Có thể áp dụng kết quả nghiên cứu này cho các loại máy kéo khác không?
   Có thể áp dụng nguyên lý và phương pháp nghiên cứu cho các máy kéo tương tự, tuy nhiên cần điều chỉnh thông số kỹ thuật và mô hình dao động phù hợp với từng loại máy và điều kiện làm việc cụ thể.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xây dựng và giải hệ phương trình vi phân dao động của liên hợp máy kéo John Deere-5310 và rơ moóc chở gỗ trên mặt đường vận xuất lâm nghiệp có độ mấp mô trung bình 0,1 m.
• Dao động thẳng đứng và lắc dọc của khung máy kéo là hai thành phần chính ảnh hưởng đến ghế ngồi người lái, trong khi dao động lắc ngang không đáng kể.
• Biên độ vận tốc và gia tốc dao động ghế ngồi vượt xa giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn TCVN 5126-90, đặc biệt ở vận tốc 10-15 km/h, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người lái.
• Đề xuất lắp đặt hệ thống giảm xóc ghế ngồi gồm lò xo và giảm chấn thủy lực để giảm thiểu dao động, đồng thời khuyến cáo vận tốc làm việc phù hợp nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả.
• Các bước tiếp theo bao gồm thiết kế chi tiết hệ giảm xóc, thử nghiệm thực tế và đào tạo người vận hành, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng máy kéo trong sản xuất lâm nghiệp.

Hành động ngay: Các đơn vị nghiên cứu và sản xuất máy kéo cần phối hợp triển khai thiết kế hệ giảm xóc ghế ngồi phù hợp, đồng thời tổ chức đào tạo vận hành an toàn cho người lái để nâng cao hiệu quả và bảo vệ sức khỏe lao động.