Nghiên cứu dao động của rơmoóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu dao động của rơmoóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Lưu Văn Hưng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Nhật Chiêu
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu dao động của rơmoóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
• 1.1. Công nghệ khai thác gỗ ở nước ta
• 1.2. Tình hình nghiên cứu và áp dụng máy kéo bánh hơi vào việc vận xuất, vận chuyển gỗ
• 1.3. Đặc trưng của các phần tử trên máy kéo

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu dao động rơmoóc một trục chở gỗ

Nghiên cứu về dao động rơmoóc một trục chở gỗ là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp lâm nghiệp. Việc hiểu rõ về dao động của rơmoóc giúp tối ưu hóa hiệu suất vận chuyển gỗ, giảm thiểu thiệt hại và nâng cao an toàn trong quá trình vận hành. Nghiên cứu này không chỉ tập trung vào lý thuyết mà còn áp dụng các công nghệ hiện đại để cải thiện thiết kế và hiệu suất của rơmoóc.

1.1. Định nghĩa và vai trò của rơmoóc một trục

Rơmoóc một trục là loại phương tiện vận chuyển gỗ phổ biến, có khả năng chở tải trọng lớn. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển gỗ từ rừng đến nhà máy chế biến, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.

1.2. Tầm quan trọng của bộ phận đàn hồi giảm chấn

Bộ phận đàn hồi giảm chấn giúp giảm thiểu dao động trong quá trình vận chuyển, bảo vệ hàng hóa và tăng cường độ bền cho rơmoóc. Việc nghiên cứu và cải tiến bộ phận này là cần thiết để nâng cao hiệu quả vận hành.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu dao động rơmoóc

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về dao động rơmoóc, vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết. Các vấn đề như dao động không mong muốn, ảnh hưởng của tải trọng và điều kiện địa hình đều có thể gây ra thiệt hại cho hàng hóa và phương tiện. Việc xác định các yếu tố này là rất quan trọng để cải thiện thiết kế và hiệu suất của rơmoóc.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến dao động

Các yếu tố như tải trọng, tốc độ di chuyển và điều kiện mặt đường đều ảnh hưởng đến dao động của rơmoóc. Việc phân tích các yếu tố này giúp đưa ra giải pháp tối ưu cho thiết kế.

2.2. Hệ thống giảm chấn và hiệu quả của nó

Hệ thống giảm chấn hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu trong nhiều trường hợp. Cần nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới để cải thiện hiệu quả của hệ thống này.

III. Phương pháp nghiên cứu dao động rơmoóc một trục

Để nghiên cứu dao động rơmoóc, các phương pháp như mô phỏng số, thí nghiệm thực tế và phân tích lý thuyết được áp dụng. Những phương pháp này giúp xác định chính xác các yếu tố ảnh hưởng đến dao động và tìm ra giải pháp cải tiến hiệu quả.

3.1. Mô phỏng số trong nghiên cứu

Mô phỏng số giúp dự đoán hành vi của rơmoóc dưới các điều kiện khác nhau. Phương pháp này cho phép kiểm tra nhiều kịch bản mà không cần thực hiện thí nghiệm thực tế.

3.2. Thí nghiệm thực tế và phân tích kết quả

Thí nghiệm thực tế cung cấp dữ liệu quan trọng để xác nhận các giả thuyết và mô hình đã xây dựng. Phân tích kết quả giúp điều chỉnh thiết kế và cải thiện hiệu suất.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu về dao động rơmoóc đã được áp dụng trong thực tiễn, giúp cải thiện hiệu suất vận chuyển gỗ. Các giải pháp được đề xuất không chỉ nâng cao an toàn mà còn giảm thiểu thiệt hại cho hàng hóa trong quá trình vận chuyển.

4.1. Cải tiến thiết kế rơmoóc

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải tiến thiết kế rơmoóc có thể giảm thiểu đáng kể dao động, từ đó nâng cao hiệu quả vận chuyển.

4.2. Ứng dụng công nghệ mới trong sản xuất

Việc áp dụng công nghệ mới trong sản xuất rơmoóc giúp nâng cao chất lượng và độ bền của sản phẩm, đáp ứng tốt hơn nhu cầu thị trường.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu dao động rơmoóc

Nghiên cứu về dao động rơmoóc một trục chở gỗ với bộ phận đàn hồi giảm chấn là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cải tiến trong thiết kế và hiệu suất của rơmoóc, góp phần nâng cao hiệu quả trong ngành công nghiệp lâm nghiệp.

5.1. Hướng phát triển trong nghiên cứu

Nghiên cứu sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải tiến các bộ phận của rơmoóc, đặc biệt là hệ thống giảm chấn, nhằm nâng cao hiệu quả vận chuyển.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong ngành lâm nghiệp

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao, giúp ngành lâm nghiệp phát triển bền vững hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 - 2020, mục tiêu sản lượng khai thác gỗ trong nước phải đạt từ 20 đến 24 triệu m³/năm (trong đó có 10 triệu m³ gỗ lớn), đồng thời kim ngạch xuất khẩu lâm sản phấn đấu vượt ngưỡng 7,8 tỷ USD (gồm 7,0 tỷ USD sản phẩm gỗ và 0,8 tỷ USD lâm sản ngoài gỗ). Để hoàn thành chỉ tiêu kinh tế này, quá trình cơ giới hóa khâu vận xuất và vận chuyển gỗ rừng trồng đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Tuy nhiên, các thiết bị cơ giới khai thác rừng tự nhiên công suất lớn trước đây không còn phù hợp với địa hình đồi dốc và đặc thù gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ, phân tán.

Nhằm giải quyết bài toán thực tiễn, đề tài khoa học cấp Nhà nước KC-07-26 đã nghiên cứu thiết kế liên hợp máy gồm máy kéo bánh hơi Shibaura kết hợp với rơmoóc một trục chuyên dụng có tải trọng 3.000 kg. Dù vậy, kết cấu ban đầu có khung và thùng moóc liên kết cứng trực tiếp với trục bánh xe, làm phát sinh tải trọng động lực học rất lớn khi di chuyển trên nền đường lâm nghiệp mấp mô. Tình trạng này làm suy giảm nghiêm trọng độ êm dịu chuyển động, gây mất an toàn lái và làm giảm tuổi thọ các cụm chi tiết cơ khí.

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật với đề tài nghiên cứu dao động của rơmoóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe được thực hiện nhằm xây dựng cơ sở khoa học và thực nghiệm vững chắc. Mục tiêu trọng tâm là tối ưu hóa kết cấu treo đàn hồi, giúp triệt tiêu tải trọng động, nâng cao độ êm dịu và ổn định chuyển động của tổ hợp máy kéo rơmoóc. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào mô hình rơmoóc một trục chở gỗ rừng trồng lóng 4,0 m trên các tuyến đường vận chuyển đặc thù tại khu vực miền Bắc Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đóng góp trực tiếp vào việc giảm tải trọng va đập động trên 35%, tăng tính ổn định bám đường và nâng cao năng suất vận chuyển lâm sản an toàn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết dao động cơ học hiện đại và cơ học giải tích để thiết lập hệ phương trình vi phân mô tả chuyển động của liên hợp máy. Khung lý thuyết trọng tâm dựa trên phương trình vi phân chuyển động Lagrange loại II:

$$\frac{d}{dt}\left(\frac{\partial T}{\partial \dot{q}_i}\right) - \frac{\partial T}{\partial q_i} + \frac{\partial \Phi}{\partial \dot{q}_i} + \frac{\partial \Pi}{\partial q_i} = Q_i$$

Trong đó, $T$ là hàm động năng, $\Pi$ là hàm thế năng, $\Phi$ là hàm hao tán năng lượng của hệ dao động, $q_i$ là các tọa độ suy rộng và $Q_i$ là các lực suy rộng tương ứng với số bậc tự do của mô hình.

Các khái niệm và mô hình lý thuyết then chốt bao gồm:

1. Phân tách cấu trúc động lực học: Chia hệ thống thành phần trên lò xo (thùng rơmoóc, khung chassis và khối lượng gỗ 3.000 kg) và phần dưới lò xo (cụm trục, ngõng trục và bánh xe lốp 9.00-20).
2. Hệ thống treo phụ thuộc: Sử dụng phần tử đàn hồi là cụm nhíp lá kim loại kết hợp bộ dập tắt dao động là giảm chấn thủy lực hai chiều.
3. Đặc tính đàn hồi phi tuyến của bánh lốp: Mô hình hóa lực đàn hồi xuyên tâm của bánh hơi theo hàm bậc hai $P_{dh} = A\delta^2 + B\delta$ kết hợp với lực cản nhớt tỉ lệ với vận tốc biến dạng $R_b = K_b \dot{\delta}$.
4. Hàm kích động mặt đường lâm nghiệp: Mô tả mấp mô mặt đường thông qua hàm điều hòa giải tích và quá trình ngẫu nhiên dừng với phương sai $D_S = 7,904\text{ cm}^2$, bước sóng $S_0 = 1,0\text{ m}$ và tần số kích động $\omega_0 = 6,28\text{ rad/s}$ ở dải vận tốc 1,0 m/s.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu và kích thước mẫu khảo sát: Luận văn tiến hành khảo sát thực địa trên 12 đoạn đường vận xuất lâm nghiệp điển hình tại khu vực Núi Luốt (Hà Tây) và vùng rừng nguyên liệu giấy Vĩnh Phú. Các dải mấp mô thực tế ghi nhận biên độ biến thiên từ 1,8 cm đến 8,0 cm và bước sóng từ 0,6 m đến 1,5 m.
• Phương pháp chọn mẫu: Áp dụng phương pháp lấy mẫu phi ngẫu nhiên có chủ đích (purposive sampling), lựa chọn các tuyến đường lâm nghiệp có độ dốc phổ biến từ 15% đến 40% trong điều kiện thời tiết khô ráo, đại diện chính xác cho điều kiện vận hành của máy kéo bánh hơi Shibaura.
• Phương pháp phân tích và lý do lựa chọn:
  • Phân tích giải tích và mô phỏng số: Sử dụng phần mềm Matlab - Simulink để giải hệ phương trình vi phân phi tuyến bậc cao. Lý do lựa chọn công cụ này là khả năng mô phỏng trực quan tương tác động học đa bậc tự do trong cả mặt phẳng thẳng đứng dọc và mặt phẳng thẳng đứng ngang.
  • Phân tích thực nghiệm: Ứng dụng phương pháp đo đại lượng không điện bằng tín hiệu điện. Hệ thống thu thập dữ liệu gồm các cảm biến gia tốc chuyên dụng kết nối với bộ khuếch đại DMC Plus, điều khiển bởi phần mềm DMC Laplus và xử lý dữ liệu qua Catman 3.0. Phương pháp này đảm bảo sai số đo lường thực tế dưới 5%, cho phép kiểm chứng chính xác kết quả mô hình giải tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Xác lập thông số hình học và tọa độ trọng tâm: Đối với rơmoóc chở đầy tải có tổng trọng lượng $G = 40.000\text{ N}$ (tự trọng 1.000 kg kết hợp 3.000 kg gỗ), tọa độ trọng tâm nằm cách điểm nối móc một khoảng $a = 2,06\text{ m}$ và cách tâm trục bánh xe $b = 1,04\text{ m}$. Chiều cao trọng tâm đạt $h_g = 0,90\text{ m}$, chiều cao so với trục bánh $h_0 = 0,35\text{ m}$. Kết cấu thùng moóc có kích thước dài 3,0 m, rộng miệng 1,7 m, rộng đáy 1,12 m và cao 0,68 m.
2. Xác định các tham số quán tính và độ cứng động lực học:
   • Mômen quán tính khối lượng đối với trục ngang qua trọng tâm: $J_y = 1040\text{ kg}\cdot\text{m}^2$ (chu kỳ dao động tự do $T = 0,654\text{ s}$).
   • Mômen quán tính khối lượng đối với trục dọc qua trọng tâm: $J_x = 218\text{ kg}\cdot\text{m}^2$ (chu kỳ dao động tự do $T = 2,75\text{ s}$).
   • Độ cứng đàn hồi xuyên tâm của bánh lốp: $c = 679.866\text{ N/m}$ với tần số dao động riêng $\omega_0 = 27,718\text{ rad/s}$ và hệ số dập tắt biên độ $\psi = 1,67$.
3. Đánh giá lực liên kết tĩnh và động tại khớp móc nối: Khi rơmoóc đầy tải di chuyển trên đường dốc bằng phẳng với hệ số cản lăn $f = 0,03$, phản lực thẳng đứng tác dụng lên móc kéo máy kéo đạt $P_z = 13.593\text{ N}$ và lực kéo tiếp tuyến danh nghĩa $P_x = 792,20\text{ N}$.
4. Hiệu quả giảm chấn động của hệ thống treo mới: Khi lắp thêm hệ thống treo phụ thuộc gồm nhíp lá và ống giảm chấn thủy lực, gia tốc dao động thẳng đứng tại sàn thùng rơmoóc giảm từ 42% đến 58% khi vượt qua chướng ngại vật có độ cao $h_0 = 4\text{ cm}$ ở vận tốc 1,0 m/s so với kết cấu gắn cứng cũ. Hiện tượng bánh xe nảy tách khỏi mặt đường bị loại bỏ hoàn toàn, giúp lực bám duy trì liên tục.

Thảo luận kết quả

Việc bổ sung hệ thống treo đàn hồi có giảm chấn đã làm thay đổi căn bản động lực học của liên hợp máy. Khi không có bộ phận treo, toàn bộ xung lực từ mặt đường gồ ghề truyền trực tiếp qua lốp lên khung xe, tạo nên các tải trọng va đập đột ngột với tần số cao. Khi lắp thêm nhíp lá và giảm chấn, hệ thống hoạt động như một bộ lọc thông thấp (low-pass filter), hấp thụ phần lớn năng lượng biến dạng và phân tán dưới dạng nhiệt năng ma sát nhớt.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về máy kéo DFH-180 và máy kéo chở gỗ rừng tự nhiên, giải pháp treo trên rơmoóc một trục giúp kéo dài tuổi thọ mỏi của khung satxi lên 1,5 đến 2,0 lần, đồng thời giảm đáng kể hiện tượng rung lắc truyền ngược lại ghế ngồi của người lái máy kéo.

Về mặt trực quan hóa, toàn bộ dữ liệu phản hồi động lực học có thể được trình bày rõ nét thông qua hệ thống đồ thị miền thời gian (time-domain signals) thể hiện quá trình suy giảm biên độ gia tốc, kết hợp với đồ thị mật độ phổ công suất dao động (Power Spectral Density - PSD) nhằm chỉ rõ sự dịch chuyển của các đỉnh tần số cộng hưởng nguy hiểm. Bên cạnh đó, các bảng so sánh chỉ tiêu tải trọng động theo dải vận tốc từ 1,0 m/s đến 5,0 m/s cung cấp hướng dẫn định lượng chi tiết cho người vận hành.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Hoàn thiện thiết kế chế tạo hệ thống treo nhíp lá và giảm chấn thủy lực: Bộ môn Máy Nông lâm nghiệp thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp phối hợp với các cơ sở cơ khí chế tạo tiến hành chuẩn hóa bản vẽ kỹ thuật cụm nhíp lá chịu tải 3.000 kg kết hợp ống giảm chấn thủy lực hai chiều, hoàn thành nghiệm thu sản phẩm mẫu trong vòng 6 tháng tới.
2. Khống chế dải vận tốc vận hành an toàn trên đường rừng: Người điều khiển liên hợp máy kéo Shibaura tại các nông lâm trường cần duy trì vận tốc di chuyển từ 3,6 km/h đến 7,2 km/h (1,0 - 2,0 m/s) khi di chuyển qua các cung đường có biên độ mấp mô $h_0 \ge 4\text{ cm}$, nhằm triệt tiêu hoàn toàn nguy cơ cộng hưởng dao động dọc và lắc ngang.
3. Chuẩn hóa quy trình bốc xếp và phân bố tải trọng gỗ: Đội ngũ công nhân khai thác phải thực hiện nghiêm ngặt quy tắc xếp gỗ lóng dài 4,0 m trên thùng xe dài 3,0 m (phần ngọn nhô ra phía sau 1,0 m), bảo đảm trọng tâm toàn tải luôn cách trục bánh xe 1,04 m về phía trước. Giải pháp này giúp duy trì tải trọng đè lên cầu sau máy kéo ổn định ở mức 13.500 N, bảo đảm lực bám kéo và giữ phản lực cầu trước không nhỏ hơn 25% trọng lượng đầu kéo để tránh mất lái.
4. Thiết lập quy trình kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ: Các đơn vị sử dụng phương tiện cần thực hiện kiểm tra áp suất khí nén lốp xe định kỳ ở mức chuẩn 0,20 - 0,35 MPa, bảo dưỡng hệ thống giảm chấn thủy lực sau mỗi 200 giờ vận hành và kiểm tra độ mỏi quang treo nhíp sau mỗi 500 giờ làm việc để ngăn ngừa sự cố nứt gãy cơ học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế và chế tạo máy nông lâm nghiệp: Tiếp cận phương pháp tính toán động lực học, bộ thông số kích thước thùng xe ($3,0\text{ m} \times 1,7\text{ m} \times 0,68\text{ m}$) và thuật toán mô phỏng Lagrange II để ứng dụng phát triển các dòng rơmoóc kéo chuyên dụng.
2. Cán bộ quản lý kỹ thuật tại các công ty lâm nghiệp và ban quản lý rừng phòng hộ: Ứng dụng các thông số chế độ tải trọng và vận tốc chuẩn hóa để xây dựng định mức kinh tế kỹ thuật, nâng cao hiệu quả khai thác gỗ rừng trồng đạt mục tiêu sản lượng trên 20 triệu m³/năm.
3. Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Cơ giới hóa: Sử dụng luận văn làm tài liệu học thuật tham khảo mẫu mực về tích hợp công cụ giải tích Matlab - Simulink với hệ thống thực nghiệm hiện đại DMC Plus và Catman 3.0.
4. Các hợp tác xã và chủ trang trại lâm nghiệp quy mô vừa và nhỏ: Nắm bắt giải pháp cải tiến cơ giới hóa chi phí thấp, tận dụng đầu kéo máy nông nghiệp Shibaura sẵn có để nâng cao năng suất vận chuyển, giảm chi phí nhân công thủ công.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao rơmoóc một trục chở gỗ rừng trồng bắt buộc phải lắp thêm bộ phận đàn hồi và giảm chấn?

Do đường vận chuyển lâm nghiệp có độ gồ ghề rất lớn với biên độ mấp mô từ 2,0 cm đến 8,0 cm. Nếu liên kết cứng, toàn bộ xung lực va đập truyền thẳng vào khung moóc gây nứt gãy chi tiết. Hệ thống treo nhíp lá và giảm chấn giúp triệt tiêu 42 - 58% gia tốc chấn động, bảo vệ an toàn cho phương tiện và hàng hóa.

Kích thước thùng moóc và tải trọng thiết kế của rơmoóc nghiên cứu là bao nhiêu?

Rơmoóc được thiết kế chở 3.000 kg gỗ lóng tiêu chuẩn 4,0 m với tự trọng chế tạo 1.000 kg. Thùng moóc có chiều dài 3,0 m, chiều rộng miệng 1,7 m, chiều rộng đáy 1,12 m, chiều cao thùng 0,68 m và chiều cao tổng thể 1,47 m, sử dụng cỡ lốp 9.00-20 của xe Zil-130.

Vị trí trọng tâm rơmoóc ảnh hưởng như thế nào đến khả năng ổn định và điều khiển của máy kéo?

Trọng tâm được bố trí lệch về phía trước trục bánh 1,04 m, tạo phản lực thẳng đứng $P_z = 13.593\text{ N}$ nén lên điểm móc. Lực này làm tăng tải trọng bám cho cầu sau máy kéo Shibaura, tăng sức kéo trên đường đồi dốc 15 độ mà vẫn đảm bảo phản lực cầu trước đủ lớn để không bị mất lái.

Phần mềm và thiết bị nào được sử dụng để phân tích và kiểm chứng dao động trong luận văn?

Nghiên cứu sử dụng phần mềm Matlab - Simulink để mô phỏng giải tích hệ phương trình Lagrange loại II. Về thực nghiệm, dữ liệu được ghi nhận qua hệ thống cảm biến chuyên dụng ghép nối thiết bị đo DMC Plus điều khiển bởi DMC Laplus và xử lý số liệu bằng phần mềm Catman 3.0.

Rơmoóc một trục này có thể sử dụng để vận chuyển các loại hàng hóa khác ngoài gỗ không?

Rơmoóc có thể chở linh hoạt nông sản, phân bón, cây giống với tải trọng đến 3.000 kg. Tuy nhiên, khi chở hàng hóa khác, người xếp hàng phải lưu ý điều chỉnh khối lượng phân bố dồn về phía trước trục moóc tương tự như khi xếp gỗ để đảm bảo an toàn động lực học.

Kết luận

• Xây dựng thành công mô hình toán học giải tích dao động trong mặt phẳng thẳng đứng dọc và mặt phẳng thẳng đứng ngang cho rơmoóc một trục chở gỗ lắp bộ phận đàn hồi giảm chấn.
• Xác định đầy đủ các thông số động lực học tĩnh và động: tổng trọng lượng 40.000 N, mômen quán tính $J_y = 1040\text{ kg}\cdot\text{m}^2$, $J_x = 218\text{ kg}\cdot\text{m}^2$ và độ cứng bánh lốp $c = 679.866\text{ N/m}$.
• Khẳng định giải pháp lắp hệ thống treo nhíp lá kết hợp giảm chấn thủy lực giúp giảm trên 40% gia tốc chấn động, triệt tiêu hiện tượng tách bánh và nâng cao độ êm dịu chuyển động.
• Cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực nghiệm tin cậy cho việc chuẩn hóa chế tạo rơmoóc chuyên dụng phục vụ cơ giới hóa lâm nghiệp tại Việt Nam.
• Đề ra hướng nghiên cứu tiếp theo trong 12 tháng tới nhằm tối ưu hóa kết cấu giảm chấn thủy lực chủ động trên các dạng địa hình phức tạp. Các đơn vị nghiên cứu và doanh nghiệp cơ khí chế tạo có thể ứng dụng trực tiếp kết quả này vào sản xuất thực tiễn để nâng cao hiệu quả kinh tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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.