Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ pTNT Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp ******************************* nguyÔn v¨n hiÕu Nghiªn cøu mét sè vÊn ®Ò ®éng lùc häc cña liªn hîp m¸y kÐo b«ng sen 12 trong kh©u lµm ®Êt n«ng, l©m nghiÖp LuËn v¨n th¹c sü khoa häc kü thuËt Hµ néi - 2008 Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ pTNT Trêng ®¹i häc l©m nghiÖp ************************ nguyÔn v¨n hiÕu Nghiªn cøu mét sè vÊn ®Ò ®éng lùc häc cña liªn hîp m¸y kÐo b«ng sen 12 trong kh©u lµm ®Êt n«ng, l©m nghiÖp Chuyªn ngµnh: Kü thuËt m¸y vµ thiÕt bÞ c¬ giíi hãa n«ng, l©m nghiÖp M· sè: 60.14 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc kü thuËt Ngêi híng dÉn khoa häc PGS. NguyÔn NHËt chiªu Hµ néi - 2008 lêi c¶m ¬n §Ó hoµn thµnh ®îc b¶n luËn v¨n nµy, trong suèt thêi gian võa qua t«i ®· nhËn ®îc nhiÒu sù quan t©m gióp ®ì, chØ dÉn cña nhiÒu tËp thÓ, c¸ nh©n. Nh©n dÞp nµy cho phÐp t«i ®îc bµy tá lßng biÕt ¬n ch©n thµnh vµ s©u s¾c tíi: ThÇy gi¸o híng dÉn khoa häc PGS – TS NguyÔn NhËt Chiªu ®· dµnh nhiÒu thêi gian chØ b¶o tËn t×nh vµ cung cÊp nhiÒu tµi liÖu cã gi¸ trÞ. TËp thÓ c¸n bé, gi¸o viªn Khoa Sau ®¹i häc, Khoa C¬ ®iÖn vµ c«ng tr×nh, c¸n bé gi¸o viªn Bé m«n Kü thuËt c¬ khÝ – Trêng §¹i häc L©m NghiÖp, §¶ng uû, Ban Gi¸m hiÖu trêng Trung cÊp nghÒ C¬ ®iÖn vµ Kü thuËt N«ng L©m §«ng B¾c n¬i t«i ®ang c«ng t¸c.
C¸c ThÇy gi¸o Bé m«n C¬ häc øng dông – Trêng §¹i häc B¸ch khoa - Hµ Néi. T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c ThÇy, C« gi¸o cïng c¸c b¹n bÌ ®ång nghiÖp ®· ®ãng gãp ý kiÕn quý b¸u gióp t«i hoµn thµnh tèt b¶n luËn v¨n nµy. Qua ®©y cho phÐp t«i ®îc c¶m ¬n tíi gia ®×nh cïng nh÷ng ngêi th©n ®· ®éng viªn vµ hËu thuÉn cho t«i trong suèt thêi gian võa qua. T¸c gi¶i luËn v¨n NguyÔn V¨n HiÕu lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i.
Nh÷ng kÕt qu¶ trong luËn v¨n nµy ®îc tÝnh to¸n chÝnh x¸c, trung thùc vµ cha cã t¸c gi¶ nµo c«ng bè. Nh÷ng néi dung tham kh¶o, trÝch dÉn trong luËn v¨n ®Òu ®îc chØ dÉn nguån gèc. T¸c gi¶ luËn v¨n NguyÔn V¨n HiÕu môc lôc Trang Trang phô b×a Lêi c¶m ¬n Lêi cam ®oan Môc lôc C¸c ký hiÖu trong luËn v¨n Danh môc c¸c h×nh vÏ trong luËn v¨n Danh môc c¸c b¶ng biÓu trong luËn v¨n §Æt vÊn ®Ò 1 Ch¬ng 1 Tæng quan vÒ vÊn ®Ò nghiªn cøu 3 1. T×nh h×nh trang bÞ m¸y kÐo vµ ¸p dông c¬ giíi trong s¶n 3 xuÊt n«ng, l©m nghiÖp ë níc ta 1.
Mét sè tÝnh chÊt vµ ®Æc ®iÓm riªng vÒ ®éng lùc häc liªn 6 hîp m¸y kÐo cì nhá 1. T×nh h×nh nghiªn cøu ®éng lùc häc cña m¸y kÐo cì nhá 8 trªn thÕ giíi vµ trong níc 1. T×nh h×nh nghiªn cøu ®éng lùc häc cña m¸y kÐo cì nhá 8 trªn thÕ giíi 1. T×nh h×nh nghiªn cøu ®éng lùc häc cña m¸y kÐo cì nhá ë 13 níc ta trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y Ch¬ng 2 §èi tîng, môc tiªu, néi dung vµ ph¬ng ph¸p nghiªn 17 cøu 2.
Môc tiªu nghiªn cøu 17 2. §èi tîng nghiªn cøu 17 2. Néi dung nghiªn cøu 20 2. Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu 20 Ch¬ng 3 Nghiªn cøu lý thuyÕt ®éng lùc häc vÒ kÐo, b¸m vµ æn 21 ®Þnh cña liªn hîp m¸y kÐo BS 12 3.
Chän ®èi tîng lµm m« h×nh nghiªn cøu 21 3. Kh¶ n¨ng kÐo cña liªn hîp m¸y kÐo BS 12 21 3. X¸c ®Þnh lùc kÐo tiÕp tuyÕn ë c¸c sè truyÒn 23 3. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng kÐo ë c¸c sè truyÒn cña liªn hîp m¸y 23 kÐo BS 12 3.
Kh¶ n¨ng b¸m cña liªn hîp m¸y kÐo BS 12 27 3. Nghiªn cøu kh¶ n¨ng æn ®Þnh cña liªn hîp m¸y kÐo BS 12 30 3. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng æn ®Þnh tÜnh däc 30 3. X¸c ®Þnh æn ®Þnh tÜnh ngang 32 3.
X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng æn ®Þnh ®éng däc 34 3. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng æn ®Þnh ®éng ngang 37 Ch¬ng 4 Nghiªn cøu ®éng lùc häc cña liªn hîp m¸y kÐo BS 12 40 khi lµm ®Êt víi cµy trô mét lìi 4.1 Nh÷ng gi¶ thiÕt ban ®Çu 40 4. Lùc vµ m« men t¸c ®éng lªn liªn liªn hîp m¸y 45 4. X¸c ®Þnh lùc ph¸ ®Êt 50 4.
X¸c ®Þnh c¾t ®Êt t¹i c¹nh lìi cµy PC12 56 4. X¸c ®Þnh lùc c¶n t¹i trô cµy 57 4. X¸c ®Þnh tæng lùc c¶n t¹o r·nh ®Êt cña cµy trô 57 4. X¸c ®Þnh c¸c m« men t¸c dông lªn liªn hîp m¸y 58 4.
X¸c ®Þnh lùc b¸m cña b¸nh xe 60 4. X¸c ®Þnh ph¶n lùc tùa theo ph¬ng OY t¹i hai b¸nh vµ t¹i 63 cµy 4. Quü ®¹o cña liªn hîp m¸y khi cµy trªn sên dèc 65 4. X©y dùng ph¬ng tr×nh vi ph©n chuyÓn ®éng cña liªn hîp 65 m¸y 4.
X©y dùng hÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c 66 4. KÕt qu¶ gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n b»ng phÇn mÒn 67 Matlab KÕt luËn vµ ®Ò xuÊt 75 Tµi liÖu tham kh¶o 76 Phô lôc 79 C¸c ký hiÖu dïng trong luËn v¨n Ký hiÖu Tªn gäi §¬n vÞ LHM Liªn hîp m¸y BS 12 B«ng Sen 12 G Khèi lîng m¸y kÐo BS 12 kg Pf Lùc c¶n l¨n cña ®Êt t¸c ®éng lªn b¸nh xe N Pw Lùc c¶n cña kh«ng khÝ N Pj Lùc c¶n qu¸n tÝnh N Fk Lùc kÐo tiÕp tuyÕn N Pi Lùc c¶n ®é dèc N M M« men quay ®éng c¬ N.m HiÖu suÊt truyÒn lùc r B¸n kÝnh lµm viÖc cña b¸nh chñ ®éng m i Tû sè truyÒn cña hÖ thèng truyÒn lùc Pki Lùc kÐo cña m¸y kÐo khi lµm viÖc ë sè truyÒn thø i N Fki Lùc kÐo tiÕp tuyÕn ë sè truyÒn thø i N α Gãc nghiªng ®Þa h×nh Radian f HÖ sè c¶n l¨n cña ®Êt Fb Lùc b¸m cña b¸nh chñ ®éng N Pk Lùc kÐo bé phËn lµm viÖc phÝa sau cña m¸y kÐo N Y1, Y2 Ph¶n lùc ph¸p tuyÕn t¸c ®éng vµo hai b¸nh xe N HÖ sè b¸m Z1, Z2 Ph¶n lùc tiÕp tuyÕn t¸c ®éng vµo b¸nh tríc vµ b¸nh N tú T Gãc nghiªng ®Þa h×nh khi tÝnh æn ®Þnh tÜnh ngang Radian n HÖ sè b¸m ngang GC Khèi lîng cña bé phËn cµy kg Mf1, Mf2 M« men c¶n l¨n t¸c ®éng vµo b¸nh tríc vµ b¸nh tú N.m ® Gãc nghiªng tÝnh æn ®Þnh ®éng Radian Plt Lùc ly t©m khi m¸y kÐo lµm viÖc trªn ®êng vßng N h ChiÒu cao träng t©m m¸y kÐo m g Gia tèc träng trêng m/s2 V VËn tèc m¸y kÐo km/h R B¸n kÝnh quay vßng m PC Lùc c¶n cµy N PC11 Lùc c¶n ph¸ t¹o r·nh ®Êt t¹i mòi cµy N PC12 Lùc c¾t t¹i ®¸y vµ c¹nh bªn t¹i mòi cµy N BiÕn d¹ng t¬ng ®èi 1 HÖ sè Poatsong 1 E M« ®un ®µn håi cña ®Êt N/m2 x, y, z øng suÊt theo ba ph¬ng trong hÖ täa ®é N/m2 øng suÊt ph¸p vu«ng gãc víi mÆt c¾t N/m2 ms Gãc ma s¸t trong cña ®Êt Radian C Lùc dÝnh ®¬n vÞ cña ®Êt N/m2 øng suÊt tiÕp t¹i mét mÆt c¾t nµo ®ã cña ®Êt N/m2 g øng suÊt ph¸p giíi h¹n cña ®Êt N/m2 Kho¶ng biÕn d¹ng tuyÖt ®èi theo ph¬ng vu«ng gãc h m víi mÆt lìi cµy br BÒ réng r·nh cµy cm Lîng biÕn d¹ng nÐn trªn mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi x m híng chuyÓn ®éng ox r øng suÊt chÝnh t¹i ®iÓm ®ang xÐt N/m2 PCN Lùc t¸c ®éng vu«ng gãc lªn toµn bé lìi cµy N P*CN Tæng lùc c¶n cña ®Êt t¸c ®éng lªn mÆt lìi cµy N Gãc ma s¸t gi÷a ®Êt víi lìi cµy Radian KC11 HÖ sè c¶n ph¸ ®Êt t¹i mòi cµy Kg HÖ sè c¶n riªng khi c¾t ®Êt bm BÒ réng thái ®Êt bÞ c¾t m Kr HÖ sè c¶n riªng cña ®Êt bÞ ph¸ vì trong r·nh cµy PCZ Lùc t¸c ®éng theo ph¬ng th¼ng ®øng t¹i lìi cµy N Pcld Ph¶n lùc tùa vu«ng gãc t¹i b¸nh phÝa thÊp N PclT Ph¶n lùc tùa vu«ng gãc t¹i b¸nh phÝa trªn N PCC Lùc c¶n l¨n ®Æt t¹i träng t©m liªn hîp m¸y N MCC M« men c¶n l¨n N.m Pb Lùc b¸m cña mÊu b¸m N HÖ sè lµm viÖc ®ång thêi cña cña c¸c mÊu b¸m Km Lùc c¶n riªng cña ®Êt víi mÊu b¸m N/cm2 Tæng diÖn tÝch h×nh chiÕu cña mÊu b¸m theo híng Sm m2 däc trôc ox nm Sè mÊu b¸m tiÕp xóc víi ®Êt bm, hm ChiÒu réng vµ chiÒu cao mÊu b¸m m P Y * Tæng c¸c lùc c¶n theo ph¬ng OY N PbYd Ph¶n lùc tèi ®a theo c¬ tÝnh ®Êt t¹i b¸nh N Mtd M« men g©y trît quay N.m MCqd M« men c¶n quay tèi ®a theo c¬ tÝnh cña ®Êt N.m P Y Tæng c¸c lùc g©y trît dèc N M C Tæng m« men g©y trît xoay N Vlt VËn tèc lý thuyÕt km/h M®k M« men ®iÒu khiÓn m¸y N.m J0 M« men qu¸n tÝnh cña liªn hîp m¸y kÐo kgm2 m Khèi lîng toµn liªn hîp m¸y kg Danh môc c¸c h×nh trong luËn v¨n TT Tªn h×nh Trang 1.1 M« h×nh m¸y kÐo theo Muller 8 1.2 M« h×nh m¸y kÐo theo Vogel 10 1.3 M« h×nh m¸y kÐo theo Bïi H¶i TriÒu 12 2.1 M« h×nh m¸y kÐo B«ng Sen 12 víi cµy trô mét lìi 21 S¬ ®å biÓu diÔn qu¸ tr×nh di chuyÓn lªn dèc cña liªn hîp 3.2 22 m¸y §å thÞ kh¶ n¨ng kÐo khi LHM kÐo BS 12 lµm viÖc trªn 3.3 24 ®êng ®Êt kh« §å thÞ kh¶ n¨ng kÐo khi LHM kÐo BS 12 lµm viÖc trªn 3.4 25 ®êng ®Êt Èm §å thÞ kh¶ n¨ng kÐo khi LHM kÐo BS 12 lµm viÖc trªn 3.5 25 ®êng ®Êt hoang hãa §å thÞ kh¶ n¨ng kÐo khi LHM kÐo BS 12 lµm viÖc trªn 3.6 26 ®êng ®Êt canh t¸c 3.7 S¬ ®å ph©n tÝch lùc t¸c dông lªn liªn hîp m¸y kÐo BS 12 27 §å thÞ kh¶ n¨ng b¸m cña liªn hîp m¸y kÐo BS 12 phô thuéc 3.9 S¬ ®å nghiªn cøu kh¶ n¨ng æn ®Þnh tÜnh däc 31 3.10 S¬ ®å nghiªn cøu kh¶ n¨ng æn ®Þnh tÜnh ngang 32 S¬ ®å nghiªn cøu kh¶ n¨ng æn ®Þnh khi liªn hîp m¸y di 3.11 35 chuyÓn lªn dèc vµ xuèng dèc 3.12 S¬ ®å nghiªn cøu kh¶ n¨ng æn ®Þnh ngang khi m¸y kÐo 37 quay vßng 4.1 S¬ ®å c¸c hÖ täa ®é trªn nÒn vµ liªn hîp m¸y kÐo 41 S¬ ®å tÝnh chuyÓn dÞch cña LHM kÐo BS 12 khi lµm ®Êt 4.2 45 trªn sên dèc 4.3 S¬ ®å ph©n tÝch c¸c lùc c¶n t¸c dông lªn liªn hîp m¸y 46 4.4 C¸c thµnh phÇn lùc t¸c ®éng lªn cµy trô 47 4.5 BiÓu ®å øng suÊt cña ®Êt 48 Lùc vµ øng suÊt cña bµi to¸n ph¼ng trong nöa kh«ng gian 4.7 S¬ ®å lµm viÖc cña mòi cµy vµ mÆt c¾t ngang r·nh ®Êt cµy 52 4.9 S¬ ®å tÝnh m« men c¶n l¨n cña LHM kÐo BS 12 58 4.11 S¬ ®å uèn ngang cña b¸nh m¸y kÐo 63 4.