Luận văn nghiên cứu khả năng làm việc của liên hợp máy kéo shibaura sd 2843 với thiết bị tời cáp cần treo gỗ khi vận xuất gỗ rừng trồng

Nước ta có nguồn tài nguyên rừng phong phú, đóng vai trò quan trọng trong kinh tế và môi trường. 89 trang · Trường Đại Học Lâm Nghiệp · 2010.

• Tác giả: Nguyễn Văn Tương
• Người hướng dẫn: TS. Lê Văn Thái
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Máy và Thiết Bị Cơ Giới Hóa Nông - Lâm Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Khả Năng Làm Việc Của Máy Kéo Shibaura SD 2843 Trong Vận Xuất Gỗ Rừng Trồng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tình hình tài nguyên rừng và đặc điểm rừng trồng nước ta

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Vận Xuất Gỗ Bằng Máy Kéo Shibaura

Nước ta có nguồn tài nguyên rừng phong phú, đóng vai trò quan trọng trong kinh tế và môi trường. Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân, diện tích rừng tự nhiên ngày càng suy giảm. Đảng và Nhà nước đã có nhiều chính sách khuyến khích trồng rừng, đặc biệt là dự án trồng mới 5 triệu ha rừng. Rừng trồng ngày càng quan trọng trong việc cung cấp gỗ cho nền kinh tế. Việc lựa chọn các loại máy móc, thiết bị phù hợp để vận xuất gỗ rừng trồng là vấn đề cấp thiết. Máy kéo Shibaura SD 2843 là một trong những lựa chọn phổ biến, đặc biệt khi kết hợp với thiết bị tời, cáp và cần treo gỗ. Nghiên cứu khả năng làm việc của liên hợp máy kéo này là cần thiết để hoàn thiện kết cấu và chọn chế độ làm việc hợp lý. Nghiên cứu này góp phần vào việc sử dụng hiệu quả gỗ rừng trồng.

1.1. Vai Trò Của Rừng Trồng Trong Nền Kinh Tế Quốc Dân

Rừng trồng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp gỗ cho nền kinh tế quốc dân. Gỗ và củi chủ yếu được lấy từ rừng trồng, được sử dụng làm nguyên liệu giấy, gỗ trụ mỏ, và cho công nghiệp chế biến gỗ. Đặc điểm của rừng trồng là phân tán, trữ lượng ít, đường xá nhỏ hẹp, địa hình dốc lớn và không đồng đều, gây khó khăn cho việc áp dụng cơ giới hóa. Do đó, việc nghiên cứu và lựa chọn thiết bị phù hợp là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả vận xuất gỗ.

1.2. Giới Thiệu Chung Về Máy Kéo Shibaura SD 2843

Máy kéo Shibaura SD 2843 là một trong những loại máy kéo cỡ nhỏ được sử dụng phổ biến trong sản xuất nông lâm nghiệp ở Việt Nam. Máy thường được kết hợp với các thiết bị chuyên dùng để vận chuyển và vận xuất gỗ rừng trồng, một công việc nặng nhọc và nguy hiểm. Nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng làm việc của liên hợp máy kéo Shibaura SD 2843 với thiết bị tời, cáp và cần treo gỗ để có cơ sở hoàn thiện kết cấu và chọn chế độ làm việc hợp lý.

II. Thách Thức Khi Vận Xuất Gỗ Rừng Trồng Giải Pháp Cách Khắc Phục

Việc vận xuất gỗ rừng trồng gặp nhiều thách thức do đặc điểm địa hình, điều kiện đường xá, và quy mô sản xuất nhỏ lẻ. Địa hình dốc, đường xá hẹp gây khó khăn cho việc di chuyển của máy móc. Khai thác không đại trà đòi hỏi sự linh hoạt và khả năng thích ứng của thiết bị. Việc sử dụng máy kéo Shibaura SD 2843 kết hợp với thiết bị tời, cáp và cần treo gỗ là một giải pháp tiềm năng. Tuy nhiên, cần nghiên cứu kỹ lưỡng về khả năng làm việc của liên hợp máy kéo để đảm bảo hiệu quả và an toàn. Cần tối ưu hóa hiệu quả vận xuất gỗ.

2.1. Địa Hình Điều Kiện Đường Xá Ảnh Hưởng Đến Năng Suất Máy Kéo

Địa hình dốc, đường xá nhỏ hẹp, và điều kiện thời tiết khắc nghiệt ảnh hưởng lớn đến năng suất máy kéo trong quá trình vận xuất gỗ. Độ dốc cao làm giảm khả năng kéo của máy, đường xá hẹp hạn chế khả năng di chuyển và quay đầu, và thời tiết xấu gây trơn trượt, nguy hiểm. Cần có các giải pháp kỹ thuật và tổ chức để khắc phục những khó khăn này, như cải tạo đường xá, lựa chọn máy kéo có công suất phù hợp, và đào tạo lái xe chuyên nghiệp.

2.2. An Toàn Lao Động Trong Quá Trình Vận Chuyển Gỗ Rừng Trồng

Quá trình vận chuyển gỗ rừng trồng tiềm ẩn nhiều nguy cơ tai nạn lao động, đặc biệt là khi sử dụng máy kéo và thiết bị tời, cáp. Cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn vận hành máy kéo, kiểm tra kỹ thuật trước khi sử dụng, sử dụng trang bị bảo hộ lao động đầy đủ, và đào tạo công nhân về kỹ thuật an toàn. Ngoài ra, cần có các biện pháp phòng ngừa tai nạn do cây đổ, cáp đứt, và lật xe.

2.3. Khó khăn trong việc Bảo Dưỡng Máy Kéo Shibaura

Việc bảo dưỡng máy kéo Shibaura cũng có những khó khăn riêng do địa hình rừng núi và sự phân tán của các khu rừng trồng. Việc tiếp cận các địa điểm bảo dưỡng có thể khó khăn, và việc vận chuyển phụ tùng thay thế cũng có thể tốn kém. Cần có kế hoạch bảo dưỡng định kỳ và chuẩn bị sẵn phụ tùng để đảm bảo máy kéo hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Khả Năng Làm Việc Máy Kéo Phân Tích Chi Tiết

Nghiên cứu khả năng làm việc máy kéo cần một phương pháp tiếp cận toàn diện, kết hợp lý thuyết và thực nghiệm. Cần thu thập và phân tích các dữ liệu về địa hình, loại gỗ, điều kiện thời tiết, và thông số kỹ thuật của máy kéo. Thực nghiệm cần được tiến hành trên các địa hình khác nhau, với các tải trọng khác nhau, để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của máy kéo. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để hoàn thiện kết cấu và chọn chế độ làm việc hợp lý cho liên hợp máy kéo. Cần đánh giá Shibaura SD 2843 thông số kỹ thuật.

3.1. Thu Thập Phân Tích Dữ Liệu Về Địa Hình Loại Gỗ

Việc thu thập và phân tích dữ liệu về địa hình và loại gỗ là bước quan trọng trong nghiên cứu. Cần đo đạc độ dốc, độ gồ ghề, và đặc điểm địa chất của địa hình. Đối với loại gỗ, cần xác định khối lượng riêng, độ ẩm, và kích thước trung bình. Dữ liệu này sẽ được sử dụng để tính toán lực kéo cần thiết và lựa chọn chế độ làm việc phù hợp cho máy kéo.

3.2. Thực Nghiệm Đánh Giá Hiệu Quả Vận Xuất Gỗ Trên Địa Hình Khác Nhau

Thực nghiệm cần được tiến hành trên các địa hình khác nhau, từ bằng phẳng đến dốc, để đánh giá hiệu quả vận xuất gỗ của máy kéo. Cần đo đạc thời gian vận chuyển, lượng nhiên liệu tiêu thụ, và mức độ trượt bánh của máy kéo. Kết quả thực nghiệm sẽ được sử dụng để so sánh hiệu quả của các chế độ làm việc khác nhau và xác định chế độ tối ưu.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Đánh Giá Hiệu Quả Vận Xuất Gỗ Bằng Shibaura SD 2843

Kết quả nghiên cứu cho thấy máy kéo Shibaura SD 2843 có khả năng làm việc tốt trong vận xuất gỗ rừng trồng, đặc biệt khi kết hợp với thiết bị tời, cáp và cần treo gỗ. Máy có khả năng kéo gỗ trên địa hình dốc, tiết kiệm nhiên liệu, và giảm thiểu tác động đến môi trường. Tuy nhiên, cần chú ý đến việc bảo dưỡng máy kéo và tuân thủ các quy định về an toàn lao động. Việc ứng dụng máy kéo trong lâm nghiệp cần được triển khai rộng rãi để nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.1. Tiêu Hao Nhiên Liệu Máy Kéo Shibaura SD 2843 Trong Điều Kiện Thực Tế

Trong điều kiện thực tế, tiêu hao nhiên liệu máy kéo Shibaura SD 2843 phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như địa hình, tải trọng, và chế độ làm việc. Nghiên cứu cho thấy mức tiêu hao nhiên liệu trung bình là X lít/giờ. Cần có các biện pháp tiết kiệm nhiên liệu, như bảo dưỡng máy kéo định kỳ, lựa chọn chế độ làm việc phù hợp, và đào tạo lái xe tiết kiệm nhiên liệu.

4.2. Đề Xuất Giải Pháp Nâng Cao Năng Suất Giảm Chi Phí Vận Xuất Gỗ

Để nâng cao năng suất và giảm chi phí vận xuất gỗ, cần có các giải pháp đồng bộ, bao gồm: cải tạo đường xá, lựa chọn máy kéo có công suất phù hợp, đào tạo lái xe chuyên nghiệp, áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý, và xây dựng hệ thống bảo dưỡng máy kéo hiệu quả. Ngoài ra, cần có các chính sách hỗ trợ tài chính cho các hộ gia đình và trang trại đầu tư vào máy móc và thiết bị.

4.3. So sánh hiệu quả so với các dòng máy kéo khác

Việc so sánh máy kéo Shibaura với các dòng khác cũng cần được xem xét. So với các loại máy kéo lớn, máy kéo Shibaura SD 2843 có ưu điểm về tính cơ động và khả năng làm việc trong không gian hẹp. So với các loại máy kéo nhỏ hơn, máy kéo Shibaura SD 2843 có ưu điểm về công suất và khả năng kéo.

V. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Máy Kéo Vận Chuyển Gỗ

Nghiên cứu đã đánh giá khả năng làm việc của máy kéo Shibaura SD 2843 trong vận xuất gỗ rừng trồng, cung cấp cơ sở khoa học cho việc hoàn thiện kết cấu và chọn chế độ làm việc hợp lý. Hướng nghiên cứu tiếp theo là tập trung vào việc tự động hóa quá trình vận xuất gỗ, phát triển các loại máy kéo thân thiện với môi trường, và nghiên cứu kinh nghiệm vận hành máy kéo trong các điều kiện khác nhau. Cần quan tâm đến độ bền máy kéo Shibaura SD 2843.

5.1. Đề Xuất Về Chính Sách Hỗ Trợ Phát Triển Cơ Giới Hóa Lâm Nghiệp

Để thúc đẩy phát triển cơ giới hóa lâm nghiệp, cần có các chính sách hỗ trợ tài chính cho các hộ gia đình và trang trại đầu tư vào máy móc và thiết bị. Cần có các chương trình đào tạo kỹ thuật cho công nhân, và xây dựng hệ thống tiêu chuẩn chất lượng cho máy móc và thiết bị lâm nghiệp.

5.2. Nghiên Cứu Phát Triển Các Loại Máy Kéo Vận Chuyển Gỗ Thân Thiện Với Môi Trường

Để giảm thiểu tác động đến môi trường, cần nghiên cứu phát triển các loại máy kéo vận chuyển gỗ thân thiện với môi trường, sử dụng nhiên liệu sạch, và giảm thiểu khí thải. Cần có các chính sách khuyến khích sử dụng các loại máy kéo thân thiện với môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Dự án trồng mới 5.000.000 ha rừng theo chủ trương của Nhà nước trong giai đoạn 1998–2010 đã thúc đẩy mạnh mẽ diện tích và sản lượng rừng trồng tại Việt Nam. Riêng vùng nguyên liệu giấy phía Bắc bao gồm các tỉnh Phú Thọ, Tuyên Quang, Yên Bái, Hà Giang và Vĩnh Phúc với 17 lâm trường đã đạt quy mô 235.797 ha, cung cấp ổn định bình quân 200.000 m³ gỗ mỗi năm cho Nhà máy Giấy Bãi Bằng. Cơ cấu loài cây chủ yếu gồm bồ đề chiếm 40%, mỡ chiếm 19%, thông chiếm 9% và bạch đàn chiếm 7%, cho sản lượng khai thác bình quân từ 70 đến 80 m³/ha ở chu kỳ 7–10 năm.

Đặc điểm của rừng trồng nước ta là phân tán, diện tích chia cắt, đường sá nhỏ hẹp và độ dốc đồi núi phổ biến từ 10° đến 20°. Trong quy trình khai thác gỗ ngắn, khâu vận xuất từ nơi chặt hạ ra bãi tập kết là công đoạn nặng nhọc, nguy hiểm và chiếm tỷ trọng chi phí cao. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Máy và thiết bị cơ giới hóa nông - lâm nghiệp (mã số 60 52 14) của tác giả Nguyễn Văn Tương, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Lê Văn Thái tại Trường Đại học Lâm nghiệp (bảo vệ năm 2010), đã giải quyết bài toán cấp thiết này.

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu xác định các thông số động lực học, đánh giá khả năng kéo bám và độ ổn định hướng chuyển động của liên hợp máy kéo bánh hơi Shibaura SD 2843 công suất 28 mã lực trang bị tời cáp và cần treo chữ A khi vận xuất gỗ theo phương pháp nửa lết trên sườn dốc 10°–15°. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để hoàn thiện kết cấu máy, giảm 25%–30% chi phí lao động thủ công và nâng cao 15% hiệu quả kinh tế trong sản xuất lâm nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng nguyên lý D'Alembert và phương trình vi phân Lagrange loại II trong cơ học giải tích để xây dựng mô hình toán học động lực học hệ nhiều vật cho liên hợp máy kéo. Kết hợp với lý thuyết ô tô máy kéo, tác giả phân tích sự truyền mômen xoắn từ động cơ điezen 3 xi lanh công suất cực đại 28 mã lực qua hệ thống truyền lực 4 tầng số đến các bánh xe chủ động, từ đó thiết lập phương trình cân bằng lực kéo tổng quát khi máy chuyển động không ổn định trên đường dốc.

Khung lý thuyết tập trung vào 4 khái niệm và mô hình then chốt:

• Phương pháp vận xuất nửa lết: Bó gỗ dài bình quân 11 m được nâng đầu lên độ cao 0,7 m tỳ vào cần treo chữ A, phần đuôi trượt trên mặt đất với hệ số ma sát trượt fg = 0,617 và hệ số phân bổ trọng lượng n = 0,3.
• Lực kéo tiếp tuyến cực đại: Lực tiếp tuyến sinh ra tại vùng tiếp xúc bánh xe với mặt đường, tính toán theo mômen động cơ và bán kính bánh xe sau r2 = 510 mm.
• Khả năng kéo bám: Tương quan giữa lực bám tiếp xúc và tổng lực cản Pc gồm lực cản lăn (hệ số f = 0,1), lực cản dốc theo trọng lượng toàn bộ G = 16.400 N và lực căng cáp tời T.
• Ổn định hướng lái: Đảm bảo phản lực pháp tuyến cầu trước Z1 không nhỏ hơn ngưỡng giới hạn an toàn Zcp = (0,15 - 0,20)G, tương ứng mức lực 2.460 N đến 3.280 N.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ các tuyến đường vận xuất đại diện tại khu rừng trồng Núi Luốt (Hà Tây) và các lâm trường nguyên liệu giấy tỉnh Vĩnh Phú trong giai đoạn 2009–2010.

Về cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu thực hiện khảo sát trắc diện mấp mô mặt đường với cỡ mẫu gồm 120 điểm đo cao độ trên chiều dài tuyến quan sát S0 tối thiểu 15 m (thỏa mãn điều kiện S0 lớn hơn hoặc bằng 10 lần bước sóng lớn nhất Smax với bước chia khoảng đo 0,05 m). Phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích được áp dụng trên các sườn đồi dốc 10°–20° có địa hình gợn sóng tự nhiên.

Dụng cụ và tiêu chuẩn kiểm định: Sử dụng máy thủy bình tự động Ni030 và mia đa năng để đo trắc diện vi mô mặt đường; áp dụng Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 1773-1991 để cân tĩnh xác định trọng lượng và tọa độ trọng tâm liên hợp máy với chiều dài cơ sở L = 1.500 mm, khoảng cách trọng tâm đến cầu sau b = 650 mm và chiều cao trọng tâm hg = 515 mm.

Lý do lựa chọn phương pháp giải tích tuyến tính kết hợp thống kê toán học: Do liên hợp máy di chuyển ở tốc độ chậm từ 1,75 km/h đến 7,12 km/h trên nền đất đồi, các dao động kích động không gây mất liên kết giữa bánh xe với mặt đường. Phương pháp giải tích tuyến tính cho phép tìm nghiệm chính xác của phương trình vi phân chuyển động, đồng thời xử lý nhanh các đặc trưng thống kê như kỳ vọng toán học, phương sai và mật độ phổ với độ tin cậy cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã xác định các thông số kỹ thuật và động lực học cốt lõi:

• Đặc trưng trắc diện mấp mô mặt đường: Mặt đường vận xuất dạng sóng điều hòa có biên độ mấp mô h0 biến thiên từ 1,8 cm đến 8,0 cm và bước sóng S0 từ 0,6 m đến 1,5 m. Dạng mặt đường điển hình tại Núi Luốt có h0 = 4,0 cm, bước sóng S0 = 1,0 m với phương sai DS = 7,904 cm², tương ứng tần số kích động góc 6,28 rad/s ở vận tốc 1,0 m/s.
• Giới hạn lực kéo tiếp tuyến và điều kiện bám: Lực kéo tiếp tuyến cực đại của máy kéo Shibaura SD 2843 tính theo mômen động cơ tại tay số 2 tầng 3 (tỷ số truyền i = 70,17, vận tốc 7,12 km/h) đạt Pkmax = 9.136,94 N. Trong khi đó, lực kéo tính theo khả năng bám của lốp trên nền đất đạt Pkmaxx = 18.463,13 N (cao hơn 102% so với lực kéo động cơ). Điều này khẳng định khả năng làm việc của máy kéo bị giới hạn bởi công suất động cơ chứ không bị trượt quay bánh xe.
• Quy luật biến thiên góc kéo và lực căng cáp: Góc nghiêng của dây cáp với mặt đường giảm từ 74,16° khi độ dốc bằng 0° xuống 57,00° khi độ dốc bằng 15° và 52,00° khi độ dốc bằng 20°. Với tải trọng kéo Q = 4.500 N trên dốc 15°, lực căng dây cáp tời đạt T = 10.660,25 N.
• Động lực học phản lực cầu trước và tính ổn định lái: Phản lực pháp tuyến cầu trước biến thiên theo phương trình Z1 = 6.694 - 1,11T. Tại độ dốc 15° với tải trọng 4.500 N, giá trị Z1 duy trì ở mức 5.200 N, cao hơn 58,5% so với ngưỡng mất lái nguy hiểm Zcp = 3.280 N.

Thảo luận kết quả

Khi liên hợp máy kéo gỗ lên dốc, lực căng dây cáp tời và lực cản kéo gỗ tạo nên mômen lật làm chuyển dịch trọng lượng về phía cầu sau, khiến phản lực cầu sau Z2 tăng từ 8.000 N lên trên 11.500 N, đồng thời làm giảm phản lực cầu trước Z1. Tuy nhiên, nhờ máy kéo Shibaura SD 2843 có 2 cầu chủ động (4x4), khoảng sáng gầm cầu trước 280 mm và cầu sau 340 mm cùng chiều dài cơ sở L = 1.500 mm hợp lý, liên hợp máy vẫn duy trì lực bám vượt trội và đảm bảo ổn định hướng, không xảy ra hiện tượng bốc đầu hay trượt lật.

So với máy kéo bánh xích TDT-55 tiêu tốn 18–22 lít nhiên liệu mỗi ca và làm xới tung tầng đất mặt, liên hợp Shibaura SD 2843 bánh hơi giúp giảm 45% suất tiêu hao nhiên liệu và giảm 60% mức độ xáo xới đất rừng. So với máy kéo nông nghiệp một cầu DFH-180, khả năng vượt dốc an toàn tăng từ 8° lên 15°–20°.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua đồ thị quan hệ lực căng cáp theo độ dốc và tải trọng T = f(alpha, Q), cùng đồ thị phản lực cầu trước Z1 = f(alpha, Q). Việc lập bảng tra cứu thông số tải trọng chuyến tương ứng với từng cấp độ dốc từ 0° đến 20° giúp cán bộ kỹ thuật và lái máy tại hiện trường tra cứu tức thì chế độ tải an toàn mà không cần tính toán phức tạp.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả tính toán động lực học, tác giả đề xuất 4 giải pháp đồng bộ:

• Khống chế định mức tải trọng chuyến theo độ dốc địa hình: Ban quản lý lâm trường và các chủ rừng cần quy định tải trọng chuyến kéo gỗ tối đa không quá 4.500 N (tương đương 0,50 - 0,55 m³ gỗ) khi làm việc trên sườn dốc 10°–15°. Khi độ dốc tăng lên 16°–20°, tải trọng chuyến bắt buộc giảm xuống dưới 3.500 N (khoảng 0,35 - 0,40 m³ gỗ) nhằm đảm bảo phản lực cầu trước Z1 luôn lớn hơn hoặc bằng 0,2G (3.280 N); áp dụng ngay trong quý I năm 2011.
• Cải tiến kết cấu cụm tời cáp và phanh hãm: Đội ngũ kỹ sư cơ điện tại các xưởng cơ khí lâm nghiệp cần hoàn thiện tang tời quấn 80–100 m cáp thép đường kính 10 mm, lắp bổ sung ly hợp vấu đóng mở nhẹ nhàng và cơ cấu khóa cóc hãm tự động chịu lực kéo 3.940 N, giúp giảm 15% thời gian gài ngắt ly hợp trong 6 tháng đầu năm 2011.
• Bổ sung đối trọng phụ trợ tại cản trước máy kéo: Các đơn vị khai thác cần gia công lắp thêm khối đối trọng kim loại từ 500 N đến 700 N (khoảng 50–70 kg) tại đầu máy kéo Shibaura SD 2843 khi thường xuyên vận hành trên sườn dốc trên 15°, giúp tăng 20% áp lực bám cho bánh trước và nâng cao độ an toàn lái trong quý II năm 2011.
• Chuẩn hóa quy cách thi công tuyến đường vận xuất: Hợp tác xã và đơn vị khai thác cần dùng máy ủi san gạt mặt đường tạm thời, duy trì bề rộng tối thiểu 2,5 m, dọn sạch gốc cây và khống chế độ mấp mô h0 không vượt quá 4,0 cm trước mùa thu hoạch chính, hoàn thành định kỳ trước tháng 9 hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn thạc sĩ của tác giả Nguyễn Văn Tương mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng:

• Học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Cơ giới hóa Nông Lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp xây dựng hệ phương trình vi phân Lagrange loại II, thuật toán mô hình hóa động lực học hệ nhiều vật và phương pháp giải tích xác định phản lực pháp tuyến Z1, Z2 phục vụ nghiên cứu chuyên sâu.
• Kỹ sư thiết kế máy tại các viện nghiên cứu và nhà máy cơ khí lâm nghiệp: Khai thác các thông số kết cấu thực nghiệm gồm công suất 28 mã lực, tỷ số truyền i = 70,17, lực kéo cáp 3.940 N, hệ số ma sát đất fg = 0,617 để thiết kế chế tạo các bộ tời cáp và cần treo phụ trợ cho máy kéo nông nghiệp.
• Cán bộ kỹ thuật và quản lý khai thác tại các lâm trường, công ty lâm nghiệp: Ứng dụng bảng định mức tải trọng chuyến 3.500–4.500 N và biểu đồ dốc để lập quy trình khai thác an toàn, giảm 30% nguy cơ sự cố kỹ thuật trong khâu vận xuất gỗ nguyên liệu.
• Chủ trang trại rừng trồng và hợp tác xã cơ giới hóa nông thôn: Vận dụng giải pháp hoán cải máy kéo nông nghiệp Shibaura SD 2843 sẵn có để khai thác gỗ mùa nông nhàn, nâng cao 20%–25% hiệu suất sử dụng vốn máy móc và tăng thu nhập cho người lao động.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao máy kéo bánh hơi Shibaura SD 2843 lại ưu việt hơn máy kéo bánh xích khi vận xuất gỗ rừng trồng? Máy kéo Shibaura SD 2843 có kích thước nhỏ gọn 3460x1250x1800 mm, dẫn động 2 cầu chủ động (4x4) và sử dụng lốp bánh hơi. Nhờ đó, máy đạt vận tốc di chuyển 7,12 km/h, bán kính quay vòng hẹp, tiết kiệm 45% nhiên liệu và giảm 60% mức độ phá hủy đất đồi so với máy kéo bánh xích nặng 5–8 tấn.

Phương pháp vận xuất gỗ nửa lết mang lại lợi ích kỹ thuật gì nổi bật? Phương pháp nửa lết nâng đầu bó gỗ cách mặt đất 0,7 m nhờ cần treo chữ A, giúp giảm hệ số phân bổ trọng lượng tỳ lên đất xuống n = 0,3. Điều này làm giảm trên 50% lực cản ma sát trượt so với kéo lết toàn phần, giúp máy tiết kiệm 15%–20% công suất động cơ và hạn chế đất đá bám vào thân gỗ.

Khả năng làm việc của liên hợp máy trên dốc 15° bị giới hạn bởi yếu tố nào? Khả năng làm việc của liên hợp máy bị giới hạn trực tiếp bởi công suất động cơ 28 mã lực với lực kéo tiếp tuyến Pkmax = 9.136,94 N, thấp hơn nhiều so với lực bám cực đại của lốp Pkmaxx = 18.463,13 N. Do đó, bánh xe không bị trượt quay và chỉ cần khống chế tải trọng chuyến dưới 4.500 N để tránh quá tải động cơ.

Dấu hiệu nào cảnh báo liên hợp máy kéo đang rơi vào trạng thái mất an toàn lái? Hiện tượng mất ổn định hướng lái xảy ra khi phản lực cầu trước Z1 giảm xuống dưới mức an toàn 0,2G (khoảng 3.280 N). Trong thực tế, khi đầu máy có hiện tượng bốc nhẹ, lốp trước trượt ngang hoặc tay lái bị mất cảm giác bám đường, người lái phải giảm ga và hạ thấp cáp tời ngay lập tức.

Hệ thống tời cáp chuyên dùng có thông số kỹ thuật ra sao để đảm bảo an toàn? Thiết bị tời cơ khí được dẫn động từ trục thu công suất qua bộ truyền xích, trang bị cáp thép chịu lực đường kính 10 mm dài 80–100 m. Cụm tời cung cấp lực kéo cáp thiết kế 3.940 N ở tốc độ cuộn 1,13 m/s, kết hợp phanh hãm bánh cóc giúp neo giữ bó gỗ chắc chắn trong suốt hành trình vận chuyển.

Kết luận

• Luận văn đã chứng minh tính khả thi kỹ thuật và hiệu quả kinh tế cao của liên hợp máy kéo Shibaura SD 2843 công suất 28 mã lực gắn tời cáp và cần treo chữ A trong khâu vận xuất gỗ rừng trồng trên sườn dốc 10°–15°.
• Xác lập thành công mô hình toán học giải tích xác định chính xác lực kéo tiếp tuyến cực đại Pkmax = 9.136,94 N và phương trình phản lực cầu trước Z1 = 6.694 - 1,11T.
• Xác định định mức tải trọng chuyến tối ưu từ 3.500 N đến 4.500 N (khoảng 0,35 - 0,55 m³ gỗ), đảm bảo phản lực cầu trước luôn lớn hơn ngưỡng an toàn 3.280 N (0,2G).
• Đề xuất giải pháp bổ sung đối trọng cản trước 500–700 N và nâng cấp phanh hãm cóc tự động cho tời cáp 100 m nhằm nâng cao 20% độ an toàn vận hành trên sườn dốc cao.
• Đóng góp luận cứ khoa học thực tiễn vững chắc cho việc tận dụng máy kéo nông nghiệp nhàn rỗi, phục vụ mục tiêu cơ giới hóa lâm nghiệp bền vững.

Đóng góp chính của công trình là hoàn thiện cơ sở lý thuyết động lực học và quy trình sử dụng liên hợp máy kéo bánh hơi cỡ nhỏ trong khai thác gỗ tại Việt Nam. Kế hoạch nghiên cứu tiếp theo trong giai đoạn 2011–2015 là phát triển cụm tời truyền động thủy lực và khảo nghiệm mở rộng trên các dòng máy kéo công suất 30–50 mã lực. Quý bạn đọc có thể liên hệ Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp để tra cứu toàn văn luận văn thạc sĩ mã số 60 52 14 nhằm ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình tài nguyên rừng và đặc điểm rừng trồng nước ta Rừng là bộ phận rất quan trọng đối với môi trường sinh thái của nước ta và nhiều nước trong khu vực. Rừng cung cấp một lượng gỗ, củi và các lâm sản khác với khối lượng lớn cho xã hội, đời sống và sản xuất của con người. Do nhiều nguyên nhân, rừng tự nhiên nước ta ngày càng bị thu hẹp, tài nguyên ngày càng cạn kiệt cả về số lượng và chất lượng. Để khôi phục và phát triển, sử dụng rừng có hiệu quả, Đảng và chính phủ đã có nhiều chính sách, chủ trương cấp bách nhằm khôi phục, phát triển rừng bền vững, tạo môi trường sinh thái tốt cho con người.

Nhà nước đã triển khai chương trình trồng 5 triệu ha rừng, chương trình này được bắt đầu triển khai từ năm1998 và kết thúc vào năm 2010. Chính sách giao đất, giao rừng tới hộ gia đình, trang trại…nhằm khai thác triệt để và hiệu quả tiềm năng to lớn về đất rừng, nhân lực, vốn, đồng thời phát huy cao độ tinh thần làm chủ với sự nghiệp bảo vệ, khôi phục, phát triển kinh doanh lợi dụng rừng đạt hiệu quả kinh tế cao mà vẫn đảm bảo môi trường sinh thái, phát triển mạnh trồng rừng, phủ xanh đất trống, đồi núi trọc, thực hiện đóng cửa rừng tự nhiên. Rừng được trồng trên mọi địa bàn từ đồng bằng, trung du và miền núi với nhiều chương trình, dự án, đã đem lại hiệu quả kinh tế thiết thực và môi trường. Rừng trồng với nhiều mục đích khác nhau như rừng đặc dụng, rừng sản xuất kinh doanh, rừng phòng hộ…Rừng được trồng trên các sườn đồi có độ dốc từ100 đến 200 , rừng trồng phân tán trên các địa hình và diện tích khác nhau.

Ngoài các lâm trường quốc doanh trồng rừng với qui mô lớn còn có các hợp tác xã, các hộ gia đình có rừng trồng phân tán trên những địa hình và diện tích khác nhau. Tập trung trên diện tích lớn nhất của rừng trồng phía bắc là rừng nguyên liệu giấy thuộc các tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc, Phú THọ, Yên Bái. Trong 17 lâm trường và trạm lâm nghiệp của công ty 4 nguyên liệu giấy đã có tổng diện tích 235.797 ha, trung bình hàng năm đã cung cấp 200.000 m 3 gỗ nguyên liệu cho nhà máy giấy Bãi Bằng. Các loại cây chủ yếu của rừng trồng nước ta hiện nay là: Bồ đề (40%), Mỡ (19%), Thông (9%), Bạch đàn (7%) và một số loại cây khác như Trám, keo…Tuổi khai thác từ 7 đến 10 năm cho đường kính từ 10 đến 20 cm, chiều cao bình quân 15 đến 20 m, với mật độ trung bình khi thu hoạch là 360 cây/ha, thể tích trung bình cây gỗ khoảng 0,2m 3 và sản lượng khai thác bình quân từ 70 đến 80m 3 /ha.

Rừng trồng ở miền Bắc nước ta có đặc điểm: Thuần loài, diện tích phân tán, cách đường vận chuyển không xa, độ dốc sườn đồi không lớn, ít dây leo bụi rậm. Chính từ những đặc điểm của rừng trồng trên đây để chúng ta lựa chọn công nghệ, thiết bị khai thác vận xuất gỗ phù hợp cho việc cơ giới hoá các khâu sản xuất kinh doanh rừng đạt hiệu quả kinh tế, xã hội. Công nghệ và thiết bị khai thác gỗ rừng trồng - Trên thế giới, có ba loại hình công nghệ khai thác, chủ yếu là:[17] + Công nghệ khai thác gỗ dài: Cây gỗ sau khi trặt hạ, cắt cành, ngọn được vận xuất ra bãi I hoặc bãi II. Sau đó cây gỗ được cắt khúc, phân loại sản phẩm và bốc lên phương tiện vận chuyển.