Luận án về tính năng kéo bám của hệ thống máy nông nghiệp tự hành

Trong sản xuất nông nghiệp, máy nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các công việc nặng… 173 trang · Học viện Nông nghiệp Việt Nam · 2015.

• Tác giả: Đào Hữu Đoàn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Quế
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Cơ điện
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Năng Kéo Bám Của Máy Nông Nghiệp Tự Hành
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
• 2. Mục tiêu nghiên cứu
• 3. Đối tượng nghiên cứu
• 4. Nhiệm vụ của luận án
• 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
• 6. Những đóng góp mới của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tính chất cơ lý của đất
• 1.1.1. Các tính chất vật lý của đất
• 1.1.2. Các tính chất cơ học của đất
• 1.2. Tổng quan về xích máy kéo nông nghiệp
• 1.3. Nghiên cứu trên thế giới về tính chất kéo bám của hệ thống di động xích
• 1.3.1. Phân bố ứng suất của đất dưới tải trọng xe
• 1.3.2. Ứng dụng của lý thuyết cân bằng dẻo đối với tương tác máy-đất
• 1.3.3. Phương pháp thực nghiệm xác định tính chất kéo bám của máy kéo xích
• 1.3.4. Xác định ứng suất và biến dạng của đất
• 1.3.5. Một số nghiên cứu về hệ thống di động xích mềm ở ngoài nước
• 1.3.6. Một số kết quả nghiên cứu về xe xích ở Việt Nam
• 1.3.7. Kết luận chương và nhiệm vụ của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nghiên cứu lý thuyết
• 2.1.1. Phương pháp mô hình hóa
• 2.1.2. Phương pháp xác định tính chất kéo bám máy kéo xích cứng
• 2.1.3. Phương pháp mô hình hóa xác định tính chất kéo bám của hệ thống di động xích mềm
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
• 2.2.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của nghiên cứu thực nghiệm
• 2.2.2. Thực nghiệm xác định các thông số đầu vào cho mô hình nghiên cứu lý thuyết
• 2.2.3. Nghiên cứu thực nghiệm xác định tính chất kéo bám của máy kéo xích với hệ thống di động xích cao su
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT KÉO BÁM CỦA MÁY KÉO XÍCH CAO SU
• 3.1. Mô hình vật lý
• 3.2. Mô hình toán
• 3.3. Mô hình xác định tính chất kéo bám của hệ thống di động xích cao su
• 3.3.1. Tính phân bố áp suất tiếp xúc dưới dải xích cao su p’i(X)
• 3.3.2. Tính lực đẩy P’k
• 3.3.3. Tính lực cản lăn P’f
• 3.3.4. Tính độ lệch của tâm áp lực e’0i
• 3.3.5. Phương trình cân bằng công suất và hiệu suất kéo
• 3.4. Khảo sát tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su thiết kế mới B2010
• 3.4.1. Thông số kỹ thuật của xe
• 3.4.2. Hệ số thực nghiệm phụ thuộc loại đất
• 3.4.3. Một số kết quả mô phỏng tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và sử dụng đến tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su
• 3.5.1. Ảnh hưởng của trọng lượng G
• 3.5.2. Ảnh hưởng của bề rộng dải xích B và chiều cao mấu xích h (B/h)
• 3.5.3. Ảnh hưởng của lực căng xích T0 đến chất lượng kéo bám
• 3.5.4. Ảnh hưởng của khoảng cách bánh đè xích lp đến chất lượng kéo bám
• 3.6. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 4.1. Xác định các thông số của mô hình đất
• 4.2. Xác định các thông số đầu vào cho mô hình nghiên cứu lý thuyết
• 4.3. Nghiên cứu thực nghiệm tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su B2010
• 4.3.1. Mô hình thí nghiệm
• 4.3.2. Mô hình vật lý
• 4.4. Thiết kế và chế tạo thiết bị lắp ráp dụng cụ đo mômen
• 4.5. Thiết bị chuyển đổi Analog – Digital (Card A/D) và phần mềm DASYLab
• 4.6. Quy trình thí nghiệm
• 4.7. Kết quả thí nghiệm
• 4.8. Tính toán các số liệu thí nghiệm
• 4.8.1. Xác định các thành phần lực, mô men và độ trượt
• 4.8.2. Xử lý số liệu
• 4.8.3. So sánh kết quả nghiên cứu lý thuyết với kết quả nghiên cứu thực nghiệm
• 4.9. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• 1. Kết luận
• 2. Đề nghị
• Danh mục công trình đã công bố liên quan đến luận án
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục

Tóm tắt

I. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Trong sản xuất nông nghiệp, máy nông nghiệp đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các công việc nặng nhọc. Máy kéo là nguồn động lực chính, giúp giảm chi phí lao động và tăng hiệu quả sản xuất. Đặc biệt, máy kéo xích có khả năng kéo bám tốt hơn so với máy kéo bánh, nhờ vào áp lực riêng trên đất nhỏ hơn. Điều này khiến chúng trở thành lựa chọn ưu việt cho các công việc trên nền đất yếu, nơi mà máy kéo bánh không thể hoạt động hiệu quả. Sự phát triển của công nghệ nông nghiệp và công nghệ tự động hóa đã dẫn đến việc sử dụng máy kéo xích cao su ngày càng phổ biến. Tuy nhiên, việc nhập khẩu máy kéo từ nước ngoài không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả do sự khác biệt về điều kiện sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam. Do đó, việc nghiên cứu và cải tiến thiết kế máy kéo nông nghiệp là cần thiết để phù hợp với đặc điểm địa hình và tính chất đất đai của từng vùng.

II. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là xây dựng chương trình tính toán để xác định tính năng kéo bám của máy nông nghiệp tự hành. Chương trình này sẽ cho phép khảo sát ảnh hưởng của các thông số kết cấu và sử dụng đến tính năng kéo bám của máy kéo xích. Việc này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất làm việc của máy kéo mà còn góp phần vào việc tối ưu hóa thiết kế và chế tạo máy nông nghiệp. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phân tích các yếu tố như trọng lượng, bề rộng dải xích, và lực căng xích, từ đó đưa ra các khuyến nghị cho việc cải tiến công nghệ nông nghiệp hiện tại.

III. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sẽ áp dụng các phương pháp lý thuyết và thực nghiệm để xác định tính năng kéo bám của máy kéo xích cao su. Phương pháp mô hình hóa sẽ được sử dụng để xây dựng các mô hình lý thuyết, từ đó xác định các thông số đầu vào cho nghiên cứu thực nghiệm. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện trên các loại đất khác nhau để đánh giá hiệu suất kéo và khả năng bám của máy kéo. Kết quả thu được sẽ được so sánh với các mô hình lý thuyết để xác định độ chính xác và tính khả thi của các phương pháp đã áp dụng. Điều này sẽ giúp cung cấp cái nhìn sâu sắc về công nghệ tự động hóa trong nông nghiệp và khả năng ứng dụng của nó trong thực tiễn.

IV. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng tính năng kéo bám của máy kéo xích cao su phụ thuộc vào nhiều yếu tố như trọng lượng, bề rộng dải xích và lực căng xích. Các thí nghiệm thực nghiệm đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất kéo của máy. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc sử dụng công nghệ nông nghiệp thông minh có thể giúp nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Các kết quả này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có thể được áp dụng thực tiễn trong việc thiết kế và chế tạo máy kéo nông nghiệp phù hợp với điều kiện sản xuất tại Việt Nam.

V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ đóng góp vào kho tàng tri thức về máy nông nghiệp mà còn có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc cải tiến thiết kế và chế tạo máy kéo xích. Việc xác định chính xác tính năng kéo bám sẽ giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa sản phẩm của mình, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Hơn nữa, nghiên cứu cũng góp phần vào việc phát triển công nghệ nông nghiệp tại Việt Nam, giúp đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về cơ giới hóa trong sản xuất nông nghiệp.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ kỹ thuật "Nghiên cứu tính năng kéo bám của hệ thống di động xích máy nông nghiệp tự hành" do nghiên cứu sinh Đào Hữu Đoàn thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Ngọc Quế và PGS. Nông Văn Vìn tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam (bảo vệ năm 2015). Công trình giải quyết bài toán cơ học tương tác giữa hệ thống di động xích cao su và nền đất nông nghiệp có độ ẩm cao tại Việt Nam.

Trong cơ cấu cơ giới hóa nông nghiệp, máy kéo là nguồn động lực thực hiện các khâu làm đất, gieo cấy, chăm sóc, thu hoạch và vận chuyển. Khác với ô tô chuyển động trên mạng lưới đường giao thông tiêu chuẩn, máy kéo nông nghiệp làm việc trực tiếp trên nền đất ruộng, chịu sự chi phối chặt chẽ của điều kiện địa hình, thời tiết, tính chất cơ lý của đất và tập quán canh tác từng vùng sinh thái. Tại Việt Nam, địa hình canh tác có tính đặc thù cao: vùng đồng bằng Bắc Bộ, duyên hải miền Trung và miền núi phía Bắc có diện tích đất canh tác phân tán, ruộng bậc thang hoặc ô thửa nhỏ; diện tích trồng lúa nước có nền đất yếu, độ ẩm cao và nhiều nơi là đất bùn lầy thụt. Máy kéo bánh lốp thường xuyên gặp hiện tượng trượt quay và lún lầy nghiêm trọng khi làm việc trong điều kiện này. Máy kéo xích kim loại truyền thống có khả năng kéo bám tốt và áp suất tiếp xúc riêng nhỏ hơn máy kéo bánh, song giá thành cao, trọng lượng bản thân lớn và kết cấu phức tạp. Sự xuất hiện của dải xích cao su dạng đai liên tục đem lại giải pháp giảm chi phí chế tạo, giảm rung động và tăng tính cơ động. Tuy nhiên, các dòng máy nhập khẩu chưa hoàn toàn tương thích với đồng ruộng trong nước, trong khi các công trình nghiên cứu nội địa về cơ chế tương tác và tính chất kéo bám của dải xích cao su còn thiếu tính đồng bộ và chưa được mô hình hóa toán học hoàn chỉnh.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án là xây dựng chương trình tính toán xác định tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su, cho phép khảo sát ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và điều kiện sử dụng đến tính chất kéo bám, từ đó góp phần hoàn thiện các thông số kết cấu đối với máy kéo xích cao su chế tạo trong nước.

Nhiệm vụ của luận án được xác định gồm 4 nội dung chính:

1. Nghiên cứu xây dựng mô hình vật lý và mô hình toán phản ánh tương tác giữa hệ thống di động xích cao su của máy kéo với đất nông nghiệp.
2. Mô phỏng tính chất kéo bám của hệ thống di động xích có kể đến các tính chất đặc trưng của đất cũng như các thông số kết cấu của máy.
3. Sử dụng phương pháp tính hiện đại với sự trợ giúp của máy tính số nhằm tăng khả năng khảo sát với nhiều phương án khác nhau khi thay đổi các thông số kết cấu và điều kiện sử dụng.
4. Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để xác định các thông số đầu vào cho mô hình toán và xác định tính chất kéo bám của máy kéo xích, từ đó kiểm chứng độ tin cậy và tính đúng đắn của mô hình nghiên cứu lý thuyết.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Tính chất kéo bám của hệ thống di động xích cao su trên mẫu máy kéo thử nghiệm thiết kế, chế tạo trong nước (ký hiệu B2010, công suất 30 mã lực).
• Phạm vi không gian và môi trường tương tác: Đất nông nghiệp phù sa sông Hồng (đặc trưng cho nhóm đất dính, độ ẩm cao, nền đất yếu của đồng bằng Bắc Bộ).
• Phạm vi thời gian và ứng dụng: Giai đoạn triển khai đề tài và dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ mã số B2013-11-04DA (2013–2014), nghiệm thu luận án năm 2015.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu trong luận án được phân tích theo các nhánh nghiên cứu quốc tế và trong nước về cơ học đất - máy:

Các nghiên cứu quốc tế:

• Nền tảng cơ học tương tác đất - máy (Terramechanics): Bekker (1956, 1960, 1969) đã đặt nền móng lý thuyết với các công trình kinh điển về lý thuyết biến dạng của đất, xác định ứng suất - biến dạng và phân tích hệ thống đất - máy. Wong (1980, 1984, 1986, 1989, 1992, 1994, 1997, 1999, 2001) cùng Wong và Irwin (1992) đã phát triển và hoàn thiện các mô hình toán học dự báo tính năng di động của phương tiện trên các địa hình khác nhau.
• Phân bố ứng suất và biến dạng đất: Sohne (1958) nghiên cứu phân bố ứng suất thẳng đứng trong môi trường đàn hồi nửa vô hạn dưới tải trọng xe; Terzaghi (1966) thiết lập lý thuyết khả năng chịu tải của đất với các hệ số sức chịu tải $N_c, N_q, N_\gamma$; Wills (1963), Osman (1964), Reece (1966), Janosi và Hanamoto (1983) đề xuất các phương trình thực nghiệm biểu diễn quan hệ ứng suất pháp - độ lún và ứng suất tiếp - biến dạng cắt; Rowland (1972, 1975) đề xuất chỉ số áp suất tối đa trung bình (MMP); WES cùng Rula và Nuttall (1971) phát triển phương pháp chỉ số nón (CI, RI, RCI, VCI).
• Tương tác xích mềm và xích bước ngắn: Cleare (1971), Fujii và cs. (1984), Sofiyan và cs. (1965), Sgiyama (1976), Toni (1976), Muro và O’Brien (2004) đã khảo sát sự phân bố áp suất dạng sóng dưới các bánh đè xích, quỹ đạo dịch chuyển của hạt đất và xây dựng mô hình số đánh giá lực kéo móc của xe xích quân sự và chuyên dụng (như xe M113).

Các nghiên cứu tại Việt Nam:

• Nghiên cứu cơ lý đất và máy nông nghiệp: Nguyễn Điền và Nguyễn Đăng Thân (1984), Nguyễn Đăng Thân (1980), Phạm Huê và Nguyễn Văn Hồng (1979), Trịnh Ngọc Vĩnh (1988, 1991), Bùi Thanh Hải (1995), Triệu Anh Tuấn và cs., Nguyễn Điền (1984a, 1984b, 1988, 1998), Đỗ Bằng và Nguyễn Công Mẫn (1987), Nguyễn Bảng (1995).
• Động lực học xe xích: Nguyễn Đình Tuấn (2008) mô phỏng động lực học chuyển động thẳng và quay vòng xe xích quân sự trên Matlab/Simulink; Đoàn Văn Thu (2010) khảo sát hiệu suất kéo của máy kéo xích kim loại D65A-8 khi làm việc với cày ngầm; Nguyễn Ngọc Quế (2010, 2012) chủ trì đề tài cấp Bộ về thiết kế chế tạo hệ thống di động dạng xích cho máy kéo nhỏ công suất 30 mã lực.

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết: Các công trình trong nước trước đây chủ yếu tập trung vào máy kéo bánh lốp (có gắn bánh lồng phụ) hoặc xe xích kim loại cỡ lớn (xích cứng, bước dài). Các mô hình phân tích tương tác đất - máy hầu hết sử dụng giả định tải trọng phân bố đều như móng cứng của Bekker. Chưa có công trình nào nghiên cứu toàn diện mối quan hệ tương tác giữa dải xích cao su (loại đai mềm liên tục) với đất nông nghiệp Việt Nam có độ ẩm cao, có xét đến các yếu tố kết cấu thực tế như lực căng ban đầu, khoảng cách bánh đè xích, kích thước mấu xích và hiện tượng lún trượt kết hợp.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án kết hợp phương pháp mô hình hóa lý thuyết (giải tích và mô phỏng số) với phương pháp nghiên cứu thực nghiệm chuyên sâu:

Khung lý thuyết và khái niệm sử dụng:

• Lý thuyết cơ học đất đàn hồi - dẻo và tiêu chuẩn phá hỏng Mohr-Coulomb: $\tau = c + \sigma \tan \varphi$, xác định độ bền chống cắt của đất qua lực dính biểu kiến $c$, ứng suất pháp $\sigma$ và góc ma sát trong $\varphi$.
• Lý thuyết sức chịu tải giới hạn của Terzaghi ứng dụng cho bản tựa xích: Xác định tải trọng giới hạn trên một đơn vị chiều dài $W_c = 2\gamma_s b^2 N_\gamma + 2bq N_q + 2bc N_c$ đối với phá hoại cắt tổng hợp và $W'c = \frac{2}{3}\gamma_s b^2 N'\gamma + 2bq N'_q + \frac{2}{3}bc N'_c$ đối với phá hoại cắt cục bộ trong đất yếu.
• Mô hình quan hệ nén lún và cắt trượt của đất: Hàm nén đất Bekker $p = (k_c/b + k_\varphi) z^n$, công thức số mũ của Nguyễn Điền $\sigma = (k_0/b + k_\phi) h^n$, hàm biến dạng cắt của Janosi - Hanamoto $\tau = (c + \sigma \tan \varphi)(1 - e^{-j/K})$ và phương trình cắt có đỉnh cực đại Wong $\tau = \tau_{\max} (j/K_\omega) e^{1 - j/K_\omega}$.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể:

1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Thiết lập mô hình vật lý và hệ phương trình vi phân / đại số mô tả tương tác dải xích mềm với đất biến dạng; xây dựng thuật toán số trên phần mềm MATLAB để giải phương trình phân bố áp suất tiếp xúc $p'_i(X)$, lực đẩy $P'_k$, lực cản lăn $P'f$, độ lệch tâm điểm đặt tải $e'{0i}$, cân bằng công suất ($E_1, E_2, E_3, E_4$) và hiệu suất kéo $\eta_k$.
2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm:
   • Thí nghiệm trong phòng và hiện trường xác định thông số đất: Sử dụng xuyên kế hình nón đo chỉ số nón ($CI, RI, RCI$), thiết bị đo nén lún tĩnh ($s_0$), thiết bị kéo cắt dải xích mẫu và kéo khóa cứng dải xích trên xe để xác định các hệ số cơ lý đất ($k_1, k_2, n_1, n_2, c_0, c_1, c_2, a, mc, mf, K$).
   • Thí nghiệm khảo nghiệm máy kéo xích cao su B2010 trên đồng ruộng: Đo lực kéo móc bằng cảm biến lực Z4; đo mô men xoắn truyền tới dải xích thông qua cụm thiết bị đo mô men chế tạo riêng lắp trên hai trục trung gian có gối đỡ ổ bi; đo tốc độ quay của bánh sao chủ động bằng cảm biến quang học E3F3; thu thập và xử lý tín hiệu thông qua bộ thiết bị chuyển đổi HBM Spider 8, Card A/D và phần mềm chuyên dụng DASYLab.

Nguồn tư liệu và dữ liệu: Số liệu đo đạc thực nghiệm trực tiếp tại vùng đất phù sa sông Hồng trên mẫu máy kéo B2010; các thông số thiết kế kết cấu của dải xích cao su và hệ thống truyền lực của máy kéo thử nghiệm thuộc dự án cấp Bộ.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về tính chất cơ lý của đất, đặc điểm cấu tạo của hệ thống di động xích và tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan:

• Tính chất vật lý của đất: Luận án phân tích cấu trúc 3 pha của đất (hạt khoáng, nước, khí), xác lập các công thức xác định tỷ trọng thể tích tự nhiên $\gamma$, tỷ trọng no nước $\gamma_{sr}$, tỷ trọng đẩy nổi $\gamma_{dn}$, tỷ trọng khô $\gamma_d$, tỷ trọng riêng hạt $\gamma_s$, độ rỗng $n$, hệ số rỗng $e$, độ ẩm $w$ và độ bão hòa nước $S_r$. Quan hệ định lượng giữa các chỉ tiêu thể tích: $\gamma_{sr} > \gamma > \gamma_d > \gamma_{dn}$; hệ số rỗng $e > 0,70$ thể hiện đất yếu, khả năng chịu lực thấp.
• Tính chất cơ học của đất: Phân tích khả năng chống nén thông qua các mô hình tuyến tính $\sigma = kh$, mô hình số mũ của Nguyễn Điền $\sigma = (k_0/b + k_\phi) h^n$, mô hình tang hipebolic của Kasưghin $\sigma = \sigma_0 \tanh(kh/\sigma_0)$; khả năng chống cắt theo tiêu chuẩn Mohr-Coulomb $\tau = c + \sigma \tan \varphi$.
• Phân loại hệ thống di động xích: Phân biệt rõ xích cứng (bước xích dài, tỷ lệ đường kính bánh đè / bước xích khoảng 1,2, áp suất phân bố gần như đồng đều) và xích mềm (xích cao su đai liên tục hoặc xích bản lề bước ngắn, tỷ lệ đường kính bánh đè / bước xích từ 4 đến 6, áp suất tiếp xúc phân bố dạng sóng gợn, tập trung cao dưới các bánh đè).
• Điểm luận các phương pháp đánh giá tính cơ động: Phương pháp bán thực nghiệm dựa trên chỉ số nón ($CI, RCI, VCI$), phương pháp áp suất tối đa trung bình ($MMP$) của Rowland, phương pháp năng lượng và phương pháp số mô phỏng tương tác dải xích - đất của Wong.

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Chương 2 trình bày cấu trúc phương pháp luận và quy trình thực nghiệm nhằm thu thập dữ liệu đầu vào và kiểm chứng mô hình:

• Mô hình hóa lý thuyết: Phát triển phương pháp mô hình hóa tương tác dải xích mềm với đất biến dạng, phân tích vận tốc trượt $V_s$ của từng điểm tiếp xúc trên nhánh xích đặt trên nền đất lún.
• Xác định thông số đất đầu vào:
  • Phương pháp đo lún tĩnh: Tách thành hai miền biến dạng $s_0 \le h$ (độ lún nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao vấu xích $h$) và $s_0 > h$ (độ lún vượt quá chiều cao vấu xích).
  • Phương pháp đo cắt trượt và lún trượt: Kéo tấm xích mẫu và kéo toàn bộ dải xích bị khóa cứng với thân xe để thu thập đường cong quan hệ lực kéo $P_k$ - khoảng trượt của mấu xích $j$, cũng như xác định độ lún bổ sung do trượt $s_s$.
• Phương pháp khảo nghiệm hiện trường máy kéo B2010: Xây dựng sơ đồ đo đồng bộ trên đồng ruộng; kết nối cảm biến lực Z4, cảm biến mô men xoắn trục trung gian, cảm biến quang học E3F3 đo vòng quay với bộ thu nhận dữ liệu Spider 8 và máy tính số; lập trình khối đọc và xử lý số liệu trên môi trường DASYLab.

Chương 3 MÔ HÌNH LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT KÉO BÁM CỦA MÁY KÉO XÍCH CAO SU

Chương 3 thiết lập mô hình toán học giải tích và thực hiện mô phỏng số trên MATLAB cho máy kéo xích cao su B2010:

• Mô hình giải tích:
  • Phân bố áp suất tiếp xúc dưới dải xích $p'i(X)$, tính toán ứng suất pháp tĩnh $p{f0}, p_{r0}$ tại điểm đầu và điểm cuối dải xích.
  • Xác định tổng lực đẩy $P'k$ gồm các thành phần lực tác dụng lên đỉnh mấu và cạnh mấu của dải xích tại vùng bánh dẫn hướng ($P{fb}, P_{sf}$), vùng nhánh xích chính ($P_{mb}, P_{ms}$) và vùng bánh sau ($P_{rb}, P_{rs}$).
  • Xác định lực cản nén đất (lực cản lăn) $P'f$ và độ lệch tâm của tâm áp lực phản lực đất $e'{0i}$.
  • Thiết lập phương trình cân bằng công suất $E_1, E_2, E_3, E_4$ và xác định hiệu suất kéo $\eta_k = P_m V / (M_k \omega_k)$.
• Khảo sát các thông số kỹ thuật máy kéo B2010:

Thông số kỹ thuật	Ký hiệu	Giá trị / Đơn vị
Trọng lượng toàn bộ xe	$G$	$10507 - 13000\text{ N}$
Chiều dài tiếp xúc của dải xích	$L$	$1,20\text{ m}$
Bề rộng dải xích	$B$	$0,25\text{ m}$
Chiều cao vấu xích	$h$	$0,03\text{ m}$
Bước vấu xích	$t$	$0,09\text{ m}$
Bán kính bánh sao chủ động	$R_k$	$0,18\text{ m}$
Bán kính bánh dẫn hướng	$R_f$	$0,18\text{ m}$

• Kết quả mô phỏng ảnh hưởng của các yếu tố kết cấu và sử dụng:
  • Ảnh hưởng của trọng lượng $G$: Khi tăng trọng lượng $G$, lực đẩy $P_k$ và lực kéo có ích $P_m$ tăng theo nhưng độ lún đất $s_0$ và lực cản lăn $P_f$ cũng gia tăng; hiệu suất kéo $\eta_k$ đạt giá trị tối ưu tại dải độ trượt $\delta = 10 - 20%$.
  • Ảnh hưởng của tỷ lệ kích thước mấu xích ($B/h$): Bề rộng $B$ lớn làm giảm áp suất tiếp xúc trung bình, giảm lún và tăng khả năng bám trên đất yếu.
  • Ảnh hưởng của lực căng xích ban đầu $T_0$: Lực căng $T_0$ hợp lý làm giảm độ võng giữa các bánh đè, phân bố đều áp suất tiếp xúc, giảm đỉnh ứng suất cục bộ và nâng cao hiệu suất kéo.
  • Ảnh hưởng của khoảng cách giữa các bánh đè xích $l_p$: Giảm khoảng cách $l_p$ giúp phân bố tải trọng dọc theo dải xích đều hơn, giảm biên độ dao động áp suất dạng sóng.

Chương 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

Chương 4 trình bày các kết quả thực nghiệm đo đạc thông số đầu vào và khảo nghiệm hiện trường:

• Dữ liệu thực nghiệm xác định thông số đất:

Bảng dữ liệu thực nghiệm	Nội dung đo	Điều kiện thí nghiệm
Bảng 4.1	Độ lún tĩnh $s_0 \le h$	Đo áp suất - độ lún khi độ lún nhỏ hơn chiều cao mấu xích
Bảng 4.2	Độ lún tĩnh $s_0 > h$	Đo áp suất - độ lún khi vấu xích đã ngập hoàn toàn trong đất
Bảng 4.3	Lực kéo $P_k$ và khoảng trượt mấu xích $j$	Tải trọng pháp tuyến $G = 10507\text{ N}$
Bảng 4.4	Lực kéo $P_k$ và khoảng trượt mấu xích $j$	Tải trọng pháp tuyến $G = 13000\text{ N}$
Bảng 4.5	Độ lún trượt $s_s$	Đo độ lún gia tăng do tác động của mô men cắt trượt

• Xác định thông số kết cấu máy kéo B2010: Cân xác định tọa độ trọng tâm qua các phản lực $P_1, P_2$, chiều cao trọng tâm $h_g$, kiểm tra độ giãn dải xích đoạn $AB$.
• Chế tạo cụm đo mô men xoắn: Chế tạo giá đỡ và trục trung gian truyền động đai thang lắp gối đỡ 2 ổ bi, triệt tiêu lực uốn phụ tác dụng lên cảm biến mô men xoắn.
• Kết quả khảo nghiệm trên đất ruộng phù sa sông Hồng (mẫu thử nghiệm TN-03, tải trọng $G = 11530\text{ N}$):
  • Khi lực kéo ở móc $P_m$ tăng, độ trượt $\delta$ của dải xích tăng từ $5%$ lên trên $35%$.
  • Đường cong hiệu suất kéo $\eta_k$ theo độ trượt $\delta$ đạt giá trị cực đại trong khoảng độ trượt $\delta = 12 - 18%$, sau đó giảm khi độ trượt tăng cao do tổn thất năng lượng trượt cắt đất.
  • So sánh lý thuyết và thực nghiệm (Hình 4.23): Đường cong hiệu suất kéo $\eta_k$ xác định bằng mô phỏng lý thuyết trên MATLAB có dạng biến thiên tương đồng với số liệu đo thực nghiệm hiện trường, sai số nằm trong giới hạn cho phép của các bài toán cơ học đất - máy.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Các đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận:

1. Xây dựng hoàn chỉnh mô hình vật lý và mô hình toán tương tác giữa hệ thống di động xích cao su với đất nông nghiệp Việt Nam, phát triển trên cơ sở kế thừa có chọn lọc lý thuyết xích cứng của Bekker (1969) và xích kim loại bước ngắn của Wong (2001), Muro và O’Brien (2004).
2. Xây dựng chương trình mô phỏng số trên môi trường MATLAB, cho phép tính toán định lượng các chỉ tiêu kéo bám ($P_k, P_f, P_m, \eta_k$) và khảo sát sự thay đổi của chúng dưới tác động của các thông số kết cấu ($G, B, h, T_0, l_p$) và tính chất cơ lý đất.

Các đóng góp mới về mặt thực tiễn và ứng dụng:

1. Thiết kế, chế tạo và hoàn thiện hệ thống thiết bị đo thực nghiệm chuyên dụng (cụm trục trung gian đo mô men xoắn, tích hợp cảm biến lực Z4, cảm biến quang học E3F3, thiết bị Spider 8 và phần mềm DASYLab), giải quyết việc đo đạc mô men xoắn và lực kéo thực tế trên máy kéo làm việc ngoài đồng ruộng.
2. Xác định được bộ thông số cơ lý đặc trưng của đất phù sa sông Hồng (các hệ số nén lún, hệ số cắt trượt, hệ số lún trượt) phục vụ tính toán cho chuyên ngành máy kéo nông nghiệp.
3. Cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu tính toán ứng dụng trực tiếp vào việc hoàn thiện thiết kế, chế tạo máy kéo xích cao su công suất 30 mã lực trong dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ mã số B2013-11-04DA (2013–2014).

Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ luận án:

• Ứng dụng mô hình toán và chương trình máy tính đã xây dựng để kiểm tra, đánh giá tính phù hợp của các dòng máy kéo xích nhập ngoại trước khi đưa vào khai thác tại các vùng canh tác trong nước.
• Khi thiết kế máy kéo xích cao su cho vùng đồng bằng Bắc Bộ, cần lựa chọn lực căng ban đầu $T_0$ và khoảng cách bánh đè $l_p$ hợp lý nhằm hạn chế dao động sóng áp suất tiếp xúc, giảm lún và nâng cao hiệu suất kéo bám.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

• Phạm vi khảo nghiệm thực nghiệm mới chỉ thực hiện trên đối tượng đất phù sa sông Hồng ở vùng đồng bằng Bắc Bộ với một dải độ ẩm nhất định; chưa bao quát toàn diện các loại đất nông nghiệp đặc thù khác như đất đồi dốc trung du, đất phèn mặn Đồng bằng sông Cửu Long hoặc đất than bùn lầy thụt sâu.
• Mô hình lý thuyết chủ yếu khảo sát chế độ chuyển động thẳng ổn định, chưa xét đến các điều kiện động lực học phức tạp như chuyển động quay vòng trên đất yếu hoặc quá trình quá độ khi thay đổi tải trọng kéo đột ngột.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

1. Mở rộng việc xác định các hệ số cơ lý đất và khảo nghiệm tính năng kéo bám của máy kéo xích cao su trên nhiều loại đất nông nghiệp khác nhau trên phạm vi cả nước.
2. Phát triển mô hình toán học và chương trình mô phỏng cho quá trình quay vòng và động lực học chuyển động không ổn định của máy kéo xích cao su trên nền đất yếu.
3. Nghiên cứu bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu các thông số kết cấu hệ thống treo và dải xích cao su nhằm giảm thiểu lực cản chuyển động và tiết kiệm nhiên liệu.

---

Giá trị tham khảo

Luận án có giá trị tham khảo cho các đối tượng sau:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học thuộc các ngành Kỹ thuật Cơ khí, Kỹ thuật Cơ điện Nông nghiệp, Kỹ thuật Ô tô - Máy kéo và Cơ học đất ứng dụng: Tham khảo phương pháp luận mô hình hóa tương tác dải xích mềm - đất, kỹ thuật lập trình mô phỏng trên MATLAB và phương pháp xây dựng hệ thống đo lường động lực học hiện trường.
• Kỹ sư thiết kế và các cơ sở chế tạo máy nông nghiệp: Sử dụng các phương trình và thuật toán tính toán phân bố áp suất, lực đẩy, lực cản nén đất để lựa chọn kích thước dải xích, bố trí bánh đè xích và xác lập lực căng xích ban đầu cho các dòng máy kéo, máy gặt đập liên hợp bánh xích.
• Các cơ quan quản lý và kiểm định máy nông nghiệp: Tham khảo phương pháp đánh giá tính năng kéo bám để kiểm tra sự thích nghi của máy kéo xích nhập khẩu đối với điều kiện đồng ruộng Việt Nam.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án giải quyết vấn đề cốt lõi nào trong tương tác giữa dải xích cao su và đất nông nghiệp? Luận án giải quyết việc loại bỏ giả định phân bố áp suất đều (coi dải xích như móng cứng của Bekker) bằng cách thiết lập mô hình dải xích mềm liên tục. Mô hình này mô tả chính xác sự phân bố áp suất tiếp xúc dạng sóng dưới các bánh đè xích, tính toán đồng thời độ lún tĩnh, độ lún trượt và xác định chính xác các thành phần lực đẩy, lực cản nén đất và hiệu suất kéo.

2. Điểm khác biệt cơ bản giữa hệ thống xích cứng và xích cao su trong mô hình hóa là gì? Xích cứng bằng kim loại có bước xích dài, tỷ lệ đường kính bánh đè / bước xích nhỏ ($\approx 1,2$) và xoay tương đối qua các chốt xích. Trong khi đó, xích cao su dạng đai mềm liên tục có bước vấu ngắn, tỷ lệ đường kính bánh đè / bước xích lớn ($4 - 6$), uốn cong liên tục theo biên dạng đất lún và tạo ra sự tập trung ứng suất cục bộ dưới từng bánh đè.

3. Thiết bị đo thực nghiệm nào đã được chế tạo riêng để phục vụ nghiên cứu? Tác giả đã thiết kế và chế tạo cụm đồ gá đo mô men xoắn gồm hai trục trung gian lắp trên các gối đỡ ổ bi kết hợp bộ truyền đai thang. Kết cấu này giúp cảm biến mô men xoắn chỉ chịu mô men xoắn thuần túy từ động cơ truyền tới bánh sao chủ động, triệt tiêu hoàn toàn các lực uốn phụ phát sinh trong quá trình chuyển động trên đồng ruộng.

4. Khảo nghiệm trên mẫu máy kéo B2010 cho thấy hiệu suất kéo đạt tối ưu ở dải độ trượt nào? Kết quả khảo nghiệm thực nghiệm trên đất ruộng phù sa sông Hồng (với mẫu thử nghiệm tải trọng $G = 11530\text{ N}$) cho thấy hiệu suất kéo của bộ phận di động xích cao su đạt giá trị cực đại khi độ trượt của dải xích nằm trong khoảng $\delta = 12 - 18%$.

5. Kết quả của luận án đã được ứng dụng vào công trình hoặc dự án thực tế nào? Kết quả nghiên cứu của luận án đã được ứng dụng trực tiếp vào việc hoàn thiện tính toán, thiết kế và chế tạo máy kéo xích cao su công suất 30 mã lực thuộc dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ mang mã số B2013-11-04DA (giai đoạn 2013–2014).

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Đào Hữu Đoàn là công trình nghiên cứu hoàn chỉnh về tương tác cơ học giữa hệ thống di động xích cao su và đất nông nghiệp tại Việt Nam. Bằng việc kết hợp chặt chẽ giữa mô hình hóa lý thuyết trên MATLAB và khảo nghiệm thực nghiệm bằng thiết bị đo hiện đại trên mẫu máy kéo B2010, luận án đã làm sáng tỏ quy luật biến thiên của lực kéo, độ lún, độ trượt và hiệu suất kéo bám. Kết quả nghiên cứu đã cung cấp cơ sở khoa học phục vụ thiết kế, chế tạo máy kéo xích cao su công suất 30 mã lực trong nước, đồng thời đóng góp tài liệu tham khảo cho công tác đào tạo và nghiên cứu kỹ thuật cơ điện nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Tính chất cơ lý của đất 1. Các tính chất vật lý của đất 1. Thành phần của đất a) Hạt đất: Hạt đất là thành phần chủ yếu của đất.

Khi lực tác dụng bên ngoài lên mặt đất thì các hạt đất cũng chịu lực, lực được truyền rộng ra xa và xuống sâu. Tập hợp các hạt đất là khung cốt của đất. b) Nước trong đất: Nước là thành phần thứ hai của đất gọi là pha lỏng, thường có các dạng. Nước trong khoáng vật của hạt đất.

Nước kết hợp với mặt ngoài của hạt đất. Nước tự do. Các chỉ tiêu tính chất của đất a) Trọng lượng thể tích của đất - Tỉ trọng thể tích tự nhiên.1) V γ -Tỉ trọng thể tích của đát tự nhiên thường vào khoảng 12-20 kN/m 3 Q -Trọng lượng đất tự nhiên (kN), V -Thể tích đất tự nhiên (m3) - Trọng lượng thể tích no nước. Đó là trạng thái mà các lỗ rỗng đều được lấp đầy bởi nước.

Đất chỉ còn hai thành phần là hạt và nước. Qsr Q + Q'ω γ sr = = kN / m 3 (1.2) V V Trong đó Qsr là trọng lượng đất no nước, Q’ω là trọng lượng nước lấp đầy lỗ trống, - Trọng lượng thể tích đẩy nổi: 6 Trọng lượng thể tích đẩy nổi là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất ở dưới nước. Qs − γ ω Vs γ dn = (kN / m 3 ) (1.3) V γω −Trọng lượng đơn vị của nước , Qs –Trọng lượng của hạt đất, Vs –Thể tích của hạt đất. - Trọng lượng thể tích khô Trọng lượng thể tích khô γd là trọng lượng của hạt đất trong một đơn vị thể tích đất.4) V Có thể thấy rằng đối với cùng một loại đất: γsr > γ > γd > γdn - Trọng lượng riêng hạt.

Trọng lượng riêng hạt γs là trọng lượng của một đơn vị thể tích hạt (không có lỗ rỗng).5) γs= , kN / m 3 Vs b) Độ rỗng và hệ số độ rỗng của đất Độ rỗng n là tỷ số thể tích phần rỗng Vr so với thể tích toàn bộ mẫu đất V.6) V Hệ số rỗng e là tỷ số thể tích phần rỗng Vr so với thể tích phần hạt của mẫu đất Vs.7) Vs Giữa hai chỉ tiêu này có liên hệ sau: e n n= ; e= (1 + e) (1 − n) Đất có độ rỗng càng lớn thì cường độ chịu lực càng nhỏ và biến dạng càng lớn. Vì vậy khi nghiên cứu chỉ tiêu độ rỗng ta cũng có thể sơ bộ biết tính chất đất 7 e<0,50 Độ rỗng nhỏ e=0,50 - 0,70 Độ rỗng thường gặp e>0,70 Độ rỗng lớn, đất yếu c) Độ ẩm và độ bão hòa nước của đất. - Độ ẩm của đất w còn gọi là hàm lượng nước, đó là tỷ số giữa trọng lượng nước Qw ở trong mẫu đất với trọng lượng phần hạt của mẫu Qs.8) w= 100% QS Để xác định độ ẩm của đất người ta làm thí nghiệm trong phòng - Độ bão hòa nước: Độ bão hòa Sr là tỷ số thể tích nước trong đất với thể tích lỗ rỗng của đất: Vw Sr = (1.9) Vr Khi Sr=0 -Đất khô Khi 0<Sr<1 -Đất ở trạng thái 3 pha Khi Sr=1 -Đất bão hòa nước 1. Các tính chất cơ học của đất 1.

Khả năng chống nén của đất Để nghiên cứu khả năng chống nén của đất thường người ta sử dụng thiết bị chuẩn để ép đầu đo vào trong đất (hình 1. N σ σmax σ0 h I II II N s σ = 0 h* h S S a) b) Hình 1. a) Thiết bị đo độ chặt của đất , b) Đặc tính nén của đất 8 Quan hệ giữa ứng suất pháp tuyến σ và biến dạng h trong quá trình nén được thể hiện trên hình 1. Giá trị cực đại σmax và độ sâu tương ứng là h* phụ thuộc vào loại đất và trạng thái vật lý của đất.

Do vậy σmax thường được sử dụng để đánh giá khả năng chống nén hay khả năng mang tải của đất (Xưtôvich, 1983; Đỗ Bằng và Nguyễn Công Mẫn, 1987). Khi chỉ nghiên cứu vùng quan hệ tuyến tính có thể sử dụng công thức đơn giản nhất: σ = kh, (1.10) Trong đó k - hệ số biến dạng thể tích, N/m3 , phụ thuộc vào tính chất cơ lý của đất; h- chiều sâu lún của đầu đo. Khí xét mối quan hệ đầy đủ giữa ứng suất và biến dạng, nhiều tác giả đã đưa ra các quan hệ sau: Nguyễn Điền (1998) đã đề xuất hàm số mũ: k  σ =  0 + kϕ  h n (1.11) b  Trong đó: k0 là hệ số bám, N/m1+n ; b − đường kính đầu đo, m; kϕ − hệ số ma sát trong của đất, N/m2+n; n − chỉ số mũ; h- độ biến dạng của đất, m. Theo Kasưghin (1969) đường cong nén đất được mô tả theo hàm tang hipebolic sẽ phù hợp với thực tế hơn, cụ thể ông đã đề xuất công thức.12) σ0 Trong đó: σ0 là ứng suất giới hạn của đất khi nén đất bằng đầu đo, Pa; k − hế số biến dạng thể tích, N/m3; h- độ biến dạng của đất.

Khả năng chống cắt của đất Các yếu tố cơ bản để tạo ra lực chống cắt của đất là các thành phần lực liên kết phân tử và lực liên kết do sức căng bề mặt và lực nội ma sát trong đất (Nguyễn Bảng, 1995). Quá trình cắt đất được mô tả như hình 1.2 trong đó mối quan hệ giữa biến dạng δ và ứng suất tiếp τ có dạng như đồ thị trên hình 1. 9 Đối với đất chặt, ứng suất tiếp đạt cực đại τmax tại δ0, sau đó giảm dần đến một giá trị tới hạn nào đó τ δ 1 rồi xẩy ra trượt hoàn toàn (đường đồ thị số 1). a) Sơ đồ thí nghiệm cắt đất trong hộp kín khi chưa tác động lực kéo, b) Khi tác động lực kéo, c) Đặc tính cắt đất , 1− đối với đất chặt; 2− đối với đất xốp τmax=τn τmax=τδ τ τδ 1 τδ 2 τc =τ0 + σfδ τ0 0 ∆0 ∆ 0 σ a) b) Hình 1.

a) Sự phụ thuộc ứng suất tiếp vào biến dạng 1− đất chặt; 2− đất dẻo, b) Sự phụ thuộc ứng suất tiếp giới hạn τδ vào ứng suất pháp σ Đối với đất xốp thì ứng suất tiếp τ tăng dần đến giá trị cực đại τmax2 rồi xẩy ra hiện tượng trượt hoàn toàn, nghĩa là giá trị tới hạn bằng giá trị cực đại τδ2 = τmax2. Phân loại đất Có nhiều cách phân loại đất tùy theo yêu cầu sử dụng. Theo yêu cầu của đề tài nghiên cứu về tương tác xích đất có thể phân loại đất như sau: - Đất rời : Nếu đất gồm những hạt đường kính lớn không có hạt nhỏ thì các hạt rời rạc, hạt nọ tựa lên hạt kia, giữa chúng chỉ có lực ma sát mặt ngoài với nhau, khi có tác dụng lực dầm nén thì chúng chêm chặt với nhau. Đó là các loại đất cát, cuội, sỏi ta gọi chung là đất rời.

- Đất dính: Nếu trong đất lẫn các hạt sét hoặc hạt keo đến một mức nào đó thì sẽ có lực dính kết các hạt thành một khối, các hoại đất như vậy ta gọi chung là đất dính. Hai loại đất này có sự khác biệt về ma sát trong và lực kết dính. Đất nông nghiệp Theo cách phân loại trên thì đất nông nghiệp hầu hết thuộc loại đất dính. Đất nông nghiệp ở Việt Nam có đất đồng bằng, đất trung du và đất miền núi.

Đất đồng bằng chủ yếu là lưu vực sông lớn như sông Hồng, Sông Cửu long và một số ở miền trung. Đất đồng bằng chủ yếu là đất phù sa, đất kết dính, đất đồng bằng phù hợp với cơ giới hóa vì bằng phẳng và rộng lớn. Đất trung du thường có độ dốc từ thấp tới trung bình, diện tích các thửa ruộng thường hẹp, đất thường là đất cát pha, đất sét pha, máy canh tác trên đất trung du vì thế chỉ phù hợp với máy nhỏ công suất thấp. Đất miền núi có độ dốc cao đất nông nghiệp thường là các ruộng bậc thang, hoặc hình thành ở các thung lũng, đất chủ yếu là sét pha và cát pha, đất miền núi ở vùng Tây nguyên có khu vực tạo thành cao nguyên chủ yếu để trông cây công nghiệp phù hợp với cơ giới hóa nông nghiệp.

Tổng quan về xích máy kéo nông nghiệp Máy kéo xích sử dụng trong nông nghiệp để thực hiện các công việc như làm đất, gieo trồng, thu hoạch, san phẳng đồng ruộng và một số công việc đặc thù khác. Máy kéo xích sử dụng trong nông nghiệp có nhiều loại tùy theo cách phân loại có các cách gọi khác nhau. Phân theo kích cỡ và công suất có loại lớn, loại trung, và loại nhỏ. 11 Phân theo hệ thống di động có xe xích cứng và xe xích mềm sau đây là phần giới thiệu đặc điểm cấu tạo của loại xích cứng và xích mềm.

Xích cứng Loại dải xích-nhiều bánh đè theo Wong J. (1985) có bước xích dài là một ví dụ của loại dải xích cứng hoàn toàn. Đây là loại hệ thống xích có tỷ lệ đường kính bánh đè trên bước xích thấp bằng 1,2 và tỷ lệ khoảng cách bánh đè trên bước xích thường là 1,5. Khi nghiên cứu tương tác giữa xích cứng với nền đất để đơn giản hóa các tác giả đã giả định dải xích cứng tiếp xúc với nền đất được coi như một móng cứng vì vậy áp suất tiếp xúc phân bố dưới hệ thống dải xích cứng là đều và kết quả là xe xích cứng chủ yếu được thiết kế với mục đích sử dụng khi cần khắc phục các lực kéo lớn mở móc, khi san ủi hoặc sử dụng trên đất độ ẩm cao.

Xích mềm Đối với máy kéo tốc độ cao phổ biến có hệ thống xích mềm. Hệ thống treo các bánh đè xích có nhiều cách bố trí khác nhau. Phân bố áp suất tiếp xúc dưới hệ thống xích theo sự phân bố gợn sóng với sự tập trung ứng suất tồn tại ngay dưới các bánh đè xích, kết quả là xe xích mềm có thể dùng tốt hơn trên các địa hình không bằng phẳng. Xích cao su khớp nối bản lề Nguồn: Anonymous (2013) Xe xích mềm cao su hoặc xích nối khớp bản lề với bước xích ngắn được dùng phổ biến.

Loại xích bước ngắn này thường có tỉ lệ của đường kính bánh đè 12 xích trên bước xích trong khoảng từ 4 đến 6, tỉ lệ của khoảng cách bánh đè xích trên bước xích từ 4 đến 7 và tỉ lệ của đường kính chia bánh sao trên bước xích thường dưới 4. Xích đai cao su và xích nối bước ngắn được gọi là xích mềm. Và chúng có thể được coi như một đai mềm trong tương tác xích-đất.