Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về công nghệ và thiết bị vận chuyển gỗ Vận chuyển gỗ từ bãi tập trung trong rừng tới nơi tiêu thụ, nơi chế biến nào đó có thể thực hiện bằng đường ô tô, đường sắt, đường thủy. Công nghệ và thiết bị vận chuyển gỗ trên thế giới Hiện nay trên thế giới vận chuyển gỗ lâm sản chủ yếu bằng đường ô tô vì vận chuyển theo hình thức này khá cơ động và gía thành vận chuyển tương đối thấp so với hình thức vận chuyển khác. Hình thức vận chuyển bằng đường sắt, đường thủy chỉ được thực hiện tại những nơi có gần hệ thống sông suối, gần đường sắt công cộng.
Một số nước tiên tiến đã và đang sử dụng ô tô vận chuyển gỗ và lâm sản, các loại như: Xe tải 3 trục với rơ moóc 3 trục có tải trọng chuyến tương đối lớn đạt 35 - 40 m3. Xe tải 3 trục với rơ moóc 2 trục có tải trọng chuyến 30 - 35 m3 có mặt sàn của moóc phẳng khi sử dụng cho vận chuyển gỗ ngắn, mặt sàn làm bằng khung thép với các cột trống hai bên. Xe tải hai trục đơn loại này hiện nay trên thế giới sử dụng khá phổ biến cho vận chuyển gỗ rừng trồng ngắn, cắt khúc có tải trọng chuyến từ 10 - 15 m3. Phổ biến ở các nước phát triển như Mỹ, Canada.
có sử dụng xe tải hai trục đơn, ba trục đơn những loại xe này thường được trang bị một gía đỡ phụ một trục có bánh. Để vận chuyển gỗ dài một đầu gỗ được cố định trên giá đỡ phụ còn đầu kia cố định chặt trên xe tải, để xe di chuyển cơ động khi không tải thì giá đỡ phụ được thiết kế cơ cấu có thể nâng đặt trên sàn xe hoặc gập vào khung bằng thép đặc biệt ở phía sau xe. Những năm 1980 - 1995, Thụy Điển là một trong những nước sản xuất nhiều loại phương tiện bốc dỡ, vận chuyển gỗ đặc trưng nhất là hãng Volvo c 4 với đủ các chủng loại. Ngoài ra còn có hãng Allrouder và Hinght - HFT (Mỹ), hãng Arbro – lift (Canada).
Tại các nước Đông Âu trong thời điểm thập kỷ 90 sử dụng rất phổ biến các phương tiện tự bốc dỡ và vận chuyển gỗ cự ly trung bình, như: FMG 910 LOKOMO, PONSSE. Tại Châu Á như Myanma, Indonesia, Nhật Bản sử dụng chủ yếu loại PRAMI-TRAC của (Nhật Bản), các thiết bị trên có công suất 35 - 145 kW trọng tải từ 6 - 15 tấn, có ưu điểm tính năng việt dã cao, làm việc được trong điều kiện địa hình cũng như thời tiết khắc nghiệt. Trong vận chuyển gỗ cự ly dài trên thế giới sử dụng rất nhiều các loại xe kéo rơ moóc, xe vận tải chuyên dụng. Các loại xe này có công suất từ 100 - 240 mã lực, lực kéo lớn, cấu tạo gồm một đầu kéo và rơ moóc chở hàng dùng để vận chuyển gỗ lớn rừng tự nhiên, gỗ nguyên cây, gỗ nhỏ rừng trồng cắt khúc trên các tuyến đường lớn, đường nhánh.
Các loại xe này có rất nhiều nước sản xuất và sử dụng như hãng Bell 2WD, 4WD, T25 (Austraylia), Nissan TZA 52 (Nhật Bản), Scania L80, L81, L85, L110, LB81, LB86 (Thụy Điển), Maz 509A, Kpaz 255 (Liên Xô cũ), Praga V3S, S5T (Tiệp). Phương tiện vận tải thủy chủ yếu gồm các loại bè, mảng, ca nô, xà lan. Hiện nay trên thế giới rất ít sử dụng, hầu như là không sử dụng nữa do nhiều nhược điểm như tốc độ chậm, không chủ động do phụ thuộc vào thiên nhiên, luồng lạch sông ngòi. Gỗ, lâm sản vận chuyển bị ảnh hưởng nhiều không đảm bảo chất lượng trong môi trường nước, khó chế biến.
Nói chung trên thế giới với những nước tiên tiến việc khai thác vận chuyển lâm sản được quy hoạch trên quy mô lớn, tập trung, thiết bị khai thác vận chuyển hiện đại, năng suất cao. Công nghệ và thiết bị vận chuyển gỗ ở Việt Nam Việt Nam với số liệu thống kê năm 1990 thì ngành lâm nghiệp có giá trị tổng sản phẩm xã hội chiếm 3,5% cả nước, hàng năm ngành được nhà nước đầu tư xây dựng cơ bản với số vốn chiếm 6,6% vốn đầu tư trong cả nước. Mỗi năm ngành lâm nghiệp khai thác trung bình 1,2 triệu m 3 gỗ tròn và nhiều lâm sản khác. Ngành lâm nghiệp nước ta vào thời điểm này chủ yếu hoạt động theo hai thành phần chính là quốc doanh và ngoài quốc doanh [1].
Các đơn vị lâm nghiệp quốc doanh được thành lập sau năm 1954 tại miền Bắc phục vụ cho các kế hoạch xây dựng kinh tế và chiến tranh, khi giải phóng năm 1975 đến trước năm 1990 các cơ sở này hoạt động theo cơ chế bao cấp của khối các nước Xã hội chủ nghĩa [7]. Sản xuất lâm nghiệp cần có những máy móc thiết bị cần thiết, mà ngành cơ khí chế tạo của nước ta còn rất yếu, chỉ sản xuất được một số thiết bị chế biến gỗ chất lượng thấp, các loại máy móc thiết bị khai thác vận chuyển lâm sản phần lớn là nhập ngoại từ các nước xã hội chủ nghĩa. Đa số các máy móc thiết bị nhập ngoại đã qua sử dụng 10 năm như ô tô MA3 509 A. ở Miền Bắc có một số loại máy tư bản được nhập ngoại phục vụ vùng nguyên liệu giấy Bãi Bằng.
Ở nước ta phương tiện vận chuyển gỗ lâm sản theo đường bộ gồm các loại ô tô và máy kéo bánh bơm. Các loại ô tô vận tải nhập từ Liên Xô và các nước xã hội chủ nghĩa như Praga S5T, V3S (Tiệp Khắc), Zil 130, Maz 5091, Kamaz 54112, Kraz 255, MTZ 82 (Liên Xô cũ). Trong đó loại Praga V3S được sử dụng rất rộng rãi trong vận chuyển gỗ và lâm sản. Xe có 3 cầu chủ động, tính cơ động cao, tải trọng trung bình, thích hợp với vận tải gỗ nhỏ ở phía Bắc và miền Trung.
Máy kéo MTZ 82 kéo rơ moóc một trục chở gỗ Loại xe Maz 509A của Liên Xô cũ dùng vận chuyển gỗ dài và lớn, loại này nhập vào nước ta cuối năm 70 và đến nay vẫn còn hoạt động. Năm 1981 Viện Công nghiệp rừng kết hợp với Viện Snimê (Liên Xô cũ) khảo nghiệm trong sản xuất xe Maz 509 kéo rơ moóc TMZ-803 trong đề tài" Nghiên cứu dây chuyền khai thác hợp lý trên cơ sở thiết bị Liên xô" qua khảo nghiệm thấy rằng đây là loại phương tiện vận chuyển có nhiều ưu điểm hơn hẳn với nhiều loại ô tô vận chuyển trước đây. Đoàn xe có năng suất cao, tiết kiệm nhiên liệu, ổn định cao, thích hợp với địa bàn Tây Nguyên. Xe Reo chở gỗ c 7 Hiện nay ngoài các loại máy sử dụng đã nêu trên, các xí nghiệp sản xuất lâm nghiệp đã sử dụng các loại xe Reo 7 (hình 1-2) [7] và những cải tiến của xe Reo 7 (Mỹ), xe Bò Vàng (Pháp) để vận xuất, vận chuyển.
Các loại xe này len lỏi trong rừng, dùng cáp gom gỗ kéo lên xe và chở về các bãi gỗ. Đối với địa hình bằng phẳng, loại xe trên vận xuất gỗ rất năng suất. Đồng thời người ta cũng dùng chúng để vận chuyển gỗ về các xí nghiệp chế biến. Đối với các nông hộ, trang trại người ta sử dụng chủ yếu là máy kéo nhỏ 2 bánh và ôtô nhỏ 4 bánh kèm theo rơmooc để vận chuyển, mỗi chuyến có khả năng kéo được 1 đến 3 tấn hàng.
Các loại ôtô này liên hợp với các loại máy công tác khác có khả năng làm được nhiều việc trong sản xuất nông nghiệp. Vừa có khả năng làm đất, bơm tưới vừa có khả năng vận chuyển, xay xát. Do vậy, các hộ nông dân đã sử dụng chúng rất phổ biến. Đối với gỗ nhỏ rừng trồng vùng nguyên liệu giấy ở nước ta, phương tiện vận chuyển chủ yếu là các loại ôtô.
Vận chuyển ở cự ly ngắn thường dùng xe Volvo, máy kéo shibaura kéo rơ moóc (hình 1 - 3). Máy kéo Shibaura, lắp tay bốc thủy lưc, kéo rơ moóc chở gỗ c 8 Đối với vận chuyển gỗ đường dài thì phổ biến nhất dùng ôtô với đầy đủ chủng loại hiện đại có công suất cao. Tổng quan về khả năng kéo, bám và quay vòng của máy kéo xích Để đưa một loại máy kéo nào đó vào sản xuất ta cần nghiên cứu khả năng kéo, bám, ổn định và quay vòng. Khả năng kéo, bám và quay vòng của máy kéo trong quá trình chở gỗ trên đường phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Công suất động cơ, độ dốc, hệ số cản lăn, tải trọng.
Một trong những yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến khả năng kéo, bám đó là lực công nghệ phát sinh tại móc nối giữa moóc và máy kéo tác dụng lên máy kéo. Tại điểm này máy kéo chịu các lực tác động từ rơ moóc tác động lên. Đó là lực cản kéo (Px) song song với phương chuyển động và phản lực tại móc (Pz) vuông góc với phương chuyển động. Các lực này phụ thuộc vào tải trọng của xe, lực Px , Pz làm thay đổi sự phân bố trọng lượng trên máy kéo, làm thay đổi phản lực pháp tuyến lên các bánh xe trước và sau, từ đó dẫn tới sự thay đổi về khả năng kéo, bám của máy kéo, đặc biệt có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lái; trong nhiều trường hợp máy kéo có đủ khả năng kéo, bám nhưng không thỏa mãn điều kiện lái cũng không cho phép làm việc được.
Việc nghiên cứu các thành phần lực này làm cơ sở tính toán một số phần tử kết cấu của rơ moóc, xác định được tải trọng hợp lý cho máy kéo khi vận chuyển trong điều kiện đường lâm nghiệp với độ dốc 100 , đường đất có hệ số ma sát khi vận chuyển f = 0,03 - 0,15; hệ số bám giữa bánh xe chủ động với mặt đường φ = 0,5 0,6 [5] 1. Tổng quan về khả năng kéo, bám của xe xích Xích là bộ phận của xe tiếp xúc với mặt đất để biến chuyển động quay của sao chủ động thành chuyển động thẳng của xe. Lực kéo tiếp tuyến là phản lực của đất tác dụng lên dải xích. Khi chuyển động dải xích tác dụng lên đất làm đất biến dạng và đất sẽ tác dụng c 9 lên dải xích một lực ngược lại, theo chiều chuyển động của máy, đẩy máy về phía trước.
Lực này gọi là lực kéo tiếp tuyến. Lực tác dụng của dải xích lên đất là do bánh xích chủ động (còn gọi là bánh sao chủ động) tạo ra [5]. Mômen từ bánh sao chủ động khi truyền xuống mặt đất thông qua dải xích phải chịu một lượng tổn thất do lực ma sát trong dải xích, lực quán tính của bánh sao và các khâu của dải xích.