(Luận văn) xác định một số thông số công nghệ hợp lý khi sử dụng tời tự hành một trống để vận xuất gỗ rừng trồng

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Hi ̀nh thức và thiết bi ̣ vâ ̣n xuất gỗ

Vận xuất gỗ là quá trình di chuyển cây gỗ từ nơi chặt hạ về kho gỗ I hoặc bãi gỗ tập trung, sau đó chuyển đến kho gỗ II hoặc nơi tiêu thụ Đây là công việc nặng nhọc, nguy hiểm và có ảnh hưởng lớn đến môi trường rừng Trong toàn bộ quy trình khai thác gỗ, vận xuất giữ vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến năng suất, giá thành và chi phí Để giảm giá thành và tăng năng suất lao động, việc chọn hình thức vận xuất hợp lý là rất cần thiết.

Trong công nghệ vận xuất gỗ, có nhiều phương pháp như vận xuất gỗ bằng súc vật, bằng máng lò, bằng máy kéo và bằng đường cáp Trong số đó, vận xuất gỗ bằng tời cáp lắp trên máy kéo thường được áp dụng để thu gom gỗ ở những khu vực mà máy móc khác không thể tiếp cận Đặc điểm và tầm quan trọng của phương pháp này đã dẫn đến nhiều nghiên cứu về công nghệ và thiết bị trong quy trình sản xuất gỗ.

* Theo phương pháp vâ ̣n xuất gỗ, người ta chia ra:

Phương pháp kéo lết và kéo nửa lết là hai kỹ thuật quan trọng trong việc di chuyển gỗ Trong phương pháp kéo lết, toàn bộ gỗ được kéo lê trên mặt đất, trong khi phương pháp kéo nửa lết chỉ có một đầu cây gỗ được kéo lê, còn đầu kia được nhấc khỏi mặt đất nhờ hệ thống treo đỡ của phương tiện.

Phương pháp chở gỗ (Forwarding) là cách thức mà toàn bộ tải được đặt trên các xe chở gỗ có bánh, sau đó được vận chuyển về nơi tập trung bằng sức người, sức súc vật hoặc bằng máy kéo.

* Căn cứ vào hiê ̣n tra ̣ng cây gỗ:

- Vận xuất gỗ khúc: (Short wood): Gỗ vâ ̣n xuất được cắt thành khúc theo tiêu chuẩn gỗ thương phẩm rồ i đươ ̣c chuyển ra bãi gỗ

Vận xuất gỗ dài (tree length) là quá trình mà cây gỗ, sau khi được cắt cành và ngọn, sẽ được đưa về bãi gỗ Tại đây, việc cắt khúc sẽ được thực hiện để chuẩn bị cho các bước tiếp theo trong quy trình chế biến gỗ.

Vận xuất gỗ nguyên cây (Full tree) là quá trình sau khi khai thác, cây gỗ vẫn giữ nguyên cả cành tán và được chuyển đến bãi gỗ, nơi chúng sẽ được cắt cành và cắt khúc.

Nhiều quốc gia trên thế giới hiện nay đã phát triển nền công nghiệp khai thác gỗ, trong đó việc chế tạo và sản xuất tời tự hành để vận chuyển gỗ rừng tự nhiên và rừng trồng đã mang lại hiệu quả và năng suất cao Những thiết bị này sở hữu những ưu điểm riêng mà các phương tiện vận chuyển khác không có.

Tờ i có cấu tạo đơn giản và phạm vi sử dụng rộng rãi, rất thích hợp cho việc khai thác gỗ Nó có khả năng kéo gỗ từ xa qua những địa hình phức tạp mà không cần làm đường, giúp bảo vệ bề mặt rừng khỏi bị phá hoại như khi sử dụng máy kéo Tờ i có thể kéo gỗ ngắn, dài, một cây hoặc cả bó gỗ một cách hiệu quả.

Tờ i không phù hơ ̣p ở nơi có sản lươ ̣ng thấp, gỗ phân tán

Tuỳ theo đô ̣ dố c đi ̣a hình mà người ta có những sơ đồ công nghê ̣ sản suất khác nhau.

Tình hình nghiên cứu tời ở trên thế giới

Tời là thiết bị vận xuất gỗ phổ biến trên toàn thế giới, được sử dụng trong khai thác lâm sản để bốc, xếp đống và kéo gỗ Tại các quốc gia có ngành công nghiệp rừng phát triển như Mỹ, Canada, và Na Uy, việc nghiên cứu và cải tiến tời đã được chú trọng từ những năm 1920 Thiết bị này không chỉ hoạt động độc lập mà còn là phần quan trọng trong hệ thống cáp vận xuất gỗ.

Để tăng năng suất lao động và giảm giá thành vận xuất, nghiên cứu về hệ thống vận xuất gỗ bằng tời đang được chú trọng Tại Mỹ và Canada, tời được sử dụng phổ biến ở vùng núi cao, thậm chí trước cả máy kéo Tương tự, các nước Tây Âu và Bắc Âu cũng áp dụng hệ thống này, gọi là hệ thống đường cáp khai thác gỗ (Cable logging Systems) Do đó, việc hoàn thiện tời cần song hành với nghiên cứu phát triển đường cáp vận xuất, với các hướng nghiên cứu chính và mục tiêu cụ thể được xác định.

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tời tự hành lắp trên máy kéo bánh bơm hoặc máy kéo bánh xích thay thế tời cố định Các hãng sản xuất tời cáp hàng đầu của Mỹ như Skedfet Berger, Timberland, Veirhozer đã phát triển tời cáp tự hành Wowniton 108 với công suất 320 mã lực và chiều cao cột tời 15m Tời tự hành của hãng Ckedjet như GT5C, GT5D, GT4 cho hiệu quả cao khi vận xuất ở cự ly 200-300m, khai thác diện tích 15-16ha và kéo được 350 cây gỗ trong một ca làm việc Việc lắp đặt tời tự hành giúp giảm công di chuyển và giá thành vận xuất.

Nghiên cứu thay thế việc buộc gỗ bằng cơ cấu ngàm kẹp thay cho buộc gỗ bằng dây cáp

Nghiên cứu của Viện FERIC (Mỹ) cho thấy việc sử dụng tời cáp tự hành Medill 044 và American 7250 với ngàm kẹp gỗ tại khu khai thác gỗ của Công ty Maxmilan Broedel đạt năng suất 210m³/h ở khoảng cách vận xuất 113m Thể tích trung bình của khúc gỗ là 0,3 - 0,5 m³, với thời gian cho một chuyến kéo từ 0,95 đến 1,34 phút Việc áp dụng ngàm kẹp gỗ đã giúp tăng gấp đôi năng suất và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân.

Việc áp dụng ngàm kẹp gỗ trong nghiên cứu điều khiển từ xa bằng vô tuyến đã được thực hiện Hãng Jonson Ind LTD (Canada) đã sử dụng hệ thống điều khiển khâu buộc gỗ bằng sóng vô tuyến trên diện tích khu khai thác, nhờ vào hệ thống MK11, giúp tăng năng suất lên gấp đôi.

Tại các nước Châu Âu như Na Uy, Thụy Sỹ, Áo, Pháp và Thụy Điển, hệ thống tời cáp chỉ được sử dụng ở những khu vực mà máy kéo không thể hoạt động, do điều kiện tự nhiên và rừng khác biệt so với Mỹ và Canada Phương thức khai thác chủ yếu là chặt chọn hoặc chặt tỉa thưa, dẫn đến sản lượng gỗ trên 1ha thấp và kích thước gỗ nhỏ Do đó, tời tự hành có công suất nhỏ được nghiên cứu và áp dụng trong các khu vực này, với năng suất đạt khoảng 58 khúc gỗ/giờ, cao hơn so với mức tính toán 30-38 khúc gỗ/giờ.

Hãng Igland A/C (Na Uy) nổi tiếng đã sản xuất các loại tời nông nghiệp, bao gồm tời một trống Primett 4000LH với lực kéo 45kN và tời hai trống 8002F với lực kéo 80kN Sản phẩm của họ đã được xuất khẩu sang hơn 25 quốc gia trên toàn thế giới.

Hãng Kyfer (Pháp) chuyên sản xuất tời tự hành MF 10, MF 15, và MF 25, được lắp đặt trên máy kéo bánh lốp 3 hoặc 4 bánh với công suất từ 16 đến 31 mã lực Tời có lực kéo lên đến 3700 kg và tốc độ cuốn dây cáp từ 0,2 đến 2,1 m/s.

Các kiểu tời tự hành của hãng Sespon, Koska (Thụy Điển), Kracer (Áo) và Opvallden (Thụy Sỹ) có lực kéo 3000 kg và tốc độ cuốn cáp từ 0,3 đến 2,5 m/s là những mẫu tời 2 trống tự hành tiêu biểu của Châu Âu Tại Nga, tời vận xuất gỗ đã được áp dụng từ thế kỷ 19, được thiết kế và chế tạo bởi các kỹ sư N.Sưtrenco (1878) và IA.Vasiliev (1890).

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tời đã được thực hiện bởi các trung tâm nghiên cứu lớn như Viện nghiên cứu cơ giới hoá và năng lượng (XNiiMe), Viện nghiên cứu lâm nghiệp Xibiri (XibNiiLP) và Viện nghiên cứu lâm nghiệp Irơcut (Irơcutsk NiiLΠ) trong nhiều năm qua.

Để vận xuất gỗ trên địa hình bằng phẳng với cự li dưới 500m và địa hình dốc dưới 2000m, Viện nghiên cứu cơ giới hoá năng lượng đã thiết kế các mẫu tời TL.3, TL.4, TL.5 Nghiên cứu cho thấy các loại tời này không chỉ ít gây hại cho cây con và đất mà còn giảm công sửa chữa từ 2 – 3 lần, giảm chi phí nhiên liệu từ 50 – 60%, và giá thành ca máy giảm 1,5 lần so với việc sử dụng máy kéo trong điều kiện khai thác gỗ với thể tích trung bình 0,2m³ và sản lượng 150m²/ha ở cự li 500 – 550m.

Tời cố định LL12A và LL-8 đã được cải tiến để thay thế các mẫu tời cũ, với lực kéo tăng từ 20% đến 30% và tốc độ cuốn cáp tăng từ 25% đến 40% Việc trang bị thêm hộp số cho phép đổi chiều quay của trống tời và giảm tốc độ, mở rộng phạm vi sử dụng của tời.

Từ thập kỷ 80, nghiên cứu chế tạo tời di động thay thế tời cố định đã được tiến hành rộng rãi Các mẫu tời tự hành nhỏ do chi nhánh KiaVKazơ của Viện nghiên cứu cơ giới hoá năng lượng Nga chế tạo có dung tích chứa cáp 1000m, lực kéo 2100kg, và tốc độ cuốn cáp từ 0,3 đến 4,3m/s, được lắp trên máy kéo T40A Ngoài ra, các mẫu tời tự hành LC.2 và LL-20 do chi nhánh Irơcut của Viện XniiMe nghiên cứu cũng được lắp trên máy kéo TDT-55 và TT4, với hệ thống điều khiển từ xa cho tời di động đang được quan tâm Mẫu tời LL-14 chế tạo tại Viện lâm nghiệp GoRiAtre – KlutreVXki cho thấy việc sử dụng điều khiển từ xa giúp giảm giá thành vận xuất 15% Tại Trung Quốc, các loại tời 2 trống và 3 trống như JS – 0,4, JS208, JS2.3, JS3 – 6, JZ.2-1,5, và JZ2 - 3 được sử dụng phổ biến để vận xuất gỗ ở vùng núi, với lực kéo từ 4-30KN, tốc độ cuốn cáp từ 0,2 đến 6m/s, và cự ly kéo từ 80 đến 1000m.

Tình hình nghiên cứu tời ở trong nước

Tại Việt Nam, hai trung tâm nghiên cứu lớn về khai thác gỗ là Trường Đại học Lâm nghiệp và Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Các nghiên cứu tại đây chủ yếu tập trung vào những hướng phát triển bền vững trong ngành lâm nghiệp.

- Khảo nghiệm các thiết bị nhập nội phục vụ một số khâu sản xuất

- Cải tiến các thiết bi ̣ ngoa ̣i nhâ ̣p sao cho phù hợp với điều kiê ̣n khai thác ở Viê ̣t nam

- Khảo nghiệm một số cưa xăng trong dây chuyền khai thác gỗ ở Tây Nguyên – Viê ̣n công nghiê ̣p rừng thực hiê ̣n

“Sử dụng máy kéo TT.4 để vận xuất” – Nguyễn Tro ̣ng Hùng thực hiê ̣n năm 1982;

“Sử dụng máy kéo để vận chuyển gỗ” – Nguyễn Văn Lơ ̣i thực hiê ̣n năm

“Thiết kế máy kéo khung gập vận xuất gỗ L-35” do tác giả Nguyễn Kính Thảo;

“Thiết kế đường cáp Visen vận xuất gỗ” do tác giả Lê Duy Hiền;

Viện khoa học Lâm nghiệp đã thiết kế, chế tạo rơ moóc chở gỗ dài, đường cáp vận xuất gỗ 1A…

Kể từ những năm 90 của thế kỷ trước, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về công nghệ và thiết bị khai thác rừng trồng, trong đó có một số công trình tiêu biểu đáng chú ý.

Trịnh Hữu Lập nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hoàn chỉnh quy trình công nghệ trong vận xuất và vận chuyển gỗ từ rừng trồng Ông cũng đề xuất thiết kế và lắp đặt hệ thống cáp kéo căng thả chùng để tối ưu hóa quá trình vận xuất gỗ.

Đề tài cấp Nhà nước KN-03-04 “Thử nghiệm hoàn thiện và áp dụng công nghệ khai thác, chế biến và bảo quản gỗ nhỏ” do TS Nguyễn Kính Thảo chủ nhiệm đã phát triển một mẫu máy với thiết bị tời cáp dẫn động cơ khí và cơ cấu nâng gỗ dẫn động thủy lực Thiết bị này có khả năng gom gỗ từ xa, tự động bốc gỗ lên rơ mooc và vận chuyển ở cự li ngắn Ngoài ra, đã tiến hành khảo nghiệm cưa xăng Partner P-70 và tời 2 trống để chặt hạ và vận xuất gỗ trong rừng ngập mặn.

Nguyễn Nhật Chiêu chuyên về thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm các thiết bị vận xuất, bốc dỡ và vận chuyển nhằm khai thác gỗ nguyên liệu cho ngành giấy và gỗ nhỏ từ rừng trồng.

- Nguyễn Văn Quân “Nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh hơi để vận xuất gỗ rừng trồng”

Đề tài nhánh số 06 KC 07 – 26 – 06 “Lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cơ giới hóa khai thác gỗ rừng trồng ở độ dốc trên 20 độ” do T.S Nguyễn Văn Bỉ làm chủ nhiệm đã thiết kế tời tự hành gom gỗ 1 trống với công suất 4,5 kW Tời có cự ly vận xuất 80m, lực kéo lớn nhất đạt 5000N, và vận tốc cáp kéo từ 0,8 đến 1,5 m/s tùy thuộc vào chế độ ga.

Năm 2005, trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu cấp nhà nước về công nghệ và thiết bị cơ giới hóa trong ngành lâm nghiệp, một mẫu tời thuyền tự hành 1 trống đã được thiết kế và chế tạo Tời này có công suất 4,2 kW, khả năng gom gỗ trong khoảng cách 50m, với lực kéo tối đa đạt 5696N và năng suất từ 15 đến 20 m³/ca Ưu điểm nổi bật của tời là thiết kế gọn nhẹ, đơn giản và dễ chế tạo, phù hợp với gỗ rừng trồng Tuy nhiên, sản phẩm cũng có nhược điểm như cự ly gom gỗ ngắn, lực kéo nhỏ và côn ly tâm có độ bền kém.

Tời là thiết bị vận xuất phổ biến trên toàn thế giới, được nghiên cứu và phát triển một cách hệ thống Mỗi quốc gia có những kiểu tời khác nhau tùy thuộc vào điều kiện địa hình và quy mô sản xuất, nhưng xu hướng chung là chuyển từ tời cố định sang tời di động để giảm thiểu công sức di chuyển và lắp đặt Trong số các loại tời, tời 1 trống là loại gọn nhẹ và đa năng nhất, phù hợp với nhiều điều kiện địa hình khác nhau.

Nghiên cứu về tời vận xuất vẫn chưa được chú trọng và chưa có hệ thống rõ ràng Đến nay, chưa có mẫu tời nào được sản xuất hàng loạt và chấp nhận trong thực tế Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng tời vào sản xuất là cần thiết để nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân, đồng thời giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Đề tài “Xác định một số thông số công nghệ hợp lý khi sử dụng tời tự hành một trống để vận xuất gỗ rừng trồng” được lựa chọn nhằm giải quyết vấn đề này.

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Để sử dụng tời tự hành một cách hiệu quả trong việc vận xuất gỗ rừng trồng, cần xác định các thông số công nghệ hợp lý phù hợp với từng điều kiện địa hình khai thác khác nhau.

Đối tượng và phạm vi, giới hạn nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài:

Tời một trống tự hành được nghiên cứu trong đề tài KC 07 - 26 - 06 nhằm phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng Mục tiêu là xác định các thông số hợp lý khi sử dụng tời một trống trong vận xuất gỗ rừng, từ đó đạt được năng suất cao và giảm giá thành, góp phần đưa sản phẩm chế tạo vào thực tiễn sản xuất.

+ Gỗ rừng trồng với công nghệ Khai thác trắng;

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn cho nên nghiên cứu chỉ tập trung vào 2 yếu tố quan trọng:

Do thực hiê ̣n ta ̣i 1 hiê ̣n trường khai thác cố đi ̣nh nên các yếu tố khác coi như ảnh hưởng không đáng kể.

Nội dung nghiên cứu

Xác định mức độ ảnh hưởng và quy luật tác động của vận tốc cáp kéo gỗ cùng với tải trọng chuyến đến năng suất và chi phí năng lượng riêng của tời một trống.

Để xác định giá trị hợp lý cho các tham số điều khiển như tốc độ cáp kéo (V) và tải trọng chuyến (Q), cần thực hiện các phân tích và tính toán chính xác Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Lư ̣a chọn phương pháp nghiên cứu

Sau khi xác định mục tiêu nghiên cứu, việc chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp là rất quan trọng để giảm chi phí mà vẫn đảm bảo độ tin cậy của kết quả Nghiên cứu khoa học được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

Nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng; nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu cơ bản nhằm phát hiện các quy luật chưa được biết đến trong thiên nhiên, trong khi nghiên cứu ứng dụng là giai đoạn tiếp theo, giúp thu nhận hiểu biết mới và áp dụng kiến thức vào thực tiễn sản xuất.

Trong thời đại hiện nay, nghiên cứu ứng dụng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kỹ thuật mới Nó cung cấp dữ liệu, ý tưởng và mẫu để thiết kế và đề xuất các đối tượng, máy móc và quy trình công nghệ Do đó, hầu hết các nghiên cứu kỹ thuật đều mang tính chất ứng dụng.

Nghiên cứu lý thuyết nhằm thiết lập một hệ thống quan điểm thông qua việc đề xuất các quy luật mới Nó đặc biệt phù hợp khi phân tích các đối tượng và hệ thống, nơi có thể phân chia rõ ràng các hiện tượng và quá trình có cùng bản chất vật lý.

Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm là tiếp nhận kiến thức và số liệu khoa học thông qua quan sát đối tượng Đối với các hệ thống phức tạp với nhiều hiện tượng và quá trình khác nhau, phương pháp thực nghiệm kết hợp với lý thuyết tương ứng là lựa chọn phù hợp.

Dựa trên các phân tích, việc sử dụng phương pháp lý thuyết để xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng đòi hỏi nghiên cứu toàn diện, dẫn đến khối lượng công việc lớn Do đó, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm được lựa chọn là phù hợp hơn Tuy nhiên, phương pháp này không phải là thực nghiệm thuần túy mà là sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, với lý thuyết làm cơ sở và định hướng ban đầu, giúp giảm bớt khối lượng công việc và rút ngắn thời gian nghiên cứu thực nghiệm.

Trong nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp cổ điển cho phép nhà thực nghiệm dựa vào kinh nghiệm và trực giác để chọn hướng nghiên cứu Các thí nghiệm được thực hiện lần lượt, thay đổi từng thông số trong khi giữ nguyên các yếu tố khác Tuy nhiên, phương pháp này chỉ tìm kiếm cái mới dựa trên mối quan hệ đơn định giữa các chỉ tiêu đánh giá và các yếu tố ảnh hưởng một cách riêng biệt Mặc dù có các phương trình thực nghiệm đơn yếu tố, chúng không cung cấp kết quả chặt chẽ về mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố trong mối tác động qua lại, cũng như không giúp tìm kiếm phương án phối hợp tối ưu giữa các yếu tố ảnh hưởng.

Phương pháp nghiên cứu cổ điển có nhược điểm là không thể hiện được hướng chuyển dịch của quá trình khi tìm kiếm các điều kiện tối ưu, dẫn đến các thực nghiệm thuộc loại “thụ động”.

Chúng tôi đã nhận thấy những nhược điểm của phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cổ điển, vì vậy đã quyết định áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mới Trong phương pháp này, chúng tôi tiến hành khảo nghiệm máy và thu thập số liệu một cách chủ động để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong nghiên cứu.

16 hoạch và chiến lược xác định trước, đó là phương pháp qui hoạch thực nghiệm

Quy hoạch thực nghiệm là phương pháp nghiên cứu hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp này sử dụng công cụ toán học một cách tích cực, với nền tảng lý thuyết dựa trên toán thống kê Hai lĩnh vực quan trọng trong toán thống kê liên quan đến quy hoạch thực nghiệm là phân tích phương sai và phân tích hồi quy.

2.4.2 Nô ̣i dung nghiên cứu thực nghiê ̣m 2.4.2.1 Mục tiêu, nhiê ̣m vụ thực nghiê ̣m

Mục tiêu của thực nghiệm là xác định hai chỉ tiêu quan trọng: năng suất (N g) và chi phí năng lượng riêng (N r) trong quá trình vận xuất gỗ rừng trồng bằng tời tự hành 1 trống.

+ Xác đi ̣nh những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng;

Xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm để xác định năng suất (N g) và chi phí năng lượng riêng (Nr) là những bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu và phân tích Những phương trình này giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu chi phí trong các ứng dụng thực tiễn.

+ Xác đi ̣nh hê ̣ số cản ma sát giữa gỗ và mă ̣t đất;

2.4.2.2 Chọn tham số điều khiển

Tham số điều khiển để tiến hành thí nghiê ̣m là tải tro ̣ng chuyến (Q) và vận tố c dây cáp (V)

2.4.2.3 Những thông số cần đo, thiết bi ̣ và phương pháp đo Để xác đi ̣nh chi phí năng lượng riêng và năng suất gom gỗ, ta cần xác đi ̣nh lực kéo của tời ta ̣i đầu bó gỗ, tro ̣ng lượng bó gỗ, vâ ̣n tốc kéo của cáp, chiều dài quãng đường vâ ̣n xuất, thời gian nhả cáp, buô ̣c gỗ, kéo gỗ, dỡ gỗ

Phương pháp đo lực kéo của cáp tời tại đầu bó gỗ là một quy trình quan trọng trong việc vận xuất gỗ Để thực hiện việc này, chúng ta sử dụng đầu đo lực tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm đo lường khoa Cơ điện & Công trình.

Mã hiê ̣u đầu đo lực KRAFTAUFNEHMER – FORCE TRANSDUCER (HBM) Typ Z4

50kN = 2mV/V # G84938 Made in Germany

Để đo lực kéo của tời tại đầu bó gỗ, chúng ta sử dụng đầu đo lực tiêu chuẩn HBM Quá trình này bao gồm việc buộc đầu bó gỗ lại và móc vào một đầu của đầu đo lực, trong khi đầu còn lại được kết nối với móc cáp của tời Dữ liệu tín hiệu từ đầu đo lực được truyền đến thiết bị xử lý số liệu DMC – Plus, thiết bị này sau đó được kết nối với máy tính xách tay đã cài đặt phần mềm xử lý số liệu.

Hình 2.2: Ghép nối đầu đo vào bó gỗ và tời kéo

Hình 2.3: Kết nối dây tín hiê ̣u và hiê ̣u chỉnh các thiết bi ̣ đo

Tiến ha ̀nh công tác chuẩn bi ̣

Trước khi tiến hành thí nghiê ̣m phải tiến hành các công tác chuẩn bi ̣ gồm các công viê ̣c như:

+ Chuẩn bị hiê ̣n trường thực nghiê ̣m;

+ Kiểm tra tình tra ̣ng kỹ thuâ ̣t của tời, tra dầu mỡ;

+ Hiệu chỉnh các thiết bi ̣ đo;

Tiến ha ̀nh thực nghiê ̣m đơn yếu tố

Nhiệm vụ chính của thực nghiệm đơn yếu tố là xác định các thông số ảnh hưởng đến các chỉ tiêu đánh giá, từ đó nhận diện thông số nào thực sự có tác động Quá trình này giúp xác định mức độ và quy luật ảnh hưởng của các thông số đến chỉ tiêu quan tâm Thực nghiệm đơn yếu tố được thực hiện qua các bước cụ thể.

1 Thực hiện thí nghiệm với từng thông số thay đổi với số mức không nhỏ hơn 4, khoảng thay đổi lớn hơn 2 lần sai số bình phương trung bình của phép đo giá trị thông số đó Số thí nghiệm lập lại n = 3 [4]

2 Sau khi thí nghiệm xong, tiến hành xác định độ tin cậy về ảnh hưởng của mỗi yếu tố tới năng suất và chi phí năng lượng riêng Đánh giá tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm, để chứng tỏ ảnh hưởng khác đối với thông số cần xét là không có hoặc không đáng kể

Thuật toán phân tích phương sai để xác định độ tin cậy và tính thuần nhất [4] như sau:

2.6.1 Đánh giá tính đồng nhất của phương sai

Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren

2 max (2.3) luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

2 s max - Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm

(2.5) m u - Số lần lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm y ui - Giá trị của thông số tại điểm u y ui - Giá trị trung bình của thông số ra tại điểm u

1 u=1, 2, 3,…N (2.6) Ứng với N điểm thí nghiệm trong kế hoạch thực nghiệm ta có N phương sai S u 2

Trong đó luôn có giá trị S max 2 tt 

G Chuẩn Kohren tính toán theo thực nghiệm

Trong đó bậc tự do ở tử số   m  1 và ở mẫu số K=N(m-1) m: Số lần lặp lại ở thí nghiệm mà ở đó có phương sai cực đại m = m u

Giá trị thống kê chuẩn Kohren được tính sắn theo mức ý nghĩa , hoặc tự do  và ký hiệu G b tra bảng [4]

Nếu G tt < G b thì giả thiết không mâu thuẫn với số liệu thí nghiệm

2.6.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng của các yếu tố

Phương pháp đánh giá sử dụng chuẩn Fisher (F) để so sánh phương sai do thay đổi thông số và phương sai do nhiễu Nếu tỷ số giữa hai phương sai lớn hơn giá trị lý thuyết trong bảng tiêu chuẩn F, điều này cho thấy sự khác biệt giữa các giá trị trung bình là đáng kể, chứng tỏ các thông số đầu vào có ảnh hưởng thực sự đến thông số đầu ra, vượt trội hơn so với ảnh hưởng ngẫu nhiên.

Giá trị tính toán của tiêu chuẩn F là tỷ số:

F  S (2.7) luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

S y - Phương sai do sự thay đổi thông số vào X gây nên

S e - Ước lượng phương sai do nhiễu thực nghiệm gây ra

2 1 (2.9) y 0 - Giá trị trung bình chung của thông số đầu ra tính cho toàn bộ thực nghiệm

Bậc tự do của S 2 y là  1 =N-1; của S e 2 là  2 =N(m-1) Giá trị thống kê của chuẩn F được tính sẵn theo mức ý nghĩa =0,005, bậc tự do  1 ,  2 ở phụ lục 3 tài liệu [5]

Nếu giá trị tính toán F nhỏ hơn F b, thì ảnh hưởng của thông số vào là không đáng kể trong bối cảnh các biến ngẫu nhiên Nguyên nhân là do thí nghiệm sử dụng các thông số không có ảnh hưởng lớn hoặc bước biến đổi của thông số quá nhỏ, dẫn đến hiệu ứng của thông số trở nên nhỏ so với nhiễu.

Nếu F > F b thì ảnh hưởng của các thông số vào là đáng kể

2.6.3 Xác định mô hình thực nghiệm đơn yếu tố để tiến hành các phân tích và dự báo cần thiết

Nhờ vào sự hỗ trợ của máy tính và dữ liệu thu thập, chúng ta có thể xây dựng phương trình tương quan giữa hai chỉ tiêu đầu ra và các yếu tố đầu vào ảnh hưởng thông qua mô hình hồi quy.

2.6.4 Kiểm tra tính tương thích của mô hình hồi quy

Phép kiểm tra này so sánh phương sai S² từ sự chênh lệch giữa các giá trị tính theo mô hình và giá trị thực nghiệm với phương sai Sₑ² do nhiễu gây ra, theo tiêu chuẩn Fisher.

Tỷ số giữa hai phương sai S²/Sₑ² càng nhỏ thì tính thích ứng của mô hình càng mạnh, trong khi tỷ số lớn hơn cho thấy tính thích ứng yếu Khi giá trị thống kê F vượt ngưỡng, mô hình sẽ bị coi là không tương thích Phương sai do nhiễu Sₑ² được tính bằng giá trị trung bình của các bình phương độ lệch nhiễu Sᵤ² từ các điểm thí nghiệm.

Phương sai tuyển chọn S 2 được tính theo công thức:

K *- Hệ số hồi quy có nghĩa

Y- Giá trị của đối số Y=F( X 1 X 2 Xn) tính theo mô hình hồi quy thay các bộ giá trị các thông số vào ( X 1 X 2 Xn) ứng với mỗ điểm thí nghiệm U giá trị tính toán của chuẩn Fisher

So sánh giá trị F tt với giá trị lý thuyết theo bậc tự do  1,  2 cho thấy nếu F tt < F b, mô hình là tương thích Ngược lại, nếu F tt > F b, điều này chứng tỏ sự vượt trội có hệ thống của thống kê tập hợp ước lượng bởi S 2 so với tham số tương ứng ước lượng bởi S e 2 Sự khác biệt này không còn nằm trong phạm vi sai số ngẫu nhiên, mà là do sai số theo nhiễu và sự sai lệch không tương thích của mô hình so với đối tượng nghiên cứu.

Trong trường hợp này để có mô hình tương thích có thể chọn các giải pháp sau:

+ Phức tạp hóa mô hình bằng cách nâng bậc cao hơn

Lập lại thực nghiệm với khoảng và mức biến thiên của thông số vào nhỏ hơn là một bước quan trọng trong nghiên cứu Để tải luận văn tốt nghiệp mới nhất, bạn có thể gửi yêu cầu qua email luanvanfull@gmail.com Luận văn thạc sĩ cũng có sẵn để tham khảo.

2.6.5 Xây dựng đồ thị ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào đến thông số đầu ra

Dựa vào mô hình thực nghiệm, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện ảnh hưởng của các thông số đầu vào X đến chi phí năng lượng riêng và năng suất của tời.

Tiến ha ̀nh thực nghiê ̣m đa yếu tố

Để áp dụng phương pháp thực nghiệm đa yếu tố, cần đảm bảo các điều kiện nhất định Một trong những yêu cầu quan trọng là kết quả của các thông số phải có độ tập trung cao, tức là khi thực hiện nhiều lần cùng một thí nghiệm, giá trị thu được không được sai lệch quá lớn.

+ Các yếu tố ảnh hưởng phải điều khiển được và chúng phải độc lập với nhau

+ Mối liên hệ giữa các thông số tối ưu và các yếu tố ảnh hưởng được thể hiện bởi các phương trình và đáp ứng các điều kiện:

- Phải là hàm khả vi

- Chỉ có một cực trị trong khoảng các yếu tố biến thiên

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố được thực hiện theo các bước sau:[4]

1 Chuẩn bị dụng cụ đo, máy và thiết bị thí nghiệm

2 Chọn phương án thích hợp cho thí nghiệm

4 Gia công số liệu thí nghiệm

Phân tích và giải thích kết quả nhận được bằng thuật ngữ của các lĩnh vực khoa học tương ứng

2.7.1 Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm và lập ma trận thí nghiệm

Qua tham khảo ý kiến của các chuyên gia và tài liệu [2],[4];

Hàm mục tiêu trong nghiên cứu này liên quan đến chi phí năng lượng và năng suất của tời, có thể là hàm phi tuyến Để đưa ra kết luận chính xác, cần dựa vào kết quả thực nghiệm đơn yếu tố Nếu kết quả này cho thấy quy luật tương quan rõ ràng, nó sẽ hỗ trợ cho việc phân tích và đánh giá hiệu quả của hệ thống.

28 bậc 2 thì có thể bỏ qua việc tiến hành thực nghiệm bậc 1 và thực nghiệm theo phương án quy hoạch bậc 2

Kế hoạch trung tâm hợp thành là một trong những phương pháp thực nghiệm xuất hiện sớm nhất và vẫn được áp dụng rộng rãi trong nghiên cứu hiện nay.

Theo [4] phương án này có tổng số các thí nghiệm cần thực hiện:

2 k - Các thí nghiệm phần hạt nhân k – Các thông số ảnh hưởng k =2 2 2 = 4

N - Các thí nghiệm ở mức sao N   2  2  4

N 0- Các thí nghiệm ở trung tâm N 0  1 Vậy tổng số thí nghiệm cần thực hiện là 9

Biến thiên của hai yếu tố trong vùng thí nghiệm được xác định bởi các mức cơ sở, mức trên và mức dưới, với các giá trị này được lựa chọn dựa trên phân tích kết quả của đơn yếu tố.

Trong các mức khác nhau của yếu tố X i quan trọng nhất là mức cơ sở X i 0 được xác định theo công thức

Sau cùng là khoảng biến thiên của các yếu tố X min

0 i i i imix i X X X X e     (2.17) Để chuyển từ giá trị tự nhiên sang dạng tọa độ

X i - Giá trị thực của yếu tố thứ i luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

29 Ở dạng mã mức dưới của mỗi yếu tố có giá trị (-1) mức cơ sở có giá trị

Để tổ chức thí nghiệm và xử lý số liệu, chúng ta cần lập bảng đối chiếu giữa các giá trị thực và dạng mã cho từng yếu tố (bảng 4.1) và xây dựng ma trận thí nghiệm theo nguyên tắc các thí nghiệm hoàn toàn độc lập.

Sau khi thành lập ma trận thực nghiệm chúng tôi tiến hành tổ chức thí nghiệm

Các thí nghiê ̣m phải được tiến hành theo hai bước:

- Thực hiê ̣n các thí nghiê ̣m thăm dò ở mức cơ sở với số thí nghiệm

 n Kiểm tra qui luật phân bố tiêu chuẩn của đa ̣i lượng đầu ra Xác đi ̣nh số lần lă ̣p la ̣i của những thí nghiê ̣m [4]

Tiến hành thí nghiệm theo các ma trận đã lập, kết quả các số đo trong quá trình thí nghiệm, dù có chính xác đến đâu, cũng luôn tồn tại sự sai lệch Sự sai lệch này tồn tại ở ba dạng khác nhau.

Sai số thô là sai số đo được trong một thí nghiệm nào đó khác xa với những số liệu đo được trong các thí nghiệm trước Nguyên nhân của sai số thô thường do thiết bị thí nghiệm bị trục trặc hoặc điều kiện thí nghiệm không ổn định Sai số thô dễ phát hiện và có thể khắc phục bằng cách thực hiện lại ngay thí nghiệm đó.

Sai số hệ thống do độ nhạy và chính xác của dụng cụ đo gây ra Để khắc phục sai số này, cần thực hiện hiệu chỉnh lại dụng cụ đo.

Sai số ngẫu nhiên là những sai lệch nhỏ, được hình thành từ nhiều yếu tố khác nhau Do tính chất khó phát hiện, việc xử lý sai số này trở nên phức tạp, vì vậy luôn tồn tại sai số cho phép đo một cách ngẫu nhiên.

Mục đích của thí nghiệm thăm dò là xác định sai số tiêu chuẩn thực nghiệm, phản ánh độ chính xác của các dụng cụ đo.

Theo lý thuyết quan trắc, nếu trong quá trình đo không có sai số hệ thống mà chỉ có sai số ngẫu nhiên, thì sai số này tuân theo quy luật chuẩn Để kiểm tra xem số liệu đo được có tuân theo quy luật chuẩn hay không, có nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp sử dụng chỉ tiêu Person χ² là chặt chẽ và phổ biến nhất Để thực hiện việc kiểm tra, ta tiến hành các bước sau:

- Tiến hành 50 thí nghiê ̣m thăm dò ở mức 0

Chia các số đo được của các đại lượng Y thành nhóm sao cho mỗi nhóm có số lượng số đo từ 5 trở lên Cụ thể, công thức được sử dụng là: \( l = 1 + 3,2 \lg l \) – Số nhóm cần chia.

- Số thí nghiê ̣m thăm dò n = 50

- Giá tri ̣ giữa của nhóm:

Y  y   ( i  1 l ) (2.19) Để tính số quan trắc của từng nhóm cần tính:

Sai số tiêu chuẩn thực nghiê ̣m;

Tính xác suất lý thuyết của các đa ̣i lươ ̣ng ngẫu nhiên rơi vào từng nhóm:

Z 2  i d  ; Z 1   y i tr  y  S d y i - Giá tri ̣ nhỏ nhất của nhóm tr y i - Giá tri ̣ lớn nhất của nhóm

Hàm chuẩn Laplace: luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Vớ i hàm chuẩn sau khi đã thay đổi giá tri ̣ Z 1 , Z2 ta tra được các giá tri ̣ P i sau đó tính:

Dựa vào bảng ta tìm được:  2 tra bảng [4]

Nếu X b 2  2 , thì các thông số ngẫu nhiên đầu ra tuân theo qui luâ ̣t phân bố chuẩn

Tính số lần lă ̣p la ̣i của thí nghiê ̣m

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng chỉ tiêu student τ để phân tích dữ liệu, với phương sai s của thí nghiệm và sai số tuyệt đối Δ Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần (m = 3) theo ma trận đã thiết lập Sau khi thực hiện các thí nghiệm, chúng tôi áp dụng chương trình xử lý số liệu đa yếu tố OPT của Mỹ, đã được cấp bản quyền, tại Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch trên máy vi tính để kiểm tra kết quả.

2.7.3 Xác định mô hình toán học

Hàm mục tiêu được biểu thị bằng các mô hình toán là phương trình hồi quy bậc 2 với dạng chung là [4]:

0 (2.25) k – Yếu tố ảnh hưởng luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trong đó: k1, k2, k6 – được tính theo các công thức biểu sau:

2.7.4 Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai

Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren được thực hiện theo mục (2.6.1) Nếu giá trị G tt nhỏ hơn G b, giả thiết H 0 không mâu thuẫn với số liệu thí nghiệm, cho thấy phương sai ở các thí nghiệm là đồng nhất Điều này cho phép coi cường độ nhiễu là ổn định khi thay đổi các thông số trong thí nghiệm.

2.7.5 Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số hồi qui

Giá tri ̣ của các hê ̣ số hồ i qui đươ ̣c tính theo các biểu thức từ (2.26) đến 2.29) được kiểm tra theo tiêu chuẩn student k bt i i t

Trong đó: b i - Giá tri ̣ tuyê ̣t đối của b i tính theo công thức từ (2.26) đến (2.29);

Sbi – Trị số phương sai ứng với b i ; tα – giá tri ̣ tiêu chuẩn student tra bảng ‘t’ ứng với các bâ ̣c tự do k2=N(k-1) và γ=1-α (α là mức ý nghĩa cho phép)

Nếu tri ̣ số ti thoả mãn điều kiê ̣n (2.35) thì hê ̣ số b i tương ứ ng sẽ không có ý nghĩa rõ rê ̣t trong hàm tương quan có thể bỏ qua được

Trong biểu thứ c (2.35) tri ̣ số phương sai S bi được tính như sau:

Các hê ̣ số k 1 , k2, k3 , k7 – có thể tra bảng tính sẵn [8]

Từ các công thức (2.26) đến (2.29), ta nhận thấy các hệ số \(b_0\), \(b_{ii}\), \(b_{ik}\) và \(b_{il}\) có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Do đó, nếu hệ số \(b_0\) bị loại bỏ, cần phải tính lại hệ số \(b_{ii}\) Tương tự, nếu loại bỏ \(b_{ik}\), thì cũng phải tính lại các hệ số \(b_{il}\) và \(b_0\) theo công thức đã nêu.

+ Khi loại bỏ b 0 , thì tính la ̣i các b ii :

Các hê ̣ số b ij (i # j) không phải tính la ̣i

+ Khi loại bỏ b ii tính la ̣i b 0 và b tt còn la ̣i (i #t)

Các hê ̣ số mới b tt * và b 0 * được tính như sau: luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

 ii ii ii tt tt b k b b k b k b b k b

+ Khi loại bỏ b i hoặc bij: Các hê ̣ số khác không cần tính la ̣i

2.7.6 Kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi quy

Cấu tạo, nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của tời tự hành mô ̣t trống

Trên cơ sở mẫu tời 1 trống tự hành đã chế ta ̣o của đề tài nhánh KC 07 –

Vào ngày 26 tháng 6, tiến sĩ Nguyễn Văn Bỉ đã thiết kế và chế tạo một thiết bị nhằm mục đích gom gỗ cho đường cáp vận xuất Thiết bị này có khả năng tự di chuyển trên mặt đất rừng với khoảng cách từ 30 đến 50 mét.

Chức năng: gom gỗ cho đường cáp vận xuất, cự ly lmax = 50 m

Tời được thiết kế có sơ đồ cấu ta ̣o như sau:

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý tời tự hành một trống luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

38 b Nguyên lý hoạt động

- Tách côn ly hợp giữa hộp giảm tốc 2 và bộ chuyền xích 3 cho trống tời

4 quay tự do Công nhân cầm đầu dây cáp, kéo về phía gỗ

- Sau khi buộc gỗ vào đầu dây cáp, đóng côn ly hợp và tăng ga động cơ để trống tời 4 cuốn cáp, gỗ được kéo về phía đặt tời

Khi gỗ được vận chuyển đến địa điểm cần thiết, hãy giảm ga động cơ và ngắt côn ly hợp để làm lỏng cáp, từ đó tháo gỗ ra khỏi dây cáp Đây là bước cuối cùng trong quy trình gom gỗ.

Các lần gom gỗ tiếp theo được lặp lại như cũ

Hình 3.2: Mẫu tời 1 trống do đề tài cấp bộ chế tạo c Các thông số kỹ thuật của tời

- Dung lượng cáp của trống tời: 70 ÷ 100 m;

- Vận tốc cuốn dây cáp: 0,25 – 1,67 m/s;

- Công suất động cơ; N= 4,2 kW; luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

1 Động cơ: Robin Model – EX 17D Có đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t như sau:

Loại động cơ Động cơ xăng 4 kỳ làm mát bằng không khí

Thể tích làm việc của xi lanh cm 3 (cc) 169 Công suất khi làm việc dài hạn Kw/v/ph

Chiều quay Ngược chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ trục thu công suất

Dầu bôi trơn Dầu bôi trơn động cơ ô tô AP/SE, hoặc loại SAE/10 w

Thể tích bình nhiên liệu ( l ) 3,6

Hệ thống khởi động Cơ cấu kéo bằng tay Khối lượng khô ( Kg ) 15

Kích thước cơ bản (dài  rộng  cao) mm

304x354x325 luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

2 Hộp giảm tốc: Hộp giảm tốc 2 cấp bánh xe răng tru ̣ Với tỷ số truyền: u1= 4; u2= 5

Hình 3.3: Hộp giảm tốc

+ Số vòng quay trên trục dẫn (I) n1= 3600v/p;

+ Số vòng quay trên trục (II) n2= 900v/p;

+ Số vòng quay trên trục ra (III) n3 = 180v/p;

Công suất trên các trục: P1= 2,9 KW;

- Mô men xoán trên các trục: T1= 7693 Nmm;

3 Cá p trên trống tời: Đường kính: 8mm

+ Đường kính tang trống: Dt = 150 mm;

+ Đường kính trong tang trống: Dtr = 140 mm;

+ Đường kính vành trống: Dv = 262 mm; luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

+ Số vòng cáp trên một lớp: n = 22;

5 Trục của trống tời

Vật liê ̣u chế ta ̣o: Thép 45 thường hoá Đường kính tru ̣c: d = 32 mm

Số mắ t xích: 112 Bước xích 25,4 mm ix = 4 , loại xích ống con lăn

Số răng đĩa xích nhỏ là Z1 = 19, trong khi số răng đĩa xích lớn là Z2 Khoảng cách trục A được xác định là 762 mm Đường kính của đĩa xích nhỏ là d1 = 15,44 cm, và đường kính của đĩa xích lớn là d2 = 61,76 cm.

Lực tác dụng lên trục F = 2062 N.

Sơ đồ công nghệ khi vận xuất gỗ bằng tời mô ̣t trống

Hình 3.4: Vận xuất gỗ bằng tời 1 trống

1 Tời; 2 Ròng rọc; 3 Dây cáp;

4 Dây buộc gỗ; 5 Gỗ; 6 Bãi gỗ;7 Đường vận chuyển luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Sơ đồ công nghệ này là một trong những công nghệ phổ biến hiện nay đối với tời 1 trống Hoạt động của sơ đồ công nghệ bao gồm việc gỗ (5) được mắc vào dây cáp (3) thông qua dây buộc (4) và được tời (1) kéo lết về bãi gỗ (6).

Năng suất của tời khi vận xuất

Năng suất của tời được định nghĩa là khối lượng gỗ mà nó có thể kéo trong một đơn vị thời gian Theo tài liệu [11], năng suất giờ của tời một trống được xác định bằng một công thức cụ thể.

 – Hệ số sử dụng thời gian;

1 – Hệ số sử dụng tải trọng;

Q – Tải trọng chuyển danh nghĩa

 t – Thời gian thực hiện một chuyến kéo γ – Trọng lượng riêng của gỗ vận xuất Thời gian thực hiện một chuyến kéo được xác định bằng công thức: t1 + t2 + t3 + t4 (s) (3.2)

Thời gian cáp chạy không tải (t1) và có tải (t3) được xác định bằng công thức: ot tb Ngoài ra, thời gian buộc gỗ (t2) và thời gian dỡ gỗ (t4) cũng cần được xem xét trong quá trình tính toán.

Trong đó: ltb – Cự ly vận xuất trung bình luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

43 vot – tốc độ của cáp khi không tải vt – Tốc độ của cáp khi có tải

Thời gian buộc gỗ và dỡ gỗ được xác định bằng công thức: t2 = a q

Trong đó: a – Thời gian buộc một khúc gỗ b – Thời gian dỡ một khúc gỗ q – Trọng lượng trung bình của một khúc gỗ vẫn xuất Thay (3.4), (3.3), (3.2) vào (3.1) ta được

Những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của tời khi vận xuất

Từ công thức (3.5), có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của tờ i khi vận xuất Các yếu tố này có thể được chia thành 4 nhóm khác nhau.

+ Nhó m 1: Các yếu tố thuô ̣c về công tác tổ chức sản xuất gồ m có các hê ̣ số sử du ̣ng thời gian φ và φ 1 ;

+ Nhó m 2: Các yếu tố thuô ̣c về công nghê ̣ sản xuất bao gồ m cự ly vâ ̣n xuất trung bình l tb , thờ i gian buô ̣c gỗ (a), thời gian dỡ gỗ (b);

+ Nhó m 3: Các yếu tố thuô ̣c về điều kiê ̣n sản xuất gồ m tải tro ̣ng trung bình của mô ̣t khúc gỗ (q) và tro ̣ng lươ ̣ng riêng của gỗ (γ);

+ Nhó m 4: Các yếu tố thuô ̣c về máy gồ m: tải tro ̣ng chuyến (Q), vâ ̣n tốc cáp khi không tải (v ot ) và vâ ̣n tốc cáp khi có tải (v t ).

Chi phí năng lượng riêng

Chi phí năng lượng, bao gồm cả chi phí năng lượng riêng, đóng vai trò quan trọng trong giá thành sản phẩm và là tiêu chí đánh giá chất lượng thiết bị cũng như hiệu quả của quy trình.

Mục tiêu của nghiên cứu là xác định các biện pháp kỹ thuật nhằm giảm chi phí năng lượng, từ đó hạ giá thành sản phẩm và nâng cao chất lượng thiết bị.

Chi phí năng lượng riêng, theo [8] được xác định bằng công thức:

W – Chi phí năng lượng để làm ra một khối lượng sản phẩm M trong một đơn vị thời gian t nào đó

M – Khối lượng sản phẩm làm ra trong khoảng thời gian t

Dựa trên nguyên lý hoạt động của tời một trống và sơ đồ công nghệ trong quá trình vận xuất gỗ, chi phí năng lượng riêng có thể được xác định thông qua một công thức cụ thể.

N0 – Công suất động cơ cha ̣y không tải, (KW);

Not – Công suất của động cơ máy tời khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái không tải, (KW); tot – Thời gian hệ thống cáp chạy không tải, (s);

Công suất động cơ máy tời khi kéo hệ thống dây cáp có tải được ký hiệu là Nt (KW) Thời gian hệ thống cáp hoạt động có tải là tt (s), trong khi thời gian buộc gỗ được ký hiệu là t2 (s) Thời gian hệ thống cáp chạy có tải là t3 (s) và thời gian dỡ gỗ được ký hiệu là t4 (s).

Khi không có tải, do côn được ngắt, động cơ không truyền chuyển động cho trống Vì vậy, công suất của động cơ khi kéo hệ thống dây cáp sẽ bị ảnh hưởng.

45 trong trạng thái không tải nhỏ không đáng kể và bằng công suất đô ̣ng cơ khi chạy ralangti

Khi có tải, lực kéo tiếp tuyến trên trục động cơ cần phải vượt qua không chỉ lực cản chuyển động của hệ thống trong trạng thái không tải mà còn cả lực cản do tải gây ra khi di chuyển trên dốc.

Công suất của động cơ khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái có tải được xác định theo công thức:

Lực kéo tiếp tuyến Zt là yếu tố cần thiết tại trục của động cơ để hệ thống cáp có thể hoạt động hiệu quả khi có tải Tốc độ trung bình vt của cáp khi có tải cũng đóng vai trò quan trọng Để hệ thống tời cáp hoạt động ổn định, cần đảm bảo các điều kiện về lực và tốc độ.

Trong đó Fct – Lực cản chuyển động của hệ thống tời cáp khi có tải

Q – Tải trọng chuyến danh nghĩa; α – Độ dốc của địa hình; fγ – Hệ số ma sát giữa gỗ và đất

Thay các công thức (3.8), (3.9), (3.10) vào (3.10) ta được: luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

Trong công thức (3.6), nếu thời gian tính là 1 giờ thì M chính là năng suất giờ Chi phí năng lượng riêng có thể viết dưới dạng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng

Công thức (3.12) chỉ ra rằng có nhiều yếu tố tác động đến chi phí năng lượng riêng, và những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất (N giò s) cũng tác động đến chi phí năng lượng riêng (N r) Để thuận tiện cho việc phân tích, các yếu tố này được phân chia thành bốn nhóm.

+ Nhóm 1: Các yếu tố thuộc về công tác tổ chức sản xuất: φ, φ1; + Nhóm 2: Các yếu tố thuộc về công nghệ sản xuất: Ltb, a, b;

+ Nhóm 3: Các yếu tố thuộc về điều kiện sản xuất: fq, fc, q, g;

+ Nhóm 4: Các yếu tố thuộc về thiết bị: qc, Q, vot, vt, h,  r K … luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si

KẾT QUẢ ĐỀ TÀI