KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾNTÍNH NĂNG PHANH CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO SHIBAURA 3000A KÉO RƠ MOOC MỘT TRỤC

Để nâng cao năng suất, giảm nhẹ sứclao động cho các khâu sản xuất trong sản xuất lâm nghiệp cần thiết phải ápdụng cơ giới hóa tổng hợp và sử dụng các phương tiện hữu ích, áp dụng các hệ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-

-NGUYỄN ĐÌNH THANH

KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH NĂNG PHANH CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO SHIBAURA 3000A KÉO RƠ MOOC MỘT TRỤC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Kỹ thuật Máy và thiết bị cơ giới hóa Nông - Lâm nghiệp

Mã số: 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS NÔNG VĂN VÌN

HÀ NỘI - 2011

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này

là trung thực và hoàn toàn chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ để thực hiện luận văn này đã đượccảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Đình Thanh

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được sự hướng dẫn rất nhiệt tìnhcủa thầy giáo PGS.TS Nông Văn Vìn cùng với những ý kiến đóng góp quý báucủa các thầy giáo, cô giáo Bộ môn Cơ khí Động lực cũng như các thầy giáo, côgiáo Khoa cơ điện, Viện Đào tạo Sau đại học của Trường Đại học Nông nghiệp

Hà Nội Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới những sựgiúp đỡ quý báu đó

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cô khoa Cơ khí, đồngnghiệp tổ môn Cơ khí Động lực Trường Cao đẳng Cơ khí Luyện kim TháiNguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp và bạn bènhững người đã luôn bên tôi giúp đỡ về vật chất cũng như tinh thần trong suốtquá trình học tập và hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2011

TÁC GIẢ

Nguyễn Đình Thanh

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

Số hình Tên hình Trang

Tuy nhiên, ở khu vực miền núi sản xuất nông lâm nghiệp là chủ yếunhưng nó vẫn giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nhờ áp dụngtiến bộ khoa học vào trong sản xuất nông nghiệp, điều kiện tự nhiên và sứclao động dồi dào nên đã thu được những kết quả vượt bậc.

Sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lâm nghiệp nói riêng làmột quá trình sản xuất đặc thù, nó mang tính độc lập cao, điều kiện sản xuấtphức tạp, tiêu tốn nhiều sức lao động Để nâng cao năng suất, giảm nhẹ sứclao động cho các khâu sản xuất trong sản xuất lâm nghiệp cần thiết phải ápdụng cơ giới hóa tổng hợp và sử dụng các phương tiện hữu ích, áp dụng các

hệ thống máy móc phù hợp với từng vùng sản xuất, từng mục đích công việckhác nhau Một trong những công việc trong sản xuất lâm nghiệp là khâu vậnchuyển, nó là một trong những khâu công việc quan trọng không thể thiếutrong quá trình sản xuất Hoạt động vận chuyển nông lâm nghiệp thường đượcthực hiện trong điều kiện địa hình, đường sá rất khó khăn, nhất là vận chuyểnsản phẩm lâm nghiệp

Trong cơ khí hóa sản xuất nông lâm nghiệp, máy kéo là nguồn lựcchính để thực hiện các công việc trên đồng ruộng và trong các lâm trường.Trong những năm gần đây, các tuyến đường giao thông đã được xây dựngrộng khắp trong cả nước nên việc vận chuyển lâm sản đến nơi tiêu thụ bằng ô

tô tương đối thuận lợi, tuy nhiên công đoạn khó khăn là vận chuyển gỗ từ nơikhai thác đến các điểm tập kết hoặc các kho bãi gần đường giao thông Cáccon đường từ nơi khai thác đến các điểm tập kết thường là các con đườngmòn rất hẹp hoặc là các con đường tự tạo khi khai thác chính vì vậy chúng cónền đất yếu, bề mặt gồ ghề, nhiều dốc, nhiều góc cua hiểm trở Hơn nữa, dokhí hậu nhiệt đới ở Việt Nam, mưa nhiều làm các con đường bị trơn, trượt,lầy lội Đây là nguyên nhân làm cho việc vận chuyển gặp rất nhiều khó khăn,không phù hợp để sử dụng các loại ô tô có kích thước thân xe lớn, chính vìvậy trong điều kiện sản xuất thực tế người ta thường sử dụng các loại máykéo kết hợp với rơ moóc cho công đoạn vận chuyển này

Trong thực tế, quá trình vận chuyển thường gặp các trường hợp xuấthiện dốc cục bộ hoặc trượt cục bộ trên đường dốc làm vận tốc của máy kéo vàvận tốc của rơ moóc không bằng nhau gây khó khăn cho việc điều khiển lái,chuyển động êm dịu, ổn định đồng thời cũng làm cho liên hiệp máy không antoàn trong quá trình vận chuyển Để đảm bảo an toàn cho người và phươngtiện trong quá trình vận chuyển thì trên rơ moóc của một số máy kéo lớn nhàthiết kế đã thiết kế thêm phần dồn moóc Tuy nhiên, do điều kiện đường sácũng như việc sản xuất lâm nghiệp ở nước ta chưa phù hợp để sử dụng cácloại máy kéo đó

Máy kéo SHIBAURA – 3000A do Nhật sản xuất là loại máy kéo cócông suất nhỏ, hai cầu chủ động có công dụng chính để thực hiện cơ giới hoánông lâm nghiệp ở khu vực đồng bằng, rất phù hợp với vốn đầu tư của hộ giađình, các trang trại có quy mô vừa và nhỏ Để thực hiện khâu vận chuyển gỗrừng trồng, đề tài cấp nhà nước KC.07-26 đã lựa chọn loại máy này làm mẫu

máy cải tiến để thực hiện cơ giới hoá lâm nghiệp trên vùng đồi dốc đồng thờichế tạo một rơ mooc chuyên dùng RMH – 3000 liên hợp với máy kéoSHIBAURA – 3000A để thực hiện khâu vận chuyển gỗ rừng trồng Đây làloại rơ mooc một trục chủ động, được dẫn động hệ thống truyền động thuỷlực từ trục thu công suất của máy kéo Các kết quả nghiên cứu ban đầu đãkhẳng định về mặt nguyên lý kết cấu là đáp ứng được yêu cầu nâng cao khảnăng kéo của liên hợp máy khi vận chuyển trên các đường xấu, đường có độdốc lớn và có triển vọng áp dụng vào thực tế sản xuất Đây là mẫu máy đầutiên được chế tạo trong nước nên không thể tránh khỏi một số hạn chế nhấtđịnh Do đó đề tài cũng có những kiến nghị tiếp tục chế tạo và thử nghiệmtrong sản xuất.

Một trong những định hướng tiếp tục nghiên cứu của đề tài là nghiêncứu tính năng phanh nhằm nâng tính an toàn chuyển động của liên hợp máykhi vận chuyển gỗ rừng trồng Trên cơ sở đó có thể rút ra những kết luận bổsung cho các phương án thiết kế hợp lý hơn

Với mục đích trên, tôi lựa chọn đề tài luận văn:

“Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tính năng phanh của liên hợp máy kéo SHIBAURA 3000A kéo rơ mooc một trục”.

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

xây dựng cơ sở để hoàn thiện hệ thống phanh và lựa chọn chế độ sử dụng hợp

lý, nâng cao tính an toàn chuyển động khi vận chuyển gỗ rừng trồng

3 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

a Nghiên cứu tổng quan

- Tìm hiểu về tình hình sử dụng các loại thiết bị vận chuyển lâm sản

(tập trung vào khâu vận chuyển gỗ rừng trồng).

- Tìm hiểu về tính chất mặt đường vận chuyển trong lâm nghiệp ở vùngtrung du và miền núi phía bắc Việt Nam

mooc một trục RMH 3000

- Tổng quan về tình hình nghiên cứu tính năng phanh của ô tô, máy kéo

b Nghiên cứu lý thuyết

máy kéo với rơ mooc một trục

và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến tính năng phanh của liên hợp máy

Chương I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TÌM HIỂU VỀ TÍNH CHẤT MẶT ĐƯỜNG VẬN CHUYỂN TRONG LÂM NGHIỆP Ở VÙNG TRUNG DU VÀ MIỀN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM

Kết cấu mặt đường giao thông nông thôn ở vùng trung du và miền núiphía Bắc thường sử dụng các loại mặt đường truyền thống như:

+ Cấp phối đồi, cấp phối đá, sỏi cường độ yếu có lẫn chất dính hoặctrộn thêm chất dính được khai thác trực tiếp từ các đồi, núi gần các tuyếnđường

+ Mặt đường gạch vỡ trộn đất dính thường thích hợp với các địaphương đồng bằng, xa các mô vật liệu và tận dụng phế thải của các lò gạch

+ Mặt đường sử dụng đất cải thiện ở thành phần hạt như: Đất dính trộncát 70% đất, 30% cát Cát trộn 70% chất dính, 30% đất dính

+ Mặt đường gạch xây và đá lát

+ Mặt đường đá dăm hoặc đá dăm kích cỡ mở rộng

+ Mặt đường láng nhựa, đá dăm nhỏ dải nhựa

Một số địa phương sử dụng vật liệu tại chỗ gia cố bằng các chất kếtdính vô cơ và hữu cơ Đá dăm kẹp vữa xi măng, kẹp vữa ba ta hoặc kẹp vữavôi – Pudolan, cuộn sỏi gia có xi măng, đất sét, á sét gia cố vôi… tùy theo cấplưu lượng xe chạy trên đường, mặt đường trên có thể phủ thêm một lớp lắngnhựa

Những năm gần đây, cùng với xu hướng bê tông hóa kênh mương nộiđồng, mặt đường bê tông xi măng đã được áp dụng rất rộng rãi trong việc xâydựng mặt đường nông thôn, từ các tuyến đường trục huyện cho tới các đườngngõ xóm, đường giao thông nông thôn đã được bê tông hóa khá phổ biến Cáctỉnh ở phía Bắc Việt Nam trên bước đường công nghiệp hóa – hiện đại hóanền kinh tế, một số sản phẩm phế thải công nghiệp đã được nghiên cứu, áp

dụng trong xây dựng mặt đường, sử dụng tro xỉ một loại vật liệu được ápdụng với kinh nghiệm xây dựng từ những xỉ lò nung vôi, gạch thủ công trướcđây Tro bay của các nhà máy nhiệt điện cũng đã được nghiên cứu để đưa vàothành phần chất kết dính, giảm lượng xi măng, tăng cường độ bê tông hóa.

Ngày nay, với phương châm nhanh chóng hội nhập và tiếp thu kỹ thuậttiên tiến trên thế giới, bên cạnh xu hướng tăng cường áp dụng thiết bị côngnghệ mới nhằm tăng cường chất lượng công trình, những năm gần đây đã thửnghiệm áp dụng các phụ gia hóa chất như: chất phụ gia Con - aid, stein,pemazai… để gia cố đất, tăng cường độ cứng, độ dẻo dai của vật liệu mặtđường

1.2 TÌM HIỂU TÌNH HÌNH CƠ GIỚI HÓA TRONG SẢN XUẤT LÂM NGHIỆP Ở NƯỚC TA VÀ TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1 Tình hình cơ giới hóa cơ giới hóa trong sản suất lâm nghiệp ở trên thế giới

Để giảm bớt việc lao động bằng chân tay của con người, cùng với sựphát triển như vũ bão của các ngành khoa học kỹ thuật như: công nghệ thôngtin, công nghệ chế tạo máy, cơ khí động lực, y học, giao thông, xây dựng, sinhhọc… thì trong sản suất lâm nghiệp các nhà khoa học đã nghiên cứu và ápdụng những thành tựu khoa học vào đó Trong sản suất lâm ngiệp, một trongnhững khâu đòi hỏi sự lao động chân tay nhiều nhất đó là khâu khai thác, vậnchuyển và chế biến lâm sản Nhờ áp dụng khoa học kỹ thuật vào trong sảnxuất lâm nghiệp các khâu này phần lớn đã được cơ giới hóa bằng máy móc đểthực hiện nhanh tróng, với năng suất hiệu quả cao những công việc nặngnhọc

Sản suất ra của cải vật chất là thành quả của xã hội loài người trong quátrình lao động Con người sử dụng công cụ lao động tác động vào tự nhiên đểtạo ra của cải vật chất phục vụ cho đời sống con người Trình độ phát triển

công cụ sản xuất là thước đo mức độ phát triển của sản xuất Công cụ laođộng có tính chất quyết định trong quá trình sản xuất của cải vật chất.

Công cụ sản xuất luôn luôn được cải tiến từ công cụ thô sơ lên công cụ

cơ khí hóa rồi tự động hóa Cách mạng về công cụ sản xuất gắn liền với cáchmạng về khoa học kỹ thuật

Nhiều hệ thống máy móc tự động đã thay thế con người trong việc điềukhiển các quá trình sản xuất phức tạp tinh vi với năng suất cao và chất lượngtốt Tự động hóa các quá trình sản xuất đã thay đổi hẳn tính chất lao động, cảithiện điều kiện làm việc của công nhân, nhất là những khâu nặng nhọc, độchại nguy hiểm tạo điều kiện giảm thời gian lao động chân tay và lao động trí

óc Gần đây đã xuất hiện nhiều loại máy móc có thể đảm nhận chức năng như

bộ óc con người

Những năm trước việc khai thác, vận chuyển, vận xuất và chế biến gỗrừng trồng còn tồn tại nhiều khó khăn, điều kiện lao động còn quá nặng nhọc,nguy hiểm, chi phí lao động cao, năng xuất lao động còn thấp Việc khai thác,vận chuyển, vận xuất và chế biến hầu như hoàn toàn được thực hiện bằngchân tay, trong khâu vận chuyển con người đã biết sử dụng sức kéo củanhững con gia súc Tuy nhiên, với những sản phẩm lâm nghiệp có kích thướclớn lại rất nặng nề, đồng thời đường xá đi lại khó khăn, nhiều đèo dốc thìnăng xuất và hiệu quả lao động là rất thấp Vào những năm đầu của thế kỷ 19nhờ việc áp dụng máy móc vào việc khai thác, vận chuyển và chế biến các sảnphẩm lâm nghiệp như: Máy cưa tay, máy cẩu, tời, các loại liên hợp máy kéo,

ô tô… thì năng suất và hiệu quả lao động được tăng lên gấp bội Vì vậy việc

áp dụng cơ giới hóa trong các khâu khai thác, vận chuyển, vận suất và chếbiến gỗ rừng trồng rất cần thiết

Máy móc cơ khí hóa trên thế giới được phát triển khá sớm Từ nhữngnăm cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19, các nước có nền khoa học phát triển ở

Châu Âu và Châu Mỹ đã phát triển các loại máy móc - công cụ kiểu mới, nửa

cơ khí và tiên tiến cơ khí [1]

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, con người đã ngàycàng thay thế nhiều máy móc vào trong sản xuất và cuộc sống hằng ngày giúplàm giảm sức lao động của con người Máy móc sẽ thực hiện nhanh chóng,chính xác với năng suất và hiệu quả cao những công việc nặng nhọc

Các loại máy được sử dụng thông thường gồm hai phần: Phần động lực

và phần các thiết bị chấp hành hay còn gọi là máy công tác

Trong lịch sử phát triển của ngành công nghệ chế tạo máy, cơ khí độnglực những chiếc máy hơi nước (động cơ đốt ngoài) đầu tiên được chế tạo ra

đã giúp con người trong việc cơ giới hóa, chúng thường được sử dụng trongnhững công việc tĩnh tại hoặc được sử dụng với những cỗ máy lớn không yêucầu cao về giới hạn kích thước như tàu thủy, tàu hỏa… Tuy nhiên nhữngchiếc máy này có hình dạng và kích thước rất cồng kềnh, gây ra khá nhiều bấttiện trong quá trình sử dụng Do những nhược điểm của nó nên hiện nay cácđộng cơ hơi nước rất ít được sử dụng, nhưng máy hơi nước vẫn là một thànhtựu vĩ đại của loài người, nó mở đường cho kỷ nguyên của máy móc và ngành

cơ khí Để khắc phục những nhược điểm của máy hơi nước, các nhà khoa học

đã phát minh ra loại động cơ đốt trong với kích thước nhỏ gọn nhiều mà côngsuất lại lớn hơn nhiều Ngày nay, ngoài loại động cơ đốt trong được sử dụngphổ biến còn có loại động cơ sử dụng điện năng, đó là động cơ điện, các loạiđộng cơ kết hợp với các loại máy công cụ đã thực sự thay thế dần sức laođộng của con người

Các máy công tác cũng dần dần được phát triển theo nguồn động lực

đó Các loại máy cưa gỗ, máy khoan, máy bào, các loại máy vận chuyển ngàycàng được cải tiến để phù hợp với tình hình sản xuất lâm nghiệp trong mỗithời đại Đầu tiên là những máy móc rất đơn giản, qua thời gian sử dụng conngười đã dần dần khắc phục những nhược điểm của những loại máy này, biến

nó thành những máy có tính tự động cao trong quá trình sản xuất Hoặc từnhững máy móc rất cồng kềnh làm việc với độ an toàn không cao… đã đượccon người cải tiến thành những máy với kích thước nhỏ gọn làm việc với độ

an toàn cao hơn, năng suất cao hơn Trước kia, để đóng được một bộ bàn ghếngười ta phải vào rừng chặt cây lấy gỗ vận chuyển về nhà sau đó gia công tạothành sản phẩm Tất cả những công đoạn trên đều được thực hiện bằng tay vàsức lao động của con người Hiện nay để làm được một sản phẩm như vậy thìhầu hết các công đoạn trên đều được thực hiện bằng máy móc Từ việc chặt

gỗ, vận chuyển đến gia công thành sản phẩm đã được các máy móc như: máycưa, liên hợp máy vận chuyển (máy kéo hoặc các loại ô tô), máy xẻ, máy đục,máy đánh bóng… thực hiện Nhờ các loại máy móc này mà năng suất cũngnhư chất lượng của thành phẩm được nâng cao mà giá thành lại thấp

Qua thực tiễn lao động và sản xuất ra của cải vật chất, người ta đã chếtạo ra các máy công cụ nhằm thực hiện một hoặc một số công đoạn nào đótrong quá trình sản xuất Với sự phát triển của khoa học công nghệ thì trongtất cả các lĩnh vực đều có các loại máy móc có thể thay thế cho con người Từnhững công việc phổ thông như công việc chân tay nặng nhọc đến các côngviệc đòi hỏi sự khéo léo và trí thông minh của con người

Cùng chung với sự phát triển của các ngành khoa học khác thì sự ra đờicủa các loại máy móc là các cơ cấu hoặc các hệ thống truyền động đơn giảnnhư: bộ truyền động đai, bộ truyền động xích, bộ truyền động bánh răng, bộtruyền động trục vít- bánh, cơ cấu biến đổi chuyển động tay quay con trượt…

Nó đã đáp ứng được phần lớn nhu cầu truyền động trong cơ khí Trong vậnchuyển, lúc đầu là sức người sau đó là các loại gia súc và đến bây giờ là cácloại máy vận chuyển, trong đó có máy kéo Đối với máy kéo nói chung, máykéo lớn nói riêng đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và được công bố.Các công trình nghiên cứu này thường là xây dựng cơ sở lý thuyết động lựchọc hoặc dạng mô hình toán Các công trình này mang đến thành tựu to lớn

cho lĩnh vực ô tô- máy kéo làm cơ sở cho các cán bộ chuyên môn triển khai

áp dụng Tuy nhiên đối với các loại máy kéo nhỏ thì lại ít được nghiên cứu,đặc biệt là các công trình nghiên cứu mang đặc thù lâm nghiệp thì càng hạnchế Còn đối với khâu chế biến các công đoạn như: cưa, xẻ, đục, bào, đánhbong… hầu hết đã được thực hiện bằng máy móc Như vậy cùng với sự pháttriển của các ngành khoa học thì trong sản xuất lâm nghiệp hầu như các côngđoạn nặng nhọc đã được các nhà khoa học giúp đỡ bằng cách cơ giới hóa hay

là đưa máy móc vào trong qua trình sản xuất

1.2.2 Tình hình cơ giới hóa trong sản xuất lâm nghiệp ở Việt Nam.

Việt Nam là nước sản xuất nông lâm nghiệp là chủ yếu, vào cuối thế kỷ

18 đầu thế kỷ 19 việc cơ giới hóa các khâu sản xuất trong nông lâm nghiệptrên thế giới đã và đang phát triển mạnh mẽ thì đất nước ta vẫn đang chìmtrong chiến tranh Sau khi cách mạng tháng tám thành công thì máy móc phục

vụ sản xuất nông lâm nghiệp mới được du nhập vào nước ta, nhưng chủ yếuđược tập chung ở miền Bắc vì miền Nam còn bị chia cắt và chủ yếu là máynông nghiệp Sau năm 1975 khi đất nước hoàn toàn thống nhất, cơ khí hóaNông Lâm nghiệp được đẩy mạnh trên toàn quốc nhưng đến giữa và cuốinhững năm 80, cơ khí hóa nông lâm nghiệp có phần bị giảm sút do điều kiệnsản xuất và trình độ khoa học kỹ thuật của ta còn hạn chế [1]

Hầu hết máy móc du nhập vào nước ta chủ yếu là máy phục vụ trongnông nghiệp còn trong lâm nghiệp thì hầu như không có Bởi vì đất nướcđang bị chia cắt thành hai miền Miền Bắc được chú trọng phát triển nôngnghiệp nhằm phát triển kinh tế và cung cấp lương thực cho chiến trường miềnNam Trong giai đoạn này sản suất lâm nghiệp ít được quan tâm mà chủ yếuchúng ta khai thác rừng phục vụ cho các nhu cầu của đất nước nên giai đoạnnày máy móc cơ giới hóa chủ yếu tập trung cho các hoạt động sản suất lâmnghiệp

Sau khi thực hiện khoán 10 (1988) của Đảng, hội nông dân tự chủ sảnxuất, đất lâm nghiệp được giao khoán cho từng hộ để sử dụng lâu dài Đây làgiai đoạn nền kinh tế nước ta bắt đầu khởi sắc và đã có những bước phát triểnvượt bậc Sản xuất lâm nghiệp được đa dạng hóa, và cũng đã bắt đầu chútrọng phát triển kinh tế nông lâm kết hợp.

Trong giai đoạn này, sản xuất lâm nghiệp được phát triển mạnh mẽ vàcũng đã được cơ giới hóa một số khâu như chặt hạ, vận chuyển chế biến… Sovới các nước tiên tiến trên thế giới thì các loại máy móc phục vụ sản xuấtkhông những nông nghiệp mà còn cả lâm nghiệp còn rất đơn giản, năng suấtkhông cao… đặc biệt là lâm nghiệp Nhưng nếu nhập các loại máy móc nướcngoài để phục vụ trong sản suất lâm nghiệp thì giá thành lại quá cao… hoặckhông phù hợp với địa hình rừng núi hay việc làm ăn nhỏ lẻ, manh mún củanước ta

Đất lâm nghiệp nước ta với tổng diện tích khoảng 11,575 triệu ha, trong

đó rừng tự nhiên chiếm 90,8% và rừng trồng là 9.2% Ngoài diện tích của cáclâm trường quốc doanh, một lượng không nhỏ đất rừng do các hộ gia đìnhquản lý Các hộ gia đình sản xuất lâm nghiệp thường ít sử dụng máy móc dođiều kiện kinh tế mà chủ yếu là các lâm trường quốc doanh [1]

Bảng 1.1 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1983)

T

T

Loại máy Đơn vị Cả nước Miền Bắc Miền Nam

Đến năm 1998 các lâm trường đã trang bị máy động lực cơ khí các loại:

ô tô, máy kéo và các loại máy lâm nghiệp phục vụ sản xuất giống cây con,trồng rừng, khai thác và vận chuyển lâm sản

Bảng 1.2 Trang bị động lực cho sản xuất lâm nghiệp (1988)

giống

Trồng rừng

Khai thác vận chuyển

Bảng 1.3 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1995)

T

T

Loại máy Đơn vị Số lượng Tổng công suất (mã lực)

Ta thấy rằng, riêng với sản xuất lâm nghiệp thì khai thác, vận chuyển

và chế biến là khâu nặng nhọc và chiếm nhiều nguyên công nhất nhưng cũng

đã có tới 60-70% công việc là do máy móc đảm nhận Phần lớn số máy kéo, ô

tô và các máy chế biến gỗ trong sản xuất lâm nghiệp là phục vụ cho côngđoạn khai thác, vận chuyển và chế biến

1.3 TÌNH HÌNH VẬN CHUYỂN VÀ VẬN XUẤT GỖ Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI.

1.3.1 Điều kiện địa hình để vận chuyển và vận xuất lâm nghiệp.

Cây lấy gỗ và các cây có sản phẩm chủ yếu là thân như: tre, nứa, vầu…gọi chung là sản phẩm lâm nghiệp, hầu hết được mọc ở trong rừng hoặc sinhtrưởng và phát triển trong các khu rừng nguyên sinh hay tái sinh, khi đến tuổikhai thác chúng được chặt hạ và vận chuyển đến nới tiêu thụ hay các bãi tậpkết gần đường giao thông Trong sản xuất lâm nghiệp, khâu vận chuyển có

thể được chia thành hai công đoạn: vận chuyển từ nơi khai thác đến các bãitập kết hoặc các kho chứa và vận chuyển từ kho chứa đến nơi tiêu thụ.

Việc vận chuyển từ kho bãi đến nơi tiêu thụ không gặp nhiều khó khăn

vì các tuyến đường dùng cho ô tô, máy kéo vận chuyển và các lâm sản khácnằm rải rác trên các khu vực khai thác rộng lớn hoặc các con đường quốc lộhay tỉnh lộ Với hình thức vận chuyển lâm sản tới nơi bằng đường bộ có ưuthế hơn vận chuyển bằng đường sắt và đường thủy Những năm gần đây, vậnchuyển bằng ô tô – máy kéo chiếm vai trò quan trọng trong nền kinh tế nóichung và ngành lâm nghiệp nói riêng

Trong tương lai, vận chuyển gỗ bằng đường bộ vẫn phát triển mạnh

mẽ Để đáp ứng được nhu cầu này, đường ô tô phải được xây dựng thànhmạng lưới đường hoàn chỉnh bao gồm các đường trục chính, đường nhánhtheo quy định được nhà nước phê duyệt nhằm tạo điều kiện cho ô tô – máykéo vận chuyển gỗ và các lâm sản khác đã khai thác với giá thành hợp lý

Trên đường ô tô lâm nghiệp, chiều vận chuyển từ trong khu vực khaithác ra ngoài kho bãi và nơi tiêu thụ là chiều có hàng còn chiều ngược lại thìkhông có hàng, vì vậy đường vận chuyển lâm sản thường là đường có tải mộtchiều nên hướng có tải cần thiết kế có độ dốc nhỏ hơn để giảm chi phí xâydựng đường

Việc vận chuyển gỗ và các sản phẩm lâm nghiệp từ nơi khai thác đếncác điểm tập kết hoặc các khô bãi gần trục đường giao thông gặp rất nhiềukhó khăn Các con đường từ nơi khai thác đến các điểm tập trung này thường

là các con đường mòn rất hẹp, hoặc là các con đường tự tạo khi khai thác.Chúng có nền đất yếu, bề mặt gồ ghề, hiểm trở, nhiều dốc, nhiều khúc cuagấp, có thể có nhiều công trình có tính tạm thời như đập tràn, cầu, cống, khesuối cạn đòi hỏi các phương tiện vận chuyển ô tô máy kéo phải có tính ổnđịnh và hệ số an toàn cao khi làm việc, có khả năng kéo bán tốt…

Đối với nước ta, do điều kiện khí hậu nhiệt đới ở nước ta, mưa nhiềulàm cho các con đường này bị trơn trượt, lầy lội Đây là nguyên nhân làm choviệc vận chuyển gặp rất nhiều khó khăn, không phù hợp để sử dụng các loại ô

tô và các phương tiện có tải trọng cao, bề rộng thân xe lớn và khả năng bámkhông tốt

Như vậy, trong sản xuất lâm nghiệp cũng cần tính đến yếu tố khí hậuthời tiết, loại đường, cầu cống, kết cấu loại hàng hóa vận chuyển, phương tiệnbốc dỡ hiện có… Dựa trên khối lượng vận chuyển và các điều kiện khi vậnchuyển mà lựa chọn các phương tiện vận chuyển sao cho đạt hiệu quả caonhất Hiệu quả của quá trình vận chuyển trước hết phụ thuộc vào loại phươngtiện, quãng đường vận chuyển, tải trọng, vận tốc chuyển động của loạiphương tiện đó Ngoài ra còn phụ thuộc vào năng suất của phương tiện vậnchuyển và giá thành vận chuyển

Hiện nay trên thị trường nước ta có rất nhiều loại phương tiện vậnchuyển Các loại phương tiện này chủ yếu là được nhập khẩu hoặc do nướcngoài thiết kế mà chủ yếu phục vụ cho nông nghiệp, chúng hoạt động trênđường bằng là chủ yếu Khi sử dụng chúng vào hoạt động trong sản xuất lâmnghiệp, thì chúng không phát huy được hiệu quả và có nhiều trường hợpkhông làm việc được

Như vậy, căn cứ vào điều kiện địa hình cũng như tình hình thị trường

và loại phương tiện vận chuyển mà chúng ta chọn loại phương tiện vậnchuyển sao cho phù hợp và đạt được hiệu quả kinh tế cao Trong sản xuất lâmnghiệp để giảm sức lao động chân tay cho con người thì việc sử dụng các loạiphương tiện vận chuyển là điều rất cần thiết Nhưng do các loại phương tiệnvận chuyển trên có công suất, khả năng kéo bám, tính linh hoạt bị hạn chế nênhiện nay các loại phương tiện vận chuyển có nguồn động lực là các loại máykéo chuyên dụng với rơ mooc kéo theo được sử dụng phổ biến, thông thườnglực kéo chủ động là lực kéo bám của máy kéo với điều kiện làm việc rất khó

khăn như vậy, liên hợp máy khi di chuyển vào quãng đường có nền đườngyếu làm ảnh hưởng đến khả năng bám của máy kéo hoặc liên hợp máy gặp trởngại cục bộ là các mô đất hay các dốc nhỏ làm cho liên hợp máy bị quá tải.

Để tăng trọng lượng bám cho liên hợp máy, người ta đã thiết kế thêm cầumoóc chủ động để trợ giúp cho liên hợp máy Do rơ mooc và máy kéo đượcliên kết với nhau tại mooc nên trong quá trình làm việc chúng có sự chuyểnđộng tương đối với nhau khá lớn đặc biệt khi vào đoạn đường gập ghềnh hoặckhi quay vòng Đồng thời trong quá trình vận chuyển những sản phẩm lâmnghiệp trong điều kiện địa hình như vậy thì một vấn đề nữa được đặt ra đó là

sự an toàn cho các phương tiện vận chuyển Mặt khác, các loại phương tiệnnày được nhập khẩu hoặc do nước ngoài thiết kế mà lại chủ yếu được phục vụcho nông nghiệp, khi đưa vào sử dung trong sản xuất lâm nghiệp thì chúngcần phải được nghiên cứu và thiết kế hơn nữa sao cho phù hợp với sản xuấtlâm nghiệp

Ngoài ra, do hệ thống sông ngòi dày đặc, lợi dụng năng lượng của dòngchảy, các sản phẩm lâm nghiệp thường được đóng bè và thả theo dòng nướcđến các điểm tiêu thụ hoặc các nơi tập kết

1.3.2 Hình thức vận chuyển và vận xuất các sản phẩm lâm nghiệp.

Để có được các sản phẩm từ gỗ người ta phải vào rừng khai thác gỗ sau

đó thu gom lại, vận chuyển và chế biến thành sản phẩm Khai thác gỗ là mộtcông đoạn trong quá trình sản xuất lâm nghiệp chúng ta sử dụng các công cụthủ công hoặc máy móc để chặt hạ Đất rừng thường là các vùng đất đồi núi,địa hình hiểm trở nên việc khai thác gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt là cáckhu rừng tự nhiên Sau khi gỗ được chặt hạ, chúng phải được vận xuất đếncác điểm tập kết ở một vị trí thuận lợi để thực hiện tiếp công đoạn vậnchuyển Trong các khâu của quá trình khai thác, vận chuyển và vận xuất làmột khâu quan trọng, nó ảnh hưởng rất lớn đến năng xuất, giá thành và chi

phí khai thác Để thu gom gỗ từ nơi chặt hạ ra các bãi tập chung, tùy theo điềukiện của mỗi nước và mỗi vùng sản xuất khác nhau mà có thể áp dụng cáchình thức vận xuất gỗ khác nhau sau đây [5]:

- Vận xuất bằng thủ công

- Vận xuất gỗ bằng máng lao

- Vận xuất gỗ bằng tời

- Vận xuất gỗ bằng đường cáp trên không

- Vận xuất gỗ bằng máy kéo

- Vận xuất gỗ bằng khinh khí cầu hoặc máy bay trực thăng

Các nước công nghiệp phát triển thường áp dụng công nghệ và thiết bịtiên tiến để cơ giới hóa khâu chặt hạ, vận xuất, bốc dỡ và vận chuyển gỗ ởnhững vừng khai thác gỗ tập chung và có sản lượng cao Các nước đang pháttriển thường áp dụng công nghệ cổ điển hoặc công nghệ trung bình để khaithác gỗ Tùy theo điều kiện của mỗi nước, mỗi vùng khai thác mà có thể ápdụng những hình thức thủ công với hình thức cơ giới, giữa công nghệ khaithác trung bình với công nghệ khai thác tiên tiến

Đối với những nước có nền công nghiệp phát triển thì người ta dùngnhững phương thức vận chuyển và vận xuất hiện đại hơn hay dùng các loạimáy móc có nhiều tính năng hơn, năng xuất cao hơn… nhưng phương thứcvận chuyển và vận xuất gỗ rừng trồng chủ yếu vẫn là liên hợp máy kéochuyên dùng, các loại ô tô… Các loại liên hợp máy kéo này có khả năng bámrất tốt Tuy nhiên, chúng có cấu tạo phức tạp, giá thành cao, vốn đầu tư lớn ,phụ tùng thay thế khó khăn và giá thành cao Chúng chỉ phù hợp với những

cơ sở lâm nghiệp quy mô lớn và thích ứng với những khu khai thác gỗ và lâmsản tập trung có khối lượng lớn, cự ly vận chuyển không dài Ngoài việc vậnchuyển chúng còn có chức năng gom gỗ, xếp gỗ và bốc dỡ gỗ một số nước đãsản suất và sử dụng loại máy này như: LKT 80 do Tiệp Khắc sản xuất,VOLVO – Thụy Điển, KOMATSU – Nhật Bản…

Đối với nước ta, là một nước có nền kinh tế chủ yếu phụ thuộc vàonông nghiệp, vừa thoát khỏi chiến tranh, nền công nghiệp chế tạo máy chưaphát triển, vốn đầu tư còn rất hạn chế nên chưa thể chế tạo các loại máy kéochuyên dùng, cũng rất hạn chế nhập khẩu các loại máy chuyên dùng có tínhnăng kỹ thuật cao, toàn năng vào các khâu công việc phục vụ cơ giới hóa vậnxuất, vận chuyển gỗ vùng đồi núi Mặt khác, hiện nay do tác động của nềnkinh tế nhiều thành phần, do việc giao đất khoán rừng cho các hộ nông dân sửdụng lâu dài trên địa bàn trung du miền núi Các trang trại sản xuất Nông –Lâm nghiệp xuất hiện, kinh tế trang trại và các sản phẩm từ trang trại cũngđang là thị trường hấp dẫn cho các loại dịch vụ cơ khí lâm nghiệp, đặc biệt làcông tác vận chuyển Nhiều hộ gia đình, các chủ trang trại đã mua máy kéovới mục đích tự vận chuyển và thực hiện các dịch vụ trên Các loại máy kéonày chủ yếu là máy kéo cỡ nhỏ và trung bình như máy kéo Kobuta, Shibaura

do Nhật Bản chế tạo, máy kéo Đông Phong – Trung Quốc và máy kéo BôngSen – Việt nam [1]…

Đối với máy kéo nhỏ được sử dụng trong nước hiện nay có ưu điểm là

dễ dàng di chuyển trên địa hình phức tạp, nhưng chúng cũng còn nhiều nhượcđiểm như tính năng sử dụng và một số kết cấu chưa hợ lý hơn nữa khi ápdụng vào từng điều kiện cụ thể trong lâm nghiệp thì chúng không phát huyđược lợi thế của mình, công suất nhỏ chưa đáp ứng được nhu cầu vận chuyểnkhi khai thác với khối lượng sản phẩm lớn

Trong khi chúng ta chưa đủ khả năng để trang bị các máy móc chuyêndùng với chi phí ban đầu lớn thì việc nghiên cứu để cải tiến nâng cao tínhnăng kỹ thuật của máy kéo thông thường cho phù hợp với điều kiện sử dụng ởvùng đồi núi sẽ có ý nghĩa không nhỏ, đặc biệt cho các trang trại, các đội sảnxuất lâm nghiệp các lâm trường có vốn đầu tư nhỏ đang dùng máy kéo bánhhơi cỡ nhỏ phổ biến hiện nay

Vận chuyển gỗ lâm nghiệp đã ngày càng hiện đại Ngày nay đã cónhiều loại phương tiện vận tải được sản xuất chế tạo lắp ráp trong nước kếthợp nhập khẩu với số lượng tăng gấp nhiều lần so với những năm cuối của thế

1.3.3 Các dạng liên hợp máy vận chuyển sản phẩm lâm nghiệp.

Vận chuyển lâm sản nói riêng và vận chuyển hàng hóa nói chung lànhững mắt xích quan trọng nối liền sản xuất và tiêu dùng trong nội địa và đếncác nước trên thế giới Trong sản suất lâm nghiệp khâu vận chuyển có thểđược chia thành hai công đoạn: vận chuyển từ nơi khai thác đến bãi tập kếthoặc các kho chứa và vận chuyển từ các kho chứa đến nơi tiêu thụ Việc vậnchuyển từ các kho tập kết đến nơi tiêu thụ thường dùng ô tô để vận chuyển.các con đường này đã được thiết kế và xây dựng tương đối tốt, phù hợp vớiviệc vận chuyển các sản phẩm lâm nghiệp bằng ô tô Còn việc vận chuyển cácsản phẩm lâm nghiệp từ nơi khai thác đến các kho tập kết thì tương đối khókhăn Do các con đường từ nơi khai thác đến nơi tập kết này thường là cáccon đường mòn rất hẹp, hoặc là các con đường tự tạo khi thai thác Chúng cónền đất yếu, bề mặt gồ ghề, hiểm trở, nhiều dốc, nhiều khúc cua gấp, có thể

có nhiều công trình có tính tạm thời như đập tràn, cầu, cống, khe suối cạn đòihỏi các phương tiện như ô tô máy kéo phải có tính ổn định và hệ số an toàncao khi làm việc, có khả năng kéo bám tốt… do vậy để vận chuyển các sảnphẩm lâm nghiệp từ nơi khai thác đến các kho tập kết người ta thường dùngcác loại liên hợp máy kéo, các máy chuyên dụng… nhưng phổ biến nhất vẫn

là các loại liên hợp máy kéo vì chúng có rất nhiều ưu điểm hơn như:

+ Khả năng di chuyển linh hoạt trên mọi địa hình, đường xá nhờ kíchthước nhỏ gọn

+ Khả năng kéo bám tốt nhờ kết cấu đặc biệt của bánh chủ động

+ Việc điều chỉnh tốc độ dễ dàng trong phạm vi lớn nhờ có hệ thốngtruyền lực được thiết kế với nhiều cấp truyền khác nhau, dải tốc độ nằm trongkhoảng từ 4 – 33km/h

+ Các loại máy kéo có nhiều loại với công suất khác nhau, thường nằmtrong khoảng từ 7 – 80 mã lực

+ Việc điều khiển máy kéo và các bộ phận khác cũng khá dễ dàng.+ Chăm sóc, bảo dưỡng thuận tiện, đơn giản

Đối với các nước công nghiệp phát triển, họ đã chế tạo và đưa vào sửdụng các loại máy kéo chuyên dụng cho vận xuất, vận chuyển lâm sản như:LKT 80 do Tiệp Khắc sản xuất; VOLVO - Thụy Điển , KOMATSU – NhậtBản … các loại máy kéo này có khả năng bám rất tốt Tuy nhiên, chúng cócấu tạo phức tạp, vốn đầu tư lớn phụ tùng thay thế khó khăn và giá thành khácao Chúng chỉ phù hợp với những cơ sở lâm nghiệp quy mô lớn, cự ly vậnchuyển không dài, ngoài việc vận chuyển chúng còn có chức năng gom gỗ,xếp gỗ và bốc dỡ gỗ

Đối với nước ta, vận chuyển các sản phẩm lâm nghiệp chủ yếu sử dụnghai hình thức vận chuyển bằng đường bộ và bằng đường thủy Nhưng các sảnphẩm lâm nghiệp vẫn chủ yếu được vận chuyển bằng đường bộ việc vận

chuyển từ nơi khai thác đến kho tập kết cũng bằng các loại liên hợp máy kéo

là chủ yếu

Trong nhiều năm trở lại đây sản xuất lâm nghiệp ở nước ta, đã sử dụngmột số loại thiết bị máy móc để cơ giới hóa các khâu chặt hạ, vận xuất, bốc

dỡ và vận chuyển các sản phẩm lâm nghiệp cụ thể:

- Liên hợp máy vận xuất gỗ, bốc dỡ thu gom gỗ

- Liên hợp máy vận chuyển: máy kéo bánh hơi một cầu- rơ mooc mộtcầu Rơ mooc hai cầu; máy kéo bành hơi hai cầu- rơ mooc một cầu, rơmooc hai cầu

Rơ mooc máy kéo, rất khác về công dụng cũng như cấu tạo Tùy theocông dụng vận chuyển, loại hàng hóa để thiết kế rơ mooc cho phù hợp Theođặc điểm cấu tạo, máy kéo loại một cầu, hai cầu… xu hướng phát triển chủyếu của rơ mooc máy kéo là rẻ tiền và tăng được trong lượng bám và khảnăng kéo cho máy kéo [5]

Một số loại máy kéo thường sử dụng trong vận xuất và vận chuyển gỗlâm nghiệp:

Máy kéo bánh xích: là loại thiết bị được sử dụng đầu tiên vào vận xuất

gỗ những loại máy này công suất lớn hơn, hệ thống điều khiển ngày càng tiệních và tin cậy hơn, đáp ứng được các yêu cầu về cơ giới hóa khâu vận xuất từloại gỗ nhỏ đến loại gỗ lớn Ở Liên Xô thường sử dụng loại máy kéo TDT 40,TDT 40M, TDT 60, TDT 55… ở các nước khác như Thụy Điển, Na Uy, PhầnLan, Ca Na Đa… cũng chế tạo và sử dụng nhiều loại máy kéo xích chuyêndùng trong nông nghiệp ngoài chức năng vận xuất, nhiều loại máy kéo xíchđược trang bị thêm bộ phận cắt để hạ cây, cắt khúc, bộ phận dùng để tuốtcành khi đổ chúng trở thành những máy khai thác gỗ liên hợp kiểu FELLERSUNCHER

Máy kéo xích dùng để vận xuất gỗ có ưu điểm là có công xuất lớn, độbám cao nên có thể kéo được những cây gỗ dài và đường kính lớn, năng xuất

cao, giá thành vận xuất hạ Nhưng nhược điểm của chúng là: phá loại cây con

và bề mặt đất rừng làm cho đất bị xói mòn gây thiệt hại cho môi trường sinhthái, tốc độ của máy kéo xích thấp, chi phí vận liệu cho một đơn vị công xuấtlớn, xích tróng mòn, dễ gãy, nhất là khi chạy trên nền cát và đá Do nhữngnhược điểm trên và xu thế chung hiện nay, người ta giảm dần việc sử dụngmáy kéo xích trong vận xuất gỗ mà thay thế dần bằng máy kéo bánh hơi

Máy kéo bành hơi

Ưu điểm: có tốc độ lớn, tính cơ học cao, có thể vừa xuất vừa vậnchuyển ở cự ly ngắn Năng xuất cao, giá thành hạ và đặc biệt là ít ảnh hưởngđến cây con và bề mặt đất rừng hơn máy kéo xích Do vậy, khả năng bảo vệmôi trường sinh thái tốt hơn, đất ít bị xói mòn

Máy kéo bánh hơi dùng trong vận xuất gỗ có thể chia thành hai nhóm:Máy kéo bánh hơi nông nghiệp và máy kéo bánh hơi lâm nghiệp dùngtrong vận xuất gỗ

+ Máy kéo bánh hơi lâm nghiệp chuyên dùng thường có công suất lớnđược thiết kế chuyên dùng để vận xuất gỗ loại này làm việc tin cậy, tính ổnđịnh cao, cơ động và cho năng xuất cao chứng tỏ rất thích hợp với quy mô sảnxuất lớn, tỷ lệ cơ giới hóa trong giây chuyền sản xuất cao như máy LKT – 80của Tiệp Khắc SKIDDER của hãng TYMBEDJEACK (Phần Lan) dùng đểkéo gỗ theo phương pháp nửa lết chúng có thể được trang bị tời kéo gỗ từ xahoặc càng ngoặm giữ gỗ khi di chuyển Các loại máy kéo bánh bơm đượctrang bị thủy lực và rơ mooc Chúng có khả năng tự nhặt gỗ lên rơ mooc vậnchuyển cự ly ngắn về tập trung tại các bãi gỗ [5]

+ Máy kéo bánh hơi nông nghiệp dùng trong vận xuất gỗ để nâng caohiệu quả vốn đầu tư, khai thác và phát huy tối đa năng lực của máy móc thiết

bị Ngoài chức năng phục vụ sản xuất nông nghiệp, máy kéo nông nghiệp cònđược sử dụng rộng rãi trong việc khai thác sơ chế gỗ rừng ở rừng trồng và các

hoạt động nông nghiệp khác ở các nước nông nghiệp phát triển và các nướcđang phát triển

- Để đảm bảo vận xuất gỗ có hiệu quả, máy kéo nông nghiệp phải cócông suất phù hợp và có trục thu công suất với số vòng quay khoảng 500vòng/ phút Trên cơ sở đó người ta thiết kế, lắp đặt các thiết bị chuyên dùngnhư tời gom gỗ, cần trục cơ học tay thủy lực, rơ mooc trở gỗ… và các kết cấuđảm bào an toàn cho người và thiết bị khi làm việc trong rừng

Ở nước ta, các loại máy kéo do Liên Xô chế tạo: KT 12, TDT 40, TDT

55, TT 4 Được sử dụng rất phổ biến ở các lâm trường để khai thác rừng tựnhiên

Với gỗ nhỏ rừng trồng ở nước ta hiện nay, chủ yếu phục vụ cho ngànhcông nghiệp sản xuất giấy, cung cấp nguyên liệu cho các khu khai thác mỏ…loại gốc này thường có đường kính từ 100-300 mm, được cắt khúc với độ dàikhoảng từ 2-5mm, gỗ sau khi khai thác được vận xuất đến bãi gỗ hoặc cácđiểm tập kết cạnh các trục đường giao thông để thuận tiện cho việc vậnchuyển thì việc sử dụng liên hợp máy vận xuất và bốc dỡ với máy kéo cócông xuất động cơ trung bình là rất phù hợp

1.4 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG PHANH CỦA Ô TÔ, MÁY KÉO

Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang trong quá trình phát triển,trong những năm vừa qua đã đạt được những kết quả khả quan Bước đầuđang trên đà hội nhập với khu vực và trên thế giới Chủ trương hiện nay củaChỉnh phủ đưa ra là tăng tỷ lệ nội địa hóa các sản phẩm, dần tiến tới chế tạođược các sản phẩm mang thương hiệu Việt Nam Trong những năm quachúng ta đã xuất được các lô hàng xe buýt, xe tải nhẹ sang các nước châu Mỹ,

đó là thắng lợi đầu tiên của nền công nghiệp ô tô Việt Nam Đây là động lựckhích lệ để các nhà nghiên cứu và sản xuất ô tô trong nước đầu tư nghiên cứu,

tài chính vào ngành công nghiệp ô tô Để đạt được mục đích này cần nghiêncứu sâu hơn về các cụm chi tiết, các hệ thống cũng như điều kiện làm việc của

ô tô để có những giải pháp kỹ thuật can thiệp sâu hơn vào trong các cụm, hệthống nhằm phát huy được đặc tính tối ưu của chúng

Khảo sát động lực học quá trình phanh của ô tô – máy kéo là bài toán

cơ bản của lý thuyết ô tô – máy kéo nhằm đánh giá cũng như xác định chấtlượng khai thác ô tô – máy kéo trong những điều kiện khác nhau Trong đóvấn đề phanh máy kéo là không thể thiếu trong quá trình nghiên cứu, nhất làtrong thời gian gần đây chất lượng đường sá cũng như ô tô – máy kéo đượctăng lên rõ rệt, đây cũng là tín hiệu đáng mừng cho lĩnh vực giao thông nước

ta nhưng bên cạnh đó lại nổi lên vấn đề đáng ngại về an toàn giao thông, đặcbiệt là giao thông nông thôn hiện nay

Trên thế giới, công tác nghiên cứu động lực học phanh ô tô, máy kéocòn nhằm đưa ra quy luật điều khiển ở các vùng tốc độ khác nhau mà ở mức

độ hoàn thiện cao Trong thời gian gần đây, các công trình nghiên cứu trên thếgiới đã tập trung nhiều vào lĩnh vực động lực học cho xe có tải trọng lớn như:

xe buýt có sức trở lớn, xe tải nặng, siêu nặng, đoàn xe và máy kéo Với máykéo và đoàn xe, hướng nghiên cứu trên được đề cập và hoàn thiện chưa nhiều.Các tài liệu, thí nghiệm và khảo sát còn đang được thực hiện và kết quả công

bố còn hạn chế Một trong số nguyên nhân trên là tính phức tạp của bài toán

cơ học hệ nhiều vật Máy kéo kéo theo rơ mooc và đoàn xe khi xem xét trên

mô hình phẳng có thể được xem như bài toán với con lắc kép với quỹ đạochuyển động còn cho rõ nét, do vậy hướng nghiên cứu trên đang tiếp tục đượctriển khai, khảo sát, bổ sung và hoàn thiện

Ở Việt Nam, tài liệu, công tác, nghiên cứu, thí nghiệm động lực họcchuyển động cho máy kéo và ô tô được đề cập rất ít Có thể kể đến như: ,

“Nghiên cứu động học chuyển động quay thẳng và chuyển động quay vòngcủa đoàn xe” Luận văn cao học của tác giả Phạm Tất Thắng (2006), “Xây

dựng chương trình mô phỏng quỹ đạo chuyển động của đoàn xe kéo bánmooc khi chuyển động trên đường vòng” Luận văn cao học của tác giảNguyễn Hùng Mạnh, “Nghiên cứu, khảo sát động lực học phanh đoàn xe”Luận văn cao học của tác giả Tạ Tuấn Hưng “Nghiên cứu động lực quá trìnhphanh liên hợp máy kéo SHIBAURA – 3000A khi vận chuyển gỗ rừng trồng”Luận văn cao học của tác giả Nguyễn Tài Cường, trong luận văn này chỉ khảosát bài toán xuống dốc bình thường không kể đến dao động khi sinh ra ở mặtđường và không tính đến biến dạng đàn hồi của lốp “Khảo sát ảnh hưởng của

độ dốc và mấp mô mặt đường đến phản lực pháp tuyến trên máy kéoSHIBAURA kéo rơ mooc một trục”, Luận văn cao học của tác giả Đào HữuĐoàn, trong luận văn này đã đề cập đến độ dốc và mấp mô mặt đường nhưngkhông khảo sát đến quá trình và hiệu quả phanh

Nghiên cứu động lực học ô tô, máy kéo đặc biệt là đoàn xe trên thế giớicũng có một số tác giả đề cập Theo hướng điều khiển ổn định chuyển độngđoàn xe có các tác giả như: Nhóm tác giả David John, Matthew Sanpson (Đạihọc Cambridge- 2000) với đề tài: Điều khiển lắc ngang tích cực cho đoàn xenhằm cải thiện khả năng ổn định ngang cho đoàn xe có khớp nối; tác giảStefan Edlund, John Aurell, Niklas Frojd (tập đoàn xe tải Volvo 2001) với đềtài “Xây dựng thuật toán đánh giá ổn định xoay thân của đoàn xe có khớpnối”, tác giả Venu Gopal GORU (2007) với đề tài “Nghiên cứu và mô phỏng

ổn định lắc ngang của đoàn xe bán romooc xi téc trở nhiên liệu lỏng” Trong

dề tài tác giả mô hình hóa xitec và nghiên cứu ổn định lắc ngang của đoàn xe,

sử dụng phần mềm chuyên dụng để mô phỏng

Ngoài ra còn có tác giả J.W.L.H Macc (2007- Eindhoven) đề cập tớihiện tượng bẻ gãy đoàn xe trong đề tài “Nghiên cứu ổn định bẻ gãy đoàn xekéo bán romooc” Tác giả sử dụng mô hình đoàn xe một vết với hàm kíchđộng là góc quay vành lái và điều khiển lực phanh, khảo sát các thông số ảnh

hưởng đồng thời xây dựng chương trình điều khiển nhằm làm giảm hiệntượng bẻ gãy đoàn xe trên

Đa số các công trình trên thế giới tập trung vào nghiên cứu ổn định lậtngang của đoàn xe bằng việc xây dựng mô hình toán học hoặc sử dụng phầnmềm đóng gói, thiết lập thuật toán điều khiển và khảo sát ổn định Ở ViệtNam, tuy ô tô máy kéo đã và đang được sử dụng rộng rãi và phát huy hiệuquả kinh tế nhưng tài liệu kỹ thuật, khai thác và sử dụng phương tiện trên cònnhiều hạn chế

Từ những phân tích và nhận xét ở trên tôi chọn đề tài: “Khảo sát một

số yếu tố ảnh hưởng đến tính năng phanh của liên hợp máy kéo SHIBAURA 3000A kéo rơ mooc một trục”, nhằm nâng tính an toàn chuyểnđộng của liên hợp máy khi vận chuyển gỗ rừng trồng Trên cơ sở đó có thể rút

ra những kết luận bổ sung cho các phương án thiết kế và sử dụng hợp lý hơn

H×nh 2.1 H×nh ¶nh m¸y kÐo Shibaura3000A vµ r¬ mooc RMH3000

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

do Nhật Bản sản xuất, với rơ mooc một trục RMH 3000 do đề tài

thể hiện ở bảng 2.1 và các thông số cơ bản của ro mooc một trục RMH 3000được thể hiện ở bảng 2.2

dụng động cơ Diesel 4 kỳ, loại 4 xylanh, bơm cao áp 4 nhánh độc lập cungcấp cho 4 máy với công dụng chính để thực hiện cơ giới hóa nông nghiệp ởkhu vực đồng bằng

Rơ mooc RMH 3000 là loại rơ mooc một trục chủ động nhận mô menthông qua hệ thống thủy lực trợ giúp cầu mooc Khi vận tốc quay trục động

cơ thủy lực bằng vận tốc quay quy đổi từ bánh xe lúc đó hệ thống thủy lựchoạt động ở chế độ không tải Khi vận tốc quay trục động cơ thủy lực lớn hơnvận tốc quay quy đổi từ bánh xe thì lưu lượng vào động cơ thủy lực sẽ lớnhơn lưu lượng ra, làm xuất hiện sự tăng áp suất trong động cơ, lúc này hệthống bắt đầu chuyển động để bổ xung mô men quay cho cầu mooc Khi vậntốc quay động cơ thủy lực nhỏ hơn vận tốc quay quy đổi từ bánh xe thì lưulượng vào động cơ thủy lực nhỏ hơn lưu lượng ra, chuyển động quay củabánh xe cầu mooc chuyền ngược về động cơ thủy lực Khi phanh liên hợpmáy này dầu do bơm cung cấp được đưa về thùng thông qua động cơ thủylực, do đó mô mem chủ động đưa đến động cơ thủy lực bị cắt, đồng thời ápsuất của dầu được đưa đến để phanh rơ mooc Khi nhả phanh thì hệ thốngthủy lực lại hoạt động bình thường.

thống phanh dầu Nó gồm hai phần chính là cơ cấu phanh và cơ cấu dẫn độngphanh Cơ cấu phanh mooc là cơ cấu phanh guốc của xe GAZ-51 do Liên Xôsản suất Do cầu mooc cũng là của xe GAZ-51 nên cơ cấu phanh được liênkết với cầu mooc theo đúng thiết kế tổng thể của nhà sản xuất Guốc phanh xylanh làm việc, lò xo, trống phanh được liên kết với nhau theo đúng tiêu chuẩncủa nhà xản suất, tất cả các chi tiết được lắp ráp với nhau nằm trong moay ơcủa bánh xe Hệ thống phanh bao gồm: bàn đạp phanh được dùng chung vớibàn của máy kéo, tổng phanh, hệ thống phanh dầu

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của máy kéo Shibaura-3000A

hiệu

Giátrị

người lái

Chiều dài từ tâm cầu sau đến điểm nối

Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật của rơ mooc RMH-3000

Thông số Ký hiệu Giá trị Đơn vị Ghi chú

lái

Chiều cao từ mặt đường đến điểm mooc h m 400 mm

mm mm

Đến cầu sau

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Quá trình phanh xảy ra hết sức phức tạp, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng (hiệu lực) phanh.Máy kéo có chiều dài lớn, gồm từ hai hay nhiều khâu ghép nối phức tạp (có một khâu chủ động, nhận nguồn lực từ động

cơ và các khâu còn lại thường là khâu bị động) Với đề tài có nhiều hướng nghiên cứu, với nhiều cách tiến hành như:

− Dùng thực nghiệm trên các bãi lớn

− Dùng mô tả toán học

− Dùng mô hình đồng dạng trên sa bàn

Dùng thực nghiệm trên bãi lớn có kết quả tin cậy nhất, song tốn kém và rất nguy hiểm khi thử nghiệm xe, điều này là hoàn toàn chưa phù hợp với điều kiện kinh tế và kỹ thuật ở trong nước Dùng mô hình đồng dạng trên sa bàn nhằm hạn chế các tổn thất có thể xảy ra trên bãi thử, tuy nhiên việc chế tạo

mô hình đồng dạng cũng không phải dễ dàng, sử dụng nhiều thiết bị đo đạc Tính tin cậy của bài toán đòi hỏi thiết bị đo đạc, lấy số liệu với độ chính xác cao dẫn tới giá thành lớn

Sự phát triển của khoa học máy tính đặc biệt trong lĩnh vực ứng dụng, việc

mô tả toán học và chuyển đổi sang mô hình mô phỏng bằng các phần mềm chuyên dụng hiện đại đang được sử dụng rộng rãi và có nhiều ưu điểm hơn

cả Mô phỏng trên máy cho phép rút ngắn được thời gian nghiên cứu, dễ ràng thay đổi các thông số, kết quả đạt được độ chính xác tương đối cao

Trong điều kiện hiện nay việc mô tả bằng toán học có nhiều thuận lợi hơn cả

vì qua nó ta có thể đánh giá độc lập các yếu tố, để tối ưu trong lựa chọn kết cấu, các kết quả tính toán đều phải qua thực nghiệm, trên cơ sở đó đánh giá tính đúng đắn của mô hình khảo sát

Khi nghiên cứu các bài toán động lực học quá trình phanh của liên hiệpmáy kéo Shibaura-3000A khi vận chuyển gỗ rừng trồng, hàm biểu diễn chúng

là các hàm xác định hoặc các hàm ngẫu nhiên, trước hết cần xây dựng môhình toán và sử dụng các phương pháp giải phù hợp để tính toán Xây dựng

mô hình toán phải phản ánh được những đặc điểm cơ bản của hệ thống, thíchhợp với việc sử dụng phương pháp hiện đại

Thiết lập phương trình vi phân diễn tả các mối quan hệ giữa các thông

số đầu vào và các đặc trưng của mô hình Hệ các phương trình vi phân này vàcác điều kiện giới hạn được coi là mô hình toán của hệ thống Dưới đây xintrình bầy một số phương pháp sử dụng trong luận văn để nghiên cứu quá trìnhphanh của liên hiệp máy vận chuyển gỗ

2.2.1 Phương pháp số

Do quá trình phanh của liên hiệp máy có đặc tính phi tuyến, vì thế hệphương trình vi phân biểu diễn quy luật chuyển động của liên hợp máy trongquá trình phanh với giả thiết hệ số bám đồng đều, tốc độ ban đầu như nhau.Đây là hệ phương trình vi phân bậc 2, ta có thể sử dụng phương pháp số đểgiải bài toán này

Phương pháp này được xây dựng với mô hình tính toán cụ thể có cácthông số đầu vào, trong chương trình sử dụng các phương tiện toán học, vật lýhọc… với sự trợ giúp của các phần mềm máy tính chuyên dùng cho kết quả ởdạng bảng biểu, đồ thị… từ đó làm cơ sở phân tích, rút ra những kết luận khinghiên cứu Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu khi xây dựng mô hình tínhtoán phải thật sát với thực tế và có các bộ mô phỏng tương ứng để kiểmchứng kết quả, như vậy mỗi hệ thống cần được phân tích theo các tính chấtkhác nhau riêng biệt của chúng Đối với ngành chế tạo ô tô – máy kéo, máynông nghiệp các phương pháp mô phỏng số đã và đang thể hiện được tínhhiệu quả nhờ độ tin cậy và độ chính xác cao, cũng như cùng một lúc có thểkhảo sát được sự ảnh hưởng của nhiều thông số đến chất lượng của quá trìnhphanh.

Khi nghiên cứu về quá trình phanh của liên hợp máy, việc giải chínhxác hệ phương trình vi phân gặp rất nhiều khó khăn nên thường giải quyết bàitoán bằng phương pháp gần đúng Có thể giải bằng phương pháp Ơcle(Euler), phương pháp cải biên Ơcle – Cosi (Euler – Cauchy) hoặc phươngpháp Runge- Kutta… ngày nay phương pháp gần đúng rất hiệu quả là phươngpháp số với sự trợ giúp của máy tính rất nhiều phương trình phức tạp đã đượcgiải quyết

Một trong những phương pháp giải gần đúng được sử dụng rộng rãitrong các bài toán về động lực học liên hợp máy là phương pháp Runge-Kutta Ưu điểm của phương pháp này là có thể áp dụng để giải cho nhiều bàitoán khác nhau, với điều kiện giới hạn khác nhau

Hiện nay dưới sự phát triển mạnh mẽ của giới điện tử, với tốc độ sử lýthu thập số liệu rất nhậy và chính xác, với độ chuẩn xác cao cho hiệu quả tối

ưu trong tính toán và có thể thực hiện được các yêu cầu phức tạp của bài toán