Nghiên cứu xác định chế độ làm việc hợp lý của liên hợp máy thu hoạch khoai tây

Sự cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Diện tích và sản lượng khoai tây có xu hướng tăng đều hàng năm để đáp ứng các yêu cầu trong nước và xuất khẩu, việc cơ giới hóa khâu thu hoạch đáp ứng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

ĐỖ ĐÌNH THI

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC HỢP

LÝ CỦA LIÊN HỢP MÁY THU HOẠCH KHOAI TÂY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - Năm 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Những nội dung được trình bày trong luận văn do chính tôi thực hiện với sự hướng dẫn khoa học của thầy

giáo TS Đàm Hoàng Phúc – giảng viên Bộ môn ô tô – Viện Cơ khí động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và thầy giáo TS Bùi Việt Đức – giảng viên Bộ

môn ô tô – Khoa Cơ điện- Học Viện Nông nghiệp Việt Nam Toàn bộ nội dung trong luận văn hoàn toàn phù hợp với nội dung đã được đăng ký và phê duyệt của Hiệu trưởng Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu, kết quả trong luận văn

là trung thực

Hà Nội, ngày 29 tháng 03 năm 2016

Tác giả

Đỗ Đình Thi

Nhân dịp này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Viện Cơ khí động lực – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và thầy cô Khoa Cơ điện- Học Viện Nông nghiệp Việt Nam,, những người đã có những ý kiến quý báu và đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo sau Đại học, lãnh đạo và các cán bộ Viện Cơ khí động lực đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học

Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, tháng 3 năm 2016

Tác giả luận văn

Đỗ Đình Thi

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1 Sự cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

CHUƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Đối tượng nghiên cứu 2

1.1.1 Tình hình sản xuất khoai tây ở nước ta hiện nay 2

1.1.2 Đặc tính sinh trưởng phát triển và yêu cầu nông học của cây khoai tây 4

1.1.3 Các phương pháp thu hoạch khoai tây ở nước ta 5

1.1.4 Tình hình cơ giới hóa thu hoạch khoai tây ở ngoài nước 5

1.1.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng cơ giới hóa thu hoạch khoai tây 5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THÀNH LẬP LIÊN HỢP MÁY 7

2.1 Tính chất cơ lý của đất 7

2.1.1 Khả năng chống nén của đất 8

2.1.2 Khả năng chống cắt của đất 10

2.2 Máy kéo bánh lốp 17

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng LHM thu hoạch khoai tây 19

2.3.1 Động học máy kéo bánh lốp 19

2.3.2 Bánh xe lăn không trượt (lăn thuần túy) 19

2.3.3 Các hiện tượng trượt của bánh xe 21

2.4 Các tính chất của bánh hơi (bánh lốp có săm) 24

2.5 Bán kính bánh xe 26

2.6 Cân bằng công suất và hiệu suất 28

2.7 Ảnh hưởng của lực cản kéo đến độ trượt 30

2.8 Xác định phản lực pháp tuyến của mặt đường tác dụng lên các bánh xe máy

kéo 33

2.9 Tính năng kéo của máy kéo 37

2.10 Đồ thị cân bằng công suất và đường đặc tính kéo thế năng 39

2.10.1 Đồ thị cân bằng công suất 39

2.10.2 Đường đặc tính kéo thế năng 41

2.11 Đường đặc tính kéo của máy kéo dùng hộp số cơ học 42

2.11.1 Khái niệm chung về đường đặc tính kéo dùng hốp số cơ học 42

2.12 Máy thu hoạch khoai tây 46

2.12.1 Tính toán thông số máy đào khoai tây 47

2.12.2 Lực cản máy thu hoạch khoai tây 50

2.13 Các thông số và chế độ làm việc tối ưu của Liên hợp máy 53

2.13.1 Xác định bề rộng làm việc tối ưu Btư 54

2.13.2 Xác định vận tốc làm việc tối ưu V tu 55

CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CHO LHM THU HOẠCH 58

3.1 Các giả thiết để xây dựng mô hình 58

3.2 Mô hình hóa liên hợp máy 58

3.2.1 Phần tử động cơ 59

3.2.2 Phần tử truyền lực (TL) 61

3.2.3 Phần tử hệ thống di động (DĐ) 61

3.2.4 Phần tử máy thu hoạch khoai tây 62

3.2.5 Phần tử điều kiện sử dụng 62

3.3 Các hàm mục tiêu 62

3.4 Mô hình toán LHM thu hoạch khoai tây 63

3.5 Thuật giải bài toán tối ưu 65

CHƯƠNG 4 KHẢO SÁT XÁC ĐỊNH BỀ RỘNG VÀ VẬN TỐC LÀM VIỆC TỐI ƯU CỦA LHM THU HOẠCH KHOAI TÂY CHỊU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ SỬ DỤNG 67

4.1 Ảnh hưởng chiều dài đường làm việc 67

4.2 Ảnh hưởng lực cản riêng của máy thu hoạch khoai tây 68

4.3 Ảnh hưởng của độ sâu đào 69

4.4 Ảnh hưởng của tốc độ làm việc 70

4.5 Quan hệ giữa bề rộng và vận tốc tối ưu 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC 76

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam 2000 – 2010 3 Bảng 2 Hệ thống kiểu cỡ máy kéo nông nghiệp 18 Bảng 3 Phân loại máy kéo theo lớp lực kéo 42

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Máy thu hoạch khoai tây trên thế giới 5

Hình 1.2: Máy thu hoạch khoai tây do nhóm nghiên cứu thuộc Học Viện Nông nghiệp Việt Nam đã thiết kế chế tạo 6

Hình 2.1 Đặc tính nén của đất 9

Hình 2.2 Đặc tính cắt của đất 10

Hình 2.3 Ảnh hưởng của tải trọng pháp tuyến đến khả năng chống cắt của đất 12

Hình 2.4 Sự phụ thuộc lực cắt đất T vào tải trọng pháp tuyến N 13

Hình 2.5 Ứng suất sinh ra trong đất do tác dụng của mẫu bám bánh xe 13

Hình 2.6 Sự phụ thuộc của hệ số ma sát nghỉ fn và hệ số ma sát trượt fδ vào áp suất p 14

Hình 2.7 Sự phụ thuộc ứng suất cắt vào biến dạng 15

Hình 2.8 Sự phụ thuộc ứng suất cắt giới hạn ηδ và ứng suất pháp ζ 15

Hình 2.9 Sơ đồ vận tốc của một điểm trên vành ngoài bánh xe khi lăn không trượt 20

Hình 2.10 Sơ đồ xác định toạ độ của một điểm trên bánh xe khi lăn không trượt 21

Hình 2.11 Sơ đồ vận tốc và quĩ đạo chuyển động của bánh xe 23

Hình 2.12 Đặc tính biến dạng pháp tuyến và biến dạng tiếp tuyến của lốp 24

Hình 2.13 Đặc tính biến dạng góc của lốp 25

Hình 2.14 Sơ đồ xác định các loại bán kính bánh xe 27

Hình 2.15 Ảnh hưởng độ trượt đến hệ số cản lăn 30

Hình 2.16 Sơ đồ nghiên cứu độ trượt của bánh chủ động 31

Hình 2.17 Đặc tính trượt của máy kéo 33

Hình 2.18 Sơ đồ máy kéo với máy nông nghiệp treo ở thế vận chuyển 34

Hình 2.19 Sơ đồ lực tác dụng lên bộ phận làm việc của cày 35

Hình 2.20 Sơ đồ liên hợp máy cày treo ở thế làm việc 36

Hình 2.21 Quan hệ giữa hiệu suất kéo và lực kéo ở móc 39

Hình 2.22 Đồ thị cân bằng công suất của máy kéo 40

Hình 2.23 Đường đặc tính kéo thế năng của máy kéo 40

Hình 2.24 Đường đặc tính kéo của máy kéo dùng hộp số cơ học 43

Hình 2.25 Máy đào khoai tây 47

Hình 2.26 Sơ đồ lưỡi đào phẳng 48

Hình 2.27 Lực tác động lên lưỡi đào 49

Hình 2.28 Bộ phận sàng tách 50

Hình 2.29 Đường đặc tính hiệu suất kéo của máy kéo 54

Hình 2.30 Sự phụ thuộc hiệu suất kéo hk, chi phí nhiên liệu riệng ge và năng suất W vào vận tốc làm việc V 56

Hình 3.1 Sơ đồ khối của mô hình liên hợp máy (5 phần tử) 59

Hình 3 2 Đường đặc tính tự điều chỉnh của động cơ 59

Hình 3.3 Đồ thị xác định bề rộng và vận tốc làm việc tối ưu của liên hợp máy 65

Hình 4.1 Ảnh hưởng chiều dài đường làm việc tới năng suất và chi phí nhiên liệu riêng 67

Hình 4.2 Ảnh hưởng của lực cản riêng đến năng suất và chi phí nhiên liệu riêng 68

Hình 4.3 Ảnh hưởng của độ sâu làm việc tới năng suất và chi phí nhiên liệu riêng 69

Hình 4.4 Ảnh hưởng của vận tốc làm việc đến chi phí nhiên liệu riêng 70

Hình 4.5 Ảnh hưởng của vận tốc làm việc đến năng suất LHM 71

Hình 4.6 Quan hệ giữa bề rộng và vận tốc tối ưu của LHM 72

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Sự cấp thiết của vấn đề nghiên cứu

Diện tích và sản lượng khoai tây có xu hướng tăng đều hàng năm để đáp ứng các yêu cầu trong nước và xuất khẩu, việc cơ giới hóa khâu thu hoạch đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật - công nghệ, thay thế cho công việc thu hoạch thủ công hiện nay là một việc làm cấp thiết, nhằm nâng cao năng suất chất lượng sản phẩm, giảm chi phí sản xuất, thỏa mãn tối đa tính thời vụ và nâng cao thu nhập cho nông dân

Để có thể tạo ra một LHM thu hoạch khoai tây với đầy đủ các tính năng kinh

tế - kỹ thuật – công nghệ hoàn chỉnh, đáp ứng tốt các yêu cầu công việc, cần phải thực hiện liên kết phối hợp đầy đủ nhiều yếu tố khác nhau liên quan đến đối tượng tác động (cây, củ khoai), điều kiện làm việc (nền đất), nguồn động lực (máy kéo) và

bộ phận công tác (máy thu hoạch)

Trên cơ sở thực hiện một phần công việc nằm trong dự án sản xuất thử nghiệm hệ thống máy canh tác và thu hoạch phục vụ cơ giới hóa đồng bộ cây khoai tây cho vùng sản xuất nông nghiệp ngoại thành Hà nội, trong phạm vi giới hạn và yêu cầu của một luận văn Thạc sỹ kỹ thuật cơ khí động lực, tác giả đề xuất đề tài:

“Nghiên cứu xác định chế độ làm việc hợp lý của Liên hợp máy thu hoạch khoai tây”

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố sử dụng và kết cấu đến tính năng kinh tế - kỹ thuật của liên hợp máy, nhằm xác định giá trị hợp lý của các thông số trên, góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu cho việc hoàn thiện thiết kế chế tạo và nâng cao hiệu quả sử dụng LHM thu hoạch khoai tây

CHUƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Đối tượng nghiên cứu

Thu hoạch là khâu nặng nhọc, chiếm nhiều nhân công nhất trong quy trình sản xuất khoai tây và quyết định rất nhiều đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm Giá ngày công lao động vào thời vụ thu hoạch cao gấp 2 – 2.5 lần so với ngày thường

Để có thể thiết kế chế tạo và khai thác sử dụng máy thu hoạch khoai tây hợp

lý, đáp ứng các yêu cầu về năng suất, chất lượng khâu thu hoạch khoai, cần thiết phải có các nghiên cứu đồng bộ liên quan đến yêu cầu nông học, kỹ thuật trồng, chăm sóc cây khoai, đặc điểm địa hình, tính chất đất, điều kiện khí hậu thời tiết khu vực trồng trọt và các hình thức thu hoạch khoai đã và đang được áp dụng

1.1.1 Tình hình sản xuất khoai tây ở nước ta hiện nay

Trước năm 1970, diện tích trồng khoai tây ở Việt Nam chỉ vào khoảng 2000

ha và được xem như là một loại rau Sau đó, nhờ cuộc cách mạng về giống lúa (giống lúa cảm ôn, ngắn ngày, năng suất cao thay thế cho các giống lúa cảm quang trong vụ mùa) vụ đông ở đồng bằng Sông Hồng trở thành vụ sản xuất chính, cây khoai tây được coi là một cây trồng vụ đông lý tưởng cho vùng Đồng bằng Sông Hồng và trở thành một cây lương thực quan trọng được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đánh giá là cây lương thực quan trong thứ hai sau cây lúa

Trong điều kiện khí hậu có mùa đông lạnh ở miền Bắc Việt Nam, cây khoai tây có ưu thế hơn hẳn nhiều cây trồng khác và được coi là cây trồng lý tưởng cho vụ đông ở Đồng bằng Sông Hồng (Nguyễn Quang Thạch, Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Thị Lý Anh, 2004) So với Ngô và đậu tương đòi hỏi thời vụ trồng rất nghiêm ngặt, trong khi đó thời vụ trồng khoai tây có thể kéo dài từ đầu tháng 10 đến cuối tháng 11 vẫn cho năng suất cao Khoai tây có thời gian sinh trưởng ngắn nhưng lại cho năng suất cao, sản phẩm dễ tiêu thụ Cây khoai tây rất phù hợp công thức luân canh: Lúa xuân – lúa mùa – khoai tây đông ở Đồng bằng sông Hồng

Bảng 1 Tình hình sản xuất khoai tây ở Việt Nam 2000 – 2010

(ha)

Năng suất (tấn/ha)

Sản lượng (tấn)

Qua quá trình thực tế và qua điều tra, nhất là tiến hành gần đây ở một số tỉnh phía bắc như Hưng Yên, Bắc Giang, Hà nội, Bắc Ninh Chúng tôi có một bức tranh tương đối khái quát về tình hình cơ giới hóa sản xuất cây khoai tây ở phía bắc Làm đất, trồng khoai: Hầu hết đã áp dụng máy móc trong việc cày, xới phay nhỏ đất trước khi trồng khoai Một số vùng có truyền thống chăn nuôi trâu cày kéo trước đây, giờ chỉ nuôi để phục vụ lấy thịt cung cấp cho đời sống, việc làm đất và trồng khoai tiến hành làm thủ công bằng sức người Ở một số địa phường có áp dụng một số máy trồng khoai và bón phân của trung quốc, tuy nhiên đây chỉ là một

vài mô hình thí điểm của các đề tài nghiên cứu, dự án sản xuất thử nghiệm chưa được phủ biến rộng

Chăm sóc khoai tây: Hầu hết bón bằng tay chưa có máy móc trong khâu bón phân Khâu phun thuốc chủ yếu bằng thủ công (máy đeo vai) 100%; các máy phun thuốc thường khôngđảm bảo an toàn cho nông dân.Tưới tiêu nước thì áp dụng máy bơm dầu để bơm nước Tuy nhiên hoạt động manh mún từng chủ ruộng Rất ít liên kết theo hộ hoặc HTX Một số nơi dùng hệ thống máy bơm điện theo mô hình hợp tác xã… nhưng chưa phổ biến

Thu hoạch: Hầu như khâu thu hoạch chưa được áp dụng thu hoạch cơ giới do diện tích trồng manh mún không tập trung Trên thực tế số lượng máy thu hoạch khoai tây là rất ít chỉ có ở một số địa phương sản xuất tập trung theo mô hình hợp tác xã hoặc tư nhân đầu tư, các máy này chủ yếu nhập về từ Trung Quốc nên chưa phù hợp với tập quán canh tác ở Việt Nam, giá thành cao độ bền thấp đầu tư lâu thu hồi vốn

1.1.2 Đặc tính sinh trưởng phát triển và yêu cầu nông học của cây khoai tây

Cây khoai tây là cây lương thực, thực phẩm được trồng nhiều ở nước ta Khoai tây là cây thân đứng, tán gon, ưa lạnh, thời gian sinh trưởng ngắn từ 80 – 100 ngày, nhưng có khả năng cho năng suất từ 15 – 30 tấn củ/ha và giá trị dinh dưỡng cao

Sự phát triển của khoai tây chia làm 5 giai đoan:

+ Trong giai đoạn đầu, mầm bắt đầu xuất hiện từ khoai tây giống sự tăng trưởng bắt đầu

+ Trong giai đoạn thứ hai, quá trình quang hợp bắt đầu và cây phát triển lá + Trong giai đoạn ba, nhánh cây phát triển từ nách lá và khi nhánh đủ lớn sẽ

có hoa

+ Củ khoai tây phát triển mạnh ở giai đoạn thứ tư, dinh dưỡng dưỡng lúc này được tập trung và hình thành củ to, giai đoạn này độ ẩm tối ưu trong đất là rất quan trọng (60% – 80%) , đồng thời nhiệt độ và dinh dưỡng ổn định, đảm bảo

+ Giai đoạn cuối là sự héo tán cây, vỏ củ cứng lại, đường chuyển hóa thành tinh bột

Đất trồng khoai tây thích hợp nhất là đất pha cát, đất màu bãi, đất phù sa ven sông để khi cây sinh trưởng tạo độ ẩm cao, tơi xốp trong giai đoạn vào củ

1.1.3 Các phương pháp thu hoạch khoai tây ở nước ta

Hiện nay nước ta thu hoạch khoai tây chủ yếu bằng phương pháp thủ công như đào củ dùng cuốc, cào hoặc bới, nhặt thu gom củ bằng tay Tại một số vùng sản xuất khoai tây có diện tích lớn đã bắt đầu ứng dụng cơ giới hóa khâu thu hoạch bằng một số loại máy công suất nhỏ, nguồn động lực là máy kéo 2 bánh, năng suất

đã được cải thiện hơn so với thu hoạch thủ công nhưng việc vận hành, điều khiển máy vẫn còn phức tạp, chất lượng sản phẩm thu hạch chưa cao

1.1.4 Tình hình cơ giới hóa thu hoạch khoai tây ở ngoài nước

Trên thế giới hiện nay với lợi thế cơ giới hóa hiện đại hóa nông nghiệp nên

áp dụng thu hoạch khoai tây chủ yếu bằng máy giúp giảm nhân công lao động và tăng năng xuất thu hoạch trong thời vụ Tuy nhiên việc ứng dụng máy chuyên dùng

cỡ lớn cần phải có cánh đồng trồng khoai được quy hoạch trên quy mô lớn, điều kiện ruộng đất ổn định, kích thước lô thửa lớn

Hình 1.1: Máy thu hoạch khoai tây trên thế giới

1.1.5 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng cơ giới hóa thu hoạch khoai tây

Cây khoai tây năng có suất cao, thời vụ luân canh ngắn nếu thu hoạch thủ công thì tốn nhiều nhân lực và không đáp ứng yêu cầu thời vụ Hiện nay nhóm

nghiên cứu thuộc Học Viện Nông nghiệp Việt Nam đã thiết kế chế tạo và thử nghiệm một LHM thu hoạch khoai tây cỡ nhỏ năng sất 0.5 ha/h lắp trên máy kéo cỡ trung, máy có khả năng đào củ, rũ tách đất và rải củ lên mặt luống Hiện nay máy đang đƣợc thử nghiệm để tiếp tục hoàn thiện kết cấu và nguyên lý làm việc, đặc biệt

là cho các bộ phận máy công tác và hệ thống di động, để có thể đáp ứng tốt nhất các yêu cầu công việc thu hoạch

Hình 1.2: Máy thu hoạch khoai tây do nhóm nghiên cứu thuộc Học Viện Nông

nghiệp Việt Nam đã thiết kế chế tạo

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN THÀNH LẬP

LIÊN HỢP MÁY 2.1 Tính chất cơ lý của đất

Các tính chất cơ học của đất có ảnh hưởng trực tiếp đến các thành phần lực cản tác động lên máy công tác và bộ phận di động của máy kéo từ đó làm ảnh hưởng đến khả năng kéo bám của hệ thống di động máy, ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc và các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật khác của liên hợp máy kéo

Việc nghiên cứu sâu về các tính chất cơ lý của đất đã có chuyên ngành riêng,

đó là cơ học đất Trong phạm vi đề tài luận án, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu một

số tính chất cơ bản liên quan đến khả năng và hiệu suất làm việc của các liên hợp máy kéo

Nhiều công trình nghiên cứu về sự tương tác giữa hệ thống di động của ô tô, máy kéo với nền đất đã khẳng định khả năng chống biến dạng của đất theo phương pháp tuyến (vuông góc với nền đất) và theo phương tiếp tuyến (song song với nền đất) gây ảnh hưởng lớn nhất đến các chỉ tiêu kéo bám, khả năng lái, hiệu quả phanh,

và ảnh hưởng đến tính ổn định chuyển động của liên hợp máy

Dưới tác động của hệ thống đi động sẽ làm cho các phần tử đất xê dịch theo các phương khác nhau và xuất hiện các ứng suất theo các phương đó Để tiện cho việc nghiên cứu, thông thường người ta phân tích các ứng suất theo hai thành phần: thành phần pháp tuyến  và thành phần tiếp tuyến  Thông qua các quy luật thay đổi và các giá trị giới hạn của các ứng suất này ta có thể đánh giá khả năng chống biến dạng và khả năng mang tải của nền đất tiếp xúc với dải xích của máy kéo Các thông số này thường được sử dụng làm thông số đầu vào cho các mô hình nghiên cứu tính chất kéo bám của hệ thống di động máy kéo

Các tính chất cơ lý của đất được nghiên cứu khá sâu ở các công trình nghiên cứu của N.A Xưtôvich, M.G Becker, GS.TSKH Phạm Văn Lang, TS Phạm Văn Ngân Các tính chất này của đất ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng di chuyển của máy kéo

2.1.1 Khả năng chống nén của đất

Để nghiên cứu khả năng chống nén của đất thường người ta sử dụng thiết bị chuẩn để ép đầu đo vào trong đất

Quan hệ giữa ứng suất pháp tuyến  và biến dạng h trong quá trình nén

được thể hiện trong hình 2.1 Đồ thị này có tên gọi là đặc tính nén của đất hay đường cong nén đất Đặc tính nén của đất có thể chia thành 3 phần tương ứng với

ba giai đoạn của quá trình nén đất Trong giai đoạn thứ nhất chỉ xảy ra sự nén chặt làm cho các phần tử đất xích lại gần nhau, quan hệ giữa ứng suất và độ biến dạng là tuyến tính Trong giai đoạn thứ hai sự nén chặt đất vẫn tiếp tục xảy ra nhưng đồng thời xuất hiện cục bộ hiện tượng cắt đất ở một số vùng bao quanh khối đất Khi đó ứng suất lớn hơn lực nội ma sát và lực dính giữa các hạt đất, do

đó biến dạng sẽ tăng nhanh hơn so với sự tăng ứng suất và quan hệ giữa chúng là phi tuyến Cuối giai đoạn hai ứng suất trên toàn bộ vùng bao quanh khối đất lớn hơn nội lực ma sát và lực dính giữa các phần tử đất, quá trình nén chặt đất kết thúc và bắt đầu xảy ra hiện tượng trượt hoàn toàn giữa khối đất và vùng đất bao quanh nó và ứng suất pháp tuyến đạt giá trị cực đại Trong giai đoạn thứ ba chỉ xảy ra hiện tượng truợt của khối đất, ứng suất không tăng nhưng biến dạng vẫn tiếp tục tăng Ở một số loại đất trong giai đoạn này ứng suất còn giảm xuống chút ít

Sự xuất hiện ứng suất pháp tuyến trong đất là do tác động của ngoại lực (lực nén) Khi tăng lực nén sẽ làm tăng ứng suất cho đến khi đạt đến ứng suất cực đại, sau đó dù có tăng lực nén ứng suất không tăng nữa Do đó ứng suất cực đại max sẽ đặc trưng cho khả năng chống nén của đất Giá trị cực đại max và độ

sâu h * phụ thuộc vào loại đất và trạng thái vật lý của nó Do vậy max thường được

sử dụng để đánh giá khả năng chống nén và khả năng mang tải của đất

Sự biến dạng của đất theo phương pháp tuyến liên quan đến độ sâu của vết bánh xe và do đó ảnh hưởng đến lực cản lăn của máy kéo Vì vậy đường đặc tính nén đất được sử dụng như một cơ sở khoa học để tính toán thiết kế hệ thống di động của máy kéo

Khi chỉ nghiên cứu vùng quan hệ tuyến tính có thể sử dụng công thức đơn giản nhất:   hk , (2 1)

Hypecpolic sẽ phù hợp với thực tế hơn, cụ thể ông đã đề suất công thức:

0 0

Đối với đất chặt, ứng suất cắt cực đại max và 0, sau đó giảm dần đến một giá trị tới hạn nào đó 1 rồi xảy ra trượt hoàn toàn (đường 1) Đối với đất xốp thì ứng suất cắt  tang dần tới giá trị cực đại max 2 rồi xảy ra hiện tượng trượt hoàn toàn, nghĩa là giá trị tới hạn bằng bằng giá trị cực đại 2 = max 2 (đường 2)

Khả năng chống cắt của đất được đặc trưng bởi ứng suất tới hạn của nó Giá trị ứng suất tới hạn  phụ thuộc vào loại đất và ứng suất pháp tuyến 

Trên hình 2.3a thể hiện đặc tính cắt đất rời khi thay đổi các giá trị ứng suất pháp khác nhau Với áp suất ngoài càng lớn thì ứng suất giới hạn  cũng càng lớn Quan hệ giữa ứng suất cắt  và ứng suất pháp  là tuyến tính, thể hiện trên hình 2.3b và được biểu diễn bởi công thức:

Trong thực tế, điều kiện làm việc của máy kéo thường chuyển động trên các loại đất tự nhiên Quá trình tương tác giữa hệ thống di động xích (xích hoặc bánh xe) với nền đất xảy ra phức tạp hơn Các mấu bám cắt đất theo 3 mặt: mặt đáy, và 2

mặt cạch Quan hệ giữa lực cắt T và tải trọng pháp tuyến N có dạng như hình 2.4

Quá trình cắt đất có thể mô hình hóa như hình 2.5

b) Quan hệ giữa ứng suất tiếp ηδ và

chuyển vị σ khi cắt đất rời

c) Quan hệ giữa ứng suất tiếp ηδ và

ma x1

2 η

ma x1

3 η

ma x1

ma x1

τδ = σtgυ

ηmax1 θ

ma x1

τδ = τ0 +σtgυ

ηmax1 θ

η0

Lực chống cắt của đất biểu thị qua công thức :

T = T 0 + Ntg (2.6) Trong đó : T 0 – Lực dính

N – Tải trọng pháp tuyến

 - Góc ma sát trong

Nếu chúng ta ký hiệu lực ma sát nghỉ là T n = T max và f n là hệ số ma sát nghỉ

thì ta có thể xác định chúng theo công thức sau :

T A

  - Là ứng suất chống cắt do lực dính tạo ra

N p A

 - Áp suất do tải pháp tuyến N gây ra

Khi đó hệ số ma sát nghỉ có thể tính theo công thức:

f n = tg 0

N



Qua công thức (2 – 7) ta thấy hệ số ma sát nghỉ phụ thuộc vào áp suất p (với

Hình 2.5 Ứng suất sinh ra trong đất

sự tăng p làm giảm f n) Đôi khi người ta còn gọi hệ số ma sát nghỉ là hệ số ma sát

nằm ngoài nhằm phân biệt ma sát trong f = tg  ( trong đó  là góc ma sát trong)

Khi ngoại lực tác dụng lên đất bằng hoặc lớn hơn ma sát nghỉ thì sẽ xảy ra sự trượt tương đối với nhau giữa các phần tử đất Khi đó lực chống cắt sẽ được tính theo lực ma sát trượt:

T  f N

Trong đó : f - hệ số ma sát trượt

Đôi khi hệ số ma sát trượt còn được gọi là hệ số ma sát trong Hệ số này phụ

thuộc vào áp suất ngoài p Thực nghiệm cho thấy rằng sự phụ thuộc của các hệ số

1

0 η

m ax

Mô tả toán học đường cong cắt đất

Đề mô tả đường cong cắt đất, M.G Becker đề xuất áp dụng dao động điều hòa có dạng:

X  B e  B e

Trong đó: B1, 1, B2, 2 - Các hệ số đặc trưng quá trình dao động

M.G Becker đã biến đổi phương trình trên để mô tả quan hệ giữa ứng suất 

k 1 , k 2 – Các hệ số thực nghiệm xác định quá trình trượt của máy kéo xích;

∆ - Biến dạng của đất theo phương ngược với chuyển động của máy

Công thức trên không được thực tế chấp nhận vì nó tồn tại một số nhược điểm là công thức quá phức tạp và khó xác định được các hệ số thực nghiệm Ngoài

ra, ý nghĩa của các hệ số này là không thực tế Ví dụ, khi độ biến dạng đủ lớn thì

ứng suất giảm rất nhanh, khi k 2 >1, ∆  ∞ thì ứng suất cắt dần tới 0 (  0) Điều

đó không phù hợp với quy luật thực tế

τc = τ0 + σfδ

=τmax1

Hình 2.8 Sự phụ thuộc ứng suất cắt giới hạn τ δ và ứng

suất pháp σ

Trên cơ sở phân tích lý thuyết về biến dạng dẻo và giới hạn chảy của đất, G.I Pokpovski đã đề xuất công thức:

Phân tích công thức này có thể rút ra một số nhật xét:

Khi biến dạng ∆ đủ lớn, ứng suất cắt η dần đến giá trị hằng số Quá trình cắt đất có thể chia thành 2 giai đoạn (2 pha): trong giai đoạn đầu ứng suất và biến dạng cùng tăng vì  0

k ch

0 2

1 12

td td

k

f arc

Với độ chính xác tương đối, đất hoang hoá, độ ẩm trung bình, hệ số biến

dạng có thể tính theo công thức k τ = 0,4t (t – bước mấu xích của xích hoặc của bánh

Máy kéo là loại xe tự hành bằng bánh lốp, nó có thể chuyển động trên đường

và có thể làm việc cả ở những nơi không có đường xá hay trên đồng ruộng Máy kéo được dùng làm nguồn động lực cho các máy công tác đi theo chúng để hoàn thành các công việc trong nông lâm ngư nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng v.v…

Trong nông nghiệp máy kéo được sử dụng để thực hiện nhiều dạng công việc khác nhau như: Cày, bừa, gieo trồng, chăm sóc cây trồng, thu hoạch, vận chuyển, v.v…Ngoài ra máy kéo cũng có thể làm nguồn động lực cho các máy tĩnh tại như bơm nước, tuốt lúa, nghiền trộn thức ăn gia súc, v.v…

Thông số của máy kéo chủ yếu là lực kéo tại móc kéo, và cũng dựa vào đó

mà phân loại máy kéo thành từng nhóm Lực kéo của móc kéo được xác định ở vùng tốc độ làm việc chính 5 - 7 km/h đối với máy kéo bánh lốp

Hệ thống kiểu cỡ máy kéo nông nghiệp với quy mô sản xuất hiện tại cần được lựa chọn phù hợp với những quy định ở bảng 1

Bảng 2 Hệ thống kiểu cỡ máy kéo nông nghiệp

máy kéo

Công suất định mức,

kW (ML)

Cấp lực kéo,

T

Lực kéo định mức,

Từ 1,8 đến 5,4

Vạn năng, kích thước ruộng nhỏ L = 20  30 m Đất nhẹ, trung bình

= 150  200 m, đất trung bình và nặng

trang bị điện và các trang bị làm việc khác

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng LHM thu hoạch khoai tây 2.3.1 Động học máy kéo bánh lốp

Sự chuyển động của máy kéo là kết quả của sự tác động tương hỗ giữa bánh

xe và mặt đường Để xây dựng cơ sở cho việc tính toán các tính năng sử dụng máy kéo, trước hết cần nghiên cứu tính chất động học và động lực học của từng bánh riêng rẽ, sau đó mới xem xét sự chuyển động của cả xe như một tổng thể

Các thông số đặc trưng quan trọng cho tính chất động học của bánh xe là

vận tốc, gia tốc và quĩ đạo chuyển động của các điểm khác nhau trên bánh xe

Tuỳ theo nguồn năng lượng tạo ra sự chuyển động, các bánh xe có thể

được chia ra hai loại: bánh chủ động và bánh bị động Bánh xe chủ động là loại bánh xe nhận mô men quay được truyền từ động cơ đến, còn bánh xe bị động

nhận lực đẩy từ khung xe

Tính chất động học của bánh xe chủ động và bị động có những điểm khác nhau nhất định và bị thay đổi theo điều kiện lăn khác nhau Trong thực tế, sự lăn của bánh xe luôn luôn kèm theo các hiện tượng trượt tương đối với mặt đường Song để dễ hiểu ta sẽ xét cho hai trường hợp : lăn không trượt và lăn có trượt

2.3.2 Bánh xe lăn không trượt (lăn thuần túy)

Chuyển động của một điểm bất kỳ trên bánh xe có thể được xem như tổng hợp của hai chuyển động thành phần: chuyển động theo khung xe vận tốc vo= v

và chuyển động quay tương đối quanh trục hình học của nó với vận tốc góc  Giả thiết rằng xe chuyển động đều với vận tốc v = const thì vận tốc theo của mọi điểm trên vành bánh xe cũng có trị số không đổi vo = v = const

Trong chuyển động tương đối, vận tốc tiếp tuyến vtt được xác định theo vận tốc góc:

vtt = r (2.9)

Sơ đồ vận tốc của một điểm A bất kỳ trên vành ngoài bánh xe được thể hiện trên hình 3.1

Vận tốc tuyệt đối của điểm A (ký hiệu vA) sẽ là véc tơ tổng hợp của 2 véc

tơ thành phần :

  

v A v0  v tt Giá trị của vận tốc tuyệt đối được xác định theo công thức :

Tại điểm O1 :  = 180o; vO1 = 2rcos180 = 0

Nếu ta nối điểm A với điểm O1, ta dễ dàng chứng minh được rằng véc tơ vA

sẽ vuông góc với đoạn thẳng O1A Vậy có thể kết luận : khi bánh xe lăn không trượt tâm quay tức thời của các bánh xe chính là điểm tiếp xúc O1 của bánh xe với mặt phẳng chuyển động (hình 2.9)

Khi đã biết tâm quay tức thời việc xác định vận tốc tuyệt đối của một điểm bất kỳ trên bánh xe càng dễ hơn Ví dụ, vận tốc tuyệt đối của điểm A sẽ có phương vuông góc với đoạn O1A và có độ lớn vA = O1A.

Quĩ đạo chuyển động Giả sử bánh xe quay được một góc  (Hình 2.10), lúc đó điểm A sẽ dịch đến điểm A' có tọa độ x, y, quãng đường dịch chuyển của trục bánh xe là AO1'

Từ hình 3.2 có thể xác định đƣợc các tọa độ của điểm A :

Gia tốc tuyệt đối của điểm thuộc vành ngoài bánh xe sẽ là :

luôn kèm theo sự trượt tương đối giữa bánh xe và mặt đường Các hiện tượng trượt của bánh xe theo phương tiếp tuyến chia thành 2 loại : trượt quay và trượt lê

Hiện tượng trượt quay (còn được gọi là trượt lăn) thường xảy ra ở các bánh

chủ động Khi đó các phần tử bánh xe tai vùng tiếp xúc trượt về phía sau, ngược với chiều chuyển động của máy kéo và do đó sẽ làm giảm vận tốc chuyển động của trục bánh xe, quãng đường chuyển động thực tế nhỏ hơn so với trường hợp lăn không trượt Nếu bánh chủ động bị trượt hoàn toàn, nó chỉ quay tại chỗ và

xe dừng lại

Hiện tượng trượt lê thường xảy ra với bánh bị động hoặc khi bánh chủ

động phanh lại Ngược với hiện tượng trượt quay, khi trượt lê bánh xe sẽ trượt tương đối với mặt đường theo chiều chuyển động của xe, quãng đường chuyển động thực tế lớn hơn so với trường hợp lăn không trượt Khi bị trượt lê hoàn toàn bánh xe sẽ không quay mà chỉ chuyển động tịnh tiến

Nếu ký hiệu vận tốc tịnh tiến (vận tốc theo) của trục bánh xe khi lăn không trượt là vo, khi trượt quay là vo' và khi trượt lê là vo'' ta sẽ có :

Trên hình 3.4 trình bày sơ đồ vận tốc và quĩ đạo chuyển động của bánh xe cho các trường hợp lăn khác nhau : không trượt, trượt quay và trượt lê Ký hiệu (') dùng cho trường hợp trượt quay và ký hiệu ('') dùng cho trượt lê

Khái niệm về độ trượt:

Đối với các bánh xe máy kéo, hiện tượng lăn không trượt chỉ là giả định, còn trong thực tế luôn xảy ra hiện tượng trượt của các bánh xe Do đó người ta

đưa ra 2 khái niệm : vận tốc lý thuyết và vận tốc thực tế

 Vận tốc lý thuyết là vận tốc tịnh tiến của trục bánh xe khi lăn không

trượt, thường ký hiệu là vt , nghĩa là :

vt = vo = r. (2.15)

 Vận tốc thực tế là vận tốc trục bánh xe khi lăn có trượt, v  vt

 Độ trượt là một thông số dùng để đánh giá mức độ trượt của bánh xe và

được xác định bởi tỷ số giữa độ mất mát vận tốc và vận tốc lý thuyết v t :

  v v

v

t t

100% ( 2.16)

Khi trượt quay  = 0 100%,

Khi trượt lê  =  0

Độ trượt quay  là một trong các thông số quan trọng dùng để đánh giá

tính chất bám của bánh xe chủ động và tính năng kéo bám và tính năng phanh của ô tô máy kéo

Độ trượt phụ thuộc vào nhiều yếu tố: các thông số cấu tạo của bánh xe, các tính chất cơ lý của đất, tải trọng pháp tuyến trên các cầu và các lực cản chuyển động của ô tô máy kéo Những quan hệ này sẽ được tiếp tục nghiên cứu

Hình 2.11 Sơ đồ vận tốc và quĩ đạo chuyển động của bánh xe

a) Sơ đồ vận tốc ; b) Quĩ đạo chuyển động

1 - không trượt; 2 - trượt quay; 3 - trượt lê

2.4 Các tính chất của bánh hơi (bánh lốp có săm)

Trên các ô tô và máy kéo bánh hầu hết là sử dụng bánh hơi Các tính chất

biến dạng đàn hồi của bánh xe có ảnh hưởng lớn đến hầu hết các chỉ tiêu sử dụng

máy Các biến dạng đó có thể chia thành 4 loại : biến dạng pháp tuyến, biến

dạng tiếp tuyến, biến dạng ngang và biến dạng góc

1) Biến dạng pháp tuyến

Biến dạng pháp tuyến (hoặc còn gọi là biến dạng hướng kính) xuất hiện do

tác động của tải trọng pháp tuyến Gk và được đặc trưng bởi độ giảm của bán

kính r Đặc tính biến dạng pháp tuyến được trình bày trên Hình 2.12

Do có biến dạng dư, đặc tính biến dạng khi tăng tải sẽ khác với khi thoát

tải Qua đó cho thấy rằng với cùng độ biến dạng như nhau khi thoát tải lực cần

thiết gây ra độ biến dạng đó sẽ nhỏ hơn so với lúc tăng tải

2) Biến dạng tiếp tuyến

Dưới tác động của mô men M k (Hình 2.12) phần lốp ở phía trước sẽ bị nén,

còn ở phần sau sẽ được giãn ra hồi phục lại trạng thái ban đầu Do biến dạng trục

bánh xe sẽ bị xoay đi một góc  so với trạng thái không chịu tải Mk

Trường hợp cố định trục bánh xe và tác động lên bánh xe một lực tiếp tuyến

Pk thì sự biến dạng tiếp tuyến của lốp cũng xảy ra tương tự Trong trường hợp

này độ biến dạng tiếp tuyến được đánh giá bởi độ dịch chuyển x của các phần tử

lốp ở mặt tiếp xúc so với vị trí ban đầu

c) b)

Hình 2.12 Đặc tính biến dạng pháp tuyến và biến dạng tiếp tuyến của lốp

a sơ đồ biến dạng; b đặc tính biến dạng pháp tuyến;

c đặc tính biến dạng tiếp tuyến

Trên Hình 2.12c trình bày đặc tính biến dạng tiếp tuyến của lốp khi chịu lực

tiếp tuyến Trong giai đoạn đầu độ dịch chuyển x phụ thuộc gần như tuyến tính

với lực tiếp tuyến Pk, sau đó độ biến dạng tăng nhanh hơn Khi lực tiếp tuyến đạt đến giá trị Pk = P thì sẽ xảy ra trượt hoàn toàn do bánh xe không đủ bám Mối quan hệ giữa góc lệch  và mô men quay M k cũng có đặc tính tương

tự như mối quan hệ giữa độ dịch chuyển x và lực tiếp tuyến Pk

Cần lưu ý là đặc tính biến dạng tiếp tuyến phụ thuộc vào tải trọng pháp tuyến Gk và áp suất trog lốp p Tải trọng pháp tuyến càng tăng độ biến dạng tiếp tuyến càng giảm, lực bám P càng tăng áp suất p càng tăng, độ biến dạng tiếp tuyến giảm và đồng thời lực bám cũng giảm do diện tích tiếp xúc giảm làm xấu khả năng bám

3) Biến dạng góc

Hiện tượng biến dạng góc của lốp xuất hiện khi bánh xe chịu tác động mô men M nằm trong mặt phẳng song song với mặt đường (hình 2.13) Khi đó bánh xe xoay đi một góc  so với phương ban đầu và profin của lốp ở vùng tiếp xúc với mặt đường bị uốn trong mặt phẳng ngang Mô men xoay M được cân bằng với mô men ma sát sinh ra tại vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường Mối quan hệ giữa góc xoay  và mô men M là phi tuyến (hình 2.13) Khi

M = M sẽ xảy ra hiện tượng trượt hoàn toàn Giá trị M phụ thuộc vào khả năng bám của bánh xe với mặt đường theo phương ngang

2.5 Bán kính bánh xe

Do biến dạng của lốp bán kính của bánh máy kéo không phải chỉ có một giá trị duy nhất, mà sẽ bị thay đổi tùy thuộc vào tải trọng tác động và điều kiện làm việc của các bánh xe Do vậy để tiện cho việc nghiên cứu động lực học bánh xe người ta đưa ra một số khái niệm về bán kính bánh xe như sau : bán kinh danh nghĩa, bán kính tĩnh học, bán kính động lực học, bán kính lăn và bán kính làm việc trung bình

2) Bán kính tĩnh học

Bán kính tĩnh học rt là khoảng cách từ tâm hình học của bánh xe đến mặt phẳng tiếp xúc (Hình 2.14a) khi bánh xe đứng yên và chịu tải trọng thẳng đứng Bán kính tĩnh học phụ thuộc vào tải trọng và áp suất trong lốp Đối với các bánh

xe đàn hồi rt < ro , còn đối với các bánh xe cứng rt = ro

3) Bán kính động lực học

Bán kính động lực học rđ là khoảng cách từ trục bánh xe đến phương tác dụng của phản lực tiếp tuyến lên bánh xe Trị số của bán kính động lực học phụ thuộc vào tải trọng pháp tuyến, áp suất trong lốp, mô men chủ động Mk hoặc mô men phanh Mp và phụ thuộc vào các tính chất cơ lý của đất Trên Hình 2.14b là trường hợp bánh chủ động cứng lăn trên đường biến dạng Do mặt đường biến dạng, bề mặt tiếp xúc là mặt cong và do đó tâm hợp lực dịch sang phía trước

Bán kính động lực học r đ nhỏ hơn bán kính tĩnh học rt

Nếu bánh xe lăn không trượt thì bán kính lăn chính bằng bán kính tĩnh học

rl = rt và trong trường hợp này nó được gọi là bán kính lăn lý thuyết Khi bánh xe

bị trượt quay hoặc trượt lê sẽ nhạn được bán kính lăn thực tế Như vậy khi trượt

quay bán kính lăn thực tế sẽ nhỏ hơn bán kính lăn lý thuyết và khi trượt lê bán kính lăn thực tế sẽ lớn hơn bán kính lăn lý thuyết

5) Bán kính làm việc trung bình

Bán kính tĩnh, bán kính động lực học và bán kính lăn của bánh xe phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy giá trị của chúng chỉ có thể xác định chính xác bằng thực nghiệm

Khi tính toán thiết kế có thể sử dụng bán kính làm việc trung bình rb và được tính theo công thức :

b) a)

r b (d  ) ,B mm

2  25 4 (2.18) Trong đó :  là hệ số biến dạng pháp tuyến của lốp:

đối với các bánh xe máy kéo  = 0,8  0,85,

đối với ô tô tải :  = 0,8  0,9

2.6 Cân bằng công suất và hiệu suất

Cân bằng công suất:

Công suất truyền cho bánh chủ động có thể được xác định theo công thức :

Nk = Mkk = Pkrkk = Pkvt (2.19) trong đó : Mk - mô men quay chủ động;

Mkk = Pk(vt - v) + Pkv

Thay Pk từ (2.20) vào số hạng thứ hai của phương trình trên ta sẽ nhận được phương trình cân bằng công suất :

Mkk = Pk(vt - v) + Pfkv + Rkv (2.20) trong đó : Mkk là công suất truyền cho bánh chủ động;

Pk(vt v)  phần công suất hao tổn do trượt;

Pfkv  công suất chi phí để thắng lực cản lăn;

Rkv  công suất có ích (truyền lên khung máy)

Như vậy trong tổng công suất truyền cho bánh chủ động (Mkk chỉ có một phần công suất (Rkv) được truyền lên khung máy để tạo ra sự chuyển động,

phần còn lại là vô ích

Hiệu suất:

Để đánh giá hiệu quả làm việc của bánh chủ động người ta đưa ra khái

niệm hiệu suất có ích của bánh xe chủ động, đó là tỷ số giữa công suất có ích và

công suất truyền cho bánh chủ động :





k k

k

R v M

k

k

k k

 = fk  hiệu suất tính đến mất mát công suất do lực cản lăn ;

Việc tách hiệu suất chung k thành hai thành phần fk và  chỉ là qui ước nhằm giúp cho việc nghiên cứu được thuận lợi hơn Thực tế hiệu suất cản lăn lại phụ thuộc vào hiệu suất trượt vì khi độ trượt tăng sẽ làm tăng biến dạng của lốp

và biến dạng của mặt đường dẫn đến tăng lực cản lăn

Trên hình 2.15 biểu thị sự phụ thuộc của hệ số cản lăn f vào độ trượt  Qua

đó cho thấy độ trựơt càng tăng thì hệ số cản lăn càng lớn

2.7 Ảnh hưởng của lực cản kéo đến độ trượt

Độ trượt của các bánh chủ động phụ thuộc rất lớn vào độ lớn của lực kéo tiếp tuyến Bản chất của lực kéo tiếp tuyến là phản lực của đất hoặc mặt đường tác dụng lên bánh xe , nó bao gồm lực ma sát giữa bánh xe với đất và phản lực sinh ra khi các mấu bám tác động vào đất Lực kéo tiếp tuyến càng lớn thì ứng suất tiếp tuyến trong đất càng lớn và dẫn đến độ biến dạng của đất và lốp cũng càng lớn, tức là độ trượt càng tăng

Lực kéo tiếp tuyến được sử dụng một phần để khắc phục lực cản lăn, phần còn lại Rk được truyền lên khung máy tạo ra sự chuyển động của máy kéo Lực đẩy Rk sẽ được sử dụng để khắc phục các thành phần lực cản của máy kéo, trong

đó chủ yếu là lực cản kéo Pm

Do vậy khi lực cản kéo Pm càng lớn thì đòi hỏi phải có lực kéo tiếp tuyến Pkcàng lớn, khi đó độ trượt cũng tăng lên, nghĩa là độ trượt của bánh chủ động phụ thuộc vào lực kéo  = f(Pm)

Để hiểu rõ được vấn đề trên ta hãy khảo sát sự lăn của bánh xe có mấu bám trên đất mềm (hình 2.15)

0,2 0,1

0,05