Nghiên cứu khả năng ổn định chống lật của xe tái xích cao su MST 600 khi bốc dỡ gỗ bằng tay thuỷ lực

Tổng quan về công nghệ, thiết bị khai thác bốc dỡ gỗ ở một số nước trên thế giới Ở các nước phát triển trên thế giới, tay thuỷ lực TTL được ứng dụng rộng rãi trong các liên hợp máy LHM

-

TRỊNH VĂN ĐẠI

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT

CỦA XE TẢI XÍCH CAO SU MST - 600 KHI BỐC DỠ GỖ BẰNG TAY THỦY LỰC

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2010

-

TRỊNH VĂN ĐẠI

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT

CỦA XE TẢI XÍCH CAO SU MST - 600 KHI BỐC DỠ GỖ BẰNG TAY THỦY LỰC

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyªn ngµnh: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HÓA

NÔNG LÂM NGHIỆP

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay rừng tự nhiên ở nước ta còn lại rất ít gỗ cho các ngành kinh tế quốc dân và cho đời sống Dự án trồng mới 5 triệu ha rừng đã được Chính phủ phê duyệt và triển khai thực hiện từ năm 1998 nhằm khôi phục, mở rộng

và làm giàu nhanh chóng tài nguyên rừng, đến nay rừng đã được tuổi khai thác Đi đôi với việc trồng rừng thì vấn đề công nghệ và thiết bị trong khai thác rừng cũng phải được quan tâm đúng mức Trước những thực trạng của ngành lâm nghiệp hiện nay việc đưa cơ giới hóa vào các khâu công việc trong sản xuất lâm nghiệp nói chung và khâu khai thác gỗ nói riêng là vấn đề cần thiết

Nước ta hiện nay đã nhập và bắt đầu sản xuất nhiều loại máy kéo, trong

đó đáng chú ý là các loại máy kéo cỡ vừa và nhỏ, chúng đang được sử dụng tương đối phổ biến trong nông lâm nghiệp Các loại máy kéo này thường được thiết kế chế tạo thêm một số trang bị như: Tời, tay thủy lực, rơ moóc

Trong thời gian vừa qua đề tài nhánh cấp nhà nước, mã số: KC 07 – 26 – 05 “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị để cơ giới hóa khai thác gỗ rừng trồng trên độ dốc 10 – 200”, do Trường Đại học Lâm nghiệp chủ trì đã thiết kế chế tạo và khảo nghiệm sản xuất tay bốc thủy lực lắp trên máy kéo Shibaura SD 2843 để bốc dỡ gỗ rừng trồng Tuy đây mới là mẫu máy khảo nghiệm nhưng đã được đánh giá là hướng đi phù hợp, cần được hoàn thiện và nhân rộng để áp dụng vào thực tiễn của sản xuất Tay thủy lực lắp

trên Máy kéo bánh hơi khả năng làm việc bị giới hạn bởi điều kiện ổn định chống lật Nhưng xe tải xích cao su MST - 600 của Nhật Bản, với những ưu điểm vượt trội như: Kết cấu nhỏ gọn, khả năng kéo bám, ổn định cao Ở nước

ta hiện nay chưa có cơ sở sản xuất nào sử dụng loại xe này phục vụ việc khai thác gỗ Nếu tay thủy lực được lắp trên xe tải xích cao su MST- 600 để bốc dỡ

gỗ rừng trồng thì chắc chắn khả năng ổn định chống lật sẽ cao hơn Vấn đề ổn định chống lật của xe tải xích cao su MST - 600 khi bốc dỡ gỗ bằng TTL chưa có công trình nào nghiên cứu

Xuất phát từ những lý do trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu khả năng ổn định chống lật của xe tải xích cao su MST

– 600 khi bốc dỡ gỗ bằng tay thủy lực”

Ý nghĩa khoa học của đề tài:

Xác định được khả năng ổn định chống lật của xe tải xích cao su MST -

600 khi bốc dỡ gỗ rừng trồng bằng tay thuỷ lực

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Kết quả nghiên cứu của đề tài làm cơ sở cho việc thiết kế cải tiến xe tải xích cao su MST - 600 lắp tay thủy lực để bốc dỡ gỗ rừng trồng Đồng thời làm căn cứ đề xuất những quy định an toàn cho người sử dụng xe tải xích cao

su MST - 600

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về công nghệ khai thác và thiết bị bốc dỡ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới

Khai thác gỗ là quá trình biến đổi cây đứng thành sản phẩm Rồi chuyển chúng từ rừng đến một địa điểm tiêu thụ nào đó Đồng thời là cầu nối giữa tài nguyên rừng và công nghiệp sử dụng gỗ làm nguyên liệu như công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất giấy, xây dựng Khai thác gỗ bao gồm hàng loạt các khâu công việc rất nặng nhọc, nguy hiểm Do vậy, để cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao năng suất lao động, người ta luôn tìm cách cải tiến công cụ và phương pháp làm việc, như đưa máy móc thiết bị vào trong khai thác rừng Một thực tế là khi đưa máy móc vào khai thác rừng năng suất lao động sẽ tăng lên, giảm giá thành cải thiện được điều kiện làm việc của người lao động nhưng mặt khác sẽ gây ra nhiều tác động xấu đến đất rừng

và các cây còn lại

Để lợi dụng tài nguyên rừng một cách lâu dài, bền vững thì việc cơ giới hoá các hoạt động khai thác rừng cần được thực hiện một cách có tổ chức theo một kế hoạch cụ thể, để giảm thiểu tối đa các tác động xấu đến môi trường rừng, đảm bảo các cây con có thể tồn tại và phát triển được

Trên thế giới, rừng tự nhiên còn rất ít nhưng lại có ý nghĩa to lớn về mặt môi trường, bảo tồn nên người ta hạn chế khai thác gỗ rừng tự nhiên Vì vậy, đối tượng của khai thác gỗ hiện nay chủ yếu là gỗ rừng trồng

Trong khai thác gỗ rừng trồng người ta thường áp dụng các loại hình công nghệ sau[8]:

- Công nghệ khai thác gỗ nguyên cây (full-tree method): cây gỗ sau khi

hạ được giữ nguyên cành lá rồi được vận xuất ra bãi gỗ Tại bãi gỗ người ta mới tiến hành cắt cành, cắt khúc theo qui cách sản phẩm, bốc lên phương tiện

và vận chuyển đến nơi tiêu thụ

- Công nhệ khai thác gỗ dài (tree-length method): cây gỗ sau khi hạ

được cắt cành, ngọn tại nơi chặt hạ rồi được vận xuất ra bãi gỗ Tại bãi gỗ chúng được cắt khúc theo qui cách sản phẩm, bốc lên phương tiện và vận chuyển đến nơi tiêu thụ

- Công nghệ khai thác gỗ ngắn (short wood method): toàn bộ các thao

tác hạ cây cắt cành, ngọn và cắt khúc theo qui cách sản phẩm đều được thực hiện tại nơi chặt hạ Sau đó, các khúc gỗ được vận xuất đến bãi gỗ rồi bốc lên phương tiện vận chuyển về nơi tiêu thụ

Căn cứ vào điều kiện tự nhiên, điều kiện trang bị phương tiện, nhân công và yêu cầu về bảo vệ môi trường mà lựa chọn loại hình công nghệ khai thác phù hợp với tình hình thực tiễn

1.1.1 Tổng quan về công nghệ, thiết bị khai thác bốc dỡ gỗ ở một

số nước trên thế giới

Ở các nước phát triển trên thế giới, tay thuỷ lực (TTL) được ứng dụng rộng rãi trong các liên hợp máy (LHM) khai thác Đặc biệt đối với các nước phát triển như Phần Lan, Thuỵ Điển, Nga… và các nước có tài nguyên rừng phong phú như Brazil, Tanzania, Ethiopia…, người ta đã thiết

kế và chế tạo được nhiều loại TTL sử dụng trong khai thác gỗ làm việc tin cậy với năng suất cao và có thể vận dụng cho cả ba loại hình công nghệ khai thác gỗ nêu trên

TTL có thể thực hiện được một số khâu công việc trong công nghệ khai thác gỗ Tương ứng với mỗi loại hình công nghệ người ta có thể tạo ra các TTL có cấu tạo và chức năng phù hợp Ngoài ra, người ta còn tạo ra các loại TTL có thể tham gia thực hiện một công việc cụ thể của tất cả các loại hình công nghệ

Trong công nghệ khai thác gỗ nguyên cây, cây gỗ có thể được hạ bằng cách cắt gốc Thông thường người ta dùng cưa xăng hạ cây bằng

cách cắt gốc và sử dụng LHM vận xuất gồm TTL có trang bị ngoạm cỡ lớn lắp trên máy kéo để vận xuất gỗ từ nơi chặt hạ ra ngoài bãi gỗ

Hình 1.1: TTL trong công nghệ khai thác gỗ nguyên cây

Trong công nghệ khai thác gỗ dài và gỗ ngắn, TTL được ứng dụng trong LHM chặt hạ - cắt khúc và LHM bốc dỡ - vận xuất LHM chặt hạ - cắt khúc cấu tạo gồm TTL có trang bị ngoạm lắp trên máy kéo, ngoạm được trang bị bộ phận cắt để thực hiện việc hạ cây, cắt khúc và cắt cành, ngọn (hình 1.2a,b) LHM bốc dỡ - vận xuất có cấu tạo gồm các bộ phận tương tự như TTL ở LHM chặt hạ - cắt khúc nhưng được trang bị rơ-moóc và ngoạm không được trang bị bộ phận cắt (hình 1.2c) Ngoài ra, TTL của cả hai loại LHM trên còn có thể thực hiện việc bốc dỡ gỗ cho các phương tiện khác (Hình 1.2)

Hình 1.2: TTL trong công nghệ khai thác gỗ dài và gỗ ngắn

a TTL trong LHM chặt hạ - cắt khúc thực hiện việc cắt cành ngọn

b TTL trong LHM chặt hạ - cắt khúc thực hiện việc cắt khúc

c TTL trong LHM bốc dỡ - vận xuất thực hiện việc bốc gỗ

Trong các loại TTL thì TTL trong LHM bốc dỡ - vận xuất được sử dụng rộng rãi hơn cả vì có tính cơ động cao Khi trang bị cho LHM này một rơ-moóc thì TTL dùng để tự bốc dỡ và vận xuất gỗ, khi không trang bị rơ-moóc thì TTL được dùng để bốc dỡ gỗ cho các phương tiện khác Vì vậy, LHM có trang bị TTL loại này có thể sử dụng cho cả ba loại hình công nghệ khai thác gỗ

Ở Brazil người ta áp dụng cả ba loại hình nêu trên trong việc khai thác gỗ rừng trồng Loại hình khai thác gỗ gắn được áp dụng chủ yếu trong khai thác rừng bạch đàn Để tăng năng suất, giảm giá thành trong khâu chặt

hạ người ta tổ chức nhóm làm việc hai người: Một người hạ cây và cắt khúc bằng cưa xăng, người còn lại dùng búa để chặt cành.Việc tập trung gỗ

từ nơi chặt hạ về các bãi gỗ nhỏ ven đường hoặc kho gỗ được thực hiện bằng máy kéo bánh hơi lâm nghiệp hoặc máy kéo bánh hơi nông nghiệp được trang bị thêm rơ moóc, tay thuỷ lực để bốc và chở gỗ Loại hình khai thác gỗ dài, việc hạ cành, cắt cành ngọn được thực hiện ở nơi chặt hạ bằng việc sử dụng cưa xích, sau đó các thân cây được kéo tập trung về kho gỗ hoặc các bãi gỗ nhỏ ven đường bằng máy kéo nông nghiệp có trang bị thêm TTL Còn loại hình khai thác gỗ nguyên cây, là sau khi các cây được hạ bằng các máy hạ cây chuyên dùng chúng được kéo về kho gỗ cùng với cả cành và tán bằng máy kéo vận xuất chuyên dùng theo phương pháp nửa lết Đến bãi gỗ, các cây này được tiếp tục kéo qua cổng chặt cành, tại đây nhờ các kết cấu cắt hợp lý, các cành nhánh được cắt ra khỏi thân cây Sau đó bó

gỗ đã sạch cành nhánh tiếp tục được chuyển đến vị trí cắt khúc Việc cắt khúc ở bãi gỗ được thực hiện bằng cưa xích

Việc vận chuyển gỗ từ các bãi gỗ đến nơi tiêu thụ ở Brazil được thực hiện chủ yếu bằng xe vận tải chuyên dùng theo nhiều dạng khác nhau như:

Xe tải không rơ moóc, xe tải sơ mi rơ moóc, xe tải kéo theo một hoặc hai

rơ moóc Còn việc bốc dỡ trên các kho gỗ hầu như được cơ giới hoá bằng các cần trục thuỷ lực cố định

1.1.2 Tổng quan về phương pháp bốc dỡ gỗ ở Việt Nam

- Phương pháp bốc dỡ gỗ thủ công

Cây gỗ sau khi được chặt hạ được bốc trực tiếp lên các phương tiện vận chuyển bằng chính sức lực của người công nhân Ở một số nơi địa hình phức tạp hơn thì gỗ sau khi được khai thác sẽ được cắt khúc ngay tại địa điểm khai thác hoặc được đưa đến bãi gỗ tạm thời rồi mới được cắt khúc Sau khi cắt khúc gỗ được xếp thành đống ngay bên đường vận chuyển Gỗ khúc được bốc lên rơmooc cũng bằng sức lực của người công nhân, thường thì cứ hai người công nhân bốc một khúc gỗ (Hình 1.3)

Hình 1.3: Phương pháp bốc gỗ thủ công

Ưu điểm: Thực hiện đơn giản, không cần đầu tư trang thiết bị máy móc Nhược điểm: Năng suất bốc gỗ thấp, cần nhiều công nhân, tốn sức lực, gây nguy hiểm

- Phương pháp bốc hầm

Khi bốc gỗ theo phương pháp này thì ôtô hoặc máy kéo được tiến vào hầm Khi xe đã vào vị trí ổn định thì người công nhân dùng đòn bẩy để đẩy khúc gỗ vào thùng xe hoặc rơmooc vận chuyển

Hình 1.4: Phương pháp bốc hầm

Ưu điểm: Thực hiện đơn giản, năng suất tương đối cao

Nhược điểm: Chỉ áp dụng được ở mùa khô, lực va đập giữa khúc gỗ và rơmooc, thùng xe lớn

- Phương pháp bốc dỡ gỗ bằng tời cáp

Bốc dỡ bằng tời cáp có thể được thực hiện theo phương pháp bốc ngang hoặc bốc dọc tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, loại gỗ Trên một số loại máy kéo cỡ lớn thường có trang bị thêm thiết bị tời cáp để thực hiện bốc

dỡ gỗ Trong phương pháp bốc dọc trên máy kéo thường được bố trí một tời, một cần trục chữ A, đối với loại xe tải cần trục chữ A có thể được bố trí ngay sau thành trước của thùng phía sau buồng lái, tời được dẫn động bằng hệ thống ròng rọc dẫn hướng lắp phía trên một tay đòn Quá trình bốc dỡ gỗ được thực hiện bằng hệ thống cáp dẫn động từ tời qua các ròng rọc dẫn hướng, một đầu của cáp được trang bị thêm móc để móc vào cây gỗ hoặc bó

gỗ được buộc sẵn Trống tời có thể được dẫn động bằng hệ thống thuỷ lực

hoặc bằng cơ có thể thực hiện quay theo hai chiều ngược nhau để quấn cáp hoặc nhả cáp Để bốc gỗ trống tời hoạt động theo chiều quấn cáp Khi tời hoạt động gỗ sẽ được kéo về phía thùng xe Khi gần tới thùng xe bó gỗ sẽ di chuyển theo trạng thái nửa lết sau đó một đầu bó gỗ sẽ được kéo lên máng kê

và được kéo lên thùng xe

Hình 1.5: Phương pháp bốc gỗ bằng thiết bị tời cáp

Trong phương pháp bốc ngang, người ta thiết kế hai thanh đà đặt cạnh rơmooc làm đường dẫn hướng cho gỗ lên sàn xe, gỗ được kéo lên là nhờ nguồn động lực của tời cáp qua các ròng rọc dẫn hướng lắp trên khung đỡ của máy kéo

- Phương pháp bốc dỡ gỗ dùng cần cẩu

Phương pháp bốc dùng cần cẩu cơ khí có thể bốc được các khúc gỗ đơn hoặc bó gỗ Phương pháp này phù hợp với bốc dỡ gỗ rừng trồng

Sử dụng phương pháp này, tời cáp được dẫn đến điểm đầu cần thông qua

hệ thống puly, đầu cáp được nối với móc gỗ Khi bốc gỗ, móc được móc vào

bó gỗ đã được bó sẵn hoặc khúc gỗ, tời kéo nâng bó gỗ lên và điều khiển để xếp bó gỗ vào thùng xe hoặc rơmooc

để tiến hành công tác tiếp theo

Bộ phận cắt gỗ được bố trí ngay ở tay ngoạm và thường sử dụng cưa xích, bộ phận cắt được dẫn động bằng thuỷ lực, bộ phận ngoạm, cẳng tay, cánh tay được dẫn động hoàn toàn bằng thuỷ lực với độ linh động cao, tầm vươn xa, góc xoay lớn Các loại máy liên hợp này rất thích hợp với khai thác

gỗ rừng tự nhiên hoặc rừng trồng kích thước gỗ nhỏ với cường độ khai thác cao, địa hình tương đối bằng phẳng

Ưu điểm: Năng suất cao, tiết kiệm thời gian, công sức

Nhược điểm: Đầu tư lớn, giá thành máy cao

- Phương pháp bốc dỡ gỗ bằng tay bốc thuỷ lực

Sử dụng tay thuỷ lực để bốc dỡ gỗ sẽ cho năng suất cao, giảm sức lao động nặng nhọc của người công nhân Tay thuỷ lực có khả năng bốc gỗ được

ở cự ly xa nhất ứng với tầm vươn xa nhất và góc xoay của trụ xoay là lớn nhất Khi thực hiện bốc gỗ càng ngoạm làm việc và di chuyển bó gỗ đến rơmooc hoặc thùng xe Sự co duỗi của cẳng tay, cánh tay và việc đóng mở

ngoạm của tay thuỷ lực được dẫn động bằng thuỷ lực

Ở Việt Nam, loại hình công nghệ khai thác gỗ phổ biến là khai thác gỗ ngắn Gỗ được chặt hạ bằng phương pháp thủ công hoặc cưa xăng và được vận xuất ra ven đường hoặc bãi gỗ bằng phương pháp thủ công (vác vai, lao xeo) hoặc trâu kéo như: Ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam như Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Tuyên Quang, Yên Bái … là những vùng chuyên canh nguyên liệu giấy cho nhà máy giấy Bãi Bằng chủ yếu áp dụng loại hình là khai thác gỗ ngắn là chủ yếu Việc đưa gỗ từ các bãi gỗ nhỏ ven đường vận xuất ra đường vận chuyển hoặc các bãi gỗ ven sông với cự ly trung bình từ 10 – 15Km Người ta

sử dụng máy kéo bánh hơi Volvo có trang bị thêm rơ moóc và tay thuỷ lực để

tự bốc dỡ gỗ hoặc dùng Volvo bốc lên xe tải nặng để vận chuyển đường dài

về nhà máy, còn ở những cự ly vận chuyển ngắn (< 15Km), gỗ cong queo với

số lượng ít, người ta thường bốc thủ công lên xe cải tiến hoặc trâu kéo để vận chuyển thẳng về nhà máy

Từ trước những năm 1990, tại một số tỉnh miền núi phía Bắc (Yên Bái, Tuyên Quang, Hà Giang, Phú Thọ, Vĩnh Phúc…), là vùng chuyên canh nguyên liệu giấy cho Nhà máy giấy Bãi Bằng, đã được Chính phủ Thuỵ Điển tài trợ hàng loạt máy kéo Volvo có trang bị TTL bốc dỡ gỗ, chúng làm việc rất tin cậy cho năng suất cao Tuy nhiên giá thành của thiết bị rất cao, đòi hỏi vốn đầu tư lớn Kể từ khi không được Chính phủ Thuỵ Điển tài trợ, theo thời gian, số lượng máy kéo Volvo giảm dần vì hỏng hóc mà phụ tùng

thay thế lại rất khan hiếm Đến nay, chỉ còn một số ít Volvo vẫn hoạt động được Hình 1.7 là TTL lắp trên máy kéo Volvo đang thực hiện việc bốc gỗ

từ rơ-moóc lên phương tiện vận chuyển tại Lâm trường Hàm Yên, Tuyên Quang

Hình 1.7: TTL bốc dỡ gỗ được trang bị trên máy kéo Volvo

Với mong muốn tạo ra một thiết bị cơ giới hoá khâu bốc dỡ gỗ thay thế Volvo mà lại phù hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam, một trong những nội dung của đề tài cấp nhà nước, mã số: KC 07- 26 - 05, “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị để cơ giới hóa khai thác gỗ rừng trồng trên độ dốc 10 – 200”, do PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu chủ trì cùng một số cán

bộ Khoa Công nghiệp phát triển nông thôn - Trường Đại học lâm nghiệp Mục đích của đề tài là tính toán, thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm thiết bị bốc

dỡ gỗ rừng trồng, trong đó thiết bị bốc dỡ gỗ là TTL lắp sau máy kéo Shibaura (Hình 1.8)

Qua khảo nghiệm cho thấy TTL bốc dỡ gỗ lắp sau máy kéo Shibaura làm việc đạt yêu cầu đặt ra Tuy nhiên, năng suất và tính cơ động của thiết bị chưa thực sự cao Nếu khắc phục được tồn tại này thì đây sẽ là một thiết bị cơ giới hoá bốc dỡ gỗ phù hợp với hoạt động qui mô vừa và nhỏ của các doanh nghiệp, các hộ gia đình, góp phần nâng cao năng suất lao động và cải thiện điều kiện làm việc nặng nhọc cho người lao động

Qua tìm hiểu tình hình ứng dụng TTL trong công nghệ khai thác gỗ cho thấy: TTL được sử dụng trong tất cả các loại hình công nghệ khai thác gỗ Ở các nước trên thế giới, người ta đã tính toán thiết kế và chế tạo được nhiều loại TTL làm việc tin cậy với năng suất cao Ở nước ta, cho đến nay, TTL duy nhất sử dụng hiệu quả trong bốc dỡ gỗ là một thiết bị nhập ngoại (TTL lắp trên máy kéo Volvo) nhưng hiện nay thiết bị này còn rất ít

Hình 1.8: TTL bốc dỡ gỗ lắp sau máy kéo Shibaura

1 Trụ xoay; 2 Xylanh nâng hạ cánh tay; 3 Bộ phận điều khiển;

4 Xylanh co duỗi cẳng tay; 5 Cánh tay; 6 Cẳng tay;

7 Cụm ngoạm; 8 Gỗ; 9 Chân chống; 10 Máy kéo Shibaura

1 2 Một số công trình nghiên cứu về ổn định của tay thuỷ lực

Hiện nay ở các nước có nền công nghiệp phát triển với qui mô sản xuất lớn, TTL được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản suất để bốc dỡ gỗ, hàng hoá Như đã đề cập ở trên, trong lâm nghiệp TTL được sử dụng rất phổ biến ở các nước có nền công nghiệp phát triển và có quy mô sản xuất lớn, còn ở những nước đang hoặc chưa phát triển thì việc áp dụng loại thiết bị này còn rất hạn chế Vì những lý do trên nên phần lớn những nghiên cứu về TTL cũng đều tập trung vào các nước có nền công nghiệp tiên tiến Đi đầu trong lĩnh vực này là những nhà khoa học người Nga (Liên Xô cũ), có thể

kể ra một số công trình tiêu biểu như sau:

Tác giả Alecxangdrov V.A (người Nga) đã đánh giá về sự chịu tải của máy móc lâm nghiệp ở các quá trình quá độ [22], theo đó tác giả đã nhận định rằng tải trọng ĐLH ảnh hưởng đáng kể đến máy móc thiết bị ở các giai đoạn quá độ như lúc mở máy, phanh hãm, lấy đà …, bằng thực nghiệm trên một số máy khai thác có TTL tác giả thấy rằng khi khối lượng gỗ càng tăng thì hệ số tải trọng ĐLH càng giảm, ngược lại khi vận tốc nâng càng tăng thì hệ số tải trọng ĐLH càng tăng (hình1.9)

Hình 1.9: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của Alecxangdrov V.A

về sự ảnh hưởng của khối lượng nâng tới hệ số tải trọng ĐLH

(1- v 0 =0.18 m/s; 2- v 0 =0.12 m/s; 3- v 0 = 0.05 m/s)

Cũng tác giả Alecxangdrov V.A đã nghiên cứu về dao động góc của đầu máy dưới tác động của gió khi bốc dỡ gỗ bằng TTL [24]

Tác giả đã phân tích và rút ra được sự ảnh hưởng của các yếu tố như tầm vươn của TTL (l1), khoảng cách giữa 2 cầu (l2), chiều cao trọng tâm cây

gỗ (hT), lực tác dụng của gió đến dịch chuyển của đầu máy (1)

Hình 1.10: Sơ đồ xác định dao động góc của đầu máy dưới tác động của gió khi bốc dỡ gỗ bằng TTL

Sự mấp mô của mặt đường ảnh hưởng đến tải trọng của các phương tiện đi trên nó, nhất là các máy khai thác, chúng làm việc trên những địa hình

có độ mấp mô lớn thì vấn đề này rất được quan tâm Tác giả Alecxangdrov V.A đã có công trình nghiên cứu về tải trọng của máy khai thác có trang bị TTL khi đi trên đường có độ mấp mô, sơ đồ tính toán được tác giả đưa ra(hình 1.11), trong trường hợp đơn giản nhất là các máy khai thác chưa mang tải thì sơ đồ tính toán được thể hiện như hình 1.11.a và PTVP có dạng như sau:

Z Z  0 c

Z m

; 0 Z c Z c c Z c Z m

0 2 M 12 2 2

p 0 0 0 M 12 0 2 M 12 0 0

Trong trường hợp TTL mang tải thì sơ đồ tính toán được thể hiện ở hình 1.1.b, PTVP có dạng như sau:

c - Độ cứng quy đổi giữa ngoạm và gỗ;

Z0, Z2, Z3- Các chuyển dịch của các khối lượng m0, m2 và m3

Hình 1.11: Sơ đồ xác định tải trọng của máy khai thác có trang bị TTL

khi đi trên địa hình gồ ghề

Sự ảnh hưởng các thông số động học của cơ cấu nâng đến tải trọng của TTL lắp trên máy kéo xích cỡ lớn dùng trong bốc dỡ gỗ được tác giả người Nga Pitcunôp A.C đã khảo nghiệm [21]

Năm 1973 tại học viện kỹ thuật lâm nghiệp Lêningrad, nhà khoa học người Nga Liamin I.V đã có công trình nghiên cứu về quá trình gom gỗ khi chặt chọn bằng TTL [18], sau đó 2 năm tác giả đã công bố tiếp công trình

“Phân tích lực của TTL máy kéo có kết cấu đặc biệt” [20] Với 2 công trình này tác giả đã chọn ra được TTL kiểu mới cho việc gom gỗ trong khai thác chọn và cách phân tích lực cho TTL

Năm 1977 Giáo sư Barinốp K.H đã phân tích được quy luật chuyển động các bộ phận của máy lâm nghiệp với TTL khi làm việc [16] Từ đó đưa

ra cơ sở lý thuyết cho việc bố trí các chi tiết và thiết bị công tác trên máy kéo lâm nghiệp

Năm 1978 hai tác giả Venlicốc G.M và Kusliaev V.F đã tiến hành nghiên cứu và đưa ra cơ sở để áp dụng máy khai thác gỗ kiểu TTL ở trên các khu khai thác [17]

Năm 1981 Phó giáo sư Artamônốp Iu.G đã nghiên cứu thiết kế và tính toán TTL lắp trên máy kéo để bốc dỡ gỗ [15] Cũng vào năm này tác giả Kusliaev V.F đã có nghiên cứu về tổng quan các loại máy khai thác gỗ kiểu TTL

Tầm vươn của TTL ảnh hưởng lớn đến năng suất của máy khai thác, khi TTL có tầm vươn xa thì năng suất bốc dỡ sẽ tăng và ngược lại, cụ thể về vấn đề này được tác giả Mensikop rất quan tâm và đã có kết quả nghiên cứu vào năm 1982 tại Học viện Kỹ thuật Lâm nghiệp Lêningrad [19]

Bằng phương pháp lý thuyết và thực nghiệm, năm 1982 tác giả Antômônốp đã xác định được những thông số cơ bản của hệ thống máy kéo bánh hơi với TTL [21]

Vấn đề ổn định của máy là yếu tố rất quan trọng, nó quyết định tới khả năng làm việc của máy và sự an toàn trong lao động Với những máy có trang

bị TTL thì vấn đề ổn định được nhiều nhà khoa học quan tâm, trong đó có tác giả người Nga Ciunhep V.C với đề tài: “ Phương pháp đánh giá ổn định của máy kéo bánh hơi khung gập với TTL” [21]

Năm 1985, nhà khoa học Nga Pitcunôp thực hiện nghiên cứu “Sự ảnh hưởng của các thông số động học cơ cấu nâng đến tải trọng của TTL lắp trên máy kéo cỡ lớn dùng trong bốc dỡ gỗ” Đóng góp đáng kể nhất của công trình này là đã tìm ra được một chế độ sử dụng hợp lý cho LHM bốc dỡ gỗ [21]

Bên cạnh các nhà khoa học của thế giới, ở Việt Nam cũng có một số tác giả quan tâm đến vấn đề ĐLH của TTL trong LHM khai thác gỗ Năm 1983, tại Học viện kỹ thuật Lâm nghiệp Leningrad, Nguyễn Nhật Chiêu thực hiện luận án tiến sỹ: “Nghiên cứu tải trọng của máy kéo bánh hơi khung gập với TTL khi gom và vận xuất gỗ trên sườn dốc” Với công trình này, tác giả đã xác định được quy luật biến đổi tải trọng của LHM, đồng thời đề ra chế độ làm việc hợp lý và điều kiện làm việc an toàn cho LHM khi gom và vận xuất

gỗ trên sườn dốc

Năm 2006, đề tài nhánh cấp nhà nước, mã số: KC 07 - 26 - 05 “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cơ giới hoá khai thác gỗ rừng trồng trên độ dốc 10 - 200”, do PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu - Trường Đại học Lâm nghiệp chủ trì đã được thực hiện Một trong những sản phẩm của đề tài

là tay bốc thuỷ lực lắp trên máy kéo Shibaura SD 2843 để bốc dỡ gỗ rừng trồng Mẫu máy này đã được khảo nghiệm và đánh giá là hướng đi phù hợp

Năm 2007, tại trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, Trần Lý Tưởng bảo vệ thành công luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu tải trọng động lực học tác dụng lên TTL lắp sau máy kéo bánh hơi khi bốc dỡ gỗ” trong trường hợp giữa ngoạm gỗ và đầu cần TTL được nối cứng Bằng phần mềm Matlab - Simulink tác giả đã xác định các thông số như: Tải trọng động lực học, sự biến dạng của TTL, các lực tác dụng lên cơ cấu, bộ phận chi tiết của TTL ở 3 giai đoạn làm việc của TTL Qua đó tác giả đã rút ra được kết luận: Hệ số tải trọng động lực học tỷ lệ nghịch với khối lượng nâng, độ cứng quy đổi của đầu máy

và độ cứng quy đổi giữa gỗ và ngoạm tỷ lệ thuận với độ cứng quy đổi của TTL và vận tốc nâng Sơ đồ tính toán cho trường hợp này được tác giả xây

dựng như (Hình 1 12):

1.0 1.2 1.4 1.6

A

Shibaura

Hình 1.12 : Mô hình ĐLH của TTL khi bốc dỡ gỗ của Trần Lý Tưởng

Trong công trình này tác giả đã sử dụng phương trình Lagranger loại II

để lập hệ phương trình vi phân mô tả dịch chuyển của hệ Sau đó, sử dụng phương pháp giải tích để giải các phương trình vi phân và sử dụng phần mềm Matlab&Simulink để mô phỏng các phương trình vi phân Kết quả, tác giả đã xây dựng được đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của tải trọng nâng và vận tốc nâng đến trị số của hệ số động lực học (Hình 1.13)

Hình 1.13: Đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của tải trọng nâng và vận tốc nâng đến trị số của hệ số động lực học của TTL do Trần Lý Tưởng xây dựng

Các thao tác của TTL khi thực hiện việc bốc dỡ gỗ bao gồm các động tác nâng - hạ cần, được thực hiện nhờ việc co duỗi các xylanh cẳng tay, cánh tay và các động tác xoay cần được tực hiện nhờ một động cơ thuỷ lực Tuy nhiên, trong nội dung luận văn của Trần Lý Tưởng mới chỉ quan tâm đến giai đoạn nhấc tải mà chưa đề cập đến giai đoạn xoay cần [10]

Năm 2009, Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Quang Dưỡng trường Đại học Lâm nghiệp đã tính toán thiết kế tay thuỷ lực bốc dỡ gỗ lắp trên xe tải xích cao su MST - 600[5]

Qua tính toán lý thuyết và thực tế sử dụng đã kết luận rằng tới 80% các

sự cố hư hỏng của các máy nâng chuyển về cơ bản liên quan đến tải trọng động, các tải trọng động làm tăng sự hao mòn của các bộ phận làm việc Đặc biệt tải trọng động lực học làm ảnh hưởng đến tính ổn định của máy kéo, làm cho máy kéo có thể bị lật trong trường hợp bốc gỗ với tải trọng lớn nhất cho phép

1.3 Tổng quan về tính ổn định của máy kéo xích

1.3.1 Khái niệm chung về ổn định của máy kéo

Tính ổn định của máy kéo là khả năng ổn định của máy kéo không bị lật, không bị trượt, chuyển động sai quỹ đạo dưới tác dụng của ngoại lực trong quá trình làm việc

Tính ổn định hướng của máy kéo là khả năng đảm bảo giữ được quỹ đạo chuyển động theo yêu cầu trong mọi điều kiện khác nhau Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng, máy kéo có thể đứng yên, chuyển động trên đường dốc (đường có góc nghiêng dọc hoặc góc nghiêng ngang) có thể quay vòng hoặc phanh ở các loại đường khác nhau (đường tốt, đường xấu…) Trong những điều kiện chuyển động phức tạp như vậy, máy kéo phải giữ được quỹ đạo chuyển động của nó, không bị lật đổ, không bị trượt, để đảm bảo cho chúng chuyển động an toàn

1.3.2 Chỉ tiêu đánh giá khả năng ổn định chống lật của máy kéo xích

Có nhiều chỉ tiêu đánh giá khả năng ổn định chống lật của máy kéo Một số nhà chuyên môn (như Lơ-vôp[6]) đánh giá khả năng ổn định chống lật của ôtô máy kéo bằng trị số phản lực của mặt đất lên xích xe phía trên dốc hay xích ở xa tâm quay nhất khi lật đổ

Xe sẽ bắt đầu lật khi phản lực lên xích xe phía trên dốc y1 bằng không Theo quan điểm đó xe sẽ không bị lật khi đảm bảo được điều kiện sau đây:

y1 ≥ 0 (1.1) Khi y1 0 bánh xe phía trên tì lên mặt đất, do đó xe ở thế ổn định, không

bị bật Khi y1 0 bánh xe phía trên bị nâng lên khỏi mặt đất và xe bị lật

Từ điều kiện (1.1) người ta xác định độ dốc tối đa cho phép xe làm việc

an toàn với một lực kéo nhất định Độ dốc đó gọi là độ dốc giới hạn

Khi một máy kéo đứng trên mặt đất với độ dốc ngang hay dọc thì giao điểm giữa đường tác dụng của trọng lượng xe với mặt đất là điểm đặt của tổng phản lực pháp tuyến của mặt đất lên xe Xe sẽ ổn định, không bị lật khi tổng lực pháp tuyến của mặt đất tác dụng trong phạm vi mặt tì của xe lên đất

Chỉ tiêu này chỉ dùng cho máy kéo xích đứng tại chỗ, nhưng một số nhà chuyên môn như Ghinsbua [6] dùng nó để đánh giá sức chống lật của cả máy kéo bánh hơi lẫn bánh xích khi chuyển động

Theo Worthington và Sack [6], độ dốc tối đa khi xe chuyển động còn tính bằng góc tương ứng với điểm cắt của hai đường biểu diễn mômen chống lật Mcl = f(k) và mômen lật M1= f(α)

Worthington lấy mômen chống lật và mômen lật là:

Mcl = G (a.cos - hg.sin) (1.2)

Ml = Pm.hm = hm.G.sin (1.3)

Trong đó:

G - Trọng lượng của xe;

a - Khoảng cách từ trọng tâm đến trục cầu sau;

hm- Chiều cao của móc tính từ mặt đất;

Trường hợp thứ nhất: Có lực đập và chuyển từ động năng sang công lật

đổ xe

cl

l E

E



1

 (1.5) Trong đó:

E1- Năng lượng lật xe;

Ecl - Năng lượng giữ cho xe không lật

Trường hợp thứ hai: Các lực và mômen tác động lên xe thay đổi theo thời gian

j cl

l M M

Trong cơ học, khả năng chống lật xe thường đánh giá bằng hệ số chống lật K

l

cl M

M

K  (1.7)

Để đảm bảo xe ổn định, không bị lật, hệ số K phải không nhỏ hơn 1,2 ÷ 1,5

Hệ số chống lật K dùng rất phổ biến ở các nước Ở Mỹ dùng hệ số K để đánh giá sức chống lật và tính điều khiển của xe và quy định:

m

P

L y K

.

.

max '

 (1.8) Trong đó:

y - Tổng phản lực pháp tuyến của mặt đất lên bánh xe phía trên;

Pm max- Hợp lực song song với mặt đất của lực kéo móc tối đa;

hm- Chiều cao đặt lực kéo móc;

L - Khoảng cánh giữa hai trục xe;

Qua nghiên cứu, phân tích các chỉ tiêu được dùng để đánh giá sức chống lật được sử dụng trong thực tiễn, chúng ta có thể rút ra những kết luận sau đây:

- Những yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến khả năng chống lật của xe, nên mỗi trường hợp cụ thể người ta sử dụng những chỉ tiêu khác nhau để nói lên một cách rõ rệt nhất giới hạn ảnh hưởng của yếu tố này hay yếu tố khác

- Đối với máy kéo xích, để tính khả năng chống lật dọc dùng tọa độ của tổng phản lực pháp tuyến của mặt đất lên xích có nhiều thuận lợi hơn

- Tính khả năng chống lật theo Worthington sẽ không được chính xác,

vì các mômen chống lật và mô men lật theo các công thức (1.2) và (1.3) không tính đến những yếu tố ảnh hưởng đến lực kéo

- Đánh giá sức chống lật tĩnh cũng như sức chống lật động theo phản lực pháp tuyến của mặt đất lên xe xích phía trên dốc đơn giản, chính xác hơn

cả

1.3.3 Tính ổn định dọc của máy kéo xích

Ở máy kéo xích, người ta sử dụng các hệ thống treo khác với hệ thống treo của của ôtô máy kéo bánh xe Đó là hệ thống treo cứng và hệ thống treo cân bằng Sự phân bố các phản lực thẳng góc từ đường tác dụng lên dải xích cũng khác với ôtô máy kéo bánh xe Hợp lực của các phản lực này được đặt tại tâm áp lực nằm ở khu vực tiếp xúc giữa đường và giải xích Vì thế phương pháp xác định tính ổn định của máy kéo xích cũng khác với ôtô bánh xe

Tính ổn định của máy kéo xích được đánh giá bằng góc giới hạn lớn nhất

mà máy kéo xích bị lật đổ khi đứng yên hoặc chuyển động trên đường dốc

1.3.3.1 Tính ổn định dọc tĩnh của máy kéo xích

Tính ổn định dọc tĩnh được xác định bằng độ dốc lớn nhất (khi xe lên dốc và khi xe xuống dốc) mà xe đã hãm phanh có thể đứng được không bị lật

a Máy kéo xích đứng trên dốc, có hệ thống treo cứng và không kéo moóc hoặc nông cụ

Để xác định khả năng ổn định tĩnh dọc của máy kéo xích trong từng trường hợp đứng theo hướng lên dốc xét sơ đồ hình 1.14.a

L x/2

C K

Z T

b

X' t

X t 0

Hình 1.14: Sơ đồ lực tác dụng lên máy kéo xích khi đứng yên trên dốc

Hình a Xe khi đứng theo chiều lên dốc ; Hình b Xe khi đứng theo chiều xuống dốc;

Theo sơ đồ hình 1.14.a ta có các lực tác dụng lên máy kéo xích như sau:

- Trọng lượng của máy kéo xích G được phân ra hai thành phần Gcos

và Gsin theo góc nghiêng  của đường:

G sinsong song với phương chuyển động;

G cos vuông góc với phương chuyển động;

- Hợp lực của các phản lực từ đường tác dụng lên dải xích ký hiệu Z Hợp lực này đặt tại tâm áp lực T cách trục sau bánh xe một khoảng x’t

- Lực cản theo phương tiếp tuyến, song song với mặt đường ký hiệu Pp

- Các khoảng cách: Ck, Cn, Lx, a0, b, hg, được trình bày trên (Hình 1.14) Khi tăng dần góc dốc , hợp lực Z sẽ thay đổi và dịch chuyển về phía sau của bề mặt tựa của dải xích cho tới khi tâm áp lực T trùng với 02 (02 là điểm cuối của dải xích tiếp xúc với bề mặt tựa) thì máy kéo xích bị lật đổ qua điểm 02 Để xác định góc giới hạn mà máy kéo xích bị lật ta xét điều kiện cân bằng lực đối với 02 như sau:

G.cosα (0,5 Lx + a0) - G hgsinα - ∑Z(0,5Lx - xt ) = 0 (1.9) Trong đó:

xt - khoảng cách từ tâm áp lực đến điểm giữa bề mặt tựa của dải xích Khi T trùng với 02 thì ta có điều kiện (0,5Lx - xt) = 0 máy kéo xích bị lật

a

5 ,

a

5 ,

(1.11)

b Máy kéo xích đứng trên dốc với hệ thống treo cân bằng

Để xác định khả năng ổn định tĩnh dọc của máy kéo xích có hệ thống treo cân bằng khi quay đầu lên dốc ta xét sơ đồ (hình 1.15)

X t X' t

Ở hệ thống treo cân bằng máy bắt đầu có hiện tượng lật khi tâm áp lực

đi qua trục của bộ treo cân bằng phía sau ta có:

Lk - Khoảng cách từ trục treo cân bằng sau đến trục bánh sao chủ động

ở phía sau;

Ln - Khoảng cách từ trục treo cân bằng trước đến trục bánh sau;

Bằng cách lập phương trình mômen như trên ta cũng xác định được góc dốc giới hạn khi máy kéo có hệ thống treo cân bằng bị lật đổ

Trường hợp quay đầu lên dốc:

tgαt = k

g

b L h



(1.12)

Trường hợp máy kéo xích đứng trên dốc quay đầu xuống:

tgα’t = n

g

L b h



(1.13)

Qua các phần trình bày ở trên, ta nhận xét rằng sự ổn định dọc tĩnh của máy kéo xích được đảm bảo nếu vị trí tâm áp lực nằm trong bề mặt tựa của xích, điều đó được thể hiện như sau:

+ Đối với hệ thống treo cứng:

1.3.3.2 Tính ổn định dọc động của máy kéo xích

Để xác định khả năng ổn định dọc động của máy kéo xích trong trường hợp chuyển động lên dốc xét sơ đồ hình sau

h m

C n

h 1

P f h

g

P m

P k1

 Z T

Theo sơ đồ 1.16 ta khảo sát tính ổn định dọc động của máy kéo xích khi chuyển động lên dốc có lực kéo ở móoc là Pm Ở trường hợp này máy kéo xích sẽ chịu tác dụng của các lực sau:

G - Là trọng lượng của xe, phân ra hai thành phần:

G sinsong song với phương chuyển động;

G cos vuông góc với phương chuyển động;

Để xác định khả năng ổn định của máy kéo xích, ta lập phương trình

mô men của tất cả các lực đối với điểm 0 (là giao điểm của đường kéo dài của lực kéo moóc và mặt phẳng thẳng góc qua điểm cuối của bề mặt tựa của dải xích với đường)

Ta có:

∑Z(x’t - Ck) = G(b- Ck)cosα - G(hg - hm)sinα - Pkl.hm (1.14) Điều kiện để đảm bảo ổn định cho máy kéo xích là x’t - Ck ≥ 0 Thay vào trên và rút gọn ta có (đối với máy kéo có hệ thống treo cứng):

Pkl ≤ G

m

m g k

h

h h C

h

h C

b ) cos  sin 

+ Gsinα (1.15)

Trong đó Pkl là lực kéo tiếp tuyến lớn nhất ở móc kéo được phát ra khi máy chuyển động ổn định (ở số truyền 1 của nhóm số truyền làm việc chủ yếu) ứng với mômen định mức của động cơ

Khi góc α tăng đến trị số giới hạn thì:

G

m

g k

h

h C

1.3.4 Tính ổn định ngang của máy kéo xích

1.3.4.1 Tính ổn định tĩnh ngang của máy kéo xích

Để xét khả năng ổn định tĩnh ngang của máy kéo xích trong trường hợp đứng yên trên đường nghiêng ngang ta xét sơ đồ hình sau

b

C 2

C 2

Ta xác định được góc giới hạn mà máy kéo bị lật đổ khi đứng trên đường nghiêng ngang như (Hình 1.17):

Phương trình mômen đối với điểm 01 là:

Gcosβ (

2

C

) - Gsinβ hg - Z’’.c = 0 Khi xe bắt đầu lật thì Z’’= 0 vậy:

C

2 (1.17) Vậy sức chống lật tĩnh ngang của máy kéo xích phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai bánh xích và chiều cao của trọng tâm xe

Khi sự bám của dải xích và bề mặt tựa không tốt, máy kéo xích sẽ bị trượt bên Vì vậy cần xác định độ dốc ngang tối đa mà xe có thể đứng, không

bị trượt ngang Từ điều kiện cân bằng của xe dưới tác động của các lực ta có phương trình:

∑Y’ + ∑Y” = Gsinβφ

∑Z’ + ∑Z” = Gcosβφ

Theo điều kiện đảm bảo cho xe không bị trượt ngang:

Gsinβφ ≤ φyx (∑Z’ + ∑Z”) (1.18)

tgβφ ≤ φyx (1.19) Vậy góc dốc giới hạn mà máy kéo xích bị trượt ngang là:

tgβφ= φyx (1.20)

Để máy kéo xích trượt trước khi lật đổ, ta có:

tgβφ < tgβt hay φyx <

g h

C

2 (1.21) Trong đó:

βt - Góc nghiêng giới hạn mà máy kéo xích bị lật đổ;

βφ - Góc dốc giới hạn khi máy kéo xích bị trượt;

φyx - Hệ số bám ngang của dải xích với bề mặt tựa

Bảng 1.1: Một số giới hạn tĩnh của một số máy kéo bánh xích sử

dụng trong lâm nghiệp ở nước ta [6]

Mã hiệu

máy kéo

Loại máy kéo

Nơi chế tạo

Độ lên dốc αt1

Độ xuống dốc αt2

Độ dốc ngang

1.3.4 2 Tính ổn định ngang động của máy kéo xích

Để xác định khả năng ổn định ngang động của máy kéo xích trong

trường hợp quay vòng trên đường nghiêng ngang (Hình 1.18)

Hình 1.18: Sơ đồ lực và mômen tác dụng lên máy kéo xích khi chuyển động quay vòng trên đường nghiêng ngang

C 2

C 2

R

Y

Y

M n

Máy kéo xích chuyển động quay vòng quanh trục YY chịu tác dụng của các lực và mô men sau:

- Trọng tâm G được phân ra thành hai thành phần Gsinβ và Gcosβ theo góc nghiêng β

- Các phản lực thẳng đứng Z’, Z” ở hai dải xích cùng các phản lực ngang Y’, Y”

- Lực ly tâm khi máy kéo xích quay vòng P1 =

R g

v G

. 2

- Mô men của các lực quán tính tiếp tuyến Mjn tác dụng trong mặt phẳng ngang khi chuyển động không ổn định Khi tính toán coi Mjn ≈ 0

- Lực kéo ở moóc kéo Pm Trong trường hợp này thành phần của lực kéo ở móc kéo có xu hướng tăng khả năng ổn định của máy kéo nên ta đưa vào phương trình dưới đây để xem xét

Khi máy kéo xích chuyển động quay tròn trên đường nghiêng ngang với tốc độ lớn, lực li tâm sẽ làm cho máy kéo bị lật đổ qua mặt phẳng bên đi qua điểm 01

Xác định vận tốc nguy hiểm mà máy kéo xích bị lật đổ bằng công thức:

vn =

d g

d g tg h C

tg h

C R g





2 / 1

2





(1.22)

Trong đó:

d - Góc dốc giới hạn khi xe quay vòng bị lật;

R - Bánh kính quay vòng của xe;

d g tg h C

tg h

C R g





2 / 1

2





(1.23)