Nghiên cứu thiết kế máy khoan hố trồng cây lâm nghiệp liên hợp với máy ủi KOMATSU d31

Luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, khóa luận, cao học, đề tài

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


    -

ðẬU ðỨC DŨNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MÁY KHOAN HỐ

TRỒNG CÂY LÂM NGHIỆP LIÊN HỢP

VỚI MÁY ỦI KOMATSU D31

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá

nông, lâm nghiệp

Mã số : 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: TS ðỖ HỮU QUYẾT

HÀ NỘI - 2010

LỜI CAM ðOAN

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

này là trung th ực và hoàn toàn chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị

nào

Tôi cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ ñể thực hiện luận văn này ñã ñược

c ảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

ðậu ðức Dũng

LỜI CẢM ƠN

để hoàn thành luận văn này tôi ựã nhận ựược sự hướng dẫn rất nhiệt

tình c ủa thầy giáo PGS.TS đỗ Hữu Quyết cùng với những ý kiến ựóng góp

quý báu c ủa các thầy giáo, cô giáo Bộ môn động lực và Cơ kỹ thuật cũng

nh ư các thày giáo, cô giáo Khoa cơ ựiện, Viện đào tạo Sau ựại học của

và sâu s ắc nhất tới những sự giúp ựỡ quý báu ựó

Tôi xin chân thành c ảm ơn Trường Cao ựẳng nghề cơ ựiện xây dựng

Biên, các chuyên gia c ủa dự án JACA Nhật Bản ựã tạo ựiều kiện cho tôi trong

vi ệc thu thập số liệu và những thông tin cần thiết cho việc nghiên cứu luận

v ăn

Tôi xin bày t ỏ sự biết ơn chân thành tới gia ựình, ựồng nghiệp và bạn

bè nh ững người ựã luôn bên tôi giúp ựỡ về vật chất cũng như tinh thần trong

su ốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Hà N ội, ngày tháng năm 2010

Tác giả

đậu đức Dũng

2.1.3 Một số tính chất cơ lý của ñất có ảnh hưởng tới quá trình khoan hố 12

2.3 Tìm hiểu về máy khoan hố ñã có, phân tích các ưu nhược ñiểm

THỦY LỰC DÙNG CHO MÁY KHOAN HỐ TRỒNG CÂY

3.1.3 Xác ñịnh kích thước trục khoan và các chi tiết chính của máy

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

3.10 Sơ ñồ hệ thống truyền ñộng và ñiều khiển máy ñào hố có cơ cấu

3.12 Một số kích thước của cơ cấu treo 4 khâu không bình hành 463.13 Xác ñịnh góc nghiêng của trục khoan so với mặt ñồng tại vị trí

3.14 Xác ñịnh góc nghiêng của trục khoan so với mặt ñồng tại vị trí

3.17 Sự thay ñổi góc nghiêng trục khoan tại vị trí miệng hố theo chiều

3.18 Sự thay ñổi góc nghiêng trục khoan tại vị trí ñáy hố theo chiều

3.21 Xác ñịnh góc nghiêng thanh treo dưới tại vị trí thấp nhất của trục

3.34 Kiểm tra bền trục pít tông 64

DANH MỤC BẢN VẼ

Bản vẽ 10 Tay quay ñầu pit tông

Bản vẽ 11 Thanh treo ñầu dưới song song

Bản vẽ 12 Khúc giữa thanh treo trên

Bản vẽ 13 Cum cóc ñầu trục khoan D60

Bản vẽ 14 Lưỡi cắt

Bản vẽ 15 Lưỡi cắt

Bản vẽ 16 Trục khoan

Bản vẽ 17 Trục khoan

1 MỞ ðẦU

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài

Việt Nam có diện tích ñất tự nhiên trên 33 ngàn km2, trong ñó 3/4 là ñồi, núi ðất rừng phân bố chủ yếu trên khu vực ñồi núi này ðây cũng là nơi sinh sống của khoảng 25 triệu người với nhiều dân tộc ít người, có trình ñộ dân trí thấp, phương thức canh tác lạc hậu, kinh tế chậm phát triển và ñời sống còn nhiều khó khăn

Theo thống kê của Cục Kiểm lâm, ñến cuối tháng 6/2008 toàn quốc có trên 12,9 triệu ha ñất có rừng và hơn 5 triệu ha là ñất trống ñồi núi trọc, chia làm 3 loại: rừng ñặc dụng (2,4 triệu ha, 13%), rừng phòng hộ (7,3 triệu ha, 41%), và rừng sản xuất (8,2 triệu ha, 46%) (Hà Công Tuấn, 2009) Trong tổng

số gần 18 triệu ha này, khoảng 12,5 triệu ha rừng và ñất rừng ñã ñược giao, khoán và cho thuê chủ yếu cho các tổ chức, hộ gia ñình và cá nhân trong nước quản lý, bảo vệ và phát triển

ðất rừng sản xuất cần có một khung chính sách phù hợp, tạo cơ sở cho

sự phát triển bền vững

Như vậy, diện tích ñất trống ñồi núi trọc hiện vẫn còn rất lớn và chưa ñược quản lý và phát triển hiệu quả Loại ñất này nằm phần lớn ñược khoanh vào loại rừng sản xuất với hơn 2,4 triệu ha, chiếm 29% diện tích rừng sản xuất và 48% tổng diện tích ñất trống ñồi núi trọc cả nước (Hà Công Tuấn, 2009) Có nhiều nguyên nhân ñược cho tác ñộng tiêu cực ñến mục tiêu phủ xanh ñất trống ñồi núi trọc ở Việt Nam, trong số ñó là:

Phát triển rừng sản xuất góp phần bảo vệ ñất ñai, phát triển nông thôn bền vững

- Xây dựng một hành lang pháp lý ñể thiết lập lâm phận quốc gia ổn ñịnh và cắm mốc ranh giới trên thực ñịa

- Sửa ñổi và hoàn thiện chính sách - Tạo ñiều kiện cho chủ rừng thực hiện quyền sử dụng ñất,

- Tăng cường phân cấp quản lý nhà nước về rừng cho chính quyền các cấp huyện và xã

- Tăng cường phổ biến, giáo dục pháp luật nước, thể chế và pháp luật Theo nhiệm vụ Chính phủ giao nêu Quyết ñịnh 18/2007/Qð-TTg thì ñến 2020 phải “thiết lập, quản lý, bảo vệ, phát triển và sử dụng bền vững ñược 3 loại rừng gồm: 8,4 triệu ha rừng sản xuất, trong ñó 4,15 triệu ha rừng trồng bao gồm rừng nguyên liệu công nghiệp tập trung, lâm sản ngoài gỗ, 3,63 triệu ha rừng sản xuất là rừng tự nhiên và 0,62 triệu ha rừng tự nhiên phục hồi sản xuất nông lâm kết hợp (phấn ñấu ít nhất có ñược 30% diện tích

có chứng chỉ rừng); 5,68 triệu ha rừng phòng hộ và 2,16 triệu ha rừng ñặc dụng… Trồng rừng mới 1,0 triệu ha ñến năm 2010 và 1,5 triệu ha cho giai ñoạn sau…” Trong quy trình trồng rừng công việc ñào hố trồng cây là vất vả

và quan trọng nhất ðể ñảm bảo mục tiêu và chương trình trồng rừng của chính phủ chúng ta phải ứng dụng cơ giới hóa, các kỹ thuật ứng dụng mới trên thế giới và khu vực và các thành quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước Lựa chọn những trang thiết bị phù hợp với ñịa hình và ñặc ñiểm khí hậu Việt Nam nhằm nâng cao năng suất, tăng hiệu quả kinh tế, giảm sức lao ñộng thủ công, nhanh chóng phủ xanh ñất trống, ñồi trọc

Xuất phát từ những lý do trên nên tôi lựa chọn ñề tài: “Nghiên cứu

thiết kê máy khoan hố trồng cây lâm nghiệp liên hợp với máy ủi KOMATSU D31”

Luận văn ñược thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS-TS ðỗ Hữu Quyết và các thầy giáo trong bộ môn Cơ học kỹ thuật và các bạn bè ñồng nghiệp Mặc dù ñã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi những thiếu sót, tôi mong nhận ñược những ý kiến ñóng góp quý báu của các thầy, các ñộc giả quan tâm ñể luận văn ñược hoàn chỉnh hơn

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xuất phát từ những lý do thực hiện ñề tài ñã nêu ở trên chúng tôi ñặt mục tiêu nghiên cứu là:

“Nghiên cứu thiết kê máy khoan hố trồng cây lâm nghiệp liên hợp với máy ủi KOMATSU D31”

Máy tạo hố trồng cây trên ñất dốc sau khi ñược nghiên cứu phải ñạt ñược yêu cầu: Năng suất tạo hố trồng cây cao, chất lượng hố sau khi ñào tốt, hiệu quả kinh tế lớn, rung ñộng của thiết bị nằm trong giới hạn cho phép, ñáp ứng ñược quy phạm kỹ thuật trong khâu làm ñất trồng rừng

1.3 Phạm vi nghiên cứu của ñề tài

Nghiên cứu máy khoan hố trồng cây lâm nghiệp liên kết với máy ủi cỡ nhỏ, trong ñề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau:

1.3.1 Thiết bị nghiên cứu

Máy khoan hố trồng cây và máy ủi KOMATSU D31-18 ñã có Từ ñó chọn phương án hợp lý ñể liên hợp máy khoan hố trồng cây và máy ủi

1.3.2 ðối tượng nghiên cứu

- Các loại máy ủi có công suất 30 ÷ 50 mã lực hiện ñang có ở Việt Nam

có kết cấu ñơn giản, gọn nhẹ dễ di chuyển và tháo lắp, chi phí nhiên liệu thấp,

có thể di chuyển trên ñồi dốc với ñộ dốc 200

- Kết cấu liên hợp máy khoan hố sử dụng hệ thống nâng, hạ, khoan hố bằng

hệ thống thuỷ lực; hệ thống thuỷ lực hoạt ñộng nhờ truyền ñộng từ các ñường ống dầu thủy lựu ñược lắp ñặt trên máy ủi dẫn ñến máy khoan hố phía sau

- Máy khoan hố trồng cây ñã có

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu

ðể nghiên cứu các liên hợp máy không thể xét ñến tất cả mọi yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình làm việc của chúng Vì vậy trong nghiên cứu người

ta thường xây dựng các mô hình tính toán, trong ñó chỉ xét ñến các yếu tố chính, có ảnh hưởng lớn ñến các quá trình nghiên cứu bỏ qua các yếu tố phụ

Khi nghiên cứu chuyển ñộng của máy kéo trên dốc, có thể giả thiết máy luôn di chuyển trên mặt ñộ dốc có ñộ dốc không ñổi, bỏ qua các lực cản không khí, lực cản quán tính

Khi nghiên cứu mô men cản làm việc của trục khoan bỏ qua mô men

ma sát giữa khối ñất trong lòng hố và bề mặt trục khoan, vì mô men này không ñáng kể

+ Ph ương pháp kết hợp lý thuyết với thực nghiệm

Lý thuyết: Tính toán và xác ñịnh các thông số chính

Thực nghiệm; Xác ñịnh một số thông số phục cho tính toán thiết kế

+ Các phương pháp khác: trong quá trình giải quyết các nhiệm vụ của

ñề tài, sử dụng các phương pháp của cơ học giải tích và cơ học máy, cũng như

sử dụng các phần mềm ứng dụng như Matlab, Inventor…

1.3.4 ðịa ñiểm nghiên cứu

Tại Công ty cổ phần cao su ðiện Biên, Công ty cổ phần thực phẩm xuất khẩu ðồng Giao

1.4 Nội dung nghiên cứu ñề tài

1.4.1 Nghiên cứu tổng quan

- ðịa hình, ñặc trưng của các vùng ñồi trồng cây lâm nghiệp

- Tìm hiểu cấu tạo ñặc tính công dụng về các loại máy ủi

- Tìm hiểu về máy khoan hố ñã có, phân tích các ưu, nhược ñiểm của máy

2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

2.1 ðịa hình, ñặc trưng của các vùng ñồi trồng cây lâm nghiệp

2.1.1 Diện tích ñất lâm nghiệp

Thực hiện chỉ ñạo của Chính Phủ và Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn, hiện nay các ñơn vị trồng rừng của Tổng công ty Lâm nghiệp Việt Nam ñã và ñang triển khai thực hiện công tác rà soát và quy hoạch sử dụng ñất theo Thông tư số 04/2005/TT-BTNMT ngày 18/07/2005 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc hướng dẫn các biện pháp quản lý, sử dụng ñất ñai khi sắp xếp, ñổi mới và phát triển các nông, lâm trường quốc doanh

Kết quả cụ thể là trong số 11.784.589ha ñất lâm nghiệp hiện có của cả nước tính ñến tháng 12-2003, ñã có 7.956.592ha ñược Nhà nước giao và công nhận quyền sử dụng ñất hợp pháp cho các "chủ rừng" phân theo các ñối tượng như sau:

Doanh nghiệp Nhà nước quản lí: 3.394.052ha;

Các ban quản lí rừng phòng hộ quản lí: 3.068.571 ha

Các ban quản lí rừng ñặc dụng quản lí: 1.337.963 ha

Hộ gia ñình và tập thể quản lí: 2.738.917 ha

Xí nghiệp liên doanh quản lí: 25.647 ha

Lực lưỡng vũ trang quản lí: 95.605 ha

Ủy ban nhân dân quản lí: 229.201 ha

ðối tượng khác quản lí: 2.447.772 ha

Ngoài các hình thức giao ñất, khoán rừng, trong 10 năm qua, một hình thức bảo vệ rừng khác cũng ñã ñược thực hiện ở một số nơi, ñó là việc "nhận khoán bảo vệ rừng" ðây là hình thức hợp ñồng dài hay ngắn hạn giữa "chủ rừng" với cá nhân, hộ gia ñình, tập thể hay các cơ quan, ñơn vị của Nhà nước

ñể tăng cường công tác bảo vệ rừng Tới nay ñã có 918.326ha rừng ñược nhận

khoán quản lý bảo vệ và 214.000 ha rừng ñược các cộng ñồng ñịa phương quản lý theo hình thức truyền thống

Trong mấy năm qua, diện tích rừng có chiều hướng tăng lên, 28,2% năm 1995 và cuối năm 1999 theo số liệu thống kê mới nhất thì ñộ che phủ rừng toàn quốc lên ñến là 33,2%, trong ñó:

ha cây cao-su Trong ñó, Sơn La gần bốn nghìn ha, Lai Châu hơn ba nghìn ha, Ðiện Biên gần hai nghìn ha và Hà Giang là 300 ha

Phó Viện trưởng Viện Khoa học kỹ thuật Nông, lâm nghiệp miền núi phía bắc, Nguyễn Văn Toàn cho biết, vùng miền núi phía bắc có ñiều kiện khí hậu khắc nghiệt với mùa ñông lạnh và kéo dài Tuy nhiên, ñây lại là vùng có thể trồng ñược cây cao-su góp phần giải quyết việc làm, tăng thu nhập cho nông dân Cây cao-su trên vùng Tây Bắc phải là những giống chịu lạnh và hạn khá

Từ năm 2005, cây cao-su bắt ñầu ñược trồng tại Lai Châu, sau ñó các tỉnh

Sơn La, Ðiện Biên và Hòa Bình bắt ñầu quy hoạch và trồng thử nghiệm Năm

2007, Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía bắc ñã xây dựng một số mô hình trồng cây cao-su tại các vùng khác nhau trên ñịa bàn tỉnh Lai Châu và Sơn La Những dòng cao-su vô tính như GT 1, IAN 873, RRIM 600, RRIM 712, RRIV 1, PB 260 ñược chọn ñể trồng thử nghiệm Kết quả cho thấy, các dòng vô tính ñều sinh trưởng khá ñồng ñều và mức ñộ chịu ảnh hưởng do nhiệt ñộ xuống thấp, khả năng phục hồi, thời gian cho khai thác mủ khác nhau Hiện nay, Viện ñang phối hợp Viện Nghiên cứu cao-su Việt Nam theo dõi và khảo nghiệm sản lượng mủ của 30 giống tại ñịa bàn tỉnh Phú Thọ Qua theo dõi ñã lựa chọn ñược 10 giống cho sản lượng mủ tương ñối ñồng ñều trong các năm Viện ñang có hai ha cao-su khai thác, trong ñó một ha tại vườn so tuyển trồng năm 1994 gồm 30 dòng vô tính và một ha vườn quan trắc trồng năm 1997 với năm dòng vô tính Hai vườn ñang khai thác lấy mủ thí nghiệm hai lần/tháng bằng phương pháp ñánh ñông tại lô Qua khai thác cho thấy, một số dòng vô tính cho năng suất mủ khá Ðiển hình giống RRIV 1 sau sáu năm cạo mủ ñạt năng suất khá cao (1,35 tấn/ha/năm) Còn giống SCAT 88/1, IAN 873 và HAKEN 1 sau khi giảm sản lượng mủ năm 2005 nhưng ñang có chiều hướng tăng năng suất mủ tương ñối ñều trong các năm còn lại

Theo TS Lê Quốc Doanh, Viện trưởng Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía bắc, khó khăn nhất trong trồng cao-su tại vùng Tây Bắc là ñất ñai hiện nay phần lớn là ñất canh tác của nông dân Nếu ñưa cây cao-su vào trồng phải mất 6-7 năm mới cho thu hoạch, thời gian này, nông dân không có thu nhập Ðể giải quyết tình trạng này, Viện ñã nghiên cứu thành công mô hình trồng xen cây ngắn ngày trong các vườn trồng cao-su thời

kỳ kiến thiết cơ bản, góp phần bảo ñảm an ninh lương thực vừa bảo ñảm phương châm lấy ngắn nuôi dài cho nông dân Hai loại cây trồng chính ñược

thử nghiệm là lạc và ñậu tương Trong ñó, hai giống ñậu tương ñược xác ñịnh

là ÐT 12 và ÐT 84 với tỷ lệ sinh trưởng cao, thời gian trồng từ 80 ñến 90 ngày cho thu hoạch, năng suất ñạt 0,7-0,8 tấn/ha, trừ chi phí nông dân lãi thuần gần bảy triệu ñồng/ha/năm Ðồng thời, cũng xác ñịnh ñược hai giống lạc là HL5 và MÐ9 với số củ trên khóm, tỷ lệ nhân cao và năng suất ñạt hơn một tấn/ha, trừ chi phí, bà con có lãi gần bốn triệu ñồng/ha/năm

Ðể tiếp tục nhân rộng mô hình trồng cao-su trên diện rộng nhằm khai thác hết lợi thế hiện có trên vùng Tây Bắc, Viện Khoa học kỹ thuật Nông lâm nghiệp miền núi phía bắc ñang triển khai dự án phát triển giống cao-su vùng Tây Bắc Mục tiêu của dự án nhằm hình thành, xây dựng hệ thống sản xuất và cung ứng giống cao-su mới, thích nghi với ñiều kiện ñịa lý một số tỉnh vùng miền núi phía bắc Viện ñã ñược các cơ quan chức năng ñồng ý cho nhập nội một số giống cao-su Vân Nghiên 77-2, Vân Nghiên 77-4 từ Trung Quốc Qua khảo sát cho thấy các giống này sinh trưởng khỏe, chịu rét tốt và cho năng suất

mủ bình quân ñạt 1,8 ñến 2 tấn/ha Ðể nhân giống kịp thời phục vụ phát triển trồng cao-su trên vùng Tây Bắc, Viện ñã nuôi mầm ghép và ghép thành công tại xã Phú Hộ (Phú Thọ) gần 400 mắt giống Vân Nghiên 77-2 và gần 300 mắt giống Vân Nghiên 77-4 Ðồng thời, hoàn thành xây dựng 0,5 ha vườn ươm stump trần tại Phú Hộ Các gốc ghép sinh trưởng tốt, chiều cao trung bình 120-

150 cm, lượng gốc ghép ñã ñưa ra trồng thử nghiệm là gần 11 nghìn cây

Kết quả khảo nghiệm trong 4-5 năm qua cho thấy cây cao-su có thể trồng ñược ở một số nơi thuộc các tỉnh miền núi phía bắc Tuy nhiên ñể cây cao-su phát triển ổn ñịnh, các ñịa phương cần có quy hoạch ñúng và cụ thể cho từng vùng trồng, chỉ nên trồng ở những nơi có ñộ cao dưới 600 m, ít gió, không có sương muối, ñất có tầng dày trên 70 cm Khi thiết kế trồng cần làm ñường bình ñộ ñể chống xói mòn, ñồng thời tạo thuận lợi cho chăm sóc và khai thác về sau Bên cạnh ñó cần chọn lọc những bộ giống có khả năng chịu

rét, thắch nghi với từng vùng miền núi Thời gian trồng cao-su nên thực hiện vào ựầu mùa mưa, cây giống phải ựược trồng ựúng tuổi và nên trồng bằng bầu stump có tầng lá ựể tỷ lệ sống cao, chống chịu tốt với thời tiết vùng miền núi phắa bắc Ngoài ra, cần hạn chế sử dụng những giống mẫn cảm với nhiệt ựộ thấp, nhất là vùng có cao trình hơn 600 m

Theo Nghị quyết số 254/NQ-HđND ra ngày 12/12/2008 của HđND tỉnh Sơn La, cây cao su sẽ phát triển tại Sơn La trải qua 2 giai ựoạn Giai ựoan 1: (2007- 2011) quy hoạch 3 vùng nguyên liệu với 3 nhà máy chế biến, tổng diện tắch 20.000 ha; giai ựoạn 2: (2012 - 2020) quy hoạch phát triển toàn tỉnh

5 vùng nguyên liệu gắn với 5 nhà máy chế biến, tổng diện tắch 50.000 ha

Như vậy, chỉ riêng tỉnh Sơn La, diện tắch trồng sao su tầm nhìn ựến năm 2020 ựã bằng quy hoạch của toàn vùng Tây Bắc theo ựịnh hướng của Chắnh phủ

Bên cạnh ựó, tỉnh điện Biên dự kiến sẽ phát triển 35.000ha vào năm

2020, tỉnh Lai Châu 20.000ha ựến năm 2015, Yên Bái 10.000ha (2020) đó là chưa kể một số tỉnh ngoài khu vực Tây Bắc, như Hà Giang cũng sẽ bổ sung vào diện tắch cao su 10.000ha (2015), Lào Cai cũng rục rịch xin "ựược vào quy hoạch"

2.1.2 đặc ựiểm ựất lâm nghiệp

Thường ựất lâm nghiệp là ựất ựồi dốc (có ựộ dốc > 100) Tuy nhiên khái niệm này chỉ là tương ựối vì trên ựồi có những nơi khá bằng phẳng (<100) Vì vậy bằng phương pháp xây dựng ựường ựồng mức hoặc lợi dụng mặt bằng hoặc bằng loại máy kéo có khả năng vượt (kéo, bám) cao có thể di chuyển ựể làm việc theo quy trình công nghệ ựược thiết lập trước cho từng ựiều kiện ựịa hình cụ thể

Phạm vi sử dụng ựối với liên hợp máy ựào hố trồng cây chỉ giới hạn ở

ựộ dốc không quá 200, còn ựối với ựộ dốc > 200 chỉ có máy kéo chuyên dụng

mới có khả năng di chuyển

ðặc ñiểm về ñất ñai là vùng ñồi trống trọc ở miền Bắc phần lớn ñất ñai

bị thoái hoá, xói mòn do mưa bão, bề mặt chai cứng, kết vón do quá trình phong hoá mạnh, ñộ sâu trung bình tầng ñất mặt từ 40 ÷ 50 cm, phần lớn ñối với các vùng sườn dốc ñồi trọc này phần lớn là ñất thịt nặng, ñộ ñá lẫn từ 15 ÷

Hữu Lũng Lạng Sơn

Cẩm Phả Quảng Ninh

ðại Lải Vĩnh Phúc

Sóc Sơn

Hà Nội

Vĩnh Linh Quảng Trị

ðộ ñá lẫn (%) 15÷20 10÷15 15÷20 15÷20 15÷20 15÷20

ðộ chặt Hơi xốp Hơi xốp Hơi xốp Chặt ñều Chặt ñều Hơi chặt

hơi chặt hơi chặt (<50%) (50÷55%) (50÷55%) (25÷50%) (25÷50%) (<50%)

ðiều kiện tự nhiên ảnh hưởng lớn ñên sự phát triển của thực vật rừng ðối với nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt ñới gió mùa, ñộ ẩm tương ñối lớn, sau ñây ñược thể hiện dưới bảng tổng hợp các ñiều kiện tự nhiên ở một

số vùng trên trong nước

Bảng 2.2 Bảng tổng hợp các ñiều kiện tự nhiên

ðịa ñiểm

Yếu tố

Lập Thạch

Hữu Lũng Cẩm Phả ðại Lải Sóc Sơn Vĩnh

Linh Nhiệt ñộ

trung bình

(năm)

Thực bì Cây bụi Cây bụi Cây bụi Cây bụi Cây bụi Sa van

trảng cỏ trảng cỏ trảng cỏ trảng cỏ Tê guột Cây bụi cấp

trên sa thạch tầng mặt

50 cm

Hình thành trên núi ñá trầm tích chủ yếu phát triển thạch sét tầng 50-

80 cm

Núi ñá trầm tích tầng mặt dưới

50 cm

Phiến thạch sét

sa thạch tầng mặt dưới

50 cm

Phiến thạch sét tầng mặt dưới

50 cm

Sa thạch thịt trung bình ñến thịt nặng, tầng ñất mặt dưới

50 cm

Các tỉnh có diện tích có rừng lớn ñó là: Nghệ An có 1649968 ha, Sơn

La có 1405500 ha, Thanh Hoá có 1111634 ha, Quảng Nam có 1040514 ha, Kon Tum có 961450 ha, ðiện Biên có 955411 ha, Lai Châu có 906512 ha, Lạng Sơn có 830524 ha, Hà Giang có 788437 ha, Cao Bằng có 669072 ha,

Yên Bái có 688292 ha

2.1.3 Một số tính chất cơ lý của ñất có ảnh hưởng tới quá trình khoan hố

ðất tự nhiên ñược tạo nên do kết quả phong hoá vật lý và hóa học của

ñá gốc

Tuỳ theo nguồn gốc và ñiều kiện hình thành ñất mà nó ñược chia thành nhiều loại khác nhau như: ñất trầm tích lục ñịa gồm các loại là: ñất eluvi, ñất ñêluvi, ñất bồi tích, ñất sét, ñất á sét, ñất phong thành, cát ñụn, cát cồn; ñất trầm tích biển ñó là các loại ñất sét phân tán, ñất vỏ sò, ñất than bùn, ñất cát

và cát cuội…

Phần hợp thành ñất gồm 3 phần chính là hạt khoáng rắn, nước liên kết

và khí, các hợp chất hữu cơ và khoáng hữu cơ

Tính chất chung của ñất là một kết cấu như là một môi trường rời rạc

và không ñồng nhất, vì các hạt cứng liên kết với nhau rất yếu so với sức bền của bản thân các hạt cứng, giữa các hạt có các khoảng trống

Tính không ñồng nhất của ñất thể hiện ở các mặt như: kích thước và sự phân bố các hạt cứng rất không ñồng ñều nhau; các hạt cứng cũng rất khác nhau, trong ñất còn có chứa các xác ñộng thực vật với sự phân bố khác nhau tuỳ theo ñiều kiện tự nhiên và phong hoá của từng vùng ðất ñược liên kết chủ yếu là do ma sát nội hạt, lực hấp dẫn các phân tử giữa các hạt cứng, sức căng màng nước và sự dính kết giữa các hạt vi nhỏ trong ñất

Khi chúng ta tác dụng lực cơ học vào ñất chẳng hạn ta tác ñộng hệ thống di ñộng hoặc làm việc của máy khoan hố trồng cây thì quá trình tác dụng tương hỗ giữa chúng với ñất rất phức tạp và phụ thuộc rất nhiều yếu tố khác nhau Sự tác dụng cơ học ñó sẽ có thể gây ra các hiện tượng sau:

- Phá vỡ kết cấu ñất tại nơi tiếp xúc giữa máy và ñất

- Xuất hiện lực ma sát nơi tiếp xúc giữa máy và ñất hoặc giữa các hạt ñất

- Xuất hiện các suất trong ñất chống lại sự dịch chuyển ñất khi có tác

ñộng của máy vào ñất

Khả năng di chuyển hay hiệu quả làm việc của các máy ñào hố trồng cây sẽ phụ thuộc rất nhiều vào các tính chất cơ lý của ñất Các tính chất ñó ñược thể hiện ở các mặt sau:

* ðộ ẩm của ñất:

ðộ ẩm của ñất có ảnh hưởng rất nhiều ñến quá trình tác ñộng giữa máy

và ñất nói chung hay quá trình khoan ñất nói riêng ðộ ẩm của ñất ñược tính theo ba cách:

+ ðộ ẩm tuyệt ñối (W0):

1

1 0

g

g g

ñánh giá bằng ứng suất pháp tuyến trong ñất σ

Bảng 2.3 Trị số ñộ chặt của ñất theo tình trạng của ñất

Loại ñộ chặt của

ñất

Trị số ñộ chặt (KG/cm2)

mà các nguyên tắc ñó xẩy ra ở mức ñộ nào và hiệu quả sẽ khác nhau Khi ta thay các tác ñộng khác nhau bằng cách thay ñổi cấu tạo dụng cụ khác nhau thì

sẽ dẫn ñến chi phí năng lượng khác nhau do lực cản giữa chúng khác nhau sẽ dẫn tới tính chất cơ học của ñất khác nhau, dẫn ñến tính chất, ñộ tơi xốp của ñất sẽ thay ñổi theo

Khi lưỡi khoan tác ñộng vào ñất khi khoan cũng như một số dạng cơ bản của quá trình liên hợp máy tác ñộng vào ñất, thành phần cơ bản tác dụng vào ñất có dạng như một cái nêm Khi tính toán thiết kế các bộ phận tác ñộng vào ñất ta chú ý về kết cấu và hình thức tác ñộng vào ñất sao cho tận dụng tối

ña sự phá huỷ ñất, vì ñối với ñất bình thường ta thấy:

{σ}< {τ}<{σN} (3.5)

Trong ñó:

- {σ} là ứng suất kéo cho phép của ñất

- {τ} là ứng suất cắt cho phép của ñất

- {σN} là ứng suất nén cho phép của ñất

Trong công thức (3.5) ta thấy sự phá huỷ của ñất do quá trình nén là lớn nhất, ñiều ñó dẫn ñến tiêu tốn nhiều năng lượng, mặt khác còn gây phá huỷ cấu trúc của ñất và tăng dung trọng của ñất, vì vậy khi tác ñộng máy ñể khoan ñất nên tránh nguyên tắc này

Trong quá trình khoan còn một yếu tố có ảnh hưởng rất lớn tới lực cản của lưỡi khoan là lực ma sát, lực dính giữa ñất với lưỡi khoan, giữa ñất với ñất, do chúng có tốc ñộ chuyển ñộng khác nhau Chi phí năng lượng ñể khắc phục lực ma sát và lực dính lớn hay nhỏ phụ thuộc vào nguyên tắc phá vỡ ñất, các thông số hình học của lưỡi cắt, ñộng học của bộ phận làm việc và tính chất ñất Việc giảm áp lực tiếp xúc, thời gian tiếp xúc, diện tích tiếp xúc giữa lưỡi khoan với ñất sẽ làm giảm ma sát Cấu tạo và hướng cắt của bộ phận lưỡi khoan vào ñất có ảnh hưởng nhiều tới lực tác ñộng lên khỏi mặt ñất

2.1.4 Các loại cây trồng rừng chủ yếu tại các vùng phía Bắc nước ta

Các cây trồng chính mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc trồng rừng

bao gồm các loại cây thông ba lá, bạch ñàn, keo lá chàm, keo lá chàm, thông, lim, hồi, trẩu

Thông ba lá, chịu ñược ñất nghèo, ưa ñất chua và ñất ít chua, không chịu ñược ñất sét nặng, úng nước Loại cây này phát triển nhanh có ñường kính từ 60-

100 cm, thân thẳng, cao 30- 36m, không rụng lá theo mùa dùng làm gỗ

Bạch ñàn mọc thành rừng, phát triển nhanh, dễ thích nghi với ñiều kiện

tự nhiên, chúng ñược trồng ở ñộ dốc < 200 trên các loại ñất vùng trung du và ñồng bằng Bắc Bộ, nhưng không ñược trồng trên nền ñá vôi có kiềm cao Bạch ñàn dùng làm nguyên liệu gỗ, củi than, nguyên liệu giấy

2.1.5 Thời vụ trồng cây lâm nghiệp

Theo thời tiết và ñiều kiện tự nhiên của từng nơi mà người ta bố trí thời gian trồng phù hợp

- ðối với các tỉnh phía Bắc thời vụ trồng chính là ñầu mùa xuân và có thể trồng phụ vào cuối mùa hè ñầu mùa thu

- Các tỉnh phía nam và miền trung thời vụ trồng chính vào mùa thu, mùa trồng phụ là mùa xuân và mùa hè

2.1.6 Yêu cầu kỹ thuật của hố ñào và liên hợp máy ñào hố trồng cây trên ñồi

dốc

2.1.6.1 Yêu cầu kỹ thuật của hố ñào

ñảm bảo các yêu cầu sau:

200) mà máy có thể ñào vuông góc với mặt nghiêng của các mé ñồi

- Thành hố sau khi ñào xong không bị miết chặt gây ảnh hưởng ñến sự

sinh trưởng và sự phát triển của cây trồng

- Không phải ựưa ựất lên khỏi lòng hố ựể tránh mất ựất do gió, mưa bão rửa trôi ựất (vì thường không trồng cây ngay sau khi ựào hố xong)

- Các hố ựào cần ựúng vị trắ, khoảng cách giữa các hố không sai lệch quá giới hạn cho phép độ sai lệch này do kỹ thuật lâm sinh quy ựịnh.(ổ 5%)

2.1.6.2 Yêu cầu kỹ thuật của liên hợp máy

Liên hợp máy sử dụng thuận tiện, dễ dàng, cho năng suất cao, gọn nhẹ,

dễ di chuyển, dễ tháo lắp, chi phắ nhiên liệu thấp, làm việc ổn ựịnh khi ựào hố

và khi di chuyển trên các vùng ựồi núi với ựộ dốc <200

2.2 Tìm hiểu công dụng, ựặc tắnh, cấu tạo về các loại máy ủi

2.2.1 Công dụng máy ủi

Máy ủi là một trong những loại ựiển hình của máy công trình, ựang ựược

sử dụng hết sức rộng rải

Máy ủi dùng, ựể ựào vận chuyển ựất ở cự ly thắch hợp nhỏ hơn 100 (m) đồng thời máy ủi còn thường ựược dùng ựể san sơ bộ mặt bằng

Trong thực tế, máy ủi thường sử dụng làm các công việc sau:

- đào ựắp ựường có ựộ cao không vượt quá 2 m

- San sơ bộ, tạo mặt bằng lớn ựể xây dựng sân quảng trường, sân vận ựộng, khu công nghiệp và các khu ựô thị mới

- San lấp rãnh ựặt ựường ống hoặc mống nhà sau khi ựã thi công xong

- Thu dọn vật liệu phế thải trên hiện trường sau khi công trình ựã hoàn thành Dồn vật liệu thành ựống cao ựể tạo ựiều kiện thuận lợi cho máy xúc một gầu xúc vật liệu ựổ lên phương tiện vận chuyển khácẦ

2.2.2 Phân loại máy ủi

Bộ phận làm việc chắnh của máy ủi là bàn ủi

* Theo phương pháp truyền ựộng máy ủi ựược chia làm 2 loại:

-Loại truyền ựộng cơ khắ: sự truyền ựộng ựược truyền trực tiếp từ ựộng

cơ chắnh ựến tất cả các cơ cấu nhờ các trục, bánh răng, cặp bánh trục vắt, xắch

và các cơ cấu truyền ñộng cơ khí khác

- Loại truyền ñộng thuỷ lực: sự truyền ñộng ñươc thực hiện bằng bơm thuỷ lực (một hoặc nhiều bơm), ống dẫn dầu và ñộng cơ thuỷ lực (môtơ thuỷ lực hoặc xylanh thuỷ lực) Chất lỏng công tác lưu thông tuần hoàn trong ống dẫn, truyền năng lượng từ bơm ñến các ñộng cơ thuỷ lực làm chuyển ñộng các cơ cấu công tác Loại truyền ñộng thuỷ lực ñang ñược sử dụng rộng rãi vì ñiều khiển nhẹ nhàng, êm và chắc chắn, kết cấu gọn, chăm sóc và bảo quản ñơn giản, dễ dàng

* Phân loại dựa vào cơ cấu di chuyển, máy ủi chia làm hai loại:

- Máy ủi bánh xích: Có áp suất xuống ñất nhỏ, bán kính quay vòng nhỏ, khả năng bám váo ñất tốt nên có thể hoạt ñộng ở những nơi có nền ñất yếu, những nơi có ñộ dốc lớn, ñịa hình chật hẹp

- Máy ủi bánh hơi: Có tốc ñộ di chuyển nhanh hơn, nhưng áp suất xuống ñất lớn hơn so với máy ủi bánh xích có cùng trọng lượng

* Phân loại dựa vào góc ñặt của bàn ủi so với trục dọc của máy:

- Máy ủi vạn năng: Bàn ủi ñược liên kết với khung ủi qua khớp cầu nên bàn ủi có thể quay trong mặt phẳng ngang và ñặt nghiêng so với trục dọc của máy một góc 450 ÷ 600

- Máy ủi thường (máy ủi cố ñịnh): Bàn ủi luôn luôn ñược ñặt vuông góc với trục dọc của máy

* Phân loại dựa vào công suất của máy, có thể phân loại theo bảng sau: (Trang 193 - Máy làm ñất , Phạm Hữu ðỗng – Nhà xuất bản Xây dựng)

2.2.3 So sánh ñặc tính, công dụng các loại máy ủi sử dụng phổ biến ở Việt Nam

- Máy ủi (Liên Xô chế tạo) DT54, DT75, DZ171, C100,

Máy ủi do Liên Xô chế tạo DT54, DT75, DZ171, C100, máy khỏe,

dễ sử dụng, phụ tùng thay thế sẵn có, giá cả rẻ, thời gian làm việc bền, dễ chăm sóc Nhưng có hạn chế là nhiên liệu tiêu hao nhiều, hay hỏng hóc nhỏ,

hệ thống di ñộng chỉ phù hợp làm ở ñồng bằng, ñộ dốc thấp, hay tuột xích ở

ñộ dốc cao vì không có hệ thống chắn xích

Hình 2.1: Hệ thống di ñộng của máy ủi DT75 (Liên Xô cũ)

- Máy ủi (Nhật Bản chế tạo - hãng KOMATSU) D21, D31, D37, D41, D61, D65

Hình 2.2 Máy ủi KOMATSU D275A- 5

- Máy ủi (Mỹ chế tạo - hãng Caterpillar) D3G, D4G, D5G, D6G

ðặc ñiểm chung: Phù hợp với ñiều kiện làm việc tại Việt Nam

ðặc ñiểm riêng:

+ Máy ủi (Nhật Bản chế tạo - hãng KOMATSU) D21, D31, D37, D41, D61, D65 và máy ủi (Mỹ chế tạo - hãng Caterpillar) D3G, D4G, D5G, D6G Máy khỏe, tiết kiệm nhiên liệu, dễ sử dụng, làm việc ñược ở các ñịa bàn dốc vì có hệ thống chắn xích Nhưng giá thành cao, phụ tùng thay thế khó

Hình 2.3: Hệ thống di ñộng của máy ủi D31 (Nhật Bản)

Như vậy, dựa trên những ñặc ñiểm phân tích ở trên ta nhận thấy máy ủi KOMATSU D31 có nhiều ñặc ñiểm nổi trội hơn, phù hợp với ñiều kiện ñịa hình Việt Nam mang lại hiệu quả kinh tế cao

2.2.4 Cấu tạo chung của máy ủi KOMATSU D31

Máy ủi của hãng Komatsu (Nhật Bản) sử dụng ñộng cơ diesel Komatsu SAA4D102E-2 nạp tuabin và làm mát sau cho công suất 56kW 75HP (ñối với D31EX/PX) và 63kW 85HP (ñối với D37EX/PX), 71kW 95HP (ñối với D39EX/PX), năng suất cao, ñáp ứng tiêu chuẩn Tier II EPA, EU, và các quy ñịnh khí thải của Nhật Bản Diện tích tiếp xúc nền ñất lớn nhờ xích dài và lá

xích rộng, kết hợp với trọng tâm máy thấp tạo một máy ủi cân bằng và chắc chắn, thực hiện công tác san gạt chính xác, ngay cả trên nền ñất xấu và dốc

Khoang chứa ñộng cơ rộng và bố trí ghế của người vận hành hợp lý mang lại tầm quan sát ben ủi tuyệt vời ðiều này giúp nâng cao năng suất san gạt, giảm

thiểu thao tác thừa Công tác hoàn thiện san nền bằng hay nền gồ ghề có thể thực hiện một cách dễ dàng và vô cùng nhanh chóng

Hinh 2.4 Sơ ñồ bố trí các cơ cấu của máy

1-Máy kéo cơ sở;2- Xilanh nâng hạ bàn ủi; 3-Xilanh nghiêng lưỡi ủi; 4- Bàn ủi; 5- Lưỡi ủi (Dao ủi); 6- Khớp trụ liên kết bàn ủi với khung ủi; 7- Khung ủi; 8- Khớp liên kết khung ủi với máy kéo cơ sở 9 - Thanh chống xiên;

10- ðế xích

Truyền ñộng thủy tĩnh KOMSTAT: Hệ di chuyển thuỷ tĩnh hai ñường

dẫn thay ñổi tốc ñộ tới 8,5 km/h Hai bơm piston dịch chuyển khả biến và hai ñộng cơ di chuyển công suất khả biến 3 tốc ñộ cho phép người vận hành chọn tốc ñộ tối ña phù hợp với từng công việc Cần khoá an toàn và công tắc an toàn khởi ñộng tránh cho máy không bị khởi ñộng bất ngờ

Như vậy với nhiều tính năng như trên máy ủi Komatsu ñã và ñang ñược sử dụng rất rộng rãi ở nước ta trong việc thi công mặt bằng các công các công trình xây dựng ñường bộ, các khu công nghiệp khu ñô thị và cả san gạt trên các vùng ñồi dốc

ðặc biệt, máy ủi Komatsu D31 (hình 2.5) là loại máy ñược sử dụng phổ biến ở nước ta do phù hợp với công việc san ủi và khi liên kết với máy ñào hố trồng cây sẽ ñáp ứng ñược yêu cầu của sản xuất

Máy ủi Komatsu D31P là loại máy chuyên dụng ñể san ủi, không có cơ cấu treo, không có trục trích công suất hay ñường dầu dự phòng ðể lắp ñược máy khoan hố trên máy ủi cần thiết kế cơ cấu treo, cơ cấu nâng hạ và hệ thống truyền ñộng cho máy khoan hố

Dưới ñây là những thông số cơ bản của máy ủi Komatsu D31 Dựa trên những thông số kỹ thuật ñể làm cơ sở cho việc lựa chọn thiết kế cơ cấu nâng

hạ cho máy khoan hố, ñặc biệt là hệ thống thủy lực của cơ cấu

Hình 2.5: Máy ủi Komatsu D31P

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của máy ủi Komatsu D31

2.3 Tìm hiểu về máy khoan hố ñã có, phân tích các ưu nhược ñiểm của

máy

2.3.1 Một số loại máy khoan hố trên thế giới và ở Việt Nam

Hiện nay trên thế giới máy khoan hố ñược sử dụng rộng dãi trong các công việc trồng rừng, xây dựng ñường bộ, giao thông, xây dựng các hàng rào, với việc sử dụng máy khoan hố thay thế lao ñộng thủ công luôn ñem lại năng suất cao và hiệu quả kinh tế, tiết kiệm súc lao ñộng

2.3.1.1 Máy Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130) (Máy khoan hố DEM – 112

(YAK – 130)

Hình 2.6 Máy Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130)

Máy Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130) do Liên Xô sản xuất hiện ñược

sử dụng phổ biến ở các nước châu âu, dùng ñể khoan hố ñược sử dụng nhiều trong xây dựng ñường bộ, phục vụ cho ngành lâm nghiệp, các công việc lắp ñặt các cột, hàng rào, cũng như các công việc cơ giới hóa cây trồng trên quy

mô lớn như các các loại cây rừng và cây ăn quả, cây xanh và cây bụi

Hình 2.7 Sơ ñồ máy khoan hố Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130)

Máy ñược nâng hạ nhờ cơ cấu treo lắp sau máy kéo, lấy nguồn ñộng lực

từ trục công suất của máy kéo ñể quay mũi khoan biến ñổi vận tốc quay bằng hộp giảm tốc bánh răng nón ðộ sâu của hố khoan là 1,3 m Với mũi khoan dạng xoắn ñất ñược ñưa toàn bộ ra khỏi hố và thành hố bị miết chặt khi ñào

Máy Máy Ямокопатель ДЭМ-112 (ЯК-130) làm việc năng suất, hiệu quả cao Tuy nhiên nếu sử dụng ở nước ta thì không phù hợp, máy hay quá tải Nếu gặp ñá, rể cây sẽ gây nguy hiểm

2.3.1.2 Máy khoan hố cầm tay ES – 35B

Hình 2.8: Sơ ñồ ñộng học của máy khoan hố trồng cây ES – 35B

1 ðộng cơ ; 2 Ly hợp; 3 Bộ truyền bánh răng nón;

4 Kh ớp nối trục; 5 Hộp giảm tốc; 6 Lưỡi khoan; 7 Tay cầm

Một số thông số kỹ thuật chính của máy khoan hố ES – 35B:

Mã hi ệu máy : ES- 35B Công suất máy : 2,5 mã lực

Mã hi ệu ñộng cơ : EL 100/1 Số vòng quay : 4800 v/p

Tr ọng lượng chung : 34 kg Trọng lượng ñộng cơ: 11,3 kg

Kết quả sử dụng máy ñào hố cầm tay hai người khiêng ES- 35B cho thấy một số nhược ñiểm: năng suất không cao, không an toàn khi làm việc, không phù hợp với tầm vóc và sức khoẻ người Việt Nam Ngoài lưỡi khoan dạng khung của máy ES-35B còn gây ra hiện tượng miết chặt thành hố, làm ảnh hưởng ñến sự sinh trưởng phát triển của cây trồng

2.3.1.3 Máy khoan hố trồng cây do ðH Lâm Nghiệp và ðH Nông Nghiệp chế

tạo

Hình 2.9 Máy khoan hố trồng cây

* Nguyên lý cấu tạo

Lưỡi khoan là loại lưỡi làm tơi, không ñưa ñất ra khỏi hố, lưỡi cắt ñáy

hố có mũi ở tâm và lắp thêm lưỡi phá ñá và cắt cỏ; máy khoan ñược lắp sau máy kéo và truyền ñộng bằng hệ thống truyền ñộng thủy – cơ kết hợp Chuyển ñộng quay của trục máy khoan ñược thực hiện nhờ ñộng cơ thủy lực

và hộp giảm tốc 1 cấp, nâng hạ bằng cơ cấu treo của máy kéo Công suất cần thiết kế trên trục máy khoan N = 13,3 kW, sau khi thiết kế và chế tạo, máy khoan hố ñã ñược khảo nghiệm trong ñiều kiện sản xuất

tay gạt ñể môtơ thuỷ lực quay cùng chiều hoặc ngược chiều khi làm việc

a) Kích thước chính của máy khoan hố

+ ðường kính của lưỡi khoan: D= 0,38m

+ Chiều cao lưỡi khoan: H= 0,6m

+ Góc cắt trước:δ0 = 40- 450 , góc cắt sau ε0=10-150

+ Góc trượt của cạnh sắc: ξ= 300- 400

Các số liệu dùng ñể tính toán là kích thước hố, loại ñất và tình trạng mặt ñồi trước khi khoan hố

b) ðường kính của lưỡi khoan

Do có hiện tượng nén ép ñất nên ñường kính thực của hố thường rộng hơn ñường kính của lưỡi ñào Theo các kết quả kinh nghiệm [16], với các máy ñào hố dạng lưỡi cắt ñáy hố:

D= (0,93-0,95)D0;

Với D0 - ñường kính hố, D- ñường kính của lưỡi khoan

Theo các yêu cầu lâm sinh, ñường kính của hố ñào D0= 0,4 m, ta có D= 0,372-0,38 m; Chọn D= 0,38 m ðây cũng chính là kích thước sải cánh của lưỡi khoan

Chi ều cao lưỡi khoan (H) Chiều cao lưỡi khoan ñược xác ñịnh theo

chiều sâu hố ñào ðể các chi tiết của cụm trục máy khoan không chạm vào ñất, phần trục máy khoan tối thiểu phải lớn hơn chiều sâu hố

Góc c ắt trước δ0 và góc cắt sau ε0 c ủa lưỡi cắt Với lưỡi cắt không ñưa

ñất ra khỏi hố, nên chọn trị số góc cắt trước δ0 nhỏ Tuy nhiên ñể tạo khả năng lưỡi cắt tự ăn sâu vào ñất thì nên chọn góc δ0 lớn Theo [16], ñể mô men cản

và lực dọc xuất hiện khi lưỡi cắt làm việc là nhỏ nhất, nên cγhọn góc cắt trước

δ0 = 40-450, góc sau ε0=10-150 Ta chọn góc cắt trước danh nghĩa δ0= 400,

góc cắt sau danh nghĩa ε0= 150

Trị số của các góc cắt trước thực tế và góc cắt sau thực tế phụ thuộc vào chuyển ñộng của các ñiểm thuộc cạnh sắc khi trục khoan quay và ñược xác ñịnh theo công thức:

δ= δ0 - arctg (s/2πr)

ε= ε0 - arctg (s/2πr)

Trong ñó: s- lượng cung cấp của lưỡi cắt; r- bán kính từ tâm quay ñến ñiểm ñang xét

Góc c ắt trượt của cạnh sắc (ξ) ðể lực cản cắt không quá lớn, cần tạo

ra khả năng cắt trượt cho cạnh sắc Theo lý thuyết cắt thái [9], tùy thuộc vào góc giữa phương vận tốc và phương pháp tuyến của cạnh sắc, cũng như vào tính chất ma sát của vật liệu ñược cắt, ñặc trưng bởi góc ma sát ϕ, quá trình cắt sẽ thuộc chế ñộ cắt chặt bổ, cắt có chuyển ñộng dọc và cắt có trượt (hình 3.6) Chế ñộ cắt có trượt yêu cầu chi phí năng lượng nhỏ nhất do lực cản cắt

là nhỏ nhất Chế ñộ cắt chặt bổ ñòi hỏi chi phí năng lượng lớn nhất do lực cản cắt lớn nhất Chế ñộ cắt có chuyển ñộng dọc không trượt yêu cấu chi phí năng lượng ở mức trung gian, do lực cản cắt nhỏ hơn khi cắt chặt bổ nhưng lớn hơn khi cắt có trượt

ϕ

R

Các nghiên cứu về chi phí năng lượng riêng tiến hành ñối với lưỡi xới

có góc tách trong khoảng 25 -350 cho thấy công cắt riêng phần có giá trị cực tiểu khi góc nghiêng giữa phương vận tốc và phương pháp tuyến khoảng 60-

650 (hình 3.5)

Với lưỡi cắt ñáy hố ñang thiết kế, nếu chọn góc ξ quá lớn sẽ làm tăng kích thước lưỡi cắt ðể lực cản cắt không quá lớn, chúng tôi chọn góc nghiêng giữa phương vận tốc và phương pháp tuyến của cạnh sắc ξ= 300- 400

Hình 2.11 Sự phụ thuộc của công cắt riêng phần theo chế ñộ cắt