Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực dẫn động máy cắt gỗ

Những khó khăn thách thức: Cùng với thành tựu cơ bản trên, thì ngành lâm nghiệp cũng đang còn nhiều tồn tại và đối mặt với nhiều khó khăn thách thức đặt ra trong tái cơ cấu, phát triển

TRƯỞNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

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

-

NGUYỄN VĂN DŨNG

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG HỆ THỐNG THỦY LỰC

DẪN ĐỘNG MÁY CẮT GỖ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT Ô TÔ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS HỒ HỮU HẢI

Hà Nội – Năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Hồ Hữu Hải Các kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng bảo vệ ở bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều chỉ rõ nguồn gốc

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2017

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Dũng

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Trường đại học Bách khoa Hà Nội, phòng đào tạo Sau đại học, Viện cơ khí động lực và Bộ môn ô tô và xe chuyên dụng

đã cho phép tôi thực hiện luận văn này tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành nhất tới PGS-TS Hồ Hữu Hải đã hướng dẫn tôi hết sức tận tình, chu đáo để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn Qúy thầy, cô Bộ môn ô tô và xe chuyên dụng – Trường đại học Bách khoa Hà Nội luôn giúp đỡ và dành cho tôi những điều kiện hết sức thuận loại để hoàn thành loạn văn này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy phản biện, các thầy trong hội đồng chấm luận văn đã đồng ý đọc và đóng góp các ý kiến quý báu

để tôi có thể hoàn chỉnh loạn văn này và định hướng nghiên cứu trong tương lai

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình và bạn bè, những người đã động viên khuyên khích tôi trong suốt thời gian tôi tham gia

nghiên cứu, học tập và thực hiện luận văn này

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1

1 Tổng quan nghành lâm nghiệp Việt Nam trong những năm qua 1

1.1 Những thành tựu cơ bản: 1

1.2 Những khó khăn thách thức: 3

2 Định hướng phát triển lâm nghiệp bền vững: 5

2.1 Định hướng và các mục tiêu cụ thể: 5

2.2 Nhu cầu cần có phương tiện thu hoạch gỗ: 8

Hội nghị triển khai Quyết định số 886/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chương trình mục tiêu phát triển lâm nghiệp bền vững giai đoạn 2016-2020 (Chương trình 886) do Phó Thủ tướng Trịnh Đình Dũng chủ trì vừa khai mạc tại Hà Nội 8

3 Khảo sát một số máy thu hoạch gỗ hiện đại trên thế giới 11

3.1 Máy thu hoạch gỗ Ponsse Scorpion 11

3.2 Máy thu hoạch gỗ Ecolog 590D 15

CHƯƠNG II: CƠ SỞ XÂY DỰNG MÔ HÌNH 18

1 Truyền động thủy lực: 18

1.1 Khái niệm: 18

1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ thống thủy lực: 18

2 Ưu và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực: 19

2.1 Ưu điểm: 19

2.2 Nhược điểm: 19

3 Chất lỏng công tác trong hệ thống thủy lực: 19

3.1.Các tính chất cơ bản của chất lỏng công tác: 19

3.1.1: Trọng lượng riêng và khối lượng riêng của chất lỏng làm việc: 20

3.1.2 Độ nhớt của chất lỏng: 21

3.1.3 Độ nén của chất lỏng 21

3.1.4 Hiện tượng xâm thực 22

3.2 Các yêu cầu đối với chất lỏng công tác: 22

3.2.1 Tính phụ thuộc của độ nhớt vào nhiệt độ 22

3.2.2 Khả năng bôi trơn chống mài mòn: 23

3.2.3 Tính ổn định: 24

4 Các phần tử của hệ thống thủy lực: 24

4.1 Máy bơm thủy lực 24

4.1.1 Các thông số cơ bản của bơm: 24

4.1.2 Công thức tính toán các thông số cơ bản của bơm 25

4.2 Mô tơ thủy lực: 26

4.3 Van phân phối: 26

4.3.1 Van phân phối dạng trụ tròn: 27

4.3.2 Van phân phối dạng poppet: 28

4.4 Van an toàn: 29

4.4.1 Van an toàn tác động trực tiếp 30

4.4.2 Van an toàn tác động gián tiếp 30

5 Lựa chọn các phần tử thủy lực cho hệ thống thủy lực máy thu hoạch gỗ và phương pháp tính toán các thông số cơ bản: 32

5.1 Lựa chọn bơm thủy lực: 33

5.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc: 33

5.1.2: Tính toán các thông số cơ bản: 35

5.2 Đường ống dẫn dầu: 36

5.3 Lựa chọn Mô tơ thủy lực: 37

5.3.1: Cấu tạo và nguyên lý làm việc: 37

5.3.2: Tính toán các thông số kỹ thuật cơ bản: 37

5.4 Máy cưa: 39

5.5 Phương pháp tính toán các thông số kỹ thuật quan trọng của hệ thống thủy lực: 39

CHƯƠNG III MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 41

1 Mô phỏng hoạt động của bơm: 41

1.1 Thông số kỹ thuật của bơm: 41

1.2 Mô hình mô phỏng lưu lượng của bơm dựa trên Matlab – Simulink: 42

2) Mô phỏng đường ống: 43

3 Mô phỏng hoạt động của mô tơ thủy lực: 44

3.1 Thông số kỹ thuật của mô tơ: 44

3.2 Mô hình mô phỏng lưu lượng, mô men, tốc độ quay của mô tơ: 44

4 Máy cưa: 45

CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 46

A Các trường hợp làm việc điển hình của hệ thống: 46

B Nhận xét chung: 55

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined 1 Kết luận 56

2 Kiến nghị 56

DANH SÁCH TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

13 Ke N/m2 Hệ số giãn nở của dầu

16 J Nm Mô men quán tính của đĩa cắt

17 mrt Kg Khối lượng của đĩa cắt

18 Rrt m Bán kính của đĩa cắt

20 Mc Nm Mô men cản

21 HQ Mức độ dao động lưu lượng của bơm

22 l m Chiều dài đường ống dẫn dầu

23 dl m Đường kính trong của đường ống dẫn dầu

25 QĐ-TTg Quyết định của Thủ tướng Chính phủ

26 TTP Hiệp định đối tác xuyên Thái Bình dương

27 FSC Chứng chỉ quản lý rừng bền vững

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng số 1: Thông số kỹ thuật cơ bản của Ponsse Scorpion 12

Bảng số 2: Thông số kỹ thuật của máy trục C50 13

Bảng số 3: Thông số kỹ thuật của động cơ và hệ thống thủy lực 15

Bảng số 4: Thông số kỹ thuật của đầu cắt 15

Bảng số 5: Thống số kỹ thuật cơ bản của Ecolog 590D 16

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Chăm sóc rừng cây chắn cát bay, cát chảy ở Quảng Bình (Ảnh ST

Internet) 5

Hình 1.2 Xe khai thác gỗ của Ponsse Scorpion (Phần Lan) 11

Hình 1.3 Khả năng làm việc của cần trục Ponsse Scorpion 12

Hình 1.4: Cabin của Ponsse Scorpion 13

Hình 1.5: Khả năng ổn định của Ponsse Scorpion 14

Hình 2.1 Các kiểu loại của van phân phối 27

Hình 2.2 Van phân phối điều khiển trực tiếp 28

Hình 2.3 Van phân phối điều khiển gián tiếp 29

Hình 2.4 Van an toàn tác động trực tiếp 30

Hình 2.5 Van an toàn tác động gián tiếp 30

Hình 2.6 Van một chiều dạng trượt 31

Hình 2.7 Van một chiều dạng xoay 32

Hình 2.8 Sơ đồ thủy lực của hệ thống máy cắt gỗ 33

Hình 2.9 Sơ đồ nguyên lý của bơm piston rotor hướng trục 34

Hình 3.1: Sơ đồ mô phỏng hệ thống thủy lực dẫn động máy cắt gỗ 41

Hình 3.2 Sơ đồ mô phỏng lưu lượng của bơm thủy lực 43

Hình 3.3 Biến thiên lưu lượng bơm thủy lực 43

Hình 4.1: Qui luật biến thiên mô men cản cắt trên lưỡi cắt 46

Hình 4.1.1 Biến thiên áp suất trong hệ thống 47

Hình 4.1.2 Biến thiên mô men mô tơ 47

Hình 4.1.3 Đồ thị tốc độ quay của mô tơ 47

Hình 4.1.4 Đồ thị biến thiên lưu lượng mô tơ 48

Hình 4.2 Quy luật biến thiên mô men cản trên lưỡi cắt 49

Hình 4.2.1 Biến thiên áp suất trong hệ thống 50

Hình 4.2.2 Đồ thị biến thiên mô men của mô tơ 50

Hình 4.2.3 Đồ thị biểu diền tốc độ quay của mô tơ 50

Hình 4.2.4 Đồ thị biểu diễn lưu lượng của mô tơ 50

Hình 4.3 Biến thiên mô men cản cắt 51

Hình 4.3.1 Biến thiên áp suất trong hệ thống 52

Hình 4.3.2 Biến thiên mô men mô tơ 52

Hình 4.3.3 Biến thiên tốc độ quay của mô tơ 52

Hình 4.3.4 Đồ thị lưu lượng của mô tơ 53

Hình 4.4.1 Biến thiên áp suất trong trường hợp không có mô men cản 54

Hình 4.4.2 Biến thiên mô men mô tơ trong trường hợp không có mô men cản 54

Hình 4.4.3 Đồ thị biến thiên tốc độ quay của mô tơ trong trường hợp không có mô men cản 54

Hình 4.4.4 Đồ thị lưu lượng của mô tơ trong trường hợp không có mô men cản 55

Một là, diện tích rừng tăng nhanh, ổn định; công tác bảo vệ, phòng cháy, chữa cháy rừng có nhiều tiến bộ, tình trạng vi phạm các quy định của pháp luật giảm dần.5 năm qua, bình quân trồng khoảng 220.000 ha/năm.Khoanh nuôi tái sinh 460.000 ha/năm, trong đó khoảng 50.000 ha thành rừng/năm Áp dụng một số giống mới, bước đầu áp dụng tiến bộ kỹ thuật trong thâm canh rừng trồng, đã tăng sinh khối rừng sản xuất từ 7-8 m3/ha/năm lên 12-15 m3/ha/năm,

cá biệt có nơi đạt 40 m3/ha/năm; độ che phủ của rừng tăng từ 39,1% năm 2009 lên khoảng 40,7% năm 2015

Vi phạm pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng giảm cả về số vụ và mức độ thiệt hại; công tác phòng chống cháy rừng theo phương châm bốn tại chỗ được tăng cường, đã kiềm chế, giảm 70% diện tích rừng bị phá trái pháp luật so với 5 năm trước

Hai là, sản xuất lâm nghiệp tăng trưởng nhanh, sản xuất lâm sản hàng hóa ngày càng thích ứng với biến đổi của thị trường thế giới; đời sống người làm nghề rừng được nâng cao

Tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất lâm nghiệp tăng nhanh những năm gần đây (năm 2011 đạt 3,4%, năm 2012 đạt 5,5%, năm 2013 đạt 6,0%, năm

2014 đạt 7,09%, năm 2015 đạt khoảng 7,5%)

Sản lượng gỗ rừng trồng tăng 2,5 lần trong 5 năm qua, đạt khoảng 17 triệu m3 vào năm 2015 Khai thác rừng tự nhiên đươ ̣c quản lý chă ̣t chẽ hơn

theo hướng bền vững, sản lượng khai thác giảm từ 350 nghìn m3 năm 2009, còn 160 nghìn m3 năm 2013, đã dừng khai thác chính từ năm 2014

Công nghiệp chế biến gỗ và lâm sản phát triển mạnh với nhiều thành phần kinh tế, sản phẩm chế biến đa dạng theo yêu cầu thị trường Sản phẩm

đồ gỗ Việt Nam đã xuất vào trên 100 nước và vùng lãnh thổ, trong đó, các thị trường đã phát triển (Mỹ, EU, Nhật Bản, Hàn quốc)

Kim ngạch xuất khẩu gỗ và lâm sản ngoài gỗ tăng hơn 1,65 lần trong 5 năm, từ 4,2 tỷ USD năm 2011 lên khoảng 6,9 tỷ USD năm 2015 Ngành công nghiệp chế biến lâm sản ngày càng thích ứng có hiệu quả với biến đổi thị trường và vận hành theo tín hiệu thị trường, giải quyết hài hòa các rào cản thương mại quốc tế

Thu nhập đời sống của người dân từng bước được tăng lên, có hộ thu nhập từ 150-250 triệu đồng/ha rừng trồng sau 6 đến 10 năm, nên có thể làm giàu từ trồng rừng

Ba là, chủ trương xã hội hóa nghề rừng được cụ thể hóa đầy đủ hơn; quản lý nhà nước có tiến bộ chủ yếu bằng công cụ pháp luật, chính sách; nhận thức của xã hội về ngành kinh tế lâm nghiệp nhất quán hơn

Việc giao đất, giao rừng sản xuất cho hộ gia đình, cá nhân, doanh nghiệp, các thành phần kinh tế được coi là giải pháp mang tính đột phá; khuyết khích các doanh nghiệp đầu tư vào chế biến, kinh doanh lâm sản

Ngân sách nhà nước chủ yếu đầu tư cho rừ ng đă ̣c du ̣ng và rừng phòng

hô ̣ và chỉ chiếm khoảng 25% tổng mức đầu tư toàn xã hội cho bảo vệ, phát triển rừng, 75% vốn đầu tư được huy động từ các nguồn ngoài ngân sách nhà nước

Cơ chế, chính sách về lâm nghiệp tiếp tục được hoàn thiện, nổi bật là Nghị định 05/2010/NĐ-CP về thành lập Quỹ Bảo vệ phát triển rừng; Nghị định 99/2010/NĐ-CP về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng; Nghị

định 118/2014/NĐ-CP về sắp xếp đổi mới và phát triển nâng cao hiệu quả hoạt động của các công ty nông, lâm nghiệp; Nghị định 75/2015/NĐ-CP về

cơ chế, chính sách bảo vệ phát triển rừng, gắn với chính sách giảm nghèo nhanh, bền vững và hỗ trợ đồng bào dân tộc thiểu số giai đoạn 2015-2020

Quyết định 57/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về Kế hoạch bảo vệ

và phát triển rừng giai đoạn 2011-2020; Quyết định 07/2012/NĐ-CP của Thủ tướng Chính phủ về một số chính sách bảo vệ rừng; Quyết định 24/2012/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về chính sách phát triển rừng đặc dụng

Chính sách chi trả dịch vụ môi trường đang trở thành nguồn tài chính quan trọng của ngành lâm nghiệp, tạo nguồn thu cho các hộ gia đình tham gia bảo vệ rừng với khoảng 4,6 triệu ha

Bốn là, hợp tác quốc tế về lâm nghiệp tiếp tục phát triển cả chiều rộng

và chiều sâu theo chủ trương đa phương hóa, đa dạng hóa

Ngành lâm nghiệp đã hợp tác với các đầu mối và tổ chức lâm nghiệp quốc tế, trong đó có 2 Công ước và nhiều hiệp định vùng, góp phần nâng cao

vị thế của Việt Nam trên diễn đàn quốc tế; hợp tác với các nước có chung đường biên giới được tăng cường Nguồn vốn ODA đã góp phần quan trọng thực hiện các chỉ tiêu phát triển ngành

1.2 Những khó khăn thách thức:

Cùng với thành tựu cơ bản trên, thì ngành lâm nghiệp cũng đang còn nhiều tồn tại và đối mặt với nhiều khó khăn thách thức đặt ra trong tái cơ cấu, phát triển lâm nghiệp bền vững đó là:

Thứ nhất, tình trạng phá rừng, khai thác rừng tự nhiên, sử dụng đất lâm nghiệp trái phép còn diễn ra phức tạp ở một số địa phương; năng suất, chất lượng, giá trị rừng sản xuất thấp

Tình trạng phá rừng tự nhiên trái pháp luật để lấy đất; sử dụng đất lâm nghiệp sai mục đích diễn ra ở nhiều nơi, đặc biệt ở các tỉnh vùng Tây Nguyên;

một số điểm nóng về phá rừng tự nhiên nghiêm trọng, kéo dài, chưa được giải quyết triệt để, gây bức xúc trong xã hội

Độ che phủ rừng tăng, nhưng chất lượng và tính đa dạng sinh học của rừng tự nhiên tiếp tục bị suy giảm Sản phẩm rừng trồng chủ yếu là rừng gỗ nhỏ, giá trị thấp, chưa đáp ứng nhu cầu cơ bản về nguyên liệu gỗ lớn cho công nghiệp chế biến và xuất khẩu, nhất là trước yêu cầu truy xuất xuất xứ nguyên liệu theo các Hiệp định thương mại thế hệ mới

Giá trị thu nhập bình quân trên 1 ha rừng trồng mới đạt khoảng 9-10 triệu đồng/ha/năm, đa số người dân làm nghề rừng còn nghèo, tỷ trọng thu nhập từ lâm nghiệp chỉ chiếm 25% trong tổng thu nhập của nông dân miền núi

Thứ hai, quản trị doanh nghiệp, công nghệ chế biến; chất lượng sản phẩm và khả năng cạnh tranh chưa cao

Quy mô sản xuất phổ biến còn nhỏ, kết cấu hạ tầng yếu kém; quản trị doanh nghiệp vừa và nhỏ còn lạc hậu Năng suất lao động trong chế biến lâm sản của Việt Nam chỉ bằng 50% so với Philipin, 40% so với Trung Quốc; chất lượng, mẫu mã sản phẩm kém cạnh tranh Công nghiệp phụ trợ, vật tư phục

vụ cho sản xuất lâm nghiệp gần như bỏ ngỏ, phụ thuộc vào nhập khẩu

Thứ ba, giá trị gia tăng thấp; tăng trưởng chưa tương xứng với tiềm năng.Trình độ tay nghề lao động lâm nghiệp thấp, kỹ thuật canh tác lạc hậu, trồng rừng vẫn chủ yếu là quảng canh Công tác nghiên cứu khoa học và chuyển giao công nghệ vào sản xuất còn nhiều bất cập; công nghệ sinh học và công tác tạo giống chưa được ứng dụng trên quy mô rộng

Thứ tư, các công ty lâm nghiệp đang hết sức khó khăn, nhiều đơn vị đứng trước nguy cơ phá sản

Các lâm trường quốc doanh trước đây, sau khi chuyển thành công ty lâm nghiệp quản lý trên 2 triệu ha đất, nhưng sử dụng kém hiệu quả, tình trạng tranh chấp, lấn chiếm, vi phạm pháp luật về đất đai diễn biến phức tạp

Việc triển khai thực hiện Nghị định 118/2014/NĐ-CP về sắp xếp đổi mới các công ty lâm nghiệp mới bước đầu lập đề án, chưa tạo được sự chuyển biến trên thực tiễn

2 Định hướng phát triển lâm nghiệp bền vững:

Hình 1.1 Chăm sóc rừng cây chắn cát bay, cát chảy ở Quảng Bình

(Ảnh ST Internet)

Trong trung hạn, nhu cầu đồ gỗ thế giới vẫn tăng, tạo cơ hội cho lâm sản duy trì tốc độ tăng trưởng, nhưng thị trường sẽ đặt ra những quy định chặt chẽ hơn về nguồn gốc gỗ hợp pháp Trong nước, chính trị - xã hội ổn định; kinh tế sẽ có nhiều chuyển biến tích cực Sản lượng gỗ rừng trồng tiếp tục tăng nhanh, chất lượng được cải thiện hơn, thị trường đồ gỗ nội địa phục hồi, cùng với xu hướng chuyển dịch từ sử dụng gỗ tự nhiên sang gỗ được chế biến công nghiệp

Mục tiêu chung đặt ra cho ngành lâm nghiệp là đảm bảo phát triển bền vững cả về kinh tế, xã hội và môi trường; từng bước chuyển đổi mô hình tăng trưởng theo hướng nâng cao chất lượng, hiệu quả, năng lực cạnh tranh; giá trị sản xuất tăng bình quân hàng năm 5,5 - 6,5%; thu hút mọi thành phần kinh tế

xã hội tham gia bảo vệ và phát triển rừng, góp phần tạo việc làm, xóa đói, giảm nghèo, cải thiện sinh kế; bảo vệ môi trường sinh thái rừng, thích ứng với biển đổi khí hậu; gắn chặt chẽ giữa phát triển lâm nghiệp với bảo đảm quốc phòng an ninh và chủ quyền quốc gia

Để đạt được mục tiêu đó, ngành lâm nghiệp cần tổ chức tuyên truyền, thống nhất nhận thức và hành động trong toàn xã hội để giải quyết tốt những vấn đề chủ yếu sau:

Thứ nhất, quyết liệt thực hiện các giải pháp tái cơ cấu ngành lâm nghiệp, đảm bảo hoàn thành các định hướng Chiến lược phát triển Lâm nghiệp đến năm 2020 đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt; nâng cao hiệu lực quản lý, giám sát thực hiện nghiêm túc quy hoạch

Hoàn thành rà soát, đánh giá lại quy hoạch tổng thể rừng cấp quốc gia

và cấp vùng, xác định rõ lâm phận ổn định.Thống nhất giữa quy hoạch rừng trên bản đồ và thực địa, giữa ngành Nông nghiệp và Phát triển nông thôn với ngành Tài nguyên và Môi trường

Kiểm soát chặt chẽ việc chuyển mục đích sử dụng đất lâm nghiệp sang mục đích khác, xử lý kiên quyết các hành vi vi phạm pháp luật về đất đai,

nhất là hành vi mua bán đất lâm nghiệp trái phép, giám sát thực hiện đầy đủ trách nhiệm tổ chức trồng rừng thay thế

UBND cấp tỉnh chỉ đạo đẩy mạnh giao, cho thuê rừng cho tổ chức, cộng đồng dân cư thôn, hộ gia đình, cá nhân, đảm bảo tất cả diện tích rừng có chủ quản lý cụ thể và thực hiện phương thức đồng quản lý rừng Tạo điều kiện tích tụ đất lâm nghiệp tạo vùng nguyên liệu chủ yếu bằng phương thức liên kết, liên doanh giữa chủ rừng và doanh nghiệp

Thứ hai, hoàn thiện pháp luật, cơ chế, chính sách: tập trung sửa đổi, bổ sung Luật Lâm nghiệp phù hợp với Hiến pháp năm 2013, một số Luật có liên quan mới được Quốc hội thông qua; các chủ trương chính sách mới của Đảng,

và yêu cầu thực tiễn, những biến đổi của thị trường quốc tế

Tiếp tục nghiên cứu sửa đổi, bổ sung và xây dựng cơ chế, chính sách mới thúc đẩy tái cơ cấu ngành, thúc đẩy ứng dụng giống cây lâm nghiệp chất lượng cao được nuôi cấy mô; hỗ trợ người dân chuyển đổi rừng gỗ nhỏ sang rừng gỗ lớn; quản lý rừng bền vững quốc gia phù hợp với thông lệ quốc tế; khôi phục, phát triển rừng ven biển, rừng phòng hộ đầu nguồn thích ứng với biến đổi khí hậu; cơ chế tín dụng ưu đãi cho các doanh nghiệp chế biến sâu;

hỗ trợ phát triển thị trường; hỗ trợ liên kết, hợp tác chuỗi với mô hình "cánh rừng lớn", "liên kết bốn nhà"; tín dụng trồng rừng gỗ lớn với lãi suất ưu đãi, thời hạn cho vay phù hợp với chu kỳ cây trồng; đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng lâm nghiệp

Ban hành cơ chế khuyến khích, tạo thuận lợi để doanh nghiệp và các tổ chức đào tạo hợp tác và hỗ trợ lẫn nhau, nâng cao kỹ năng cho lao động, doanh nghiệp

Thứ ba, triển khai mạnh mẽ hơn các giải pháp xã hội hóa đầu tư trong lâm nghiệp Tiếp tục mở rộng nguồn thu từ dịch vụ môi trường rừng, phát triển thị trường tín chỉ cacbon để tạo nguồn lực cho bảo vệ và phát triển rừng Huy động nguồn vốn ODA và FDI từ Chính phủ, Phi chính phủ và các tổ

chức quốc tế thông qua các hiệp định hoặc chương trình dự án quốc tế Lồng ghép các chương trình, dự án quốc tế và trong nước giải quyết nhu cầu vốn cho phát triển

Thứ tư, tập trung nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao công nghệ phục vụ tái cơ cấu ngành, giảm những nghiên cứu tách rời nhu cầu thực tiễn, thực hiện bằng phương thức đặt hàng là chủ yếu.Ưu tiên các nghiên cứu cải thiện giống cây trồng và thâm canh rừng, công nghệ chế biến sau dăm gỗ và sản phẩm phụ trợ thay thế hàng nhập khẩu

Thứ năm, thực hiện có trách nhiệm các cam kết kinh tế quốc tế cùng với bảo vệ sản xuất nội địa hợp lý, phát triển thị trường xuất khẩu lâm sản phù hợp với luật pháp quốc tế Chủ động xây dựng quan hệ đối tác, dựa trên lợi thế của từng tổ chức quốc tế và quốc gia, tổ chức vận động thu hút viện trợ, công nghệ và đầu tư nước ngoài Đẩy mạnh công tác tiếp thị thương mại, đàm phán các hiệp định kỹ thuật, mở rộng thị trường quốc tế

Thứ sáu, triển khai đồng bộ việc sắp xếp, đổi mới và nâng cao hiệu quả

hệ thống tổ chức sản xuất lâm nghiệp, trọng tâm là đối với các công ty lâm nghiệp theo Nghị định 118/2014/NĐ-CP của Chính phủ Khẩn trương sắp xếp, đổi mới hệ thống tổ chức quản lý ngành lâm nghiệp từ Trung ương đến địa phương gọn nhẹ, hiệu lực, hiệu quả.Ở địa phương kiên quyết tổ chức thống nhất các cơ quan lâm nghiệp một đầu mối cả ba cấp tỉnh, huyện, xã; chú trọng nâng cao vai trò, trách nhiệm và điều kiện làm việc cho kiểm lâm địa bàn xã

2.2 Nhu cầu cần có phương tiện thu hoạch gỗ:

Hội nghị triển khai Quyết định số 886/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chương trình mục tiêu phát triển lâm nghiệp bền vững giai đoạn 2016-2020 (Chương trình 886) do Phó Thủ tướng Trịnh Đình Dũng chủ trì vừa khai mạc tại Hà Nội

Theo báo cáo của Bộ NN&PTNT, thời gian qua, công tác bảo vệ, phát triển rừng đã thu được những kết quả tích cực Giá trị, sản lượng, hiệu quả từ sản xuất lâm nghiệp tăng cao hơn so với trước đây Tốc độ tăng trưởng bình quân của sản xuất lâm nghiệp đạt 6,57%/năm trong giai đoạn 2013-2016 trong khi giai đoạn 2010-2012 chỉ tăng bình quân 5,03%/năm Sản lượng gỗ rừng trồng tăng hơn 3,3 lần, từ 5,16 triệu m3 năm 2011 lên 17,3 triệu m3 năm 2016;

6 tháng đầu năm 2017 đạt 8,9 triệu m3, cả năm ước đạt trên 17 triệu m3

Khai thác rừng tự nhiên được quản lý chă ̣t chẽ, giảm mạnh về quy mô.Năm 2011 khai thác 200.000 m3 năm Năm 2015 chỉ có 2 công ty lâm nghiệp được cấp chứng chỉ quản lý rừng bền vững (FSC) khai thác khoảng 13.500 m3; năm 2016 chỉ còn 1 công ty khai thác 5.500 m3; năm 2017, dừng khai thác rừng tự nhiên trên phạm vi toàn quốc

Tuy giảm và hiện đã dừng khai thác rừng tự nhiên, nhưng giá trị xuất khẩu đồ gỗ và lâm sản tăng hơn 2 lần, từ 2,8 tỷ USD/năm giai đoạn 2006-

2010 lên 6,52 tỷ USD/năm giai đoạn 2012-2015

Công tác bảo vệ, phòng cháy, chữa cháy rừng có nhiều tiến bộ, tình trạng vi phạm pháp luật về bảo vệ, phát triển rừng giảm dần, diện tích rừng bị thiệt hại giảm từ 5.546 ha/năm giai đoạn 2006-2010 xuống 2.948 ha/năm giai đoạn 2012-2016

Công tác trồng rừng được triển khai tích cực, bình quân hàng năm trồng được 225.000 ha rừng tập trung, trong đó trên 90% là rừng sản xuất; năng suất rừng trồng tiếp tục được cải thiện Tỷ lệ che phủ rừng toàn quốc tăng từ 40,7% năm 2012 lên 41,19% năm 2016, năm 2017 ước đạt khoảng 41,45% Diện tích được cấp chứng chỉ quản lý rừng bền vững đạt khoảng 225.000 ha

Bên cạnh đó, cũng đã xuất hiện nhiều mô hình hơ ̣p tác, liên kết giữa công ty chế biến, sản xuất sản phẩm đồ gỗ với người trồng rừng trồng rừng gỗ lớn có chứng nhâ ̣n quản lý rừng bền vững

Dịch vụ môi trường rừng trở thành nguồn tài chính quan trọng, góp phần nâng cao hiệu quả bảo vệ, phát triển rừng; tăng thu nhập cho chủ rừng Hằng năm, thu từ 1.200-1.300 tỷ đồng, chi trả cho trên 5,0 triệu ha rừng; 6 tháng đầu năm 2017, thu được 608,8 tỷ đồng, bằng 132,8% so với cùng kỳ, đạt 37% kế hoạch năm, ước cả năm thu khoảng 1.650 tỷ đồng

Cơ cấu sử dụng đất lâm nghiệp cũng đã có sự chuyển dịch Đất rừng

do các tổ chức nhà nước quản lý giảm từ 80,1% năm 2000 xuống 45,2% năm 2015 Diện tích do thành phần kinh tế ngoài nhà nước quản lý tăng từ 19,9% năm 2000 lên 54,8% năm 2015 Hộ gia đình, cá nhân được giao 3,146 triệu ha

Hệ thống văn bản quy phạm, pháp luật, các cơ chế, chính sách được hoàn thiện hơn.Luật Bảo vệ và phát triển rừng đang được sửa đổi, thể chế hoá kịp thời chủ trương xã hội hoá nghề rừng

Bên cạnh những kết quả quan trọng đạt được nêu trên, việc triển khai thực hiện Kế hoạch bảo vệ và phát triển rừng giai đoạn 2011-2016 cũng còn một số tồn tại lớn.Công tác bảo vệ rừng và phòng cháy, chữa cháy rừng vẫn còn những điểm nóng về phá rừng, vận chuyển, tàng trữ lâm sản trái phép và chống người thi hành công vụ (Kon Tum, Đắk Lắk, Quảng Nam, huyện Mường Nhé-tỉnh Điện Biên)

Kết quả trồng rừng phòng hộ, đặc dụng, trồng rừng thay thế còn thấp, chưa đạt chỉ tiêu kế hoạch

Năng suất, chất lượng rừng thấp, đa dạng sinh học của rừng tự nhiên tiếp tục bị suy giảm (80% diện tích rừng tự nhiên là rừng nghèo), giá trị thu nhập trên 1 ha rừng sản xuất, bình quân chỉ đạt khoảng 7-8 triệu đồng/ha/năm Hầu hết hộ gia đình quản lý diện tích rừng nhỏ dưới 3,0 ha/hộ,

tỷ trọng thu nhập từ lâm nghiệp chỉ chiếm 25% trong tổng thu nhập, đời sống rất khó khăn

Chất lượng nhiều loại sản phẩm lâm nghiệp còn chưa cao và khả năng cạnh tranh thấp do quy mô sản xuất nhỏ, chưa tổ chức liên kết theo chuỗi; kết cấu hạ tầng phục vụ chế biến như kho tàng, bến bãi, công nghiệp phụ trợ… kém phát triển, chưa phát triển mạnh thị trường nội địa Giá trị gia tăng của lâm sản còn rất thấp do thiếu gắn kết giữa nhà máy chế biến và vùng nguyên liệu

Công tác đổi mới và phát triển các hình thức tổ chức sản xuất còn chậm; phần lớn các công ty lâm nghiệp chưa được tự chủ kinh doanh, không

có nguồn tài chính ổn định; trách nhiệm của chủ rừng chưa gắn với kết quả bảo vệ rừng, chưa phân định rõ sản xuất kinh doanh với việc thực hiện nhiệm

vụ công ích

Công tác thu hoạch gỗ chưa đạt hiệu quả cao do công cụ, máy móc khai thác gỗ chưa đạt năng suất cao

3 Khảo sát một số máy thu hoạch gỗ hiện đại trên thế giới

3.1 Máy thu hoạch gỗ Ponsse Scorpion

(tham khảo tại website: ponsse.com)

Hình 1.2 Xe khai thác gỗ của Ponsse Scorpion (Phần Lan)

Đây là sản phẩm thu hoạch gỗ của tập đoàn Ponsse – Phần Lan có khả năng điều khiển và lái ổn định, năng suất vượt trội mang lại sự thoải mái cho người điều khiển Ponsse Scorpion làm tăng năng suất và hiệu quả kinh tế trong thu hoạch Thông số kỹ thuật cơ bản của xe chuyên dùng khai thác gỗ Ponsse Scorpion được trình bày tại bảng 1

Bảng số 1: Thông số kỹ thuật cơ bản của Ponsse Scorpion

1 Trọng lượng làm việc 21.200 Kg

4 Chiều cao vận chuyển 3720 mm

(Tham khảo tại website: ponsse.com)

Các đặc điểm kỹ thuật nổi bật của Ponsee Scorpion:

- Máy trục Ponsse C50:

Hình 1.3 khả năng làm việc của cần trục Ponsse Scorpion

Thông số kỹ thuật cơ bản của cần trục Ponsse Scorpion được thể hiện tại bảng số 2 sau đây:

Bảng số 2: Thông số kỹ thuật của máy trục C50

2 Góc nghiêng trục

Trước/sau: -150 đến 150Nghiêng: -120 đến 120

5 Khoảng cách với Tối đa 11m

- Cabin: Dễ nhìn, thoải mái và an toàn, khung gầm được trang bị 2 hệ thống chính như sau:

Hình 1.4: Cabin của Ponsse Scorpion

- Hệ thống cân bằng xe: Hệ thống cân bằng thông minh có gắn cảm biến xác định góc quay và trọng tải của cần cẩu để tạo nên đối trọng mang lại

sự cân bằng cho xe trong quá trình xe di chuyển và cần trục hoạt động Cảm biến giữa buồng lái và cần trục của cần cẩu báo cho hệ thống điều khiển về hướng quay của cần cẩu, cảm biến áp lực thủy lực xác định áp suất trong xy lanh nâng, cho phép hệ thống điều khiển nạp lượng áp suất cần thiết vào xylanh ổn định

- Hệ thống ổn định hoạt động liên tục trong quá trình xe làm việc, tạo điều kiện làm việc ổn định ngay cả khi máy đang di chuyển Hệ thống sẽ tự đồng dừng máy khi không đủ áp lực để giữ thăng bằng cho xe

Hình 1.5: khả năng ổn định của Ponsse Scorpion

- Động cơ và hệ thống thủy lực: Thông số kỹ thuật cơ bản của động cơ

và hệ thống thủy lực của Ponsse Scorpion được thể hiện tại bảng số 3 sau đây:

Bảng số 3: Thông số kỹ thuật của động cơ và hệ thống thủy lực

- Đầu thu hoạch

Có 2 loại đầu thu hoạch được lắp trên sản phẩm Ponsse scorption là đầu trục H5 và H6 với thông số kỹ thuật cơ bản tại bản số 4 như sau:

Bảng số 4: Thông số kỹ thuật của đầu cắt

3.2 Máy thu hoạch gỗ Ecolog 590D

(tham khảo tại website scanforestry.com)

Đây là sản phẩm thu hoạch gỗ được phát triển tại Mỹ với các thông số

kỹ thuật cơ bản được thể hiện tại bảng số 5 sau đây:

Bảng số 5: Thống số kỹ thuật cơ bản của Ecolog 590D

Thông số kỹ thuật của một số các bộ phận quan trọng của Ecolog 590D là:

- Máy trục: Lực kéo của máy trục là 310 KNm, và mô men quay là 48 KNm, khả năng với tới là 11m, góc quay là 2800 Thông số kỹ thuật của máy trục Ecolog 590D vượt trội hơn hẳn so với thông số kỹ thuật của máy trục Ponsee Scorpion tạo năng xuất làm việc lớn hơn.Hệ thống thủy lực tiên tiến giúp cho Ecolog làm việc ở mọi địa hình, máy có thể dễ dàng làm việc ở +/-

250 độ nghiêng và +/-150 độ dốc Xoay ngang điểu khiển bằng tay hoặc tự động Máy trục luôn duy trì mô men xoắn ở chế độ đầy tải

- Cabin: Cabin quay, góc nhìn rộng, tầm nhìn xa, tạo sự thoải mái cho người điều khiển

- Động cơ Model MBOM926LA-7.2l; Mô men xoắn 240Kw; Công suất 1300 Nm

4) Lựa chọn đề tài và phương pháp nghiên cứu:

Qua phân tích tại các mục nêu trên có thể thấy máy thu hoạch gỗ đã được chế tạo và đưa vào vận hành ở nhiều quốc gia trên thế giới Tuy nhiên ở Việt Nam còn rất hạn chế Gía thành của các máy thu hoạch gỗ nói chung đều cao, vì vậy cần thiết nghiên cứu, chế tạo đưa vào sản xuất, lắp ráp loại máy này trong nước nhằm giảm giá thành và áp dụng vào cới giới hóa, hiện đại hóa việc khai thác gỗ

Tại Việt Nam hiện nay hầu như chưa có tác giả nào nghiên cứu sâu về

loại thiết bị này Vì vậy, việc lựa chọn đề tài “Nghiên cứu mô phỏng hệ thống thủy lực dẫn động máy cắt gỗ” nhằm mục địch mô phỏng biến thiên

các đại lượng quan trọng của hệ thống thủy lực để đưa ra các phương án lựa chọn thiết bị, lựa chọn cách bố trí hệ dẫn động cho phù hợp Việc nghiên cứu,

mô phỏng hệ thống thủy lực dẫn động máy cắt gỗ là công việc hết sức quan trọng để tạo nên tính hiệu quả của máy khi đưa vào sử dụng

Nội dung của luận văn gồm 4 chương, Ngoài chương Tổng quan bao gồm các Chương sau: (Chương II) Cơ sở xây dựng mô hình; (Chương III) Mô hình mô phỏng hệ thống; (Chương IV) Kết quả mô phỏng;

Phương pháp nghiên cứu: Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu phân tích lý thuyết kết hợp mô phỏng trên phần mềm matlab-simulink

CHƯƠNG II: CƠ SỞ XÂY DỰNG MÔ HÌNH

1 Truyền động thủy lực:

1.1 Khái niệm:

Truyền động thủy lực là các hệ thống thủy lực dùng để điều khiển chuyển động của các cơ cấu hoặc máy bằng các động cơ thủy lực.Về bản chất truyền động thủy lực là hệ thống thủy lực dùng để truyền năng lượng bằng chất lỏng và biến đổi nó thành cơ năng đầu ra của hệ thống, đồng thời thực hiện các chức năng điều khiển và điều chỉnh tốc độ đầu ra

1.2 Cấu trúc cơ bản của hệ thống thủy lực:

Trong hệ thống thủy lực có thể có một hoặc nhiều động cơ thủy lực và bơm thủy lực.Truyền động thủy lực bao gồm nguồn lưu lượng chất lỏng; bơm thủy lực; mô tơ thủy lực; cơ cấu điều khiển và điều chỉnh; đường ống và các thiết bị phụ

- Bơm thủy lực: Cơ cấu biến đổi năng lượng vào trục của nó thành áp năng của dòng chất lỏng

- Mô tơ thủy lực: Cơ cấu biến đổi áp năng của dòng chất lỏng thành năng lượng trên trục của nó

- Cơ cấu điều khiển và điều chỉnh: là cơ cấu dùng để thay đổi các thông

số làm việc của dòng chất lỏng và giữ chúng ở một mức xác định không đổi Các thông số của dòng chất lỏng ở đây được hiểu là áp suất, lưu lượng và hướng chuyển động của dòng chất lỏng

- Đường ống: Đường ống trong hệ thống thủy lực được phân thành: (1) đường cao áp: đường chất lỏng đi từ bơm thủy lực đến cơ cấu phân phối hoặc trực tiếp đến bơm thủy lực; (2) đường chấp hành: Đường chất lỏng đi từ cơ cấu phân phối đến mô tơ thủy lực và ngược lại; (3) đường hồi: Đường hồi chất lỏng về bể từ cơ cấu phân phối hoặc trực tiếp từ mô tơ thủy lực

2 Ưu và nhược điểm của hệ thống truyền động bằng thủy lực:

2.1 Ưu điểm:

- Truyền động được công suất cao và lực lớn nhờ các cơ cấu tương đối đơn giản hoạt động với độ tin cậy cao nhưng đòi hỏi ít về chăm sóc và bảo dưỡng

- Điều chỉnh được vận tốc làm việc

- Kết cấu gọn nhẹ, vị trí của các phần tử dẫn và bị dẫn không lệ thuộc nhau

- Nhờ quán tỉnh nhỏ của bơm và động cơ thủy lực, nhờ tính chịu nén của dầu nên có thể sử dụng ở vận tốc cao mà không sợ bị va đập mạnh

- Dễ dàng chuyển đổi chuyện động quay của động cơ thành chuyển động thẳng của cơ cấu chấp hành

- Dễ đề phòng quá tải nhờ van an toàn

3 Chất lỏng công tác trong hệ thống thủy lực:

3.1.Các tính chất cơ bản của chất lỏng công tác:

Nét đặc trưng của chất lỏng là tính chảy, nghĩa là sự liên kết giữa các phần tử rất yếu, chính vì vậy mà chúng dễ dàng thay đổi hình dạng theo bình chứa Ngoài chất lỏng còn có các tính chất khác như tính nhớt, tính nén được,

tính giãn nở theo nhiệt độ… Trong lý thuyết thủy lực, chất lỏng với đầy đủ mọi tính chất của nó gọi là chất lỏng thực Tuy nhiên trong một số trường hợp, để tiện cho việc nghiên cứu, người ta xét chất lỏng dưới dạng đơn giản là không nhớt, không nén được, gọi là chất lỏng lý tưởng

Trong các hệ thống thủy lực nói chung, chất lỏng công tác có thể là nước, các loại dầu, chủ yếu là dầu có nguồn gốc từ dầu mỏ Chất lỏng công tác đóng vai trò môi trường truyển tải năng lượng từ bơm thủy lực đến cơ cấu chấp hành Do phải làm việc trong điều kiện nhiệt độ, áp suất và tốc dộ dòng chảy thay đổi trong phạm vi rất rộng nên sự phụ thuộc của các tính chất đặc trưng của chất lỏng công tác như khối lượng riêng, độ nhớt, tính chịu nén, tính ổn định… vào nhiệt độ và áp suất ảnh hưởng rất nhiều đến chất lượng làm việc của hệ thống Ngoài ra chất lỏng công tác có nhiệm vụ bôi trơn và chống gỉ cho các bề mặt làm việc và các chi tiết khác trong hệ thống thủy lực.Để có thể đảm nhận được tất cả các chức năng trên, chất lỏng công tác phải có được những tính chất nhất định Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá chất lỏng công tác là khả năng bôi trơn, độ nhớt, khả năng chống gỉ,… và độ ổn định của những tính chất này trong quá trình sử dụng cũng như bảo quản Dưới đây là các tính chất cơ bản và một số yêu cầu đối với chất lỏng công tác

sử dụng trong hệ thống thủy lực

3.1.1: Trọng lượng riêng và khối lượng riêng của chất lỏng làm việc:

Trọng lượng riêng và khối lượng riêng có ý nghĩa quan trọng trong việc tính toán các chế độ chẩy của chất lỏng thông qua sức cản thủy lực

- Trọng lượng riêng là đại lượng vật lý biểu thị tỷ số giữa trọng lượng của chất lỏng trên thể tích của nó gcl=G/V(N/m3); trong đó G là trọng lượng,

V là thể tích chất lỏng

- Khối lượng riêng có thể được biểu diễn qua trong lượng riêng và gia tốc rơi tự do g: r=gcl/g (Ns2/m4); hoặc là tỷ số giữa khối lượng của chất lỏng trên thể tích mà nó chiếm chỗ r= m/V (Kg/m3)

Cần chú ý rằng, khối lượng riêng và trọng lượng riêng của chất lỏng thay đổi theo nhiệt độ và áp suất, Chẳng hạn, nếu chất lượng chứa trong một

hệ thống kín thì khi tăng nhiệt độ lên 10C, sự giãn nở của chất lỏng sẽ làm áp suất trong đó tăng lên khoảng 0,97 MPa Vì vậy, đối với hệ thống kín, làm việc tại những vùng có biến động nhiệt độ lớn phải bố trí các van an toàn cũng như các thiết bị khác để tránh tăng áp suất khi nhiệt độ thay đổi

3.1.3 Độ nén của chất lỏng

Chất lỏng là vật thể đàn hồi tuân theo định luật Huck Biến dạng đàn hồi của chất lỏng đối với truyền động thủy lực là hiện tượng xấu.Năng lượng

chất lỏng không thể sinh công có ích và bị mất đi khi giãn ra.Vì vậy, nó làm giảm hiệu suất của truyền động thủy lực Sự nén của chất lỏng trong hệ thống đường ống và trong các thiết bị truyền động thủy lực tạo ra hiệu ứng lò xo thủy lực

3.1.4 Hiện tượng xâm thực

Nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất hơi bão hòa của chất lỏng.Khi áp suất tăng, nhiệt độ sôi tăng và khi áp suất giảm, nhiệt độ sôi giảm.Đi cùng vấn đề này, trong truyền động thủy lực xuất hiện một hiện tượng gọi là xâm thực.Tức là xuất hiện những bọt khí tại những nơi áp suất bị giảm và bị phá vỡ khi chúng di chuyển đến vùng áp suất cao Việc phá vỡ các bọt khí gây ra hiện tượng va đập cục bộ với tần suất cao Hiện tượng xâm thực phá vỡ chế độ làm việc bình thường của hệ thống thủy lực và phá hỏng

bề mặt các chi tiết của bơm, mô tơ thủy lực, van và các thiết bị khác

3.2 Các yêu cầu đối với chất lỏng công tác:

3.2.1 Tính phụ thuộc của độ nhớt vào nhiệt độ

Như đã nêu trên, đột nhớt của chất lỏng không có giá trị cố định mà thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó đáng kể nhất là nhiệt độ Chẳng hạn, một loại dầu thủy lực thông dụng có độ nhớt động học là 50cSt ở 200C, nhưng khi nhiệt độ tăng lên đến 850C thì độ nhớt của nó chỉ còn là 5cSt, nghĩa

là giảm đi 10 lần

Sự thay đổi độ nhớt trong chất lỏng công tác ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng làm việc của hệ thống thủy lực Một hệ thống thủy lực chỉ có thể hoạt động tốt khi chất lỏng công tác của nó có độ nhớt thích hợp và chỉ thay đổi trong phạm vi cho phép trong quá trình sử dụng Độ nhớt quá nhỏ hoặc quá lớn đều làm giảm chất lượng làm việc của hệ thống và thậm chí có thể gây hỏng hóc, làm giảm tuổi thọ của các thiết bị

Trong quá trình làm việc chất lỏng nóng lên, độ nhớt giảm xuống làm giảm khả năng bôi trơn đồng thời tăng mức rò rỉ Đặc biệt khi nhiệt độ vượt quá một giá trị giới hạn nào đó thì mức rò rỉ tăng mạnh và khả năng bôi trơn hầu như không còn nữa Trong điều kiện như vậy tại một số điểm trên bề mặt tiếp xúc, màng dầu bảo vệ bị phá hủy, các bề mặt kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhau, nghĩa là chúng phải làm việc ở chế độ ma sát khô Điều này dẫn đến tốc độ mài mòn lớn làm giảm tuổi thọ của máy, thậm chí có thể gây hỏng hóc máy tức thì.Vì vậy, các hệ thống thủy lực thường được thiết kế tính toán sao cho nhiệt độ chất lỏng công tác trong quá trình làm việc không vượt giới hạn cho phép (thường là 75-850C)

Ngược lại nếu chất lỏng công tác có độ nhớt quá lớn cũng gây những tác hại không hề nhỏ cho hệ thống thủy lực Việc tăng độ nhớt sẽ làm giảm tính chẩy của chất lỏng, gây khó khăn trong quá trình hút của bơm Nếu độ nhớt quá lớn có thể xảy ra hiện tượng đứt quãng dòng chảy trong đường hút (xuất hiện các khoảng không gian giữa các khối chất lỏng), các khoang hút của bơm không được điền đầy, xẩy ra hiện tượng xâm thực ảnh hưởng xấu đến năng suất và hiệu suất của bơm cũng như tuổi thọ của nó

Trong quá trình sử dụng độ nhớt của chất lỏng giảm dần theo thời gian

do chất bẩn, biến chất, … vì vậy việc kiểm tra thường xuyên chất lượng và số lượng của chất lỏng trong hệ thống thủy lực là rất cần thiết

3.2.2 Khả năng bôi trơn chống mài mòn:

Khả năng bôi trơn của chất lỏng được đánh giá bằng độ bền của màng dầu bảo vệ hình thành trên bề mặt ma sát trong quá trình làm việc Màng dầu tạo thành cái nêm nhớt giữa các bề mặt kim loại, ngăn không cho chúng tiếp xúc trực tiếp với nhau, nhờ đó giảm được mất mát năng lượng do ma sát cũng như độ mài mòn tại các bề mặt tiếp xúc Đó chính là bản chất của quá trình bôi trơn các bề mặt ma sát của chất lỏng Do vậy, khả năng bổi trơn của chất lỏng phụ thuộc chủ yếu vào độ bền của màng dầu bảo vệ này Kinh nghiệm