MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH – QUY TRÌNH KIỂM TRAĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH

MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH –QUY TRÌNH KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH Self-propelled agricultural machinery — Assessment test procedures of stability 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định

4 Xác định trọng tâm (COG) của máy tự hành 7

4.1 Phương pháp xác định và tính trọng tâm của máy không tải 7

4.2 Lưu ý và các mục cần quan sát trong quy trình này 7

4.3 Phương pháp xác định trọng tâm của máy có tải hoặc máy với công cụ 11

5.5 Lật nghiêng về phía trước và lật nghiêng về phía sau 22

5.6 Hệ thống làm thăng bằng thân máy 22

Lời nói đầu

TCVN XXXX : 2018 do Trung tâm Giám định máy và Thiết bị biênsoạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cụcTiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Côngnghệ công bố

MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH –

QUY TRÌNH KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH

Self-propelled agricultural machinery —

Assessment test procedures of stability

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định trọng tâm các máy tự hành không tải, phương phápxác định trọng tâm các máy có tải và liên hợp với công cụ, và các phương pháp xác định góc lật tĩnh.CHÚ THÍCH Các yêu cầu liên quan đến kết cấu tự bảo vệ và kết cấu bảo vệ phòng lật (ROPS) sẽ được giải quyết theo một tiêu chuẩn quốc tế riêng.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu việndẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi nămcông bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung

TCVN 1773-6 (ISO 789-6), Máy kéo nông nghiệp – Phương pháp thử – Phần 6: Trọng tâm.

TCVN 11388-1 : 2016 (ISO 16231-1 : 2013), Máy nông nghiệp tự hành – Đánh giá độ ổn định – Phần

Hệ thống để nâng cao tính năng hoạt động của máy nông nghiệp làm việc trên dốc, không làmthăng bằng thân máy chính, ví dụ như làm thăng bằng các bộ phận bên trong, điều chỉnh độnghọc các hệ thống sàng, hoặc điều chỉnh luồng không khí hoặc bộ phận thu hạt hoặc cả hai.

3.3

Hệ thống làm thăng bằng thân máy (body levelling system)

Hệ thống để nâng cao tính năng hoạt động, tiện nghi điều khiển, khả năng làm việc trên dốc, và độ

ổn định của máy nông nghiệp làm việc trên dốc, bằng cách làm thăng bằng thân máy chính theochiều dọc hoặc chiều ngang hoặc kết hợp cả hai

4 Xác định trọng tâm (centre of gravity = COG) của máy tự hành

4.1 Phương pháp xác định và tính trọng tâm của máy không tải

Trọng tâm máy không tải được xác định bằng các giá đỡ và cân (xem Bảng 1 và 2 và Hình 1, 2, và 3)

4.2 Lưu ý và các mục cần quan sát trong quy trình này

4.2.1 Thực hiện theo các quy trình như đã nêu trong tiêu chuẩn ISO 789-6 (TCVN 1773-6:1999);

phương pháp này dựa vào tải trọng tăng dần trên trục đỡ khi trục kia được nâng lên và được đỡ ở mộtchiều cao nhất định; góc nâng ω và tải trọng tăng ở trên cân cho phép xác định chiều cao COG

4.2.2 Khuyến nghị sử dụng các bánh xe bằng thép để tránh sai lệch do bán kính bánh xe thay đổi ở

điều kiện tải trọng thay đổi Để tính COG với các lốp thực tế, xem 4.3

Bất kỳ hệ thống treo nào cũng phải được khóa Nếu không thể khóa hệ thống treo, thì cần bơm tất cảcác lốp lên đến áp suất lớn nhất cho phép theo quy định của nhà sản xuất lốp Độ chênh lệch bán kínhcác bánh xe trên trục cố định giữa vị trí nâng và vị trí nằm ngang không được lớn hơn 1,5 % bán kínhbánh xe

4.2.3 Đảm bảo mặt cân nằm ngang và ngang bằng với mặt đất.

4.2.4 Các bánh xe trên cân phải quay được, để loại trừ các lực tiếp tuyến trên các lốp Do đó, không

được sử dụng phanh đỗ và hộp số phải ở trạng thái trung gian hoặc bộ truyền lực phải ở vị trí để kéoxe

4.2.5 Tuy không bắt buộc, nhưng ưu tiên nâng phần trục dẫn hướng; trong hầu hết các trường hợp,

đây là trục có đường kính bánh xe nhỏ nhất

4.2.6 Các bánh xe được nâng phải đặt trên các giá đỡ trước khi đọc trọng lượng trên cân.

4.2.7 Để lắp đặt các giá đỡ bánh xe dễ dàng, cần phải khóa trục dẫn hướng bằng các vật nêm chặn

bánh xe khi nâng máy

Khi đặt trên các giá đỡ bánh xe, các vật nêm chặn bánh xe phải được bỏ ra

4.2.8 Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào chiều cao giá đỡ bánh xe tương ứng với

chiều dài cơ sở và độ chính xác của cân

Độ chính xác của trọng lượng trong năm lần đo liên tiếp: tất cả các giá trị phải nằm trong khoảng 1,0 %trọng tải lớn nhất đo được từ trục cố định ở vị trí nâng

4.2.9 Tính COG, sử dụng ± độ lệch của độ chính xác của cân và xác định độ lệch chiều cao COG.

Độ lệch này không được vượt quá ± 4 % Trong trường hợp giá trị vượt quá + 4 %, chiều cao các giá

đỡ bánh phải tăng lên để giảm độ lệch

Bảng 1 – Dữ liệu vào để tính trọng tâm (COG)

Bán kính bánh xe trục cố định ở tải trọng tĩnh (xem Hình 2) R mm

Bán kính bánh xe trục xoay ở tải trọng tĩnh (trục được nâng) (xem Hình 2) r mm

Tải trọng trên trục cố định của bánh xe bên trái ở vị trí nằm ngang (xem

Hình 1 nhìn từ phía trước/phía sau)

Tải trọng trên trục cố định của bánh xe bên phải ở vị trí nằm ngang (xem

Hình 1 nhìn từ phía trước/phía sau)

Khoảng cách giữa các mép ngoài của các lốp trên trục cố định (xem Hình 1

nhìn từ phía trên)

Chiều rộng các lốp trên trục cố định (xem Hình 1 nhìn từ phía trên) p mm

của điểm nối trụ quay trục dẫn hướng (về bên phải là dương) (xem Hình 1

nhìn từ phía trên)

7

Hình 1 – Máy nhìn từ phía trên, phía sau và bên cạnh

Hình 2 – Máy ở vị trí nằm ngang – Nhìn từ bên cạnh

Hình 3 – Máy ở vị trí nâng – Nhìn từ bên cạnh

Bảng 2 – Tính trọng tâm (COG)

Khoảng cách vết bánh xe của trục cố định T mm o – p

Tổng trọng lượng của máy Ft daN Ffr + Ffl + Fsw

Vị trí COG theo chiều ngang (so với tâm

trục cố định) (Giá trị dương là nằm bên

sở ở vị trí nâng

))(

(w2  Lr R 2Góc được tạo thành bởi đường nối giữa

hai tâm bánh xe và đường nằm ngang qua

α o cos-1 (W / w)

9

tâm bánh xe trục cố định

Góc được tạo thành bởi đường nối giữa

hai tâm bánh xe và đường nằm ngang qua

tâm bánh xe trục cố định ở vị trí nâng

β o tan-1 ((L + r – R) / W')

Hình chiếu thẳng đứng của khoảng cách

theo chiều dọc giữa COG và trục xoay ở vị

trí nâng

c mm Ffar * W' / Ft

Đường phụ để tính toán (xem Hình 3) b mm r + (c / sin ω)

CHÚ THÍCH Ví dụ về tính trọng tâm đã cho trong Phụ lục A

4.3 Phương pháp xác định trọng tâm của máy có tải hoặc máy với công cụ

4.3.1 Phương pháp họa đồ

4.3.1.1 Vì xác định trọng lượng máy có tải với công cụ ở dưới một góc là không thực hiện được và có

thể không an toàn, nên xác định COG của máy có tải bằng phương pháp họa đồ

Giả sử trọng lượng và COG của tải trọng (ví dụ: hạt) và công cụ đã biết

4.3.1.2 Ví dụ dưới đây cho thấy máy liên hợp thu hoạch với thùng chứa đầy hạt và bộ phận thu hoạch

ở vị trí nâng (trường hợp điều kiện trên đồng xấu nhất)

COG của máy rỗng (thùng không chứa hạt và bộ phận thu hoạch được tháo ra) đã biết (ví dụ theophương pháp 4.1) và được đánh dấu trên bản vẽ theo tỷ lệ của máy là coga (xem Hình 4) COG củahạt trong thùng chứa có thể được xác định bằng họa đồ là cogb Trọng lượng hạt đại diện, ví dụ 50 %trọng lượng máy rỗng COG tổng hợp của máy rỗng và tải trọng hạt được đánh dấu là cogd và được hạxuống trên đường giữa coga và cogb tại 1/3 tính từ coga Trọng lượng bộ phận thu hoạch, ví dụ 20 %trọng lượng máy rỗng Giá trị COG của công cụ được đánh dấu là cogc đã biết (ví dụ cân bằng palăng

ở hai góc) COG tổng hợp của máy rỗng và công cụ được hạ xuống xuống trên đường giữa coga vàcogc tại 1/6 tính từ coga COG tổng hợp của máy có tải và công cụ có thể được xác định bằng cáchtương tự Chiều cao và vị trí theo chiều dọc của COG mới lúc này có thể được đo trên bản vẽ Cácnguyên tắc tương tự được áp dụng để xác định vị trí mới theo chiều ngang của COG (y)

Bảng 3 – Dữ liệu vào để tính trọng tâm

Trọng tâm máy rỗng coga mm (x, z) …

Trọng tâm chung của máy rỗng và hạt cogd mm (x, z) …

Trọng tâm chung của máy rỗng và bộ phận thu hoạch coge mm (x, z) …

Trọng tâm chung của máy rỗng, bộ phận thu hoạch, và hạt cogf mm (x, z)

Hình 4 – Máy với công cụ – Nhìn từ bên cạnh

Bảng 4 – Xác đ nh tr ng tâm chung – Ph ị ọ ươ ng pháp h a đ ọ ồ

Trọng lượng sử dụng bởi COG chung

Khoảng cách giữa coga và cogd k' mm (mb * k) / (ma + mb) 500

Trọng lượng sử dụng bởi COG chung

của máy rỗng và bộ phận thu hoạch ma+c daN ma + mc 14 400

Khoảng cách giữa coga và coge n' mm (mc * n) / (ma + mc) 600

Trọng lượng sử dụng bởi COG chung ma+b+c daN ma + mb + mc 20 400

11

của máy rỗng, hạt và bộ phận thu

hoạch

Khoảng cách giữa coge và cogb t mm Đo trên hình vẽ 1 374

Khoảng cách giữa coge và cogf t' mm (mb * t) / (m a+c + m b) 404

Bảng 5 – Xác đ nh tr ng tâm chung – B ng tính toán ị ọ ằ

Trọng lượng bộ phận thu

Khoảng cách theo chiều

ngang từ tâm trục phía

trước tới coga

Khoảng cách theo chiều

ngang từ tâm trục phía

trước tới cogb

Khoảng cách theo chiều

ngang từ tâm trục phía

trước tới cogc

Khoảng cách theo chiều

Khoảng cách theo chiều

ngang từ tâm trục phía

trước tới cogf

thuộc vào điều kiện nó có trọng tâm cao nhất, trong bất kỳ tình trạng hoạt động nào.

5.2 Lật đổ ngang: Máy có một trục cố định và một trục xoay (không có thiết bị giới hạn xoay trục)

5.2.1.2 Tam giác ổn định được tạo thành bởi các đường AB, BC, và AC (Hình 6)

Khi đặt máy trên mặt sàn nghiêng, máy đạt tới rồi vượt quá góc lật tĩnh SOA, và lật đổ khi hình chiếuthẳng đứng của trọng tâm COG ở bên ngoài bề mặt được tạo thành bởi tam giác ABC, trong đó:

– A và C là các điểm lăn ở dưới các lốp trên trục cố định, được xác định bởi giao điểm của các đường

AB và BC và hình chiếu thẳng đứng của đường tâm trục cố định,

– B là giao điểm của đường thẳng qua COG và điểm trụ quay của trục dẫn hướng và mặt đất Chiềuhướng bất lợi nhất của máy để bị lật đổ trên mặt sàn nghiêng là chiều hướng có khoảng cách nhỏ nhấtgiữa COG và đường AB Đây là mặt phẳng vuông góc với đường AB mà COG dịch chuyển trong quátrình nghiêng Điều này có nghĩa là máy ở trên mặt sàn nghiêng phải được đặt ở vị trí mà đường ABsong song với trục bản lề của mặt sàn nghiêng

Ở điều kiện đồng ruộng, điều này có nghĩa là máy đang chạy không song song với đường dốc nhưnghơi lên dốc Chiều cao COG và chiều cao điểm trụ quay của trục dẫn hướng sẽ xác định điểm B Tamgiác ổn định sẽ tốt hơn khi chiều cao điểm trụ quay tăng lên hoặc thấp hơn và tiến nhiều hơn về phíaCOG

CHÚ THÍCH Giả thuyết trong trường hợp, điểm trụ quay này có thể được thiết kế cùng chiều cao của COG, thì tam giác đó

sẽ trở thành một hình chữ nhật, và xe sẽ lật đổ chỉ khi hình chiếu của COG vượt quá đường thẳng được tạo thành bởi các điểm tiếp xúc của lốp trước và lốp sau.

5.2.2 Họa đồ xác định độ ổn định

5.2.2.1 Phương pháp họa đồ có thể được sử dụng để xác định SOA Bên bất lợi nhất phải được xem

xét Trong trường hợp nghi ngờ, phải đánh giá lật cả bên tay trái (LH) và bên tay phải (RH) Hình 6 biểuthị nhìn xe từ phía trên và bên cạnh với COG và điểm trụ quay của trục dẫn hướng cùng không ở trênđường thẳng với đường tâm của xe (giá trị a và y ≠ 0)

Hình 6 – Xác định tam giác ổn định bằng họa đồ 5.2.2.2 Xác định tam giác ổn định bằng họa đồ trên bản vẽ có tỷ lệ có thể được thực hiện theo các

bước sau (xem Hình 6 và 7):

a) a) vẽ đường QS được xác định bởi COG Q và điểm trụ quay của trục dẫn hướng S khi nhìn từphía bên cạnh và tìm giao điểm với đường mặt đất để xác định điểm B;

b) vẽ đường thẳng có chiều dài không xác định qua điểm B và song song với các đường tâm của cáctrục nhìn từ phía bên cạnh;

c) vẽ đường QS khi nhìn từ phía trên;

d) điểm giao nhau của đường QS khi nhìn từ phía trên và đường thẳng qua điểm B nhìn từ bên cạnh,song song với các đường tâm của các trục, xác định được điểm B khi nhìn từ phía trên, là đỉnh củatam giác ổn định

5.2.2.3 Xác định họa đồ của góc lật tĩnh SOA trên bản vẽ có tỷ lệ có thể được thực hiện theo các bước

sau (xem Hình 7):

a) vẽ đường BA;

b) tìm đường DF khi nhìn từ phía trên bằng cách vẽ đường thẳng qua COG Q và vuông góc vớiđường AB Mặt phẳng thẳng đứng được xác định bởi đường DF là mặt phẳng trong đó COG dịchchuyển khi xe đang ở trên mặt sàn nghiêng, với đường AB song song với trục bản lề của mặt sàn;

15

c) tìm đường QD khi nhìn từ phía trên bằng cách vẽ đường thẳng có chiều dài không xác định, bắt đầu

từ COG Q, chạy song song với đường AB và xác định vị trí D trên đường thẳng mới đó;

d) tìm đường AD theo hướng vuông góc với đường AB bằng cách vẽ một đường thẳng qua D songsong với đường DF khi nhìn từ phía trên (đây là đường mặt đất);

e) tìm điểm QD theo hướng vuông góc với đường AB bằng cách vẽ đường thẳng song song vớiđường AB qua điểm D với chiều dài bằng z, chiều cao của COG;

f) quay AQ và tìm giao điểm F với đường AB;

g) góc α là góc lật tĩnh SOA và bằng DA/QD (%)

Hình 7 – Họa đồ xác định góc lật tĩnh SOA 5.2.3 Xác định độ ổn định bằng tính toán

SOA có thể được tính bằng công thức nêu trong Bảng 7 và Hình 7

Bảng 6 – Dữ liệu vào đối với góc lật tĩnh

Mô tả dữ liệu Ký hiệu Đơn vị

Vị trí COG theo chiều dọc (so với trục cố định) x mm

Độ lệch điểm trụ quay của trục dẫn hướng (để đơn giản, a = 0 trong tất cả

Ký hiệu Đơn vị Công thức

Khoảng cách giữa cạnh mép bên trong và

điểm lăn của lốp trục cố định

Khoảng cách giữa cạnh mép bên trong và

điểm lăn của lốp trục dẫn hướng

Cạnh đáy của tam giác ổn định AA' mm (o – 2 * (p – s)) / 2

Khoảng cách nhìn từ bên cạnh giữa điểm

B và hình chiếu thẳng đứng điểm quay

thẳng đứng của COG và cạnh AB

Góc lật tĩnh SOA không có thiết bị giới hạn

góc xoay trên trục xoay

α o tan-1 * (DF / z)

Góc lật tĩnh SOA không có thiết bị giới hạn

góc xoay trên trục xoay

5.3 Lật đổ ngang: Máy có một trục cố định và một trục xoay có thiết bị giới hạn góc xoay

Hầu hết các máy tự hành đều được trang bị thiết bị giới hạn góc xoay trên trục dẫn hướng, khi va đậptrong lúc lật đổ ngang, giúp hạn chế xoay trục trước khi máy bị lật đổ hoàn toàn Bánh xe trục cố định,đối diện với đường AB (xem Hình 6), mất tiếp xúc với mặt đất và nâng lên Thân máy lăn quanh đường

AS và dừng lại khi trục dẫn hướng chạm vào thiết bị giới hạn góc xoay Tại điểm đó, đường thẳng ổnđịnh được tạo thành bởi các điểm tiếp xúc của lốp trước và lốp sau Thiết bị giới hạn góc xoay chỉ cóhiệu quả khi góc của trục dẫn hướng giữ được hình chiếu thẳng đứng ở bên trong đường thẳng ổnđịnh được tạo thành bởi các lốp, để hấp thụ chấn động của việc lăn quanh đường AS

Điều kiện kỹ thuật không cho phép đánh giá quán tính của máy, do lăn trên đường AS, có đến mứclàm lật nghiêng máy hoàn toàn hay không, mặc dù có đường ổn định mới Mỗi nhà sản xuất phải đánhgiá thiết bị giới hạn góc xoay có tác dụng ngăn chặn việc lật đổ máy hay không

Trong ví dụ sau, giả sử có giới hạn 1,25 hoặc, nói cách khác, thiết bị giới hạn góc xoay đạt được nhỏhơn 80% từ đường ổn định được tạo thành bởi các lốp, nghĩa là SOA bằng α Hình 8 minh họa hìnhdạng đơn giản của các góc α, σ, và δ (tất cả các góc trong cùng một mặt phẳng ngang)

CHÚ THÍCH 1 Các phiên bản tiếp theo phần này của ISO 16231 dự kiến sẽ bao gồm phương pháp chính xác hơn trong đó các góc được hình dung trong mặt phẳng tương ứng của chúng bằng cách trình bày dạng 3D.

Hình 8 – Sự dịch chuyển trọng tâm COG khi lật đổ quanh đường AS – xem D2

Bảng 8 – Tính góc lật tĩnh (giá trị σ)

Sự chênh lệch về chiều rộng bánh giữa

lốp trước và sau

∆o mm (o/2 – (p – s)) – (o'/2 – (p' – s'))

SOA khi lăn quanh đường ổn định

được tạo thành bởi các lốp

σ % (AA' – y – (∆o * x / W)) * 100 /z

SOA khi lăn quanh đường ổn định

được tạo thành bởi các lốp

sử dụng như giá trị SOA; nếu không phải sử dụng α

CHÚ THÍCH 2 Giá trị giới hạn 1,25 chỉ mang tính chỉ dẫn và phải được đánh giá cho từng kiểu máy

5.4 Lật đổ ngang: Máy không có trục xoay

5.4.1 Máy chạy xích

19