Nghiên cứu tính chất hoạt động của máy kéo SHIBAURA 3000a khi lắp thêm bánh phụ làn việc trên dốc ngang

Luận văn

bộ giáo dục và đào tạo trường đại học nông nghiệp I

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị

cơ giới hoá nông lâm nghiệp Mã số: 60.52.14

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nông Văn Vìn

Hà Nội - 2006

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đ2 đ−ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn

đều đ−ợc chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Đồng Sáng Tác

Lời cảm ơn

Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Nông Văn Vìn người đ2 tạo

điều kiện và giúp đỡ tôi rất tận tình trong suốt quá trình nghiên cứu

và hoàn thành luận văn thạc sỹ của mình

Xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Ô tô máy kéo, Khoa Cơ điện - Trường đại học Nông nghiệp I đ2 đóng góp những ý kiến bổ ích cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp Trường trung học và dạy nghề cơ điện xây dựng nông nghiệp

và phát triển nông thôn nơi tôi đang công tác đ2 tạo điều kiện giúp

đỡ tôi trong suốt những năm tháng để hoàn thành công việc của mình

Tác giả luận văn

Đồng Sáng Tác

2.1 Vài nét về Tình hình cơ giới hóa nông lâm nghiệp trên vùng đất dốc 112.2 Vài nét về tình hình phát triển máy kéo đồi dốc trên thế giới và trong

4 Kết quả nghiên cứu, thiết kế cải tiến hệ thống di động của máy

4.2 Mục tiêu, phương pháp nghiên cứu 47

4.3.1 Lựa chọn và xác định các thông số cơ bản của bánh phụ 47

4.3.3 Khảo sát tính năng kéo bám của máy kéo cải tiến khi làm việc trên

Danh mục các bảng

Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật cơ bản của bánh phụ 51

Hình 3.6 Đường đặc tính tự điều chỉnh của động cơ 38Hình 3.7 Đường đặc tính tự điều chỉnh của động cơ SDư3000A 42Hình 4.1 Sơ đồ xác định kích thước cơ bản của bánh phụ 48Hình 4.2 Sơ đồ góc dốc giới hạn ổn định ngang tĩnh học của máy kéo 49

Hình 4.4 Hình ảnh bánh phụ lắp với máy kéo SHIBAURAư3000A 51Hình 4.4c Phổ màu kiểm tra hệ số an toàn bền bánh phụ 54Hình 4.5 Đường đặc tính kéo của máy kéo SHIBAURAư3000A trên đất

Hình 4.6 ảnh hưởng độ dốc ngang đến hiệu suất kéo của máy kéo

Hình 4.7 Đường đặc tính kéo của máy kéo SHIBAURAư3000A khi làm

Hình 4.8 Đường đặc tính kéo của máy kéo SHIBAURAư3000A khi làm

Hình 4.9 Sơ đỗ thí nghiệm xác định lực bám của máy kéo 62

Hình 4.11 Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm DASYLAB 7.0 63

1 Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Điều kiện sản xuất nông lâm nghiệp ở vùng đồi núi có những đặc thù riêng, trước hết là địa hình phức tạp hơn nhiều so với đồng bằng: độ dốc mặt

đồng lớn và không đồng đều, có nơi góc dốc hơn 300; đồng ruộng phân bố vụn vặt với kích thước lô thửa thường nhỏ và không vuông vắn; mặt đồng không bằng phẳng, đường xá đi lại rất khó khăn, thậm chí nhiều nơi không có lối cho máy đi vào Đặc điểm thứ hai là cơ cấu cây trồng rất đa dạng với yêu cầu về cơ giới hoá cũng rất khác nhau, tính quy hoạch đồng ruộng còn rất thấp, cùng một khu hoặc ngay trên cùng một lô ruộng có thể trồng nhiều loại cây trồng khác nhau, cây lâm nghiệp xen lẫn cây nông nghiệp

Xét về điều kiện thực hiện cơ giới hoá, những đặc điểm trên là những nguyên nhân chính gây khó khăn cho việc thực hiện cơ gới hoá nông lâm nghiệp ở vùng đồi núi

Máy kéo là nguồn động lực chính để thực hiện các khâu công nghệ sản xuất nông lâm nghiệp, phải hoạt động trong những điều kiện rất khó khăn, phức tạp, đặc biệt là đối với các máy kéo lâm nghiệp vì hầu hết các vùng đất lâm nghiệp nói riêng phải có tính ổn định cao, tính năng kéo bám tốt

Để đáp ứng yêu cầu cơ giới hoá vùng đất dốc, nhiều nước công nghiệp phát triển đ2 chế tạo ra các loại máy kéo chuyên dùng có tính an toàn cao, khả năng kéo bám tốt nhờ đó nâng cao được khả năng sử dụng một cách rõ rệt Tuy nhiên, các loại máy kéo này thường rất đắt tiền Vì vậy hướng cải tiến các máy kéo nông nghiệp thông dụng cho đồng bằng để đáp ứng được một phần nào các công việc cơ giới hoá trên vùng đất dốc nông lâm nghiệp vẫn được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới [14]

ở nước ta, một mặt do nền công nghiệp chế tạo máy nói chung và chế tạo máy kéo nói riêng chưa phát triển, mặt khác do khả năng về vốn đầu tư của

“thời gian nông nhàn”, cần tìm ra những biện pháp mở rộng phạm vi hoạt

động của các máy kéo bằng cách cải tiến kỹ thuật hoặc tạo ra thêm các việc làm cho các liên hợp máy kéo [1]

Để giải quyết những vấn đề trên, trước hết là phải có những đầu tư nghiên cứu lựa chọn loại máy kéo nông nghiệp có thể cải tiến được chừng mực nhất định và công việc cải tiến không đòi hỏi chi phí quá lớn và có thể thực hiện được trong điều kiện chế tạo ở nước ta hiện nay

Máy kéo Shibaura-3000A do Nhật Bản chế tạo là loại máy kéo kéo 2 cầu chủ động, có tính năng kéo bám tốt công dụng chính là thực hiên các khâu cơ giới hoá ở khu vực đồng bằng

Đề tài nhánh cấp nhà nước KC-07-26-01 do PGS.TS Nông Văn Vìn chủ trì đ2 chọn mẫu máy kéo này làm mẫu máy cần cải tiến để áp dụng thử ở khu vực trung du và miền núi

Để đánh giá khả năng áp dụng một loại máy kéo đồng bằng vào khu vực đồi dốc cần phải tiến hành nghiên cứu tính năng kỹ thuật và thử nghiệm trong điều kiện sản xuất Trên cơ sở đó có thể tìm ra các giải pháp kỹ thuật để cải tiến là lựa chọn chế độ sử dụng cho hợp lý

Tính chất kéo bám và tính ổn định ngang của các liên hợp máy kéo gây

ảnh hưởng lớn đến chất lượng công việc, năng suất và tính an toàn chuyển

động, ảnh hưởng đến sức khoẻ người lái…Hai tính chất này phụ thuộc vào

Với những lý do trên chúng tôi đ2 thực hiện đề tài luận văn Thạc sỹ:

“Nghiên cứu tính chất hoạt động của máy kéo shibaura- 3000A khi lắp thêm bánh phụ làm việc trên dốc ngang”

Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Động lực, Khoa Cơ điện, Trường Đại học Nông nghiệp 1 và Lâm trường Tam Thanh, tỉnh Phú Thọ

1.2 Mục đích và yêu cầu của đề tài

Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu cải tiến hệ thống di động của máy kéo Shibaura-3000A nhằm nâng cao khả năng kéo bám và tăng tính ổn định ngang phục vụ cơ giới hóa nông lâm nghiệp ở vùng đất dốc

Nhiệm vụ nghiên cứu:

Để thực hiện mực tiêu trên trong luận văn đ2 thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu tổng quan về tình hình cơ giới hoá nông lâm nghiệp ở vùng trung du và miền núi phía bắc nước ta

- Tìm hiểu về tính năng kỹ thuật của máy kéo Shibaura-3000A

- Khảo sát lý thuyết một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất kéo bám và tính ổn định ngang của máy kéo bánh khi làm việc trên dốc ngang

ư Thiết kế, chế tạo bánh phụ lắp với máy kéo SHIBAURAư3000A

- Nghiên cứu thực nghiệm tính chất kéo bám và tính ổn định ngang của máy kéo Shibaura-3000A trên vùng đất dốc

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm bánh phụ lắp với máy kéo SHIBAURAư3000A để nâng cao khả năng kéo bám và tính ổn định ngang khi làm việc trên đất dốc lâm nghiệp theo yêu cầu của đề tài nhánh cấp nhà nước KC-07-26-01 do PGS.TS Nông Văn Vìn chủ trì

2 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

2.1 Vài nét về Tình hình cơ giới hóa nông lâm nghiệp trên vùng đất dốc

2.1.1 Tình hình cơ giới hóa xử lý thực bì làm đất trồng rừng

a) Trên thế giới

Làm đất là khâu không thể thiếu được trong quá trình sản xuất nông nghiệp hoặc tái tạo rừng trồng Đây là khâu nặng nhọc và đòi hỏi nhiều công sức, do đó nhu cầu cơ giới hóa là rất lớn Trong cơ giới hóa khâu làm đất cần quan tâm đến công nghệ và thiết bị thực hiện

* Về công nghệ làm đất

Tùy theo điều kiện tự nhiên, và điều kiện kinh tếưx2 hội có thể lựa chọn công nghệ làm đất khác nhau Thường người ta dựa theo cấp độ dốc và phân loại như sau: [ 10]

- ở độ dốc cấp 1 (dưới 80): Sử dụng công nghệ cày toàn diện song song với đường đồng mức, đường cày lật úp về phía ngược dốc để giữ nước, tránh rửa trôi do nước mặt.Sử dụng các loại cày 4 lưỡi chúc sâu theo bậc, lưỡi cày 1-3 sâu hơn lưỡi cày 2- 4 tạo ra đường cày xếp lượn sóng Trên 1ha tạo ra

được 4000 đường cày kiểu như vậy và có thể giữ được 900 m3 nước mưa

- ở độ dốc cấp 2 (8 ữ 120): Công nghệ cày theo băng với tổng số diện tích băng nhỏ hơn 50% diện tích chung, chiều rộng băng 5 ữ 10 m ở độ dốc cao làm băng nhỏ, ở phía trên băng cày sâu hơn bình thường để giữ nước (chiều sâu 30 cm)

- ở độ dốc cấp 3 (12 ữ 200): Sử dụng công nghệ làm đất theo bậc thang, bậc thang có độ nghiêng 5 ữ 60 về phía trong để giữ nước, tránh xói

mòn Chiều rộng bậc 0,8 ữ 4,0 m

- ở độ dốc cấp 4 (20 ữ 350): Làm bậc thang với chiều rộng nhỏ hơn

3 m, sử dụng các thiết bị đào r2nh và khoan hố

- ở độ dốc cấp 5 (35 ữ 400): Làm bậc thang với chiều rộng dưới 2,5 m,

sử dụng các thiết bị đào r2nh và khoan hố

Tóm lại, quy trình công nghệ làm đất được nghiên cứu và áp dụng khá rộng r2i ở các nước có nền lâm nghiệp phát triển Việc áp dụng quy trình công nghệ nào

là tùy thuộc vào đặc điểm cụ thể của từng nước và của khu vực trồng rừng

Nguồn động lực để cơ giới hóa khâu làm đất chủ yếu là máy kéo ở các nước phát triển thường sử dụng các máy kéo chuyên dùng có công suất lớn, có khả năng kéo bám tốt, có tính ổn định cao ở các nước chậm phát triển hoặc

đang phát triển thường chỉ sử dụng các máy kéo thông thường và mức độ cơ giới hóa khâu làm đất còn rất hạn chế

b) ở Việt Nam

* Về công nghệ làm đất:

Hiện nay, công tác trồng rừng ở nước ta thường được tiến hành một cách phân tán với quy mô nhỏ và chủ yếu trên hai loại đất chính sau:

- Đất trống đồi trọc, đất bạc màu lẫn đá, tầng đất canh tác mỏng, độ dốc lớn;

- Đất rừng sau khai thác, độ dốc lớn, lẫn gốc, rễ cây, có thảm thực vật che phủ;

Làm đất là một khâu quan trọng không thể thiếu được trong quá trình canh tác nông lâm nghiệp nhằm mục đích nâng cao độ phì của đất, tạo điều

kiện thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng

Để đạt được mục đích trên, bên cạnh việc sử dụng các công cụ thủ công quen thuộc, ở nước ta đ2 tiến hành nghiên cứu áp dụng các công nghệ và thiết

bị máy móc phục vụ cho việc CGH khâu làm đất

Để làm đất trồng rừng trên địa hình đồi núi có độ dốc dưới 100 người ta tiến hành xử lý thực bì, sau đó dùng máy cày ngầm lắp sau máy kéo và cày theo đường đồng mức Loại cày này không lật đất, chỉ phá vỡ tầng đất mặt khô cứng lâu ngày Hiện nay, đất có độ dốc dưới 100 dành cho sản xuất lâm nghiệp còn lại không đáng kể

Đối với đất trồng rừng trên đồi núi có độ dốc trên 100 đ2 nghiên cứu áp dụng phương pháp cày theo băng ở những địa hình có độ dốc nhỏ Trên đất có

độ dốc lớn hơn thì dùng máy ủi để tạo bậc thang theo đường đồng mức, sau đó cày rạch, khoan hay cuốc hố theo bậc thang để trồng cây

Đối với rừng sau khai thác: ở nước ta đ2 thử nghiệm dùng máy ủi, máy

đào gốc, máy phát dọn cây bụi để xử lý thực bì, đào gốc rà rễ, dọn hiện trường phục vụ các khâu làm đất tiếp theo

Đối với đất bazan (Tây Nguyên) hoặc đất phù xa cổ (Đông Nam bộ) sử dụng cày đĩa (cày chảo) cày úp thành vồng để trồng cây Làm như vậy có tác dụng vùi lấp cỏ, hạn chế lửa rừng [8]

Nhìn chung đất rừng nước ta thường có độ dốc lớn, dễ bị xói mòn, đất chặt, địa hình chia cắt phức tạp; quy mô sản xuất nhỏ, khả năng đầu tư tài chính hạn chế làm cho việc sử dụng các công nghệ và thiết bị của nước ngoài

có công suất lớn, giá cao vào điều kiện nước ta tỏ ra chưa hiệu quả Vì vậy, CGH khâu làm đất trồng rừng mới chỉ ở mức độ rất thấp, đặc biệt là ở miền núi phía Bắc

* Về thiết bị cơ giới hoá làm đất:

Làm đất trồng rừng là một khâu công việc nặng nhọc, tốn nhiều công sức trong quá trình tái tạo rừng Vì thế, việc nghiên cứu sử dụng các thiết bị cơ giới

vào khâu công việc này đ2 được các nhà khoa học lâm nghiệp quan tâm từ lâu:

Giai đoạn 1960 -1970, trong việc làm đất trồng rừng đ2 bước đầu thử nghiệm sử dụng các thiết bị cơ giới, như: Máy khoan hố trồng cây Molorobot (Tiệp Khắc), ES–35B (CHDC Đức), cày NKB–2–54M lắp sau máy kéo DT–54A (Liên Xô) cày toàn diện theo đường đồng mức trên sườn đồi để làm đất trồng rừng bạch đàn ở một số tỉnh phía Bắc [9], [11]

Giai đoạn 1971 – 1980, Ngành cơ giới trồng rừng đ2 nghiên cứu sử dụng máy ủi DT-75 và T-100 để làm bậc thang trên đồi trọc có độ dốc từ 15ữ30o Sau đó, để đáp ứng yêu cầu làm đất trồng rừng ngày càng tăng của ngành lâm nghiệp, Tác giả công trình [10] đ2 nghiên cứu chế tạo cày ngầm CN-1 và CN-2 lắp sau máy kéo DT-54 và DT-75 với độ cày sâu đạt 40 ữ45 cm

và đ2 đưa vào sản xuất thử nghiệm ở một số địa phương Nhưng do khả năng

đầu tư thiết bị còn hạn chế, cơ chế sản xuất kinh doanh thay đổi, quy trình công nghệ chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ nên kết quả của đề tài chưa

được sử dụng rộng r2i

Trong những năm gần đây, CGH làm đất trồng rừng đ2 phát triển lên một bước cao hơn, một số máy móc hiện đại đ2 được nhập bổ sung và thay thế cho các công cụ máy móc trước kia Các máy kéo có công suất lớn như T-130 (Liên Xô cũ), KOMATSU, D53A, D53P, D65A, D85A (Nhật Bản) đ2 được sử dụng vào làm đất trồng rừng tại vùng nguyên liệu giấy Vĩnh Phú, Trung tâm Khoa học - Sản xuất Lâm nghiệp Đông Bắc Bắc Bộ,.… [11]

Như vậy có thể nói tình phát triển cơ giới hóa khâu làm đất trên vùng

đất dốc ở nước ta còn ở mức rất thấp cả về công nghệ lẫn thiết bị

2.1.2 Tình hình cơ giới hóa các khâu chăm sóc rừng trồng

a) Trên thế giới

Cơ giới hóa khâu chăm sóc rừng trồng thường thực hiện các khâu chủ yếu như phát quang, tỉa thưa, phun thuốc trừ sâu, xới đất theo hàng, theo băng

hay cục bộ quanh gốc cây

Các thiết bị để CGH các khâu công việc chăm sóc rừng thường là các máy cầm tay như cưa xăng với cơ cấu cắt là xích hoặc đĩa cắt chuyên dụng để phát thực bì, máy cắt cỏ, máy liên hợp chặt hạ - vận xuất cỡ nhỏ để chặt tỉa thưa,

Các máy kéo thường được sử dụng làm nguồn động lực cho các khâu phát thực bì, phun thuốc trừ sâu, xới đất theo hàng, theo băng

Để xới đất và vun gốc, ở các nước lâm nghiệp phát triển đ2 chế tạo và

sử dụng nhiều loại máy móc khác nhau, chủ yếu là các loại máy cày lật đất với độ sâu nhỏ, máy phay đất để tạo độ tơi xốp cho đất và diệt cỏ

b) ở Việt Nam

Hiện nay, ở nhiều cơ sở sản xuất lâm nghiệp cũng như các trang trại của các hộ gia đình đ2 sử dụng các máy cắt cỏ, cắt cây bụi cầm tay của nước ngoài sản xuất, chủ yếu là của Nhật, Trung Quốc, Thụy Điển, để cắt cỏ, phát quang cây bụi, dây leo trong chăm sóc rừng Các loại máy này tỏ ra tương đối phù hợp với điều kiện rừng Việt Nam

Việc xới đất, vun gốc đối với rừng trồng chỉ được tiến hành trong 3 năm

đầu sau khi trồng rừng ở nước ta công việc này vẫn tiến hành bằng thủ công

là chính, chưa có loại máy chuyên dùng nào được sử dụng cho công việc này 2.1.3 Tình hình sử dụng máy kéo trong vận xuất gỗ rừng trồng

a) ở thế giới

Trong khai thác gỗ rừng trồng, chiều dài khúc gỗ thường được chặt theo quy định và đường kính cây thường không lớn lắm, thân cây tương đối thẳng

Đặc điểm này thuận lợi cho khâu vận xuất và vận chuyển

Khâu vận xuất có thể dùng máy kéo hoặc dùng tời cáp tùy theo địa hình

và khả năng đáp ứng thiết bị Trường hợp dùng máy kéo để kéo thì đòi hỏi máy phải có tính năng kéo bám tốt, tính ổn định cao vì điều kiện chuyển động

trong rừng rất phức tạp: địa hình gồ ghề, độ dốc lớn, nhiều chướng ngại vật

Đối với khâu vận chuyển, các máy kéo chỉ tham gia vận chuyển trên các cung đường ngắn, thường vận chuyển từ b2i tập kết ở bìa rừng đến các kho chứa hoặc đến các nơi tập kết mới để chuyển lên các phương tiện vận chuyển

có tốc độ cao hơn như ô tô hoặc tàu hỏa

Để tăng hiệu quả vận xuất và vận chuyển, xu hướng chung là tăng công suất động cơ nhằm tăng vận tốc chuyển động của liên hợp máy

b) ở Việt Nam

Nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng ở nước ta đang ngày càng phát triển

và vấn đề cơ giới hóa các khâu khai thác, vận xuất và vận chuyển gỗ rừng trồng cũng trở nên ngày càng cấp thiết hơn

Một khó khăn lớn hiện nay là chúng ta chưa có các loại máy kéo chuyên dùng cho vùng đồi dốc, do đó việc cơ giới hóa khâu vận xuất gỗ rừng trồng cũng gặp nhiều khó khăn Việc sử dụng các máy kéo nông nghiệp để vận xuất đang là hướng khả thi nhất Tuy nhiên hiệu quả sử dụng không cao vì các máy kéo nông nghiệp được thiết kế chỉ làm việc có hiệu quả ở các góc dốc ngang dưới 10 độ Trong công trình [ 7 ] đ2 nghiên cứu cải tiến máy kéo nông nghiệp để thực hiện khâu vận xuất, bốc dỡ và vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng Tuy nhiên các kết quả còn hạn chế và mẫu máy chưa được áp dụng trong thực tiễn Trong công trình [ 14 ] đ2 nghiên cứu lựa chọn hệ thống động lực phục

vụ sản xuất nông lâm nghiệp ở vùng trung du và miền núi phía Bắc cũng với hướng cải tiến máy kéo nông nghiệp đồng bằng nhằm nâng cao khả năng kéo bám và tăng tính ổn định ngang, song kết quả nghiên cứu mới dừng ở phân tích lý thuyết

Nhìn chung, các khâu vận xuất và vận chuyển gỗ rừng trồng trong những năm gần đây chủ yếu dùng các máy kéo nông nghiệp Tuy hiệu quả còn thấp nhưng đ2 có tác dụng nhất định đến sự phát triển chung của cơ giới hóa nông lâm nghiệp

điểm đặc trưng nhất là vùng đất để sản xuất lâm nghiệp và sản xuất nông nghiệp thường xen lẫn nhau, trên các độ dốc thấp thường dành cho sản xuất nông nghiệp (nhỏ hơn 12ư150), còn ở các độ dốc cao hơn dành cho sản xuất lâm nghiệp hoặc các loại cây ăn quả lâu năm Do vậy, hầu hết ở những vùng, những nước có nền kinh tế chưa phát triển thường sử dụng mô hình sản xuất nông lâm kết hợp với quy mô nhỏ và vừa Khái niệm về hệ thống máy móc thiết

bị cơ giới hóa cũng dành chung cho cơ giới hóa nông lâm nghiệp, trong đó nguồn động lực chính là máy kéo, có thể liên hợp với các loại máy công tác khác nhau, có thể là máy lâm nghiệp hoặc máy nông nghiệp Với dạng mô hình này sẽ khai thác nguồn động lực có hiệu quả hơn, cần ít vốn hơn Tuy nhiên, nếu điều kiện kinh tếưx2 hội cho phép thì nên sử dụng mô hình chuyên canh, tách biệt thành những trang trại riêng chỉ sản xuất cây lâm nghiệp, kể cả trên các độ dốc thấp cũng không trồng cây nông nghiệp Đồng thời trang bị các máy chuyên dùng có tính năng kỹ thuật cao Loại mô hình này cho hiệu quả kinh tế cao nhưng đòi hỏi vốn lớn và cần giải quyết một số vấn đề liên quan đến x2 hội như giải quyết công ăn việc làm cho các hộ nông dân ở khu vực đó

b) ở Việt Nam

Từ khi thực hiện chủ trương của Chính phủ về việc giao đất, giao rừng cho các hộ nông dân sử dụng lâu năm, các nông trường quốc doanh bị thu hẹp lại Loại hình sản xuất trang trại được hình thành, nhưng hầu hết là ở mức độ quy mô nhỏ và chưa phải là phổ biến trong toàn quốc Mô hình sản xuất phổ biến hơn cả

là mô hình sản xuất nông lâm kết hợp, trong đó các hộ nông dân làm chủ, Nhà

nước chỉ hỗ trợ một phần nào về vốn đầu tư trồng rừng, bao tiêu sản phẩm

Do những đặc điểm trên, việc thực hiện cơ giới hóa cũng có nhiều biến

đổi Việc trang bị máy móc, thiết bị cơ giới hóa sản xuất nông lâm nghiệp

được tư nhân hóa với trình độ kỹ thuật ở mức thấp vì thiếu vốn đầu tư, chủ yếu

sử dụng các nguồn động lực là các máy kéo nông nghiệp cỡ công suất nhỏ và

cỡ trung Đối với các lâm trường quốc doanh (chỉ tồn tại với số lượng rất ít), mặc dù có vốn đầu tư lớn hơn so với các nông hộ nhưng cũng không phát triển

được hệ thống máy móc thiết bị cơ giới hóa, thậm chí không còn tồn tại (ở hầu hết các lâm trường, nông trường miền Bắc) Khi cần thực hiện một số khâu cơ giới hóa họ thuê các các chủ tư nhân có hiệu quả hơn

Một số nhận xét:

Vấn đề cơ giới hóa sản xuất nông lâm nghiệp ở nhiều nước trên thế đ2

được giải quyết tốt, tuy nhiên, việc áp dụng những kết quả nghiên cứu ở nước ngoài vào điều kiện sản xuất của nước ta cần phải quan tâm một số điểm đặc thù sau:

- Hầu hết rừng nước ta nằm trên địa hình dốc Vì vậy, yêu cầu đối với các thiết bị cơ giới là phải có sức vượt và tính ổn định cao; công nghệ làm đất phải tính đến việc hạn chế tối đa xói mòn đất; thiết bị làm đất phải phù hợp với điều kiện là đất có độ dốc, độ chặt cao và tầng đất canh tác mỏng

- Quy mô sản xuất không lớn, lực lượng lao động thủ công dồi dào, giá nhân công rẻ đ2 hạn chế việc đầu tư mua sắm các thiết bị hiện đại, đắt tiền

Đồng thời cơ sở hạ tầng kỹ thuật còn thấp kém, thiếu đồng bộ đ2 làm cho giá thành sử dụng thiết bị tăng cao

Để giải quyết những vấn đề trên, việc lựa chọn hệ thống động lực cho phù hợp cần phải được xem xét ưu tiên vì trên cơ sở đó mới có thể định hướng

được hệ thống các máy công tác kèm theo

ư Các máy kéo xích thường đảm nhiệm các công việc có lực cản lớn

ư Các máy kéo bánh thông thường đảm nhiệm các công việc có lực cản không lớn lắm và chỉ làm việc trên các góc dốc nhỏ hơn 150 [1], [14], [22]

ư Các máy kéo chuyên dùng đảm nhiệm các công việc trên độ dốc lớn tới 250 [16]

ư Các máy kéo nhỏ thực hiên các công việc chăm sóc

Hầu hết các công việc trên đất dốc đòi hỏi các liên hợp máy phải chuyển động theo đường đồng mức, do đó yêu cầu kỹ thuật đối với các máy kéo đồi dốc, trước hết là phải có tính ổn định ngang cao và tính năng kéo bám tốt, tính an toàn cao khi máy kéo chuyển động trên dốc ngang

Để tăng tính ổn định ngang có thể thực hiện theo một số phương án như: tăng bề rộng cơ sở, hạ thấp trọng tâm, lắp thêm tải trọng phụ, sử dụng các máy kéo có khung tự cân bằng

Để tăng khả năng bám, có thể tăng kích thước các mấu bám, tăng trọng lượng bám cho các bánh phía trên dốc, sử dụng máy kéo 2 cầu chủ động, máy kéo xích hoặc máy kéo nửa xích, máy kéo có khung thăng bằng

Cần lưu ý là các phương án làm tăng tính ổn định ngang đồng thời cũng

có tác dụng làm tăng khả năng kéo bám nhờ hạn chế được sự chênh lệch giữa

phản lực pháp tuyến trên các bánh chủ động phía trên và phía dưới dốc

Các loại máy kéo bánh có khung thăng bằng cũng được phát triển ở một

số nước Trên hình 2.1 trình bày một số sơ đồ máy kéo có khung thăng bằng: chỉ giữ thăng bằng phần khung máy (a); giữ thăng bằng cả khung máy và cả

hệ thống di động (b, c, d, e) Nhờ kết cấu đặc biệt như vậy, tính ổn định ngang, tính năng lái và tính năng kéo bám tốt hơn hẳn các loại máy kéo thông thường Những loại máy kéo này có thể làm việc có hiệu quả ở những độ dốc cao hơn (tới 20-250), trong khi các loại máy kéo nông nghiệp thông thường chỉ

được phép sử dụng ở góc dốc nhỏ hơn khoảng 12-150 Tuy nhiên, kết cấu của các loại máy kéo này rất phức tạp, khó chế tạo và giá thành cao Trong điều kiện vốn đầu tư còn rất hạn chế, trình độ chế tạo còn thấp chúng ta chưa thể

tự chế tạo các máy kéo chuyên dùng cho vùng đất dốc

Hình 2.1 Một số loại máy kéo đồi dốc có khung cân bằng [ 22]

Một phương án khác có tính khả thi cao hơn và cũng được áp dụng tương đối phổ biến ở nhiều nước là cải tiến các máy kéo nông nghiệp thông thường để thực hiện các công việc trên đất dốc, thể hiện trên hình 2.2

c)

đột ngột khiến cho người lái khó đoán trước được và khó có thể điều chỉnh kịp thời cho phù hợp, nhiều khi còn gây nguy hiểm cho sự an toàn thiết bị Nếu dùng truyền động thuỷ lực (côn thuỷ lực, hộp số thuỷ lực hoặc các bộ phận an toàn thuỷ lực…) sẽ có khả năng phát huy được công suất động cơ tốt hơn,

c)

giảm được tải trọng động, tránh được quá tải cho các chi tiết trong hệ thống truyền lực, an toàn cho các bộ phận làm việc, giảm thời gian dừng máy để sang số, người lái đỡ căng thẳng thần kinh trong quá trình điều khiển máy… Những ưu điểm đó góp phần nâng cao năng suất và chất lượng công việc rất

đáng kể Chính vì vậy xu thế chung là sử dụng ngày càng phổ biến các máy kéo có hệ thống truyền động thuỷ lực cho các máy kéo đồi dốc

ở các vùng đất có độ dốc cao, chủ yếu sử dụng máy kéo xích hoặc các máy kéo bánh chuyên dùng cho vùng đồi

Đối với các nước chậm phát triển hoặc đang phát triển, việc trang bị một hệ thống máy kéo cho quốc gia của mình chủ yếu là theo con đường nhập khẩu Tuy nhiên do hạn chế về vốn, để tiết kiệm vốn và đồng thời để kích thích, tạo điều kiện cho công nghiệp trong nước phát triển, nhiều nước đang phát triển cũng đ2 hình thành và phát triển ngành chế tạo máy kéo

b) Việt Nam

Công tác nghiên cứu, thiết kế, hế tạo máy kéo ở nước ta bắt đầu khá sớm, từ năm 1962 đ2 nghiên cứu thiết kế chế tạo và thử nghiệm loại máy kéo MTZ-7M (lấy tên là "Tháng Tám") Tiếp theo đó, liên tục đ2 có nhiều chương trình nghiên cứu khoa học cấp nhà nước về chế tạo máy kéo Vào những năm 1988ư1989, Bộ Cơ khíưluyện kim đ2 tiến hành nghiên cứu thiết kế chế tạo máy kéo 50 m2 lực BSư50 dựa trên mẫu máy MTZư50 của Liên Xô (cũ) Qua thử nghiệm máy kéo BS-50 cho thấy chất lượng chế tạo chưa đảm bảo độ tin cậy sử dụng Từ 1994 đến 1996, đề tài cấp nhà nước KC04ư17 đ2 thực hiện nghiên cứu thiết kế, chế tạo loại máy kéo 4 bánh, 17 m2 lực Mẫu máy này đ2

được khẳng định về nguyên lý kết cấu nhưng chưa hoàn thiện được quy trình công nghệ chế tạo Năm 1997, Công ty Máy kéo và máy nông nghiệp cùng với Tổng Công ty máy động lực thực hiện đề tài KCư05ưDAư02 đ2 thiết kế, chế tạo thử loại máy kéo 4 bánh, 20 m2 lực [4], [6]

Tuy nhiên, cho đến nay chưa có mẫu máy kéo lớn nào được sản xuất

chấp nhận Nguyên nhân chính là chúng ta chưa có những hệ thống máy móc thiết bị hiện đại đáp ứng được yêu cầu chế tạo các loại máy có kết cấu phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao, chưa có cả công nghệ hợp lý hoặc tiên tiến và chưa có cả những kinh nghiệm thiết kế… Có thể nói sự phát triển của ngành chế tạo máy kéo ở nước ta vẫn đang ở thời kỳ nghiên cứu thăm dò

Trong thời kỳ bao cấp, miền Bắc chủ yếu nhập các loại máy kéo từ các nước Liên Xô, Trung Quốc và các nước Đông Âu, trong đó số lượng máy kéo nhập từ Liên Xô chiếm nhiều nhất Về chất lượng, qua thực tế sử dụng nhiều năm đ2 khẳng định loại máy kéo bánh MTZ-50/80 và loại máy kéo xích DT-

75 do Liên Xô chế tạo là phù hợp với điều kiện sản xuất ở nước ta thời kỳ

đó.[5], [14]

Sau nghị quyết 10 của Bộ Chính trị, ruộng đất được giao cho nông dân

sử dụng lâu dài, kích thước ruộng bị thu hẹp, manh mún, các máy kéo lớn không phát huy được hiệu quả sử dụng và thay vào đó là các loại máy kéo công suất nhỏ nhập từ Trung Quốc, Nhật bản hoặc chế tạo trong nước

Các máy kéo được nhập ồ ạt từ nước ngoài không được quản lý về chất lượng và cũng không có những chỉ dẫn cần thiết của các cơ quan khoa học Hậu quả của việc trang bị máy móc thiếu những căn cứ khoa học cần thiết dẫn đến nhiều chủ máy bị phá sản hoặc hiệu quả sử dụng rất thấp, chưa thật sự có tác dụng kích thích phát triển sản xuất nông nghiệp Đây cũng là những bài học thực tế cho cả các nhà khoa học, các nhà quản lý và những người sử dụng máy

Trong những năm gần đây, xu thế là nhập các loại máy kéo có công suất lớn hơn và hiện đại hơn như T-130, MTZ80A (Liên Xô), KOMATSU, D53A, D53P, D85A (Nhật Bản) Các loại máy kéo này bước đầu đ2 phát huy hiệu quả Tuy nhiên do giá thành đắt nên không có khả năng áp dụng rộng r2i trong sản xuất [11]

Riêng về hệ thống máy kéo đồi dốc, có thể nói hầu như chưa có ở nước

ta Phần lớn các công việc cơ giới hóa bằng máy trên đất dốc hiện vẫn sử dụng

các loại máy kéo thông thường Điều đó đ2 hạn chế rất nhiều đến các chỉ tiêu làm việc của máy kéo cũng như độ an toàn cho người sử dụng máy Để giải quyết vấn đề này, nhiều cơ quan khoa học và nhiều nhà khoa học đ2 tập trung nghiên cứu cải tiến các máy kéo thông thường hoặc các máy kéo nông nghiệp thông dụng cho đồng bằng nhằm mục đích sử dụng trên đất dốc

Những lý do trên cũng là cơ sở hình thành đề mục: “Nghiên cứu cải tiến máy kéo nông nghiệp để làm việc trên đất dốc lâm nghiệp”, m2 số KC.07ư26ư01 nhằm góp phần giải quyết những khó khăn trong việc trang bị nguồn động lực để thực hiện cơ giới hóa sản xuất nông lâm nghiệp trên vùng

- Trên thế giới đ2 chế tạo ra nhiều loại máy kéo chuyên dùng cho vùng

đồi núi với tính năng kỹ thuật đáp ứng cao các yêu cầu cơ giới hoá sản xuất nông lâm nghiệp trên đất dốc Song do giá thành cao nên chưa thể áp dụng phổ biến ở nước ta

- Tình trạng phát triển của ngành chế tạo máy kéo ở nước ta rất chậm và trong nhiều năm tới chưa thể chế tạo được các máy kéo lớn, có chất lượng kỹ thuật cao đáp ứng được nhu cầu cơ giới hoá sản xuất lâm nghiệp

- Phương án cải tiến các máy kéo nông nghiệp thông thường để tăng khả năng trên đất nông lâm nghiệp có độ dốc đến 200 vẫn đang được sử dụng

ở nhiều nước trên thế giới và có thể áp dụng có hiệu quả trong điều kiện ở Việt nam

- Điều kiện hoạt động của các máy kéo trên vùng đất dốc lâm nghiệp rất

khó khăn nên đòi hỏi các máy kéo phải có tính ổn định và tính an toàn cao, có tính năng kéo bám tốt, chuyển động êm dịu và tính cơ động cao Mẫu máy kéo nông nghiệp cần cải tiến trước hết phải có độ bền và độ tin cậy cao, trên cơ sở đó chỉ cải tiến thêm một số bộ phận để mở rộng khả năng làm việc trên vùng đất dốc

- Điều kiện kinh tế của các nông hộ vùng trung du và miền núi còn nhiều hạn chế, quy mô các trạng thái nông lâm nghiệp còn nhỏ Do đó trang

bị loại máy kéo công suất cỡ trung( khoảng 30-35 m2 lực) là phù hợp

- Về nghiên cứu các tính chất kéo bám của máy kéo khi làm việc trên dốc ngang d2 có một số công trình nghiên cứu và đưa ra một số phương pháp tính toán lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm Tuy nhiên vẫn còn nhiều vấn

đề cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện Vấn đề nghiên cứu lý thuyết tính chất kéo bám của máy kéo 2 cầu chủ động với các phương án liên kết vi sai khác nhau là một vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

ư Phân tích tính chất bám của bánh xe trên dốc ngang

ư Phân tích các chỉ tiêu kéo bám của máy kéo hai cầu chủ động khi làm việc trên dốc ngang

ư Phân tích ảnh hưởng cơ cấu vi sai đến tính chất kéo bám của máy kéo hai cầu chủ động khi làm việc trên dốc ngang

3.1.Sự bám của bánh xe chủ động trên dốc ngang [1], [24]

Khi làm việc trên dốc ngang, các bánh xe chủ động sẽ chịu tác động

đồng thời theo phương dọc trục và phương ngang Sơ đồ lực tác dụng lên bánh

xe thể hiện trên hình 3.1 Trong trường hợp này trọng lượng của các bánh xe

Gk sẽ đựơc tách làm hai thành phần là Gksinβ và Gk cosβ Do tác động của hai thành phần lực này, sẽ xuất hiện các thành phần phản lực tương ứng Ykvà Zk Như vậy chỉ có thành phần Zk tạo ra khả năng bám của bánh xe Còn thành phần Gk sinβ sẽ gây ra sự biến dạng ngang của lốp và của lớp đất tiếp xúc với bánh xe, do đó làm giảm khả năng bám đồng thời làm tăng lực cản lăn của bánh xe

Từ sự cân bằng lực ta có:

Zk =Gkcosβ

Yk= Gk sinβ

Hình 3.1 Sơ đồ lực tác dụng lên bánh xe chủ động

khi làm việc trên dốc ngang

Dưới tác động của mô men chủ động Mk sẽ xuất hiện phản lực tiếp tuyến Fk , có tác dụng đẩy bánh xe chuyển động, hợp lực của các thành phần lực Fk và Yk là Rk

Rk =Fk+Yk hoặc Rk = R k2 +Y k2 (3.1) Qua đó ta thấy rằng, theo phương của hợp lực Rk sẽ xuất hiện trong đất các ứng suất tiếp tuyến có giá trị lớn nhất so với các phương khác Với góc dốc mặt đồng Yk sẽ tăng lên, còn khi lực cản kéo của máy kéo thì Fk sẽ tăng Như vậy khi Fk hoặc Yk tăng hoặc cả hai cùng tăng thì Rk sẽ tăng lên Mặt khác bản chất của Rk là phản lực,tức là do các ứng suất trong đất và lực ma sát giữa bánh xe và mặt đồng tạo ra.Vì vậy giá trị lớn nhất có thể của Rk maxtheo điều kiện bám sẽ phụ thuộc vào điều kiện bám nghĩa là phụ thuộc vào kết cấu của bánh xe, phản lực pháp tuyến và các tính chất cơ lý của đất Khi các ứng suất tiếp tuyến trong đất theo phương Rk đạt giá trị cực đại τmax thì đất sẽ

bị cắt hoàn toàn Khi đó Rk đạt giá trị cực đại theo điều kiện bám:

Trong đó : Rϕ là lực bám chung của bánh xe

Từ sự phân tích trên ta có thể rút ra điều kiện để bánh xe chủ động có thể chuyển động được trên dốc ngang là:

Fk ≤ 2

k 2

Y

Rϕ ư (3.2) Giá trị Rϕ phụ thuộc vào kết cấu của bánh xe, phản lực pháp tuyến Zk

và các tính chất cơ lý của đất Thành phần phản lực Zk phụ thuộc vào góc dốc mặt đồng Do đó ở mỗi độ dốc sẽ là một giá trị Rϕ tương ứng ngay cả khi các

điêù kiện bám khác như nhau

Khi Yk= Rϕ thì toàn bộ khả năng bám của bánh xe sẽ được sử dụng để chống lại sự trượt ngang Khi đó khả năng bám theo phương chuyển động sẽ mất hoàn toàn

Phản lực pháp tuyến Zk phụ thuộc vào góc dốc β do đó Rϕ cũng phụ thuộc vào góc dốc β Công thức (3.2) đ2 thể hiện sự ảnh hưởng của độ dốc đến khả năng bám của bánh xe theo phương chuyển động Song các công thức này chỉ thuận tiện khi sử dụng để so sánh khả năng bám của cùng một bánh

2

tgZ

R (3.4)

Tỷ số

max k

CZ

R

=

ϕ

chính là hệ số bám chung của bánh xe Đại lượng

Cmax còn được gọi là yếu tố bám

Công thức trên có thể viết lại là:

ϕx = 2 β

max 2

tg

C ư (3.5)

Khi : βf ≤ β ≤ βϕ bánh xe không chuyển động được do bị trượt quay hoàn toàn Còn khi β ≥ βϕ và chưa đến giới hạn bị lật đổ, thì nó bị trượt ngang xuống chân dốc hoàn toàn

Phản lực pháp tuyến trên các bánh xe là một yếu tố ảnh hưởng lớn đến lực cản lăn, độ trượt và do đó sẽ ảnh hưởng đến tính năng kéo bám của máy kéo Các bánh xe của máy kéo thường lắp đối xứng qua mặt phẳng đối xứng dọc của máy kéo Do đó để các bánh xe cùng phát huy khả năng bám như nhau đòi hỏi sự phân bố các phản lực pháp tuyến trên các bánh bên trái và bên phải như nhau Mặt khác khi phản lực pháp tuyến trên các bánh bên phải và trên các bánh bên trái như nhau sẽ tạo ra các lực cản lăn như nhau đối xứng qua trục dọc, cải thiện được điều kiện lái vì khi đó các lực cản lăn không tạo

ra mô men tự làm quay vòng máy kéo Vì vậy khi thiết kế máy kéo người ta

cố tình đặt vị trí trọng tâm trên mặt phẳng đối xứng dọc, còn toạ độ trọng tâm theo chiều dọc sẽ được bố trí theo yêu cầu phân bố trọng lượng bám trên các cầu cho hợp lý Khi máy kéo chuyển động ngang qua sườn dốc, phương của trọng lực G sẽ không vuông góc với mặt phẳng chân đế và có thể phân ra thành hai phần G.cosβ và G.sinβ Do đó các phản lực trên các bánh phía dưới

sẽ lớn hơn so với các bánh phía trên Sơ đồ lực tác động lên máy kéo khi chuyển động đều trên dốc ngang được trình bầy trên hình (3.3) ở đây tạm thời bỏ qua sự ảnh hưởng của các biến dạng ngang của lốp và của đất đến sự phân bố các phản lực pháp tuyến trên các bánh xe

Các lực và mô men tác dụng lên máy kéo gồm có:

-Trọng lượng của máy G

- Lực cản kéo FT

- Lực cản lăn của các bánh Fki (i= 1…4)

- Phản lực tiếp tuyến trên các bánh Fki (i= 1…4)

-Mô men cản lăn của các bánh Mfi (i= 1…4)

-Phản lực pháp tuyến Zi (i= 1…4)

và lên cầu trước

Để xác định các phản lực pháp tuyến trên từng bánh xe trước hết ta giả thiết rằng sự ảnh hưởng của các mô men cản lăn là không đáng kể, vị trí trọng tâm nằm trên mặt phẳng dọc của máy kéo, phương của lực kéo song song với

Pf4

Pf3

PTT

B

B1

Z’B

T

mặt đường và xét trường hợp bề rộng cơ sở của cầu trước và cầu sau là như nhau:

Bz= Bn = 0,5B, máy kéo cầu sau chủ động và các bánh có kích thước như nhau

Từ điều kiện cân bằng lực và cân bằng mô men ta sẽ xác định được các phản lực pháp tuyến phân bố trên cầu trước Zn và trên cầu sau Zz sau đó

ta lại xét sự cân bằng mô men trên từng bánh xe ta sẽ rút ra được các công thức xác định phản lực pháp tuyến cho từng bánh xe :

ưβ

ư

B

h2

1.L

h.FcosaL

ư

B

h2

1.L

h.FcosaL

β

B

h2

1L

hFcos.a

β

B

h2

1L

hFcos.a

ht – chiều cao móc kéo

Các phản lực ngang trên từng bánh có thể được xác đinh theo công thức

Yi=Zi.tgβ , i=1…4 (3.11) Trong đó : Zi là phản lực pháp tuyến trên bánh xe thứ i

Trong trường hợp toạ độ trọng tâm lệch khỏi mặt phẳng đối xứng dọc của máy kéo thì sự ảnh hưởng của tốc độ đến sự phân bố các phản lực trên các bánh xe càng lớn hơn, mức độ ảnh hưởng sẽ phụ thuộc vào độ lệch của trọng tâm Đối với các máy kéo có vị trí trọng tâm lệch khỏi mặt phẳng đối xứng dọc như hình 3.4, các phản lực pháp tuyến trên các bánh xe sẽ được xác định theo các công thức sau:

ư

B

ehtg2

1L

hFcosa

ư

B

ehtg2

1L

hFcosa

β

B

ehtg2

1L

hFcos

β

B

ehtg2

1L

hFcos

a T T (3.15) Trong đó : e là độ lệch trọng tâm so với mặt phẳng đối xứng dọc của máy kéo, dấu cộng (+) trước e tính cho trường hợp trọng tâm lệch về phía các bánh xe ở phía dưới, còn dấu trừ (ư) trước e được tính cho trường hợp trọng tâm lệch về phía trên

Qua đó ta thấy rằng khi máy kéo chuyển động theo hai chiều khác nhau thì sự phân bố các phản lực pháp tuyến cũng khác nhau Nếu theo chiều này

có lợi thì theo chiều ngược lại sẽ không có lợi, vì vậy đối với máy kéo làm việc trên đồi dốc càng nên cố gắng bố trí cho trộng tâm nằm trên mặt phẳng

đối xứng và hạ thấp trọng tâm xuống đến mức có thể

Do phần trên ta giả thiết bỏ qua sự biến dạng ngang của lốp, nếu tính

đến sự ảnh hưởng này độ chênh lệch giữa các lực pháp tuyến trên các bánh xe còn lớn hơn do các lốp bị uốn ngang phương của các phản lực pháp tuyến Zi sẽ không đi qua mặt phẳng đối xứng dọc của bánh xe, mà lùi lên phía trên một

đoạn e’nào đó Trường hợp này có thể xem như trọng tâm của máy lùi xuống

phía các bánh xe ở phía dưới một đoạn e’, khi đó có thể dùng các công thức (3.12) đến (3.15) để xác định phản lực pháp tuyến cho các bánh nhưng chỉ lấy theo dấu (+) trước độ lệch tâm e trong công thức đó

3.2 Phương pháp xác định độ trượt của máy kéo khi chuyển động trên dốc ngang [24]

Khi nghiên cứu các chỉ tiêu kéo của máy kéo làm việc trên đồi dốc đòi hỏi phải xây dựng được nhiều đường cong trượt cho các góc dốc khác nhau δ- FT bằng con đường thực nghiệm khó có thể thực hiện được các yêu cầu đó, vì vậy ta sử dụng phương pháp tính toán đ2 được công bố trong các công trình [18] Đó là một trong những thành tựu mới trong lý thuyết máy kéo đ2 đạt

được trong những năm gần đây Nội dung như sau:

Từ kết quả thực nghiệm đ2 khám phá ra đường đặc tính chung của độ

Trong đó: Rk là tổng các phản lực tiếp tuyến tác động lên các bánh xe chủ

động ; ZK là tổng các phản lực pháp tuyến tác động lên các bánh xe chủ động

Trong khi mối quan hệ giữa δ- C độ trựơt và lực kéo δ- FT cho các độ dốc khác nhau là khác nhau thì mối quan hệ δ- C chỉ duy nhất có một đường chung cho một độ dốc Vì vậy các tác giả của các công trình đề suất đường cong δ- C là đường đặc tính chung của độ trượt, với tính chất này từ đường cong δ- C ta có thể suy ngược lại các đường cong δ- FT cho độ dốc bất kỳ từ

sự phân tích động lực học của máy kéo ta có thể xác định được yếu tố lực bám

C cho loại máy kéo (4x2)

+β

β+

T T

T

tgL.hFcos.G.a

cos.GfF

Trong đó G ư trọng lượng sử dụng của máy kéo

FT ư lực kéo ở móc

β ư góc dốc của mặt đồng

fβ ư hệ số cản lăn của máy kéo ứng với góc dốc β

a ư toạ độ dọc của máy so với cầu trước

L ư chiều dài cơ sở

hT ư khoảng cách từ điểm đặt của lực kéo đến mặt đường

Từ các công thức trên ta có thể suy ra rằng, với một từng loại máy kéo

và ở mổi loại đất sẽ có một đường cong trượt δ- C Trình tự xây dựng đường cong trượt δ- FT cho độ dốc bất kỳ được tiến hành như sau

Cho giá trị tuỳ ý bất kỳ của lực kéo FTi sử dụng công thức (2.16 )để tính

Ci sau đó từ đường cong δ- C ta xác định độ trượt δi tương ứng với Ci sau đó từ

có thể nghiên cứu bằng lý thuyết cho các độ dốc khác nhau tuỳ ý Ưu điểm này có ý nghĩa càng lớn khi nghiên cứu các tính năng kéo của các loại máy kéo mới đang thiết kế

3.3 Phương pháp xây dựng đường đặc tính kéo lý thuyết cho các máy kéo làm việc trên dốc ngang [24]

Cơ sở lý thuyết tính toán các chỉ tiêu kéo của máy kéo khi làm việc trên dốc ngang là dựa trên mối quan hệ hàm số giữa các chỉ tiêu kéo với lực kéo và

có tính đến sự ảnh hưởng của độ dốc Cụ thể là quan hệ giữa công suất kéo, tốc độ chuyển động, độ trượt, chi phí nhiên liệu giờ và chi phí nhiên liệu riêng

Hình 3.5 Sơ đồ xây dựng đường cong trượt

với lực kéo khi máy kéo làm việc trên các độ dốc khác nhau Các quan hệ đó

có thể trình bày một cách tóm tắt theo các nội dung sau đây

ư Quan hệ giữa lực kéo FT và mô men quay của động cơ

Từ điều kiện cân bằng lực kéo ta có:

FT =

f k

k

Fr

M

ư (3.17) Trong đó: Mk là mô men chủ dộng của máy kéo, có thể được xác định theo công thức:

Mk = Me.i.ηm (3.18)

Me – Mô men quay của động cơ

i – Tỷ số truyền trong hệ thống truyền lực

ηm – Hiệu suất cơ học trong hệ thống truyền lực

rk – Bán kính động lực học của bánh xe chủ động

Ff – Lực cản lăn, có thể được xác định theo công thức

Ff = fβGcosβ (3.19)

β - Góc dốc của mặt đồng

fβ ư hệ số cản lăn của máy kéo ứng với góc dốc β

Qua (2.18) và (2.19) ta thấy: ở điều kiện đất đai xác định, với một máy kéo cụ thể, lực kéo FT phụ thuộc vào mô men quay của động cơ Me và góc dốc β:

ư Quan hệ giữa độ trượt với lực kéo và góc dốc β

Mối quan hệ này đ2 được nghiên cứu tương đối đầy đủ trong nhiều

mư (3.20) Trong đó : A ,B ,Cm là các hệ số thực nghiệm phục thuộc vào loại đất

và máy kéo

C- yếu tố lực bám có thể được xác định theo công thức (3.16)

Từ các công thức (3.17) đến (3.20) ta có thể xây dựng được mối quan

hệ giữa độ trượt δ và lực kéo FT cho các dốc khác nhau

ư Các đường đặc tính tự điều chỉnh của động cơ [2], [16], [25]

Trong các tài liệu về máy kéo thường có kèm theo các đường đặc tính tự

điều chỉnh của động cơ Trên cơ sở các đường đặc tính này ta có thể xác định

được mối quan hệ giữa mô men quay Me với số vòng quay n Chi phí nhiên liệu giờ Gevà công suất Ne

Hình 3.6 Đường đặc tính tự điều chỉnh của động cơ

Qua đồ thị ta thấy rằng, ở chế độ tốc độ nn công suất động cơ đạt giá trị cực đại Ne maxvà chi phí nhiên liệu đạt giá trị cực tiểu ge min, khi đó động cơ làm việc có hiêu quả nhất và được gọi là chế độ làm việc danh nghĩa hoặc chế

động cơ ở nhánh quá tải trong thời gian dài, chỉ được phép sử dụng để khắc phục các hiện tượng quá tải tức thời ở nhánh tải mô men quay vẫn tiếp tục tăng nhưng chậm và sau khi đạt giá trị cực đại Mcmax nếu tải trọng tiếp tục tăng lên mô men sẽ tiếp tục giảm xuống rồi ngừng quay, do vậy động cơ chỉ hoạt

động được với tải trọng Mc< Mcmax tương ứng với tốc độ quay n > nmđể tiện tính toán ta biểu diễn các mối quan hệ n, Ge, Ne, Me dướidạng công thức

n e

e 2

e 1

MMM

MMKhiM

f

Mf

n e

e 4

e 3 T

MMM

MMKhiM

f

Mf

n e

e 6

e 5 e

MMM

MMKhiM

f

Mf

ư Quan hệ giữa vận tốc thực tế với lực kéo và góc dốc

Ta có: V= VT.(1-δ) ( 3.24) Trong đó : VT – vận tốc lý thuyết tính theo công thức

i

r.n

VT = (3.25)

n - Số vòng quay của động cơ;