Luận án tiến sĩ nghiên cứu động lực học đường cáp vận chuyển trái thanh long ở vùng tây nam bộ

Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết cần để đảm bảo chất lượng cho trái thanh long ở khâu vận chuyển không bị dập, cũng như giảm công sức cho người lao động vàtăng năng suất thu hái trái cây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN TRUNG

NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG Ở VÙNG TÂY NAM BỘ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN TRUNG

NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG Ở VÙNG TÂY NAM BỘ

Ngành: Kỹ thuật cơ khí

Mã số: 9.52.01.03

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS DƯƠNG VĂN TÀI

HÀ NỘI - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được sự hướngdẫn khoa học của PGS.TS Dương Văn Tài Các kết quả nghiên cứu được trình bàytrong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được công bố ở bất kỳ côngtrình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được cảm

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày16 tháng 06 năm 2021

PGS.TS Dương Văn Tài

Trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Lâm nghiệp, Phòng Đào tạosau đại học đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi hoàn thành luận án.

Trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Lạc Hồng đã tạo điều kiện thuậnlợi để tôi hoàn thành luận án này

Trân trọng cảm ơn Khoa Cơ điện và Công trình, Bộ môn Công nghệ và máychuyên dùng Trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôihoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu

Trân trọng cảm ơn các nhà khoa học của Trường Đại học Lâm nghiệp, Họcviện Nông nghiệp Việt Nam, Học viện Kỹ thuật quân sự đã đóng góp ý kiếm quýbáu để tôi hoàn thành luận án này

Hà Nội, ngày… tháng……năm 2021

Tác giả luận án

Nguyễn Văn Trung

MỤC LỤC

Trang TRANG PHỤ BÌA

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG xi

DANH MỤC HÌNH xiii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của luận án 2

3 Những đóng góp mới của luận án 2

4 Ý nghĩa khoa học của những kết quả nghiên cứu của đề tài luận án 3

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài luận án 3

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tình hình trồng và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam 4

1.1.1 Tình hình trồng thanh long ở Việt Nam 4

1.1.2 Tình hình tiêu thụ thanh long 4

1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị thu hoạch thanh long ở Việt Nam 5

1.2.1 Công nghệ thu hoạch thanh long ở Việt Nam 5

1.2.2 Thực trạng về thiết bị thu hoạch thanh long ở Việt Nam 6

1.2.3 Những tồn tại trong thu hoạch và vận chuyển trái thanh long 9

1.3 Về tình hình nghiên cứu các thiết bị thu hoạch thanh long trên thế giới và ở Việt Nam 10

1.3.1 Tình hình nghiên cứu các thiết bị thu hoạch thanh long trên thế giới 10

1.3.2 Tình hình nghiên cứu thiết bị thu hái thanh long ở Việt Nam 11

1.4 Tổng quan về đường cáp sử dụng trong nông lâm nghiệp 11

1.4.1 Các kiểu đường cáp sử dụng trong lâm nghiệp [11] [15] 12

1.4.2 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của đường cáp [1] 17

1.4.3 Một số loại đường cáp sử dụng trong nông nghiệp 20

1.5 Một số công trình nghiên cứu về đường cáp 22

1.6 Mục tiêu nghiên cứu 27

1.7 Nội dung nghiên cứu 27

1.7.1 Nội dung nghiên cứu lý thuyết 27

1.7.2 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 28

1.8 Đối tượng nghiên cứu 28

1.8.1 Vườn trồng thanh long 28

1.8.2 Đường cáp vận chuyển trái thanh long [21] 29

1.9 Phương pháp nghiên cứu 31

1.9.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 31

1.9.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 33

Kết luận chương 1 36

Chương 2 : XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG 37

2.1 Xây dựng mô hình tính toán cơ học đường dây cáp 37

2.2 Tính toán một số thông số cơ học của dây cáp tựa trên các gối đỡ có cùng độ cao, chịu tải phân bố đều 39

2.2.1 Tính toán một số thông số cơ học của dây cáp không chịu dãn, tải trọng phân bố đều 39

2.2.2 Tính toán một số thông số cơ học của dây cáp chịu dãn, trọng tải phân bố đều 42 2.2.3 Tính toán một số thông số cơ học của đường cáp không dãn, khép kín có nhiều nhịp đỡ có cùng cao độ, chịu tải phân bố đều có cường độ khác nhau trên các nhịp 45

2.3 Tính toán một số thông số cơ học của dây cáp không dãn, tựa trên các gối có cao độ lệch nhau, chịu tải phân bố đều 49

2.3.1 Tính toán một số thông số cơ học của dây cáp không dãn, tựa trên hai gối có cao độ lệch nhau, chịu tải phân bố đều 49

2.3.2 Tính toán một số thông số cơ học đường dây cáp khép kín tựa trên các gối có độ cao lệch nhau, chịu tải phân bố đều có cường độ khác nhau trên các nhịp 53

2.4 Mô hình động lực học của các giỏ đựng trái thanh long trong quá trình vận

chuyển trên ruộng khi thu hái 56

2.4.1 Phương trình vi phân chuyển động của giỏ đựng thanh long trong các nhịp khi cáp di chuyển có gia tốc và chịu tác động của lực gió theo mặt phẳng ngang 56

2.4.2 Phương trình vi phân chuyển động của giỏ đựng thanh long trong quá trình cáp chuyển hướng và chịu tác động của lực gió theo mặt phẳng ngang 63

2.5 Giải hệ phương trình vi phân dao động của giỏ đựng trái thanh long 65

2.5.1 Thuật toán giải gần đúng hệ phương trình dao động của giỏ đựng thanh long khi di chuyển trên đường cáp 65

2.5.2 Thuật toán giải gần đúng hệ phương trình dao động của giỏ đựng thanh long khi chuyển hướng chuyển động 67

2.6 Tính toán công suất tiêu thụ khi vận hành đường cáp 67

2.6.1 Công suất tiêu thụ cho việc di chuyển các giỏ đựng thanh long 67

2.6.2 Công suất tiêu thụ thắng lực cản ma sát 69

2.6.3 Công suất tiêu thụ cho toàn hệ thống cáp khép kín 69

Kết luận chương 2 70

Chương 3: KHẢO SÁT MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA ĐƯỜNG CÁP VẬN CHUYỂN TRÁI THANH LONG 71

3.1 Khảo sát phương trình độ võng dây cáp 71

3.1.1 Cho trước , f , q tính L 71

3.1.2 Cho trước f , H, q tính L , 72

3.1.3 Cho trước L , , q tính f , H 73

3.1.4 Áp dụng thuật toán chia đôi liên tiếp tìm nghiệm gần đúng độ võng đường cáp W(u)=0 74

3.2 Khảo sát độ dãn dài của nhịp dây khi chịu tải phân bố đều 75

3.3 Khảo sát một số thông số động lực học đường cáp khép kín có các gối đỡ có cùng cao độ 77

3.4 Khảo sát giá trị u trong phương trình độ võng dây tựa trên hai gối có độ cao chênh nhau 78

3.5 Khảo sát độ võng của đường cáp hai trụ đỡ có độ cao chênh nhau 84

3.6 Khảo sát một số thông số động lực học đường cáp kép kín các giối đỡ có độ cao

chênh nhau 84

3.7 Khảo sát dao động của giỏ đựng trái thanh long 86

3.7.1 Khảo sát miền cộng hưởng của dao động giỏ đựng trái thanh long 87

3.7.2 Khảo sát biên độ dao động cực đại các giỏ đựng thanh long 93

3.7.3 Sự ảnh hưởng của lực căng ngang H đến biên độ cực đại của dao động giỏ đựng thanh long 94

3.7.4 Sự ảnh hưởng của độ dài nhịp cáp đến biên độ cực đại của dao động giỏ đựng thanh long 96

3.7.5 Sự ảnh hưởng của độ dài đoạn dây treo giỏ đựng thanh long r đến biên độ cực đại của dao động giỏ đựng thanh long 97

3.7.6 Khảo sát công thức tính công suất hệ thống 98

Kết luận chương 3 99

Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 101

4.1 Mục tiêu và nhiệm vụ của nghiên cứu thực nghiệm 101

4.1.1 Mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 101

4.1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu thực nghiệm 101

4.1.3 Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm 102

4.2 Chọn phương pháp nghiên cứu 102

4.2.1 Chọn phương pháp thực nghiệm 102

4.2.2 Chọn hàm mục tiêu nghiên cứu 102

4.2.3 Chọn tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu 103

4.3 Phương pháp xác định các đại lượng nghiên cứu và thiết bị đo 104

4.3.1 Phương pháp xác định biên độ dao động của giỏ đựng trái thanh long 104

4.3.2 Xác định độ võng lớn nhất của đường cáp 106

4.3.3 Xác định lực căng ngang của đường cáp 106

4.3.4 Xác định vận tốc giỏ đựng trái thanh long và chiều dài nhịp 107

4.4 Thiết bị khuếch đại và chuyển đổi A/D 107

4.5 Phương pháp xử lý kết quả thí nghiệm 108

4.5.1 Xác định số lần thí nghiệm 108

4.5.2 Xác định mô hình toán học 109

4.5.3 Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai 109

4.5.4 Kiểm tra giá trị có nghĩa của hệ số hồi quy 110

4.5.5 Kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi quy 110

4.5.6 Kiểm tra khả năng làm việc của mô hình hồi quy 111

4.5.7 Chuyển phương trình hồi quy về dạng thực 111

4.6 Tổ chức tiến hành thí nghiệm 111

4.6.1 Tổ chức thí nghiệm 111

4.6.2 Kết quả đo lực căng, độ võng của dây cáp và biên độ dao động giỏ đựng trái thanh long 113

4.7 So sánh kết quả nghiên cứu lý thuyết với kết quả thực nghiệm 114

4.7.1 So sánh ảnh hưởng của chiều dài nhịp đến độ võng đường cáp trong trường hợp không tải 114

4.7.2 So sánh dao động của đường cáp 114

4.8 Xác định một số thông số hợp lý của đường cáp vận chuyển trái thanh long 115 4.8.1 Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố 115

4.8.2 Kết quả thực nghiệm đa yếu tố 124

4.8.3 Xác định giá trị hợp lý của tham số ảnh hưởng 134

Kết luận chương 4 136

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137

1 Kết luận 137

2 Kiến nghị 138

DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 139 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

 cm

DANH MỤC BẢNG TT

3.1 Độ dài L (cm) dây cáp tính theo các giá trị của

trọng đều3.3 Các bước giải gần đúng các phương trình3.4 Độ dãn dài L và độ võng f theo độ dài ban đầu 3.5 Sai số các giá trị L và f giữa hai lần lặp thứ 4 và 5.

3.6 Lực căng ngang H và phản lực Ry tại giá đỡ đường cáp khép kín có

cùng cao độ

3.7 Tính độ võng f , Rc, Rt trên nhịp cáp có gối có độ cao chênh nhau3.8 Kết quả tính cho đường cáp khép kín với 23 nhịp, độ dài 50000 cm3.9 Vùng tần số cộng hưởng dao động ngang, dọc của giỏ trên nhịp3.10 Biên độ dao động cực đại của các giỏ theo các vị trí treo trên cáp3.11 Biên độ dao động cực đại (m) của giỏ ứng với các giá trị H

3.12 Biên độ dao động cực đại (m) của giỏ

H=3500N, S =0,80m, r =0,30m3.13 Biên độ dao động cực đại (m) của giỏ ứng với các giá trị

3.14 Công suất tiêu thụ của hệ thống cáp ứng với tổng độ dài đường cáp

và tổng số chuyển hướng trong hệ thống

4.1 Kết quả so sánh ảnh hưởng của chiều dài nhịp và lực căng ngang đến

độ võng lớn nhất của đường cáp

4.2 Kết quả so sánh ảnh hưởng của chiều dài nhịp và lực căng ngang đến

biên độ dao động

4.3 Ảnh hưởng của lực căng đường cáp đến độ võng khi chiều dài nhịp

=2200 cm và tải trọng phân bố đều q = 0,2 N/cm

4.4 Ảnh hưởng của lực căng ngang đường cáp đến biên độ dao động cực

đại của giỏ ở giữa nhịp

DANH MỤC HÌNH

hướng

nhịp cáp

= 5,5

gió f = 5,6

vị trí treo giỏ

ngang khác nhau, với độ dài r = 0,3 m,

khác nhau, khi lực căng ngang H = 3500N,

cáp và số các puli chuyển hướng

4.1 Sơ đồ cấu trúc dạng khối của thiết bị thí nghiệm

4.4 Mô hình thí nghiệm xác định lực căng ngang (H) và độ võng (f) dây

cáp bằng cảm biến đo lực và máy đo thủy bình

đựng thanh long

cáp

thanh long ở giữa nhịp cáp

nhịp với chiều dài nhịp cáp

Mỹ, các nước trong khối Asean.

Theo số liệu của Bộ Công thương, kim ngạch xuất khẩu rau quả của Việt Namnăm 2018 ước đạt 2,8 tỷ USD, trong đó kim ngạch xuất khẩu các loại quả đạt 1,5 tỷUSD, dự báo của ngành Nông nghiệp và phát triển nông thôn, kinh ngạch xuất khẩurau quả của Việt Nam năm 2019 ước đạt 3,2 tỷ USD [2]

Thanh Long là loại cây ăn quả đặc hữu của Việt Nam, được trồng ở cả ba miềnBắc- Trung - Nam, giá trị trái thanh long cao, trái thanh long đã được xuất khẩusang Nhật bản, Úc và Mỹ mang lại giá trị kinh tế cao

Sản phẩm thanh long lưu thông trên thị trường chủ yếu ở dạng trái tươi Ở ViệtNam, thị trường nội địa chiếm khoảng 15-20% sản lượng, 80-85% còn lại được xuấtkhẩu Với sản phẩm thanh long xuất khẩu đòi hỏi rất khắt khe về chất lượng Ngoàicác yêu cầu về chất lượng của trái là: Không có ruồi đục trái và các sâu hại khác, dưlượng thuốc bảo vệ thực vật dưới mức cho phép…, còn có yêu cầu trái không bị

dập, hình dạng các tai của trái cây phải được giữ nguyên Để giữ được trái thanh

long không bị dập, các tai của trái cây được giữ nguyên, thì khâu thu hái vận chuyểntrái cây đóng vai trò rất quan trọng

Trong chuỗi sản xuất thanh long thì khâu còn nhiều tồn tại đó là khâu thu hái,vận chuyển trái thanh long Qua khảo sát, hiện nay việc thu hái chủ yếu bằng thủcông, việc vận chuyển trái thanh long từ vườn trồng đến nơi tập kết chủ yếu bằngvận chuyển bằng xe đẩy hoặc chuyển bằng bưng bê trực tiếp, xe công nông, từ đótrái thanh long có thể bị dập, tổn thương dẫn đến chất lượng thấp, thời gian bảoquản ngắn, trái thanh long không xuất khẩu được

Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết cần để đảm bảo chất lượng cho trái thanh long

ở khâu vận chuyển không bị dập, cũng như giảm công sức cho người lao động vàtăng năng suất thu hái trái cây thanh long, việc thiết kế hệ thống thiết bị vận chuyểnđáp ứng được các yêu cầu trên là cần thiết và mang tính cấp bách hiện nay

thống đường cáp vận chuyển trái thanh long đáp ứng được yêu cầu về năng suất vàkhông bị dập, không bị tổn thương Sau khi được áp dụng vào thực tế sản xuất thìđường cáp này còn nhiều tồn tại đó là: Độ võng của dây cáp, chiều dài nhịp, lựccăng của dây cáp chưa hợp lý Ngoài ra, dưới tác động của gió, vận tốc chuyển độngcủa dây cáp không đều nên giỏ đựng trái thanh long dao động lớn va chạm vào trụ

đỡ ảnh hưởng đến chất lượng vận chuyển

Đề tài cấp Nhà nước chỉ tập trung vào phần tính toán thiết kế và chế tạo, chưa

có nghiên cứu về động lực học của đường cáp Để có cơ sở khoa học cho việc, hoànthiện hệ thống đường cáp vận chuyển trái thanh long nói trên và khắc phục đượcmột số tồn tại nêu trên, cần thiết phải có nghiên cứu đầy đủ, toàn diện về đường cápnày, đặc biệt là nghiên cứu động lực học của đường cáp để là cơ sở khoa học choviệc tính toán đường cáp cũng như hoàn thiện đường cáp đề tài đã thiết kế chế tạo

Với lý do đã trình bầy ở trên, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài: "Nghiên cứu động

lực học đường cáp vận chuyển trái thanh long ở vùng Tây Nam Bộ".

2 Mục tiêu của luận án

Xây dựng mô hình, thiết lập các phương trình cơ học, động lực học của đườngcáp, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến các thông số động lực học của đường cáp,

để tính toán xác định một số thông số hợp lý của đường cáp vận chuyển trái thanhlong do Việt Nam thiết kế chế tạo

1 Đã xây dựng được mô hình động lực học và thiết lập được hệ

phương trình

tính toán một số thông số cơ học của đường dây cáp vận chuyển trái thanh longtrong trường hợp chiều cao hai trụ đỡ bằng nhau và có có độ chênh cao, đã xác địnhđược chiều dài nhịp và lực căng hợp lý của đường cáp

2 Đã xây dựng được mô hình động lực học và thiết lập được phương trình viphân chuyển động của giỏ đựng trái thanh long khi di chuyển trong khoảng hai nhịp

và khi di chuyển qua bánh chuyển hướng chịu lực tác động của gió và có gia tốc, đã

đề xuất giải pháp giảm biên độ dao động và tránh xẩy ra hiện tượng công hưởng củađường dây cáp vận chuyển trái thanh long

3 Đã xây dựng được mô hình nghiên cứu thực nghiệm động lực học của đườngcáp vận chuyển trái thanh long, đã xác định được một số thông số động lực học củađường cáp phục vụ cho bài toán khảo sát và kiểm chứng mô hình tính toán lý thuyết

đã lập, sai lệnh giữa kết quả tính theo lý thuyết và thực nghiệm nằm trong giới hạncho phép, do vậy các mô hình tính theo lý thuyết phù hợp với thực tế, đảm bảo độtin cậy cần thiết Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được một

số thông số hợp lý của đường cáp vận chuyển trái thanh long đó là chiều dài nhịp

=20m; lực căng ngang H=5kN; độ võng f=21,5cm

4 Ý nghĩa khoa học của những kết quả nghiên cứu của đề tài luận án

Kết quả nghiên cứu của đề tài luận án đã xây dựng được mô hình, thiết lậpđược phương trình tính toán lực căng ngang (H), độ võng của dây cáp (f) và chiềudài nhịp ( ), hệ phương trình vi phân chuyển động của giỏ đựng trái thanh long khi

di chuyển trên đường cáp và qua bánh chuyển hướng dưới tác động lực gió và vậntốc không đều của dây cáp, từ các phương trình lập được, tiến hành khảo sát ảnhhưởng của một số thông số về lực căng ngang, chiều dài nhịp, vận tốc di chuyển củagiỏ đựng trái thanh long đến các hàm mục tiêu động lực học của đường cáp Kết quảkhảo sát lý thuyết và kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được một sốthông số hợp lý của đường cáp Kết quả nghiên cứu này là cơ sở khoa học cho việctính toán thiết kế chế tạo và hoàn thiện đường cáp vận chuyển trái thanh long

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài luận án

Kết quả nghiên cứu của luận án được sử dụng cho việc thiết kế chế tạo vàhoàn thiện đường cáp vận chuyển trái thanh long do đề tài cấp nhà nước thiết kế chếtạo, ngoài ra còn sử dụng để làm tài liệu tham khảo cho các cơ sở thiết kế chế tạođường cáp vận chuyển các sản phẩm nông sản khác

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình trồng và tiêu thụ thanh long ở Việt Nam

1.1.1 Tình hình trồng thanh long ở Việt Nam

Cây thanh long là cây ăn trái thuộc họ xương rồng, có nguồn gốc ở vùng samạc thuộc Mexico và Columbia, thuộc nhóm cây nhiệt đới khô Thanh long đượcngười Pháp mang đến Việt Nam từ thế kỷ 19, trồng rải rác trong sân vườn, đến thậpniên 1980 mới được trồng thương mại Phần lớn thanh long được trồng ở Việt Nam

là loài Hylocereus undatus, có vỏ đỏ hay hồng/ruột trắng, loại vỏ đỏ ruột trắngchiếm 95%, 5% còn lại là loại vỏ đỏ, ruột đỏ

Mùa thanh long từ tháng 4 đến tháng 10, rộ nhất từ tháng 5 đến tháng 8 Nhiềugiống thanh long được lai tạo để tăng năng suất, chất lượng và phù hợp đất đai vàkhí hậu từng vùng Tại Viện Cây ăn quả Miền Nam hiện đang bảo tồn 20 giốngthanh long từ nguồn thu thập trong nước và du nhập từ nước ngoài cùng 40 giốngthanh long lai, phục vụ công tác nghiên cứu, bảo tồn gen, chọn tạo giống

Hiện tại, thanh long đã được trồng rộng rãi ở các tỉnh thành trên toàn quốc Tuynhiên, diện tích tập trung lớn nhất là: Bình Thuận, Long An, Tiền Giang (3 tỉnh này

đã có hơn 37 ngàn ha) tiếp theo là Tây Ninh, Đồng Nai, Ninh Thuận một số tỉnhTây Nguyên và các tỉnh phía Bắc Ở phía Bắc, thanh long mới được đưa vào trồng ởmột số nơi như Lạng Sơn, Vĩnh Phúc, Hải Dương, Quảng Ninh, Thanh Hóa và HàNội Theo số liệu thống kế của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, diện tíchtrồng thanh long trong cả nước đạt 50.000 ha

1.1.2 Tình hình tiêu thụ thanh long

Sản phẩm thanh long lưu thông trên thị trường chủ yếu ở dạng trái tươi trong đó,thị trường nội địa chiếm khoảng 15-20% sản lượng; 80-85% sản lượng còn lại đượcxuất khẩu mà chủ yếu theo phương thức mua bán biên mậu với thương nhân TrungQuốc [3]

Thanh long được xuất khẩu sang khoảng 40 Nhà nước và vùng lãnh thổ khácnhau Ngoài các thị trường truyền thống xuất khẩu thanh long như Trung Quốc,Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Hà Lan và Đài Loan, thanh long còn được xuất sang

1.2 Tổng quan về công nghệ và thiết bị thu hoạch thanh long ở Việt Nam

1.2.1 Công nghệ thu hoạch thanh long ở Việt Nam

Công nghệ thu hoạch trái thanh long hiện nay ở Việt Nam được thực hiệnnhư sau:

Vườn trồng thanh long đã đến thời điểm thu hoạch

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ thu hoạch thanh long Thuyết minh công nghệ

Nam

khâu hái và cắt quả chủ yếu bằng thủ công, cắt quả thanh long bằng kéo chuyên dùng

một tay cầm kéo, tay còn lại đỡ lấy quả đã cắt đặt vào thùng, xếp lần lượt từ dướilên trên

thùng đã xếp đầy trái sau thu hoạch từ trong vườn trồng ra nơi có thể bốc lên xe ô tôhoặc bốc xếp xuống tầu thuyền có thể bằng 3 hình thức sau:

+ Bằng thủ công: Sử dụng người để khuân vác (gánh, đội lên đầu);

+ Sử dụng xe đẩy bằng tay: Sử dụng xe 3 bánh, xe thồ, xe cút kít;

+ Sử dụng xe công nông, máy kéo có rơ móoc, hoặc sử dụng xuồng 3 lá

chứa sau thu hái đến bến bãi tập kết, các sọt, các thùng được bốc xếp lên xe ô tôhoặc bốc xếp lên tầu thuyền để vận chuyển đến nơi tiêu thụ, quá trình này được thựchiện chủ yếu bằng thủ công

thuyền được vận chuyển đến nơi tiêu thụ, quá trình vận chuyển được thực hiện bằngđường bộ (ô tô) hặc đường thủy (tầu thuyền)

Nhận xét: Công nghệ thu hoạch trái thanh long hiện nay ở Việt Nam chủ

yếu bằng thủ công, năng suất thấp, lao động nặng nhọc, chất lượng sản phẩm thấp,quả bị dập vỡ, tổn thất sau thu hoạch lớn (khoảng 15%), chất lượng sản phẩm thấp

1.2.2 Thực trạng về thiết bị thu hoạch thanh long ở Việt Nam

Thanh long được trồng khá phổ biến hiện nay ở Việt Nam, thanh longđược trồng ở ba miền, Miền Bắc, Miền Trung và ở Miền Nam, tổng diện tích trồngthanh long trong cả nước khảng 50.000ha, trong đó vùng Tây Nam Bộ có diện tíchtrồng thanh long khoảng 15.000 ha và chủ yếu tập trung ở hai tỉnh: Long An và TiềnGiang

Hiện nay công nghệ và thiết bị thu hoạch thanh long ở Việt Nam chủ yếu

là bằng dụng cụ thủ công do người dân địa phương cải tiến và sản xuất để sử dụngtrong sản xuất, chưa có nghiên cứu khoa học, sau đây là công nghệ và thiết bị thuhoạch trái thanh long tại vùng Tây Nam Bộ

a) Đặc điểm của vườn thanh long đã đến thời điểm thu hoạch

- Thanh long được trồng theo hàng, khoảng cách giữa các hàng là 3m, khoảng cách giữa các cây trong hàng là 1,5m;

- Thanh long được trồng hai dạng đó là có trụ đỡ và dàn treo;

- Trên vườn trồng thanh long có hệ thống dây điện để chiếu sáng kích thích cây

ra trái;

- Nền đất trong vườn trồng thanh long là đất mềm, không bằng phẳng

Từ đặc điểm này việc áp dụng xe máy di chuyển trong vườn thanh long làkhông khả thi, ảnh hưởng đến độ chặt của đất, ảnh hưởng đến sinh trưởng của câythanh long

b) Khâu thu hái trái thanh long

Do đặc điển sinh trưởng và phát triển của trái thanh long, nên thu hái tráithanh long không đúng kỹ thuật thì quả nhanh bị hư hỏng, do vậy thu hái trái thanhlong hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới đều bằng thủ công, sử dụng kéo chuyêndùng để cắt trái

Hình 1.2 Cắt trái thanh long bằng kéo c) Khâu di chuyển trái thanh long sau thu hái

Trái thanh long sau thu hái được xếp vào giỏ đựng (sọt) sau đó di chuyểnthùng đã chứa đầy trái thanh long ra bãi tập kết để bốc lên phương tiện vận chuyển,quá trình di chuyển bằng một số phương pháp sau:

Hình 1.3 Di chuyển trái thanh long bằng mang vác thủ công

- Di chuyển bằng mang vác thủ công: Di chuyển bằng thủ công thì trái thanh long không bị dập, nhưng năng suất thấp, lao động nặng nhọc

- Di chuyển trái thanh long bằng xe đẩy: Ở những nơi có điều kiện đườngthuận lợi thì có thể sử dụng xe cút kít để di chuyển trái thanh long ra bãi tập kết,phương pháp này có thể làm cho thanh long bị dập

Hình 1.4 Di chuyển trái thanh long bằng xe đẩy

- Di chuyển bằng máy kéo: Ở những nơi có điều kiện địa hình thuận lợi thì

di chuyển trái thanh long từ khu vườn ra đến nơi tập kết bằng máy kéo Phươngpháp này cho năng suất cao nhưng trái thanh long dễ bị dập mát, tổn thất sau thuhoạch lớn

Hình 1.5 Di chuyển trái thanh long bằng máy kéo

- Bốc xếp trái thanh long lên xe vận chuyển: Thanh long sau khi tập kết ở bãi bốc, sau đó được bốc lên xe ô tô vận chuyển đến nơi tiêu thụ

Hình 1.6 Bốc xếp trái thanh long vận chuyển đến nơi tiêu thụ

d) Dụng cụ đựng trái thanh long sau thu hái vận chuyển

Trái thanh long sau thu hái được đựng trong giỏ bằng nhựa hoặc sọt đan bằngtre, trái thanh long được xếp nhiều lớp, giữa các lớp không có tấm cách, từ đó trọnglượng của lớp trái được xếp ở phía trên tác động lên lớp phía dưới, dẫn đến lớp phíadưới bị tổn thương, từ đó chất lượng sản phẩm giảm đi, trái thanh long nhanh bị hưhỏng

Tồn tại của dụng cụ chứa đựng này là khi xếp các thùng chứa đầy sản phẩmlên nhau để vận chuyển thì các trái thanh long ở thùng phía dưới bị bẹp, nếu nhưkhông xếp chồng lên nhau khi vận chuyển thì tốn diện tích (vì xếp được một lượt)nên năng suất thấp, giá thành vận chuyển cao Đây là một trong những tồn tại lớntrong dụng cụ chứa sản phẩm rau quả sau thu hoạch

Hình 1.7 Trái thanh long được đổ thành từng đống hoặc xếp trong thùng

nhựa 1.2.3 Những tồn tại trong thu hoạch và vận chuyển trái thanh long

- Do thu hái bằng thủ công nên năng suất thu hái thấp, tốn công lao động, năngsuất trung bình khoảng 300kg/công lao động, tính cho tất cả các khâu công việc từthu hái, xếp vào giỏ, di chuyển ra bãi tập kết, bốc lên xe ô tô

- Các phương pháp di chuyển trái thanh long sau khi thu hái không hợp lý: Di

chuyển bằng mang vác thì năng suất thấp, tốn công lao động, nếu sử dụng xe đẩy vàmáy kéo thì sản phẩm bị dập nát (do chạy trên đường xấu nhiều ổ gà), từ đó chấtlượng sản phẩm thấp không đạt yêu cầu xuất khẩu

- Không có dụng cụ, thùng chứa hoặc giỏ chứa chuyên dùng nên ảnh hưởng lớn đến năng suất, chất lượng sản phẩm trái thanh long sau thu hoạch

- Chất lượng sản phẩm thấp, sản phẩm nhanh bị hư hỏng nguyên nhân sau: Docấu tạo giải phẫu trái thanh long rất mềm, nên khi xếp chồng thanh long lên nhau,khi di chuyển dưới tác động của trọng lượng trái thanh long phía trên đè lên lớpthanh long phía dưới, dưới tác động của rung động khi di chuyển bằng máy kéo,bằng xe đẩy thì ruột trái thanh long bị tổn thương, từ đó các phản ứng sinh hóa xẩy

ra nhanh, dẫn đến trái thanh long nhanh bị hư hỏng (nhiều lô thanh long của ViệtNam xuất khẩu đi nước ngoài không đạt yêu cầu bị trả về)

Tóm lại: Trong thu hoạch thanh long hiện nay còn hai khâu cần phải nghiên

cứu hoàn thiện đó là khâu di chuyển trái thanh long sao cho êm dịu năng suất caogiảm nhẹ sức lao động, không bị dập Dụng cụ chứa đựng trái thanh long sau thuhoạch và trong vận chuyển (thùng chứa) phải có các tấm ngăn để trọng lượng củalớp quả phía trên không tác động lớp phía dưới, từ đó dẫn đến trái thanh long khôngbị tổn thương Như vậy cần thiết phải có đề tài nghiên cứu hệ thống thiết bị dichuyển trái thanh long và giỏ chứa trái thanh long chuyên dùng để đáp ứng yêu cầutăng năng suất và giảm tổn thất sau thu hoạch và đáp ứng yêu cầu chất lượng sảnphẩm xuất khẩu

1.3 Về tình hình nghiên cứu các thiết bị thu hoạch thanh long trên thế giới và ở Việt Nam

1.3.1 Tình hình nghiên cứu các thiết bị thu hoạch thanh long trên thế giới

Thanh long một loài cây được trồng chủ yếu để lấy quả và cũng là tên của một vàichi của họ xương rồng Thanh long là loài thực vật bản địa tại Mexico, các nước Trung

Mỹ và Nam Mỹ Hiện nay, các loài cây này cũng được trồng ở các nước trong khu vực

Đông Nam Á như Việt Nam Malaysia, Thái Lan, Philippines, Indonesia (đặc biệt là ởmiền tây đảo Java); miền nam Trung Quốc, Đài Loan và một số khu vực khác

Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về đặc điểm sinh thái, cải tạo giống,lai tạo giống, phòng trừ sâu bệnh hại, kỹ thuật canh tác, kỹ thuật bảo quản trái thanhlong sau thu hoạch, các công trình này đã được áp dụng vào sản xuất mang lại hiệu quảkinh tế cao, góp phần nâng cao năng suất chất lượng trái thanh long

Tuy nhiên các công trình nghiên cứu về công nghệ và thiết bị thu hoạch thanhlong trên thế giới còn hạn chế Ở một số nước như Trung Quốc, Philippines,Indonesia thu hái thanh long được thực hiện như sau [39]; [40]:

- Sử dụng lao động thủ công cắt trái thanh long, sau đó cho trái thanh long vàothùng đựng, sau khi xếp đầy thùng đựng thì dùng xe cút kít hoặc sử dụng máy kéochở ra ngoài đường vận chuyển sau đó bốc lên xe ô tô vận chuyển đến nhà máyhoặc nơi tiêu thụ

- Do đặc điểm của trái thanh long nên việc cơ giới hóa, tự động hóa khâu cắttrái thanh long là rất khó khăn, nên hầu hết các nước trồng thanh long đều thu háibằng thủ công, khâu vận chuyển trái thanh long đã được cơ giới hóa bằng máy kéohoặc xe đẩy

- Thùng chứa trái thanh long được làm bằng tre hoặc thùng nhựa không cóvách ngăn, nên khi vận chuyển bằng máy kéo hoặc xe đẩy có thể bị dập, dẫn đếnchất lượng sản phẩm thấp

Tóm lại khâu thu hoạch thanh long trên thế giới hiện nay chủ yếu là hái bằng thủ công, vận chuyển bằng sức người hoặc bằng máy kéo, xe đẩy

1.3.2 Tình hình nghiên cứu thiết bị thu hái thanh long ở Việt Nam

Các công trình nghiên cứu về cây thanh long Việt Nam hiện nay chủ yếu tập trungvào qui hoạch trồng cây thanh long, kỹ thuật nhân giống, kỹ thuật chọn tạo giống, kỹthuật chăm bón, kỹ thuật phòng trừ sau bệnh hại, nghiên cứu sản xuất thanh long theotiêu chuẩn VietGap hoặc GlobalGap, các nghiên cứu trên do Sở Khoa học và công nghệcác tỉnh trồng thanh long là đơn vị chủ quản, các viện nghiên cứu, các trường Đại học,các doanh nghiệp thực hiện, các kết quả nghiên cứu trên đã góp phần phát triển diệntích, năng suất và chất lượng thanh long như hiện nay

Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu về thiết bị thu hoạch trái thanh long ở ViệtNam còn nhiều hạn chế, chưa có công trình đã công bố nghiên cứu về công nghệ,thiết bị thu hái vận chuyển trái thanh long ở trong vườn trồng

1.4 Tổng quan về đường cáp sử dụng trong nông lâm nghiệp

Vận chuyển bằng đường cáp có ưu điểm nổi bật đó là áp dụng nơi địa hìnhphức tạp việc làm đường ô tô khó khăn, những nơi hạn chế đào đắp, từ những ưuđiểm đó có nhiều loại đường cáp được áp dụng trong thực tế như: Đường cáp vậnchuyển gỗ, đường cáp vận chuyển người trong khu du lịch, đường cáp vận chuyểnnông sản sau thu hoạch Trong các loại đường cáp nêu trên thì đường cáp vậnchuyển gỗ được sử dụng khá phổ biến

1.4.1 Các kiểu đường cáp sử dụng trong lâm nghiệp [11] [15]

Đường dây cáp là một phương tiện vận xuất gỗ được sử dụng rộng rãi trongđiều kiện địa hình núi cao hiểm trở không thuận lợi cho các phương tiện vận xuấtkhác như máy kéo hay súc vật kéo Theo phương pháp này người ta căng dây cápvới một độ căng cần thiết, trên đó có đặt xe chở gỗ Xe chở gỗ chuyển động được lànhờ có động lực đặt ở đầu hay cuối đường dây hoặc có khi không cần thiết phảidùng động lực bên ngoài mà nó tự chuyển động do độ dốc của đường dây tương tựnhư máng lao gỗ Khi chuyển động, gỗ và xe hoàn toàn chạy trên đường dây cápkhông ảnh hưởng gì đến mặt đất

Hiện nay, trong vận xuất gỗ người ta dùng nhiều mô hình đường cáp khácnhau; Mỗi một mô hình sẽ đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật và kinh tế chotừng vùng, từng loại địa hình Căn cứ vào số lượng dây cáp được dùng, khả năng diđộng, người ta phân ra các mô hình (các kiểu) đường dây cáp sau đây:

a) Kiểu đường cáp một dây

- Đường cáp một dây căng cố định: Mô hình đường cáp một dây phổ biến

nhất hiện nay như hình 1.8 Người ta căng cố định một dây cáp lên 2 điểm cần thiếttrên đỉnh dốc và chân dốc Gỗ được lao trên dây cáp từ đỉnh xuống chân dốc Tuỳ

độ dốc của đường dây lớn hay nhỏ mà xe chuyển động trên dây cáp có thể bằng cácloại móc gỗ hay dùng puli bằng kim loại

Hình 1.8 Sơ đồ đường cáp một dây căng cố định

- Đường cáp một dây kéo căng - thả chùng: Để giảm bớt sức lao động móc gỗ

lên đường cáp và giảm vận tốc gỗ lao ở cuối đường cáp, khi vận xuất các loại gỗ cókích thước nhỏ như gỗ trụ mỏ, gỗ nguyên liệu giấy người ta sử dụng rất có hiệu quảkiểu đường cáp một dây hoạt động theo phương pháp kéo căng thả chùng (Hình 1.9)

Theo phương pháp này, một đầu dây cáp được cố định ở một điểm phía trên

dốc còn đầu kia phía dưới dốc được quấn vào trống tời Lúc đầu dây cáp nằm sátmặt đất, dùng một puli có dây buộc gỗ mắc vào dây cáp, người móc gỗ phía trêndốc ra hiệu cho người điều khiển tời ở phía dưới dốc Tời quấn cáp cho tới khi nângđược khúc gỗ lên khỏi mặt đất và dần dần dây cáp đạt được độ dốc cần thiết để khúc

gỗ tự lao được xuống chân dốc Khi gỗ chuyển động xuống chân dốc tới vị trí đãđịnh, người điều khiển tời nhả trống tời và khúc gỗ rơi xuống đất cùng với dây cáp.Sau khi tháo khúc gỗ ra khỏi dây cáp, người móc gỗ ở trên đỉnh núi lại tiếp tụcchuyến thứ hai tương tự như chuyến đầu Mỗi một lần lao gỗ cần một puli Mỗi đợtlao khoảng 20 chuyến là hết puli, ở phía đỉnh dốc, lúc này người móc gỗ ở trên đỉnhdốc phải xuống chân dốc để lấy số puli lên đỉnh núi để chuẩn bị cho đợt lao sau

Hình 1.9 Sơ đồ đường cáp một dây kéo căng - thả chùng 1,2- Trụ buộc cáp;

3-Dây cáp; 4- Puli chuyển hướng; 5- Bộ phận tăng lực; 6- Tời thủ công; 7- 3-Dây neo

tời; 8-Puli; 9- Khúc gỗ

- Đường cáp một dây chuyển động kiểu con thoi: Khi vận xuất gỗ nhỏ hoặc

củi, nứa người ta còn có thể dùng kiểu đường cáp một dây mắc thành vòng kín Dâycáp được nối thành một vòng kín và được căng bằng 2 puli đặt ở 2 điểm trên dốc và dưới dốc (hình 1.10)

Một đầu cáp buộc gỗ vào một nhánh dây, vì có độ dốc nên gỗ tự chuyểnđộng từ đỉnh xuống chân dốc Trong khi phía dưới dốc tháo gỗ ra khỏi dây cáp thìphía trên dốc lại buộc gỗ vào nhánh kia của cáp và quá trình được lặp lại như banđầu Kiểu sơ đồ đường cáp một dây mắc thành vòng kín này còn được gọi là sơ đồchuyển động kiểu con thoi Với địa hình không đủ độ dốc tự lao, người ta có thể lắpđộng cơ để kéo một trong 2 bánh xe căng cáp

Hình 1.10 Sơ đồ đường cáp một dây chuyển động kiểu con thoi

- Đường cáp 1 dây lắp thành vòng kín: Được sử dụng để vận xuất gỗ nhỏ,

củi với cự li vận xuất 9001000m, 6 đến 8 người 1 ca, vận tốc 0,81m/s, tải đượcxếp cách nhau 56m, cho năng suất 5060m3/ca Sơ đồ cấu tạo của đường cáp một dây lắp thành vòng kín như thể hiện trên hình 1.11

Hình 1.11 Đường cáp một dây lắp thành vòng kín

1- Tời; 2- Dây cáp; 3- Ròng rọc cánh

Ưu điểm lớn nhất của đường cáp loại này là: Đơn giản trong sử dụng, giữa các trụ đỡ không cần có độ cao chênh nhau

Tuy nhiên, nó có nhược điểm là chỉ vận xuất được gỗ nhỏ

b) Kiểu đường cáp hai dây

Sơ đồ đường cáp hai dây có động lực kéo xe chở gỗ là kiểu đường cáp đượcdùng phổ biến rộng rãi hiện nay (hình 1.12) Theo sơ đồ này, dây cáp mang (6) đượccăng và cố định ở 2 điểm trên và dưới dốc, trên đó có lắp xe treo chở gỗ (8) Mộtđầu của cáp kéo buộc chặt vào xe chở gỗ còn đầu kia mắc vào trống tời của độnglực (1) Ở 2 đầu dây cáp mang người ta còn mắc cơ cấu giữ xe treo (5) để phục vụcho quá trình bốc gỗ lên xe và dỡ gỗ ra khỏi xe dọc tuyến cáp Vì có động lực kéo

xe cho nên kiểu sơ đồ này ngoài việc thả gỗ từ trên đỉnh dốc xuống chân dốc người

ta còn có thể kéo gỗ ngược dốc từ chân lên đỉnh núi

Hình 1.12 Đường cáp hai dây có động lực

1- Tời; 2- Trụ đỡ trên; 3- Trụ đỡ trung gian; 4- Yên đỡ cáp; 5- Cơ cấu giữ xe treo; 6- Dây cáp mang; 7- Cáp nâng kéo gỗ; 8- Xe treo; 9- Trụ đỡ dưới; 10- Bộ phận neo

giữ cáp mang; 11-Sàn để gỗ; 12- Đường vận chuyển.

- Quá trình thả gỗ xuôi dốc: Cơ cấu giữ xe treo (5) được đặt ở phía trên sẽgiữ xe ở vị trí cần thiết, công nhân bốc gỗ sẽ kéo móc gỗ tới vị trí buộc gỗ, ngườiđiều khiển tời cho tời hoạt động để kéo bó gỗ nâng bổng lên xe Sau khi cơ cấu giữ

xe nhả khoá, dưới tác dụng của trọng lượng xe và gỗ, xe treo chở gỗ tự chuyển độngxuống chân dốc Khi xe chuyển động tới gần trụ đỡ phía dưới (9), gỗ bị lết đất xedừng lại người ta tiến hành dỡ gỗ Khi dỡ gỗ xong, người dỡ gỗ ở phía dưới dốcdùng tín hiệu bằng chuông điện báo cho người điều khiển tời ở phía trên dốc cho tờihoạt động để kéo xe không tải lên phía trên dốc và quá trình sẽ được lặp lại như cũ

- Quá trình kéo gỗ ngược dốc: Nếu phải kéo gỗ ngược dốc thì quá trình cũngđược thực hiện tương tự như trên, động lực vẫn đặt ở phía trên núi, chỉ có khác làđộng lực lúc này sản ra để kéo xe có tải từ chân dốc lên đỉnh dốc, còn chiều khôngtải xe tự trôi nhờ trọng lượng bản thân Nếu không đủ nặng để tự trôi xuống chândốc thì người ta phải buộc thêm vật nặng vào xe Nói chung, bố trí kéo gỗ ngượcdốc ít khi xảy ra

c) Kiểu đường cáp ba dây

Mô hình kiểu đường cáp ba dây dùng để vận xuất gỗ hiện nay ít được ápdụng vì rằng phải cần đến một số lượng khá lớn dây cáp và tốn kém rất nhiều cônglắp đặt Đường cáp kiểu ba dây chỉ được áp dụng trong điều kiện lượng gỗ lấy racủa khu khai thác phải rất lớn và thời gian phục vụ của đường dây phải thật lâu dài

Trong trường hợp đường cáp có đủ độ dốc tự lao, có thể không cần sử dụngđộng lực kéo xe chở gỗ Người ta căng hai dây cáp đỡ ở các điểm trên và dưới dốc

Ở khoảng giữa phía trên dốc của hai dây cáp đỡ người ta đặt một puli chuyển hướng

để dẫn hướng cho dây cáp kéo Mỗi đầu của dây cáp kéo này được gắn vào một xechở gỗ lăn trên dây cáp đỡ Xe có tải chuyển động từ trên dốc xuống dưới dốc dophân lực trọng lượng đồng thời là động lực để kéo xe không tải trên nhánh bên kia

từ chân dốc lên đỉnh dốc Hai xe chở gỗ trên 2 cáp mang lần lượt thay nhau kéo cótải và lúc không có tải khi lên và xuống dốc (hình 1.13)

Hình 1.13 Đường cáp ba dây không động lực

Đường cáp ba dây có động lực được áp dụng trong các điều kiện như: Địa hình khu khai thác bằng phẳng nhưng đất rừng bị lầy lội hoặc ở nơi đất dốc, địa

hình chia cắt nhiều, máy kéo và các phương tiện vận xuất khác sử dụng không hiệuquả Cấu tạo đường cáp loại này được thể hiện ở hình 1.14, gồm hai trụ đỡ, dây cápmang, dây cáp nâng tải, dây cáp kéo và tời hai trống Nguyên lý làm việc của đườngcáp như sau: Để vận xuất gỗ, công nhân vận hành tời cho trống tời quấn dây cáp kéo(5) hoạt động, cáp kéo đưa xe treo đến vị trí cần gom, buộc gỗ và dừng lại Lúc này,công nhân vận hành tời nhả phanh cho trống tời quấn cáp nâng tải quay trơn để chomóc gỗ và ròng rọc động từ trên xe treo rơi xuống đất Tại đây, công nhân vận xuấtkéo cáp và móc gỗ đến vị trí cây gỗ cần gom và sau khi buộc gỗ xong, ra hiệu chocông nhân vận hành cho tời hoạt động kéo cây gỗ về vị trí xe treo đỗ rồi tiến hành

dỡ gỗ Khi đã gom đủ tải, công nhân vận xuất buộc bó gỗ và ra hiệu cho công nhânvận hành tời cho trống tời quấn cáp nâng tải hoạt động, kéo xe treo và gỗ về phía trụ

đỡ phía dưới Khi xe treo tới vị trí cần thiết trống tời và cáp nâng tải dừng lại, gỗ tựrơi xuống mặt đất người ta tháo cáp và móc ra khỏi gỗ và tiến hành kéo chuyến gỗtiếp theo

Hình 1.14 Đường cáp ba dây có động lực

1- Tời; 2- Dây cáp mang; 3- Dây cáp nâng tải; 4- Xe treo; 5 Dây cáp kéo xe treo

1.4.2 Cấu tạo chung và nguyên lý làm việc của đường cáp [1]

Đường cáp vận chuyển có nhiều loại, có loại đơn giản, có loại phức tạp, để cókhái niệm chung về các bộ phận của một đường cáp, sau đây trình bày cấu tạo vànguyên lý hoạt động của một đường cáp tương đối hoàn chỉnh đó là đường cáp 3dây chuyển động tuần hoàn liên tục

1.4.2.1 Cấu tạo chung của đường cáp 3 dây chuyển động tuần hoàn liên tục Đường

cáp 3 dây chuyển động tuần hoàn liên tục được thể hiện trên hình

1.15 bao gồm các bộ phận sau:

Hình 1.15 Sơ đồ cấu tạo của đường dây cáp 3 dây vận chuyển

tuần hoàn liên tục

1 - Dây cáp mang; 2 - Giá đỡ trung gian; 3 - Dây cáp kéo; 4 - Đối trọng

5 - Trạm bốc sản phẩm; 6 - Trạm dỡ sản phẩm; 7 - Xe treo ;

8 - Ròng rọc đỡ dây cáp kéo; 9 - Đường ray;

a) Dây cáp mang : Là dây cáp mắc trên không dùng để làm đường cho xe

chở sản phẩm chạy qua lại Hệ thống dây cáp 3 dây thường phải mắc 2 dây cápmang song song dài bằng nhau làm thành nhánh tải và nhánh không tải Dây cápmang nhánh tải dùng để làm đường cho xe có tải chạy đi (kể từ trạm bốc), dây cápmang nhánh không tải dùng để làm đường cho xe không tải chạy về

Một đầu của dây cáp mang gắn ở nơi có sản phẩm để vận chuyển, đầu gắn ởmột địa điểm chọn sẵn bãi tập kết Căng dây cáp mang trên hai điểm như vậy có thểbằng hai phương pháp khác nhau

- Phương pháp căng cố định: Các đầu dây cáp buộc vào mố gắn có sẵn có hoặc chôn chặt xuống đất

- Phương pháp dùng đối trọng: Một đầu dây cáp buộc cố định như phương pháp thứ nhất, còn đầu kia của dây cáp treo đối trọng

Nếu đường dây cáp luôn phải di chuyển thì áp dụng phương pháp căng cốđịnh Những đường dây cáp sử dụng lâu năm ở một địa điểm thì thường áp dụngphương pháp treo đối trọng

b) Giá đỡ trung gian: Các đường dây cáp có cự ly trên dưới 1.000 mét mà

địa hình cho phép có thể không cần xây dựng giá đỡ trung gian Nhưng với cácđường dây cáp có cự ly dài hoặc địa hình không cho phép, để đảm bảo cho đầu cápđược treo ở độ cao nhất định, xe chạy không bị vướng đất, cần phải xây dựng cácgiá đỡ trung gian Trên giá đỡ có lắp các yên treo (móc treo) và các con lăn (hoặcròng rọc) đỡ dây cáp kéo

c)Dây cáp kéo: Là dây cáp dùng để kéo xe treo chạy trên dây cáp mang Khi

hoạt động dây cáp kéo luôn luôn chuyển động trên những con lăn hoặc ròng rọc dẫnhướng

d) Đối trọng: Trong quá trình hoạt động vị trí của xe treo luôn luôn biến đổi

khiến cho lực căng của dây cáp mang cũng biến đổi theo Sự biến đổi thường xuyên

đó sẽ làm giảm tuổi thọ của dây cáp đi rất nhiều Để làm giảm sự biến đổi của lựccăng đó ta treo đối trọng vào một đầu dây cáp mang Đối trọng thường làm bằng vật

có trọng lượng nặng, ở đường dây cáp lớn thì hệ thống dây cáp kéo cũng nên có đốitrọng để bảo đảm sức căng ban đầu ở trị số không đổi

e) Trạm dỡ sản phẩm vận chuyển: Trạm dỡ thường được đặt ở cuối đường

dây cáp, gồm có những thiết bị dỡ gỗ từ xe treo xuống và xếp sản phẩm vào thùngchứa

g) Trạm chuyển tiếp: Các đường dây cáp trên không vận xuất, vận chuyển

dài, do công suất của động lực có hạn, và để bảo đảm lực kéo trên các điểm của dâycáp mang đều được điều hòa bởi trọng lượng của đối trọng, người ta chia đường dâycáp ra nhiều đoạn để căng Tại đây sẽ đặt trạm chuyển tiếp nó gồm có: Thiết bị gắnchặt hoặc đối trọng, bộ phận động lực, đoạn ray nối cáp trên không

h) Xe treo : Xe treo chuyển động trên dây cáp mang sản phẩm cần vận

chuyển được gắn chặt lên xe treo để chuyển đến nơi tập trung Cấu tạo của xe treotrong mỗi loại đường dây cáp đều có những đặc đỉểm riêng phù hợp với nguyên tắclàm việc của loại đường dây cáp đó

i) Thiết bị động lực: Những đường dây cáp không thể lợi dụng được điều

kiện địa hình tự nhiên (dựa vào độ dốc và trọng lượng bản thân để lao ) đều phải cóthiết bị động lực để kéo xe Thiết bị này gồm có: Động cơ, bộ phận giảm tốc, bánh

xe chủ động (hay trống tời), phanh

Ngoài ra, ở đường dây cáp còn có các bộ phận phụ thêm như đòn nối tiếp