Luận văn Thạc sĩ Khoa học kỹ thuật: Nghiên cứu dao động của rơ moóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:88

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn nghiên cứu dao động của rơ moóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận treo đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe, làm cơ sở cho việc hoàn thiện thiết kế và chọn chế độ sử dụng hợp lý của liên hợp máy khi vận chuyển gỗ rừng trồng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học kỹ thuật: Nghiên cứu dao động của rơ moóc một trục chở gỗ khi lắp thêm bộ phận đàn hồi có giảm chấn giữa khung và trục bánh xe

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ Ptnt Trêng §¹i häc L©m nghiÖp Lu V¨n Hng Nghiªn cøu dao ®éng cña r¬moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe LuËn v¨n th¹c sü khoa häc kü thuËt Hµ Néi - 2008
Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ Ptnt Trêng §¹i häc L©m nghiÖp Lu V¨n Hng Nghiªn cøu dao ®éng cña r¬moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe Chuyªn ngµnh: Kü thuËt m¸y vµ thiÕt bÞ c¬ giíi hãa n«ng l©m nghiÖp M· sè: 60 52 14 LuËn v¨n th¹c sü khoa häc kü thuËt Ngêi híng dÉn khoa häc PGS.TS. NguyÔn NhËt Chiªu Hµ néi - 2008
1 §Æt vÊn ®Ò Mét trong nh÷ng nhiÖm vô vÒ kinh tÕ mµ ChiÕn lîc ph¸t triÓn l©m nghiÖp ViÖt Nam giai ®o¹n 2006  2020 ®Æt ra lµ: S¶n lîng gç trong níc 20 - 24 triÖu m3/n¨m (trong ®ã cã 10 triÖu m3 gç lín), ®¸p øng vÒ c¬ b¶n nhu cÇu nguyªn liÖu cho c¸c ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn l©m s¶n, bét giÊy vµ xuÊt khÈu. §¸p øng nhu cÇu cñi chñ yÕu dïng cho khu vùc n«ng th«n vµ duy tr× ë møc 25 - 26 triÖu m3/n¨m. §ång thêi xuÊt khÈu l©m s¶n ®¹t trªn 7,8 tû USD (bao gåm 7 tû USD s¶n phÈm gç vµ 0,8 tû USD s¶n phÈm l©m s¶n ngoµi gç) [1]. §Ó thùc hiÖn nhiÖm vô trªn viÖc c¬ giíi ho¸ l©m nghiÖp lµ hÕt søc cÇn thiÕt vµ cÊp b¸ch. Tuy nhiªn, c«ng nghÖ vµ thiÕt bÞ c¬ giíi ho¸ khai th¸c rõng tù nhiªn ®îc ¸p dông tríc ®©y kh«ng cßn phï hîp víi viÖc khai th¸c gç rõng trång. Mét sè thiÕt bÞ nhËp ngo¹i cã ®îc ¸p dông ®Ó khai th¸c gç rõng trång, song nh×n chung cßn rÊt h¹n chÕ v× cha phï hîp víi ®iÒu kiÖn tù nhiªn, kinh tÕ x· héi níc ta. ë c¸c níc ®ang ph¸t triÓn trªn thÕ giíi vµ trong khu vùc, cã ®iÒu kiÖn gÇn gièng níc ta ®· chän vµ ¸p dông c«ng nghÖ thÝch hîp lµ c«ng nghÖ trung b×nh víi viÖc ¸p dông m¸y kÐo b¸nh h¬i n«ng nghiÖp ®Ó khai th¸c rõng trång, nhê ®ã mµ n©ng cao ®îc tû lÖ c¬ giíi ho¸ khai th¸c rõng. Trong khi ®ã, níc ta hiÖn nay còng ®· nhËp vµ b¾t ®Çu s¶n xuÊt mét sè lo¹i m¸y kÐo, trong ®ã ®¸ng chó ý lµ c¸c lo¹i m¸y kÐo cì võa vµ nhá, chóng ®ang ®îc sö dông t¬ng ®èi phæ biÕn trong n«ng nghiÖp vµ ë mét sè trang tr¹i. Mét trong nh÷ng lo¹i m¸y kÐo ®ã lµ m¸y kÐo b¸nh h¬i Shibaura do NhËt B¶n s¶n xuÊt. Qua kh¶o s¸t thùc tÕ cho thÊy: M¸y kÐo Shibaura cã ®éng c¬ víi c«ng suÊt ®ñ lín, ngoµi viÖc phôc vô n«ng nghiÖp, khi ®îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ chuyªn dïng cã thÓ sö dông trong rÊt nhiÒu kh©u c«ng viÖc kh¸c nh vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç rõng trång.[24] Thêi gian qua, ®Ò tµi KC- 07- 26 ®· nghiªn cøu thiÕt kÕ chÕ t¹o vµ thö nghiÖm trong s¶n xuÊt liªn hîp m¸y (LHM) gåm m¸y kÐo Shibaura víi r¬ moãc mét trôc chuyªn dïng l¾p sau m¸y kÐo ®Ó vËn chuyÓn gç rõng trång.
2 §©y lµ mÉu m¸y míi lÇn ®Çu ®îc chÕ t¹o vµ thö nghiÖm trong khai th¸c gç rõng trång níc ta. Liªn hîp m¸y kÐo Shibaura víi r¬ moãc mét trôc khi vËn chuyÓn gç, lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ®êng vËn xuÊt, vËn chuyÓn n¶y sinh hµng lo¹t vÊn ®Ò nh kh¶ n¨ng kÐo, b¸m, æn ®Þnh, ®Æc biÖt lµ nh÷ng vÊn ®Ò vÒ dao ®éng, t¶i träng ®éng lùc häc cÇn ®îc nghiªn cøu. Bªn c¹nh ®ã r¬ moãc mét trôc do ®Ò tµi KC- 07-26 t¹o ra lµ lo¹i r¬ moãc cã phÇn khung vµ thïng moãc g¾n cøng víi trôc b¸nh xe nªn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc trªn ®iÒu kiÖn ®êng l©m nghiÖp sinh ra t¶i träng ®éng lùc häc lªn c¸c côm chi tiÕt, ¶nh hëng xÊu ®Õn tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng cña LHM. §iÒu nµy cã thÓ kh¾c phôc ®îc b»ng c¸ch nèi khung vµ thïng moãc víi trôc b¸nh xe qua bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn. §èi víi r¬ moãc mét trôc nµy, nh÷ng vÊn ®Ò nªu trªn cha ®îc nghiªn cøu. §Ó cã c¬ së hoµn thiÖn thªm vÒ mÆt kÕt cÊu theo híng nµy ph¶i nghiªn cøu thªm vÒ dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc nµy khi l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe. Víi nh÷ng lý do trªn chóng t«i tiÕn hµnh ®Ò tµi: “Nghiªn cøu dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe”. * ý nghÜa khoa häc cña ®Ò tµi: X©y dùng m« h×nh dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe tõ ®ã ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña bé phËn nèi ®µn håi cã gi¶m chÊn ®Õn tÝnh chuyÓn ®éng ªm dÞu cña liªn hîp m¸y. * ý nghÜa thùc tiÔn cña ®Ò tµi: KÕt qu¶ nghiªn cøu lµ c¬ së cho viÖc hoµn thiÖn thªm vÒ mÆt kÕt cÊu mÉu r¬ moãc mét trôc theo híng l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn gi÷a khung vµ trôc b¸nh xe, ®ång thêi phôc vô cho viÖc chän chÕ ®é sö dông hîp lý khi chë gç b»ng r¬ moãc mét trôc trªn ®iÒu kiÖn ®êng l©m nghiÖp.
3 Ch¬ng 1 Tæng quan vÊn ®Ò nghiªn cøu 1.1. C«ng nghÖ khai th¸c gç ë níc ta ë níc ta, rõng tù nhiªn ngµy cµng bÞ c¹n kiÖt g©y ra nh÷ng hËu qu¶ xÊu tíi m«i trêng sinh th¸i, s¶n xuÊt vµ ®êi sèng con ngêi. Tríc thùc tr¹ng ®ã, ®Ó b¶o vÖ diÖn tÝch rõng tù nhiªn cßn l¹i, ChÝnh phñ ®· quyÕt ®Þnh tõng bíc ®ãng cöa rõng tù nhiªn vµ chñ tr¬ng t¨ng cêng sö dông gç rõng trång thay thÕ dÇn gç rõng tù nhiªn. M¸y mãc thiÕt bÞ khai th¸c gç lín rõng tù nhiªn khi chuyÓn sang khai th¸c rõng trång kh«ng cßn phï hîp, sö dông kÐm hiÖu qu¶ v× gç rõng trång cã kÝch thíc nhá, cã nhiÒu n¬i rõng trång tËp trung nhng nhiÒu n¬i l¹i ph©n t¸n tr÷ lîng thÊp. §©y lµ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n chñ yÕu dÉn ®Õn c¸c ho¹t ®éng khai th¸c gç hiÖn nay ë c¸c tØnh phÝa B¾c chñ yÕu vÉn b»ng lao ®éng thñ c«ng nÆng nhäc, n¨ng suÊt thÊp mÆc dï so víi rõng tù nhiªn, rõng trång cã nhiÒu ®iÓm thuËn lîi h¬n ®Ó ¸p dông c¬ giíi ho¸. Rõng trång ë miÒn B¾c níc ta cã ®Æc ®iÓm: thuÇn loµi, diÖn tÝch ph©n t¸n, c¸ch ®êng vËn chuyÓn kh«ng xa, Ýt d©y leo bôi rËm, ®é dèc kh«ng lín. ChÝnh v× nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn, viÖc lùa chän c«ng nghÖ, thiÕt bÞ khai th¸c gç phï hîp cho viÖc c¬ giíi ho¸ c¸c kh©u s¶n xuÊt kinh doanh rõng ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ, x· héi lµ ®iÒu v« cïng quan träng. Cã 3 lo¹i h×nh c«ng nghÖ khai th¸c gç chñ yÕu [22] lµ: - C«ng nghÖ khai th¸c gç dµi: c©y gç sau khi chÆt h¹, c¾t cµnh, ngän ®îc vËn xuÊt ra b·i I hoÆc b·i II. Sau ®ã c©y gç ®îc c¾t khóc, ph©n lo¹i s¶n phÈm vµ bèc lªn ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn. - C«ng nghÖ khai th¸c gç ng¾n: t¹i n¬i chÆt h¹ c©y gç ®îc c¾t cµnh, c¾t ngän, c¾t khóc theo quy c¸ch s¶n phÈm, sau ®ã c¸c khóc gç ®îc vËn xuÊt ra b·i gç vµ ®a lªn c¸c ph¬ng tiÖn vËn chuyÓn. - C«ng nghÖ khai th¸c gç nguyªn c©y: sau khi chÆt h¹, c©y gç ®îc gi÷ nguyªn c¶ cµnh vµ t¸n l¸ råi kÐo ra ngoµi b·i gç. T¹i ®ã c©y gç ®îc c¾t cµnh,
4 ngän vµ c¾t khóc theo quy c¸ch s¶n phÈm vµ ®îc vËn chuyÓn ®Õn n¬i tiªu thô. Cµnh vµ ngän sÏ ®îc chÕ biÕn tËn dông. HiÖn nay ë níc ta do kh¶ n¨ng vµ tr×nh ®é ¸p dông c¬ giíi ho¸ c¸c kh©u s¶n xuÊt cßn thÊp nªn nhiÒu n¬i vÉn chØ ¸p dông lo¹i h×nh khai th¸c gç ng¾n lµ chñ yÕu: ChÆt h¹ b»ng c«ng cô thñ c«ng hoÆc ca x¨ng, kh©u vËn xuÊt, bèc dì chñ yÕu b»ng thñ c«ng, kh©u vËn chuyÓn b»ng « t« hoÆc ®êng thuû. Kh©u vËn xuÊt gç lµ mét kh©u khã kh¨n, nÆng nhäc, phøc t¹p nhÊt trong d©y chuyÒn khai th¸c gç, nã ¶nh hëng trùc tiÕp ®Õn n¨ng suÊt lao ®éng vµ gi¸ thµnh s¶n phÈm. 1.2 T×nh h×nh nghiªn cøu vµ ¸p dông m¸y kÐo b¸nh h¬i vµo viÖc vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç ë mét sè níc nh Trung Quèc, Thuþ §iÓn, Malaysia, Tanzania, Zambabue ®· vµ ®ang sö dông m¸y kÐo n«ng nghiÖp cì nhá, kÐo r¬mooc ®Ó vËn xuÊt vËn chuyÓn gç rõng trång. Do m¸y kÐo kh«ng cã thiÕt bÞ têi c¸p nªn c¸c giai ®o¹n vËn xuÊt gç tõ n¬i chÆt h¹ ®Õn n¬i tËp trung gç ph¶i dïng lao ®éng thñ c«ng hay c¸c h×nh thøc vËn xuÊt gç kh¸c [31]. §èi víi níc ta, tõ nh÷ng n¨m 60 ®· nhËp vµ ®a vµo sö dông mét sè m¸y kÐo cña níc ngoµi phôc vô cho kh©u vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç rõng tù nhiªn nh: TDT 40, TDT 55, TT 4. Tõ n¨m 1970, níc ta ®· nhËp vµ ®a vµo sö dông m¸y kÐo LKT 80, LKT 120. C¸c lo¹i m¸y nµy ®· phï hîp víi ®Æc ®iÓm khai th¸c rõng tù nhiªn víi quy m« s¶n xuÊt lóc bÊy giê. C¸c lo¹i m¸y kÐo xÝch cã u ®iÓm næi bËt lµ cã kh¶ n¨ng vît tèt, vËn xuÊt ®îc gç cã khèi lîng lín. Tuy nhiªn, nhîc ®iÓm cña chóng lµ møc ®é ph¸ ho¹i ®Êt, c©y con vµ tÇng thùc b× lín. Ngîc l¹i, m¸y kÐo b¸nh h¬i cã tèc ®é cao, møc ®é ph¸ ho¹i c©y con, mÆt ®êng Ýt h¬n so víi m¸y kÐo xÝch. V× vËy, trong khai th¸c rõng m¸y kÐo b¸nh h¬i ngµy cµng ®îc sö dông réng r·i h¬n so víi m¸y kÐo b¸nh xÝch.
5 Theo chøc n¨ng c¸c m¸y kÐo ®îc dïng trong khai th¸c rõng cã thÓ ®îc ph©n thµnh 2 lo¹i: m¸y kÐo chuyªn dïng vµ m¸y kÐo n«ng nghiÖp ®îc c¶i tiÕn ®Ó vËn xuÊt gç. C¸c m¸y kÐo l©m nghiÖp chuyªn dïng thêng cã c«ng suÊt lín, tÝnh æn ®Þnh vµ kh¶ n¨ng kÐo b¸m cao. HiÖn nay, nhiÒu níc trªn thÕ giíi cã ngµnh c«ng nghiÖp ph¸t triÓn, s¶n xuÊt l©m nghiÖp víi quy m« lín ®· chÕ t¹o vµ sö dông c¸c lo¹i m¸y kÐo l©m nghiÖp chuyªn dïng víi c«ng suÊt lín. ë TiÖp Kh¾c ®· nghiªn cøu lo¹i m¸y kÐo mang nh·n hiÖu LKT 80 ®îc trang bÞ têi thuû lùc (2,5 tÊn) ®Ó vËn xuÊt gç theo ph¬ng ph¸p nöa lÕt. ë PhÇn Lan, ngêi ta ®· chÕ t¹o ra m¸y kÐo mang nh·n hiÖu Skidder dïng ®Ó vËn xuÊt gç b»ng ph¬ng ph¸p kÐo nöa lÕt hay c¸c lo¹i m¸y kÐo cña h·ng Timberjack Norcar, Somet, Valmet. ë Thuþ §iÓn ®· chÕ t¹o vµ ¸p dông réng r·i m¸y kÐo Volvo kÐo r¬mooc mét trôc cã trang bÞ tay thuû lùc. Liªn hîp m¸y nµy cã kÕt cÊu hîp lý, lµm viÖc linh ho¹t nhê bèn b¸nh xe cña r¬mooc ®îc bè trÝ trªn 2 trôc cña ®ßn c©n b»ng cã thÓ quay t¬ng ®èi víi khung xe. Lo¹i m¸y nµy ®îc sö dông trong c«ng viÖc vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç trªn cù ly ng¾n. ë Canada, ngêi ta ®· sö dông m¸y kÐo Timberjack 201 ®Ó vËn xuÊt gç trªn ®Þa h×nh cã ®é dèc t¬ng ®èi lín. ë §øc ®· s¶n xuÊt vµ sö dông m¸y kÐo MG 25 c«ng suÊt 25 - 34 m· lùc, vËn xuÊt gç ë n¬i cã ®é dèc tíi 40%. ë nhiÒu níc trªn thÕ giíi nh Thôy §iÓn, Nauy, Italia, Canada, Australia, Newzealand còng ¸p dông réng r·i m¸y kÐo b¸nh h¬i vËn xuÊt gç víi sè lîng ngµy cµng t¨ng, nhÊt lµ trong c¸c trang tr¹i quy m« võa vµ nhá [39]. Qua thùc tiÔn sö dông c¸c chuyªn gia ®· kh¼ng ®Þnh m¸y kÐo b¸nh h¬i vËn xuÊt gç sÏ c¬ ®éng, cho n¨ng suÊt cao vµ më ra triÓn väng cã thÓ vËn
6 chuyÓn th¼ng gç tõ n¬i chÆt h¹ ra b·i gç hay xuèng ®êng vËn chuyÓn, gi¶m bít ®îc kh©u lao ®éng trung gian trong vËn xuÊt vËn chuyÓn gç[30]. Do ®Æc ®iÓm s¶n xuÊt cña ngµnh n«ng nghiÖp mang tÝnh thêi vô, nªn thêi gian r¶nh rçi cña m¸y kÐo trong n¨m rÊt nhiÒu. V× thÕ, ®Ó n©ng cao hiÖu qu¶ vèn ®Çu t, n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông, ph¸t huy kh¶ n¨ng tËn dông toµn bé thêi gian vµ c«ng suÊt cña m¸y trong ngµnh s¶n xuÊt n«ng nghiÖp, tæ chøc FAO ®· thùc hiÖn hµng lo¹t c¸c nghiªn cøu chuyªn ®Ò ë c¸c vïng kh¸c nhau trªn thÕ giíi vÒ lÜnh vùc sö dông m¸y kÐo n«ng nghiÖp b¸nh h¬i trong khai th¸c rõng trång vµ ®· kh¼ng ®Þnh m¸y kÐo n«ng nghiÖp cã thÓ lµm viÖc tèt trªn ®Þa h×nh rõng trång cã ®é dèc kh«ng lín, nÕu ®îc trang bÞ thªm thiÕt bÞ têi c¸p, r¬mooc th× rÊt phï hîp vµ ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao [31]. ë níc ta tõ n¨m 1963, tËp thÓ c¸n bé phßng C¬ giíi l©m trêng B¾c Yªn vµ ViÖn C«ng nghiÖp rõng ®· nghiªn cøu chÕ t¹o thµnh c«ng têi hai trèng l¾p trªn m¸y kÐo Krabat ®Ó vËn xuÊt gç [10]. N¨m 1972, tiÕn sÜ NguyÔn KÝnh Th¶o vµ tËp thÓ c¸n bé gi¶ng d¹y Khoa C«ng nghiÖp rõng trêng §¹i häc L©m nghiÖp ®· nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o thµnh c«ng m¸y kÐo khung gËp L35 víi thiÕt bÞ têi c¸p ®Ó vËn xuÊt gç [10]. N¨m 1985, TiÕn sÜ NguyÔn KÝnh Th¶o vµ ®ång nghiÖp ViÖn Khoa häc l©m nghiÖp ®· nghiªn cøu chÕ t¹o têi mét trèng dÉn ®éng tõ trôc thu c«ng suÊt vµ R¬mooc mét trôc l¾p sau m¸y kÐo Zeto ®Ó tù bèc vµ vËn xuÊt gç [10]. N¨m 1994, PGS. TS. NguyÔn NhËt Chiªu cïng mét sè c¸n bé gi¶ng d¹y Trêng §¹i häc L©m nghiÖp ®· nghiªn cøu thµnh c«ng ®Ò môc thuéc ®Ò tµi cÊp Nhµ níc KN-03-04, ®· thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ kh¶o nghiÖm s¶n xuÊt thiÕt bÞ vËn xuÊt, bèc dì vËn chuyÓn ®Ó khai th¸c vïng nguyªn liÖu giÊy, vïng gç nhá rõng trång kiÓu r¬ moãc mét trôc l¾p sau m¸y kÐo MTZ-50 cã thiÕt bÞ têi c¸p vµ c¬ cÊu n©ng gç thuû lùc ®Ó võa gom gç tõ xa, võa tù bèc cho r¬ moãc [7]. N¨m 1997, nhãm c¸n bé gi¶ng d¹y Bé m«n M¸y l©m nghiÖp, Trêng §¹i häc L©m nghiÖp ®· thiÕt kÕ, chÕ t¹o thiÕt bÞ chuyªn dïng: Têi c¬ khÝ 1
7 trèng vµ cÇn treo gç ch÷ A l¾p cho m¸y kÐo DFH-180 ®Ó vËn xuÊt gç nhá rõng trång. N¨m 2002, Th.S. Ph¹m Minh §øc nghiªn cøu kh¶ n¨ng kÐo b¸m cña m¸y kÐo DFH-180 kÐo r¬ moãc mét trôc khi vËn chuyÓn gç nhá rõng trång [12]. N¨m 2005, PGS.TS. N«ng V¨n V×n cïng mét sè c¸n bé gi¶ng d¹y trêng ®¹i häc L©m nghiÖp vµ §¹i häc N«ng nghiÖp Hµ Néi thùc hiÖn ®Ò tµi nh¸nh cÊp Nhµ níc KC-07-26 ®· nghiªn cøu thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ kh¶o nghiÖm s¶n xuÊt r¬ moãc mét trôc l¾p sau m¸y kÐo c¶i tiÕn ®Ó vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç rõng trång [29]. Nh×n chung c¸c nghiªn cøu ë níc ta trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y chñ yÕu ®i vµo nghiªn cøu c¶i tiÕn, thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c thiÕt bÞ chuyªn dïng l¾p cho m¸y kÐo b¸nh h¬i ®Ó vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç rõng trång. 1.3. T×nh h×nh nghiªn cøu vÒ dao ®éng cña « t«, m¸y kÐo b¸nh h¬i Khi làm viÖc m¸y kÐo dao ®éng do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau: do ho¹t ®éng cña ®éng c¬, cña c¸c chi tiÕt chuyÓn ®éng cha ®îc c©n b»ng trong bé phËn truyÒn lùc, do ¶nh hëng cña mÆt ®êng kh«ng b»ng ph¼ng, do sù thay ®æi lùc c¶n cña m¸y canh t¸c, do thµnh phÇn lùc ®éng sinh ra cña c¶ liªn hîp m¸y…C¸c dao ®éng nµy ®Òu ¶nh hëng ®Õn t¶i träng ®éng lùc häc t¸c dông lªn c¸c côm chi tiÕt, ®é ªm dÞu chuyÓn ®éng cña m¸y kÐo, chÊt lîng c«ng viÖc mµ liªn hîp m¸y ®ang thùc hiÖn. Do vËy khi nghiªn cøu dao ®éng cña m¸y kÐo, cÇn thiÕt ph¶i x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn dao ®éng, quan t©m ®Õn c¸c t¸c ®éng cña mÊp m« mÆt ®êng, cña bé phËn canh t¸c, khèi lîng, m«men qu¸n tÝnh cña th©n m¸y kÐo ®Õn c¸c trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m, khèi lîng cña c¸c b¸nh tríc, c¸c th«ng sè h×nh häc nh vÞ trÝ träng t©m, kho¶ng c¸ch tõ träng t©m ®Õn cÇu tríc, cÇu sau, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c b¸nh xe.
8 HÇu hÕt c¸c « t«, m¸y kÐo ®îc ¸p dông trong ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt l©m nghiÖp ®Òu ph¶i lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ®êng s¸ l©m nghiÖp cã ®é mÊp m« mÆt ®êng cao vµ ®é dèc lín. VÒ mÆt dao ®éng cã thÓ nãi chóng ho¹t ®éng trong ®iÒu kiÖn rÊt khã kh¨n, v× vËy ¶nh hëng xÊu ®Õn nh÷ng chØ tiªu sö dông quan träng cña LHM nh: n¨ng suÊt, ®é ªm dÞu, ®é æn ®Þnh, ®é bÒn c¸c chi tiÕt m¸y vµ ®Õn søc khoÎ ngêi l¸i…Do vËy, nghiªn cøu dao déng cña liªn hîp m¸y kÐo khi vËn chuyÓn gç lµ vÊn ®Ò cÇn thiÕt cã ý nghÜa trong viÖc hoµn thiÖn thiÕt kÕ vµ chän chÕ ®é sö dông hîp lý LHM. Tõ tríc ®Õn nay c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ ®é æn ®Þnh, kh¶ n¨ng kÐo b¸m khi t¶i träng thay ®æi, c¸c ®Æc trng ®éng lùc häc, c¸c vÊn ®Ò vÒ dao ®éng…cña « t«, m¸y kÐo vµ c¸c bé phËn lµm viÖc cña m¸y, liªn hîp m¸y ®· ®îc nghiªn cøu. Dao ®éng cña « t«, m¸y kÐo l©m nghiÖp ®· ®îc nhiÒu nhµ khoa häc trªn thÕ giíi quan t©m nghiªn cøu. N¨m 1992 Kozmin S.F. ®· nghiªn cøu qu¸ tr×nh dao ®éng th¼ng ®øng cña m¸y kÐo b¸nh h¬i l©m nghiÖp cì 6 kN [32]. N¨m 1984 Alexandrov V.A ®· nghiªn cøu t¶i träng cña m¸y kÐo vËn xuÊt khi khëi hµnh víi bã gç [33]. N¨m 1987 Zucov A.V ®· nghiªn cøu nh÷ng vÊn ®Ò dao ®éng cña m¸y kÐo l©m nghiÖp [34]. N¨m 1983 §obrnhin Iu.A. nghiªn cøu ®éng lùc häc th¼ng ®øng cña m¸y kÐo b¸nh h¬i khi vËn xuÊt gç trong chÆt ch¨m sãc [35]. N¨m 1980 Orlov S.F ®· nghiªn cøu lý thuyÕt phæ cña bé phËn treo ®ì cña m¸y kÐo l©m nghiÖp chuyªn dïng [36]. N¨m 1975 Finkevich I.V. ®· nghiªn cøu sù liªn kÕt däc gi÷a bã gç vµ m¸y kÐo trong hÖ thèng vËn xuÊt [36] . N¨m 1983 Alexandrov. V.A nghiªn cøu t¶i träng cña m¸y kÐo l©m nghiÖp ë chÕ ®é nhÊc bã gç khái mÆt ®Êt [37].
9 N¨m 1981 Varava V.I. nghiªn cøu ®Æc tÝnh bé phËn treo ®µn håi cña cña m¸y vËn chuyÓn gç [37]. ë níc ta cã mét sè c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ dao ®éng cña «t«, m¸y kÐo nh: GS.TSKH. NguyÔn H÷u CÈn ®· nghiªn cøu tÝnh ªm dÞu trong chuyÓn ®éng cña « t« m¸y kÐo, gi¶i quyÕt vÊn ®Ò treo cho ghÕ ngåi ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn cho ngêi l¸i [6]. TS. Lª Minh L nghiªn cøu dao ®éng cña m¸y kÐo b¸nh h¬i cã tÝnh ®Õn ®Æc trng phi tuyÕn cña c¸c phÇn tö ®µn håi [21]. TS. NguyÔn TiÕn §¹t ®· nghiªn cøu mét sè yÕu tè ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng vËn xuÊt gç rõng trång b»ng ph¬ng ph¸p kÐo nöa lÕt cña m¸y kÐo bèn b¸nh cì nhá (18-24 m· lùc) [11]. Th.S. NguyÔn V¨n VÖ ®· nghiªn cøu dao ®éng th¼ng ®øng cña ghÕ ngåi trªn m¸y kÐo DFH - 180 khi vËn xuÊt gç vµ gi¶i ph¸p gi¶m xãc cho ngêi l¸i [28]. Th.S. NguyÔn V¨n An ®· nghiªn cøu ¶nh hëng cña ®é mÊp m« mÆt ®Êt vµ tèc ®é chuyÓn ®éng ®Õn ph¶n lùc ph¸p tuyÕn lªn cÇu tríc cña m¸y kÐo DFH - 180 khi vËn xuÊt gç rõng trång [2]. Th.S NguyÔn §øc Sü ®· nghiªn cøu æn ®Þnh ®éng lùc häc däc liªn hîp m¸y kÐo cì nhá vËn xuÊt gç khi khëi hµnh theo híng lªn dèc [23]. Th.S NguyÔn Hång Quang ®· nghiªn cøu dao ®éng cña m¸y kÐo Shibaura víi thiÕt bÞ têi c¸p khi vËn xuÊt gç theo ph¬ng ph¸p kÐo nöa lÕt [24] PTS. NguyÔn Phóc HiÓu ®· nghiªn cøu ¶nh hëng cña dao ®éng lªn khung x¬ng «t« khi xe chuyÓn ®éng lªn ®êng [13]. Th.S NguyÔn Quang Huy ®· nghiªn cøu dao ®éng cña xe nhiÒu cÇu [15]. Th.S TrÞnh Minh Hoµng ®· Nghiªn cøu kh¶o s¸t dao ®éng cña xe t¶i hai cÇu díi t¸c ®éng ngÉu nhiªn cña mÆt ®êng [14].
10 Th.S Huúnh Héi Quèc ®· nghiªn cøu vÒ qu¸ tr×nh l¾c ngang- l¾c däc cña «t« ë vËn tèc cao [26]. Th.S Hoµng Gia Th¾ng ®· nghiªn cøu dao ®éng trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng cña toa xe kh¸ch bèn trôc hai hÖ lß xo khi qua mèi nèi ray [27]. T.S Vâ V¨n Hêng ®· nghiªn cøu hoµn thiÖn m« h×nh kh¶o s¸t dao ®éng cña «t« t¶i nhiÒu cÇu. [16]. T.S Lª Minh L ®· nghiªn cøu dao ®éng cña m¸y kÐo b¸nh h¬i cã tÝnh ®Õn ®Æc trng phi tuyÕn cña c¸c phÇn tö ®µn håi. [21]. Nh×n chung, c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ dao ®éng cña « t«, m¸y kÐo b¸nh h¬i cha nhiÒu nhng nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu cã ý nghÜa lín cho viÖc hoµn thiÖn thªm kÕt cÊu vµ chän ra chÕ ®é sö dông hîp lý. Dao ®éng cña « t« vµ m¸y kÐo b¸nh h¬i nãi chung ®· ®îc nghiªn cøu kh¸ nhiÒu c¶ vÒ lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm, song dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc chë gç khi l¾p thªm bé phËn treo ®µn håi cã gi¶m chÊn cßn Ýt ®îc nghiªn cøu. Dao ®éng cña LHM g©y nªn t¶i träng ®éng ®¸ng kÓ lªn c¸c côm chi tiÕt, ¶nh hëng ®Õn tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng, kh¶ n¨ng æn ®Þnh chèng lËt, kh¶ n¨ng ®iÒu khiÓn, kh¶ n¨ng kÐo, b¸m. Lùc ®éng t¸c ®éng lªn c¬ cÊu cña m¸y sÏ biÕn ®æi theo chu kú g©y ra hiÖn tîng mái, gi¶m tuæi thä cña c¸c chi tiÕt vµ ®Æc biÖt cã thÓ g©y nªn hiÖn tîng céng hëng ph¸ háng c¸c chi tiÕt m¸y. §Ó sö dông hîp lý c¸c lo¹i m¸y kÐo cã c«ng suÊt nhá nãi chung vµ m¸y kÐo Shibaura kÐo r¬ moãc mét trôc nãi riªng khi vËn chuyÓn gç rõng trång, cÇn nghiªn cøu mét c¸ch ®Çy ®ñ h¬n vÒ tÊt c¶ c¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng lµm viÖc, c¸c tÝnh chÊt ®éng lùc häc cña LHM, ®Æc biÖt lµ dao ®éng cña m¸y tõ ®ã chän ra ®îc chÕ ®é sö dông hîp lý, c¶i tiÕn kÕt cÊu cho phï hîp víi ®iÒu kiÖn vËn xuÊt, vËn chuyÓn gç nhá rõng trång ë ViÖt Nam. §èi víi m¸y kÐo Shibaura c¶i tiÕn l¾p thªm r¬ moãc mét trôc, lµ lo¹i m¸y kÐo n«ng nghiÖp cña NhËt B¶n [39] ®· ®îc nhËp vµo ViÖt Nam ®Ó cã
11 thÓ dïng vµo viÖc kÐo r¬ moãc mét trôc chë gç cÇn ph¶i ®îc quan t©m nghiªn cøu, ®Æc biÖt lµ dao ®éng cña r¬ moãc khi l¾p thªm bé phËn ®µn håi cã gi¶m chÊn. Do vËy viÖc nghiªn cøu vÒ dao ®éng cña r¬ moãc mét trôc l¾p sau m¸y kÐo c¶i tiÕn khi m¸y chë gç trªn ®êng l©m nghiÖp vµ ®¸nh gi¸ ¶nh hëng cña dao ®éng ®ã ®Õn tÝnh ªm dÞu chuyÓn ®éng, t¶i träng ®éng lùc häc, kh¶ n¨ng kÐo b¸m, æn ®Þnh vµ ®iÒu khiÓn lµ rÊt cÇn thiÕt. 1.4. §Æc trng cña c¸c phÇn tö ®µn håi trªn m¸y kÐo Khi nghiªn cøu sù chuyÓn ®éng ªm dÞu cña « t«, m¸y kÐo… ngêi ta ph©n biÖt c¸c phÇn sau ®©y xÐt vÒ mÆt cÊu tróc: - PhÇn trªn lß xo: tÊt c¶ c¸c côm m¸y, chi tiÕt m¸y cã träng lîng t¸c dông lªn lß xo, ®îc thay thÕ b»ng mét khèi lîng vµ c¸c m« men qu¸n tÝnh cña khèi lîng ®èi víi c¸c trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m. - PhÇn díi lß xo: tÊt c¶ c¸c côm m¸y, chi tiÕt cã träng lîng kh«ng t¸c dông lªn lß xo, ®îc thay thÕ b»ng mét khèi lîng tËp trung. - Bé phËn treo lµ bé phËn ®Ó truyÒn lùc vµ c¸c kÝch ®éng cña mÊp m« mÆt ®êng lªn phÇn trªn lß xo nh»m h¹n chÕ t¸c dông ®éng lùc häc ®èi víi phÇn trªn lß xo. - B¸nh xe lµ bé phËn ®µn håi b¶o ®¶m cho xe m¸y tiÕp xóc æn ®Þnh víi mÆt ®êng vµ gi¶m bít t¸c ®éng ®éng lùc häc cña c¸c mÊp m« mÆt ®êng ®Õn LHM. §èi víi m¸y kÐo b¸nh h¬i, b¸nh sau cña m¸y kÐo ®îc liªn kÕt th¼ng víi th©n m¸y th«ng qua cÇu sau mµ kh«ng cã hÖ thèng treo. V× vËy ë cÇu sau chØ cã bé phËn ®µn håi duy nhÊt lµ c¸c b¸nh lèp sau. ë cÇu tríc, do m¸y kÐo ph¶i lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh phøc t¹p, ®é chªnh mÆt ®êng gi÷a hai b¸nh tríc bªn tr¸i vµ bªn ph¶i lín, nªn ®Ó ®¶m b¶o tÝnh n¨ng æn ®Þnh khi di chuyÓn cÇu tríc m¸y kÐo ph¶i ®îc liªn kÕt víi th©n m¸y th«ng qua mét khíp quay ®¶m b¶o cho cÇu tríc cã thÓ quay quanh trôc däc. MÆt kh¸c, trong
12 nh÷ng m¸y kÐo hiÖn ®¹i b¸nh tríc cßn ®îc liªn kÕt víi cÇu tríc th«ng qua mét lß xo xo¾n èc trô. Bëi vËy ®èi víi m¸y kÐo b¸nh, phÇn trªn lß xo bao gåm khung m¸y, ®éng c¬, buång l¸i, hép sè, cÇu sau, m¸y n«ng nghiÖp treo (ë thÕ vËn chuyÓn nÕu cã)…vµ c¶ b¸nh chñ ®éng l¾p trªn cÇu sau. Trong s¬ ®å tÝnh to¸n, khèi lîng cña cÇu tríc còng ®îc tÝnh vµo trong khèi lîng cña th©n m¸y kÐo. PhÇn díi lß xo m¸y kÐo bao gåm b¸nh lèp tríc, trôc b¸nh tríc vµ trô gi÷ lß xo gi¶m xãc cÇu tríc. Trong thùc tÕ, b¶n th©n mçi bé phËn còng kh«ng ph¶i lµ vËt thÓ tuyÖt ®èi cøng, tuy nhiªn c¸c biÕn d¹ng ®µn håi cña chóng ¶nh hëng tíi ®é ch¹y ªm cña xe m¸y (« t«, m¸y kÐo…) so víi ¶nh hëng cña c¸c phÇn tö ®µn håi lß xo trong hÖ thèng treo, ®µn håi cña b¸nh xe lµ kh«ng ®¸ng kÓ. V× vËy trong nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm phÇn trªn lß xo ®îc xem nh mét vËt thÓ tuyÖt ®èi cøng. C¸c ®Æc trng c¬ b¶n cña nã lµ khèi lîng, c¸c m« men qu¸n tÝnh cña khèi lîng ®èi víi c¸c trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m. C¸c chuyÓn vÞ lµ chuyÓn vÞ th¼ng ®øng cña träng t©m, chuyÓn vÞ gãc cña nã quanh c¸c trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m. Khi nghiªn cøu vÒ ®é ch¹y ªm cña xe m¸y, qui íc bá qua c¸c biÕn d¹ng vµ liªn kÕt gi÷a c¸c phÇn tö cña phÇn díi lß xo, bá qua m« men qu¸n tÝnh khèi lîng cña phÇn díi lß xo vµ coi phÇn díi lß xo nh mét chÊt ®iÓm (khèi lîng tËp trung ë mét ®iÓm) tËp trung ë t©m b¸nh xe. Nh vËy chuyÓn vÞ cña phÇn díi lß xo sÏ t¬ng øng víi chuyÓn vÞ th¼ng ®øng cña t©m trôc b¸nh xe. C¸c t¸c ®éng ®éng häc do c¸c mÊp m« mÆt ®êng g©y ra t¸c ®éng lªn phÇn trªn lß xo th«ng qua hÖ thèng treo cña xe m¸y. HÖ thèng nµy gåm phÇn tö ®µn håi (lß xo), bé dËp t¾t dao ®éng (bé gi¶m chÊn) vµ bé phËn dÉn híng. C¸c b¸nh h¬i cña m¸y kÐo cã tÝnh ®µn håi theo c¸c ph¬ng kh¸c nhau, song chØ cã tÝnh ®µn håi cña lèp theo ph¬ng b¸n kÝnh lµ ¶nh hëng chñ yÕu
13 ®Õn ®é ch¹y ªm. V× vËy trong nghiªn cøu dao ®éng cña m¸y kÐo, nhÊt thiÕt ph¶i kÓ ®Õn ®é ®µn håi cña b¸nh h¬i theo ph¬ng nµy. TÝnh ®Õn ®é ®µn håi cña b¸nh lèp m¸y kÐo khi thµnh lËp s¬ ®å tÝnh to¸n dao ®éng còng gièng nh tÝnh to¸n mét lß xo bÊt kú nµo. Mäi th«ng sè (cã thÓ vµ kh«ng thÓ ®iÒu chØnh) ¶nh hëng ®Õn ®é ch¹y ªm cña « t« m¸y kÐo ®îc gäi lµ c¸c ®Æc trng cña hÖ thèng treo. PhÇn tö c¬ b¶n trong hÖ thèng treo lµ phÇn tö ®µn håi dïng ®Ó gi¶m t¸c ®éng ®éng lùc häc do mÊp m« mÆt ®êng g©y ra cho phÇn trªn lß xo. ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña phÇn tö ®µn håi lµ hÖ thøc gi÷a lùc vµ biÕn d¹ng cña nã do lùc ®ã g©y ra theo ph¬ng nghiªn cøu. §å thÞ diÔn t¶ sù liªn hÖ gi÷a lùc ®µn håi (P®h) vµ biÕn d¹ng () gäi lµ ®êng ®Æc tÝnh cña phÇn tö ®µn håi (lß xo). Tèc ®é gia t¨ng cña P®h khi biÕn d¹ng t¨ng ®îc gäi lµ ®é cøng cña lß xo Cx [21] (H×nh 1.1): P®h P®hc C c c n  H×nh 1.1. §êng ®Æc tÝnh ®µn håi cña lß xo Ta cã: dPdh Cx   tg c d Trong ®ã:  c - §é nghiªng cña tiÕp tuyÕn cña ®êng ®Æc tÝnh lß xo t¹i ®iÓm øng víi biÕn d¹ng  c .
14 Do nh÷ng hao tæn bªn trong (ma s¸t trong, hao tæn nhiÖt…) ®êng ®Æc tÝnh ®µn håi cña lß xo P®h () khi t¨ng t¶i vµ gi¶m t¶i lµ kh«ng trïng nhau vµ t¹o thµnh mét ®êng cong trÔ khÐp kÝn (H×nh 1.2). Khi ®ã ®é cøng lß xo ®îc x¸c ®Þnh tõ ®êng trung b×nh gi÷a ®êng cong t¨ng t¶i vµ gi¶m t¶i (®êng nÐt ®øt). H×nh 1.2. §êng ®Æc tÝnh lß xo khi t¨ng vµ gi¶m t¶i a, b- ®êng ®Æc tÝnh ®éng lùc häc khi t¨ng vµ gi¶m t¶i; c, d- ®êng ®Æc tÝnh tÜnh khi t¨ng vµ gi¶m t¶i; §êng ®Æc tÝnh cña mét sè phÇn tö ®µn håi (khÝ hay thuû khÝ) phô thuéc râ rÖt vµo tèc ®é biÕn d¹ng. Do ®ã ngêi ta cßn ph©n biÖt c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®éng lùc häc. §êng ®Æc tÝnh tÜnh ®îc x©y dùng khi tèc ®é biÕn d¹ng díi 50 mm/phót. §êng ®Æc tÝnh ®éng lùc häc thu ®îc khi tèc ®é biÕn d¹ng lín h¬n møc ®ã. Khi tèc ®é biÕn d¹ng lín, nhiÖt lîng xuÊt hiÖn kh«ng kÞp táa ra m«i trêng xung quanh do ®ã ®é cøng ®éng lùc häc lín h¬n ®é cøng tÜnh. Ngêi ta ph©n biÖt ®é cøng cña phÇn tö dÇn håi theo hai d¹ng tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn. PhÇn tö ®µn håi cã ®é cøng kh«ng ®æi cã ®Æc trng tuyÕn tÝnh. NÕu ®é cøng cña nã phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña biÕn d¹ng th× ®ã lµ phÇn tö ®µn håi cã ®Æc trng phi tuyÕn. VËt liÖu chÕ t¹o c¸c phÇn tö ®µn håi cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau: kim lo¹i (lß xo l¸, lß xo xo¾n èc trô…), cao su, khÝ…§êng ®Æc tÝnh cña phÇn tö ®µn
15 håi lµ kim lo¹i gÇn ®óng víi ®êng th¼ng h¬n (tuyÕn tÝnh). C¸c lo¹i cßn l¹i cã ®êng ®Æc tÝnh thêng lµ ®êng cong (®Æc trng phi tuyÕn). 1.5. §Æc trng cña phÇn tö ®µn håi b¸nh xe §Æc tÝnh ®µn håi cña b¸nh xe biÓu thÞ qua ®å thÞ liªn hÖ gi÷a lùc th¼ng ®øng vµ biÕn d¹ng theo híng xuyªn t©m cña b¸nh xe. §Æc tÝnh ®µn håi cña b¸nh xe khi t¨ng t¶i vµ gi¶m t¶i còng kh¸c nhau vµ t¹o thµnh ®êng cong trÔ khÐp kÝn. Trong nghiªn cøu dao ®éng cña m¸y kÐo b¸nh, ®é cøng ®µn håi cña b¸nh xe ®îc lÊy theo ®êng trung b×nh gi÷a ®êng t¨ng t¶i vµ gi¶m t¶i. Lùc ®µn håi cña b¸nh xe phô thuéc chñ yÕu vµo ¸p suÊt khÝ bªn trong b¸nh xe vµ lo¹i lèp sö dông. Trªn h×nh 1.3 cho c¸c ®êng ®Æc tÝnh ®µn håi cña b¸nh xe m¸y kÐo khi t¨ng t¶i vµ gi¶m t¶i víi c¸c ¸p lùc h¬i trong b¸nh xe vµ víi c¸c lo¹i lèp kh¸c nhau. Khi tÝnh to¸n dao ®éng cña m¸y kÐo b¸nh, qui íc tÝnh to¸n ®é cøng cña b¸nh xe vµ ¸p lùc h¬i danh nghÜa [20]. Trªn h×nh 1.3 cho thÊy, quan hÖ gi÷a lùc ®µn håi vµ biÕn d¹ng lµ ®êng cong (hµm sè phi tuyÕn), trong tÝnh to¸n gÇn ®óng cã thÓ coi lµ mét ®êng cong bËc hai, cã d¹ng: Pdh  A 2  B ; (1.1) Trong ®ã: A, B: C¸c h»ng sè tuú thuéc vµo tõng lo¹i b¸nh h¬i, : BiÕn d¹ng ®µn håi cña b¸nh h¬i, P®h: Lùc ®µn håi cña b¸nh h¬i. H×nh 1.3: §êng ®Æc tÝnh ®µn håi b¸nh xe m¸y kÐo b¸nh h¬i 1. lèp 11-38 khi ¸p lùc h¬i p = 8 N/cm2; 2. lèp 11-38 khi ¸p lùc h¬i p = 12 N/cm2; 3. lèp 6,5-16 khi ¸p lùc h¬i p = 20 N/cm2
16 Trong mét sè trêng hîp ®Ó ®¬n gi¶n cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n cã thÓ xem lùc ®µn håi cña b¸nh xe lµ tuyÕn tÝnh trong vïng biÕn d¹ng tÜnh cña lèp, khi ®ã ta cã: Pdh  C b . Cb: §é cøng b¸nh h¬i, ®îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc [12]: C b  Pb B0 D0 (DaN/cm) Trong ®ã: Pb: ¸p suÊt h¬i trong b¸nh xe, DaN/cm; B0: BÒ réng cña lèp, cm; D0: §êng kÝnh cña lèp, cm; Do ma s¸t néi t¹i gi÷a c¸c phÇn tö trong b¸nh xe (lèp, s¨m, khÝ…) g©y ra lùc c¶n biÕn d¹ng cña b¸nh h¬i. Thµnh phÇn nµy cã t¸c dông ph©n t¸n n¨ng lîng ®Ó dËp t¾t dao ®éng do ®ã lµm gi¶m ¶nh hëng xÊu cña kÝch ®éng mÆt ®êng tíi b¸nh xe vµ th©n m¸y kÐo. Lùc c¶n dao ®éng trong b¸nh xe ®îc xem tØ lÖ bËc nhÊt víi tèc ®é cña biÕn d¹ng: Rb  K b . Trong ®ã: Rb: Lùc c¶n dao ®éng cña phÇn tö ®µn håi b¸nh h¬i; Kb: HÖ sè c¶n dao ®éng;  : Tèc ®é biÕn d¹ng cña b¸nh h¬i; Khi xe m¸y di chuyÓn, chÞu t¸c ®éng cña c¸c kÝch ®éng ®éng häc mÆt ®êng, liªn kÕt gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®êng lµ mét chiÒu. Cã trêng hîp b¸nh xe t¸ch khái mÆt ®êng, trong trêng hîp ®ã lùc ®µn håi vµ lùc c¶n dao ®éng trong b¸nh xe ®Òu triÖt tiªu. §êng ®Æc tÝnh cña lùc ®µn håi vµ lùc c¶n dao ®éng khi kÓ ®Õn liªn kÕt mét chiÒu gi÷a b¸nh xe vµ mÆt ®êng cã d¹ng (H×nh 1.4)
17 a b ) ) H×nh 1.4. §å thÞ lùc ®µn håi, lùc c¶n dao ®éng cña b¸nh xe m¸y kÐo a- Lùc ®µn håi; b- Lùc c¶n dao ®éng P®h= A2 + B khi   0 0 khi  < 0 (1.2) Rb = K b khi   0 0 khi  < 0 (1.3) ë ®©y:  = q – z: HiÖu sè gi÷a hµm mÆt ®êng vµ to¹ ®é cña t©m trôc b¸nh xe. 1.6. Hµm sè kÝch ®éng mÆt ®êng C¸c nguån g©y dao ®éng tÇn sè thÊp cña m¸y kÐo chñ yÕu do ®é kh«ng b»ng ph¼ng cña mÆt ®êng. ViÖc ®iÒu tra, kh¶o s¸t, ph©n lo¹i c¸c d¹ng mÆt ®êng n¬i m¸y kÐo thêng xuyªn qua l¹i lµ cÇn thiÕt v× ®ã lµ c¸c th«ng sè ®Çu vµo cña c¸c bµi to¸n dao ®éng. Khi xÐt ®Õn dao ®éng cña m¸y kÐo, ®iÒu kiÖn ®êng s¸ lµ vÊn ®Ò rÊt phøc t¹p vµ ®a d¹ng, ®Æc biÖt lµ ®êng s¸ vïng ®åi nói l©m nghiÖp. Nh÷ng nghiªn cøu ph©n lo¹i d¹ng mÆt ®êng nµy hÇu nh cha cã, h¬n n÷a tiªu chuÈn ph©n lo¹i ®êng s¸ hiÖn nay l¹i kh«ng thuËn lîi vµ kh«ng ®ñ c¸c d÷ liÖu cÇn thiÕt cho viÖc nghiªn cøu dao ®éng. Tuy nhiªn trong nghiªn cøu ngêi ta chia mÆt ®êng ra hai d¹ng chÝnh sau: - D¹ng mÆt ®êng x¸c ®Þnh: bao hµm nh÷ng chíng ng¹i vËt ®¬n chiÕc ph©n bè xa nhau vµ d¹ng mÆt ®êng biÕn ®æi tuÇn hoµn. - D¹ng mÆt ®êng biÕn ®æi ngÉu nhiªn.
18 1.7. R¬ moãc mét trôc l¾p sau m¸y kÐo Shibaura [29] N¨m 2005 ®Ò tµi nh¸nh cÊp Nhµ níc cã m· sè KC 07- 26 do PGS.TS. N«ng V¨n V×n Trêng §¹i häc N«ng nghiÖp Hµ Néi ®· thiÕt kÕ, chÕ t¹o vµ kh¶o nghiÖm trong s¶n xuÊt r¬ moãc mét trôc l¾p sau m¸y kÐo Shibaura. §Ó x¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña r¬ moãc t¸c gi¶ ®· ®a ra c¸c th«ng sè tÝnh to¸n vµ c¸c yªu cÇu nh sau: - Thïng r¬ moãc xÕp ®îc gç rõng trång cã chiÒu dµi 4 m, t¶i träng 3 tÊn; - Träng t©m thÊp ®Ó t¨ng tÝnh æn ®Þnh ngang; - Träng t©m r¬ moãc (®· xÕp gç) ph¶i dÞch vÒ phÝa tríc cÇu r¬ moãc ®Ó t¨ng träng lîng b¸m cña m¸y kÐo, ®ång thêi ph¶i ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn l¸i b×nh thêng (ph¶n lùc ph¸p tuyÕn trªn cÇu tríc cña m¸y kÐo kh«ng nhá h¬n gi¸ trÞ cho phÐp. - §¶m b¶o khi quay vßng cµng r¬ moãc kh«ng ch¹m vµo lèp sau cña cña m¸y kÐo Trªn h×nh 1.5 lµ s¬ ®å x¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña r¬ moãc. §Ó gi¶m träng t©m, ®¸y thïng r¬ moãc ®îc bè trÝ s¸t víi cÇu moãc vµ phÝa trªn më réng ra b»ng bÒ réng biªn cña hai b¸nh xe. L0 Lc L1 B1 1 4 B2 h1 h2 4 5 h3 2 3 6 a LK LM B a) b) H×nh 1.5: S¬ ®å c¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña r¬ moãc a) X¸c ®Þnh c¸c to¹ ®é däc; b) X¸c ®Þnh bÒ réng; 1. M¸y kÐo; 2. Chèt nèi m¸y kÐo víi r¬ moãc; 3- Satxi moãc; 4. Thïng moãc; 5. Gç; 6. CÇu chñ ®éng.