Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dao động của một số hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy rừng đa năng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xây dựng mô hình tính toán dao động của một số hệ thống, đưa ra giải pháp hạn chế dao động của các hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy rừng đa năng. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu dao động của một số hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy rừng đa năng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ---------------------- ĐẶNG THỊ TỐ LOAN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG CÔNG TÁC CHÍNH TRÊN XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------------- ĐẶNG THỊ TỐ LOAN NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG CỦA MỘT SỐ HỆ THỐNG CÔNG TÁC CHÍNH TRÊN XE CHỮA CHÁY RỪNG ĐA NĂNG Chuyên ngành: Máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp Mã số: 60 .52. 14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Bỉ Hà Nội, 2010
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Rừng là nguồn tài nguyên quý giá của con người, rừng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất của nền kinh tế quốc dân, rừng còn là nguồn sinh thủy cho sông suối, các hồ thủy điện, rừng còn góp phần chống lũ quét, bão gió, đặc biệt rừng còn có chức năng điều hòa không khí, dự trữ sinh quyển và rừng còn góp phần hạn chế biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay. Ngoài ra rừng còn có chức năng du lịch, văn hóa, cảnh quan của mỗi địa phương mỗi quốc gia. Với chức năng to lớn của rừng như vậy, nhưng tài nguyên rừng trên thế giới ngày càng suy giảm, một trong những nguyên nhân làm mất rừng đó là do cháy rừng gây nên. Theo số liệu thống kê của tổ chức nông lương Liên Hợp Quốc hàng năm trên toàn thế giới có hàng vạn vụ cháy rừng làm cháy mất hàng triệu ha rừng. Cháy rừng làm thiệt hại hàng tỷ đô la về kinh tế, làm chết và bị thương nhiều người, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái và đa dạng sinh học. Ở Việt Nam theo số liệu thống kê của cục kiểm lâm hàng năm có hàng trăm vụ cháy rừng làm mất hàng ngàn ha rừng, gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng, ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái. Nhận thức được tác hại nghiêm trọng do cháy rừng gây ra Chính phủ và các bộ ngành, các địa phương đã có nhiều chính sách, giải pháp nhằm hạn chế đến mức thấp nhất của cháy rừng gây ra. Nhưng do biến đổi khí hậu toàn cầu gây nên, dẫn đến nguy cơ cháy rừng rất cao, tình hình cháy rừng diễn biến phức tạp. Hiện nay ở một số cơ sở chữa cháy rừng đã được trang bị một số thiết bị chữa cháy rừng như máy thổi gió, máy bơm nước, xe ô tô chữa cháy nhưng hiệu quả chữa cháy không cao, không phù hợp với điều kiện địa hình ở Việt Nam. Việc chữa cháy rừng hiện nay ở các địa phương chủ yếu là thủ công
2 như là dùng cành cây dập lửa, vỉ dập lửa nên năng suất dập lửa thấp, tốn nhiều nhân lực, hiệu quả chữa cháy không cao. Đặc điểm của cháy rừng là diễn ra ở những nơi có địa hình phức tạp, độ dốc lớn, xa nguồn nước, giao thông khó khăn và diễn ra trên phạm vi rộng lớn, với những đặc điểm đám cháy rừng nêu trên đòi hỏi phải có nghiên cứu về công nghệ chữa cháy, các thiết bị chữa cháy chuyên dụng cho phù hợp với điều kiện địa hình và điều kiện về chất chữa cháy rừng có thể cung cấp được. Xuất phát từ lý do trên, năm 2008 Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao nhiệm vụ cho Trường Đại học Lâm Nghiệp chủ trì thực hiện đề tài trọng điểm cấp nhà nước: “ Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo các thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng”. Kết quả của đề tài đã thiết kế, chế tạo ra xe chữa cháy rừng đa năng, trên xe tích hợp của nhiều hệ thống chữa cháy. Kết quả khảo nghiệm trong thực tế chữa cháy cho thấy xe chữa cháy này chữa cháy rừng có hiệu quả ở các tỉnh Tây Nguyên, Đông Nam Bộ, song thực nghiệm chỉ ra rằng xe còn một số tồn tại đó là các hệ thống khi hoạt động đã tạo ra độ rung lớn, dao động của các hệ thống công tác làm ảnh hưởng đến dao động của xe cũng như chất lượng, độ bền của các chi tiết trong hệ thống. Để có cơ sở lý thuyết cho việc hạn chế dao động và rung động của các hệ thống công tác trên xe, góp phần vào việc hoàn thiện xe chữa cháy rừng đa năng thì nhất thiết phải nghiên cứu dao động của các hệ thống trên xe chữa cháy rừng đa năng. Xuất phát từ những lý do đã trình bày ở trên, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu dao động của một số hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy rừng đa năng”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Xuất phát từ những lý do thực hiện đề tài đã nêu ở trên, chúng tôi đặt ra mục tiêu như sau:
3 Xây dựng mô hình tính toán dao động của một số hệ thống, đưa ra giải pháp hạn chế dao động của các hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy rừng đa năng. 3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu dao động là một vấn đề rộng và cần phải có thời gian dài, trong luận văn này chỉ giới hạn các nội dung nghiên cứu sau đây: - Thiết bị nghiên cứu: luận văn không nghiên cứu dao động của tất cả các hệ thống công tác trên xe, mà chỉ tập trung nghiên cứu dao động của một số hệ thống có biên độ và tần số dao động lớn, ảnh hưởng lớn đến dao động của xe đó là dao động của hệ thống cắt đất dạng búa, dao động của hệ thống làm sạch cỏ rác và dao động của hệ thống chặt hạ cây. - Đối tượng gây ra dao động của các hệ thống: luận văn không nghiên cứu tất cả các loại đất, các loại thực bì mà hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác hoạt động trên đó, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu cho một loại đất, một loại thực bì đặc trưng cho loại đất và thực bì của khu rừng có nguy cơ cháy cao, xe chữa cháy hoạt động ở trên đó. - Địa điểm nghiên cứu thực nghiệm: luận văn không có điều kiện làm thí nghiệm ở thực địa nơi xảy ra cháy rừng ở khu vực Tây Nguyên, mà luận văn chọn một địa điểm ở khu rừng thực nghiệm của trường Đại học Lâm nghiệp, có địa hình, loại đất và loại thực bì giống như địa hình và thực bì đặc trưng ở khu vực Tây Nguyên để làm thí nghiệm đo dao động của các hệ thống công tác chính trên xe. 4. Nội dung nghiên cứu của đề tài Với phạm vi nghiên cứu đã trình bày ở phần trên, để đạt được mục tiêu nghiên cứu của đề tài đặt ra, luận văn tập trung giải quyết những nội dung sau:
4 4.1. Nghiên cứu lý thuyết Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải quyết các vấn đề sau: - Xác định các lực kích động gây ra dao động của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác. - Xây dựng mô hình tính toán dao động của hệ thống chặt hạ cây. - Xây dựng mô hình tính toán dao động của hệ thống cắt đất. - Xây dựng mô hình tính toán dao động của hệ thống làm sạch cỏ rác tạo băng cách ly đám cháy. - Thiết lập phương trình dao động của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác. - Khảo sát các tham số ảnh hưởng đến đại lượng nghiên cứu đó là biên độ và tần số của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác. - Đề xuất giải pháp hạn chế dao động của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác. - Xác định chế độ làm việc hợp lý của của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác. 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm nghiệm các kết quả tính theo lý thuyết và xác định biểu đồ dao động của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác. Trên cơ sở đó xác định được biên độ và tần số của dao động theo thời gian, do vậy nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm các vấn đề sau: - Xác định biểu đồ dao động của hệ thống chặt hạ cây theo thời gian để kiểm nghiệm kết quả tính toán theo lý thuyết.
5 - Xác định biểu đồ dao động của hệ thống cắt đất theo thời gian để kiểm nghiệm kết quả tính toán theo lý thuyết. - Xác định biểu đồ dao động của hệ thống làm sạch cỏ rác tạo băng cách ly cô lập đám cháy để kiểm nghiệm kết quả tính toán theo lý thuyết. - Xác định thông số hợp lý của hệ thống chặt hạ cây, hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác nhằm hạn chế dao động khi sử dụng xe chữa cháy rừng đa năng trong hoạt động chữa cháy rừng.
6 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về tình hình cháy rừng ở Việt Nam Việt Nam hiện có trên 11,8 triệu hécta rừng (độ che phủ tương ứng là 35,8%), với 9,8 triệu ha rừng tự nhiên và 2 triệu ha rừng trồng. Trong những năm gần đây diện tích rừng tăng lên, nhưng chất lượng rừng còn suy giảm, rừng nguyên sinh chỉ còn khoảng 7%, trong khi rừng thứ sinh nghèo kiệt chiếm gần 70% tổng diện tích rừng trong cả nước, đây là loại rừng dễ xảy ra cháy, hiện nay Việt Nam có khoảng 6 triệu ha rừng dễ cháy bao gồm: rừng thông, rừng tràm, rừng tre nứa, rừng khộp, rừng non khoanh nuôi tái sinh tự nhiên và rừng đặc sản…, cùng với diện tích rừng dễ xảy ra cháy rừng hàng năm thì tình hình diễn biến thời tiết ngày càng phức tạp và càng khó lường ở Việt Nam đang làm nguy cơ tiềm ẩn cháy rừng và cháy lớn ngày càng nghiêm trọng. Trong vài thập kỷ qua, trung bình mỗi năm Việt Nam mất đi hàng chục ngàn ha rừng, trong đó mất do cháy rừng khoảng 16.000 ha. Theo số liệu thống kê chưa đầy đủ về cháy rừng và thiệt hại do cháy rừng gây ra trong vòng 40 năm qua (1963 - 2002) của Cục Kiểm lâm; tổng số vụ cháy rừng là trên 47.000 vụ, diện tích thiệt hại trên 633.000 ha rừng (chủ yếu là rừng non), trong đó có 262.325 ha rừng trồng và 376.160 ha rừng tự nhiên. Thiệt hại ước tính mất hàng ngàn tỷ đồng, đó là chưa kể đến những ảnh hưởng xấu về môi trường sống, cùng những thiệt hại do làm tăng lũ lụt ở vùng hạ lưu mà chúng ta chưa xác định được và làm giảm tính đa dạng sinh học, phá vỡ cảnh quan, tác động xấu đến an ninh quốc phòng. Ngoài ra còn gây thiệt hại đến tính mạng và tài sản của con người. Một số số liệu điển hình về cháy rừng và thiệt hại do cháy rừng gây ra ở Việt Nam trong những năm qua như sau:
7 Năm 1976, tại tỉnh Cà Mau đã cháy 21.000 ha rừng Tràm, làm 02 người chết; tại Quảng Ninh từ năm 1962 - 1983, diện tích rừng Thông bị cháy là 15.800 ha với trên 10.000 bát nhựa bị cháy, vỡ gây thất thu hàng ngàn tấn nhựa thông và một số kho tàng bị cháy; ở tỉnh Lâm Đồng từ năm 1981 - 1994 cháy 43.238 ha rừng Thông và một số rừng trồng khác; ở tỉnh Cà Mau và Kiên Giang diện tích rừng Tràm bị cháy trong 4 năm (1976 - 1980) là 43.600 ha gây thiệt hại 2 triệu m 3 gỗ, củi và nhiều loại côn trùng, động vật cư trú tại đó, đồng thời cháy cả lớp than bùn từ 0,8 đến 1,2 m gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng, đặc biệt năm 1998 Kiên Giang bị cháy 4.262 ha rừng, tổn thất trên 20 tỷ đồng; ở tỉnh Thừa Thiên Huế, mùa khô năm 1991, do dùng lửa thiếu ý thức đã làm cháy hơn 300 ha rừng Thông, trong thời gian rất ngắn đã thiêu huỷ cả khu rừng gây trồng hơn 10 năm tuổi; các tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk và Lâm Đồng là những tỉnh bị cháy rừng khá lớn, chỉ tính riêng từ năm 1992 - 2000, bốn tỉnh đó xảy ra 1.825 vụ cháy rừng, gây thiệt hại trên 13.290 ha rừng kinh tế, [33]. Năm 1998, cả nước chịu ảnh hưởng của hiện tượng ElNilo đã xảy ra cháy trên 15.000 ha rừng, làm chết 13 người. Năm 2002, đã xảy ra 1.198 vụ cháy rừng, thiệt hại 15.548 ha rừng (4.125 ha rừng tự nhiên và 11.423 ha rừng trồng), trong đó thiệt hại do hai vụ cháy rừng U Minh là 5.415 ha, giá trị lâm sản thiệt hại ước tính khoảng 290 tỷ đồng, chưa kể hàng chục tỷ đồng chi phí chữa cháy và chi phí để phục hồi phục hồi rừng của nhà nước. Đầu năm 2010 đo biến đổi khí hậu, nắng nóng diễn ra ở cả ba miền, đã dẫn đến cháy rừng xảy ra ở nhiều nơi từ Lào Cai, Lai châu, Yên Bái, Hà Giang, Kom Tum, Đồng Nai, Vườn Quốc gia Chàm Chim Đồng tháp, Cà Mau. Có ngày trong cả nước đã xảy ra 100 vụ cháy rừng trải dài từ miền bắc, miền trung và đến cà Mau. Để tổng hợp tình hình cháy ở Việt Nam chúng tôi thống kê như ở bảng 1.1.
8 Bảng 1.1: Tổng hợp tình hình cháy rừng ở Việt Nam năm 1993- 2003 TT Năm Tổng số Cháy Cháy rừng Tổng cháy Ghi vụ cháy rừng TN trồng (ha) rừng kinh chú (ha) (ha) tế (ha) 1 1993 4.248 3.165,2 3.200 6.365 2 1994 2.337 4.226,6 4.120 8.321.6 3 1995 850 6.084 3.600 9.648 4 1996 2.551 6.540 6.196 12.758 5 1997 309 3.7 1.054 1.361 6 1998 1.685 6.893 7.919 14.812 7 1999 185 902 236 1.139 8 2000 244 654 205 850 9 2001 256 391 1.454 1.845 10 2002 1.198 4.125 11.423 15.548 11 2003 330 464 938 1.402 Tổng 14.193 33.751,8 40.345 74.049,6 Từ bảng số liệu (1.1) ta có thể thấy trung bình mỗi năm ở Việt Nam xảy ra 1290 vụ cháy rừng, gây thiệt hại 3.068 ha rừng tự nhiên và 3.667 ha rừng trồng. Hiện nay, nạn cháy rừng đang trở thành vấn đề nghiêm trọng đối với mọi quốc gia trên thế giới, đặc biệt những nước có diện tích rừng lớn. Vì vậy hạn chế nạn cháy rừng và bảo vệ môi trường sống của cả nhân loại là nhiệm vụ cấp bách không phải chỉ của một quốc gia nào mà của toàn thế giới. 1.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu các thiết bị chữa cháy rừng trên thế giới Cháy rừng là một thảm hoạ thiên nhiên mà bất cứ quốc gia nào trên thế giới đều phải quan tâm, chú trọng đầu tư nghiên cứu, ứng dụng các kỹ thuật phòng chữa cháy và chế tạo các thiết bị chuyên dụng để chữa cháy rừng nhằm hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại do cháy rừng gây ra.
9 Theo các tài liệu [42], [47], [48], ở một số nước phát triển như Mỹ, Canađa, Đức, Trung Quốc, Nhật Bản… thiết bị chữa cháy chủ yếu là máy bay phun nước và hóa chất để dập lửa, xe ôtô chữa cháy sử dụng nước và hóa chất để dập lửa, do vậy các công trình nghiên cứu về thiết bị này tương đối hoàn thiện và các thiết bị trên đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế chữa cháy rừng ở các nước phát triển. Máy bay chữa cháy rừng được thể hiện ở hình 1.1. Hình 1.1: Máy bay chữa cháy rừng Ở Ailen đã có nhiều công trình nghiên cứu về xe chữa cháy rừng, kết quả nghiên cứu đã tạo ra được loại xe chữa cháy rừng với chất chữa cháy rừng là nước, trên xe có thiết kế hệ thống khung sắt để bảo vệ cabin khi di chuyển trong rừng [61], [62], hình ảnh xe chữa cháy rừng của Ailen được thể hiện như hình 1.2. Hình 1.2: Xe chữa cháy rừng của Ailen
10 Theo các tài liệu [49], [50], [56], Trung Quốc là nước có nhiều công trình nghiên cứu về xe chuyên dụng chữa cháy rừng, các công trình chủ yếu tập trung nghiên cứu loại xe chất chữa cháy là nước, nguồn động lực cho xe là loại xe bánh xích, do nguồn động lực là bánh xích nên khả năng di động trên độ dốc là rất lớn, nhưng chất chữa cháy sử dụng là nước nên cũng có nhiều hạn chế. Hình ảnh xe chữa cháy rừng của Trung Quốc được thể hiện trên hình 1.3. Hình 1.3: Xe chữa cháy rừng của Trung Quốc Thái Lan và một số nước đã nghiên cứu xe chữa cháy rừng sử dụng chất chữa cháy là nước, nguồn động lực để chế tạo xe là máy kéo, thiết bị này có khả năng di động ở trong rừng rất tốt. Hình ảnh xe chữa cháy rừng của Thái Lan được thể hiện trên hình 1.4, [54], [58], 60]. Hình 1.4: Xe chữa cháy rừng của Thái Lan Một số nước như Nga, Mỹ, Canađa đã có các công trình nghiên cứu về thiết bị làm băng cách ly, cô lập, khoanh vùng đám cháy [41], [44]. Kết quả
11 nghiên cứu đã tạo ra được các thiết bị làm băng cách ly đám cháy với nguồn động lực là máy ủi, hệ thống làm băng cách ly là hệ thống cày kéo theo sau, thiết bị này còn nhược điểm là tốc độ làm băng chậm, khi gặp gốc cây, mô đá có thể gây quá tải cho động cơ, hình ảnh của thiết bị làm băng cách ly đám cháy được thể hiện trên hình 1.5. Hình 1.5: Thiết bị làm băng cách ly đám cháy Tóm lại: Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thiết bị chữa cháy rừng, kết quả nghiên cứu đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, đã tạo ra nhiều thiết bị chữa cháy rừng được đưa vào sử dụng trong thực tế. Các công trình nghiên cứu chủ yếu tập trung giải quyết các thiết bị chất chữa cháy bằng nước và hóa chất, các công trình nghiên cứu sử dụng đất cát chữa cháy rừng rất hạn chế, các công trình nghiên cứu làm băng cách ly kéo theo nguồn động lực là xe ôtô cũng rất hạn chế. 1.3. Tình hình nghiên cứu dao động của ô tô máy kéo trên thế giới Ngày nay trên thế giới các nghiên cứu về dao động của ô tô đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể. Để nghiên cứu riêng biệt và tổng thể mối quan hệ vừa nêu, các hãng sản xuất ô tô và các cơ quan chuyên môn hàng đầu trên thế giới đã thiết lập các phòng thí nghiệm, xây dựng các bãi thử để nghiên cứu dao động của ô tô, trong đó có kể đến biên dạng thực tế của mặt đường và khả
12 năng của con người chịu tác động của dao động. Năm 1992 Kozmin S.F [52] đã nghiên cứu quá trình dao động thẳng đứng của máy kéo bánh hơi lâm nghiệp cỡ 6 kN. Trong công trình [49], Muller đã đưa ra mô hình không gian mô tả tất cả các loại dao động của máy kéo bánh hơi, tác giả đã bỏ qua các tác động của tải trọng kéo và các yếu tố ảnh hưởng khác. Theo tác giả, một máy kéo có thể có 7 bậc tự do: dao động thẳng đứng, dao động xoay quanh trục ngang, dao động dọc, dao động xoay quanh trục dọc và dao động liên kết xoay quanh trục cân bằng. Tác giả Dobrưnhin Iu.A [54] nghiên cứu động lực học thẳng đứng của máy kéo bánh hơi khi vận xuất gỗ trong chặt chăm sóc. Năm 1987 Zucov A.V [53] đã nghiên cứu những vấn đề dao động của máy kéo lâm nghiệp. Tác giả Volgel [50] đã nghiên cứu tính chất động lực học của liên hợp máy cày, khi lực kéo và tải trọng thẳng đứng dao động có kể đến tính đàn hồi, cả của hệ truyền lực và bánh xe. Công trình cho phép đánh giá một cách khái quát tác động của các yếu tố ảnh hưởng tới dao động của máy khi cày đất, tuy nhiên chưa có thực nghiệm để chứng minh các giả thiết đưa ra. Trong công trình của Wendebon [51] bằng lý thuyết và thực nghiệm, tác giả đã xây dựng mô hình nghiên cứu tính chất động lực học của dao động thẳng đứng máy kéo, tác giả không quan tâm đến chuyển động quay và các chuyển động khác. Do vậy công trình này chưa đánh giá và thể hiện được đầy đủ các tính chất động lực học của máy cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển động của máy kéo nói riêng và liên hợp máy nói chung. Bên cạnh đó còn có một số công trình nghiên cứu về dao động thẳng đứng của máy kéo có kể đến các yếu tố ảnh hưởng của điều kiện làm việc: Tải trọng, vận tốc, độ mấp mô của mặt đường.
13 1.4. Tổng quan về nghiên cứu dao động của ôtô máy kéo ở Việt Nam Ở Việt Nam nghiên cứu về dao động của ôtô đã được một số tác giả đề cập đến.Trong công trình [39] tác giả đã nghiên cứu vấn đề chống rung tại vị trí làm việc của công nhân lái máy kéo. Tác giả trong công trình [36] đã đề cập đến các biện pháp nâng cao độ êm dịu chuyển động của các loại xe ca và xe tải cỡ nhỏ. Tác giả trong tài liệu [3 ] đã đưa ra phương pháp chọn các thông số treo nhằm nâng cao độ êm dịu khi chuyển động. Luận án Tiến sĩ của tác giả Nguyễn Phúc Hiểu [9] “ Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động lên khung xương ôtô khi xe chuyển động trên đường", kết quả nghiên cứu của đề tài đã thiết lập mô hình tính toán dao động của ôtô chịu kích động từ mấp mô bề mặt đường, từ đó xác định các thông số dao động của xe ôtô tác dụng lên khung xương khi chuyển động trên đường, tác giả đã thiết lập mô hình và giải bài toán tính độ bền hệ khung xương không gian của ôtô bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Việc tính toán dao động của các công tình trên còn đơn giản và theo phương pháp truyền thống, trong tính toán đã kể đến ảnh hưởng của tải trọng động, bài toán đã khảo sát ôtô chuyển động trên đường không bằng phẳng thông qua hệ số tải trọng động. Chưa có công trình nào kể trên nghiên cứu dao động của các phần tử liên kết với xe ôtô. Luận án Tiến sĩ của tác giả Phạm Đình Vi, tác giả đã đưa ra các chỉ tiêu dao động, khảo sát trên mô hình phẳng dao động của xe con với nguồn kích thích từ mấp mô mặt đường ngẫu nhiên. Luận án Tiến sĩ của tác giả Võ Văn Hường [10], “Thiết lập mô hình khảo sát dao động ôtô vận tải nhiều cầu”, tác giả đã nghiên cứu khả năng dao động của ôtô với mặt đường, lựa chọn tham số áp lực đường để đánh giá lực động của của xe xuống mặt đường.
14 Trong giáo trình “Dao động của ôtô” tác giả Vũ Đức Lập [21] đã trình bày khá đầy đủ các phương pháp nghiên cứu, các mô hình nhằm xây dựng cơ sở cho nghiên cứu dao động của ôtô chịu lực kích động. Luận án Tiến sĩ của tác giả Nguyễn Tiến Đạt [6], “ Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng vận xuất gỗ rừng trồng bằng phương pháp kéo nửa lết của máy kéo bốn bánh cỡ nhỏ (18-24) mã lực”. Tác giả đã xây dựng được phương trình vi phân của cây gỗ khi kéo nửa lết sau máy kéo bốn bánh cỡ nhỏ bằng phương pháp kéo nửa lết. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Trần Văn Giang [8], “Nghiên cứu ảnh hưởng của dao động ngang của máy kéo tới khả năng ổn định khi làm việc trên đường vận xuất”, tác giả đã thiết lập được phương trình vi phân dao động, xác định một số đặc tính động lực học dao động ngang của máy kéo vận xuất gỗ. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Đào Sỹ Tam [35], “Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao khả năng ổn định chống lật của máy kéo Shibaura khi tay bốc thủy lực bốc gỗ”, tác giả đã xây dựng được mô hình tính toán dao động và thiết lập được phương trình vi phân dao động của tay bốc thủy lực khi bốc gỗ. Luận văn Thạc sĩ của tác giả Nguyễn Văn Vệ [39], “Nghiên cứu dao động thẳng đứng của ghế ngồi trên máy kéo DFH-80 khi vận xuất gỗ”, tác giả đã thiết lập được phương trình dao động của ghế ngồi và đưa ra giải pháp chống rung cho ghế ngồi. Tác giả Nguyễn Hồng Quang trong công trình nghiên cứu [28], “Nghiên cứu dao động của máy kéo Shibaura với thiết bị tời cáp khi vận xuất gỗ theo phương pháp kéo nửa lết", tác giả đã xây dựng được mô hình tính toán, thiết lập được phương trình dao động của cây gỗ khi vận xuất theo phương pháp kéo nửa lết. Tác giả Lê Minh Lư trong công trình nghiên cứu " Nghiên cứu dao động của máy kéo bánh hơi có tính đến đặc trưng phi tuyến của các phần tử đàn
15 hồi", đã xây dựng được sơ đồ tính toán dao động có tính đến các phần tử đàn hồi, song các hệ thống công tác kéo theo cũng chưa được đề cập đến. Tóm lại: Nghiên cứu về dao động của ôtô cũng như máy kéo đã được nhiều tác giả quan tâm. Đối với các công trình nghiên cứu về dao động của ôtô chủ yếu là nghiên cứu dao động của khung xương xe khi chịu tác động của mấp mô mặt đường. Các công trình nghiên cứu dao động của các hệ thống công tác kéo theo xe còn rất hạn chế. 1.5. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thiết bị chữa cháy rừng ở Việt Nam Việt Nam có nguồn tài nguyên rừng phong phú, do khí hậu vào mùa khô thường kéo dài nên nguy cơ cháy rừng là rất cao, nhận thức được tầm quan trọng của công tác phòng cháy và chữa cháy rừng trong những năm qua được Nhà nước đầu tư, nhiều công trình nghiên cứu về phòng cháy cũng như đầu tư về mua sắm thiết bị chữa cháy rừng, nhưng cũng chưa đáp ứng được yêu cầu của thực tế chữa cháy rừng hiện nay. Các công trình nghiên cứu về thiết bị chữa cháy rừng còn rất hạn chế. Tác giả trong công trình nghiên cứu [34], “Nghiên cứu hiệu quả dập lửa của một số loại dụng cụ thủ công chữa cháy cho rừng trồng ở Quảng Trị”, tác giả đã đánh giá hiệu quả chữa cháy rừng của một số loại thiết bị thủ công. Đề tài cấp nhà nước của tác giả Vương Văn Quỳnh [26], “Nghiên cứu xây dựng các giải pháp phòng cháy và khắc phục hậu quả chữa cháy rừng cho vùng U Minh và Tây Nguyên”, đề tài đã xây dựng được giải pháp khắc phục và phòng chống cháy rừng cho vùng U Minh và Tây Nguyên, nhưng chưa đề cập đến các thiết bị chữa cháy rừng. Đề tài cấp bộ của tác giả Dương Văn Tài [32], “Nghiên cứu khảo nghiệm và cải tiến thiết bị chữa cháy rừng sử dụng tác nhân chữa cháy rừng là đất cát, không khí và nước ở dạng sương”, kết quả nghiên cứu của đề tài đã thiết kế chế tạo được máy phun đất cát và không khí để chữa cháy rừng.
16 Đề tài trọng điểm cấp nhà nước của tác giả Dương Văn Tài [33], “Nghiên cứu công nghệ và thiết kế chế tạo các thiết bị chuyên dụng chữa cháy rừng”, kết quả của đề tài đã thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm xe chữa cháy rừng đa năng, kết quả đánh giá ban đầu cho thấy hiệu quả chữa cháy rừng cao, sử dụng được chất chữa cháy rừng tại chỗ, với hệ thống làm sạch cỏ rác theo nguyên lý cắt dạng búa cho hiệu quả làm băng cách ly cô lập đám cháy rất nhanh, song thiết bị còn có tồn tại đó là rung độ của các thiết bị trên xe lớn, đề tài chưa đề cập đến dao động của các hệ thống công tác chính trên xe. Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về thiết bị chữa cháy rừng ở Việt Nam còn hạn chế, đã có một số công trình nghiên cứu về thiết bị chữa cháy rừng, nhưng chưa đề cập đến việc nghiên cứu dao động của các hệ thống trên xe chữa cháy rừng đa năng. 1.6. Kết luận chương 1 Từ kết quả nghiên cứu đã được trình bày ở phần trên có thể đi đến một số kết luận sau: 1. Việt Nam có tài nguyên rừng rất phong phú, diện tích khoảng 11 triệu ha, hàng năm đã cung cấp một khối lượng lớn lâm sản cho nền kinh tế quốc dân, góp phần rất quan trọng đến điều hòa khí hậu, giữ nước cho hồ thủy điện. Song nguy cơ cháy rừng là rất cao, hàng năm vẫn có hàng ngàn ha rừng bị mất do cháy rừng gây ra. 2. Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thiết bị chữa cháy rừng và đã đạt được những thành tựu nhất định. Đã có nhiều thiết bị được nghiên cứu và áp dụng vào thực tế chữa cháy rừng. 3. Ở Việt Nam các công trình nghiên cứu về các thiết bị chữa cháy rừng còn hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế đòi hỏi.
17 4. Dao động là một trong những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến tính ổn định của thiết bị, ảnh hưởng đến độ bền của các chi tiết trong hệ thống, do vậy để có cơ sở lý thuyết cho việc hoàn thiện xe chữa cháy rừng đa năng, đồng thời tìm ra giải pháp hạn chế ảnh hưởng bất lợi của dao động gây ra thì cần phải nghiên cứu dao động của các hệ thống công tác chính trên xe chữa cháy đa năng. 5. Nghiên cứu về dao động của ôtô, máy kéo đã được nhiều tác giả quan tâm và đã đạt được kết quả nhất định, nghiên cứu về dao động của xe chữa cháy chưa được đề cập, có thể sử dụng phương pháp nghiên cứu dao động của ôtô máy kéo để nghiên cứu dao động của hệ thống công tác trên xe chữa cháy rừng đa năng.
18 Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Như đã trình bày ở phần phạm vi nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu của đề tài này là các hệ thống như: hệ thống chặt hạ cây; hệ thống cắt đất và hệ thống làm sạch cỏ rác được lắp ráp trên xe chữa cháy rừng đa năng do đề tài KC07.13/06-10 thiết kế và chế tạo [33]. 2.2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của xe chữa cháy rừng đa năng a) Cấu tạo của xe chữa cháy rừng đa năng Hình 2.1: Cấu tạo của xe chữa cháy rừng đa năng 1- Hệ thống cắt cây; 2- Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cây; 3- Đĩa cưa cắt cây; 4- Khung để nâng hạ hệ thống cắt cây; 5- Giá đỡ lắp hệ thống chặt hạ cây; 6- Xe ô tô cơ sở; 7- Sàn xe; 8- Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt đất; 9- Xi lanh nâng hạ hệ thống cắt cỏ rác; 10- Khung nâng hạ hệ thống cắt đất; 11- Buồng hút đất; 12- Hệ thống làm sạch cỏ rác; 13- Ống hút đất; 14- Ống nối để lắp ống phun đất; 15- Vòi phun nước; 16- Thùng chứa đất; 17- Hệ thống hút đất; 18- Thùng chứa nước; 19- Súng phun nước; 20- Thanh bảo hiểm cabin.