Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời hai trống

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:70

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận văn nhằm trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời hai trống, xác định được chế độ sử dụng tời hợp lý nhằm tăng năng suất lao động và giảm giá thành vận xuất. 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 sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời hai trống

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP TRẦN VĂN THỊNH NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN NĂNG SUẤT VÀ CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG KHI VẬN XUẤT GỖ RỪNG TỰ NHIÊN BẰNG TỜI HAI TRỐNG Chuyên ngành: Máy và thiết bị cơ giới hóa- nông lâm nghiệp Mã số: 60.52.14 Chuyên ngànhnghệ gỗ, giấy TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT TS. Trần Tuấ Luận văn được hoàn thành tại: Hà NộiSAU KHOA - Năm ĐẠI 2009 HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
1 MỞ ĐẨU Trong những năm vừa qua, nước ta phải đối mặt với những thay đổi thất thường của thời tiết, ngập lụt, lũ quét, sóng thần, cháy rừng...đã làm thiệt hại hàng ngàn tỉ đồng của Nhà nước và gây không ít khó khăn cho người dân. Nguyên nhân sâu xa đều do những hành động của con người làm suy giảm tài nguyên rừng. Nhằm mục đích cải thiện điều kiện môi trường và phát triển bền vững, Đảng và Chính phủ đã chỉ đạo và đầu tư thực hiện “Dự án 5 triệu ha rừng” với mục tiêu là: tăng độ che phủ của rừng lên 43%, cải thiện việc sử dụng có hiệu quả đất rừng, đảm bảo nguồn nguyên liệu gỗ. Từ năm 2006 đến hết năm 2008 cả nước đã trồng mới 614.113 ha rừng rừng, đạt 61,4% kế hoạch (trong đó rừng phòng hộ, đặc dụng là 139.171 ha; rừng sản xuất 474.942 ha); khoanh nuôi, tái sinh 1.030.000 ha (đạt trên 90% kế hoạch); khoán bảo vệ rừng 2.300.000 ha. Tính đến 31/12/2008 tổng diện tích rừng của toàn quốc là 13.118.773 ha, trong đó có 10.118.591 ha rừng tự nhiên và 2.770.182 ha rừng trồng. Trong 5 năm qua, diện tích rừng tăng 1.024.255 ha, bình quân tăng 204.851 ha/năm, qua đó, độ che phủ rừng tăng từ 36,7% (năm 2004) lên 38,7% (năm 2008). Trong khoảng 18 năm gần đây, độ che phủ rừng toàn quốc liên tục tăng, từ 28,2% vào năm 1990 lên 38,7% vào năm 2008. Rừng tự nhiên nước ta, nguồn cung cấp gỗ lớn chủ yếu cho tiêu dùng và nhu cầu sản xuất của ngành chế biến. Trong nhiều năm qua, do nhiều nguyên nhân chủ quan và khách quan khác nhau như: khai thác lạm dụng, sức ép tăng dân số, thiếu đất canh tác nông nghiệp làm nhiều diện tích rừng bị chuyển đổi mục đích sử dụng để canh tác, nhận thức xã hội về tài nguyên rừng và vai trò của nó đối với sự phát triển kinh tế và an ninh môi trường chưa đầy đủ đã làm suy thoái rừng tự nhiên. Vì vậy, hiện nay diện tích rừng tự nhiên có thể khai thác được chủ yếu nằm ở vùng sâu, vùng xa, địa hình dốc, chia cắt nhiều. Các thiết bị vận xuất
2 thông dụng như máy kéo, trâu, voi không phát huy được hiệu quả. Để khai thác rừng tự nhiên một cách hiệu quả, đề tài nghiên cứu cấp bộ “Nghiên cứu công nghệ và cải tiến, thiết kế chế tạo một số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ và hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” do Trường Đại học Lâm nghiệp chủ trì từ năm 2006 – 2009 đã thiết kế, chế tạo tời hai trống tự hành với mục đích chính là gom gỗ nằm rải rác trong khu khai thác tập trung về đường vận xuất chính, từ đó dùng máy kéo vận xuất gỗ về bãi I. Đây là một thiết bị mới sẽ đưa vào sản xuất, nhiều vấn đề cần được nghiên cứu để hoàn chỉnh và sử dụng thiết bị có hiệu quả như năng suất gom gỗ, chí phí năng lượng riêng, các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng nhằm xác định được các thông số hợp lý khi sử dụng tời hai trống vận xuất gỗ rừng tự nhiên để đạt năng suất cao, giá thành hạ góp phần đưa được sản phẩm chế tạo vào thực tiễn sản xuất. Chính vì vậy, thực hiện khóa luận tốt nghiệp thạc sỹ kỹ thuật ngành Kỹ thuật máy và Cơ giới hóa nông lâm nghiệp, được sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa sau đại học Trường Đại học Lâm nghiệp, tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời tự hành hai trống”. Mục tiêu của đề tài: Trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời hai trống, xác định được chế độ sử dụng tời hợp lý nhằm tăng năng suất lao động và giảm giá thành vận xuất.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu tời vận xuất gỗ ở trên thế giới Tời là thiết bị vận xuất gỗ được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước. Trong khai thác lâm sản tời được sử dụng độc lập để bốc gỗ, xếp đống gỗ, kéo gỗ từ xa hoặc là bộ phận chính của đường cáp vận xuất, thiết bị công nghệ của máy kéo chuyên dùng vận xuất gỗ. Ở những nước có nền công nghiệp rừng tiên tiến như Mỹ, Canada, Áo, Thụy Sỹ, Na Uy, Nga,…. Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng và hoàn thiện tời được quan tâm ngay từ thập kỷ 20 của thế kỷ trước. Làm thế nào để tăng năng suất lao động và giảm giá thành vận xuất là vấn đề nghiên cứu được quan tâm hàng đầu. Ở các nước như Mỹ, Canada vận xuất gỗ bằng tời được sử dụng rộng rãi ở các vùng núi cao, xuất hiện còn sớm hơn vận xuất gỗ bằng máy kéo [13]. Ở các nước này cũng giống như các nước Tây Âu và Bắc Âu vận xuất gỗ bằng tời được gọi chung là hệ thống đường cáp khai thác gỗ (Cable logging Systems) cho nên việc nghiên cứu hoàn thiện tời song hành với nghiên cứu hoàn thiện đường cáp vận xuất. Các hướng nghiên cứu chính ở các mục tiêu được tiến hành: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo, sử dụng tời tự hành lắp trên máy kéo bánh bơm hoặc máy kéo bánh xích thay cho việc sử dụng tời cố định. Các hãng sản xuất tời cáp hàng đầu của Mỹ như Skedfet Berger, Timberland, Veirhozer đã cho ra đời các loại các loại tời cáp tự hành Wowniton 108 với tời 3 trống công suất 320 mã lực, dây cáp được nối thành vòng kín, cột tời cao 15m lắp trên máy kéo bánh bơm hoặc máy kéo bánh xích. Các loại tời cáp tự hành của hãng Ckedjet như GT5C, GT5D, GT4 được sử dụng hiệu quả khi vận xuất ở cự ly 200-300m, diện tích của mỗi lô khai thác 15-16ha, một ca làm việc kéo
4 được trung bình 350 cây gỗ. Việc sử dụng tời tự hành làm giảm công di chuyển, lắp đặt tời dẫn đến giảm giá thành vận xuất. Nghiên cứu thay thế việc buộc gỗ bằng cơ cấu ngàm kẹp thay cho buộc gỗ bằng dây cáp. Kết quả nghiên cứu của Viện FERIC (Mỹ) cho thấy rằng khi sử dụng tời cáp tự hành Medill 044 và American 7250 trang bị cơ cấu ngàm kẹp gỗ trong khu khai thác gỗ của Công ty Maxmilan Broedel cho năng suất 210m3/h ở cự ly vận xuất 113m, thể tích trung bình của khúc gỗ 0,3 - 0,5 m3, thời gian cho một chuyến kéo 0,95- 1,34 phút. Việc sử dụng ngàm kẹp gỗ đã cho năng suất tăng 2 lần và góp phần cải thiện điều kiện làm việc của công nhân vận xuất. Song song việc sử dụng ngàm kẹp gỗ thì nghiên cứu điều khiển từ xa bằng vô tuyến được nghiên cứu sử dụng. Các hãng sản xuất “Jonson ind LTD (Canada) áp dụng điều khiển khâu buộc gỗ bằng sóng vô tuyến trên diện tích khu khai thác nhờ hệ thống MK11 đã tăng năng suất lên 2 lần (58 khúc gỗ/giờ so với tính toán 30-38 khúc gỗ/giờ). Ở các nước Châu Âu như Na Uy, Thuỵ Sỹ, Áo, Pháp, Thụy Điển, do điều kiện tự nhiên và điều kiện rừng khác hẳn với Mỹ và Canada, hệ thống tời cáp chỉ sử dụng ở những nơi mà máy kéo không sử dụng được. Phương thức khai thác chủ yếu được áp dụng ở những nước này là chặt chọn hoặc chặt tỉa thưa, sản lượng gỗ trên 1ha thấp, gỗ có kích thước nhỏ cho nên tời tự hành có công suất nhỏ được nghiên cứu, sử dụng. Một số hãng sản xuất nổi tiếng như Igland A/C (NaUy) đã sản xuất các loại tời một trống Primett 4000LH có lực kéo 45kN và tời 2 trống 8002F có lực kéo 80kN có thể lắp trên các loại máy kéo nông nghiệp, sản phẩm đã được xuất khẩu sang 25 nước trên thế giới.
5 Hãng sản xuất Kyfer (Pháp) sản xuất tời tự hành MF 10, MF 15, MF25 lắp trên máy kéo bánh lốp 3 hoặc 4 bánh công suất từ 16 HP đến 31 HP, lực kéo 3700 N, vận tốc cuốn của dây cáp 0,2 – 2,1 m/s [13]. Các kiểu tời tự hành của hãng Sespon, Koska (Thụy Điển) Kracer (Áo), Opvallden (Thụy Sỹ) với lực kéo 3000 kg, vận tốc cuốn cáp 0,3 – 2,5 m/s là những mẫu tời 2 trống tự hành điển hình của các nước Châu Âu. Ở liên bang Nga, tời vận xuất gỗ được áp dụng từ thế kỷ 19 do các kỹ sư người Nga N.Sưtrenco (1878), IA.Vasiliev (1890) thiết kế và chế tạo. Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hoàn chỉnh và sử dụng tời được các trung tâm nghiên cứu lớn như: Viện nghiên cứu cơ giới hoá và năng lượng (XNiiMe), Viện nghiên cứu lâm nghiệp Xibiri (XibNiiLP), Viện nghiên cứu lâm nghiệp Irơcut tiến hành trong nhiều năm qua. Để vận xuất gỗ ở điều kiện địa hình bằng phẳng với cự li vận xuất dưới 500m, Viện nghiên cứu cơ giới hoá năng lượng đã thiết kế và chế tạo các mẫu tời TL.3, TL.4, TL.5. Theo [12 ]. Kết quả nghiên cứu sử dụng các loại tời trên cho thấy rằng ngoài những ưu việt nổi bật như ít phá hoại cây con, phá hoại đất, còn có những ưu điểm như giảm công sửa chữa 2 ÷ 3 lần, chi phí nhiên liệu giảm 50 ÷ 60%, giá thành ca máy giảm 1,5 lần so với sử dụng máy kéo để vận xuất ở điều kiện thể tích trung bình của gỗ khai thác 0,2m3, sản lượng 150m3/ha, cự li vận xuất 500 ÷ 550m. Các loại tời cố định LL12A, LL-8 được nghiên cứu hoàn thiện thay thế các mẫu tời trên, lực kéo tăng 20 ÷ 30 %, vận tốc cuốn cáp tăng 25 ÷ 40 %, việc trang bị thêm hộp số cho phép đổi chiều quay của trống tời đã giúp mở rộng phạm vi sử dụng tời. Từ thập kỷ 80, việc nghiên cứu chế tạo các loại tời di động thay thế cho các loại tời cố định được nghiên cứu rộng rãi. Các mẫu tời tự hành loại nhỏ do chi nhánh KavKazơ của Viện nghiên cứu cơ giới hoá năng lượng Nga nghiên
6 cứu, chế tạo tời có dung tích chứa cáp của trống tời 1000m, lực kéo 2100kg, vận tốc cuốn cáp 0,3 – 4,3m/s, tời này lắp trên máy kéo T40A. Các mẫu tời tự hành LC.2, LL-20 do chi nhánh Irơcut của Viện Xniime nghiên cứu chế tạo được lắp trên máy kéo TDT-55, TT4. Việc nghiên cứu áp dụng hệ thống điều khiển từ xa cho tời di động được quan tâm nghiên cứu. Mẫu tời LL-14 được chế tạo khảo nghiệm ở Viện lâm nghiệp Goriatre – Klutrevxki cho thấy việc sử dụng điều khiển từ xa giảm giá thành vận xuất 15%. Ở Trung Quốc các loại tời 2 trống, 3 trống được sử dụng phổ biến để vận xuất gỗ ở vùng núi như JS – 0,4, JS208, JS2.3, JS3 – 6, JZ.2-1,5, JZ2 - 3 có lực kéo từ 4-30KN, vận tốc cuốn cáp 0,2 – 6m/s, cự li kéo từ 80 – 1000m. 1.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước Có hai trung tâm lớn nghiên cứu về khai thác gỗ ở Việt Nam là Trường Đại học Lâm nghiệp và Viện khoa học Lâm nghiệp Việt Nam. Từ những năm 60 đến 90 của thế kỷ trước, đối tượng khai thác chính là rừng tự nhiên, các nghiên cứu tập trung vào một số hướng chủ yếu sau: - Khảo nghiệm các thiết bị nhập nội phục vụ một số khâu sản xuất. - Thiết kế cải tiến các thiết bị nhập nội cho phù hợp với điều kiện khai thác rừng ở Việt Nam. Có thể kể đến một số nghiên cứu điển hình sau: - Khảo nghiệm một số cưa xăng trong dây chuyền khai thác gỗ ở Tây Nguyên do Viện Công nghiệp rừng thực hiện. “Sử dụng máy kéo TT.4 để vận xuất” của Nguyễn Trọng Hùng thực hiện năm 1982; “Sử dụng máy kéo để vận chuyển gỗ” của Nguyễn Văn Lợi thực hiện năm 1982;
7 ‘’ Nghiên cứu, chế tạo một số thiết bị cơ giới hoá khai thác gỗ’’ của Nguyễn Kính Thảo; “Thiết kế máy kéo khung gập vận xuất gỗ L-35”; Thiết kế đường cáp Visen vận xuất gỗ” của Lê Duy Hiền; Viện khoa học Lâm nghiệp đã thiết kế, chế tạo rơ moóc chở gỗ dài, đường cáp vận xuất gỗ 1A… Từ những năm 90 của thế kỷ trước đến nay, do đóng cửa rừng tự nhiên nên các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào công nghệ và thiết bị khai thác rừng trồng. Có thể liệt kê ra đây một vài công trình tiêu biểu: Trịnh Hữu Lập: “Hoàn chỉnh quy trình công nghệ vận xuất gỗ, vận chuyển gỗ rừng trồng”; “Thiết kế lắp đặt đường cáp kéo căng thả chùng vận xuất gỗ”. Đề tài cấp Nhà nước KN-03-04 “Thử nghiệm hoàn thiện và áp dụng công nghệ khai thác, chế biến và bảo quản gỗ nhỏ” do TS. Nguyễn Kính Thảo làm chủ nhiệm đã tạo ra được 1 mẫu máy có thiết bị tời cáp dẫn động cơ khí, cơ cấu nâng gỗ dẫn động thuỷ lực, thiết bị có thể gom gỗ từ xa, tự bốc gỗ lên rơ móoc và vận chuyển ở cự li ngắn. Đã khảo nghiệm cưa xăng Partner P-70 và tời 2 trống chặt hạ và vận xuất gỗ ở trong rừng ngập mặn. Nguyễn Nhật Chiêu “Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm thiết bị vận xuất, bốc dỡ, vận chuyển để khai thác gỗ nguyên liệu giấy và gỗ nhỏ rừng trồng”. Nguyễn Văn Quân thực hiện luận án Tiến sĩ với đề tài “Nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh hơi để vận xuất gỗ rừng trồng”. Năm 2005, đề tài nghiên cứu cấp nhà nước: “Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cơ giới hóa các khâu làm đất, trồng, chăm sóc rừng trồng và khai thác gỗ” thuộc chương trình KHCN trọng điểm cấp nhà nước
8 KC 07, giai đoạn 2001 – 2005 do Trường Đại học Lâm Nghiệp chủ trì đã thiết kế chế tạo được mẫu tời thuyền tự hành 1 trống để vận xuất gỗ rừng trồng, công suất 4.2 kW, cự ly gom 50m, lực kéo tối đa 5696N, năng suất 15 – 20 m3/ca. Ưu điểm lớn nhất của mẫu tời này là thiết kế gọn nhẹ, đơn giản, dễ chế tạo. Song còn một số nhược điểm: Cự ly gom gỗ ngắn, lực kéo nhỏ chỉ phù hợp với gỗ rừng trồng, côn ly tâm có độ bền kém. Năm 2006, Trường Đại học Lâm nghiệp được giao Đề tài nghiên cứu trọng điểm cấp bộ “Nghiên cứu công nghệ, cải tiến, thiết kế, chế tạo một số thiết bị phục vụ khai thác chọn rừng tự nhiên nhằm nâng cao tỷ lệ tận dụng gỗ và hạn chế tác động xấu đến môi trường xung quanh” thực hiện từ năm 2006 – 2009 chủ trì, các tác giả của đề tài đã thiết kế, chế tạo được mẫu tời hai trống công suất 10 kW. Ưu điểm của mẫu tời này là có công suất lớn hơn, cự ly kéo xa hơn, đã mở rộng thêm được 5 cấp vận tốc nhờ trang bị thêm hộp số và trang bị thêm một trống tời tạo điều kiện mở rộng khả năng làm việc của tời với nhiều kiểu sơ đồ công nghệ khác nhau. Tóm lại: Tời là thiết bị vận xuất thông dụng được áp dụng ở nhiều nước trên thế giới và đã được nghiên cứu tương đối hoàn chỉnh và có hệ thống. Tùy theo điều kiện địa hình, điều kiện rừng, quy mô sản xuất mà ở đó mỗi nước có những kiểu tời thông dụng khác nhau nhưng nhìn chung xu thế chuyển từ tời cố định sang tời di động nhằm giảm nhẹ công di chuyển, lắp đặt, được nhiều nước quan tâm nghiên cứu. Trong số các loại tời đơn giản thì tời 2 trống là loại tời phổ biến nhất và được dùng đa năng. Ở nước ta, việc nghiên cứu tời vận xuất chưa được quan tâm nhiều, nghiên cứu chưa thành hệ thống. Cho đến nay, chưa có một mẫu tời nào được sản xuất hàng loạt, được thực tế sản xuất chấp nhận. Vì vậy, nghiên cứu để ứng dụng tời vào sản xuất là rất cần thiết nhằm tăng năng suất lao động, giảm
9 giá thành cải thiện điều kiện làm việc của công nhân đồng thời giảm thiểu tác động xấu đến môi trường, Đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ rừng tự nhiên bằng tời tự hành hai trống” mà luận văn lựa chọn nhằm góp phần thực hiện mục tiêu trên.
10 Chương 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI Để xác định được những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng cần phải nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tời và quá trình vận xuất gỗ bằng tời. 2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của tời hai trống do đề tài cấp bộ chế tạo. a- Cấu tạo Trên cơ sở nghiên cứu, kế thừa các mẫu tời đã có, nhóm cán bộ nghiên cứu đề tài cấp bộ đã thiết kế, chế tạo mẫu tời hai trống để gom gỗ nằm rải rác trong khu khai thác tập trung về đường vận xuất máy kéo với cự ly 100 – 200m. Sơ đồ cấu tạo của tời hai trống được trình bày ở hình 2.1 1 3 2 4 13 6 11 5 7 15 9 Robin 8 EH 41D 12 14 10 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý tời hai trống do đề tài cấp bộ chế tạo
11 1- Trống tời chính; 2 - Bộ truyền xích trống tời chính; 3 - Phanh trống tời chính; 4 -Trống tời phụ; 5 - Phanh trống tời phụ; 6 - Bộ truyền xích trống tời phụ; 7,8 - Bộ truyền đai; 9 - Hộp giảm tốc hai cấp; 10,11 – Côn; 12 - Hộp số; 13 - Ổ đỡ; 14 - Khớp nối; 15 - Động cơ. b- Nguyên lý hoạt động - Quá trình gom gỗ: + Cố định tời ở vị trí chắc chắn tại nơi tập trung gỗ; + Nhả cáp ở trống tời, mắc cáp theo sơ đồ công nghệ; + Kiểm tra côn 10, 11 đã ngắt chưa, kiểm tra hộp số, điều chỉnh tay gạt về số 0, khởi động động cơ chuẩn bị kéo gỗ; + Mắc gỗ vào móc kéo trên cáp tải, ngắt côn 10, vào số thích hợp, đóng côn 10, tiến hành kéo gỗ; + Khi gỗ về đến nơi, ngắt côn 10, về số 0, tháo gỗ ra khỏi móc; + Đóng côn 11, tiến hành kéo cáp tải bằng cáp không tải của trống tời phụ về đầu đường cáp chuẩn bị cho lần kéo tiếp theo; + Lặp lại các bước trên cho đến khi hết gỗ; - Quá trình di chuyển tời (tự hành): + Ngắt côn 10, kéo cáp tải đến nơi cần di chuyển tới, cố định đầu cáp ở vị trí chắc chắn; + Khởi động động cơ, vào số thích hợp, đóng côn 10, để tời tự di chuyển; + Khi tời đến nơi, giảm ga, ngắt côn 10, về số 0.
12 Hình 2.2. Mẫu tời hai trống do đề tài cấp bộ chế tạo C - Các thông số kỹ thuật chính của tời hai trống 1- Động cơ: Robin EH41D + Động cơ xăng 4 kì, làm mát bằng không khí + Thể tích của xilanh: 404 cm3(cc) + Công suất khi làm việc dài hạn: 13.5HP≈10kW + Số vòng quay của động cơ: 3600(v/p) + Dầu bôi trơn AP/SE hoặc SAE/10W + Khối lượng dầu bôi trơn: 0,8lít + Nhiên liệu : xăng + Thể tích bình nhiên liệu: 3,6lít + Hệ thống khởi động: kéo bằng tay + Khối lượng khô: 31kg + Kích thước cơ bản: 351x420x433(mm) 2- Kích thước tời: LxBxH=2020x1200x653(mm), với 3 bánh cao su có đường kính Ø120(mm), chiều rộng bánh: 80(mm).
13 3- Hộp số: gồm 4 số: 3 số tiến, 1 số lùi + Tỉ số truyền: Số 1: ihs=3 Số 2: ihs=1,77 Số 3: ihs=1 Số lùi: ihs=3,6 4- Hộp giảm tốc: 2 cấp + Tỉ số truyền i=40 5- Cáp trên trống tời chính và phụ: + Đường kính cáp trên trống tời chính 12mm + Đường kính cáp trên trống tời phụ 8mm 6- Trống tời chính + Đường kính trống tời Dtc=282mm + Chiều dài trống tời chính Lc= 600mm + Đường kính gờ ngoài thành trống Dc =390mm + Chiều dày thành trống tời w=10mm + Vận tốc cuốn cáp: - Số 1: 0,46(m/s) - Số 2: 0,78(m/s) - Số 3: 1,4(m/s) - Số lùi: 0,38(m/s) 7- Trống tời phụ + Đường kính trống tời phụ Dtp=198mm + Đường kính thành trống tời Dp=270mm + Chiều dài làm việc của trống tời Lp=600mm
14 + Chiều dày thành trống w=10mm + Vận tốc cuốn cáp: 7,5(m/s) 8- Phanh cho trống tời chính + Đường kính bánh phanh D= 400mm + Chiều rộng đai B=80mm + Chiều dày phanh đai δ=5mm 9- Phanh đai cho trống tời phụ - Đường kính bánh phanh D= 200mm - Chiều rộng đai B=65mm - Chiều dày phanh đai δ=5mm 10- Bộ truyền đai truyền động từ động cơ đến các trục dẫn động cho hai trục trống tời: + Đai hình thang thường B-50 + Kích thước axh=22x13,5 + Đường kính bánh đai: Truyền động cho trống tời chính D1≈D2=230mm Truyền động cho trống tời phụ: D3=110mm; D4=220mm + Khoảng cách trục A1=330mm A2=390mm + Số đai: truyền động cho trống tời chính: 2; truyền động cho trống tời phụ: 1 11- Bộ truyền xích dẫn động cho trống tời chính + Số răng đĩa nhỏ z1=30 + Số răng đĩa lớn z2=43 + Bước xích p=25mm + Khoảng cách trục A=1030mm
15 + Số mắt xích x=117 12- Bộ truyền xích cho trống tời phụ + Số răng đĩa nhỏ z1=21 + Số răng đĩa lớn z2=50 + Bước xích p=12mm + Khoảng cách trục A=260mm + Số mắt xích x =76 2.2. Sơ đồ công nghệ khi vận xuất gỗ bằng tời hai trống 7 5 4 10 8 1 9 6 3 2 Hình 2.3. Vận xuất gỗ bằng tời hai trống 1-Tời hai trống; 2 -Trống tời chính; 3 - Trống tời phụ; 4 - Cáp không tải; 5 - Cáp tải, 6.Cột tời; 7 - Ròng rọc; 8 - Dây buộc gỗ; 9 - Gỗ; 10 ròng rọc chuyển hướng. Đây là sơ đồ công nghệ được dùng phổ biến hiện nay của tời hai trống, với sơ đồ này tời có thể kéo gỗ từ khoảng cách hơn 200m. Hoạt động của sơ đồ công nghệ này như sau: Cáp tải 5 và cáp không tải 4 được nối thành vòng kín thông qua hệ thống cột đỡ 6 và ròng rọc chuyển hướng 10. Khi kéo gỗ, đầu gỗ được mắc vào móc kéo trên cáp tải và được kéo lết về nơi gom gỗ, đồng thời một móc kéo khác trên cáp không tải di chuyển theo cáp không tải
16 về đầu đường cáp chuẩn bị cho lần kéo sau. Như vậy khâu đưa móc kéo về đầu đường cáp đã được cơ giới hóa giúp giảm thời gian di chuyển và tăng năng suất lao động. 2.3. Năng suất của tời khi vận xuất Năng suất là khối lượng gỗ mà tời kéo được trong một đơn vị thời gian Theo [11] năng suất giờ của tời hai trống được xác định bằng công thức: 36001Q Ng = (m3/h) (2.1) t Trong đó:  – Hệ số sử dụng thời gian; 1 – Hệ số sử dụng tải trọng; Q – Khối lượng gỗ kéo được trong một chuyến (m3); t – Thời gian thực hiện một chuyến kéo; Thời gian thực hiện một chuyến kéo được xác định bằng công thức:  t = t1 + t2 + t3 + t4 (s) (2.2) Trong đó: t1 – Thời gian cáp chạy không tải, (s); t2 – Thời gian buộc gỗ, (s); t3 – Thời gian cáp chạy có tải, (s); t4 – Thời gian dỡ gỗ, (s); Thời gian cáp chạy không tải và có tải được xác định bằng công thức: l tb l t1  ; t 3  tb (s) (2.3) v ot vt Trong đó: ltb – Cự ly vận xuất trung bình;
17 vot – vận tốc của cáp khi không tải; vt – Vận tốc của cáp khi có tải. Thời gian buộc gỗ và dỡ gỗ được xác định bằng công thức: Q Q t 2 = a ; t4 = b (2.4) q q Trong đó: a – Thời gian buộc một khúc gỗ; b – Thời gian dỡ một khúc gỗ; q – Thể tích trung bình của khúc gỗ vận xuất (m3). Thay (2.4), (2.3), (2.2) vào (2.1) ta được. 36001Q Ng = (m3/h) Ltb Q ltb Q (2.5) a  b Vot q vt q 2.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của tời khi vận xuất Công thức (2.5) cho thấy rằng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của tời khi vận xuất. Để tiện cho việc phân tích, đánh giá các yếu tố ảnh hưởng của thể chia chúng làm bốn nhóm: + Nhóm 1: Các yếu tố thuộc về công tác tổ chức sản xuất gồm có các hệ số sử dụng thời gian  và 1 . + Nhóm 2: Các yếu tố thuộc về công nghệ sản xuất bao gồm cự ly vận xuất trung bình ltb, thời gian buộc gỗ (a); thời gian dỡ gỗ (b). + Nhóm 2: Các yếu tố thuộc về điều kiện sản xuất gồm trọng tải trung bình một khúc gỗ (q) trọng lượng riêng của gỗ (  ). + Nhóm 4: Các yếu tố thuộc về máy gồm: tải trọng chuyến Q, vận tốc cáp vot vận tốc cáp khi có tải vt.
18 2.5. Chi phí năng lượng riêng Chi phí năng lượng nói chung, chi phí năng lượng riêng nói riêng chiếm một tỷ trọng lớn trong giá thành vận xuất, đồng thời nó cũng là chỉ tiêu đánh giá chất lượng của một thiết bị hay sự hoàn thiện của một quá trình. Như vậy, mục tiêu của đề tài nghiên cứu là nhằm tìm ra biện pháp kỹ thuật làm giảm chi phí năng lượng, góp phần làm giảm giá thành sản phẩm cũng như nâng cao chất lượng của thiết bị. Chi phí năng lượng riêng, theo [8 ] được xác định bằng công thức: W Nr = (KWh/m3) (2.6) M Trong đó: W – Chi phí năng lượng để làm ra một khối lượng sản phẩm M trong một đơn vị thời gian (KW.h); M – Khối lượng sản phẩm làm ra trong một đơn vị thời gian, (m3). Căn cứ vào nguyên lý họat động của tời hai trống và sơ đồ công nghệ khi vận xuất gỗ bằng tời hai trống, chi phí năng lượng riêng có thể được xác định bằng công thức: 1 W = [Not.t1 +Nt.t3 + No(t2 + t4)] , (KWh) (2.7) 3600 Trong đó: No – Công suất của động chạy không tải, (KW); Not – Công suất của động cơ máy tời khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái không tải, (KW); t1 – Thời gian hệ thống cáp chạy không tải, (s); Nt – Công suất động cơ máy tời khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái có tải, (KW); t2 – Thời gian buộc gỗ, (s);
19 t4 – Thời gian dỡ gỗ, (s); t3 – Thời gian hệ thống cáp chạy có tải, (s). Công suất của động cơ khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái không tải được xác định bằng công thức: Zkot .v ot N ot  , (KW) (2.8) 1000η Trong đó: Zkot – Lực kéo tại trục của động cơ cần thiết để cho hệ thống cáp chạy được trong trạng thái không tải, (N); vot – Vận tốc trung bình của cáp không tải, (m/s);  – Hiệu suất truyền động của tời. Để cho hệ thống dây cáp chạy được khi không tải, phải thỏa mãn điều kiện sau: Zkot ≥ Fcot (2.9) Với Fcot là lực cản chuyển động của hệ thống cáp trong trạng thái không có tải. Lực cản chuyển động của hệ thống cáp trong trạng thái không tải bao gồm lực cản chuyển động trong ổ trục của trống tời chính, lực cản cứng của dây cáp khi ra khỏi trống tời chính, tổn hao lực kéo khi đi qua hệ thống ròng rọc chuyển hướng, lực cản ma sát do các đoạn cáp bị lết đất… Dựa vào sơ đồ công nghệ khi vận xuất gỗ bằng tời hai trống, xác định được lực cản Fcot theo công thức sau: dc Qc  c  Z0 q l  f q l  f D Ql  f Fcot = k + c cK c1 c + p pK p2 p + p p p p (2.10) r r r r Trong đó: Qc – Trọng lượng của trống tời chính và lượng cáp cuốn trên nó, (N);