(LUẬN văn THẠC sĩ) xác định một số thông số công nghệ hợp lý khi sử dụng tời tự hành một trống để vận xuất gỗ rừng trồng

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Hi ̀nh thức và thiết bi ̣ vâ ̣n xuất gỗ

Vận xuất gỗ là quá trình chuyển cây gỗ từ nơi chặt hạ đến kho gỗ I hoặc bãi gỗ tập trung, sau đó được vận chuyển tới kho gỗ II hoặc nơi tiêu thụ Đây là công việc nặng nhọc, nguy hiểm và ảnh hưởng lớn đến môi trường rừng Trong toàn bộ quy trình khai thác gỗ, khâu vận xuất đóng vai trò rất quan trọng, tác động đến năng suất, giá thành và chi phí khai thác Để giảm giá thành và tăng năng suất lao động, việc lựa chọn hình thức vận xuất hợp lý là cực kỳ cần thiết.

Trong ngành công nghệ vận xuất gỗ, có nhiều phương pháp được sử dụng như vận xuất gỗ bằng súc vật, bằng máng lao, bằng máy kéo, và bằng đường cáp Trong số đó, hình thức vận xuất gỗ bằng tời cáp lắp trên máy kéo thường được áp dụng tại những khu vực mà máy móc và thiết bị khác không thể tiếp cận Với đặc điểm và tầm quan trọng như vậy, nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện về công nghệ cũng như máy móc thiết bị trong quy trình sản xuất này.

* Theo phương pháp vâ ̣n xuất gỗ, người ta chia ra:

Phương pháp kéo lết và kéo nửa lết là hai kỹ thuật quan trọng trong vận chuyển gỗ Trong phương pháp kéo lết, toàn bộ khối gỗ được kéo lê trên mặt đất, trong khi ở phương pháp kéo nửa lết, một đầu của cây gỗ được kéo lê trên mặt đất, còn đầu kia được nhấc lên nhờ hệ thống treo đỡ của phương tiện.

Phương pháp chở gỗ (Forwarding) là kỹ thuật vận chuyển toàn bộ tải gỗ bằng các xe có bánh, được đưa về nơi tập trung thông qua sức người, sức súc vật hoặc bằng máy kéo.

* Căn cứ vào hiê ̣n tra ̣ng cây gỗ:

- Vận xuất gỗ khúc: (Short wood): Gỗ vâ ̣n xuất được cắt thành khúc theo tiêu chuẩn gỗ thương phẩm rồ i đươ ̣c chuyển ra bãi gỗ

Vận xuất gỗ dài (tree length) là quá trình mà cây gỗ sau khi được cắt cành, ngọn và cả thân cây sẽ được đưa về bãi gỗ Tại đây, việc cắt khúc sẽ được thực hiện trên bãi gỗ để chuẩn bị cho các bước tiếp theo trong quy trình chế biến gỗ.

Vận xuất gỗ nguyên cây (Full tree) là quá trình chuyển cây gỗ còn nguyên cả cành tán ra bãi gỗ, nơi chúng sẽ được cắt cành và cắt khúc để phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau.

Trên thế giới hiện nay, nhiều quốc gia có nền công nghiệp khai thác phát triển đã chế tạo và sản xuất tời tự hành để vận xuất gỗ rừng tự nhiên và rừng trồng Thiết bị này mang lại hiệu quả và năng suất cao, với những ưu điểm riêng mà các thiết bị vận xuất khác không có.

Tờ i là loại gỗ có cấu trúc đơn giản và phạm vi sử dụng rộng rãi, đặc biệt phù hợp cho việc khai thác gỗ Với khả năng kéo gỗ từ xa qua những địa hình phức tạp, tờ i không cần phải làm đường, giúp bảo vệ bề mặt rừng khỏi bị phá hoại như khi sử dụng máy kéo Ngoài ra, tờ i còn có khả năng kéo gỗ với nhiều kích thước khác nhau, từ ngắn đến dài, có thể kéo một cây hoặc cả bó gỗ.

Tờ i không phù hơ ̣p ở nơi có sản lươ ̣ng thấp, gỗ phân tán

Tuỳ theo đô ̣ dố c đi ̣a hình mà người ta có những sơ đồ công nghê ̣ sản suất khác nhau.

Tình hình nghiên cứu tời ở trên thế giới

Tời là thiết bị vận xuất gỗ phổ biến trên toàn thế giới, đặc biệt trong ngành khai thác lâm sản Thiết bị này có thể được sử dụng độc lập để bốc xếp gỗ hoặc kéo gỗ từ xa, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong hệ thống cáp vận xuất Nhiều quốc gia có ngành công nghiệp rừng phát triển như Mỹ, Canada, Áo, Thụy Sỹ, Na Uy và Nga đã chú trọng nghiên cứu, thiết kế và hoàn thiện tời từ những năm 1920.

Để tăng năng suất lao động và giảm giá thành vận xuất, nghiên cứu về hệ thống vận xuất gỗ bằng tời đang được quan tâm hàng đầu Tại các quốc gia như Mỹ và Canada, tời được sử dụng phổ biến ở vùng núi cao, xuất hiện trước cả máy kéo Hệ thống này, được gọi là hệ thống đường cáp khai thác gỗ (Cable logging Systems), cũng được áp dụng ở các nước Tây Âu và Bắc Âu Do đó, việc hoàn thiện tời cần song hành với nghiên cứu phát triển đường cáp vận xuất, với các hướng nghiên cứu chính và mục tiêu cụ thể được tiến hành.

Nghiên cứu thiết kế và chế tạo tời tự hành lắp trên máy kéo bánh bơm hoặc máy kéo bánh xích đã thay thế tời cố định, mang lại hiệu quả cao trong vận chuyển Các hãng sản xuất tời cáp hàng đầu của Mỹ như Skedfet Berger, Timberland, Veirhozer đã phát triển tời cáp tự hành Wowniton 108 với công suất 320 mã lực và chiều cao cột tời 15m Tời tự hành của hãng Ckedjet như GT5C, GT5D, GT4 hoạt động hiệu quả ở cự ly 200-300m, phục vụ cho diện tích khai thác từ 15-16ha và có khả năng kéo 350 cây gỗ mỗi ca làm việc Việc lắp đặt tời tự hành không chỉ giảm công di chuyển mà còn giúp giảm giá thành vận xuất.

Nghiên cứu thay thế việc buộc gỗ bằng cơ cấu ngàm kẹp thay cho buộc gỗ bằng dây cáp

Nghiên cứu của Viện FERIC (Mỹ) chỉ ra rằng việc sử dụng tời cáp tự hành Medill 044 và American 7250 với cơ cấu ngàm kẹp gỗ tại khu khai thác gỗ của Công ty Maxmilan Broedel đạt năng suất 210m³/h ở cự ly vận xuất 113m Với thể tích trung bình của khúc gỗ từ 0,3 - 0,5m³, thời gian cho mỗi chuyến kéo dao động từ 0,95 đến 1,34 phút Sử dụng ngàm kẹp gỗ đã giúp tăng năng suất gấp 2 lần và cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân vận xuất.

Việc sử dụng ngàm kẹp gỗ kết hợp với nghiên cứu và ứng dụng điều khiển từ xa bằng vô tuyến đã mang lại nhiều lợi ích Công ty Jonson Ind LTD (Canada) đã áp dụng hệ thống điều khiển khâu buộc gỗ bằng sóng vô tuyến qua hệ thống MK11, giúp tăng năng suất khai thác gỗ lên gấp đôi.

Tại Châu Âu, đặc biệt ở các nước như Na Uy, Thụy Sỹ, Áo, Pháp và Thụy Điển, sản lượng khai thác gỗ chỉ đạt khoảng 58 khúc gỗ/giờ, vượt xa so với mức dự kiến 30-38 khúc gỗ/giờ Điều này xuất phát từ điều kiện tự nhiên và rừng khác biệt so với Mỹ và Canada, nơi hệ thống tời cáp chỉ được áp dụng ở những khu vực không thể sử dụng máy kéo Phương thức khai thác chủ yếu ở các nước này là chặt chọn hoặc chặt tỉa thưa, dẫn đến sản lượng gỗ trên mỗi hecta thấp và kích thước gỗ nhỏ, do đó, tời tự hành có công suất nhỏ được nghiên cứu và áp dụng.

Hãng Igland A/C đến từ Na Uy nổi tiếng với việc sản xuất các loại tời chất lượng cao, bao gồm tời một trống Primett 4000LH có lực kéo 45kN và tời hai trống 8002F với lực kéo 80kN Những sản phẩm này có khả năng lắp đặt trên các máy kéo nông nghiệp và đã được xuất khẩu sang hơn 25 quốc gia trên toàn thế giới.

Hãng Kyfer (Pháp) chuyên sản xuất tời tự hành MF 10, MF 15 và MF 25, được thiết kế để lắp trên máy kéo bánh lốp 3 hoặc 4 bánh với công suất từ 16 đến 31 mã lực Tời này có khả năng kéo lên đến 3700 kg và tốc độ cuốn dây cáp từ 0,2 đến 2,1 m/s.

Tời tự hành của các hãng nổi tiếng như Sespon, Koska (Thụy Điển), Kracer (Áo) và Opvallden (Thụy Sỹ) có khả năng kéo lên đến 3000 kg với tốc độ cuốn cáp từ 0,3 đến 2,5 m/s, đại diện cho những mẫu tời 2 trống tự hành tiêu biểu tại Châu Âu Tại Nga, tời vận xuất gỗ đã được ứng dụng từ thế kỷ 19, do các kỹ sư N.Sưtrenco (1878) và IA.Vasiliev (1890) thiết kế và chế tạo.

Trong nhiều năm qua, các trung tâm nghiên cứu lớn như Viện nghiên cứu cơ giới hoá và năng lượng (XNiiMe), Viện nghiên cứu lâm nghiệp Xibiri (XibNiiLP) và Viện nghiên cứu lâm nghiệp Irkutsk (Irkutsk NiiLΠ) đã tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo và sử dụng tời một cách hoàn chỉnh.

Để vận xuất gỗ trong điều kiện địa hình bằng phẳng với cự li dưới 500m và địa hình dốc dưới 2000m, Viện nghiên cứu cơ giới hoá năng lượng đã thiết kế và chế tạo các mẫu tời TL.3, TL.4, TL.5 Nghiên cứu cho thấy các loại tời này không chỉ ít gây hại cho cây con và đất mà còn giảm công sửa chữa từ 2 – 3 lần, giảm chi phí nhiên liệu từ 50 – 60%, và giá thành ca máy giảm 1,5 lần so với việc sử dụng máy kéo cho điều kiện thể tích trung bình của gỗ khai thác là 0,2m³ với sản lượng 150m²/ha và cự li vận xuất 500 – 550m.

Tời cố định LL12A và LL-8 được cải tiến để nâng cao hiệu suất, với lực kéo tăng từ 20% đến 30% và tốc độ cuốn cáp tăng từ 25% đến 40% Việc trang bị thêm hộp số cho phép thay đổi chiều quay của trống tời và giảm tốc độ, từ đó mở rộng phạm vi sử dụng của tời.

Từ thập kỷ 80, nghiên cứu chế tạo tời di động thay thế tời cố định đã được mở rộng Các mẫu tời tự hành nhỏ do chi nhánh KiaVKazơ của Viện nghiên cứu cơ giới hoá năng lượng Nga phát triển có dung tích chứa cáp 1000m, lực kéo 2100kg và tốc độ cuốn cáp từ 0,3 đến 4,3m/s, lắp trên máy kéo T40A Các mẫu tời tự hành LC.2, LL-20 do chi nhánh Irơcut của Viện XniiMe chế tạo cũng được lắp trên máy kéo TDT-55, TT4, trong đó hệ thống điều khiển từ xa cho tời di động đã được nghiên cứu kỹ lưỡng Mẫu tời LL-14, thử nghiệm tại Viện lâm nghiệp GoRiAtre – KlutreVXki, cho thấy việc sử dụng điều khiển từ xa giúp giảm giá thành vận xuất 15% Tại Trung Quốc, các loại tời 2 trống và 3 trống như JS – 0,4, JS208, JS2.3, JS3 – 6, JZ.2-1,5, JZ2 - 3 được sử dụng phổ biến trong vận xuất gỗ ở vùng núi, với lực kéo từ 4-30KN, tốc độ cuốn cáp 0,2 – 6m/s và cự ly kéo từ 80 – 1000m.

Tình hình nghiên cứu tời ở trong nước

Tại Việt Nam, hai trung tâm nghiên cứu hàng đầu về khai thác gỗ là Trường Đại học Lâm nghiệp và Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam Các nghiên cứu tại đây chủ yếu tập trung vào những lĩnh vực quan trọng trong ngành lâm nghiệp.

- Khảo nghiệm các thiết bị nhập nội phục vụ một số khâu sản xuất

- Cải tiến các thiết bi ̣ ngoa ̣i nhâ ̣p sao cho phù hợp với điều kiê ̣n khai thác ở Viê ̣t nam

- Khảo nghiệm một số cưa xăng trong dây chuyền khai thác gỗ ở Tây Nguyên – Viê ̣n công nghiê ̣p rừng thực hiê ̣n

“Sử dụng máy kéo TT.4 để vận xuất” – Nguyễn Tro ̣ng Hùng thực hiê ̣n năm 1982;

“Sử dụng máy kéo để vận chuyển gỗ” – Nguyễn Văn Lơ ̣i thực hiê ̣n năm

“Thiết kế máy kéo khung gập vận xuất gỗ L-35” do tác giả Nguyễn Kính Thảo;

“Thiết kế đường cáp Visen vận xuất gỗ” do tác giả Lê Duy Hiền;

Viện khoa học Lâm nghiệp đã thiết kế, chế tạo rơ moóc chở gỗ dài, đường cáp vận xuất gỗ 1A…

Kể từ những năm 90 của thế kỷ trước, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về công nghệ và thiết bị khai thác rừng trồng, với một số công trình tiêu biểu đáng chú ý.

Trịnh Hữu Lập nhấn mạnh tầm quan trọng của việc hoàn thiện quy trình công nghệ trong vận xuất và vận chuyển gỗ từ rừng trồng Ông cũng đề xuất thiết kế và lắp đặt hệ thống cáp kéo căng, nhằm tối ưu hóa quy trình xuất gỗ hiệu quả hơn.

Đề tài KN-03-04 do TS Nguyễn Kính Thảo chủ nhiệm đã phát triển một mẫu máy với thiết bị tời cáp dẫn động cơ khí và cơ cấu nâng gỗ dẫn động thủy lực Thiết bị này có khả năng gom gỗ từ xa, tự động bốc gỗ lên rơ mooc và vận chuyển trong khoảng cách ngắn Ngoài ra, đã tiến hành khảo nghiệm cưa xăng Partner P-70 và tời 2 trống để chặt hạ và vận xuất gỗ trong rừng ngập mặn.

Nguyễn Nhật Chiêu chuyên thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm các thiết bị vận xuất, bốc dỡ và vận chuyển, phục vụ cho việc khai thác gỗ nguyên liệu giấy và gỗ nhỏ từ rừng trồng.

- Nguyễn Văn Quân “Nghiên cứu áp dụng máy kéo bánh hơi để vận xuất gỗ rừng trồng”

Đề tài nhánh số 06 KC 07 – 26 – 06 “Lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cơ giới hóa khai thác gỗ rừng trồng ở độ dốc trên 20 độ” do T.S Nguyễn Văn Bỉ làm chủ nhiệm đã thiết kế tời tự hành gom gỗ 1 trống Tời có công suất 4,5kW, cự ly vận xuất 80m, lực kéo lớn nhất đạt 5000N và vận tốc cáp kéo từ 0,8 đến 1,5m/s tùy thuộc vào chế độ ga.

Vào năm 2005, trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu cấp nhà nước về công nghệ và thiết bị cơ giới hóa trong ngành lâm nghiệp, một mẫu tời thuyền tự hành 1 trống đã được thiết kế và chế tạo Với công suất 4,2 kW, tời có khả năng gom gỗ trong khoảng cách 50m và lực kéo tối đa đạt 5696N, năng suất đạt từ 15 đến 20 m³ mỗi ca Ưu điểm nổi bật của thiết bị này là thiết kế gọn nhẹ, đơn giản và dễ chế tạo, phù hợp với gỗ rừng trồng Tuy nhiên, tời cũng tồn tại một số nhược điểm như cự ly gom gỗ ngắn, lực kéo hạn chế và côn ly tâm có độ bền kém.

Tời là thiết bị vận chuyển phổ biến, được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới và đã được nghiên cứu một cách hệ thống Mỗi quốc gia có những kiểu tời khác nhau tùy thuộc vào điều kiện địa hình, rừng và quy mô sản xuất, nhưng xu hướng chung là chuyển từ tời cố định sang tời di động để giảm nhẹ công di chuyển và lắp đặt Trong số các loại tời đơn giản, tời 1 trống nổi bật với thiết kế gọn nhẹ, tính năng đa năng và khả năng phù hợp với nhiều điều kiện địa hình khác nhau.

Nghiên cứu về tời vận xuất hiện nay chưa được chú trọng, và chưa có hệ thống rõ ràng Đến thời điểm hiện tại, chưa có mẫu tời nào được sản xuất hàng loạt và được chấp nhận trong thực tế Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng tời vào sản xuất là rất cần thiết để nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân, đồng thời giảm thiểu tác động xấu đến môi trường Đề tài “Xác định một số thông số công nghệ hợp lý khi sử dụng tời tự hành một trống để vận xuất gỗ rừng trồng” được lựa chọn nhằm giải quyết vấn đề này.

MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Để sử dụng tời tự hành một cách hiệu quả trong việc vận xuất gỗ rừng trồng, cần xác định các thông số công nghệ hợp lý phù hợp với từng điều kiện địa hình khai thác khác nhau Việc này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình vận chuyển và nâng cao hiệu suất làm việc.

Đối tượng và phạm vi, giới hạn nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài:

Tời một trống tự hành, thuộc đề tài KC 07 - 26 - 06, được chế tạo nhằm nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng Mục tiêu là xác định các thông số hợp lý khi sử dụng tời một trống trong vận xuất gỗ rừng, từ đó đạt được năng suất cao và giá thành thấp, góp phần đưa sản phẩm chế tạo vào thực tiễn sản xuất.

+ Gỗ rừng trồng với công nghệ Khai thác trắng;

Do thời gian thực hiện đề tài có hạn cho nên nghiên cứu chỉ tập trung vào 2 yếu tố quan trọng:

Do thực hiê ̣n ta ̣i 1 hiê ̣n trường khai thác cố đi ̣nh nên các yếu tố khác coi như ảnh hưởng không đáng kể.

Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu này nhằm xác định mức độ ảnh hưởng và quy luật tác động của vận tốc cáp kéo gỗ cùng với tải trọng chuyến đến năng suất và chi phí năng lượng riêng của tời một trống Việc hiểu rõ mối quan hệ này sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất làm việc và giảm thiểu chi phí trong quá trình vận hành tời.

- Xác định giá trị hợp lý của các tham số điều khiển: tốc độ cáp kéo (V), tải trọng chuyến (Q)

Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Lư ̣a chọn phương pháp nghiên cứu

Sau khi xác định mục tiêu nghiên cứu, việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp là rất quan trọng để giảm chi phí mà vẫn đảm bảo độ tin cậy của kết quả Nghiên cứu khoa học được phân loại thành nhiều loại khác nhau.

Nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng; nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm

Nghiên cứu cơ bản nhằm phát hiện các quy luật chưa được biết đến trong tự nhiên, trong khi nghiên cứu ứng dụng là giai đoạn tiếp theo, giúp thu nhận hiểu biết mới và áp dụng kiến thức vào thực tiễn sản xuất.

Trong thời đại hiện nay, nghiên cứu ứng dụng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kỹ thuật mới, cung cấp dữ liệu, ý tưởng và mẫu để thiết kế các đối tượng, máy móc và quy trình công nghệ Do đó, phần lớn các nghiên cứu kỹ thuật mang tính chất ứng dụng.

Nghiên cứu lý thuyết nhằm thiết lập một hệ thống quan điểm thông qua việc phát triển các qui luật mới, đặc biệt phù hợp trong việc phân tích các đối tượng và hệ thống có thể phân chia rõ ràng các hiện tượng và quá trình với bản chất vật lý tương đồng.

Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm là tiếp nhận kiến thức khoa học và số liệu thông qua việc tổ chức thực nghiệm và quan sát đối tượng Khi nghiên cứu các hệ thống phức tạp với các hiện tượng và quá trình đa dạng, phương pháp thực nghiệm kết hợp với lý thuyết tương ứng sẽ mang lại hiệu quả cao hơn.

Phân tích cho thấy việc sử dụng phương pháp lý thuyết để xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến năng suất và chi phí năng lượng riêng sẽ yêu cầu nghiên cứu toàn diện, dẫn đến khối lượng công việc lớn Do đó, lựa chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm là phù hợp hơn Tuy nhiên, phương pháp thực nghiệm được áp dụng không chỉ đơn thuần mà còn kết hợp hài hòa giữa lý thuyết và thực nghiệm, với lý thuyết làm cơ sở và định hướng ban đầu nhằm giảm khối lượng công việc và rút ngắn thời gian nghiên cứu.

Trong nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp cổ điển thường được áp dụng, trong đó nhà thực nghiệm dựa vào kinh nghiệm và trực giác để xác định hướng nghiên cứu Các thí nghiệm được thực hiện theo trình tự, thay đổi từng thông số trong khi giữ nguyên các yếu tố khác Tuy nhiên, phương pháp này chỉ cho phép tìm kiếm cái mới một cách đơn định, dẫn đến việc đánh giá các yếu tố ảnh hưởng một cách riêng biệt Mặc dù có thể có một tập hợp các phương trình thực nghiệm đơn yếu tố, nhưng chúng không cung cấp kết quả chính xác về mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố trong mối quan hệ tương tác giữa chúng, cũng như không tìm kiếm được phương án phối hợp tối ưu cho các yếu tố này.

Phương pháp nghiên cứu cổ điển có nhược điểm là không thể hiện được hướng chuyển dịch của quá trình trong việc tìm kiếm các điều kiện tối ưu, dẫn đến các thực nghiệm thuộc loại “thụ động”.

Nhận thấy những hạn chế của phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cổ điển, chúng tôi đã quyết định áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mới Trong phương pháp này, chúng tôi tiến hành khảo nghiệm máy và thu thập số liệu một cách chủ động theo một kế hoạch cụ thể.

16 hoạch và chiến lược xác định trước, đó là phương pháp qui hoạch thực nghiệm

Quy hoạch thực nghiệm là phương pháp nghiên cứu hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu thực nghiệm, với sự hỗ trợ tích cực từ công cụ toán học Nền tảng lý thuyết của quy hoạch thực nghiệm chủ yếu dựa vào toán thống kê, đặc biệt là hai lĩnh vực quan trọng: phân tích phương sai và phân tích hồi quy.

2.4.2 Nô ̣i dung nghiên cứu thực nghiê ̣m

2.4.2.1 Mục tiêu, nhiê ̣m vụ thực nghiê ̣m

Mục tiêu của thí nghiệm là xác định hai chỉ tiêu năng suất (N g) và chi phí năng lượng riêng (N r) khi vận xuất gỗ rừng trồng bằng tời tự hành 1 trống.

+ Xác đi ̣nh những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất và chi phí năng lượng riêng;

Xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm để xác định năng suất (N g) và chi phí năng lượng riêng (Nr) là bước quan trọng trong nghiên cứu Việc này giúp phân tích mối quan hệ giữa các yếu tố đầu vào và đầu ra, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất và giảm thiểu chi phí Phương trình hồi quy sẽ cung cấp những thông tin cần thiết để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng trong các hoạt động sản xuất.

+ Xác đi ̣nh hê ̣ số cản ma sát giữa gỗ và mă ̣t đất;

2.4.2.2 Chọn tham số điều khiển

Tham số điều khiển để tiến hành thí nghiê ̣m là tải tro ̣ng chuyến (Q) và vận tố c dây cáp (V)

2.4.2.3 Những thông số cần đo, thiết bi ̣ và phương pháp đo Để xác đi ̣nh chi phí năng lượng riêng và năng suất gom gỗ, ta cần xác đi ̣nh lực kéo của tời ta ̣i đầu bó gỗ, tro ̣ng lượng bó gỗ, vâ ̣n tốc kéo của cáp, chiều dài quãng đường vâ ̣n xuất, thời gian nhả cáp, buô ̣c gỗ, kéo gỗ, dỡ gỗ

Phương pháp đo lực kéo của cáp tời tại đầu bó gỗ được thực hiện bằng cách sử dụng đầu đo lực tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm thuộc khoa Cơ điện & Công trình Việc đo lực kéo này là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận xuất gỗ.

Mã hiê ̣u đầu đo lực

Để đo lực kéo của tời tại đầu bó gỗ, chúng ta sử dụng đầu đo lực tiêu chuẩn HBM theo phương pháp kéo lết Đầu bó gỗ được buộc lại và một đầu của đầu đo lực được móc vào, trong khi đầu còn lại được kết nối với móc cáp của tời Dây tín hiệu từ đầu đo lực được kết nối với thiết bị xử lý số liệu DMC – Plus, thiết bị này sau đó kết nối với máy tính xách tay đã cài đặt phần mềm xử lý số liệu.

Hình 2.2: Ghép nối đầu đo vào bó gỗ và tời kéo

Hình 2.3: Kết nối dây tín hiê ̣u và hiê ̣u chỉnh các thiết bi ̣ đo

Nguyên lý làm viê ̣c của đầu đo lực tiêu chuẩn, các lá điê ̣n trở được mắc theo sơ đồ cầu đủ điê ̣n trở

Hình 2.4: Sơ đồ công nghê ̣ cầu đủ điê ̣n trở

R 1 ,R 2 ,R 3 ,R 4 – là các tenzo điê ̣n trở; U 0 – điện áp nuôi;

Tiến ha ̀nh công tác chuẩn bi ̣

Trước khi tiến hành thí nghiê ̣m phải tiến hành các công tác chuẩn bi ̣ gồm các công viê ̣c như:

+ Chuẩn bị hiê ̣n trường thực nghiê ̣m;

+ Kiểm tra tình tra ̣ng kỹ thuâ ̣t của tời, tra dầu mỡ;

+ Hiệu chỉnh các thiết bi ̣ đo;

Tiến ha ̀nh thực nghiê ̣m đơn yếu tố

Nhiệm vụ chính của thực nghiệm đơn yếu tố là xác định các thông số ảnh hưởng đến các chỉ tiêu đánh giá, từ đó làm rõ mức độ và quy luật ảnh hưởng của chúng Thực nghiệm đơn yếu tố được thực hiện qua các bước cụ thể nhằm phân tích và đánh giá các yếu tố này.

1 Thực hiện thí nghiệm với từng thông số thay đổi với số mức không nhỏ hơn 4, khoảng thay đổi lớn hơn 2 lần sai số bình phương trung bình của phép đo giá trị thông số đó Số thí nghiệm lập lại n = 3 [4]

2 Sau khi thí nghiệm xong, tiến hành xác định độ tin cậy về ảnh hưởng của mỗi yếu tố tới năng suất và chi phí năng lượng riêng Đánh giá tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm, để chứng tỏ ảnh hưởng khác đối với thông số cần xét là không có hoặc không đáng kể

Thuật toán phân tích phương sai để xác định độ tin cậy và tính thuần nhất [4] như sau:

2.6.1 Đánh giá tính đồng nhất của phương sai

Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren

2 s max - Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm

(2.5) m u - Số lần lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm y ui - Giá trị của thông số tại điểm u y ui - Giá trị trung bình của thông số ra tại điểm u

1 u=1, 2, 3,…N (2.6) Ứng với N điểm thí nghiệm trong kế hoạch thực nghiệm ta có N phương sai S u 2

Trong đó luôn có giá trị S max 2 tt 

G Chuẩn Kohren tính toán theo thực nghiệm

Trong đó bậc tự do ở tử số   m  1 và ở mẫu số K=N(m-1) m: Số lần lặp lại ở thí nghiệm mà ở đó có phương sai cực đại m = m u

Giá trị thống kê chuẩn Kohren được tính sắn theo mức ý nghĩa , hoặc tự do  và ký hiệu G b tra bảng [4]

Nếu G tt < G b thì giả thiết không mâu thuẫn với số liệu thí nghiệm

2.6.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng của các yếu tố

Phương pháp đánh giá sử dụng chuẩn Fisher (F) nhằm so sánh phương sai do thay đổi thông số và phương sai do nhiễu Nếu tỷ số giữa hai phương sai lớn hơn giá trị lý thuyết trong bảng tiêu chuẩn F, điều này cho thấy sự khác biệt giữa các giá trị trung bình là đáng kể Như vậy, các thông số đầu vào có ảnh hưởng thực sự đến thông số đầu ra, vượt trội hơn so với ảnh hưởng ngẫu nhiên.

Giá trị tính toán của tiêu chuẩn F là tỷ số:

S y - Phương sai do sự thay đổi thông số vào X gây nên

S e - Ước lượng phương sai do nhiễu thực nghiệm gây ra

2 1 (2.9) y 0 - Giá trị trung bình chung của thông số đầu ra tính cho toàn bộ thực nghiệm

Bậc tự do của S 2 y là  1 =N-1; của S e 2 là  2 =N(m-1)

Giá trị thống kê của chuẩn F được tính sẵn theo mức ý nghĩa =0,005, bậc tự do  1 ,  2 ở phụ lục 3 tài liệu [5]

Nếu giá trị tính toán F nhỏ hơn F b, thì ảnh hưởng của các thông số đầu vào là không đáng kể trong bối cảnh các biến ngẫu nhiên Điều này xảy ra khi các thông số được đưa vào thí nghiệm không có ảnh hưởng lớn hoặc khi sự thay đổi của các thông số quá nhỏ, dẫn đến hiệu ứng của chúng trở nên thấp hơn so với nhiễu.

Nếu F > F b thì ảnh hưởng của các thông số vào là đáng kể

2.6.3 Xác định mô hình thực nghiệm đơn yếu tố để tiến hành các phân tích và dự báo cần thiết

Sử dụng máy tính để phân tích dữ liệu thu thập được, chúng ta có thể xây dựng phương trình tương quan giữa hai chỉ tiêu đầu ra và các yếu tố đầu vào ảnh hưởng thông qua mô hình hồi quy.

2.6.4 Kiểm tra tính tương thích của mô hình hồi quy

Phép kiểm tra này so sánh phương sai S² từ sự chênh lệch giữa các giá trị tính theo mô hình và giá trị thực nghiệm với phương sai S² do nhiễu gây ra, theo tiêu chuẩn Fisher.

Tỷ số giữa hai phương sai S²/Sₑ² càng nhỏ thì tính thích ứng của mô hình càng mạnh, trong khi tỷ số lớn cho thấy tính thích ứng yếu Khi giá trị này vượt ngưỡng thống kê Fₐ, mô hình sẽ bị coi là không tương thích Phương sai do nhiễu Sₑ² được tính bằng giá trị trung bình của các bình phương độ lệch nhiễu Sᵤ² từ các điểm thí nghiệm.

Phương sai tuyển chọn S 2 được tính theo công thức:

K *- Hệ số hồi quy có nghĩa

Y- Giá trị của đối số Y=F( X 1 X 2 Xn) tính theo mô hình hồi quy thay các bộ giá trị các thông số vào ( X 1 X 2 Xn) ứng với mỗ điểm thí nghiệm U giá trị tính toán của chuẩn Fisher

So sánh giá trị F tt với giá trị lý thuyết theo bậc tự do  1,  2 cho thấy nếu F tt < F b, mô hình là tương thích Ngược lại, nếu F tt > F b, điều này chứng tỏ rằng thống kê tập hợp được ước lượng bởi S 2 vượt trội hơn so với tham số tương ứng được ước lượng bởi S e 2 Sự khác biệt này không còn nằm trong phạm vi sai số ngẫu nhiên, mà do các nguyên nhân khác ngoài sai số theo nhiễu, dẫn đến sự sai lệch không tương thích của mô hình so với đối tượng nghiên cứu.

Trong trường hợp này để có mô hình tương thích có thể chọn các giải pháp sau:

+ Phức tạp hóa mô hình bằng cách nâng bậc cao hơn

+ Lập lại thực nghiệm với khoảng và mức biến thiên của thông số vào nhỏ hơn

2.6.5 Xây dựng đồ thị ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào đến thông số đầu ra

Dựa vào mô hình thực nghiệm, chúng ta có thể xây dựng đồ thị thể hiện ảnh hưởng của các thông số đầu vào X đến chi phí năng lượng riêng và năng suất của tời.

Tiến ha ̀nh thực nghiê ̣m đa yếu tố

Để áp dụng phương pháp thực nghiệm đa yếu tố, cần đảm bảo các điều kiện nhất định Một trong những yếu tố quan trọng là kết quả các thông số phải có độ tập trung cao, tức là khi thực hiện lại cùng một thí nghiệm nhiều lần, giá trị thu được không được sai lệch quá lớn.

+ Các yếu tố ảnh hưởng phải điều khiển được và chúng phải độc lập với nhau

+ Mối liên hệ giữa các thông số tối ưu và các yếu tố ảnh hưởng được thể hiện bởi các phương trình và đáp ứng các điều kiện:

- Phải là hàm khả vi

- Chỉ có một cực trị trong khoảng các yếu tố biến thiên

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố được thực hiện theo các bước sau:[4]

1 Chuẩn bị dụng cụ đo, máy và thiết bị thí nghiệm

2 Chọn phương án thích hợp cho thí nghiệm

4 Gia công số liệu thí nghiệm

Phân tích và giải thích kết quả nhận được bằng thuật ngữ của các lĩnh vực khoa học tương ứng

2.7.1 Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm và lập ma trận thí nghiệm

Qua tham khảo ý kiến của các chuyên gia và tài liệu [2],[4];

Hàm mục tiêu trong nghiên cứu chi phí năng lượng và năng suất của tời thường mang tính phi tuyến Để đạt được kết luận chính xác, cần dựa vào kết quả thực nghiệm đơn yếu tố, từ đó xác định quy luật tương quan giữa các yếu tố.

28 bậc 2 thì có thể bỏ qua việc tiến hành thực nghiệm bậc 1 và thực nghiệm theo phương án quy hoạch bậc 2

Kế hoạch trung tâm hợp thành là một trong những phương pháp thực nghiệm xuất hiện sớm nhất và vẫn được sử dụng phổ biến trong nghiên cứu hiện nay.

Theo [4] phương án này có tổng số các thí nghiệm cần thực hiện:

2 k - Các thí nghiệm phần hạt nhân k – Các thông số ảnh hưởng k =2 2 2 = 4

N - Các thí nghiệm ở mức sao N   2  2  4

N 0- Các thí nghiệm ở trung tâm N 0  1

Vậy tổng số thí nghiệm cần thực hiện là 9

Biến thiên của hai yếu tố trong vùng thí nghiệm bao gồm các mức cơ sở, mức trên và mức dưới, được xác định dựa trên phân tích kết quả của các yếu tố đơn lẻ.

Trong các mức khác nhau của yếu tố X i quan trọng nhất là mức cơ sở X i 0 được xác định theo công thức

Sau cùng là khoảng biến thiên của các yếu tố X min

0 i i i imix i X X X X e     (2.17) Để chuyển từ giá trị tự nhiên sang dạng tọa độ

X i - Giá trị thực của yếu tố thứ i

29 Ở dạng mã mức dưới của mỗi yếu tố có giá trị (-1) mức cơ sở có giá trị

Để tổ chức thí nghiệm và xử lý số liệu, chúng ta cần lập bảng đối chiếu giữa các giá trị thực và dạng mã cho từng yếu tố (bảng 4.1), đồng thời xây dựng ma trận thí nghiệm theo nguyên tắc các thí nghiệm hoàn toàn độc lập.

Sau khi thành lập ma trận thực nghiệm chúng tôi tiến hành tổ chức thí nghiệm

Các thí nghiê ̣m phải được tiến hành theo hai bước:

- Thực hiê ̣n các thí nghiê ̣m thăm dò ở mức cơ sở với số thí nghiệm

 n Kiểm tra qui luật phân bố tiêu chuẩn của đa ̣i lượng đầu ra Xác đi ̣nh số lần lă ̣p la ̣i của những thí nghiê ̣m [4]

Tiến hành thí nghiệm theo các ma trận đã lập cho thấy rằng, mặc dù các số đo có độ chính xác cao, vẫn luôn tồn tại sự sai lệch Sự sai lệch này được phân loại thành ba dạng khác nhau.

Sai số thô là sai số đo được trong một thí nghiệm nào đó khác xa với những số liệu đo được trong các thí nghiệm trước Nguyên nhân của sai số thô thường do thiết bị thí nghiệm bị trục trặc hoặc điều kiện thí nghiệm không ổn định Sai số thô dễ phát hiện và có thể khắc phục bằng cách thực hiện lại ngay thí nghiệm đó.

Sai số hệ thống do độ nhạy và chính xác của dụng cụ đo có thể được khắc phục bằng cách hiệu chỉnh lại dụng cụ đo.

Sai số ngẫu nhiên là những sai lệch nhỏ, được hình thành từ nhiều yếu tố khác nhau, và thường khó phát hiện để xử lý Do đó, luôn tồn tại sai số cho phép trong quá trình đo lường một cách ngẫu nhiên.

Mục đích của thí nghiệm thăm dò là xác định sai số tiêu chuẩn thực nghiệm, phản ánh độ chính xác của các giá trị đo từ các dụng cụ đo.

Theo lý thuyết quan trắc, nếu trong quá trình đo không có sai số hệ thống mà chỉ có sai số ngẫu nhiên, thì sai số này sẽ tuân theo quy luật chuẩn Để kiểm tra xem số liệu đo được có tuân theo quy luật chuẩn hay không, có nhiều phương pháp khác nhau, trong đó phương pháp sử dụng chỉ tiêu Person χ² là chặt chẽ và phổ biến nhất Để thực hiện việc kiểm tra, ta tiến hành các bước sau:

- Tiến hành 50 thí nghiê ̣m thăm dò ở mức 0

Chia các số đo được của các đại lượng Y từ nhóm sao cho mỗi nhóm có số lượng số đo từ 5 trở lên Cụ thể, công thức được sử dụng là l = 1 + 3,2lg l, trong đó l là số nhóm cần chia.

- Số thí nghiê ̣m thăm dò n = 50

- Giá tri ̣ giữa của nhóm:

Y  y   ( i  1 l ) (2.19) Để tính số quan trắc của từng nhóm cần tính:

Sai số tiêu chuẩn thực nghiê ̣m;

Tính xác suất lý thuyết của các đa ̣i lươ ̣ng ngẫu nhiên rơi vào từng nhóm:

Z 2  i d  ; Z 1   y i tr  y  S d y i - Giá tri ̣ nhỏ nhất của nhóm tr y i - Giá tri ̣ lớn nhất của nhóm

Vớ i hàm chuẩn sau khi đã thay đổi giá tri ̣ Z 1 , Z2 ta tra được các giá tri ̣ P i sau đó tính:

Dựa vào bảng ta tìm được:  2 tra bảng [4]

Nếu X b 2   2 , thì các thông số ngẫu nhiên đầu ra tuân theo qui luâ ̣t phân bố chuẩn

Tính số lần lă ̣p la ̣i của thí nghiê ̣m

Trong đó τ – chỉ tiêu student tra bảng s – phương sai củ a thí nghiê ̣m Δ – sai số tuyê ̣t đối m – số lần lặp la ̣i của mỗi thí nghiê ̣m

Sau khi thực hiện các thí nghiệm theo ma trận với số lần lặp lại của từng thí nghiệm m = 3, chúng tôi đã sử dụng chương trình xử lý số liệu đa yếu tố OPT của Mỹ, được bảo vệ bản quyền, tại Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch trên máy vi tính để kiểm tra.

2.7.3 Xác định mô hình toán học

Hàm mục tiêu được biểu thị bằng các mô hình toán là phương trình hồi quy bậc 2 với dạng chung là [4]:

Trong đó: k1, k2, k6 – được tính theo các công thức biểu sau:

2.7.4 Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai

Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren được thực hiện theo mục (2.6.1) Nếu giá trị G tt nhỏ hơn G b, giả thiết H 0 không mâu thuẫn với số liệu thí nghiệm, cho thấy phương sai trong các thí nghiệm là đồng nhất Điều này cho phép khẳng định rằng cường độ nhiễu là ổn định khi thay đổi các thông số trong thí nghiệm.

2.7.5 Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số hồi qui

Giá tri ̣ của các hê ̣ số hồ i qui đươ ̣c tính theo các biểu thức từ (2.26) đến 2.29) được kiểm tra theo tiêu chuẩn student k bt i i t

Trong đó: b i - Giá tri ̣ tuyê ̣t đối của b i tính theo công thức từ (2.26) đến (2.29);

Sbi – Trị số phương sai ứng với b i ; tα – giá tri ̣ tiêu chuẩn student tra bảng ‘t’ ứng với các bâ ̣c tự do k2=N(k-1) và γ=1-α (α là mức ý nghĩa cho phép)

Nếu tri ̣ số ti thoả mãn điều kiê ̣n (2.35) thì hê ̣ số b i tương ứ ng sẽ không có ý nghĩa rõ rê ̣t trong hàm tương quan có thể bỏ qua được

Trong biểu thứ c (2.35) tri ̣ số phương sai S bi được tính như sau:

Các hê ̣ số k 1 , k2, k3 , k7 – có thể tra bảng tính sẵn [8]

Từ công thức (2.26) đến (2.29), các hệ số b0, bii, bik và bil có mối liên hệ chặt chẽ với nhau Do đó, nếu hệ số b0 bị loại bỏ, cần phải tính lại hệ số bii; tương tự, nếu loại bỏ bik, hệ số bil và b0 cũng phải được tính lại theo công thức đã đề cập.

+ Khi loại bỏ b 0 , thì tính la ̣i các b ii :

Các hê ̣ số b ij (i # j) không phải tính la ̣i

+ Khi loại bỏ b ii tính la ̣i b 0 và b tt còn la ̣i (i #t)

Các hê ̣ số mới b * và b * được tính như sau:

 ii ii ii tt tt b k b b k b k b b k b

+ Khi loại bỏ b i hoặc bij: Các hê ̣ số khác không cần tính la ̣i

2.7.6 Kiểm tra tính tương thích của phương trình hồi quy

Cấu tạo, nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của tời tự hành mô ̣t trống

Trên cơ sở mẫu tời 1 trống tự hành đã chế ta ̣o của đề tài nhánh KC 07 –

Vào ngày 26 tháng 6, tiến sĩ Nguyễn Văn Bỉ đã thiết kế và chế tạo một thiết bị nhằm mục đích thu gom gỗ cho đường cáp vận xuất Thiết bị này có khả năng tự di chuyển trên mặt đất rừng với khoảng cách từ 30 đến 50 mét.

Chức năng: gom gỗ cho đường cáp vận xuất, cự ly lmax = 50 m

Tời được thiết kế có sơ đồ cấu ta ̣o như sau:

38 b Nguyên lý hoạt động

- Tách côn ly hợp giữa hộp giảm tốc 2 và bộ chuyền xích 3 cho trống tời

4 quay tự do Công nhân cầm đầu dây cáp, kéo về phía gỗ

- Sau khi buộc gỗ vào đầu dây cáp, đóng côn ly hợp và tăng ga động cơ để trống tời 4 cuốn cáp, gỗ được kéo về phía đặt tời

Khi gỗ được vận chuyển đến địa điểm cần thiết, giảm ga động cơ và ngắt côn ly hợp để làm chùng cáp, giúp tháo gỗ khỏi dây cáp Đây là bước cuối cùng trong quy trình gom gỗ.

Các lần gom gỗ tiếp theo được lặp lại như cũ

Hình 3.2: Mẫu tời 1 trống do đề tài cấp bộ chế tạo c Các thông số kỹ thuật của tời

- Dung lượng cáp của trống tời: 70 ÷ 100 m;

- Vận tốc cuốn dây cáp: 0,25 – 1,67 m/s;

- Công suất động cơ; N= 4,2 kW;

1 Động cơ: Robin Model – EX 17D Có đă ̣c tính kỹ thuâ ̣t như sau:

Loại động cơ Động cơ xăng 4 kỳ làm mát bằng không khí

Thể tích làm việc của xi lanh cm 3 (cc) 169

Công suất khi làm việc dài hạn

Chiều quay Ngược chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ trục thu công suất

Dầu bôi trơn Dầu bôi trơn động cơ ô tô AP/SE, hoặc loại SAE/10 w

Thể tích bình nhiên liệu ( l ) 3,6

Hệ thống khởi động Cơ cấu kéo bằng tay

Kích thước cơ bản

2 Hộp giảm tốc: Hộp giảm tốc 2 cấp bánh xe răng tru ̣ Với tỷ số truyền: u1= 4; u2= 5

Hình 3.3: Hộp giảm tốc

+ Số vòng quay trên trục dẫn (I) n1= 3600v/p;

+ Số vòng quay trên trục (II) n2= 900v/p;

+ Số vòng quay trên trục ra (III) n3 = 180v/p;

Công suất trên các trục: P1= 2,9 KW;

- Mô men xoán trên các trục: T1= 7693 Nmm;

3 Cá p trên trống tời: Đường kính: 8mm

+ Đường kính tang trống: Dt = 150 mm;

+ Đường kính trong tang trống: Dtr = 140 mm;

+ Đường kính vành trống: D = 262 mm;

+ Số vòng cáp trên một lớp: n = 22;

5 Trục của trống tời

Vật liê ̣u chế ta ̣o: Thép 45 thường hoá Đường kính tru ̣c: d = 32 mm

Bước xích 25,4 mm ix = 4 , loại xích ống con lăn

Số răng đĩa xích nhỏ: Z 1 = 19

Số răng đĩa xích lớn: Z 2 v

Khoảng cách trục A = 762 mm Đường kính đĩa xích nhỏ: d 1 = 15,44 cm Đường kích đĩa xích lớn: d 2 = 61,76 cm

Lực tác dụng lên trục F = 2062 N.

Sơ đồ công nghệ khi vận xuất gỗ bằng tời mô ̣t trống

Hình 3.4: Vận xuất gỗ bằng tời 1 trống

1 Tời; 2 Ròng rọc; 3 Dây cáp;

4 Dây buộc gỗ; 5 Gỗ; 6 Bãi gỗ;7 Đường vận chuyển

Sơ đồ công nghệ này là một trong những công nghệ phổ biến hiện nay cho việc tời gỗ Hoạt động của sơ đồ công nghệ bao gồm việc gỗ (5) được mắc vào dây cáp (3) thông qua dây buộc (4) và được tời (1) kéo lê về bãi gỗ (6).

Năng suất của tời khi vận xuất

Năng suất của tời kéo được định nghĩa là khối lượng gỗ mà nó có thể kéo trong một đơn vị thời gian Theo tài liệu [11], năng suất theo giờ của tời một trống được tính toán dựa trên một công thức cụ thể.

 – Hệ số sử dụng thời gian;

1 – Hệ số sử dụng tải trọng;

Q – Tải trọng chuyển danh nghĩa

 t – Thời gian thực hiện một chuyến kéo γ – Trọng lượng riêng của gỗ vận xuất

Thời gian thực hiện một chuyến kéo được xác định bằng công thức: t1 + t2 + t3 + t4 (s) (3.2)

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: ot tb

Trong đó: ltb – Cự ly vận xuất trung bình

43 vot – tốc độ của cáp khi không tải vt – Tốc độ của cáp khi có tải

Thời gian buộc gỗ và dỡ gỗ được xác định bằng công thức: t2 = a q

Trong đó: a – Thời gian buộc một khúc gỗ b – Thời gian dỡ một khúc gỗ q – Trọng lượng trung bình của một khúc gỗ vẫn xuất

Những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của tời khi vận xuất

Theo công thức (3.5), có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến năng suất của tờ i khi vận xuất Các yếu tố này có thể được chia thành 4 nhóm chính.

+ Nhó m 1: Các yếu tố thuô ̣c về công tác tổ chức sản xuất gồ m có các hê ̣ số sử du ̣ng thời gian φ và φ 1 ;

+ Nhó m 2: Các yếu tố thuô ̣c về công nghê ̣ sản xuất bao gồ m cự ly vâ ̣n xuất trung bình l tb , thờ i gian buô ̣c gỗ (a), thời gian dỡ gỗ (b);

+ Nhó m 3: Các yếu tố thuô ̣c về điều kiê ̣n sản xuất gồ m tải tro ̣ng trung bình của mô ̣t khúc gỗ (q) và tro ̣ng lươ ̣ng riêng của gỗ (γ);

+ Nhó m 4: Các yếu tố thuô ̣c về máy gồ m: tải tro ̣ng chuyến (Q), vâ ̣n tốc cáp khi không tải (v ot ) và vâ ̣n tốc cáp khi có tải (v t ).

Chi phí năng lượng riêng

Chi phí năng lượng, bao gồm cả chi phí năng lượng riêng, đóng vai trò quan trọng trong giá thành sản xuất và là tiêu chí đánh giá chất lượng thiết bị cũng như hiệu quả của quy trình.

Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển các biện pháp kỹ thuật nhằm giảm chi phí năng lượng, từ đó hạ giá thành sản phẩm và nâng cao chất lượng thiết bị.

Chi phí năng lượng riêng, theo [8] được xác định bằng công thức:

W – Chi phí năng lượng để làm ra một khối lượng sản phẩm M trong một đơn vị thời gian t nào đó

M – Khối lượng sản phẩm làm ra trong khoảng thời gian t

Dựa trên nguyên lý hoạt động của tời một trống và sơ đồ công nghệ trong quá trình vận xuất gỗ, có thể xác định chi phí năng lượng riêng bằng công thức cụ thể.

N0 – Công suất động cơ cha ̣y không tải, (KW);

Not – Công suất của động cơ máy tời khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái không tải, (KW); tot – Thời gian hệ thống cáp chạy không tải, (s);

Công suất động cơ máy tời khi kéo hệ thống dây cáp có tải được ký hiệu là Nt (KW) Thời gian hệ thống cáp chạy có tải được gọi là tt (s), trong khi thời gian buộc gỗ là t2 (s) Thời gian hệ thống cáp chạy có tải tiếp theo được ký hiệu là t3 (s), và thời gian dỡ gỗ là t4 (s).

Khi không có tải, do côn được ngắt nên động cơ không truyền chuyển động cho trống tời Do đó, công suất của động cơ khi kéo hệ thống dây cáp sẽ bị ảnh hưởng.

45 trong trạng thái không tải nhỏ không đáng kể và bằng công suất đô ̣ng cơ khi chạy ralangti

Khi hệ thống cáp hoạt động dưới tải, lực kéo tiếp tuyến trên trục động cơ cần phải vượt qua không chỉ lực cản chuyển động của hệ thống mà còn cả lực cản do tải gây ra, đặc biệt khi di chuyển trên dốc.

Công suất của động cơ khi kéo hệ thống dây cáp trong trạng thái có tải được xác định theo công thức:

Lực kéo tiếp tuyến Zt tại trục động cơ là yếu tố cần thiết để hệ thống cáp hoạt động hiệu quả khi có tải Tốc độ trung bình vt của cáp cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này Để đảm bảo hệ thống tời cáp hoạt động ổn định, cần thỏa mãn các điều kiện nhất định, bao gồm lực kéo và tốc độ.

Trong đó Fct – Lực cản chuyển động của hệ thống tời cáp khi có tải

Q – Tải trọng chuyến danh nghĩa; α – Độ dốc của địa hình; fγ – Hệ số ma sát giữa gỗ và đất

Thay các công thức (3.8), (3.9), (3.10) vào (3.10) ta được:

Trong công thức (3.6), nếu thời gian tính là 1 giờ thì M chính là năng suất giờ Chi phí năng lượng riêng có thể viết dưới dạng:

Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng

Công thức (3.12) chỉ ra rằng có nhiều yếu tố tác động đến chi phí năng lượng riêng, và những yếu tố ảnh hưởng đến năng suất (N giò s) cũng sẽ ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng (N r) Để dễ dàng trong việc phân tích và đánh giá, các yếu tố này được chia thành bốn nhóm.

+ Nhóm 1: Các yếu tố thuộc về công tác tổ chức sản xuất: φ, φ1;

+ Nhóm 2: Các yếu tố thuộc về công nghệ sản xuất: Ltb, a, b;

+ Nhóm 3: Các yếu tố thuộc về điều kiện sản xuất: fq, fc, q, g;

+ Nhóm 4: Các yếu tố thuộc về thiết bị: qc, Q, vot, vt, h,  r K …

KẾT QUẢ ĐỀ TÀI

Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố

Sau khi hoàn tất các bước chuẩn bị cần thiết cho thí nghiệm, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm đơn yếu tố theo nội dung đã trình bày trong mục (3.3) Kết quả thu được từ thí nghiệm như sau:

4.1.1 Ảnh hưởng của tải trọng chuyến (Q) đến năng suất N g

Tải trọng Q thay đổi với Q = 0,2 đến 1 m 3

(với vận tốc đảm bảo v = 0,3 m/s)

Sau khi thu thập dữ liệu, chúng tôi đã tiến hành xử lý và thực hiện các phép tính kiểm tra với sự hỗ trợ của máy tính điện tử Kết quả của quá trình xử lý này được trình bày trong phụ biểu 01.

4.1.1.1 Tính đồng nhất của phương sai được kiểm tra theo tiêu chuẩn Kohren

Các giá trị ảnh hưởng tới năng suất Ng:

Phương sai của thí nghiệm được coi là đồng nhất

4.1.1.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào theo tiêu chuẩn Fisher

S e = 0,004 Ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến năng suất Ng là đáng kể

4.1.1.3 Xác định thực nghiệm mô hình đơn yếu tố

Từ số liệu thực nghiệm ta xác định được phương trình tương quan:

Sử dụng phần mềm OPT để tiến hành xử lý số liệu, kết quả thu được như sau:

Hệ số Tiêu chuẩn Student b1 = 0,1267 T1 = 0,9807 b2 = 17,8962 T2 = 18,1817 b3 = -21,2381 T3 = -13,1955 Phương sai theo giá trị trung bình: Sb = 0,0036

Hệ số tự do: kb = 10

Phương sai theo giá trị hàm: Sa = 0,0066

Hệ số tự do: ka = 2

Bảng 4.1 Ảnh hưởng của tải trọng Q đến năng suất N g

Phương trình ảnh hưởng của tải trọng Q đến năng suất Ng:

4.1.1.4 Kiểm tra tính tương thích của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher

Tính tương thích của hai mô hình trên được kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher thỏa mãn: Ftt < Fb

Mô hình trên là tương thích

Từ kết quả xử lý ở biểu 4.1 ta xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của tải trọng Q đến năng suất

Hình 4.1 Đồ thị ảnh hưởng của tải trọng Q đến năng suất N g

Theo phương trình và đồ thị (4.1), khi tải trọng tăng từ 0 đến 4 kN, năng suất có xu hướng tăng Tuy nhiên, khi tải trọng vượt quá 4,5 kN, năng suất lại giảm dần.

4.1.2 Ảnh hưởng của tải trọng chuyến (Q) chi phí năng lượng riêng

Tải trọng Q thay đổi với Q = 0,2 đến 1 m 3

(với vận tốc đảm bảo v = 0,3 m/s)

Sau khi thu thập số liệu, chúng tôi đã tiến hành xử lý và thực hiện các phép tính kiểm tra với sự hỗ trợ của máy tính điện tử Kết quả xử lý được trình bày trong phụ biểu 02.

Các giá trị ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng Nr:

S e = 0,000062 Ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến chi phí năng lượng riêng Nr là đáng kể

Sử du ̣ng phần mềm OPT để tiến hành xử lý số liê ̣u, kết quả thu được như sau:

Hệ số Tiêu chuẩn Student b1 = 0,1967 T1 = 10,7078 b2 = -0,7224 T2 = -5,1611 b3 = 1,6429 T3 = 7,1782 Phương sai theo giá trị trung bình: Sb = 0,00007

Bảng 4.2 Ảnh hưởng của tải trọng Q đến chi phí năng lượng riêng N r

Phương trình ảnh hưởng của tải trọng Q đến chi phí năng lượng riêng:

Tính tương thích của hai mô hình trên được kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher thỏa mãn: Ftt < Fb Đối với hàm chi phí năng lượng riêng Nr:

Hai mô hình trên là tương thích

Từ kết quả xử lý ở biểu 4.2 ta xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của tải trọng Q và chi phí năng lượng riêng của tời

Hình 4.2 Đồ thị ảnh hưởng của tải trọng Q đến chi phí năng lượng riêng N g

Từ phương trình và đồ thị (4.2), có thể nhận thấy rằng khi tải trọng tăng từ 0 đến 2,5 kN, chi phí năng lượng riêng giảm Tuy nhiên, khi tải trọng vượt quá 2,5 kN, chi phí năng lượng riêng lại có xu hướng tăng dần với tốc độ nhanh hơn, do độ dốc của đường biểu diễn lớn hơn ở giai đoạn đầu.

4.1.3 Ảnh hưởng của vận tốc cáp tải đến năng suất N g

Tải trọng Q không thay đổi với Q = 0,3 m 3 Vận tốc kéo cáp thay đổi từ v = 0,2 m/s đến 0,4 m/s

Kết quả xử lý và các phép tính kiểm tra được thể hiện ở phụ biểu 03

Các giá trị ảnh hưởng tới năng suất Ng:

S e = 0,0001172 Ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến năng suất Ng là đáng kể

Hệ số Tiêu chuẩn Student b1 = 1,2064; T1 = 9,5009 b2 = 8,2448; T2 = 9,3626 b3 = -4,2857; T3 = -2,9342

Phương sai theo giá trị trung bình: Sb = 0,00019

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của vận tốc V đến năng suất N g

Phương trình ảnh hưởng của vận tốc V đến năng suất Ng:

Ftt của hàm: Ng = 3,7551 < Fb = 4,1

Kết quả xử lý được thể hiện ở biểu 4.3 và 4.4 ta xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của vận tốc V đến năng suất của tời

Hình 4.3 Đồ thị ảnh hưởng của vận tốc V đến năng suất N g

Nhận xét: Từ phương trình trên và đồ thi ̣ (4.3) ta thấy nếu tăng vận tốc 0,2 – 0,4 m/s thì năng suất tăng dần

4.1.4 Ảnh hưởng của vận tốc cáp tải đến chi phí năng lượng riêng N r

Tải trọng Q không thay đổi với Q = 0,3 m 3 Vận tốc kéo cáp thay đổi từ v = 0,2 m/s đến 0,4 m/s

Kết quả xử lý và các phép tính kiểm tra được thể hiện ở phụ biểu 04

Các giá trị ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng Nr:

S Đối với hàm chi phí năng lượng riêng Nr:

S e = 0,000018 Ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến năng suất Ng và chi phí năng lượng riêng

Hệ số Tiêu chuẩn Student b1 = 0,3420; T1 = 7,1262 b2 = -1,2267; T2 = -3,6855 b = 2,4152; T = 2,4152

Phương sai theo giá trị trung bình: Sb = 0,00003

Bảng 4.4 Ảnh hưởng của vận tốc V đến chi phí năng lượng riêng N r

Phương trình ảnh hưởng của vận tốc V đến chi phí năng lượng riêng Nr:

Ftt của hàm: Ng = 3,7551 < Fb = 4,1

Kết quả xử lý được thể hiện ở biểu 4.3 và 4.4 ta xây dựng được đồ thị ảnh hưởng của vận tốc V đến chi phí năng lượng riêng của tời

Hình 4.4 Đồ thị ảnh hưởng của vận tốc V đến chi phí năng lượng riêng N g

Từ phương trình và đồ thị (4.4), có thể nhận thấy rằng khi tăng vận tốc trong giai đoạn khảo sát, chi phí năng lượng riêng có xu hướng giảm dần Cụ thể, với vận tốc từ 0,2 đến 0,3 m/s, chi phí năng lượng riêng giảm nhanh, trong khi giai đoạn từ 0,3 đến 0,4 m/s, mức giảm này chậm hơn.

- Ảnh hưởng của tải trọng Q khi tải trọng Q thay đổi từ 0,2 đến 1 m 3 thì năng suất Ng và chi phí năng lượng riêng Nr là hàm bậc 2

- Ảnh hưởng của vận tốc V khi vận tốc thay đổi từ 0,26 đến 0,46 m/s thì năng suất Ng và chi phí năng lượng riêng Nr là hàm bậc 2.

Kết quả thực nghiệm đa yếu tố

Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố cho thấy rằng ảnh hưởng của tải trọng chuyến Q và vận tốc V đến năng suất Ng và chi phí năng lượng riêng Ng là hàm bậc 2 Chúng tôi đã thực hiện quy hoạch thực nghiệm bậc 2 theo phương án kế hoạch trung tâm hợp thành, không tiến hành quy hoạch thực nghiệm bậc nhất.

4.2.1 Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng

Thông qua các thí nghiệm đơn yếu tố, chúng ta có thể xác định các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của các yếu tố Bằng cách áp dụng các công thức (3.15; 3.16; 3.17), giá trị X1 được xác định một cách chính xác.

X2, dạng mã của các thông số tải trọng Q và vận tốc V

Kết quả được ghi ở bảng Bảng 4.1

Bảng 4.5 Dạng mã của các thông số tải trọng Q và vận tốc V

4.2.2 Thành lập ma trận thí nghiệm

Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành được sắp xếp như bảng 4.2

Bảng 4.6 Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành

4.2.3 Tiến hành thí nghiệm theo ma trận kế hoạch trung tâm hợp thành với số lần lặp lại của mỗi thí nghiệm m = 3

Kết quả thí nghiệm được trình bày trong phụ biểu (1, 2) và mọi số liệu bất thường cần được kiểm tra kỹ lưỡng Nếu các số liệu không đạt yêu cầu về độ tin cậy, cần tiến hành thí nghiệm lại ngay lập tức.

4.2.4 Xác định mô hình toán và thực hiện các phép tính kiểm tra

4.2.4.1 Hàm chi phí năng lượng riêng N r

Bảng 4.7 Tổng hợp các giá trị xử lý được các hàm chi phí năng lượng riêng N r

Tiêu chuẩn Kohren tính toán Gtt = 0,0122

Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb = 0.3841

Gtt < Gb tính đồng nhất của phương sai đạt tiêu chuẩn

* Hàm chi phí năng lượng riêng có dạng:

Nr=0,607-1,454X1+2,361X1 2 -1,899X2+0,625X1X2+ 2,111X2 2 (4.5) Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số: sử dụng tiêu chuẩn Student, những hệ số có ý nghĩa khi ttt > tb

Theo tính toán, ta có công thức \( \phi = N(n - 1) = 9 (3 – 1) = 18 \), dẫn đến giá trị trung bình \( tb = 1,73 \) So sánh với bảng trong tài liệu [4], các hệ số b0, b10, b20, b21 đều có giá trị ttt lớn hơn tb, cho thấy tất cả các hệ số này đều có ý nghĩa thống kê.

+ Kiểm tra tính tương thích của mô hình:

Ftt = 2,438 < Fb = 4,1 => Mô hình tương thích

+ Kiểm tra khả năng làm việc của mô hình:

=> Mô hình được coi là hữu ích trong sử dụng

4.2.4.2 Hàm chi phí năng suất N g

Bảng 4.8 Tổng hợp các giá trị xử lý được các hàm năng suất N g

Tiêu chuẩn Kohren tính toán Gtt = 0,2147

Tiêu chuẩn Kohren tra bảng Gb = 0,5728

Gtt < Gb tính đồng nhất của phương sai đạt tiêu chuẩn

* Hàm chi phí năng suất có dạng:

Ng=-1,938+15,407X1–19,653X1X1+8,362X2+8,958X2X1+11,278X2X2 (4.7) Kiểm tra mức ý nghĩa của các hệ số: sử dụng tiêu chuẩn Student, những hệ số có ý nghĩa khi ttt > tb

Theo bảng tra cứu, giá trị tb = 2,1 So sánh với bảng trong tài liệu [4], các hệ số b0, b10, b20, b21 đều có giá trị ttt lớn hơn tb, do đó tất cả các hệ số này đều có ý nghĩa thống kê.

+ Kiểm tra tính tương thích của mô hình:

Ftt = 3.9987 < Fb = 4.1 => Mô hình tương thích

+ Kiểm tra khả năng làm việc của mô hình:

=> Mô hình được coi là hữu ích trong sử dụng

4.2.5 Chuyển phương trình hồi quy của hàm mục tiêu về dạng thực

Trên cơ sở thay thế các giá trị mã hóa:

X1 = (X1 – X0)/e1 vào phương trình hội quy (4.5; 4.7)

Thay các ký hiệu x1 bằng Q; x2 bằng V, sau đó ta dùng phần mềm OPT tìm ra phương trình dạnh thực của hàm như sau:

+ Hàm chi phí năng lượng riêng dạng thực:

Nr = 3.2761-8,9599Q-1,0206Q 2 -7,9626V-3,8205Q.V-9,1259V 2 (4.9) + Hàm chi phí năng suất dạng thực:

4.2.6 Xác định thông số làm việc tối ưu của tời 1 trống

Sử dụng phần mềm xử lý số liệu OPT, chúng tôi đã xác định được giá trị tối ưu cho hàm chi phí năng lượng riêng và hàm năng suất.

Với giá trị tối ưu tìm được khi Q = 0,3318 m 3 ; V = 0,2702 m/s

Thay các giá trị Q; V vào phương trình Ng và Nr ta được giá trị tối ưu:

4.2.7 Khảo nghiệm máy với các giá trị tối ưu của các thông số ảnh hưởng

Trên cơ sở số liệu tính toán được ở mục 4.2.6 ta có giá trị tối ưu X1 của tải trọng chuyến, X2 của vận tốc trống tời:

Sau khi kiểm tra máy, chúng tôi tiến hành kiểm tra, gỗ, thiết bị đo cho máy làm việc để lấy số liệu

Theo tài liệu [2] số liệu quan trắc cần thiết để kết quả tin tưởng được xác định bằng công thức:

 t  s n ct b tb - Chỉ tiêu Student tra bảng phụ thuộc vào độ tin cậy P và số lượng quan trắc n

S- Phương sai thí nghiệm ε – Sai số tương đối; ε = 0,01 ÷ 0,05

Với kết quả thu được, số lượng quan trắc cần thiết để kết quả có độ tin cậy 95% với sai số tương đối 5%

4.2.7.1 Hàm chi phí năng lượng riêng N r trong công thức 4.9

Số lượng quan trắc cần thiết với tb = 1,73

Số thí nghiệm đã thực hiện n = 15 > nct Với số liệu thu thập được đủ đảm bảo với độ tin cậy 95%

4.2.7.2 Hàm chi phí năng suất N g trong công thức 4.10

Số lượng quan trắc cần thiết với tb = 1,73

Số thí nghiệm đã thực hiện n = 15 > nct Với số liệu thu thập được đủ đảm bảo với độ tin cậy 95%

So sánh kết quả đã tính toán ở phương trình (4.9; 4.10)

Kết quả tính toán: Y1min = 0,0638 Kwh/m 3

Kết quả thí nghiệm: Y1min = 0,0657 Kwh/m 3

Sai lệch giữa tính toán và thử nghiệm:

Chi phí năng lượng riêng: (0,0638/0,0657).100%,1%

Nhận xét: Sự sai lệch giữa tính toán và thử nghiệm không đáng kể, do vậy giá trị tối ưu tính toán có thể chấp nhận được.

Kết quả xác định hệ số cản giữa cây gỗ và mặt đất khi kéo lết bằng tời

Kết quả đo lực kéo của cáp tời tương ứng với trọng lượng gỗ khác nhau cho phép xác định hệ số ma sát giữa cây gỗ và mặt đất Thông tin chi tiết về các thí nghiệm được trình bày trong bảng 4.5.

Bảng 4.9 Kết quả tính toán lực cản ma sát giữa gỗ và mặt đất

STT Tải trọng Q (Tấn) F k (Tấn) f

Như vậy, hệ số cản giữa cây gỗ và mặt đất khi kéo lết bằng tời, xác định được bằng thực nghiệm f = 0,91

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

Kết luận

1 Qua thực tế khảo nghiệm cho thấy, mẫu tời tự hành mô ̣t trống được chế tạo trong đề tài nhánh KC 07 - 26 - 06 cùng với mô ̣t số thiết bi ̣ phu ̣c vu ̣ khai thác khác nhằm mu ̣c đích “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” đáp ứng tốt với yêu cầu vâ ̣n xuất gỗ rừng trồng.

Mẫu tời khảo nghiệm có công suất vừa và cho phép điều chỉnh vận tốc kéo ở nhiều mức độ khác nhau thông qua việc điều chỉnh ga Với thiết kế nhỏ gọn và khả năng di động cao, sản phẩm này phù hợp với nhiều điều kiện địa hình vận xuất khác nhau.

2 Trên cơ sở lý luận chung về quá trình kéo gỗ bằng tời, luận văn đã xây dựng được công thức lý thuyết tính toán năng suất (3.5) và chi phí năng lượng riêng (3.12) của tời tự hành mô ̣t trống khi vận xuất gỗ rừng trồng

Trong quá trình phân tích các yếu tố tác động đến năng suất và chi phí năng lượng, luận văn đã tập trung vào hai yếu tố chính là tải trọng chuyến (Q) và vận tốc cáp tời (V) Việc nghiên cứu ảnh hưởng của hai yếu tố này sẽ cung cấp cơ sở quan trọng cho quá trình nghiên cứu thực nghiệm.

3 Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đã xây dựng được phương trình hồi quy và hàm tương quan biểu diễn mối quan hệ giữa năng suất và chi phí năng lượng riêng với các yếu tố ảnh hưởng đã chọn như:

* Chi phí năng suất gom gỗ của tời:

* Chi phí năng lượng riêng gom gỗ của tời:

4 Khảo sát các phương trình tương quan xác định được giá trị vận tốc cáp tời tối ưu V = 0,2702 (m/s), và tải trọng chuyến tối ưu Q = 0,3318 (m 3 ) Khi đó ở điều kiện thí nghiệm, chi phí năng lượng riêng của tời thấp nhất và năng suất của tời là lớn nhất:

Quá trình khảo nghiệm gom gỗ bằng tời cho thấy tời hoạt động ổn định, với sai lệch giữa kết quả tính toán và đo thực tế nhỏ hơn 5% Điều này chứng tỏ rằng các phương trình tương quan đã được lập có độ tin cậy cao Các giá trị tối ưu này có thể áp dụng hiệu quả trong thực tiễn sản xuất.

5 Qua quá trình thực nghiệm đã xác định được hệ số cản giữa cây gỗ và mặt đất khi kéo gỗ bằng tời theo phương pháp kéo lết, với hệ số cản trung bình tính toán được f = 0,91.

Khuyến nghị

1 Từ khảo nghiê ̣m, tính toán và phân tích ở trên, có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng tới năng suất và chi phí năng lượng riêng khi vận xuất gỗ bằng tời hai trống Do điều kiện và thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn mới nghiên cứu được 2 yếu tố chính là tải trọng chuyến (Q) và vận tốc tời cáp (V), còn các yếu tố khác chưa khảo sát được Vì vậy, tác giả đề nghị trên cơ sở kết quả của luận văn này cần tiếp tục khảo nghiệm các yếu tố khác có ảnh hưởng tới chi phí năng lượng riêng và năng suất của tời để tiếp tục hoàn thiện việc tính

Bài viết này trình bày 67 toán tối ưu cho tời tự hành mô tả quy trình vận xuất gỗ từ rừng trồng, đồng thời đưa ra các khuyến nghị nhằm sử dụng thiết bị này một cách hiệu quả nhất.

2 Cần tiếp tục khảo nghiệm tời trong điều kiện sản xuất với nhiều dạng địa hình, độ dốc khác nhau để hoàn thiện kết cấu cũng như đánh giá khả năng làm việc của tời Công nhân vận hành tời cần được đào tạo, tập huấn để nâng cao kỹ năng sử dụng, giảm chi phí thời gian và có thể xử lý các sự cố xảy ra trong quá trình sử dụng tời Trong quá trình khảo nghiệm nên sử dụng các trị số tối ưu xác định được trong luận văn này để nâng cao năng suất và giảm chi phí vận xuất

3 Cần nâng cáp tải lên cao nhờ ròng rọc chuyển hướng để đầu khúc gỗ được nâng lên, hạn chế đầu gỗ cày xuống đất khi kéo Nếu có thể sử dụng đầu chụp khúc gỗ hoạt mắc chuyện dụng để giảm bớt sức cản và khúc gỗ dễ vượt qua chướng ngại vật trong quá trình kéo.

Tiêu đề	Xác Định Một Số Thông Số Công Nghệ Hợp Lý Khi Sử Dụng Tời Tự Hành Một Trống Để Vận Xuất Gỗ Rừng Trồng
Tác giả	Nguyễn Phúc Duy
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Văn Bỉ, TS. Lê Tấn Quỳnh, ThS. Phạm Văn Lý
Trường học	Trường Đại Học Lâm Nghiệp
Chuyên ngành	Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	1,96 MB

(LUẬN văn THẠC sĩ) xác định một số thông số công nghệ hợp lý khi sử dụng tời tự hành một trống để vận xuất gỗ rừng trồng​