Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học nông nghiệp i - - ĐàO HữU ĐOàN Khảo sát ảnh hởng độ dốc mấp mô mặt đờng đến phản lực pháp tuyến máy kéo SHIBAURA 3000A kéo rơ moóc trục Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngnh: Kỹ thuật máy thiết bị giới hóa nông lâm nghiệp Mã s: 60.52.14 Ngi hng dn khoa hc: PGS.TS Nông Văn Vìn H NI - 2007 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực cha đợc sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn đ đợc cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn đ đợc rõ nguồn gốc Tác giả Đào Hữu Đoàn Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .i Lời cảm ơn Trong trình thực đề tài này, đ nhận đợc hớng dẫn, bảo giúp đỡ tận tình thầy, cô giáo Khoa Cơ Điện thầy cô trờng Nhân dịp này, cho phép đợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành lời cảm ơn sâu sắc đến: Thầy giáo PGS.TS Nông văn Vìn đ trực tiếp hớng dẫn, bảo giúp đỡ thực đề tài Tập thể cán bộ, giáo viên môn Động Lực - Khoa Cơ Điện toàn thể thầy cô giáo Khoa Cơ Điện - Trờng Đại học Nông nghiệp I - Hà Nội Các thầy cô giáo đ trực tiếp giảng dạy trình học tập trờng thầy cô giáo Khoa Sau Đại Học - Trờng Đại học nông nghiệp I- Hà Nội Và cho chân thành cảm ơn bạn đồng môn, bạn đồng nghiệp đ tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành đề tài Tác giả Đào Hữu Đoàn Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .ii Mục lục Mở đầu 1 Đặt vấn đề Mục tiêu đề tài Chơng: Tổng quan tình hình giới hoá khâu vận chuyển vận xuất gỗ rừng trồng 1.1 Tình hình giới hoá lâm nghiệp 1.1.1 Tình hình giới hoá vận chuyển vận xuất gỗ giới .4 1.1.2 Tình hình giới hoá vận xuất gỗ Việt Nam 1.2 Hoạt động vận chuyển điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp .8 1.2.1 Các hoạt động vận chuyển sản xuất lâm nghiệp 1.2.2 Điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp 1.2.3 Dạng mặt đờng xác định 10 1.2.4 Dạng mặt đờng biến đổi ngẫu nhiên 12 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 17 1.3.1.Mục tiêu luận văn .17 1.3.2 Nhiệm vụ luận văn 17 Chơng II: Đối tợng phơng pháp nghiên cứu 19 2.1 Đối tợng nghiên cứu 19 2.2 Phơng pháp nghiên cứu 21 2.2.1 Phơng pháp giải tích 21 2.2.2 Phơng pháp mô hình hoá 21 2.2.3 Phơng pháp ma trận chuyển tiếp 23 Chơng III: Xây dựng mô động lực học liên hợp máy Kéo liên hợp với rơ mooc cầu 26 3.1 Đặt vấn đề 26 Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .iii 3.2 Tính ổn định dọc liên hợp máy kéo liên hợp với rơ mooc cầu 27 3.2.1 Xác định phản lực pháp tuyến mặt đờng tác dụng lên cầu trớc máy kéo .27 3.2.2 Tính toán xác định tọa độ trọng tâm moóc 32 3.3 ảnh hởng mấp mô mặt đờng đến phản lực pháp tuyến máy kéo kéo rơ-mooc cầu 35 3.3.1 Xây dựng mô hình động lực học liên hợp máy 35 3.3.1.1 Các giả thiết 35 3.3.1.2 Mô hình động lực học liên hợp máy chuyển động mặt phẳng ngang .35 3.3.1.3 Lập hàm động năng, hàm hàm hao tán hệ:39 3.3.1.4 Lập phơng trình dao động theo hàm Lagrange loại II: .43 3.3.1.5 Thuật giải ảnh hởng mặt đờng mấp mô đến động lực học liên hợp máy kéo 48 3.4 Xây dựng lu đồ thuật giải máy tính 58 3.5 Nhận xét chơng 59 Chơng IV: Khảo sát ảnh hởng độ dốc mấp mô mặt đờng đến phản lực pháp tuyến MK SHIBAURA3000A kéo rơ moóc cầu 60 4.1 ảnh hởng số yếu tố đến tải trọng chuyên chở cho phép theo điều kiện trì điều kiện lái 60 4.1.1 ảnh hởng hệ số bám 60 4.1.2 ảnh hởng chiều dài gỗ Lg .61 4.2 ảnh hởng mấp mô mặt đờng đến phản lực phản lực pháp tuyến 62 4.3 Nhận xét chơng 68 Kết luận kiến nghị 69 Kết luận 69 Kiến nghị .70 Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .iv Danh mục bảng Bảng 1.1 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1983) Bảng 1.2 Trang bị thiết bị vận tải cho nông, lâm nghiệp (năm 1995) Bảng 2.1 Thông số kĩ thuật máy kéo Shibaura-3000A 20 Bảng 2.2 Thông số kĩ thuật Rơ-mooc RMH-3000 .20 Bảng 4.1 ảnh hởng hệ số bám đến góc dốc giới hạn Q=2000 kG 60 Bảng 4.2 ảnh hởng chiều dài gỗ đến tải trọng cho phép Qcp góc dốc =100 hệ số bám =0.7 62 Hình 4.2 : Đồ thị biểu diễn phụ thuộc trọng lợng gỗ cho phép 62 với hệ số bám = 0.7, Lg=5m .62 Bảng 4.3 Tổng hợp kết khảo sát ảnh hởng mấp mô mặt đờng đến phản lực pháp tuyến liên hợp máy 66 Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .v Mở đầu Đặt vấn đề Rừng nớc ta bị tàn phá nặng nề chiến tranh, sau chiến tranh quản lí nhà nớc nhiều bất cập, nên nạn lâm tặc hoành hành, sống du canh du c đờng bào dân tộc thiểu số dòng ngời di dân tự đ chặt đốt rừng làm nơng rẫy Trong năm đổi mới, rừng đất rừng bị thu hẹp để trồng công nghiệp nh : cà phê, cao su.v.v Để khắc phục tình trạng trên, nhiều thập niên Việt Nam đ tích cực trồng rừng, sau hai mơi năm đổi nớc ta đ bớc hoàn chỉnh chế rừng đất rừng có chủ Ngày nớc hầu hết diện tích đất rừng rừng trồng Vì vấn đề giới hoá việc trồng, chăm sóc khai thác gỗ rừng trồng nhằm nâng cao suất cần thiết Để phát triển kinh tế từ nớc nông nghiệp lạc hậu thời kì đầu chủ trơng phát triển kinh tế nhiều thành phần có kinh tế hộ gian đình, kinh tế tập thể Trong lĩnh vực lâm nghiệp máy móc lâm nghiệp công suất nhỏ vừa thích hợp thành phần kinh tế Máy kéo Shibaura loại công suất nhỏ thích hợp với nguồn vốn đầu t hộ gia đình, trang trại có quy mô nhỏ vừa, loại đầu kéo tiện lợi đơn vị vận tải lớn bố trí loại máy khâu thu gom từ nơi khai thác đến vị trí đầu mối có đờng xá tốt cho loại xe vận tải hạng trung hạng nặng Máy kéo SHIBAURA3000A Nhật sản xuất, loại máy kéo cầu chủ động có công dụng để thực giới hóa nông nghiệp khu vực đờng Đề tài cấp nhà nớc KC.0726 đ lựa chọn loại máy làm mẫu máy cải tiến để thực giới hóa lâm nghiệp vùng đồi dốc, có khâu vận chuyển gỗ rừng trồng Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .1 Để thực khâu vận chuyển gỗ rừng trồng, đề tài KC.0726 đ thiết kế, chế tạo rơ mooc chuyên dùng RMH3000 liên hợp với máy kéo SHIBAURA3000A Đây loại rơ mooc trục chủ động, đợc dẫn động hệ thống truyền động thủy lực từ trục thu công suất máy kéo Các kết nghiên cứu ban đầu đ khẳng định tính u việt loại liên hợp máy vận chuyển đờng đồi dốc lâm nghiệp có triển vọng áp dụng vào thực tế sản xuất Tuy nhiên, để đa loại liên hợp máy vào thực tiễn sản xuất vùng đồi dốc, cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện kết cấu công cho phù hợp với điều kiện sử dụng khác Trong khai thác gỗ rừng trồng đờng xá thờng dốc mấp mô không phẳng, ảnh hởng đến tính động, tính ổn định an toàn chuyển động liên hợp máy Trong điều kiện việc lái thờng không thuận lợi nhiều nguy hiểm nên cần có nghiên cứu cách khoa học hệ thống di chuyển, hệ thống treo để khai thác thiết bị cách an toàn xuất Với lý trên, tác giả lựa chọn đề tài luận văn: Khảo sát ảnh hởng độ dốc mấp mô mặt đờng đến phản lực pháp tuyến máy kéo SHIBAURA3000A kéo rơ moóc trục Mục tiêu đề tài Nghiên cứu phản lực pháp tuyến mặt đờng tác dụng lên liên hợp máy kéo Shibaura3000A liên hợp với rơ mooc cầu RMH3000 nhằm mục đích: Đa sở xác định khả trì điều khiển lái chuyển động ổn định, êm dịu liên hiệp máy vận chuyển đờng lâm nghiệp Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .2 Góp phần xây dựng sở khoa học khai thác có hiệu loại liên hợp máy máy vận chuyển gỗ rừng trồng ; Góp phần xây dựng sở khoa học để tính toán tối u thông số kết cấu chế độ làm việc liên hợp máy vận chuyển gỗ Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .3 Chơng i Tổng quan tình hình giới hoá khâu vận chuyển vận xuất gỗ rừng trồng 1.1 Tình hình giới hoá lâm nghiệp 1.1.1 Tình hình giới hoá vận chuyển vận xuất gỗ giới Cơ giới hoá lâm nghiệp giới phát triển dựa thành tựu giới hoá thay sức lao động ngời máy móc để thực nhanh chóng, với suất hiệu cao công việc nặng nhọc Hiệu lao động thể chỗ, ngời với tầm vóc sức lực có hạn vận hành đợc cỗ máy có suất hiệu nhiều ngời cộng lại, thời gian lao động tăng suất lớn, tốc độ cao máy móc để giảm đợc thời gian lao động tăng suất Đối với máy kéo nói chung, máy kéo lớn nói riêng đ đợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu đợc công bố Các công trình nghiên cứu thờng xây dựng sở lý thuyết động lực học dạng mô hình toán Các công trình mang đến thành tựu to lớn cho lĩnh vực ôtô - máy kéo làm sở cho cán chuyên môn triển khai áp dụng Tuy nhiên loại máy kéo nhỏ lại đợc quan tâm, đặc biệt công trình nghiên cứu mang đặc thù lâm nghiệp hạn chế Để thu gom gỗ từ nơi chặt hạ b i tập chung, tuỳ theo điều kiện nớc vùng sản xuất khác mà áp dụng hình thức vận xuất gỗ khác sau [1]: - Vận xuất thủ công Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n th c s khoa h c K thu t .4 Gg=(S01+S02+S3)*Lg*gama; z3=((z-h2)/2)+h2 hg=(S01*Z01+S02*Z02+S3*z3)/(S01+S02+S3)+hsan; end Q=G0+Gg; % N- Trong luong toan bo cua ro mooc a=(Gg*xg+G0*a0)/Q; %m-Toa doc cua tam ro mooc da chat tai hq = (Gg*hg+G0*h0)/Q; %m- Chieu cao tam ro mooc da chat tai %fpintf(tinh phan luc tai khop noi a:'); ZA = (Q*cos (x)*(a-f*r3+f*hm)-Q*sin(x)*(hq-hm))/(Lm-f*(r3-hm)) %N PA=Q*sin(x)+f*(Q*cos(x)-ZA); ZB=ZA; PB=PA; Zn=(G*cos(x)*(b-f*rk) -G*sin(x)*h-PB*hm-ZB* (a1+f*rk))/(L-f*(rk-rn)); if Zn=Pc)&(Gg[...]... trồng Xây dựng thuật giải chơng trình tính toán một số thông số động lực học theo mô hình đ xây dựng Khảo sát ảnh hởng của độ mấp mô mặt đờng, tốc độ chuyển động của máy kéo, khối lợng vận chuyển, độ dốc mặt đờng đến tính chất động lực học của liên hợp máy Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n vn th c s khoa h c K thu t .18 Chơng iI đối tợng và phơng pháp nghiên cứu 2.1 đối tợng nghiên cứu Đối tợng nghiên... nghiên cứu và tối u hoá các thông số của hệ thống tuyến tính Để mô tả dao động của máy kéo Shibaura 3000A liên hợp với rơ mooc một trục, trong mô hình tính toán dao động chúng tôi đa ra một số giả thiết và điều kiện nghiên cứu: giả thiết độ mấp mô của mặt đờng là hàm sin đều trong mặt phẳng, hệ số giảm chấn và độ cứng tơng đơng là đồng đều trong quá trình máy kéo chuyển động Máy kéo chuyển động với vận... đó: q là hàm số mấp mô của mặt đờng; S qu ng đờng; q0 độ cao của mấp mô; theo [13] q0 = 0,2 ữ 0,35 m S0 bớc của mấp mô, có thể lấy S0 = 0,85 ữ 1,5 m; qs1, qc1 là các hằng số tuỳ thuộc vào trắc diện mặt đờng 1.2.4 Dạng mặt đờng biến đổi ngẫu nhiên Do tác động của khí hậu thời tiết, cấu trúc của vật liệu làm đờng, tác dụng lực tơng hỗ giữa các bánh xe và bộ phận làm việc của liên hợp máy và Tr
ng i... nông thôn và đồi núi, mặt đờng chất lợng còn xấu, nhỏ hẹpgây bất lợi cho sự làm việc ổn định của liên hợp máy Hơn nữa các thông số của đờng xá, mặt đờng cần thiết cho quá trình tính toán động lực học cha đợc đầu t nghiên cứu, khảo sát cụ thể Vì vậy cần thiết phải có những khảo sát, nghiên cứu và phân loại các dạng mặt đờng, mặt đờng nơi mà máy kéo thờng xuyên qua lại theo hớng các bài toán động lực... nghiên cứu cha mô tả đầy đủ các tính chất hoạt động của LHM Liên hợp máy làm việc trong điều kiện mặt đờng có trắc diện lớn thay đổi theo cả phơng chuyển động ngang và dọc Để phù hợp với điều kiện kết cấu làm việc của LHM phụ thuộc điều kiện kích động mặt đờng tới các chỉ tiêu làm việc rất lớn, cần phải nghiên cứu bằng mô hình động lực học, khảo sát mức độ ảnh hởng của các thông số khối lợng, trọng tâm... K,C, là ma trận quán tính, ma trận ma sát và ma trận độ cứng Đối với hệ dao động tuyến tính thì ma trận [m], [C], [K] là các ma trận với giá trị thành phần là không đổi Phơng trình dao động đợc viết dới dạng tổng quát cho các xe di chuyển trên mặt đờng có trắc diện mấp mô &+ Kq&+ Cq = Dh&+ Bh Mq& (2.5) B, D ma trận độ cứng và ma trận ma sat quy đổi của vành bánh xe và bộ phận giảm xóc Tr
ng i h c Nụng... xấu , đờng dốc và đồng thời cần đáp ứng nộ dung và mục đích của đề tài này cần sử dụng một số phơng pháp sau: Sử dụng phơng pháp giải tích để nghiên cứu tính chất động lực học xác định của LHM Sử dụng phơng pháp mô hình hóa để xây dựng mô hình tính toán và lập hệ phơng trình dao động của LHM Dùng phơng pháp ma trận chuyển tiếp để giải bài toán dao động Dùng phơng pháp mô phỏng số để khảo sát tính... con ngời nên trắc diện mặt đờng có tính chất biến đổi ngẫu nhiên và đợc coi là đại lợng ngẫu nhiên Để bài toán không quá phức tạp, với mức độ chính xác đủ và cũng không mất đi tính tổng quát, các kích động tổng hợp của mấp mô mặt đờng, đợc xem là đồng nhất về mặt thống kê, nghĩa là coi chúng là những hàm ngẫu nhiên Các đặc trng thống kê của mặt đờng, cần xác định của trắc diện mặt đờng, có dạng là hàm... 0 s0 0 1 S s 0 K q ( s*) = lim 2 0 s0 0 q 0 ( s)q 0 ( s + s*)ds; (1.10) Trong đó: S0 qu ng đờng khảo sát; q(s) hàm ngẫu nhiên mấp mô mặt đờng; q0(s)hàm ngẫu nhiên mấp mô mặt đờng, mặt đờng đ trung tâm hoá; q0(s)=q(s) mq; s là chiều dài qu ng đờng của điểm quan sát; s* - qu ng đờng giữa hai lần quan sát Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n vn th c s khoa h c K thu t .13 Nếu trong qu ng đờng giới... sở khoa học để tính toán thiết kế và lựa chọn chế độ sử dụng hợp lý để nâng cao hiệu quả sử dụng và tính an toàn chuyển động Trong chơng này trình bày 3 nội dung chính: Xây dựng bài toán xác định tải trọng giới hạn và góc dốc giới hạn theo điều kiện lái và điều kiện bám Tr
ng i h c Nụng nghi p H N i Lu n vn th c s khoa h c K thu t .26 - Nghiên cứu ảnh hởng mấp mô mặt đờng đến phản lực pháp tuyến