Nghiên Cứu Dao Động Thẳng Đứng Của Ghế Ngồi Trên Xe Ô Tô Forland Vận Chuyển Gỗ Và Giải Pháp Nâng Cao Độ Êm Dịu Cho Người Lái

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

------------------------

TRẦN VĂN LUYỆN

NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA GHẾ NGỒI

TRÊN XE Ô TÔ FORLAND VẬN CHUYỂN GỖ VÀ GIẢI

PHÁP NÂNG CAO ĐỘ ÊM DỊU CHO NGƯỜI LÁI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội – 2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

------------------------

TRẦN VĂN LUYỆN

NGHIÊN CỨU DAO ĐỘNG THẲNG ĐỨNG CỦA GHẾ NGỒI

TRÊN XE Ô TÔ FORLAND VẬN CHUYỂN GỖ VÀ GIẢI

PHÁP NÂNG CAO ĐỘ ÊM DỊU CHO NGƯỜI LÁI

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông lâm nghiệp

Mã Số: 60.52.14

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. NGUYỄN NHẬT CHIÊU

Hà Nội - 2012

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Để thực hiện công cuộc CNH - HĐH đất nước, chúng ta cần phải đẩy

mạnh việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, tăng nhanh tốc độ cơ giới

hóa cho các khâu sản xuất trên mọi lĩnh vực của nền kinh tế nói chung và

trong sản suất nông - lâm nghiệp nói riêng.

Trong những năm qua, ngành lâm nghiệp đã tiến hành cơ giới hóa

nhiều khâu của quá trình sản xuất. Một trong những khâu khá nặng nhọc,

quan trọng của dây chuyền công nghệ khai thác gỗ cần được cơ giới hóa đó là

khâu vận chuyển gỗ. Trước đây, khai thác gỗ được tiến hành chủ yếu đối với

rừng tự nhiên. Các ô tô được dùng vận chuyển gỗ trong thời gian này là

những loại xe có công suất lớn như: KAMAZ, ZIL130, MAZ... là hợp lý và

đã phát huy được hiệu quả.

Hiện nay rừng và đất rừng được giao cho các đơn vị, các hộ gia đình

quản lý và sử dụng lâu dài, do vậy đã xuất hiện những trang trại sản xuất

nông - lâm nghiệp với quy vừa và nhỏ. Đặc điểm của rừng trồng: Phân tán,

sản lượng khai thác thấp, mức đầu tư cho sản xuất không lớn. Mặt khác, kích

thước sản phẩm gỗ rừng trồng nhỏ, đường nhỏ hẹp, do vậy việc sử dụng ô tô

có công suất lớn như trước đây trong vận chuyển gỗ không còn phù hợp.

Một vấn đề đặt ra là cần phải có các loại xe ô tô phù hợp có hiệu quả

trong vận chuyển gỗ rừng trồng, vận chuyển cây con và phân bón .... Để có

được các loại ô tô phát huy hiệu quả cao hoặc là nhập các loại xe chuyên dùng

có công suất vừa và nhỏ từ nước ngoài, hoặc nghiên cứu đưa các loại ô tô đã

có sẵn trên thị trường vào sản xuất lâm nghiệp.

Xu hướng mới ở nước ta nói riêng là sử dụng ô tô có công suất vừa và

nhỏ vào sản xuất lâm nghiệp. Qua một số nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng

các ô tô này vào sản xuất nông - lâm nghiệp là phù hợp với quy mô sản xuất

hiện nay.

2

Một trong những loại ô tô đang được sử dụng khá phổ biến là xe ô tô

forland do Việt nam lắp ráp. Khảo sát thực tế cho thấy: Xe ô tô forland của

Việt nam lắp ráp có nguồn động lực và công suất đủ lớn có thể vận chuyển

gỗ, vận chuyển vật tư phân bón và cây giống cho trồng rừng là phù hợp.

Việc nghiên cứu sử dụng ô tô cỡ nhỏ nói chung và xe ô tô forland của

Việt nam lắp ráp nói riêng đang được sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu.

Xe tô forland của Việt nam lắp ráp là loại xe thông dụng, phục vụ cho

các công việc chuyên chở hàng hóa, được tính toán thiết kế theo các điều kiện

làm việc với đường tương đối bằng phẳng. Vì vậy kết cấu của hệ thống treo

giảm chấn cho xe và người điều khiển đơn giản ( không có lò xo và giảm xóc

cho ghế ngồi người lái). Xe có một số đặc điểm: Kích thước cơ sở nhỏ, khối

lượng không lớn, ghế ngồi lái nối cứng với sàn xe không có bộ phận nối đàn

hồi và giảm sóc.

Với đặc điểm kết cấu như vậy, khi chạy trên mặt đất rừng và đường

lâm nghiệp, xe sẽ dao động và ảnh hưởng lớn đến các chỉ tiêu: Độ êm dịu,

tính ổn định, độ bền lâu và sức khỏe người lái.

Để sử dụng xe ô tô forland vào việc vận chuyển gỗ cần phải nghiên cứu

đầy đủ về dao động khi xe làm việc trên đường lâm nghiệp và đánh giá ảnh

hưởng của dao động ấy đến người lái. Trên cơ sở đó xác lập phương án cải

tiến ghế ngồi cho người điều khiển xe.

Với lý do trên, tôi tiến hành đề tài:

(( Nghiên cứu dao động thẳng đứng của ghế ngồi trên xe ô tô forland vận

chuyển gỗ và giải pháp nâng cao độ êm dịu cho người lái ))

* Ý nghĩa khoa học của đề tài:

- Khảo sát dao động của ô tô forland khi ghế ngồi người lái nối cứng và

nối đàn hồi với sàn xe làm cơ sở cho việc đề xuất cải tiến ghế ngồi người lái

theo hướng nâng cao độ êm dịu.

3

* Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

- Kết quả nghiên cứu là cơ sở đánh giá tính êm dịu của xe hiện có và xe

sau khi cải tiến với việc lắp bộ phận đàn hồi và giảm chấn cho ghế ngồi người

lái.

- Ghế ngồi được cải tiến sẽ đảm bảo điều kiện an toàn, cải thiện tính êm

dịu cho người lái.

4

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các loại ô tô trong vận chuyển gỗ.

Trong khai thác rừng, việc vận chuyển gỗ đây là khâu khó khăn, nặng

nhọc, phức tạp nhất trong dây chuyền công nghệ khai thác gỗ, nó ảnh hưởng

trực tiếp đến năng suất lao động và giá thành sản phẩm của quá trình sản xuất,

mặt khác nó cũng tác động rất lớn đến việc bảo vệ cây con và đất rừng.

Căn cứ vào phương tiện vận chuyển và nguồn động lực, có các loại hình

vận chuyển gỗ: Vận chuyển bằng súc vật; Vận chuyển bằng máng lao; Vận

chuyển bằng máy kéo; Vận chuyển bằng đường cáp; Vận chuyển bằng ô

tô…Mỗi loại hình vận chuyển chỉ phù hợp với những điều kiện địa hình rừng

nhất định. Trong các loại hình vận chuyển nêu trên thì vận chuyển bằng ô tô

chiếm ưu thế.

Các ô tô dùng trong vận chuyển gỗ rất đa dạng, song có thể chia làm hai

nhóm: Nhóm ô tô tải trọng lớn và nhóm ô tô tải trọng vừa và nhỏ.

Ô tô tải trọng vừa và nhỏ có ưu điểm nổi trội hơn: Chúng có khối lượng

nhỏ, tốc độ làm việc rất phù hợp, chi phí nhiên liệu tiết kiệm. Ô tô tải trọng

nhỏ ít phá hoại cây con, đất rừng hơn, rất phù hợp với rừng trồng. Với những

ưu điểm như vậy nên ô tô tải trọng vừa và nhỏ được sử dụng ngày càng rộng

rãi và chiếm ưu thế hơn so với ô tô tải trọng lớn trong vận chuyển lâm nghiệp.

Hiện nay, với nhiều lý do về tài nguyên rừng của nước ta bị cạn kiệt [8]

[28] Đảng và Nhà nước ta đã có nhiều chủ trương, chính sách nhằm bảo vệ,

khôi phục và phát triển kinh doanh nghề rừng [7] Dự án đạt 5 triệu héc ta

rừng trồng tới năm 2020, chính sách giao đất, giao rừng đến từng hộ gia đình,

chính sách ưu đãi vay vốn cho sản xuất kinh doanh lâm nghiệp … Nhà nước

chủ trương đóng cửa rừng tự nhiên, chuyển cơ chế sản xuất lâm nghiệp sang

sản xuất kinh doanh rừng trồng là chính. Với cơ chế chính sách mới, rừng

5

trồng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường sinh thái đồng

thời cung cấp gỗ củi cho nền kinh tế quốc dân [29]. Đặc điểm của rừng trồng

là phân tán, trữ lượng không lớn, quy mô khai thác không tập trung, điều kiện

đường xá nhỏ hẹp do vậy việc sử dụng ô tô tải trọng lớn như trước đây là

không còn phù hợp, kém hiệu quả.

Một vấn đề đặt ra là cần phải có loại ô tô phù hợp, sử dụng có hiệu quả

trong vận chuyển gỗ rừng trồng. Để từng bước giải quyết vấn đề này các nhà

khoa học đã đi sâu nghiên cứu để đưa ô tô tải trọng nhỏ vào sản xuất lâm

nghiệp.

Năm 1994, PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu và một số cán bộ giảng dạy

trường đại học Lâm nghiệp đã nghiên cứu thành công đề tài KN03-04: (( Thiết

kế, chế tạo và khảo nghiệm sản xuất thiết bị vận xuất, bốc dỡ vận chuyển để

khai thác vùng nguyên liệu giấy gỗ nhỏ rừng trồng)) [30].

Năm 1994, nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu [5] về thiết bị

chuyên dùng để vận xuất, vận chuyển gỗ nhỏ rừng trồng. được đăng trên tạp

chí Lâm nghiệp số 1/1994.

Năm 2000, nghiên cứu của Nguyễn Tiến Đạt [6], những tiến bộ trong

khâu vận xuất, vận chuyển gỗ. Viện khoa học Lâm nghiệp Việt nam.

1.2. Tổng quan về nghiên cứu dao động của ô tô và máy kéo.

Các ô tô sử dụng trong sản xuất lâm nghiệp thường làm việc trong điều

kiện không có đường hoặc trên tuyến đường lâm nghiệp có độ mấp mô mặt

đường lớn, nghĩa là hoạt động trong điều kiện không thuận lợi xét về mặt dao

động. Do vậy ảnh hưởng xấu đến những chỉ tiêu sử dụng quan trọng của liên

hợp máy như: Độ êm dịu, độ ổn định, độ bền lâu, sức khoẻ của người lái... Vì

vậy nghiên cứu dao động của ô tô là vấn đề cần thiết có ý nghĩa trong thực tế

sử dụng, thiết kế cải tiến liên hợp máy nhằm bảo đảm điều kiện an toàn, cải

thiện điều làm việc cho người điều khiển.

6

1.2.1. Tình hình nghiên cứu về dao động của ô tô - máy kéo trên thế giới.

Nghiên cứu cơ bản xây dựng cơ sở lý thuyết của ô tô - máy kéo: Công

trình nghiên cứu đầu tiên trong lĩnh vực này là Viện sỹ E.V. Chudacop và

giáo sư Lơvôp, tiếp theo là các công trình nghiên cứu của D.A. Chdacôp, B.S.

Fankevich, G.V. Dimechep, V.N. Divacôp... Các công trình này đã nghiên

cứu những vấn đề cơ bản về lý thuyết ô tô - máy kéo chung. Kế tiếp là những

công trình đi sâu nghiên cứu về cơ sở lý thuyết cho ô tô - máy kéo lâm nghiệp

chuyên dùng của S.F. Oclôp và được hoàn thiện với những công trình tiếp

theo cũng của S.F.Olôp , D.M. Gontbery, V.B. Prochonôp, A.V. Giucôp các

công trình nghiên cứu thường sử dụng các mô hình tính toán với dao động

nhiều bậc tự do.

Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về dao động của ô tô

và máy kéo, có thể kể ra một số công trình tiêu biểu sau:

Trong công trình [35], tất cả các loại dao động của máy kéo bánh hơi,

Muller đã đưa ra mô hình không gian mô tả tất cả các loại dao động của máy

kéo bánh hơi, tác giả đã bỏ qua các tác động của tải trọng kéo và các yếu tố

ảnh hưởng khác.

Tác giả Volgel [33], đã nghiên cứu tính chất động lực học của liên hợp

máy cày, khi lực kéo và tải trọng thẳng đứng dao động có kể đến tính đàn hồi,

cả của hệ truyền lực bánh xe. Công trình cho phép đánh giá một cách khái

quát tác động của các yếu tố ảnh hưởng tới dao động của máy khi cày đất, tuy

nhiên chưa có thực nghiệm để chứng minh các giả thiết đưa ra.

Trong công trình của Wendebon [34], bằng lý thuyết và thực nghiệm, tác

giả đã xây dựng mô hình nghiên cứu tính chất động lực học của dao động

thẳng đứng máy kéo, tác giả không quan tâm tới chuyển động quay và các

chuyển động khác.

Năm 1973 Barski [36], nghiên cứu động lực học máy kéo. Tác giả đã