Thiết Kế Cải Tiến Bộ Phận Dẫn Động Cho Cơ Cấu Quay Của Tay Thuỷ Lực Bốc Gỗ Trên Máy Kéo Shibaura

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong sản xuất lâm nghiệp thì khai thác là một khâu rất quan trọng. Khâu

này gồm nhiều công việc nặng nhọc, nguy hiểm đặc biệt là việc bốc dỡ gỗ. Ở

nước ta một số nơi cũng đã dùng máy móc thiết bị chuyên dùng hiện đại cỡ lớn

để bốc dỡ gỗ như các loại tời cáp, cần trục...Song những thiết bị chuyên dùng

đó chỉ áp dụng ở những nơi gỗ tập trung như các bãi gỗ lớn, bến sông. Trong

khai thác gỗ rừng trồng gỗ ít, phân tán, đường kính nhỏ thì các thiết bị bốc dỡ

gỗ chuyên dùng nêu trên tỏ ra không phù hợp. Hiện nay, ở nước ta bốc dỡ gỗ

chủ yếu bằng lao động thủ công. Người lao động phải làm việc trong điều kiện

hết sức nặng nhọc và nguy hiểm, năng suất thấp. Do vậy cơ giới hoá công việc

bốc dỡ gỗ là rất cần thiết và cấp bách.

Cách đây mấy chục năm, ở vùng Nguyên liệu giấy chính phủ Thụy Điển

đã viện trợ máy kéo Volvo với rơmoóc một trục có tay thuỷ lực bốc dỡ gỗ rừng

trồng. Thiết bị này làm việc rất tốt nhưng cho đến nay phần lớn đã bị hư hỏng,

giá mua cao, các cơ sở sản xuất của nước ta khó có thể bỏ vốn lớn để mua.

Vừa qua Đề tài nhánh cấp nhà nước KC.07.26.05 đã nghiên cứu, thiết kế, chế

tạo tay thuỷ lực lắp trên máy kéo Shibaura để bốc dỡ gỗ rừng trồng. Thiết bị

này đã được thử nghiệm trong sản xuất. Tuy nhiên, qua quá trình hoạt động

thấy rằng nó còn một số hạn chế cần hoàn thiện thêm như bộ phận dẫn động

cho cơ cấu quay của tay thuỷ lực có cấu tạo quá phức tạp. Bộ phận dẫn động

cho tay thuỷ lực hiện có do mômen quay phải truyền từ động cơ thuỷ lực qua

bộ truyền xích, qua bộ truyền trục vít bánh vít, qua bộ truyền xích thứ hai đến

trụ quay cho nên hiệu suất truyền động thấp làm tăng chi phí năng lượng, giá

thành chế tạo cao. Do vậy cần phải cải tiến bộ phận dẫn động cho cơ cấu quay

của tay thuỷ lực theo hướng kết cấu đơn giản, hiệu suất cao hơn.

Chính vì lý do đó được sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Nhật Chiêu

tôi đã chọn đề tài: “Thiết kế cải tiến bộ phận dẫn động cho cơ cấu quay của

tay thuỷ lực bốc gỗ lắp trên máy kéo Shibaura”

2

Chƣơng 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Tình hình khai thác gỗ rừng trồng ở nƣớc ta hiện nay

Rừng là yếu tố cơ bản của môi trường. Lâm nghiệp là một ngành kinh tế

kỹ thuật đặc thù có vị trí đặc biệt quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, là một

bộ phận không thể tách rời trong lĩnh vực nông nghiệp nông thôn. Rừng góp

phần quan trọng cho nông nghiệp và nông thôn phát triển bền vững, tăng

trưởng kinh tế, ổn định xã hội và an ninh quốc phòng của đất nước. Ngày nay,

trong thời kỳ đổi mới, hoà cùng nhịp độ phát triển chung của đất nước, Lâm

nghiệp đã và đang có những bước chuyển mình mạnh mẽ từ nền Lâm nghiệp

truyền thống dựa vào khai thác rừng tự nhiên và sử dụng lực lượng quốc doanh

là chính sang xây dựng nền lâm nghiệp xã hội, tăng cường công tác bảo vệ

rừng, trồng rừng và chế biến gỗ từ rừng trồng đáp ứng nhu cầu của xã hội và

xuất khẩu.

Việt Nam có trên 60% diện tích đất tự nhiên là đồi núi, thuộc đối tượng

sản xuất lâm nghiệp. Phần lớn diện tích này phân bố ở vùng cao, thuộc vùng

núi phía bắc, Tây Bắc, miền Trung và Tây Nguyên của đất nước. Địa bàn rừng

núi là nơi cư trú của cộng đồng các dân tộc Việt Nam, nơi có địa hình chia cắt

mạnh, giao thông đi lại khó khăn, kinh tế xã hội chậm phát triển. Đời sống của

một bộ phận không nhỏ đồng bào miền núi, vùng sâu, vùng xa vẫn còn gặp

nhiều khó khăn, trình độ dân trí còn thấp, phương thức canh tác còn lạc hậu, du

canh du cư...

Đây là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm tài nguyên rừng

ở nước ta[2]. Trong một thời gian dài, diện tích rừng Việt Nam giảm đi liên tục,

năm 1943 diện tích rừng nước ta là 14,3 triệu ha, độ che phủ của rừng khoảng

43% nhưng đến năm 1993 thì diện tích rừng chỉ còn 9,3 triệu ha độ che phủ còn

28%, đặc biệt một số vùng độ che phủ xuống còn rất nhỏ như: Tây Bắc độ che

3

phủ chỉ còn 13,5%, Đông Bắc độ che phủ chỉ còn 16,8% và một số tỉnh như

Sơn La còn 9,8%, Cao Bằng còn 11,2%[1]. Diện tích rừng bị thu hẹp độ che

phủ giảm đã ảnh hưởng lớn đến lợi ích kinh tế, môi trường sinh thái gây ra lũ

lụt hạn hán ở nhiều nơi, đất bị xói mòn sụt lở, lòng sông, lòng hồ bị bồi

lắng,gây nên sự thay đổi về thời tiết, vai trò của rừng đối với việc hấp thụ chất

thải công nghiệp bị suy giảm nghiêm trọng.

Hiện nay rừng nước ta nghèo kiệt, đất trống đồi núi trọc chiếm diện tích

lớn. Theo các số liệu thống kê gần đây nhất thì diện tích đất trống đồi núi trọc

vào khoảng 8,3 triệu ha ( chiếm 25,1% diện tích đất tự nhiên toàn quốc), trong

đó tập trung nhiều nhất ở các vùng núi phía bắc, nhiều vùng diện tích đất trống

đồi núi trọc rất lớn: Tây Bắc 2,5 triệu ha, Đông Bắc là 1,7 triệu ha, Tây Nguyên

là 1,3 triệu ha. Diện tích rừng giầu chỉ còn lại 9,2 triệu ha phân tán trong những

khu vực có địa hình hiểm trở với trữ lượng bình quân khoảng 80 m³ /ha[2].

Trong những năm gần đây, được sự quan tâm của Đảng và Nhà nước diện

tích rừng có xu hướng tăng rõ rệt. Đến cuối năm 1999, tổng diện tích rừng cả

nước là 10,9 triệu ha (chiếm 33,2% tổng diện tích đất tự nhiên toàn quốc), trong

đó rừng tự nhiên là 9,4 triệu ha và rừng trồng là 1,5 triệu ha (kết quả kiểm kê

rừng năm 1999 theo chỉ thị 286/TTg ngày 02 tháng 05 năm 1997 của Thủ

tướng Chính phủ) [2]

Bảng 01: Diễn biến diện tích và độ che Phủ rừng toàn quốc[2]

Năm

Rừng tự nhiên

(1000ha)

Rừng trồng

(1000ha)

Tổng diện tích rừng

(1000ha)

Độ che phủ (%)

1943 14.000 0 14.000 43,0

1976 11.077 92 11.169 33,8

1980 10.486 422 10.608 32,1

1985 9.308 584 9.892 30,0

1990 8.430 745 9.175 27,8

1995 8.252 1.05 9.302 28,2

1999 9.444 1.471 10.915 33,2

4

Tuy diện tích rừng có tăng nhưng chất lượng ngày càng giảm sút. Đối

với rừng tự nhiên, diện tích rừng gỗ giầu và rừng gỗ trung bình chỉ còn khoảng

1,4 triệu ha (chiếm 13% so với tổng diện tích có rừng), trong khi đó diện tích

rừng gỗ nghèo kiệt, rừng gỗ non có trữ lượng và không có trữ lượng khoảng 6

triệu ha (chiếm 55% tổng diện tích có rừng) [2].

Với hiện tượng khai thác rừng bừa bãi, không đúng quy định đã dẫn đến

việc mất đi những khu rừng đầu nguồn gây ra xói mòn, nghèo kiệt đất đai, diện

tích đất trống đồi núi trọc tăng nhanh.

Trước tình trạng đó để bảo vệ diện tích rừng tự nhiên còn lại và bảo đảm

việc cung cấp gỗ, lâm sản khác cho cuộc sống chính phủ đã ra lệnh đóng cửa

rừng, việc phá rừng, khai thác rừng đã được kiểm soát chặt chẽ hơn, công tác

trồng rừng phủ xanh đất trống đồi núi trọc được đẩy mạnh.

Bảng 02: Dự báo nhu cầu gỗ củi trong năm 2005 và năm 2010

Nguyên liệu Năm 2005(triệu m³) Năm 2010(triệu m³)

Gỗ xây dựng cơ bản 1,0 1,15

Gỗ cho ván nhân tạo 2,0 3,0

Gỗ gia dụng 2,0 2,5

Gỗ giấy sợi 4,0 6,0

Gỗ chuyên dùng 0,35 0,5

Củi 14,4 (triệu ster) 10,0 (triệu ster)

Tổng nhu cầu về gỗ 9,35 13,5

Qua đó ta thấy nhu cầu về gỗ củi trong những năm tới là rất lớn, đặc biệt

nhu cầu gỗ cho ngành công nghiệp giấy và ván nhân tạo.

Trước yêu cầu đặt ra như vậy, để đảm bảo phát triển ngành lâm nghiệp

nước ta tiến hành trồng rừng, với dự án 661 triển khai từ năm 1997 đến năm

2010. Mục tiêu trồng mới 5 triệu ha rừng [3]. Chương trình 5 triệu ha rừng là

5

chương trình chiến lược có ảnh hưởng đến ngành lâm nghiệp đặc biệt sau này

ngành công nghiệp khai thác và chế biến gỗ, lâm sản. Việc khai thác rừng của

ta vào những năm tới chủ yếu là khai thác gỗ rừng trồng, hiện nay công việc cơ

giới hoá đã được áp dụng vào việc khai thác, vận xuất và vận chuyển.

Công việc cơ giới hoá và vận chuyển đạt tỷ lệ 60-70% như trong bảng

sau[3]

Bảng 03: Trang bị cơ điện ( chiếc/hộ ) trong các vùng ở nước ta[3]

Loại máy

Vùng lâm nghiệp Máy kéo lớn

Máy kéo

nhỏ

Động cơ

đốt trong

Trung du miền núi phía Bắc 0,045 0,11 0,49

Đông bằng sông Hồng 0,04 0,22 0,34

Bắc Trung Bộ 0,03 0,08 0,37

Duyên hải Nam Trung Bộ 0,05 0,15 0,36

Tây Nguyên 0,46 1,7 1,00

Đông Nam Bộ 0,36 0,43 0,5

Đồng bằng sông Cửu Long 0,24 0,52 0,53

Toàn quốc 0,12 0,32 1,45

Tại đại hội VIII, Quốc hội đã thông qua dự án trồng mới 5 triệu ha rừng

giai đoạn (1998-2010), do vậy công việc khai thác gỗ rừng trồng chủ yếu áp

dụng cơ giới. Dự báo nhu cầu về máy móc lâm nghiệp năm 2010 là 829500 mã

lực và năm 2020 là 2,2 triệu mã lực (không kể nhu cầu cơ khí nhỏ phục vụ cho

các hộ nông lâm, công nghiệp) [3].

Để phục vụ cho khâu khai thác gỗ rừng trồng như: Chặt, vận xuất, thu

gom, bốc dỡ và vận chuyển thì cần phải trang bị trên 400000 mã lực vào năm

2010, cụ thể là:

-Khâu chặt hạ: Sử dụng cưa xăng với công suất 3,5 mã lực cho việc khai

thác gỗ rừng trồng với số lượng 2400 chiếc. Tổng công suất đến năm 2010 là

8400 mã lực, tỷ lệ cơ giới hoá đạt 80%.