Thiết Kế Hệ Thống Truyền Động Cho Tời Lắp Trên Máy Kéo Dt 75 Để Vận Xuất Gỗ Rừng Tự Nhiên

1

MỤC LỤC

Đặt vấn đề ............................................................................................................ 4

Chƣơng 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ......................................................... 5

1.1. Tình hình khai thác gỗ hiện nay ...................................................................... 5

1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy kéo vào vận xuất gỗ trên thế giới và

trong nước .............................................................................................................. 9

1.2.1. Vận xuất gỗ bằng máy kéo bánh bơm ....................................................... 10

1.2.2. Vận xuất gỗ bằng máy kéo bánh xích ......................................................... 15

1.3. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 18

1.4. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 18

1.5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 18

1.6. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 18

Chƣơng 2. Đề xuất lựa chọn phƣơng án thiết kế ............................................. 19

2.1. Giới thiệu về liên hợp tời, ngoạm lắp trên máy kéo DT-75 ............................ 19

2.2. Giới thiệu về máy kéo DT-75 ........................................................................ 20

2.2.1. Bảng các số liệu chung ................................................................................ 20

2.2.2. Động cơ chính ............................................................................................. 21

2.2.3. Hệ thống truyền lực ..................................................................................... 22

2.2.4. Hệ thống thủy lực trên máy kéo DT-75 ...................................................... 22

2.3. Đề xuất lựa chọn phương án thiết kế ............................................................. 24

2.3.1. Ưu, nhược điểm của các phương án ............................................................ 26

2.3.2. Kết luận ....................................................................................................... 27

Chƣơng 3. Tính toán thiết kế kỹ thuật .............................................................. 28

3.1. Chọn động cơ dẫn động cho trống tời ............................................................ 28

3.1.1. Đặc tính kỹ thuật của tời ............................................................................. 28

3.1.2. Chọn động cơ .............................................................................................. 28

3.2. Tính toán chọn bơm ....................................................................................... 29

3.3. Chọn hộp phân phối ....................................................................................... 30

2

3.4. Vị trí đặt bơm thủy lực ................................................................................... 31

3.4.1. Phương án dẫn động cho bơm thủy lực ...................................................... 32

3.4.2. Ưu, nhược điểm của các phương án ............................................................ 33

3.4.3. Kết luận ....................................................................................................... 34

3.5. Thiết kế hộp giảm tốc dẫn động cho bơm thủy lực ........................................ 34

3.5.1. Chọn vật liệu ............................................................................................... 35

3.5.2. Định ứng xuất tiếp xúc và ứng xuất mỏi cho phép .................................... 35

3.5.3. Xác định khoảng cách trục .......................................................................... 37

3.5.4. Xác định các thông số ăn khớp ................................................................... 38

3.5.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc ........................................................ 38

3.5.6. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn ............................................................... 39

3.5.7. Kiểm nghiệm răng về quá tải ...................................................................... 41

3.5.8. Tính toán lực tác dụng ................................................................................ 41

3.6. Thiết kế trục .................................................................................................... 42

3.6.1. Tính toán sơ bộ ............................................................................................ 42

3.6.2. Xác định sơ bộ đường kính trục .................................................................. 42

3.6.3. Tính gần đúng trục ...................................................................................... 43

3.6.4. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn .......................................................... 48

3.6.5. Kiểm nghiệm trục về quá tải đột ngột ......................................................... 51

3.7. Tính toán mối ghép then ................................................................................. 52

3.8. Thiết kế gối đỡ trục ........................................................................................ 53

3.9. Thiết kế khớp nối ........................................................................................... 54

3.9.1. Thiết kế khớp nối giữa trục bơm và trục ra của hộp giảm tốc ..................... 54

3.9.1.1. Tính toán ly hợp vấu ................................................................................ 55

3.9.1.2. Tính kích thước của ly hợp vấu ................................................................ 55

3.9.1.3. Chọn vật liệu ly hợp ................................................................................. 55

3.9.1.4. Kiểm nghiện ứng xuất dập trên bề mặt làm việc của vấu ........................ 55

3.9.1.5. Kiểm nghiệm về sức bền uốn ................................................................... 56

3.9.1.6. Tính lực cần thiết để đóng ly hợp ............................................................ 56

3

3.9.1.7. Tính lực cần thiết để mở ly hợp ............................................................... 56

3.9.2. Thiết kế khớp nối giữa trục động cơ và trục vào của hộp giảm tốc dẫn động

cho tời ..................................................................................................................... 57

Chƣơng 4. Hƣớng dẫn sử dụng và hạch toán giá thành .................................. 59

4.1. Hướng dẫn sử dụng ........................................................................................ 59

4.2. Quy định an toàn ............................................................................................ 59

4.3. Giá thành ........................................................................................................ 60

Kết luận và kiến nghị .......................................................................................... 61

Tài liệu tham khảo ............................................................................................... 63

4

ĐẶT VẤN ĐỀ

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp nước nhà thì việc áp

dụng cơ giới hoá vào sản xuất Lâm nghiệp là một trong những nhu cầu cần thiết.

Vì sản xuất Lâm nghiệp mang tính đặc thù và tính độc lập cao. Nó bao gồm rất

nhiều công việc như: Làm đất, ươm giống, gieo trồng, chăm sóc và khai thác. Đặc

biệt là trong công nghệ khai thác thì khâu vận xuất gỗ là khó khăn, nặng nhọc và

quan trọng nhất. Nó quyết định đến số lượng, chất lượng và ảnh hưởng lớn đến giá

thành sản phẩm cũng như việc bảo vệ môi trường. Do tính chất và tầm quan trọng

như vậy nên việc áp dụng cơ giới hoá vào vận xuất gỗ là nhu cầu cần thiết và cấp

bách.

Hiện nay ở nước ta việc vận xuất gỗ được thực hiện bằng nhiều hình thức

khác nhau như: Vận xuất bằng súc vật, thủ công, tời, cáp và máy kéo. Một trong

những hình thức vận xuất đang được sử dụng phổ biến hiện nay là sử dụng máy

chuyên dùng có công suất lớn, những máy kéo này hầu hết được nhập từ nước

ngoài, như: TDT-55; LKT-80; VOLVO… có bộ phận tời cáp để vận xuất gỗ. Máy

kéo LKT-80, TDT-55 được sử dụng rộng rãi hơn cả bởi nó có ưu điểm nổi bật là

khắc phục được những hạn chế của sản phẩm trong quá trình vận xuất, cho năng

suất cao, giải phóng sức lao động của công nhân.

Tuy nhiên để nâng cao hiệu quả vốn đầu tư, tăng năng suất, giảm sức lao

động cho con người, phát huy tối đa tiềm năng sẵn có của máy móc đồng thời phù

hợp với điều kiện của rừng tự nhiên thì cần phải có máy móc thiết bị chuyên dùng

để đáp ứng tốt nhất cho khâu vận xuất gỗ rừng. Vì vậy việc nghiên cứu đặt tính kỹ

thuật của loại máy kéo cỡ lớn cùng với sự thiết kế thêm thiết bị chuyên dùng phù

hợp cho quá trình khai thác và đặc biệt là khâu vận xuất gỗ rừng tự nhiên là việc

rất cần thiết. Chính vì những lý do trên và được sự đồng ý của trường Đh Lâm

Nghiệp, khoa CNPTNT, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của TS. Lê Văn Thái

tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết kế hệ thống truyền động cho tời lắp trên

máy kéo DT-75 để vận xuất gỗ rừng tự nhiên”.

5

Chƣơng 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình khai thác gỗ hiện nay

Rừng nước ta chiếm diện tích khá lớn so với diện tích toàn lãnh thổ Việt

Nam. Rừng là nguồn tài nguyên vô cùng phong phú, đa dạng, có rất nhiều loại gỗ

quý và lâm sản có giá trị kinh tế cao. Từ lâu rừng đã gắn liền với cuộc sống của

hàng chục triệu người dân. Rừng chiếm vai trò quan trọng trong sự nghiệp xây

dựng và bảo vệ tổ quốc. Bước vào thời kỳ công nghiệp hoá hiện - đại hoá đất nước,

vai trò của rừng đối với việc bảo vệ môi trường, cung cấp lâm sản cho ngành kinh

tế quốc dân, đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ của con người ngày càng tăng lên.

Trong những năm gần đây được sự quan tâm của Đảng, Chính phủ, cùng với

sự cộng tác hiệu quả của các ngành, các cấp và sự ủng hộ nhiệt tình của nhân dân,

ngành Lâm nghiệp nước ta đã có những chuyển biến tích cực và đúng đắn. Đã

chuyển từ nền lâm nghiệp lấy khai thác tài nguyên rừng làm chính sang nền lâm

nghiệp xã hội, lấy việc bảo vệ và xây dựng vốn rừng làm cơ bản góp phần phát

triển một nền nông - lâm nghiệp bền vững, cải thiện đời sống kinh tế nông thôn

miền núi và đảm bảo an ninh quốc phòng.

Hiện nay rừng nước ta đang cạn 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 (25,1% diện tích đất tự nhiên toàn quốc), trong đó tập trung

nhiều nhất ở các vùng miền núi phía Bắc, nhiều vùng diện tích đất trống đồi núi

trọc rất lớn: Tây Bắc 2,5 triệu ha, Đông Bắc 1,7 triệu ha, Tây Nguyên là 1,3 triệu

ha. Diện tích rừng già 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 (m

3

/ha). [11]

Càng những năm gần đây thì diện tích rừng càng có xu hướng tăng lên rõ

rệt. Đến cuối năm 1999 diện tích rừng cả nước là 10,9 triệu ha (chiếm 33,2% tổng

diện tích đất rừng tự nhiên toàn quốc), trong đó rừng tự nhiên là 9,4 triệu ha và

6

rừng trồng là 1,5 triệu ha (kết quả kiểm kê năm 1999 theo chỉ thị 286/TTG ngày

02-05-1997 của TTCP) [1].

Bảng 01 - Diễn biến diện tích và độ che phủ rừng toàn quốc [2]

Năm

Rừng tự nhiên

1000 ha

Rừng trồng

1000 ha

Tổng diện tích

rừng 1000 ha

Độ che phủ %

1943 14.300 0 14.300 43,0

1976 11.077 92 11.169 33,8

1980 10.486 422 10.608 32,1

1985 9.308 584 9.892 30,3

1990 8.430 745 9.175 27,8

1995 8.252 1.050 9.302 28,2

1999 9.444 1.471 10.915 33,2

* Việc khai thác gỗ rừng hiện nay tập trung cho rừng trồng là chính vì ngoài

tác dụng phòng hộ, cân bằng sinh thái, ổn định môi trường sống. Hàng năm rừng

cung cấp cho chúng ta một khối lượng gỗ lớn phục vụ cho nhu cầu xây dựng, khai

thác mỏ, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp giấy, ván nhân tạo.

Trong các thập kỷ 1960 – 1980 nước ta khai thác khoảng 2 triệu m

3

gỗ/ năm

cho công nghiệp và dân dụng, đây chưa kể củi đốt, song mây, tre nứa… dẫn đến

rừng bị nghèo kiệt do đó giai đoạn năm 1985 – 1990 Nhà nước đã có quyết định

quan trọng trong việc bảo vệ rừng, phục hồi rừng và chỉ tiêu khai thác mỗi năm chỉ

còn 1 triệu m

3

gỗ/ năm. Giai đoạn 1991 – 1995 cả nước có 412 Lâm trường khai

thác rừng tự nhiên 0,7 – 0,8 triệu m

3

gỗ/ năm. Năm 1996 còn 0,62 m

3

và ổn định

lâu dài ít nhất 15 – 30 năm cho các nhu cầu không thể thiếu được [11]

Hiện tại, xã hội ngày càng đòi hỏi nhiều gỗ và lâm sản, cả nước có 759

doanh nghiệp chế biến gỗ với quy mô lớn và vừa, khoảng 1200 xưởng nhỏ hoặc

gia đình làm trạm khắc thủ công, mỹ nghệ với trên 150.000 lao động, hàng năm

chế biến 1,5 đến 1,6 triệu m

3

gỗ tròn, cành ngọn, gốc rễ cây.