NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ SỬ DỤNG VÀ KẾT CẤU ĐẾN TÍNH CHẤT CHUYỂN ĐỘNG VÒNG CỦA MÁY KÉO BÁNH DÙNG TRONG NÔNG NGHIỆP
KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Luận án tập trung nghiên cứu tính chất chuyển động vòng của máy kéo nông nghiệp (MKNN), một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng làm việc, an toàn, chi phí nhiên liệu và sự mệt nhọc của người điều khiển. Nhận thấy lĩnh vực này còn ít được quan tâm và có ít công bố tại Việt Nam, đề tài đặt mục tiêu xây dựng chương trình mô phỏng động lực học quay vòng MK, nhằm khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng và kết cấu đến tính chất chuyển động vòng của máy kéo bánh trong điều kiện sản xuất nông nghiệp.
Công trình được thực hiện từ năm 2011 đến 2013 tại Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án là góp phần xây dựng phương pháp xác định thông số tối ưu cho máy kéo 4 bánh, làm luận cứ khoa học cho thiết kế, cải tiến MK, lựa chọn hệ thống MK phù hợp, và định hướng khai thác hiệu quả, an toàn tại Việt Nam. Luận án đã xây dựng mô hình bánh xe máy kéo YM-3000 hoạt động trên đất nông nghiệp, đây là một mô hình bán thực nghiệm có khả năng tính toán lực và mô men trong diện tích tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đường từ độ trượt dọc và góc lệch bên trên các loại đất nông nghiệp điển hình. Mô đun bánh xe này có thể kết nối với mô hình phẳng để mô tả động lực học chuyển động của máy kéo.
Mô hình động lực học chuyển động được xây dựng mô tả đầy đủ tính chất chuyển động của máy kéo 4 bánh trên đất nông nghiệp, tích hợp tương tác giữa động cơ, hệ thống truyền lực, bánh xe và máy nông nghiệp. Việc sử dụng phần mềm Matlab/Simulink cho phép mô phỏng và khảo sát linh hoạt các phương án kết cấu và sử dụng máy kéo. Các thông số đầu vào được xác định bằng thực nghiệm, và độ tin cậy của mô hình đã được kiểm chứng qua các thí nghiệm đối chứng. Luận án cũng thiết kế và chế tạo thiết bị thí nghiệm bánh xe có tính cơ động cao, phù hợp để thực hiện thí nghiệm trên đồng ruộng cho cả bánh xe chủ động và bị động, giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất chuyển động của bánh xe trên mặt đường biến dạng. Phương pháp xác định quỹ đạo chuyển động thực tế của máy kéo bằng sensor V1 cũng được đề xuất và chứng minh độ chính xác (sai lệch 0,4-1% trên đất mềm). Kết quả khảo sát có thể dùng làm cơ sở khoa học để thiết kế mới hoặc cải tiến máy kéo 4 bánh, lựa chọn tỉ số truyền, cơ cấu lái, phân bố khối lượng và bố trí đối trọng phù hợp với điều kiện sản xuất nông nghiệp Việt Nam.