Luận án Nghiên cứu khả năng kéo bám và ổn định của liên hợp máy kéo bánh hơi với cày chăm sóc rừng làm việc trên đất dốc

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KÉO BÁM VÀ ỔN ĐỊNH CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO BÁNH HƠI VỚI CÀY CHĂM SÓC RỪNG LÀM VIỆC TRÊN ĐẤT DỐC

Ngành:

Kỹ thuật cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu khả năng kéo bám và ổn định của liên hợp máy kéo bánh hơi với cày chăm sóc rừng khi làm việc trên đất dốc tại Việt Nam. Với diện tích rừng trồng sản xuất lớn và nhu cầu cơ giới hóa cao, các hệ thống máy kéo hiện tại còn hạn chế về khả năng kéo bám và ổn định khi hoạt động trên địa hình dốc. Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định ảnh hưởng của các yếu tố kết cấu và chế độ sử dụng đến khả năng kéo bám, ổn định, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của liên hợp máy kéo bánh hơi Yanmar F535D công suất 53 mã lực với dàn cày chảo 2 dãy (LHM) trong chăm sóc rừng trồng trên đất dốc.

Nghiên cứu đã xây dựng mô hình động lực học của LHM cày chăm sóc rừng làm việc trên dốc ngang, mô hình ổn định hướng cho phép xác định góc xoay bánh lái để duy trì chuyển động thẳng trên dốc ngang. Các đóng góp mới bao gồm mô phỏng động lực học trên phần mềm Matlab-Simulink với thông số đầu vào thực nghiệm, đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống di động của máy kéo để nâng cao khả năng kéo bám và ổn định. Nghiên cứu thực nghiệm đã xác định các hệ số thực nghiệm quan trọng (hệ số cản lăn, hệ số bám dọc, hệ số lực cản riêng của cày) và xây dựng đường đặc tính kéo bám của hệ thống di động cải tiến.

Kết quả cho thấy bề rộng, chiều cao trọng tâm của máy kéo và góc dốc địa hình có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất làm việc của LHM. Giải pháp cải tiến hệ thống di động, bao gồm thay đổi kết cấu la răng bánh xe, tăng bề rộng (B=1.63m) và giảm chiều cao trọng tâm (h_T=0.96m), đã cải thiện đáng kể khả năng kéo bám và ổn định. Cụ thể, ở góc dốc 9º, hiệu suất kéo tăng 8%, năng suất tăng 8,7% và chi phí nhiên liệu riêng giảm 7,5% so với hệ thống nguyên bản, cho phép LHM làm việc hiệu quả ở góc dốc tối đa lên đến 13,6° (tăng 4,6°). Các kết quả thực nghiệm và lý thuyết có độ sai lệch chấp nhận được, khẳng định độ tin cậy của mô hình nghiên cứu.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

  • 1.1. Tình hình cơ giới hóa trong trồng và chăm sóc rừng
  • 1.2. Tình hình nghiên cứu tính chất kéo, bám của máy kéo trong sản xuất nông lâm nghiệp
  • 1.3. Tình hình nghiên cứu về ổn định của ô tô, máy kéo trong sản xuất nông lâm nghiệp.
  • 1.4. Nội dung, phương pháp nghiên cứu của luận án
    • 1.4.1. Nội dung nghiên cứu
    • 1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
  • 1.5. Kết luận chương 1

• Chương 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA LHM CÀY CHẢO KHI LÀM VIỆC TRÊN DỐC NGANG

  • 2.1. Xây dựng mô hình nghiên cứu động lực học kéo của LHM cày chảo
    • 2.1.1. Phân tích cấu trúc cày chảo
    • 2.1.2. Mô hình ổn định hướng chuyển động thẳng của máy kéo bánh hơi trên dốc ngang
      • 2.1.2.1. Đặc điểm chuyển động của các bánh xe
      • 2.1.2.2. Ảnh hưởng của dốc ngang đến tính ổn định hướng chuyển động của máy kéo khi không đánh lái
      • 2.1.2.3. Đề xuất phương pháp duy trì ổn định hướng chuyển động thẳng của máy kéo trên dốc ngang theo đường đồng mức.
    • 2.1.3. Phân tích cấu trúc và xây dựng mô hình máy kéo
    • 2.1.4. Xây dựng mô hình động lực LHM cày chảo trên dốc ngang
  • 2.2. Lập phương trình vi phân chuyển động của LHM
  • 2.4. Kết luận chương II

• Chương 3: KHẢO SÁT MÔ HÌNH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG KÉO BÁM VÀ ỔN ĐỊNH CỦA LHM CÀY CHẢO

  • 3.1. Ảnh hưởng của chế độ sử dụng đến khả năng kéo bám và chỉ tiêu làm việc của LHM
    • 3.1.1. Ảnh hưởng của góc dốc đến hệ số cản lăn và hệ số bám
    • 3.1.2. Ảnh hưởng góc dốc và lực cản đến khả năng kéo bám và chỉ tiêu làm việc của LHM
    • 3.1.3. Ảnh hưởng của hệ số bám đến các chỉ tiêu làm việc
  • 3.2. Ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến khả năng kéo bám và các chỉ tiêu làm việc của LHM
    • 3.2.1. Ảnh hưởng của chiều cao trọng tâm máy kéo
    • 3.2.2. Ảnh hưởng của bề rộng máy kéo
  • 3.3. Ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến khả năng ổn định của LHM
  • 3.4. Giải pháp nâng cao khả năng kéo bám và ổn định của LHM cày chảo
  • 3.5. Khảo sát khả năng kéo bám của LHM trước và sau cải tiến hệ thống di động
  • 3.6. Kết luận chương 3:

• Chương 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

  • 4.1. Mục đích, đối tượng nghiên cứu thực nghiệm
    • 4.1.1. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm
    • 4.1.2. Đối tượng nghiên cứu thực nghiệm
  • 4.2. Nội dung nghiên cứu thực nghiệm
  • 4.3. Thiết bị và phương pháp thí nghiệm.
    • 4.3.2. Thiết bị và phần mềm sử dụng trong thí nghiệm
    • 4.3.4. Xác định hệ số cản lăn và hệ số bám của máy kéo
    • 4.3.5. Xác định phản lực pháp tuyến lên bánh xe cầu trước
    • 4.3.6 Xác định lực kéo cày chăm sóc rừng
    • 4.3.7. Xác định gia tốc LHM theo phương chuyển động
    • 4.3.8. Xác định số vòng quay của bánh xe chủ động và độ trượt
  • 4.4. Tổ chức thí nghiệm
  • 4.5. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
    • 4.5.1 Kết quả xác định hệ số cản lăn
    • 4.5.2. Kết quả xác định hệ số bám
    • 4.5.3. Kết quả xác định phản lực pháp tuyến lên bánh xe máy kéo
    • 4.5.4. Kết quả xác định lực cản cày
    • 4.5.5. Kết quả thí nghiệm xác định vận tốc, độ trượt, hiệu suất kéo và năng suất của LHM
    • 4.5.6. Xây dựng đặc tính kéo bám của hệ thống di động cải tiến
    • 4.5.7. So sánh kết quả nghiên cứu thực nghiệm với lý thuyết.
  • 4.6. Kết luận chương 4.

• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

  • Đề nghị