Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến tính ổn định hướng chuyển động trên đất dốc của liên hợp máy kéo xích cao su (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

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

PHẠM THỊ THU HẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ
ĐẾN TÍNH ỔN ĐỊNH HƯỚNG CHUYỂN ĐỘNG TRÊN ĐẤT
DỐC CỦA LIÊN HỢP MÁY KÉO XÍCH CAO SU

TẮT TÓM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

Mã số: 62.52.01.03

HÀ NỘI – 2017


Công trình được hoàn thành tại:
VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH

CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
ĐÃ CÔNG BỐ
1. Phạm Thị Thu Hằng, Nguyễn Ngọc Quế, Lê Trung Dũng (2015), “Xây dựng
mô hình tính toán lý thuyết khảo sát động lực học của máy kéo xích cao

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quế
PGS.TS. Lê Trung Dũng

su liên hợp với máy phay khi làm việc trên đất dốc (phần 1)”, Tạp chí Cơ
khí Việt Nam, Tổng hội Cơ khí Việt Nam,( só đặc biệt tháng 04/2015),
trang 55-59.
2. Phạm Thị Thu Hằng, Lê Trung Dũng, Nguyễn Ngọc Quế (2016), “Xây
dựng mô hình lý thuyết xác định khả năng làm việc của máy kéo xích cao
su liên hợp với máy phay khi làm việc trên đất dốc (phần 2)”, Tạp chí Cơ
khí Việt Nam, Tổng hội Cơ khí Việt Nam,( só đặc biệt tháng 09/2016),

Phản biện 1: PGS.TS. Bùi Hải Triều
Phản biện 2: GS.TS. Chu Văn Đạt
Phản biện 3: TS. Đậu Thế Nhu

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện
Họp tại: VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH
Vào hồi……….. giờ ………… ngày ………. tháng ………. Năm 2017

Có thể tìm hiểu luận án tại :
1. Thư viện Quốc gia Việt Nam
2. Thư viện Viện cơ điện NN và Công nghệ STH

trang 195-200.
3. Phạm Thị Thu Hằng, Lê Trung Dũng, Nguyễn Ngọc Quế (2016), “Động
học và động lực học làm việc của phay đất”, Tạp chí Cơ khí Việt Nam,
Tổng hội Cơ khí Việt Nam,( só đặc biệt tháng 09/2016), trang 326-331.


MỞ ĐẦU
Những năm gần đây Đảng và Nhà nước ta rất quan tâm đến đời sống của
bà con vùng trung du và miền núi, vì đất đai đồi dốc, máy móc nhập khẩu chưa

đáp ứng được yêu cầu của người dân do đó đa số bà con còn nối canh tác thủ
công, cho nên đời sống bà con còn thấp. Do vậy để đáp ứng yêu cầu cơ giới hóa
vùng đất dốc một mặt nâng cao kinh tế, hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu và an toàn
cho người lao động mặt khác giá thành chế tạo rẻ phù hợp hơn cho người lao
động Việt Nam.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên, đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của
một số thông số đến tính ổn định hướng chuyển động trên đất dốc của liên hợp
máy kéo xích cao su” là rất cần thiết cho cơ giới hóa đất đồi dốc ở nước ta và là
một hướng nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn cao.
Mục tiêu của luận án : nghiên cứu động lực học chuyển động của liên hợp máy
kéo xích cao su làm việc trên đất dốc, làm cơ sở khảo sát ảnh hưởng của một số
thông số kết cấu và sử dụng đến quỹ đạo chuyển động và chất lượng làm việc
của liên hợp máy (LHM) trong điều kiện sản xuất nông lâm nghiệp.
Nhiệm vụ của luận án: Nhiệm vụ của đề tài là nghiên cứu xây dựng mô hình
động lực học quá trình chuyển động của LHM, có tính đến đặc tính động cơ,
đường truyền lực và quan hệ phay- đất đến máy nông nghiệp. Mô hình có thể
được mô phỏng bằng toán học và giải trên phần mềm hiện đại của máy tính,
nhằm tăng khả năng khảo sát nhiều phương án, rút ngắn thời gian cũng như chi
phí nghiên cứu.
Do quan hệ đất máy (xích- đất, phay-đất) là quan hệ rất phức tạp nó phụ
thuộc vào rất nhiều các yếu tố ngẫu nhiên vì vậy luận án cần phải nghiên cứu
thực nghiệm để xác định các thông số đầu vào cho mô hình nghiên cứu lý thuyết,
đồng thời xác định quỹ đạo chuyển động của LHM để khẳng định độ tin cậy của
mô hình toán đã thiết lập.
Những đóng góp mới của đề tài luận án
Mô hình được xây dựng trong luận án đã mô tả khá đầy đủ tính chất
chuyển động của LHM khi làm việc trên đất dốc. Trong mô hình đã tích hợp
tương tác giữa động cơ, hệ thống truyền lực, dải xích, đất và máy nông nghiệp.
Luận án đã tiến hành nghiên cứu đặc trưng làm việc của phay đất, tương
tác giữa phay và đất, máy công tác với máy kéo xích thông qua hàm mô men lực

cản của phay cũng như hàm lực đẩy của phay, ngoài ra luận án đã phân tích được
chất lương làm việc của phay và công suất làm việc của phay phụ thuộc chỉ số

1

động học λ, từ đó tìm ra giới hạn nhỏ nhất λ để đất đạt yêu cầu.
Trong luận án đã sử dụng phần mềm mô phỏng, có thể khảo sát linh hoạt
các phương án kết cấu, thông số sử dụng của LHM. Độ tin cậy và chính xác của
mô hình đã được đánh giá thông qua thực nghiệm đối chứng.
Đề xuất phương pháp thực nghiệm xác định hàm mô men cản cũng như
hàm lực đẩy của phay nhờ khung đo lực kéo được thiết kế chuyên dụng cho máy
kéo MTZ-80, loadcell đo lực đẩy, cảm biến đo áp suất Huba control 511 và cảm
biến đó lưu lượng Lake R-6HD-50FAW (Mỹ) có độ chính xác cao.
Ứng dụng phương pháp thực nghiệm xác định quỹ đạo chuyển động của
LHM bằng Camera tốc độ cao (FASTCAM SA1.1 675K-C1), khá chính xác và
phù hợp với vận tốc chuyển động nhỏ của LHM khi làm việc trên đất dốc.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
Trên cơ sở phân tích tình hình tổng quan về đất dốc, tổng quan về cơ giới hóa
làm đất nông lâm nghiệp, tình hình nghiên cứu chế tạo máy kéo ở trong nước, các
loại máy kéo xích dùng trong đồi dốc trong nước và quốc tế, cũng như tổng quan
động học và chế độ làm việc của máy phay, có thể rút ra những nhận xét sau:
- Sự ổn định hướng khi làm việc của máy kéo khi kết hợp với máy công tác được
nhiều công trình nghiên cứu nhưng tất cả các công trình nghiên cứu ở trong và
ngoài nước đều chưa có đề tài nào nghiên cứu sâu về sự ổn định hướng của máy
kéo xích cao su cỡ nhỏ liên kết với may phay khi làm việc trên đất dốc ngang.
- Lực đẩy của phay tác động vào máy kéo có ảnh hưởng lớn đến khả năng ổn
định hướng và giảm tiêu hao công suất của máy. Theo Jun SaKai (1983) ông đã
đề xuất công thức tính lực đẩy và lực nâng của phay, các giá trị lực này phụ
thuộc vào hệ số lực cản của đất, công suất trục phay, bán kính trống phay….

- Sự ổn định hướng của máy kéo và máy công tác là một yêu cầu cần thiết nó
giúp đi đúng hướng mà người lái mong muốn, không ảnh hưởng đến cây
trồng xung quanh, tiêu hao nhiên liệu ít, chất lượng làm việc ổn định, giảm
căng thẳng cho người lái….Sự ổn định hướng phụ thuộc vào các thông số kết
cấu và điều kiện sử dụng.
- Đất trồng trên vùng trung du miền núi phía Bắc có độ dốc trên 10o, thành phần
chủ yếu là sét do đó việc làm đất bằng biện pháp cơ giới mang lại năng suất và
hiệu quả cao hơn, nhưng độ dốc hiện trường làm giảm khả năng ổn định ngang,
gây khó khăn trong việc sản xuất.

2


- Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trong cơ giới hóa khâu làm đất và những tồn tại trong
nghiên cứu ổn định ngang của máy kéo trên đất dốc, nội dung đề tài đặt ra nghiên cứu
ảnh hưởng của một số thông số đến khả năng làm việc trên đất dốc của liên hợp máy
kéo xích cao su trong đó nghiên cứu khả năng ổn định hướng là chủ yếu; đề tài có sử
dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, kết hợp kiểm chứng bằng thực nghiệm.
CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT SỰ TƯƠNG TÁC GIỮA MÁY PHAY
VÀ ĐẤT KHI LIÊN HỢP VỚI MÁY KÉO
2.1 Lực của đất tác dụng vào phay
2.1.1 Chỉ số động học λ
Chỉ số động học λ ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu nông học của đất. Cụ
thể nếu λ<1 thì phay vừa quay vừa trượt do đó đất chưa bị cắt, nếu λ=1 thì vận
tốc của phay và vận tốc của máy bằng nhau do đó đất cũng không bị cắt, chỉ khi
λ>1 thì đất mới bắt đầu bị cắt vì vận tốc phay lớn hơn vận tốc máy (hình 2.1).
Vp
R
(2.1)


 ;
rbsbs

Theo Kopшун B.H (2005) ông đã đưa ra công thức tính λ như sau:
h
  z lv . arccos(1   )
trong đó: 0  hδ  hc (với hc  R )
(2.2)
R

h
z lv . sin arccos(1  )
R
Để đảm bảo khả năng nông học của đất khi phay thì chiều cao sót tối
thiểu phải bằng chiều sâu phay (hδ=hc). Vậy giá trị nhỏ nhất của λ là:
hc
)
R

h
z lv . sin arccos(1  c )
R

  z lv . arccos(1 

 min

2.1.2 Chiều dài cung cắt S

z

Vm

ω
R

x

φ

hc

T

 1

2 R

C

C’

 1

hc

S

lưỡi cắt 1

Vm

 1

(2.3)

lưỡi cắt 2

Hình 2.3. Động học quá trình cắt đất của phay
Chiều dài cung cắt S do quỹ đạo của lưỡi cắt đất tạo ra được tính như sau:\


Hình 2.1: Quỹ đạo chuyển động của một điểm trên lưỡi cắt khi phay quay với
chỉ số động học λ<1; λ=1 và λ>1
Khi λ >1 có thể mô tả quỹ đạo chuyển động của lưỡi cắt hình 2.2, trong
đó hδ- chiều cao sót của đất và zlv - số lưỡi cắt làm việc đồng thời.

1
1
S  D(  1)  (1  k 2 sin 2  ) d



0

4

Trong đó :

k

(2.4)

4k 2
( k 2  1) 2





φ1=  t1  arccos(1  2k1 )
2

;

1
(  1) 2



2.1.3. Xác định lực và mô men cản của phay
Lực cắt tổng P là lực tổng hợp gồm hai thành phần là lực pháp tuyến Fn và
lực tiếp tuyến Ft. Khi biểu diễn lực P lên hai phương đứng oz là P1z và phương
ngang ox là P1x (hình 2.4):
Lực tác dụng tổng lên trống phay theo hai phương ox và oz là:
(2.5)
P  Zlv (F .cos - F .cos(   ))
1 x

Hình 2.2: Mô tả thông số động học của phay

3

t

k

n

k

P1z  Zlv(Fnsin(φk+ζ)+Ftsinφk))

4

(2.6)


Z

R 41z

R 13z



R41x

(1)

A

R31x D

Vm

R13x

R 31z

(4)

lt

R42z

(3)

ζ

φ φk

R

b1
P1z

C

P

P1x

hc

Fn

hp
X

c

o
PΣ1x

M cp  Ft R  z lv .b p S (  1 ) R

(2.7)

N p  M cp . p  Ft .R. p  z lv b p S [(  1 ) 2   2 ].R p

(2.8)

2.2. Phân tích động học va động lực học cơ cấu treo của máy phay
2.2.1 Sơ bộ kết cấu, mô hình tính toán và các giai đoạn làm việc
- Sơ bộ kết cấu của cơ cấu treo hình 2.5.
O

A

e

z

Hình 2.4. Các lực tác dụng lên lưỡi phay
Mô men cản và công suất của phay là:

D

ld
R 23x R 32z

b2

Ft

z

Pm
B

C

x

x

PΣ1z

Hình 2.6: Sơ đồ cân bằng lực và mô men của cơ cấu treo
Tách các khâu tại các khớp sau đó đặt các phản lực liên kết vào các khớp

vừa tách như hình 2.6. Cân bằng lực và mô men tại các khâu, biến đổi cuối cùng
ta được hệ các phương trình mô tả lực tác động tại cơ cấu treo:
R41X – R13x = 0
R41Z – R13Z = 0
R42x + R32x = 0
R42z + R32z = 0
(2.9)
R13x + R23x +PΣ1x =0
R13z + R23z +PΣ1z +Gp=0
R13z .ltsinρ2+R13x .ltcosρ2 =0
R32x .ldsinρ1+R32z.ldcosρ1 =0
R32X .b1+PΣ1x .(b1 +b2) +(Gp-P1z)e-R23z.c=0
2.2.2 Lực máy phay tác dụng lên cơ cấu treo khi LHM làm việc trên đất dốc

y

(   )

R 41z

R41x



C1

D

R41x
Pm

A

M

x





C2

c2
R42x



c1

Pm

B1
A

B2

R 42x

R32x C

J

D C’
γ

B

(2)

R23z

Gp

0T
a1



B
R42z

Hình 2.5: máy phay liên kết với máy kéo nhờ cơ cấu bốn khâu bản lề
Các nội lực chính tác động vào phay là phản lực tựa tại các khớp bản lề
(hình vẽ 2.6):

5

Lực đẩy tổng
Lực Pm:

Hình 2.7 Sơ đồ tính giá trị lực Pm
phụ
thuộc vào rất nhiều thông số như tính chất đất, chiều sâu
 P1x
Pm  R412  R422  2 R41 R42 c os(   )

6

(2.10)


2.3 Ảnh hưởng lực đẩy của máy phay lên máy kéo khi LHM làm việc trên
đất dốc ngang
a) Xét trường hợp phay lắp cân
y

Pft

Yt

Mcp
Gsinβsinψ

Gpsinβsinψ

Pf
Pm cosγ

Y

Lp

d

Gpsinβcosψ

x

β

Pfd

c
Yd

ey

Hình 2.8 Các lực tác dụng của phay lên máy kéo khi phay lắp đối xứng và
LHM làm việc trên đất dốc β (góc xoay ψ=0)
Khi đó lực đẩy của phay P1x và lực nâng của phay P1 z tác dụng thông
qua cơ cấu treo đến máy kéo là Pmcosγ, lực này sinh ra mô men quay Mx-p làm
xoay LHM xuống chân dốc.
(2.11)
M x -p = d.Pm cos
b) Xét trường hợp phay lắp lệch
Xét trường hợp khi phay lắp lệch (hình 2.9), lực đẩy phay qua cơ cấu treo
tác dụng lên máy kéo (Pmcosγ), lực này làm xoay máy kéo với mô men xoay
Mm-p ảnh hưởng đến ổn định hướng chuyển động của máy kéo .
y

Pft

Yt
Mcp
Gpsinβsinψ

a

Pf
Y

Pm cosγ

Pfd

Lp

Gsinβsinψ

d

Gpsinβcosψ

x

β

c
Yd

ey

Hinh 2.9. Các lực tác dụng của phay lên máy kéo khi phay lắp lệch và LHM
làm việc trên đất dốc β (góc xoay ψ=0)
+ Nếu khoảng lệch tâm a>d khi lắp phay lệch phía dưới dốc thì:

7

M x -p = (a - d). (Pm .cos )

(2.12)

+ Nếu khoảng lệch tâm aphay lệch lên phía trên dốc thì:
(2.13)
M x -p =  a. Pm .cos
Do vậy nếu lắp phay lệch xuống phía dưới dốc thì sẽ làm tăng ổn định
hướng hơn khi lắp trên dốc.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
1. Đã xây dựng được công thức tính mô men cản phay Mcp, mô men cản
phay phụ thuộc rất nhiều thông số bao gồm các thông số kết cấu (số lưỡi cắt
đồng thời cắt đất zlv, bán kính trống phay R, chiều dài lưỡi cắt bp), các thông số
sử dụng (vận tốc máy Vm, vận tốc quay của trống phay Vp, và chỉ số động học λ)
và tính chât cơ lý của đất (ứng suất pháp của đất σ, ứng suất tiếp của đất τ, hệ số
ma sát giữa lưỡi cắt và đất).
2. Lực của đất tác động vào máy phay gồm hai thành phần chính là lực
đẩy theo phương ox là PΣ1x và lực nâng máy phay khỏi mặt đất theo phương
thẳng đứng oz là PΣ1z. Thành phần lực cản PΣ1x phụ thuộc hc, số lưỡi cắt đồng
thời zlv, chỉ số động học λ. Cụ thể tại vùng trung du miền núi phía Bắc nếu phay
sâu hc=10cm, λ=3, zlv=4, thì lực đẩy phay khoảng PΣ1x=900N, nếu hc=20cm thì

lực đẩy phay khoảng PΣ1x=1100N
3. Kết cấu của hệ thống treo ảnh hưởng đến lực đẩy của máy phay lên
máy kéo. Quan hệ đó được xác định bằng hệ phương trình 2.9, từ đó phân tích
lực và mô men tác dụng giữa máy công tác và máy kéo, xác định được điểm đặt,
phương chiều và trị số của lực tác dụng từ máy phay qua cơ cấu treo tác động
vào máy kéo theo phương trình 2.10.
4. Khi LHM làm việc trên đất dốc ngang β, khi phay lắp cân thì lực đẩy và
lực nâng phay thông qua cơ cấu treo tác dụng vào máy kéo một lực Pmcosγ sinh
ra mô men xoay Mx-p nhỏ làm giảm tính ổn định hướng chuyển động của LHM
(LHM chuyển động chậm về phía chân dốc). Còn nếu lắp phay lệch phía dưới
dốc thì sẽ làm tăng ổn định hướng hơn khi lắp trên dốc vì mô men xoay do thành
phần lực Pmcosγ sinh ra sẽ làm cho LHM quay lên dốc. Ngược lại khi lắp phay
lệch về phía trên dốc thì mô men xoay do thành phần Pmcosγ sinh ra sẽ làm cho
LHM quay xuống dưới dốc, dẫn đến LHM xoay xuống dốc nhanh hơn gây mất
ổn định hướng chuyển động (khi người lái không tác động điều khiển).

8


CHƯƠNG 3
MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA LHM KHI LÀM VIỆC TRÊN ĐẤT
ĐỒI DỐC
3.1. Xây dựng mô hình toán khảo sát khả năng làm việc trên đất dốc của LHM
3.1.1. Xây dựng mô hình
Các giả thiết:
- Do khảo sát LHM khi làm việc với chiều sâu phay cố định, bỏ qua vận tốc xoay
quanh ox, oy và dịch chuyển của tọa độ trọng tâm theo oz.
- Tọa độ trọng tâm và vị trí treo máy phay được cho là nằm trong mặt phẳng
thẳng đứng đối xứng chứa đường tâm dọc của máy kéo;
- Máy kéo chuyển động ổn định và bỏ qua các tải trọng động vì máy kéo nông

nghiệp thường chuyển động với vận tốc thấp;
- Tính chất cơ lý của đất là đồng nhất, góc dốc ngang là hằng số;
- Lực đẩy của phay nằm trong mặt phẳng đối xứng dọc của máy kéo và nghiêng
với phương ngang một góc cố định  ;
-Trong mặt phẳng thẳng đứng: cơ cấu treo làm việc ở thế bơi.
- Các khớp liên kết của cơ cấu treo là các khớp bản lề, do đó trong mặt phẳng
ngang, xem như cơ cấu treo được liên kết cứng với máy kéo. Do vậy thành phần
ngang G p sin  cos có tác dụng lên máy kéo.

Nhìn theo hướng A-A

z

vx
c

lm

o

l1

M

G.sinβsinψ

G.cosβ

hg

Pm

Mk

Gp.cosβ
MP

γ

Gpsinβsinψ

Z
Pf

C

Pk hc

K

hm

hp

x

e

0,5Lx

Lx

PΣ1x
PΣ1z

Nhìn theo hướng B-B

'

Mô hình vật lý của LHM được mô tả như hình 3.1 và 3.2:
Hình 3.2: Các lực và mô men tác dụng lên LHM khi làm việc trên đất dốc ngang
β ở hình chiếu đứng (nhìn theo hướng A.A và B-B)
Các kí hiệu được sử dụng trong mô hình vật lý là:

 – góc dốc ngang; ψ- góc xoay thân máy;G, Gp- trọng lượng máy kéo và của
phay; Pkd, Pkt- lực chủ động của dải xích phía dưới và phía trên dốc;Pfd, Pft- lực
cản lăn của dải xích phía dưới và trên dốc; Zd, Zt- phản lực pháp tuyến của đất
tác dụng lên hai dải xích; Yt, Yd- phản lực ngang của đất tác dụng lên hai dải
xích; Ym- phản lực ngang tác dụng lên phay;Pm -lực đẩy bởi máy phay tác động
lên máy kéo; v x , v y – vận tốc tịnh tiến theo hai phương x, y ;ωz- vận tốc xoay

Hình 3.1: Các lực và mô men tác dụng lên LHM khi làm việc trên đất dốc ngang
β ở hình chiếu bằng

9

LHM quanh trục oz vuông góc với mặt phẳng oxy tại tọa độ trọng tâm;B- chiều
rộng cơ sở giữa hai dải xích;b- bề rộng của một dải xích; Lx – chiều dài dải xích
tiếp xúc với đất; e- độ lệch tâm áp lực trên mặt tựa xích;hg-chiều cao tọa độ trọng
tâm;hm-chiều cao cơ cấu treo;hc- chiều sâu phay; Lp-Bề rộng phay;γ- góc nghiêng

10


3.1.2. Mô hình toán học
Cân bằng lực và mô men đối với tọa độ trọng tâm của LHM trong hệ tọa
độ di động được hệ ba phương trình sau:
M(vx  vy .z )  (Pkd  Pkt )  (Pfd Pft )  G.sin.sin  Pm.cos

M(vy  vx .z )  (Yd  Yt  Ym )  (G  GP ).sin.cos
 
Ioz (z )  (Pkt - Pft - Pkd  Pfd ).B/2- (Gp .sin.cos.(lm  c) (G Gp ).sin.cos.(ey - c) Mcx )
t



v

(3.1)

x

 vxo 

1
[(Pkd  Pkt )  (Pfd  Pft ) G. sin.sin  Pm . cos  M.vy .z ]dt
M 0

t
1


vy  vyo  [(Yt Yd Ym )  (G  GP ) sin. cos  M.vx .z )]dt
M0

t

z  0Z  1 [(Pkt - Pt - Pkd  Pfd ) *B/2- ( Gp .sin.cos *(lm  c) (G Gp ).sin.cos.(ey - c)  Mcx ) ]dt
I oz 0


(3.2)

Từ (3.2) xác định quỹ đạo chuyển động của tọa độ trọng tâm LHM trong
không gian là:
t

 X   ( v x cos   v y sin  ) dt
0

t

Y


0 ( v x sin   v y cos  ) dt

t

    z dt
0



(3.3)

3.2. Mô hình truyền lực hai dòng công suất của LHM phay
Mô hình truyền lực của LHM phay là mô hình hai dòng công suất, một
dòng truyền đến hệ thống di động máy kéo và một dòng truyền đến bộ phận công
tác của máy phay (hình 3.3).
M2

Bộ truyền xích
(ix)

Me

Mc

Mb
Bơm thủy lực

( itl )

Động cơ

Mô tơ
thủy lực

Hộp số
phay
( ip )

Cơ cấu treo

P 1x

Pf

PK

P1z

Hình 3.3. Sơ đồ truyền lực hai dòng công suất của LHM phay đất.
Giả thiết công suất của động cơ máy kéo luôn đáp ứng được chi phi công
suất cho phay và công suất dùng để di chuyển LHM trong mọi điều kiện làm

11

3.2.1 Mô hình các phần tử trong liên hợp máy
3.2.1.1 Mô hình động cơ máy kéo
Đặc tính của động cơ JD-32 của máy kéo xích MKX-30, đường đặc tính
gồm hai phần:
+ Nhánh tự điều chỉnh: Me = -0,0537. ne + 118, khi ne>= neH
(3.5)
2
+ Nhanh quá tải:
Me = -0.0000035.ne +0,0089.ne – 7,0632 khi ne3.2.1.2Mô hình hệ thống truyền động nhánh 1
a) Mô hình hệ thống truyền động
Mômen cản cho hệ thống thống di động quy dẫn về trục khuỷu động cơ:

M1 

( Pk  P1x ).rbs
ihtdd . m

(3.7)

Trong đó: ihtdd là tỷ số truyền của hệ thống dẫn động máy kéo;
rbs – bán kính bánh sao.
b) Mô hình tương tác đất-xích
+ Tính phản lực pháp tuyến chung Z, nhánh xích dưới Zd và nhánh xích trên Zt:
(3.8)

Z  G cos   Pm sin 
(G  G p ). cos   Pm sin 
2

(G  G p ). cos   Pm sin 



(G.h g  G p .h p ) sin  cos

(3.9)

B

(G.hg  G p .hp ) sin  cos

(3.10)

2
B
+ Xác định lực chủ động Pkt và Pkd
Mối quan hệ Pk theo độ trượt là đường đặc tính quan trọng nhất khi
LHM làm việc trên nền đất, mối quan hệ này có thể xác định bằng lý thuyết, tuy
nhiên do ảnh hưởng của nhiều thông số ngẫu nhiên, nên khi tính toán lý thuyết
Zd 

Mk
Pm

M1

và từ hệ thống di động quy dẫn về trục khuỷu động cơ, ta có:
Me=M1+ M2 (Nm)
(3.4)
trong đó:
Me- mô men động cơ
(Nm)
M1- mô men truyền đến hệ thống di động của máy kéo (Nm)
M2 – mô men truyền đến bộ phận làm việc của phay
(Nm)

Zt 
Mp

Hệ thống truyền lực (itL)

việc. Nên mô men động cơ sinh ra luôn cân bằng với mô men cản từ trống phay



thường không đảm bảo độ tin cậy, thông thường quan hệ Pk-  được lấy theo
thực nghiệm.

12


Z

Lx

Vx
0

X

m

l

Y

0

X
Mx

Hình 3.4. Đồ thị đường đặc tính độ trượt δ-Pk của máy kéo xích MKX-30
khi làm việc trên đất

Phương trình hồi quy: δ= 3.10-9P k2+6.10-6Pk-0.001
- Xác định lực cản chuyển động của LHM
(3.11)
Pf  f cl Z  fcl (G cos   Pm sin  )
- Tổng lực cản chuyển động của máy kéo:
(3.12)

Pcx  Pf  G sin  sin  Pm cos 

- Lực kéo chủ động Pk, lực kéo nhánh xích dưới Pkd và lực kéo nhánh xích trên
Pkt:
(3.13)
Pk  Pkt  Pkd  Pcx  Pf  G sin  sin  Pm cos 
(G  Gp ).cos  Pm sin (G.hg  Gp.hp ) sin cos Gsin.sin  Pm cos
Pkd  fcl.(

)
2
B
2
(G  Gp ).cos  Pm sin (G.hg  Gp .hp ) sin cos G sin.sin  Pm cos
Pkt  fcl .(

)
2
B
2

Hình 3.5. hình chiếu đứng và hình chiều bằng của mặt đế tựa dải xích khi làm việc
Theo đinh luật cơ học ta có chuyển dịch theo phương dọc và ngang của

dải xích khi LHM làm việc trên đất dốc ngang theo hệ tọa độ cố định XOY:
 A  vo  y.
(3.18)

 A  o  x.
Trong đó: τA- chuyển dịch của điểm A theo phương dọc của dải xích;
ηA- chuyển dịch của điểm A theo phương ngang của dải xích; ηo- chuyển dịch
của trọng tâm theo phương ngang của dải xích; vo- vận tốc ban đầu của LHM;
ηo
ψ- góc xoay thân máy;
m

τ

l

A

x(i+1)

K

G (c cos   hg sin  sin )  Pm .(hm cos   l1 sin  )

d

(3.15)

N M

 F
(3.16)

Z

c.G sin  cos  l m .G p sin  cos  Pkt B  Pfd B 
ey 

Y

- Mô men cản xoay của dải xích MC.x

13

xo(l,t)

/X

O

Δl

Hình 3.6 Sơ đồ xác định chuyển dịch của dải xích khi LHM làm việc trên đất
dốc.
Vậy lực tổng tác dụng theo phương ngang lên dải xích là:
đ

Z
(Ghg  G p h p ) sin  .cos

x1

i.v.Δt

(3.14)

- Xác định độ dịch tâm áp lực
e

xi

Y

η

+ Xác định phản lực ngang tác dụng lên dải xích
Y  Yt  Yd  (G  G p )sin  cos

b

Gsinβ

B
B
G sin  cos  Pm cos 
2
2
(3.17)



 y .v.t.b.C
i

(3.20)
đat

0

Mcx=  M đ   y i .vt.(l.i.v.t ).b.C đat
3.2.1.2 Mô hình truyền động nhánh 2 cho phay
Mp
M cp
M2 

i2 . 2 (i x .itl .i p ) 2

14

(3.21)

(3.22)


a) Mô hình Phay
Trong chương 2 đã phân tích và chứng minh được hàm mô men cản phay:
Mcp= Zlv bS(τ+μ1σ).R
b) Mô hình hệ thống truyền động thủy lực
Gọi Mb là mô men xoắn trên trục bơm. cơ tỷ số truyền từ trục khuỷu đến
bơm là ib vậy mô men dẫn động cho phay quy về trục khuỷu là M2 là:

M2 

Mb
itl . x

Nhập các thông số đầu vào: G,Gp, Lx, c,B,
hg, l1, hp, hm, Lm, D, b, ihtdd, ηmk, ηp, ip, zlv,
ic, μ,τ,σ, hc, β, fcl, Jo , Me=f(ne), δ=f(Pk)….

t=0 (ψ=0)

(3.23)

c) Xác định tỷ số truyền chung và hiệu suất bộ truyền cho phay
Nếu gọi tỷ số truyền từ trục khuỷu động cơ đến trục trống phay là i2:

i 2  i x .itl .i p

START

Tính Mcp, Mk, Me, λ,
P1x , P1z Pm, vm, vp

Sgh -khoảng giới hạn di
chuyển theo phương ox;
to – giới hạn thời gian.

(3. 24)

Để xác định itl, Ở phần thực nghiệm đã tiến hành thí nghiệm xác định
được tỷ số truyền thủy lực của bơm đến phay itl (hình 3.7):

Giải ba phương trình tích phân 3.3 được
vx, vy, ωz

Giải các phương trình tích phân 3.4
được: X=  v x ,Y=  v y , ψ=   z

t < to or X=Sgh
t =to or X=Sgh

KẾT QUẢ
(X(t),Y(t), ψ(t)

Hình 3.7 Kết quả đo tỷ số truyền từ bơm thủy lực đến mô tơ thủy lực phụ thuộc
vào mô men cản phay Mcp
3.3. Khảo sát bài toán trượt ngang của LHM MKX-30
Lưu đồ tính

15

Hình 3.8: Lưu đồ tính quỹ đạo chuyển động của LHM khi làm việc trên đất
dốc ngang
3.4. Kết quả tính toán
3.4 1. Quỹ đạo chuyển động của liên hợp máy trên đất dốc ngang
Xét bài toán trên LHM kéo xích cao su MKX-30, lắp thêm máy phay
L1501 làm việc trên vùng đồi dốc, khi không tác động vào hệ thống lái:
Hình 3.16, Trình bày quỹ đạo của LHM làm việc trên đất dốc ngang 12o
chiều sâu phay hc=10cm,Vxo=1.2km/h, τ=3,5N/cm2 , σ=2,6N/cm2, quỹ đạo của

LHM là một đường cong hướng xuống chân dốc.

16


O

Hình 3.9: Quỹ đạo chuyển động của LHM B2010 lắp máy phay L1501 Khi làm
việc trên đất dốc ngang

Hình 3.10: Quan hệ giữa góc xoay thân máy  khi di chuyển quãng đường OX[m]

Hình 3.12: Ảnh hưởng của độ dốc  đến quỹ đạo chuyển động của LHM theo
phương dọc ox=20m
Qua khảo sát, thay đổi độ dốc  khoảng dịch chuyển theo phương Y và
góc xoay thân máy  cũng thay đổi. Cụ thể khoảng dịch chuyển theo phương Y
và góc xoay thân máy  tỷ lệ thuận với độ dốc .
3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của lắp phay đến lệch ngang

Vx

Vy

Hình 3.11: Quan hệ giữa vx và vy của LHM Khi làm việc trên đất dốc ngang
Qua các đồ thị cho thấy khi LHM đi quãng đường dọc theo phương OX là
10m thì LHM dịch chuyển xuống 0,16m theo phương ngang Y và xoay nghiêng một
góc ψ=2,8o, LHM đi quãng đường dọc theo phương OX là 20m (tăng 10m) thì LHM
dịch chuyển xuống 1,36m (tăng 1,2m) theo phương ngang Y và xoay nghiêng một
góc ψ=12o khi LHM đi được 25m (tăng 5m) theo phương OX thì nó dịch ngang theo
phương OY một đoạn là 2,75m (tăng 1,39m) và xoay nghiêng một góc ψ=19,5o. Vậy

khi LHM làm việc trên đất dốc thì thân máy bị xoay theo phương ngang đi dần về
phía dưới dốc, thời gian làm việc càng dài thì góc xoay thân máy càng lớn, khoảng
dịch chuyển dọc X tăng chậm dần và khoảng dịch chuyển ngang Y tăng nhanh dần.
3.4.2 Ảnh hưởng của độ dốc  đến lệch ngang
Khảo sát quỹ đạo chuyển động của LHM khi làm việc với độ dốc
o
o
=8 ,12 ,15o và giữ nguyên các thông số như khảo sát trên được đồ thị hình 3.12:

17

Hình 3.13: Kết quả mô phỏng tính chất động học của LHM B2010 khi lắp máy
phay lệch tâm 10 cm sang trái và phải với chiều sâu phay hc=10cm.
Qua mô phỏng khi lắp phay lệch trái (lệch dưới dốc) thì độ ổn định của LHM
tăng và ngược lại khi lắp phay lệch phải (lệch trên dốc) thì độ ổn định của LHM
giảm. Khoảng tăng giảm nhiều hay ít phụ thuộc chủ yếu vào khoảng lệch tâm a.
3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của vận tốc LHM đến lệch ngang

Hình 3.14: Kết quả mô phỏng tính chất động học của LHM khi thay đổi vận tốc
1. Vxo=1km/h 2. Vxo=1.5km/h 3. Vxo=3km/h
thanh treo phay với trục ox; hp- chiều cao trọng tâm phay đến mặt đất.

18


Kết quả khảo sát khi thay đổi vận tốc đến khả năng ổn định của LHM là khác
nhau, khi vận tốc nhỏ thì khoảng lệch ngang Y tăng và khi vận tốc tăng thì
khoảng lệch ngang Y giảm. Cụ thể, với quãng đường X=20m vận tốc Vxo=1km/h
xét thì khoảng lệch ngang Y là 3,36m; khi Vxo=1.5km/h thì khoảng lệch ngang Y
là 1,36m, và khi Vxo=3km/h thì khoảng lệch ngang Y là 0,33m và khi Vxo=5km/h

thì khoảng lệch ngang Y là 0,12m .
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
1. Khi góc dốc nhỏ (10-25o) và máy kéo đủ bám thì máy kéo chỉ chuyển
động lệch xuống dưới dốc do biến dạng ngang theo phương OY gây ra.
2. Khi tăng chiều sâu phay hc (phay sâu hơn) thì khả năng chống trượt
ngang và chống xoay tốt hơn, đồng thời tăng lực đẩy phay do đó sẽ tăng khả
năng ổn định hướng chuyển động của LHM.
3. Nếu vận tốc di chuyển của máy kéo Vm tăng thì khả năng ổn định hướng
chuyển động của LHM tăng, xong chỉ số động học λ lại giảm ảnh hưởng đến yêu
cầu chất lượng nông học. Do vậy để vừa đảm bảo tính ổn định hướng và cả yêu
cầu nông học thường nên chọn chỉ số động học λ trong khoảng 3-5 là phù hợp
nhất.
4. Nếu lắp phay lệch xuống phía dưới dốc thì độ ổn định hướng tốt hơn khi
lắp cân, còn nếu lắp phay lệch phía trên dốc thì độ ổn định hướng là kém nhất, do
khi lắp phay lệch phía trên dốc lực Pmcosγ và Gpsinβsinψ sẽ sinh ra mô men xoay
làm cho LHM quay xuống dốc nhanh hơn và ngược lại khi lắp phay lệch về phía
dưới dốc.
5. Qua kết quả khảo sát cho thấy khi LHM làm việc trên đất dốc ngang β,
nếu gốc dốc β tăng thì khoảng dịch chuyển theo phương ngang Y và góc xoay
thân máy ψ cũng tăng dẫn đến độ ổn định hướng của LHM giảm. Để tăng khả
năng ổn định hướng chuyển động khi phay trên dốc ngang, cơ cấu treo máy kéo
cần được thiết kế với hệ thống dịch chuyển điểm treo tự động bằng xi lanh lực
để dịch chuyển máy phay ngược xuống phía dưới dốc tỷ lệ theo góc gốc β.

9

8

7

6

4

5
9

3

Máy phay TN

2

12

1

10

Khung máy kéo
11

Hình 4.1 .Mô hình và sơ đồ bố trí các thiết bị đo
1.Động cơ máy kéo;2.bộ chia công suất; 3. sensor đo tốc độ quay của động cơ;
4.hộp số; 5. bơm thủy lực; 6.hộp phân phối; 7. đầu nối nhanh; 8. cảm biến đo
lưu lượng và áp suất dầu; 9. cảm biến đo số vòng quay của mô tơ thủy lực đến
máy phay.10. cầu chủ động.11 loadcell đo lực đẩy; 12.hộp giảm tốc máy phay;
4.2.2 Kết quả đo lực đẩy
Qua thí nghiệm cho thấy, lực đẩy của phay phụ thuộc vào mô men cản
phay, khi lực đẩy tăng thì mô men cản phay cũng tăng theo và ngược lại, do vậy

khẳng định mô hình lý thuyết ở chươnng 2 là đúng. Vì khi lực đẩy tăng thì lực
cắt cũng tăng dẫn đến mô men truyền đến phay cũng tăng theo.

Hình 4.2: Đặc tính lực đẩy phụ thuộc vào mô men cản phay Mp (hc=10;7cm)

Chương 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
4.1 Mục đích nghiên cứu thực nghiệm
Mục đích nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định: các tham số đầu vào
của mô hình tính toán (ứng suất tiếp τ và ứng suất cắt σ và tỷ số truyền từ động
cơ đến mô tơ thủy lực, xác định đặc tính động cơ), chỉ số động học λ ảnh hưởng
rất lớn đến lực đẩy phay và chất lượng làm đất và nghiên cứu thực nghiệm còn
nhằm kiểm chứng mức độ tin cậy của mô hình tính toán quỹ đạo chuyển động
của LHM ở chương 3 lý thuyết và cũng đồng thời kiểm chứng biện pháp nâng
cao độ ổn định hướng của LHM khi làm việc trên đất dốc ngang.

4.2 Thí nghiệm đo lực đẩy và mô men cản phay
4.2.1 Mô hình và sơ đồ bố trí các thiết bị đo

19

Hình 4.3: Đặc tính lực đẩy phụ thuộc vào chỉ số động học λ (hc=10;7cm)
Thực nghiệm đã cho thấy khi chỉ số động học λ tăng thì lực đẩy tổng

P1x giảm. Do khi chỉ số động học λ tăng tức là vận tốc Vp tăng, lên diện tích cắt
20


3

đất và chiều dài cung tiếp xúc của một lưỡi cắt giảm dẫn đến lực cắt giảm do vậy
lực đẩy tổng

P1x theo phương ox giảm.

4.2.3 So sánh kết quả thí nghiệm với lý thuyết tính toán ở chương 2
Sau khi đã đo được số liệu lực tổng PΣ1x đưa về hồi quy và so sánh với
mô phỏng tính toán được kết quả như hình 4.4 và 4.5:

1

nLH
Máy phay TN
10 9

7

D

Pm

2 Ne

4

23

A

MC

Me

5

B

Mbs

G

V

6

nbs
hc

P 1x

P1z

8

11
Pf

Pk

Hình 4.6 .Mô hình và sơ đồ bố trí các thiết bị đo

1- Động cơ ; 2- sensor đo số vòng quay động cơ; 3- côn ly hợp; 4- Hộp số; 5bơm thủy lực; 6- hộp phân phối; 7- đầu nối nhanh; 8-cảm biến đo lưu lượng và
áp suất dầu; 9-cảm biến đo số vòng quay của mô tơ thủy lực đến máy phay; 10hộp số máy phay; 11- bánh sao; 12- camera tốc độ cao.

4. 3.2 Kết quả đo quỹ đạo chuyển động của LHM
Hình 4.4 So sánh kết quả mô phỏng tính toán và thực nghiệm (khi hc=10cm)

* Quỹ đạo chuyển động của phay khi chạy không tải

Hình 4.7. kết quả đo quỹ đạo chuyển động của LHM khi chạy không tải
* Quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp cân
Hình 4.5 So sánh kết quả mô phỏng tính toán và thực nghiệm (hc=7cm)
- Lực đẩy PΣ1x phụ thuộc vào rất nhiều các thông số như tính chất đất, chiều sâu
phay, kết cấu trống phay, cấu tạo lưỡi cắt... và chỉ số động học λ, theo thực
nghiệm do trong quá trình phay có hiện tượng trượt, tính chất đất không đồng
nhất... (giá trị trượt nhiều hay ít phụ thuộc vào đất phay và chỉ số động học λ) lên
giữa lý thuyết và thực nghiệm có sự chênh lệch. Cụ thể khi chỉ số động học λ
nhỏ thì giữa lý thuyết và thực nghiệm về kết quả lực đẩy tổng tương đối giống
nhau nhưng khi λ tăng thì hiện tượng trượt xẩy ra và λ càng lớn thì trượt càng
nhiều dẫn đễn sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm càng lớn. Vì trong lý thuyết
tính toán bỏ qua trượt do đó kết quả có sự sai số với thực nghiệm.

4.3 Thí nghiệm đo quỹ đạo chuyển động của LHM khi làm việc trên dất dốc.
4.3.1 Mô hình thí nghiệm
Trên hình 4.6 giới thiệu về mô hình và sơ đồ lắp các thiết bị đo:

21

Hình 4.8. kết quả đo quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay cân
* Quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay lệch trái

Hình 4.9. kết quả đo quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay lệch trái
* Quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay lệch phải

22


Quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay cân hai bên

Hình 4.10. kết quả đo quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay lệch phải
- Để LHM chuyển động ổn định nhất khi làm việc trên đất dốc (độ dốc β không
đổi) thì nên lắp phay lệch trái ( về phía dưới dốc) khi đó người lái tác dụng vào
cơ cấu lái ít nhất trong khoảng thời gian làm việc như nhau, còn ngược lại khi lắp
lệch về phía phải thì người lái lại phải tác dụng vào cơ cấu lái nhiều nhất trong
cùng khoảng thời gian làm việc.
4.3.3 So sánh kết quả thực nghiệm với mô hình tính toán quỹ đạo của LHM
B2010B và máy phay L1501 khi làm việc trên đất dốc ngang
a) Khi LHM làm việc không tải
Đồ thị so sánh khoảng lệch ngang Y của LHM làm việc trên chiều dài
ox=18,5m, chiều sâu phay hc=10cm, vận tốc vx=0,74km/h :
Quỹ đạo chuyển động của LHM khi chạy không tải

Hình 4.12: so sánh phụ thuộc của độ dịch ngang đến quỹ đạo chuyển động của
LHM khi lắp phay cân
c) Khi lắp phay lệch trái
Đồ thị so sánh khoảng lệch ngang Y của LHM làm việc trên chiều dài
ox=18,5m, chiều sâu phay hc=10cm, vận tốc vx=0,65km/h tính và thực nghiệm
khi lắp phay lệch trái:
Quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay lệch dưới dốc

Hình 4.13 : so sánh phụ thuộc của độ dịch ngang đến quỹ đạo chuyển động của

LHM khi lắp phay lệch trái
d) Khi lắp phay lệch phải
Đồ thị so sánh khoảng lệch ngang Y của LHM làm việc trên chiều dài
ox=18,2m, chiều sâu phay hc=10cm, vận tốc vx=0.76km/h :
Quỹ đạo chuyển động của LHM khi lắp phay lệch trên dốc

Hình 4.11 : So sánh phụ thuộc của độ dịch ngang đến quỹ đạo chuyển động của
LHM khi chạy không tải
b) Khi lắp phay cân hai bên
Đồ thị so sánh khoảng lệch ngang Y của LHM làm việc trên chiều dài
ox=18m, chiều sâu phay hc=10cm, vận tốc trung bình vx=0,76 km/h.

23

Hình 4.14 : so sánh phụ thuộc của độ dịch ngang đến quỹ đạo chuyển động của
LHM khi lắp phay lệch phải
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
1. Xây dựng được mô hình thực nghiệm xác định hàm mô men cản cũng
như hàm lực đẩy của phay tác dụng lên máy thông qua khung đo lực kéo được

24


thiết kế chuyên dụng cho máy kéo MTZ-80.
2. Ứng dụng phương pháp thực nghiệm xác định quỹ đạo chuyển động
của LHM bằng Camera tốc độ cao (FASTCAM SA1.1 675K-C1), khá chính xác
và phù hợp với vận tốc chuyển động nhỏ của LHM khi làm việc trên đất dốc.
3. Phương pháp thực nghiệm đo lực đẩy phụ thuộc vào chỉ số động học λ
với sai số trung bình giũa mô hình tính toán và thực nghiệm là 11,83 và 13,7% là
hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu. Từ thực nghiệm này cũng khẳng định được độ

chính xác và mức độ tin cậy của mô hình tính toàn là hoàn toàn chấp nhận được.
4. Ứng dụng phương pháp thực nghiệm xác định quỹ đạo chuyển động
của LHM bằng Camera tốc độ cao (FASTCAM SA1.1 675K-C1) hoàn toàn đáp
ứng khi LHM đang làm việc với vận tốc rất nhỏ (0,5-3Km/h) và trên đất dốc.
5. Kết quả thực nghiệm đo quỹ đạo chuyển động của LHM khi di chuyển
trên đất dốc ngang hoàn toàn phù hợp với mô hình tính toán trong cùng điều kiện
làm việc như nhau, với sai số trung bình 12,2% là hoàn toàn tương thích về quy
luật. Điều đó chứng tỏ mô hình tính toán đủ tin cậy cho nghiên cứu.
6. Khi lắp phay lệch lên trên hoặc dưới dốc thì quỹ đạo đo được hoàn toàn
phù hợp với mô hình tính toán với sai số 9,7 và 13,6% là hoàn toàn nằm trong
phạm vi cho phép.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
1.Luận án đã tiến hành phân tích các thành phần phản lực của đất tác
động lên máy phay bao gồm hai thành phần lực chính là lực đấy phay PΣ1x và lực
nâng phay PΣ1z. Để đảm bảo được chiều sâu phay ổn định thì lực nâng phay phải
cân bằng với trọng lượng của máy và lực áp lực của cơ cấu thủy lực, còn lực đẩy
phay sẽ kết cấu và điều kiện sử dụng.làm tăng tính ổn định hướng chuyển động
của LHM khi lắp phay lệch xuống phía dưới dốc, còn nếu lắp lệch lên phía trên
dốc thì LHM sẽ xoay xuống phía dưới dốc nhanh hơn gây mất ổn định hướng lớn
hơn.
2. Luận án đã nghiên cứu lý thuyết và tìm được hàm mô men lực cản của
phay (2.30) cũng như hàm lực đẩy (2.28) phụ thuộc chỉ số động học λ (phụ thuộc
vào S), chiều sâu phay hc sau đó đã kiểm chứng bằng thực nghiệm. Kết quả có
sai số là 11,83 và 13,7% nhưng sai số nằm trong phạm vị cho phép.
3. Chất lượng làm đất phụ thuộc vào chỉ số động học λ (2.2), theo đó

25

nếu chỉ số động học λ tăng thì chất lượng làm đất và chi phí công suất cho phay

tăng, nhưng nếu λ tăng quá lớn thì chi phí công suất cho phay tăng nhanh (hình
2.18) song chất lượng làm đất tăng rất chậm (hình 2.7), để vừa đảm bảo chất
lượng phay và chi phí năng lượng hợp lý nên chọn chỉ số động học λ từ 3-5 khi
đó vừa vẫn đảm bảo yêu cầu nông học vừa tiết kiệm chi phí năng lượng.
4. Luận án đã xây dựng được mô hình động lực học mô tả khá đầy đủ tính
chất chuyển động của LHM trên đất dốc. Trong mô hình đã tích hợp tương tác
giữa động cơ, hệ thống truyền lực, dải xích, đất và máy nông nghiệp. Sử dụng
phần mềm Matlab cho phép mô phỏng và khảo sát linh hoạt các phương án kết
cấu, thông số sử dụng của LHM. Các thông số vào của mô hình được xác định
bằng thực nghiệm. Độ tin cậy và chính xác của mô hình đã được đánh giá thông
qua các thí nghiệm đối chứng với sai số 12,2% nằm trong phạm vi cho phép.
5. Ứng dụng phương pháp thực nghiệm xác định quỹ đạo chuyển động
của LHM bằng Camera tốc độ cao (FASTCAM SA1.1 675K-C1) hoàn toàn đáp
ứng khi LHM đang làm việc với vận tốc rất nhỏ (0,5-3Km/h) và trên đất dốc.
6. Qua mô phỏng lý thuyết và thực nghiệm đã chứng mình nếu LHM đi
vận tốc vx=1,2Km/h, độ dốc β=12o, chiều sâu phay hc=10cm và khi lắp phay ở
các vị trí khác nhau thì LHM sẽ chuyển động lệch ra khỏi hành lang an toàn. Cụ
thể khi lắp phay lệch trái (lắp xuống dưới dốc) là 12,5cm thì sau quãng đường
22m LHM ra khỏi hành lang an toàn (chạm vào hàng cây trồng), nếu phay lắp
lệch phải (lệch lên trên dốc) 12,5cm, sau quãng đường là khoảng 12m thì LHM
chạm ra khỏi hành lang an toàn. Vậy lên lắp phay lệch xuống phía dưới dốc sẽ
tăng tính ổn định hướng của LHM giúp người điều khiển đỡ căng thẳng vì sau
quãng đường dài hơn với phải đánh lái.
KIẾN NGHỊ
1. Tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện mô hình động lực học LHM khi làm
việc trên dốc ngang có kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngẫu nhiên như đất không
đồng nhất thể hiện bằng ứng suất pháp và ứng suất tiếp thay đổi khác nhau.
2. Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để thu thập bộ số liệu lực đẩy của
phay vào máy kéo ở một số loại đất có tính chất cơ lý điển hình trong nông lâm
nghiệp Việt Nam .

26