Nghiên cứu thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thuỷ lực cho liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học nông nghiệp i

Dơng trung hiếu

Nghiên cứu - thiết kế hệ thống truyền
động trợ giúp thủy lực cho liên hợp máy
vận chuyển nông lâm nghiệp

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị

cơ giới hóa Nông - Lâm nghiệp
M= sè: 60 52 14

Ng−êi h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Bïi HảI Triều

Hà Nội - 2006


Lêi cam ®oan

Tơi xin cam đoan, những số liệu và kết quả nghiên cứu
trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng
ñể bảo vệ một học vị nào.
Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực
hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thơng tin trích
dẫn trong luận văn đều đã ủc ch rừ ngun gc.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

1


Lời cảm ơn

Trong quỏ trỡnh thc hin ủ ti ny, tơi đã nhận được sự
hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tận tình của các thầy, cơ giáo trong
Khoa Cơ ðiện và các thầy cô trong trường. Nhân dịp này, cho phép
tơi được bày tỏ lịng biết ơn chân thành và sâu sắc đến:
Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Bùi Hải Triều
ñã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tơi thực hiện đề tài này.
Tơi xin chân thành cảm cam ơn tập thể cán bộ, giáo viên bộ
môn ðộng Lực - Khoa Cơ ðiện và tồn thể các thầy cơ giáo trong
Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp I - Hà Nội.
Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến các thầy cơ giáo
đã trực tiếp giảng dạy tơi trong q trình học tập tại trường và các
thầy cô giáo Khoa Sau ðại Học - Trường ðại học nông nghiệp I Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy cơ Khoa
Cơ Khí - Trường Cơng nhân cơ khí nơng nghiệp I - Trung ương đã
tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành đề tài này.
Tác giả

Dương Trung Hiếu

Tr−êng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sü khoa häc kü thuËt -------------------------------

2

Mục lục
1

1. mở đầu

1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài............................................................................ 3
1.3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................ 3
2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

4

2.1. Tình hình cơ giới hoá sản xuất nông lâm nghiệp.............................. 4
2.1.1. Tình hình cơ giới hoá và lịch sử phát triển máy móc cơ giới
hoá trên thế giới.............................................................................

4

2.1.2. Tình hình cơ giới hoá sản xuất nông lâm nghiệp ở Việt Nam.....

8

2.2. Khái quát về khai thác gỗ và các dạng kết cấu liên hợp máy vận
chuyển nông lâm nghiệp.................................................................... 11
2.2.1. Khái quát về khai thác gỗ............................................................... 11
2.2.2. Các dạng kết cấu liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp....... 12
2.3. Hoạt động vận chuyển và điều kiện sử dụng liên hợp máy vận
chuyển nông lâm nghiệp................................................................... 17
2.3.1. Các hoạt động vận chuyển trong sản xuất nông lâm nghiệp.......

17

2.3.2. Điều kiện sử dụng liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp...

20

2.4. Trang bị thuỷ lực trên các LHM vận chuyển lâm nghiệp.................. 22
2.4.1. Khái quát về truyền động thuỷ lực..............................................

22

2.4.2. Trang bị thuỷ lực trên các liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp....

23

2.5. Thị trờng thuỷ lực ở Việt Nam........................................................ 28
3. Lựa chọn - Tính toán và thiết kế liên hợp máy vận chuyển
truyền động trợ giúp thuỷ lực............................................................... 30

3.1. Điều kiện hoạt động của liên hợp máy vận chuyển gỗ lâm nghiệp... 30
3.2. Lựa chọn máy kéo và xác định các thông số cơ bản của máy kéo.... 33
3.3. Thiết kế rơ moóc vận chuyển gỗ theo máy kéo Shibaura- 3000A..... 36

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

3


3.4. Thiết kế hệ thống truyền động thủy lực trợ giúp cầu moóc.............. 41
3.4.1. Phác thảo sơ đồ động học của liên hợp máy vận chuyển gỗ có

truyền động trợ giúp thủy lực......................................................

41

3.4.2. Xây dựng sơ đồ mạch truyền động và điều khiển thủy lực.........

43

3.4.2.1. Sơ đồ mạch truyền động và điều khiển thuỷ lực...................

43

3.4.2.2. Hoạt động của hệ thống truyền động trợ giúp thủy lực........

44

3.4.3. Tính toán thiết kế chế tạo và lắp ráp hệ thống thuỷ lực trợ giúp.

52

3.4.3.1. Các phần tử của hệ thống thuỷ lực........................................

54

3.4.3.2. Tính toán tỷ số truyền...........................................................

54

3.4.3.3. Tính toán hộp giảm tốc.........................................................

60

4. Nghiên cứu thực nghiệm

68

4.1. Mục đích và phơng pháp thí nghiệm.............................................. 68
4.1.1. Mục đích.....................................................................................

68

4.1.2. Phơng pháp thí nghiệm.............................................................

74

4.2. Các phơng án thí nghiệm................................................................ 77
4.2.1. Thử khả năng đẩy của rơ moóc...................................................

77

4.2.2. Thử khả năng tự ngắt truyền động thủy lực cho cầu moóc khi
phanh..........................................................................................
4.2.3. Thử khả năng tự gài cầu mooc khi máy kéo không đủ bám........

78
79

4.2.4. Thử khả năng trợ giúp của cầu mooc trong điều kiện vận chuyển lâm
nghiệp......................................................................................................... 81

4.3. Phân tích kết quả thí nghiệm............................................................ 82
5. Kết luận và đề nghị.

85

5.1. Kết luận............................................................................................. 85
5.2. Đề nghị.............................................................................................. 85
Tài liệu tham khảo

86

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

4


1. Mở đầu
1.1. Đặt vấn đề
Những năm trớc đây, Việt Nam chóng ta lµ mét n−íc cã nỊn kinh tÕ
chËm phát triển, các hoạt động sản xuất trong nớc chủ yếu dựa vào sản xuất
nông lâm nghiệp, số lợng lao động tham gia sản xuất nông nghiệp chiếm trên
80% tổng số lao động trong cả nớc. Hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp
mang tính thời vụ nên hiệu suất sử dụng thời gian lao động rất thấp, thông
thờng chỉ tập trung vào khoảng 3 đến 4 tháng trong một năm nên thời gian
nhàn rỗi khá nhiều, thu nhập bình quân tính theo đầu ngời rất thấp. Hơn nữa,
sản xuất nông l©m nghiƯp chiÕm tû träng thÊp trong nỊn kinh tÕ, không tơng
ứng với tỷ lệ lao động. Trong những năm gần đây, nền kinh tế nớc ta đc có
những bớc phát triển mạnh mẽ. Nhà nớc ta đc tập trung hơn vào đầu t phát
triển các lĩnh vực: công nghiệp, du lịch, thơng mại và dịch vụ. Nền kinh tế
nớc ta đc có những bớc phát triển vợt bậc. Các nhà máy, các khu công

nghiệp đợc xây dựng và thu hút đợc rất nhiều lao động nhàn rỗi từ nông
thôn, làm giảm đáng kể số lao động phục vụ trong sản xuất nông lâm nghiệp,
làm tăng thu nhập, thúc đẩy nền kinh tế phát triển.
Tuy nhiên sản xuất nông lâm nghiệp vẫn giữ vị trí quan trọng trong
nên kinh tế quốc dân. Nhờ áp dụng tiến bộ khoa học vào trong sản xuất nông
nghiệp, điều kiện tự nhiên và sức lao động dồi dào nên đc thu đợc những kết
quả vợt bậc.
Sản xuất nông nghiệp nói chung và sản xuất lâm nghiệp nói riêng là
một quá trình sản xuất đặc thù, nó mang tính độc lập cao, điều kiện sản xuất
phức tạp, tiêu tốn nhiều sức lao động. Để nâng cao năng suất, giảm nhẹ sức
lao động cho các khâu sản xuất trong sản xuất lâm nghiệp cần thiết phải áp
dụng cơ giới hoá tổng hợp và sử dụng các phơng tiện hữu ích, áp dụng các hệ
thống máy móc phù hợp với từng vùng sản xuất, từng mục đích công việc.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

5


Vận chuyển nông lâm nghiệp là một trong những khâu công việc quan
trọng trong quá trình sản xuất. Hoạt động vận chuyển nông lâm nghiệp thờng
đợc thực hiện trong điều kiện địa hình, đờng sá rất khó khăn, nhất là vận
chuyển sản phẩm lâm nghiệp.
Các tuyến đờng giao thông đc đợc xây dựng rộng khắp trong cả
nớc nên việc vận chuyển lâm sản đến nơi tiêu thụ bằng ôtô là tơng đối thuận
lợi. Tuy nhiên, công đoạn khó khăn nhất là việc vận chuyển gỗ từ nơi khai
thác đến các các điểm tập kết hoặc các kho bci gần trục đờng giao thông.
Các con đờng từ nơi khai thác đến các điểm tập trung này thờng là các con
đờng mòn rất hẹp, hoặc là các con đờng tự tạo khi khai thác. Chúng có nền
đất yếu, bề mặt gồ ghề, hiểm trở, nhiều dốc, nhiều khúc cua gấp... Hơn nữa,

do ®iỊu kiƯn khÝ hËu nhiƯt ®íi ë n−íc ta, m−a nhiều làm cho các con đờng
này bị trơn trợt, lầy lội. Đây là các nguyên nhân làm cho việc vận chuyển
gặp rất nhiều khó khăn, không phù hợp để sử các loại ôtô và các phơng tiện
có tải trọng, bề rộng thân xe lớn và khả năng bám không tốt... Từ những điều
kiện thực tế trong vận chuyển lâm nghiệp, ngời ta thờng sử dụng các loại
máy kéo cho công đoạn vận chuyển này.
Trong thực tế, quá trình vận chuyển thờng gặp các trờng hợp xuất
hiện dốc cục bộ hoặc trợt cục bộ trên đờng dốc làm tăng tải trọng vợt quá
khả năng bám của cầu chủ động máy kéo.
Đc có nhiều giải pháp nhằm tăng khả năng bám cho máy kéo khi hoạt
động trong điều kiện địa hình đồi núi nh: Làm tăng hệ số bám của các bánh
chủ động bằng các loại bánh phụ hoặc các loại mấu bám đặc biệt, làm tăng
khả năng bám tăng trọng lợng bám của máy kéo bằng cách sử dụng nhiều
cầu chủ động (thông thờng là hai cầu chủ động)... Tuy nhiên, các giải pháp
này trong nhiều trờng hợp vẫn không đáp ứng đợc yêu cầu trong vận
chuyển và cha phù hợp với điều kiện sản xuất nông lâm nghiệp ở Việt Nam.
Để các liên hợp máy có thể vợt qua các trở ngại cục bộ trong quá
trình vận chuyển, Bộ môn Động lực - Khoa Cơ Điện- Trờng Đại học Nông

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sü khoa häc kü thuËt -------------------------------

6


nghiệp I Hà Nội đc thực hiện một nhánh của đề tài cấp nhà nớc: "Nghiên
cứu cải tiến máy kéo nông nghiệp để làm việc trên đất dốc lâm nghiệp"
mc số: KC 07 - 26 - 01.
Chủ nhiệm đề tài nhánh: PGS.TS. Nông Văn Vìn
Luận văn này sẽ thực hiện một phần của đề tài trên:
"Nghiên cứu - thiết kế hệ thống truyền động trợ giúp thủy lực cho liên hợp

máy vận chuyển nông lâm nghiệp".
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Nghiên cứu và phân tích các yếu tố trong thực tiễn hoạt động sản xuất
nông lâm nghiệp ở Việt Nam và u nhợc điểm của hệ thống truyền động
thủy lực từ đó lựa chọn liên hợp máy vận chuyển lâm nghiệp có truyền động
trợ giúp thuỷ lực với một máy kéo có công suất và các tính năng phù hợp với
điều kiện thực tế.
1.2.2. Yêu cầu
- Lựa chọn loại máy kéo phù hợp.
- Thiết kế rơ moóc với tải trọng tơng ứng với công suất máy kéo.
- Tính toán - thiết kế - chế tạo và lắp ráp hệ thống truyền động thuỷ
lực trợ giúp cho liên hợp máy và thiết kế hộp giảm tốc.
- Khảo sát thực nghiệm hoạt động của liên hợp máy với điều kiện thùc tÕ.

1.3. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn cđa đề tài
- Xây dựng cơ sở cho việc ứng dụng truyền động thuỷ lực vào trong
sản xuất nông lâm nghiệp với điều kiện thực tiễn ở nớc ta.
- Đa vào sản xuất lâm nghiệp liên hợp máy vận chuyển có truyền
động trợ giúp để tăng năng suất và hiệu quả của quá trình sản xuất.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

7


2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
2.1. Tình hình cơ giới hoá trong sản xuất nông lâm nghiệp

2.1.1. Tình hình cơ giới hoá và lịch sử phát triển máy móc cơ giới hoá trên

thế giới
Cơ giới hoá là sự thay thế sức lao động của con ngời bằng máy móc
để thực hiện nhanh chóng, với năng suất hiệu quả cao những công việc nặng
nhọc. Hiệu quả lao động của nó thể hiện ở chỗ, một ngời với tầm vóc và sức
lực có hạn của mình có thể vận hành đợc những cỗ máy có năng suất và hiệu
quả bằng nhiều ngời cộng lại, thời gian lao động và tăng năng suất lớn, tốc
độ cao của máy móc để giảm đợc thời gian lao động và tăng năng suất.
Vai trò của cơ giới hoá
Sản xuất ra của cải vật chất là thành qủa của xc hội loài ngời trong
quá trình lao động. Con ngời sử dụng công cụ lao động tác động vào tự
nhiên, bắt tự nhiên phục vụ mình. Trình độ phát triển công cụ sản xuất là
thớc đo mức độ phát triển sản xuất. Công cụ lao động có tính chất quyết định
nhất trong quá trình sản xuất của cải vật chất.
Công cụ sản xuất luôn luôn đợc cải tiến từ công cụ thô sơ lên công cụ
cơ khí hoá rồi tự động hoá. Cách mạng về công cụ sản xuất gắn liền với cách
mạng về khoa học kỹ thuật, tuy ở giai đoạn bắt đầu phát triển, khoa học kỹ
thuật trong lĩnh vực tự động hoá đc đạt trình độ khá cao.
Nhiều hệ thống máy móc tự động ®c thay thÕ con ng−êi trong viƯc
®iỊu khiĨn c¸c qu¸ trình sản xuất phức tạp tinh vi với năng suất cao và chất
lợng tốt. Tự động hoá các quá trìn sản xuất đc thay đổi hẳn tính chất lao
động, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, nhất là ở những khâu nặng
nhọc, độc hại nguy hiểm tạo điều kiện giảm thời gian lao động, khắc phục dần
sự khác nhau giữa lao động chân tay và lao động trí óc. Gần đây đc xuất hiện
nhiều loại máy có thể đảm nhiệm một chức năng bộ óc con ngời.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa häc kü thuËt -------------------------------

8

Những năm qua, ngành sản xuất chế biến còn tồn tại nhiều khó khăn,
điều kiện lao động còn quá năng nhọc, độc hại, nguy hiểm, nguyên liệu còn bị
lcng phí nhiều, năng suất lao động còn thấp trong khi nhu cầu xc hội ngày
càng cao về chất lợng và số lợng đối với sản phẩm nông sản. Vì vậy việc áp
dụng cơ giới hoá trong sản xuất chế biến lâm sản rất cần thiết.
Trong quá trình lao động, con ngời bắt đầu cải tiến công cụ thô sơ
thành những máy đơn giản nh từ việc đẽo gọt gỗ bằng tay dần dần cải tiến
công cụ và phơng tiện để có máy tiễn gỗ đạp chân, rồi ngời ta tiến hành cơ
khí hoá, thay lực đạp chân bằng động cơ, thay ngời cầm dao bằng bàn dao
chạy trên sống trợt của máy... Tiếp tục bổ sung bộ phận cơ khí hoá khác,
thêm và cải tiến dần các cơ cấu điều khiển, càng ngày máy càng thay đổi và
càng tiến bộ trở thành máy nửa tự động rồi tự động.
Trong lĩnh vực cơ khí hoá và tự động hoá các loại máy móc đc dần dần
xuất hiện:
+ Máy vạn năng còn một phần điều khiển bằng tay. Các bộ phận điều
khiển của máy đợc tự động hoá dần dần nh tự động råi ®ỉi chiỊu chun
®éng, tù ®éng ngõng, tù ®éng thay đổi vị trí dao... Loại máy này cho phép gia
công thuận lợi các vật phẩm có độ phức tạp bất kỳ năng suất thấp.
+ Máy nửa tự động và tự động vạn năng dùng trong sản xuất hàng loạt
lớn, hàng khối nhiều loại sản phẩm không khác nhau về hình dạng, công nghệ,
năng suất cao nhng phạm vị sử dụng mỗi máy hẹp hơn nhiều so với loại trên.
Máy móc cơ khí hoá trên thế giới đợc phát triển khá sớm. Từ những
năm cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19, c¸c n−íc cã nỊn khoa häc ph¸t triĨn ë Châu
Âu và Châu Mỹ đc phát triển các loại máy móc - công cụ kiểu mới, nửa cơ khí
và tiến lên cơ khí [15].
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, con ngời đc ngày
càng thay thế nhiều máy móc vào trong sản xuất và cuộc sống hàng ngày giúp

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

9


làm giảm sức lao động của con ngời. Máy móc sẽ thực hiện nhanh chóng,
chính xác với năng suất và hiệu quả cao những công việc nặng nhọc. Hiệu quả
lao động của nó thể hiện ở chỗ, một ngời với tầm vóc và sức lực có hạn của
mình có thể vận hành đợc những cỗ máy có năng suất và hiệu quả bằng
nhiều ngời cộng lại, rút ngắn đợc thời gian, giảm chi phí và tăng năng suất
lao động.
Nhiều hệ thống máy móc tự động đc thay thế con ngời trong việc
điều khiển các quá trình sản xuất của cải vật chất rộng lớn, phức tạp tinh vi với
năng suất cao và chất lợng tốt. Tự động hoá các quá trình sản xuất đc thay
đổi hẳn tính chất lao động, cải thiện điều kiện làm việc của công nhân, nhất là
ở những khâu nặng nhọc, độc hại nguy hiểm tạo điều kiện giảm thời gian lao
động, khắc phục dần sự khác nhau giữa lao động chân tay và lao động trí óc.
Gần đây đc xuất hiện nhiều loại máy có thể đảm nhiệm một chức năng bộ óc
con ngời.
Các loại máy đợc sử dụng thông thờng gồm hai phần: Phần động lực
và phần các thiết bị chấp hành hay còn gọi là máy công tác.
Trong lịch sử phát triển của ngành chế tạo máy, những chiếc máy hơi
nớc (động cơ đốt ngoài) đầu tiên đợc chế tạo ra đc giúp con ngời trong
việc cơ giới hoá, chúng thờng đợc sử dụng với những công việc tĩnh tại hoặc
đợc sử dụng với những cỗ máy lớn không yêu cầu cao về giới hạn kích thớc
nh tàu thuỷ, tàu hoả... Tuy nhiên những chiếc máy này có hình dạng và kích
thớc rất kồng kềnh, gây ra khá nhiều bất tiện trong quá trình sử dụng. Do
những nhợc điểm của nó nên hiên nay các động cơ hơi nớc rất ít đợc sử
dụng, nhng máy hơi nớc vẫn là một thành tựu vĩ đại của loài ngời, nó mở
đờng cho kỷ nguyên của máy móc và ngành cơ khí.
Để khắc phục những nhợc điểm của máy hơi nớc, các nhà khoa học
đc phát minh ra loại động cơ đốt trong với kích thớc nhỏ gọn hơn nhiều mà

công suất lại lớn hơn nhiều. Ngày nay, ngoài các loại động cơ đốt trong đợc

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sü khoa häc kü thuËt -------------------------------

10


sử dụng phổ biến còn có loại động cơ sử dụng điện năng, đó là động cơ điện.
Các loại động cơ kết hợp với các máy công cụ đc thực sự thay thế dần sức lao
động của con ngời.
Qua thực tiễn lao động và sản xuất ra của cải vật chất, ngời ta đc chế
tạo ra các máy công cụ nhằm thực hiện một hoặc một số công việc nào đó
trong quá trình sản xuất. Với sự phát triển của khoa học công nghệ thì gần nh
trong tất cả các lĩnh vực đều có các loại máy móc có thể thay thế cho con
ngời. Từ những công việc phổ thông nh công việc chân tay nặng nhọc đến
các công việc đòi hỏi sự khéo léo và trí thông mình của con ngời.
Cùng với sự ra đời của các loại máy móc là các cơ cấu hoặc các hệ
thống truyền động đơn giản nh: bộ truyền động đai, bộ truyền động xích, bộ
truyền động bánh răng, bộ truyền động trục vít - bánh, truyền động trụ, cơ cấu
biến đổi chuyển động tay quay con trợt... Nó đc đáp ứng đợc phần lớn nhu
cầu truyền động trong cơ khí.
Các bộ truyền động cơ học nói chung việc chế tạo, lắp ráp và sử dụng
tơng đối đơn giản. Hầu hết chúng đợc sử dụng để truyền động giữa các chi
tiết, bộ phận có khoảng cách cố định trong quá trình làm việc, chỉ có truyền
động trục các đăng là có truyền động giữa hai chi tiết mà khoảng cách có thể
thay đổi trọng một phạm vi hẹp nhất định. Đó cũng là nhợc điểm của các bộ
truyền động cơ học.
Đối với máy kéo nói chung, máy kéo lớn nói riêng đc đợc nhiều nhà
khoa học nghiên cứu và đợc công bố. Các công trình nghiên cứu này thờng
là xây dựng cơ sở lý thuyết động lực học hoặc dạng mô hình toán. Các công

trình này mang đến thành tựu to lớn cho lĩnh vực ôtô - máy kéo làm cơ sở cho
các cán bộ chuyên môn triển khai áp dụng. Tuy nhiên đối với các loại máy
kéo nhỏ thì lại ít đợc nghiên cứu, đặc biệt là các công trình nghiên cứu mang
đặc thù lâm nghiệp thì càng hạn chế.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kü thuËt -------------------------------

11


2.1.2. Tình hình cơ giới hoá trong sản xuất nông lâm nghiệp ở Việt Nam
Máy móc cơ khí hoá nông lâm nghiệp đợc du nhập vào nớc ta khá
muộn, khoảng cuối những năm 50 đầu những năm 60 của thế kỷ 20 sau khi
cách mạng tháng 8 thành công, và chủ yếu đợc tập trung ở miền Bắc vì miền
Nam còn bị chia cắt. Sau năm 1975 khi đất nớc hoàn toàn thống nhất, cơ khí
hoá nông lâm nghiệp đợc đẩy mạnh trên toàn quốc nhng đến giữa và cuối
những năm 80, cơ khí hoá nông nghiệp có phần bị giảm sút do điều kiện sản
xuất và trình độ khoa học kỹ thuật của ta còn hạn chế [15].
Từ năm 1955 đến năm 1975, đây là giai đoạn đất nớc bị chia cắt làm
hai miền. Miền Nam bị xâm chiếm bởi đế quốc Mỹ, các hoạt động sản xuất
nông lâm nghiệp thời gian đầu khoảng từ 1956 đến 1967 chủ yếu tập trung
vào khai hoang các vùng đất mới. Những năm tiếp theo số lợng máy móc cơ
giới hoá đợc đa vào phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là tơng đối lớn.
Tính từ năm 1955 đến 1975 đc trang bị đợc số lợng máy kéo là: 7000 máy
kéo lớn, 2500 máy kéo cỡ trung và khoảng 15000 máy kéo nhỏ.
Miền Bắc đợc chú trọng phát triển nông nghiệp nhằm phát triển kinh
tế và cung cấp lơng thực cho chiến trờng miền Nam. Trong giai đoạn này
sản xuất lâm nghiệp ít đợc quan tâm mà chủ yếu là chúng ta khai thác rừng
phục vụ cho các nhu cầu của đất nớc nên giai đoạn này máy móc cơ giới hoá
chủ yếu tập trung cho các hoạt động của sản xuất nông nghiệp nh: cơ giới

hoá trong khâu làm đất, gieo hạt, chăm sóc và vận chuyển... nhng chủ yếu
vẫn tập trung ở các nông trờng quốc doanh và các khu kính tế trọng điểm.
Trong thời kỳ này, các loại máy móc cơ giới hoá đợc sử dụng chủ yếu là các
loại máy kéo có công suất từ 7 đến 80 mc lực và các loại động cơ nổ. Theo
thống kê, số lợng máy kéo trong nớc tính đến năm 1960 là 661 chiếc lớn
nhỏ, đến năm 1965 con số này là 1200 chiếc với công suất từ 7 đến 80 mc lực.
Giai đoan từ năm 1976 đến 1985, đây là giai đoạn sau khi đất nớc
hoàn toàn thống nhất, cơ giới hoá nông nghiệp đợc Đảng và nhà nớc chú

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sü khoa häc kü thuËt -------------------------------

12


trọng phát triển trên phạm vi toàn quốc. Trong giai đoạn này, máy móc cơ giới
hoá vẫn chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực trong sản xuất nông nghiệp và đc
sử dụng máy móc để phục vụ khâu vận chuyển. Các loại máy móc trong giai
đoạn này là máy kéo, ôtô, động cơ nổ, động cơ điện... cụ thể số lợng máy
móc cơ giới hoá đợc trang bị trên toàn quốc là [15]:
Bảng 2.1. Trang bị động lực cho nông nghiệp (năm 1983)
TT

Loại máy

Đơn vị

Cả nớc

Miền Bắc

Miền Nam

1

Máy kéo lớn

chiếc

18.224

6.820

11.404

2

Máy kéo nhỏ

-

16.696

6.261

10.435

3

Ô tô tải

-

2.020

993

1.027

4

Động cơ Diesel

-

57.889

19.434

38.455

5

Động cơ xăng

-

188.073

1.027

186.866

6

Động cơ điện

-

10.686

8.990

1.696

Nói chung, trong giai đoạn này do cơ chế kinh tế tập trung nên
không khích lệ phát triển làm cho nền kinh tế bị trì trệ và có phần bị suy thoái
nên cơ khí hoá trong nông nghiệp cũng không phát triển.
Đại hội Đảng toàn quốc lần VI (1986) đc ®Ị ra ®−êng lèi ®ỉi míi kinh
tÕ nh»m kh¾c phơc tình trạng trì trệ suy thoái kinh tế do hậu quả của cơ chế
hoá tập trung.
Sau khi thực hiện khoán 10 (1988) của Đảng, hộ nông dân tự chủ sản
xuất, đất nông nghiệp đợc giao khoán cho từng hộ để sử dụng lâu dài. Đây là
giai đoạn nền kinh tế nớc ta bắt đầu khởi sắc và đc có những bớc phát triển
vợt bậc. Sản xuất nông nghiệp đợc đa dạng hoá, và cũng đc bắt đầu chú
trọng phát triển kinh tế nông lâm kết hợp.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuËt -------------------------------

13

Trong giai đoạn này máy móc cơ giới hoá cũng thực sự phát triển và
khẳng định đợc vị trí của mình, các chủng loại máy phong phú hơn, ngoài
các loại máy móc đợc nhập ngoại thì một phần không nhỏ máy móc đợc
sản xuất trong nớc nh máy kéo Bông Sen -12 và một số loại khác đc đợc
đa vào sử dụng. Các hộ gia đình đc đầu từ mua máy móc để vừa phục vụ sản
xuất trong gia đình và vừa làm dịch vụ [15].
Bảng 2.2. Trang bị động lực cho nông nghiệp (năm 1995)
TT

Loại máy

Đơn vị

Số lợng

Tổng công suất (mà lực)

1

Máy kéo lớn

chiếc

28.630

1.307.630

2

Máy kéo nhỏ

-

72.286

788.680

3

Ô tô tải

-

20.163

4

Động cơ Diesel/ xăng

-

346.010

2.589.455

6

Động cơ điện

-

90.880

653.253

Cũng trong giai đoạn này, sản xuất lâm nghiệp đợc phát triển mạnh
mẽ và cũng đc đợc cơ giới hoá một số khâu nh chặt hạ, bốc dỡ và vận
chuyển, phun thuốc, bơm nớc...
Đất lâm nghiệp nớc ta với tổng diện tích khoảng 11,575 triệu ha,
trong đó rừng tự nhiên: 90,8% và rừng trồng là 9,2%. Ngoài diện tích của các
lâm trờng quốc doanh, một lợng không nhỏ đất rừng do các hộ gia đình
quản lý. Các hộ gia đình sản xuất lâm nghiệp thờng ít sử dụng máy móc do
điều kiện kinh tế mà chủ yếu là các lâm trờng quốc doanh [15].
Đến năm 1998 các lâm trờng đc trang bị máy động lực cơ khí các
loại: ôtô, máy kéo và các loại máy lâm nghiệp phục vụ sản xuất giống cây
con, trồng rừng, khai thác và vận chuyển lâm sản.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

14


Bảng 2.3. Trang bị động lực cho sản xuất lâm nghiệp (1998)
Loại máy

Đ.vị

sản xuất

Trồng

Khai thác vận

giống

rừng

chuyển

Ô tô - Máy kéo

chiếc

600

800

Máy bơm nớc

-

1000

600

Máy phun thuốc

-

2.000

3.400

Tổng công suất

sức ngựa

43.600

67.120

612.000

%

60 - 70

4-5

60 - 70

Tỷ lệ cơ giới hoá

4.700

Ta thấy rằng, riêng với sản xuất lâm nghiệp thì khai thác và vận
chuyển là khâu nặng nhọc và chiếm nhiều nguyên công nhất nhng cũng đc
có tới 60 - 70 % công việc là do máy móc đảm nhận. Phần lớn số máy kéo và
ôtô trong sản suất lâm nghiệp là phục vụ cho công đoạn khai thác và vận

chuyển.
2.2. Khái quát về khai thác gỗ và các dạng kết cấu liên hợp
máy vận chuyển nông lâm nghiệp

2.2.1. Khái quát về khai thác gỗ và các hình thức vận xuất gỗ
Khai thác gỗ là một công đoạn trong quá trình sản xuất nông lâm
nghiệp. Chúng ta sử dụng các công cụ thủ công hoặc máy móc để chặt hạ và
thu hoạch sản phâm. Diện tích rừng thờng là các vùng đất đồi núi, địa hình
hiểm trở nên việc khai thác gặp rất nhiều khó khăn, đặc biệt là các khu rừng tự
nhiên, việc khai thác cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo kích thớc và khối lợng sản phâm theo yêu cầu.
- Không làm ảnh hởng đến môi trờng sinh thái.
- Không làm ảnh hởng xấu đến quá trình tái sinh của rừng trồng.
- Đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Th¹c sü khoa häc kü thuËt -------------------------------

15


Sau khi gỗ đợc chặt hạ, chúng phải đợc vận xuất đến các điểm tập
kết ở một vị trí thuận lợi để thực hiện tiếp công đoạn vận chuyển. Trong các
khâu của quá trình khai thác, vận xuất là một khâu quan trọng, nó ảnh hởng
rất lớn đến năng suất, giá thành và chi phí khai thác.
Để thu gom gỗ từ nơi chặt hạ ra các bci tập chung, tuỳ theo điều kiện
của mỗi nớc và mỗi vùng sản xuất khác nhau mà có thể áp dụng các hình
thức vận xuất gỗ khác nhau sau đây [1]:
- Vận xuất bằng thủ công.
- Vận xuất gỗ bằng máng lao.
- Vận suất gỗ bằng tời.

- Vận xuất gỗ bằng đờng cáp trên không.
- Vận xuất gỗ bằng máy kéo.
- Vận xuất gỗ bằng khinh khí cầu hoặc máy bay trực thăng.
Các nớc công nghiệp phát triển thờng áp dụng công nghệ và thiết bị
tiên tiến để cơ giới hoá khâu chặt hạ, vận xuất, bốc dỡ và vận chuyển gỗ ở
những vùng khai thác gỗ tập trung và có sản lợng cao. Các nớc đang phát
triển thờng áp dụng công nghệ cổ điển hoặc công nghệ trung bình để khai
thác gỗ. Tùy theo điều kiện của mỗi nớc, mỗi vùng khai thác mà có thể áp
dụng những hình thức thủ công với hình thức cơ giới, giữa công nghệ khai
thác trung bình với công nghệ khai thác tiên tiến.
2.2.2. Các dạng kết cấu liên hợp máy vận chuyển nông lâm nghiệp
Hiện nay, cơ giới hoá trong sản xuất nông lâm nghiệp chiếm tỷ lệ rất
cao. Phần lớn những công việc nặng nhọc mà con ngời phải đảm nhiệm trớc
đây thì bây giờ đc đợc thay thế bằng máy móc. Nhiều nớc trên thế giới, các
hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp chủ yếu là sử dụng một lợng nhỏ lao
động để điều khiển các hệ thống máy móc và các thiết bị cơ giới nhiện đại...
Thí du, ở Pháp là 90%, Mỹ là 35%, Tây Đức 75%, Liên Xô 60%...

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa häc kü thuËt -------------------------------

16


Trong sản xuất nông lâm nghiệp, máy kéo đóng vai trò hết sức quan
trọng bởi vì chúng có những đặc điểm phù hợp với điều kiện sản xuất trong
nông lâm nghiệp:
+ Khả năng di chuyển linh hoạt trên mọi địa hình, đờng sá nhờ kích
thớc nhỏ gọn.
+ Khả năng kéo bám tốt nhờ kết cấu đặc biệt của các bánh chủ động.
+ Việc điều chỉnh tốc độ dễ dàng trong phạm vi lớn nhờ có hệ thống

truyền lực đợc thiết kế với nhiều cấp truyền khác nhau, dải tốc độ nằm trong
khoảng từ 4 - 33 km/h.
+ Các loại máy kéo có nhiều loại với công suất khác nhau, thờng n»m
trong kho¶ng tõ 7 - 80 mc lùc [15].
+ ViƯc điều khiển máy kéo và các bộ phận khác cũng khá dễ dàng.
+ Chăm sóc, bảo dỡng thuận tiện, đơn giản.
Sản xuất nông lâm nghiệp ở nớc ta trong nhiều năm trở lại đây, đc sử
dụng một số loại thiết bị máy móc để cơ giới hoá các khâu chặt hạ, vận xuất,
bốc dỡ và vận chuyển lâm sản ở một số vùng rừng tự nhiên và rừng trồng
nguyên liệu, cụ thể:
- Liên hợp máy vận xuất gỗ, bốc dỡ và thu gom gỗ
- Liên hợp máy vận chuyển:
+ Máy kéo bánh hơi một cầu- rơ moóc một cầu, rơ moóc hai cầu.
+ Máy kéo bánh hơi hai cầu - rơ moóc một cầu, rơ moóc hai cầu
Rơ moóc máy kéo, rất khác nhau về công dụng cũng nh cấu tạo. Tuỳ
theo công dụng vận chuyên, loại hàng hoá để thiết kế rơ moóc cho phù hợp.
Theo đặc điểm cấu tạo, máy kéo loại một cầu, hai cầu... Xu hớng phát triển
chủ yếu của rơ moóc máy kéo là rẻ tiền và tăng đợc trọng lợng bám và khả
năng kéo cho máy kéo [1].

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

17


Để đáp ứng các yêu cầu trên, ở các nớc công nghiệp phát triển đc chế
tạo và đa vào sử dụng các loại máy kéo chuyên dùng cho vận xuất, vận
chuyển lâm sản nh:
- LKT 80 do Tiệp Khắc sản xuất; VOLVO - Thuỵ Điển, KOMATSU Nhật Bản... Các loại máy kéo này có khả năng bám rất tốt. Tuy nhiên, chúng
có cấu tạo phức tạp, giá thành cao, vốn đầu t lớn, phụ tùng thay thế khó khăn

và giá thành khá cao. Chúng chỉ phù hợp với những cơ sở lâm nghiệp quy mô
lớn và thích ứng với các khu khai thác gỗ và lâm sản tập trung có khối lợng
lớn, cự ly vận chuyển không dài, Ngoài việc vận chuyển chúng còn có các
chức năng gom gỗ, xếp gỗ và bốc dỡ gỗ.
ở nớc ta, do nền nông nghiệp, đặc biệt là công nghiệp chế tạo máy
cha phát triển, vốn đầu t còn rất hạn chế nên cha thể chế tạo đợc các loại
máy kéo chuyên dùng, cũng rất hạn chế nhập khẩu đợc các loại máy chuyên
dùng có tính năng kỹ thuật cao, toàn năng vào các khâu công việc phục vụ cơ
giới hoá vận xuất, vận chuyển gỗ vùng đồi núi. Mặt khác, rừng Việt Nam trữ
lợng gỗ thấp, khai thác chủ yếu là khai thác có chọn lọc, việc chọn phơng
tiện vận chuyển thích hợp cũng là những vấn đề cần nghiên cứu.
Hiện nay do tác động của cơ chế kinh tế nhiều thành phần, do việc
giao đất khoán rừng cho các hộ nông dân sử dụng lâu dài trên các địa bàn
trung du miền núi. Các trang trại sản xuất nông - lâm nghiệp xuất hiện, kinh tế
trang trại và các sản phẩm từ trang trại cũng đang là thị trờng hấp dẫn cho
các dịch vụ cơ khí lâm nghiệp, đặc biệt là công tác vận chuyển. Nhiều hộ gia
đình, các chủ trang trại ®c mua m¸y kÐo víi mơc ®Ých ®Ĩ tù vËn chuyển và
thực hiện các dịch vụ trên. Các loại máy kéo này chủ yếu là các loại máy kéo
cỡ nhỏ và trung bình nh máy kéo Kobuta, Shibaura do Nhật bản chế tạo, máy
kéo Đông Phong - Trung Quốc và máy kéo Bông Sen - Việt Nam [15]...
Đối với máy kéo nhỏ đợc sử dụng trong nớc hiện nay có u điểm là
dễ dàng di chuyển trên địa hình phức tạp, nhng chúng cũng còn nhiều nhợc

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kü thuËt -------------------------------

18


điểm nh tính năng sử dụng và một số kết cấu cha hợp lý hơn nữa khi áp
dụng vào từng điều kiện cụ thể trong lâm nghiệp thì chúng không phát huy

đợc lợi thế của mình, công suất nhỏ cha đáp ứng đợc nhu cầu vận chuyển
khi khai thác với khối lợng sản phẩm lớn.
Trong khi chúng ta cha đủ khả năng để trang bị các máy chuyên
dùng với chi phí ban đầu lớn thì việc nghiên cứu cải tiến để nâng cao tính
năng kỹ thuật của máy kéo thông thờng cho phù hợp với điều kiện sử dụng ở
vùng đồi núi sẽ có ý nghĩa không nhỏ, đặc biệt cho các trang trại, các đội sản
xuất lâm nghiệp và các trờng có vốn đầu t nhỏ đang dùng máy kéo bánh hơi
cỡ nhỏ phổ biến hiện nay.
Dới đây là một số loại máy kéo thờng sử dụng trong vận xuất và vận
chuyển gỗ lâm nghiệp.
Máy kéo bánh xích: là loại thiết bị đợc sử dụng đầu tiên vào vận xuất
gỗ. Những loại máy kéo xích đầu tiên thờng đợc sử dụng khí ga nh máy
kéo KT- 12 của Liên Xô, loại này có u điểm là sử dụng nguyên liệu ngay tại
chỗ (than, củi, gỗ, dầu thừa...) nên giá thành vận xuất hạ, song hiệu quả của
máy thấp, thời gian chuẩn bị cho máy làm việc lâu, công suất của máy nhỏ,
điều kiện vệ sinh cho công nhân vận hành máy không đợc đảm bảo. Trên cơ
sở của những chiếc máy kéo chạy bằng khí ga, ngời ta chế tạo..... chế tạo ra
những loại máy vận xuất chạy bằng dầu diesel. Những loại máy này công suất
lớn hơn, hệ thống điều khiển ngày càng tiện ích và tin cậy hơn, đáp ứng đợc
các yêu cầu về cơ giới hoá khâu vận xuật từ loại gỗ nhỏ đến loại gỗ lớn. ở
Liên Xô thờng sử dụng các loại máy kéo TDT 40, TDT 40M, TDT 60, TDT
55... ë c¸c n−íc khác nh Thụy Điển, Na uy, Phần Lan, Canada... cũng chế
tạo và sử dụng nhiều loại máy kéo xích chuyên dùng trong nông nghiệp.
Ngoài chức năng vận xuất, nhiều loại máy kéo xích đợc trang bị thêm bộ
phận cắt để hạ cây, cắt khúc, bộ phận dùng để tuốt cành khi đổ chúng trở
thành những máy khai thác gỗ liên hợp kiểu FELLER SUNCHER.

Trờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội Luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật -------------------------------

19