Nghiên cứu tính năng kéo bám của hệ thống di động xích máy nông nghiệp tự hành

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐÀO HỮU ĐOÀN

NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG KÉO BÁM
CỦA HỆ THỐNG DI ĐỘNG
XÍCH MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

HÀ NỘI – 2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐÀO HỮU ĐOÀN

NGHIÊN CỨU TÍNH NĂNG KÉO BÁM
CỦA HỆ THỐNG DI ĐỘNG
XÍCH MÁY NÔNG NGHIỆP TỰ HÀNH

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

MÃ SỐ : 62 52 01 03

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. NGUYỄN NGỌC QUẾ
2. PGS.TS. NÔNG VĂN VÌN

HÀ NỘI – 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận án đã được
cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận án này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 05 tháng 01 năm 2015
Tác giả luận án

Đào Hữu Đoàn

i


LỜI CẢM ƠN
Với tất cả lòng chân thành, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy
hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Ngọc Quế và PGS.TS. Nông Văn Vìn, Học viện
Nông Nghiệp Việt Nam đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ để tôi hoàn
thành bản luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy trong ban lãnh đạo, tập thể cán bộ
giáo viên Khoa Cơ điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Ban Giám hiệu và các

đơn vị, Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam, Ban Giám hiệu và các đơn vị,
Trường Cao đẳng Nghề Bắc Giang đã giúp đỡ về chuyên môn cũng như tạo điều
kiện cho tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và đặc
biệt các thành viên trong gia đình đã giúp đỡ, ủng hộ và động viên để tôi hoàn
thành bản luận án này.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận án

Đào Hữu Đoàn

ii


MỤC LỤC
L

i

ờ
i

i
i

c

i

a

i

m

i

1
Tí
2
M
3
Đố
4
Nh
5
Ý
6
Nh
Ch
ươ
1.1
Tí
1.1
.1
1.1
.2
1.2
Tổ
1.2

.1
1.2
.2
1.3
Ng
1.3
.1
1.3
.2
1.3
.3
1.3
.4
1.3
.5
1.4
M
1.5
Kế

1v
3
3
3
3
4
6
6
6
8

1
1
1
2
1
2
1
3
1
4
1
6
2
2
2
4
3
0
3
3
3
5
3


Chương 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

37

2.1

Nghiên cứu lý thuyết

37

2.1.1

Phương pháp mô hình hóa

37

2.1.2

Phương pháp xác định tính chất kéo bám máy kéo xích cứng

41

2.1.3

Phương pháp mô hình hóa xác định tính chất kéo bám của hệ thống
di động xích mềm

44

2.2

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

50

2.2.1

Mục tiêu và nhiệm vụ của nghiên cứu thực nghiệm

50

2.2.2

Thực nghiệm xác định các thông số đầu vào cho mô hình nghiên
cứu lý thuyết

2.2.3
2.3

52

Nghiên cứu thực nghiệm xác định tính chất kéo bám của máy kéo
xích với hệ thống di động xích cao su

59

Kết Luận chương 2

63

Chương 3 MÔ HÌNH LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT KÉO BÁM
C 6
3.1 Ủ
Đ 5
6

3.2 ặt
M 5
6
3.2
.1
3.2

ôM
ôM

7
6
7
6

.2
3.3 ôM 9
7
ô
3.3 T 7
7
.1
3.3
.2
3.3

ín
T
ín
T

7
7
9
8

.3
3.3
.4
3.3

íT
Pí

0
8
0
8

.5
3.4 hL 0
8
3.5 ư
K 1
8
h 3
3.5 T 8
.1
3.5 hH 3
8

.2 ệ 4
3.5 M 8
.3 ột 5
3.6 K
h
tí 8
n 9
4


3.6 Ản
.1 h
3.6 Ản
.2 h
3.6 Ản
.3 h
3.6 Ản
.4 h
3.7Kết
luậ
Ch 4
ươ N
4.1Đặt
vấn
4.2Xá
c
4.2 Xá
.1 c
4.2 Xá
.2 c

4.3Ng
hiê
4.3 Mô
.1 hìn
4.3 Mô
.2 hìn
4.3 Thi
.3 ết
4.3 Thi
.4 ết
4.3 Thi
.5 ết
DA
SY
4.4Qu
y
4.5Kết
quả
4.6Tín
h
4.6 Xá
.1 c
4.6 Xử
.2 lý
4.6 So
.3
sán
4.7Kết
luậ
KẾT

LUẬN
1
Kết
2
Để
Danh
mục
Tài
liệu
Phụ
lục

8
9
9
2
9
4
9
7
10
0
10
1
10
1
10
1
10
1

11
0
11
6
11
6
11
7
11
8
12
1
12
5
12
5
12
6
12
8
12
8
13
0
13
3
13
4

13

6
13
7
13
8
13
9
14
5

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
K
ý
Ứ
hi
ng
α G
óc
σ Ứ
η ng
su
γ s Tr
ọn
β G
óc
ωk V
ận

δ Đ
ộ
θf G
óc
θr G
óc
θt0 G
óc
a H
ệ
c0 H
ệ
c1 H
ệ
c2 H
ệ
CI C
hỉ
e Đ
ộ
e0 Đ
ộ
E1 N
ăn
E2 N
ăn
E3 N
ăn
E4 N
ăn

F L
ực
Fca L
ực
Fd L
ực
Fm L
ax
ự
Fp P
hả

Đơ
n
k
vị
P
R
a
k
P
a
N
/
R
a
R
a
%
R

a
R
a
R
a
1
/
2+1
c /
-mNc1
m
m
k
N
k
N
k
N
k
N
k
N
k
N
k
N
k
N
k
N

6


G

Trọng lượng xe (Tải trọng pháp)

kN

h

Chiều cao vấu xích

m

hg

Chiều cao tọa độ trọng tâm xe

m

j

Khoảng trượt của mấu xích

m

K

Mô đun biến dạng cắt

k1

Hệ số lún 1 phụ thuộc loại đất tương tác với xích

-

k2

Hệ số lún 2 phụ thuộc loại đất tương tác với xích

-

Kpc, Kpq

Hệ số hàm góc ma sát trong của đất

Kr

Tỷ lệ của ứng suất tiếp dư τr trên ứng suất tiếp tối đa τmax

Kω

Khoảng trượt ở ứng suất tiếp đạt cực đại τmax

mc

Hệ số kết dính phụ thuộc loại đất tương tác với xích

kPa

mf

Hệ số ma sát phụ thuộc loại đất tương tác với xích

-

MI

Chỉ số di động

Mk

Mô men xoắn tác động lên bánh sao chủ động

kNm

MMP

Áp suất tối đa trung bình

kPa

n1

Hệ số mũ 1 lún phụ thuộc loại đất tương tác với xích

-

n2

Hệ số mũ 2 lún phụ thuộc loại đất tương tác với xích

-

Nc

hệ số khả năng chịu lực Terzaghi c

Nq

hệ số khả năng chịu lực Terzaghi q

Nγ

hệ số khả năng chịu lực Terzaghi γ

p

Áp suất tiếp xúc dưới dải xích

kPa

P1

Lực chủ động tác động lên phần dưới của dải xích.

kN

pf

Áp suất tiếp xúc dẫn hướng,

kPa

Pf

Lực cản nén tác động theo chiều ngang tại độ sâu z phần

kN

trước của xích
pf0

Áp suất tiếp xúc tĩnh dưới điểm trước tiên của phần chính dải xích

Pfb

Lực thành phần của lực đẩy Pk tác dụng lên đỉnh mấu phần bánh
dẫn hướng

Pk

Tổng lực đẩy tác dụng vào dải xích chưa biến dạng

vii

kN

kPa
kN


pm

Áp suất tiếp xúc trung bình dưới dải xích

kPa

Pm

Lực chủ động có ích tác động theo chiều ngang qua điểm

kN

đặt lực ở móc kéo
Pmb

Lực thành phần của Pk tác dụng lên đỉnh mấu phần chính dải xích

kN Pms

Lực thành phần của Pk tác dụng cạnh mấu phần chính dải xích

kN pr

Áp suất bánh xích sau

kPa pr0

Áp suất tiếp xúc tĩnh dưới điểm sau cùng của phần chính dải

xích
bánh sau

kPa Prb

Lực thành phần của Pk tác dụng lên đỉnh mấu phần
kN Prs

Lực thành phần của Pk tác dụng lên cạnh máu

phần bánh dẫn hướng

kN Ps

Tác dụng theo chiều dọc theo hàng của

bánh đè

kN Psf

Lực thành phần của Pk tác dụng lên cạnh

mấu phần bánh sau
kN RCI

kN Rc

Lực cản đất

Chỉ số nón danh nghĩa

Rf

Bán kính bánh dẫn hướng

m

RI

Chỉ số nén lại

Rk ,

Bán kính chia của bánh sao chủ động

m

Rr

Bán kính bánh sau

m

s0

Độ lún tĩnh của dải xích

m

s0(X)

Độ lún tĩnh tại điểm khảo sát X

m

sf0

Lượng lún tĩnh điểm đầu của dải xích tiếp xúc với đất

m

sr0

Lượng lún tĩnh điểm sau của dải xích tiếp xúc với đất

m

ss

Độ lún trượt của dải xích

m

t

Bước vấu xích

m

T

Lực căng xích

kN

T0

Lực căng xích ban đầu

kN

V

Vận tốc thực của xe

m/s

V’

Vận tốc lý thuyết

m/s

Vs

Vận tốc trượt của xe

m/s

W’ct

Lực phá hỏng do cắt cục bộ của dải xích

kN

8


Wc
Wc
’
Wc
ws
Z
z0
Zp

Tải giới hạn theo đơn vị chiều dài
T
ả
i
T
r
P
h
C
h

i

N/m

N
/
m
N
/
k
N
m
k

9


DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

3.1

Thông số kỹ thuật máy kéo xích cao su B2010

4.1

Kết quả thí nghiệm lún tĩnh s0<=h

102

4.2

Kết quả thí nghiệm lún tĩnh s0>h

102

4.3

Kết quả thí nghiệm đo lực kéo Pk và chiều dài trượt của mấu xích
tương ứng j khi G= 10507 N

4.4
4.5

84

103

Kết quả thí nghiệm đo lực kéo Pk và chiều dài trượt của mấu xích
tương ứng j khi G = 13000 N

103

Kết quả thí nghiệm đo độ lún trượt ss

103

10


DANH MỤC HÌNH
TT
1.1 a
)
1.2 a
)
k
é
c
h
1.3 a
)
b
)
1.4 X
í
1.5 C
ấ
1.6 T
r
1.7 a
)
v
ô
tr
ư

1.8 T
iê
1.9 T
ấ
1.1 P
0
h
1.1 Q
1
u
1.1 a
2
)
1.1 B
3
iế
1.1 M
4
ộ
1.1 S
5
ơ
1.1 q
6
u
1.1 P
7
h
1.1 H
8

o
1.1 M
9
ố
k
íc
1.2 Đ
0
ư
1.2 Đ
1
ư

Tên hình

Trang

8

1
0
10
1
2
1
3
1
5

1

5
1
7
1
7
1
8
1
9
2
0
2
1
2
4
2
5
2
6
2
7
2
7
2
8
2
8
2
9

11


1.2
2
1.2
3
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.1
0
2.1
1
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8

Đ

ư
S
o
d
ù
M
ô
c
ứ
H
ì
V
ậ
v
ớ
Q
u
(
b
S
ơ
H
ì
S
ơ
T
h
S
ơ
S

ơ
S
ơ
S
ơ
a
)
c
ắt
P
h
T
r
X
á
L
ự
S
ơ
S

3
0
3
2
4
2
4
5
4

6
5
3
5
4
5
5
5
6
5
7
6
1
6
2
6
2
6
8
6
9
7
0
7
2
7
5
7
8
8

2

ự 8
5
3.9 Ả
n
p 8
h 6
3.1 Ả 8
n 7
0

xii


3.1 a
1
)
8
L
8
3.1 a
2
) 9
0
3.1 D
a
3
)
9

C
1
3.1 C 9
á 2
4
3.1 a
5
) 9
C 3
3.1 á
6
c
k 9
h 4
3.1 C
á
7
x 9
íc 4
3.1 a
8
) 9
C 5
3.1 á
9
c 9
3.2 a
)
0
t 9

ư 7
3.2
ơ
1
n
g 9
8
3.2 ứ
n
2
g
3.2 a
)
3
t
ư
9
ơ
9
4.1 S
ơ 10
2
4.2 đK 10
ết 5

13


4.3 K 10
ết 6

4.4 K
ết
1 10
A8
4.5 S 11
ơ 1
4.6 S 11
ơ 2
4.7 S 11
ơ 4
4.8 S 11
ơ 6
4.9 S 11
ơ 6
4.1 S 11
0
ơ 7
4.1 T 11
1
h 8
4.1 T 11
2
h 9
4.1 C 11
3
ả 9
4.1 T 12
4
h 0
4.1 C

5
ấ
tr 12
o 2
4.1 G 12
6
i 3
4.1 L 12
7
ắ 4
4.1 L 12
8
ắ 4
4.1 Đ 12
9
ồ 7
4.2 S 12
0
ơ 8
4.2 Ả
1
n
d 13
i 1
4.2 Ả
2
n
( 13
G2
4.2 S

3
o
m
ô
đ 13
ồ 4

14


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu
Trong sản xuất nông nghiệp, máy kéo là nguồn động lực chính để thực
hiện việc các công việc nặng nhọc đòi hỏi chi phí công lao động cao như làm đất,
thu hoạch v.v… ngoài ra máy kéo còn thực hiện việc vận chuyển hầu hết các sản
phẩm nông nghiệp, giống cây trồng, phân bón, và các vật liệu khác trong nông
nghiệp nông thôn. Vì vậy để công nghiệp hóa và hiện đại hóa nông nghiệp nông
thôn, máy kéo xích nòi riêng và máy kéo nói chung đóng một vai trò hết sức
quan trọng và không thể thiếu trong nền sản xuất lớn mang tính công nghiệp.
Dựa vào kết cấu hệ thống di động, máy kéo gồm hai loại chính là máy kéo
bánh và máy kéo xích. Mỗi loại đều có những ưu nhược điểm riêng khi chúng
được sử dụng trên một loại đất cụ thể.
Máy kéo xích nhờ khả năng kéo bám tốt và áp lực riêng trên đất nhỏ hơn
so với máy kéo bánh nên chúng thường được sử dụng với các công việc cần khắc
phục lực cản lớn như sản, ủi, cày ngầm v.v... hoặc ở những nơi nền đất yếu mà
máy kéo bánh không di động được do trượt và lún như làm đất, gặt đập liên hợp
trên đất ruộng nước hoặc đất độ ẩm cao.
Cùng với những tiến bộ khoa học trong lĩnh vực vật liệu cũng như công
nghệ chế tạo, xích cao su có giá thành rẻ hơn nhiều so với xích kim loại vì vậy
trong sản xuất nông lâm nghiệp, máy kéo xích cao su ngày càng được ứng dụng

phổ biến.
Hiện nay ngành công nghiệp chế tạo ô tô máy kéo nói chung ở nước ta còn
khá non trẻ, phần lớn máy kéo và ô tô phục vụ trong nước được nhập từ nước
ngoài.
Ô tô được tính toán và chế tạo để chuyển động trên đường giao thông, tiêu
chuẩn về đường giao thông giữa các quốc gia là khá thống nhất, khi chúng ta hội
nhập với quốc tế, vì vậy việc nhập ô tô của các nước trên thế giới hoàn toàn có
thể làm việc có hiệu quả như nhau trong điều kiện đường xá của Việt Nam, tuy
nhiên máy kéo nói chung lại làm việc trên đồng, phụ thuộc vào đặc điểm thời
tiết, khí hậu, địa hình đất đai cũng như tập quán canh tác mà việc nhập máy kéo

1


phục vụ nông lâm nghiệp không phải lúc nào cũng cho hiệu quả như nhà thiết kế
chế tạo đặt ra.

2


Nghiên cứu khai thác cũng như nghiên cứu cải tiến thiết kế và chế tạo máy
kéo nông nghiệp cần thấy rõ điều kiện sản xuất nông nghiệp ở nước ta có những
đặc thù riêng, trước hết đặc điểm địa hình và tính chất cơ lý của đất ở các vùng
là rất khác nhau (Nguyễn Điền và Nguyễn Đăng Thân, 1984; Phạm Huê và
Nguyễn Văn Hồng, 1979). Đồng bằng Nam bộ diện tích đất canh tác rộng, dễ
dàng cho việc thực hiện cơ giới hoá nông nghiệp bằng những loại máy kéo lớn.
Nhưng ở đồng bằng Bắc bộ, vùng núi phía bắc và duyên hải miền trung thì
diện tích đất canh tác ít, các thửa ruộng được chia nhỏ (Nguyễn Đăng Thân,
1980). Do đó rất khó cho việc đưa các loại máy kéo lớn vào sản xuất mà thường
sử dụng các loại máy kéo nhỏ có công suất từ 12-45 mã lực do Trung Quốc và

Nhật Bản sản xuất. Diện tích trồng cây lúa nước có độ ẩm cao và nền đất yếu, có
một số nơi lúa được trồng trên đất bùn độ ngập nước sâu, việc canh tác và thu
hoạch gặp nhiều khó khăn (Trịnh Ngọc Vĩnh, 1988 và 1991; Trịnh Ngọc Vĩnh và
cs., 1990).
Đặc điểm lớn thứ hai là cơ cấu cây trồng rất đa dạng với các yêu cầu về cơ
giới hoá cũng rất khác nhau, tính quy hoạch đồng ruộng còn rất thấp. Điều đó dẫn
đến việc cần phải có các nghiên cứu xác đáng về hệ di động của máy kéo khi làm
việc trên đất nền yếu hoặc lầy thụt để thiết kế, chế tạo và đưa ra thị trường các loại
máy kéo xích phục vụ việc canh tác nông nghiệp phù hợp (Nguyễn Điền,
1984a,1984b và 1988; Bùi Thanh Hải, 1995; Triệu Anh Tuấn và cs., 2009).
Hội nghị Trung ương lần thứ 7 (Khoá X) cũng đã nhấn mạnh: tăng cường
thực hiện cơ khí hoá các khâu sản xuất nông nghiệp, trước hết là các khâu sản
xuất quan trọng, đến năm 2015 cơ giới hoá khâu làm đất đạt 90% và đến năm
2020 phải đạt 100%; cơ giới hoá khâu gieo cấy đạt từ 25- 50%; thu hoạch từ 5080%; trang bị nguồn động lực cho nông nghiệp phải tăng từ 1,5- 2,5 mã lực/ha
(Chính Phủ, 2002; Phạm Văn Lang, 2009).
Hiện nay và trong trung hạn, dài hạn ở Việt Nam máy kéo là nguồn động
lực chính để thực hiện các khâu canh tác trong sản xuất nông nghiệp. Do vậy đòi
hỏi các loại máy kéo dùng cho các vùng trung du, đồi núi, cũng như đồng rộng
phân tán nhỏ lẻ ở đồng bằng cần phải có tính ổn định cao, có tính năng kéo bám
tốt và hiệu suất kéo cao. Máy kéo xích cao su đang được sử dụng rộng rãi ở Việt
3


Nam nhưng những nghiên cứu về tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su ở
trong nước còn rất ít, chưa toàn diện, đồng bộ và đầy đủ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng chương trình tính toán xác định tính chất kéo bám của máy kéo
xích cao su, cho phép khảo sát ảnh hưởng của một số thông số kết cấu và sử dụng
đến tính chất kéo bám của máy kéo xích từ đó góp phần hoàn thiện các thông số
kết cấu đối với máy kéo xích cao su chế tạo trong nước.

3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là xác định tính chất kéo bám của hệ
thống di động xích cao su trên máy kéo mới thiết kế và chế tạo trong nước (mẫu
thử nghiệm - B2010) khi máy kéo này làm việc trên đất phù xa sông Hồng.
4. Nhiệm vụ của luận án
Nghiên cứu xây dựng mô hình vật lý và mô hình toán phản ánh tương
tác giữa hệ thống di động xích cao su của máy kéo với đất nông nghiệp. Mô
phỏng tính chất kéo bám của hệ thống di động xích có kể đến các tính chất đặc
trưng của đất cũng như các thông số kết cấu của máy. Sử dụng phương pháp
tính hiện đại với trợ giúp của máy tính số, nhằm tăng khả năng khảo sát với
nhiều phương án khác nhau khi thay đổi các thông số số kết cấu và điều kiện sử
dụng.
Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm để lấy một số thông số đầu vào cho mô
hình toán cũng xác định bằng thực nghiệm tính chất kéo bám của máy kéo xích từ
đó kiểm tra một vài tính chất kéo bám để đánh giá độ tin cậy mô hình nghiên cứu lý
thuyết.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Tính chất kéo bám của máy kéo là một trong những tính chất quan trọng
nhất của máy kéo. Việc nghiên cứu thành công luận án không chỉ dùng để đánh giá
tính chất kéo bám của đối tượng nghiên cứu là máy kéo xích cao su B2010 mới
chế tạo ở trong nước, mà ý nghĩa khoa học của luận án chính là cơ sở khoa học cho
việc lựa chọn các thông số hợp lý về kết cấu của máy kéo xích cũng như tối ưu hóa
một số thông số cơ bản của máy kéo xích cao su chế tạo ở điều kiện Việt Nam.

4


Luận án “Nghiên cứu tính năng kéo bám của hệ thống di động xích
máy nông nghiệp tự hành” là một công trình nghiên cứu sâu về tính chất

5


kéo bám của hệ thống di động xích cao su trên các máy nông nghiệp tự hành.
Mặc dù quan hệ đất-máy, đặc biệt là quan hệ giữa hệ thống di động xích cao su
với đất nông nghiệp có độ ẩm cao là mối quan hệ hết sức phức tạp, việc xác định
được tính chất kéo bám của hệ thống di động xích cao su bằng lý thuyết và thực
nghiệm góp phần hết sức quan trọng trong việc tính toán thiết kế máy kéo mới ở
trong nước.
Kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng vào việc hoàn thiện tính toán thiết
kế và chế tạo máy kéo xích cao su công suất 30 mã lực, thuộc dự án sản xuất thử
nghiệm cấp Bộ mã số B2013-11-04DA giai đoạn 2013-2014.
Phương pháp nghiên cứu, nội dung và đối tượng nghiên cứu được thực
hiện hoàn toàn ở điều kiện Việt Nam, phương pháp nghiên cứu cũng như chương
trình mô phỏng tính chất kéo bám của máy xích cao su bằng phần mềm lập trình
trên Matlab của luận án còn có thể được sử dụng để kiểm tra tính chất kéo bám
của các loại máy kéo xích nhập ngoại về tính phù hợp với điều kiện đất đai, khí
hậu và tập quán canh tác trong nước.
Luận án cũng là một tài liệu tham khảo hữu ích cho các chuyên gia làm
công tác trong lĩnh vực cơ khí nông nghiệp, làm tài liệu học tập và giảng dậy
trong lĩnh vực đạo tạo ở các trường cao đẳng, đại học có chuyên ngành liên quan.
6. Những đóng góp mới của luận án
- Xây dựng được mô hình tương tác giữa hệ thống di động xích cao su với
đất nông nghiệp Việt Nam trên cơ sở ứng dụng và phát triển mô hình lý thuyết về
xích cứng của (Beker, 1969), xích mềm (xích kim loại bước ngắn) của (Wong,
2001); (Muro and O’Brien, 2004). Từ mô hình vật lý đã xây dựng mô hình toán
từ đó ứng dụng các phương pháp giải hiện đại, nhờ hỗ trợ của máy tính kỹ thuật
số, xác định được các tính chất kéo bám của hệ thống di động xích cao su.
- Xây dựng được mô hình nghiên cứu thực nghiệm, chế tạo và hoàn thiện
mô hình, ứng dụng các thiết bị đo hiện đại và hợp lý, tiến hành nghiên cứu thực

nghiệm để xác định một số thông số cho mô hình toán cũng như xác định được
tính chất kéo bám của máy kéo xích cao su, từ đó sử dụng một vài tính chất kéo

6


bám của đặc tính khảo nghiệm để kiểm chứng độ tin cậy và đúng đắn của mô
hình toán.

7


- Bằng nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, đã xác định được một số tính
chất kéo bám cơ bản của máy kéo xích cao xu trên đất phù xa sông Hồng như độ
trượt, lực chủ động, lực kéo, hiệu suất kéo v.v...cũng như một số thông số đặc
trưng cho đất phù xa sông Hồng như ứng suất tiếp, ứng suất pháp, các hệ số của
các đường cong ứng suất và một số hệ số như hệ số cản lăn, hệ số bám của máy
kéo xích cao su cho chuyên ngành.

8


Chương 1
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1. Tính chất cơ lý của đất
1.1.1. Các tính chất vật lý của đất
1.1.1.1. Thành phần của đất
a) Hạt đất:
Hạt đất là thành phần chủ yếu của đất. Khi lực tác dụng bên ngoài lên mặt
đất thì các hạt đất cũng chịu lực, lực được truyền rộng ra xa và xuống sâu. Tập

hợp các hạt đất là khung cốt của đất.
b) Nước trong đất:
Nước là thành phần thứ hai của đất gọi là pha lỏng, thường có các dạng.
Nước trong khoáng vật của hạt đất.
Nước kết hợp với mặt ngoài của hạt đất.
Nước tự do.
1.1.1.2. Các chỉ tiêu tính chất của đất
a) Trọng lượng thể tích của đất
- Tỉ trọng thể tích tự nhiên.

γ=

Q

kN / m

(1.1)

3

V
3
γ -Tỉ trọng thể tích của đát tự nhiên thường vào khoảng 12-20 kN/m
3

Q -Trọng lượng đất tự nhiên (kN), V -Thể tích đất tự nhiên (m )
- Trọng lượng thể tích no nước.
Đó là trạng thái mà các lỗ rỗng đều được lấp đầy bởi nước. Đất chỉ còn hai
thành phần là hạt và nước.

γ =
'ω
sr

Q sr
V

=

Q+Q

kN / m

3

(1.2)

V

Trong đó Qsr là trọng lượng đất no nước, Q’ω là trọng lượng nước lấp đầy
lỗ trống,
- Trọng lượng thể tích đẩy nổi:
9