Thiết kế cải tiến bộ phận truyền lực từ trục công suất máy kéo shibaura đến tời kéo gỗ

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian làm việc khẩn trương, nghiêm túc tơi đã hồn thành luận
văn tốt nghiệp với tiêu đề “Thiết kế cải tiến bộ phận truyền lực từ trục thu công
suất máy kéo Shibaura đến tời kéo gỗ”.
Trong q trình thực tơi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của các thầy, cô,
và các bạn đồng nghiệp trong Khoa Công nghiệp và phát triển nông thôn, đặc biệt
là PGS-TS Nguyễn Nhật Chiêu đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cho
tơi hồn thành khóa luận này.
Qua đây tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó

XUÂN MAI NGÀY

THÁNG

1

NĂM 2008


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................................................6

1.1.

Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nước ta, công nghệ khai thác và hệ thống

thiết bị khai thác gỗ rừng trồng ................................................................................ 6
1.1.2. Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nước ta ................................................. 6
1.1.3. Công nghệ khai thác và hệ thống thiết bị khai thác gỗ rừng trồng ............. 8

1.2. Tổng quan về tời kéo gỗ lắp trên máy kéo ...................................................... 14
CHƢƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ PHẬN DẪN ĐỘNG CHO TỜI KÉO GỖ LẮP TRÊN MÁY
KÉO .............................................................................................................................................23

2.1. Tìm hiểu về thiết bị tời cáp hiện có lắp trên máy kéo Shibaura ...................... 23
2.2. Đề xuất phương án truyền động cho tời .......................................................... 26
2.2.1. Phương án 1: Bộ phận dẫn động cho tời kiểu hành tinh ........................... 26
2.2.2. Phương án 2: Bộ phận dẫn động kiểu hộp giảm tốc bánh răng trụ ........... 29
2.2.3. Phương án 3: Bộ phận dẫn động kiểu hộp giảm tốc trục vít bánh vít ...... 32
2.2.4. Ưu nhược điểm của ba phương án ............................................................ 35
2.2.5: Lựa chọn phương án thiết kế .................................................................... 36
2.3: Tính tốn bộ truyền xích.................................................................................. 36
2.3.1. Xác định tỷ số truyền của bộ truyền xích ................................................. 36
2.3.2. Chọn đĩa xích ............................................................................................ 37
2.3.3. Định bước xích .......................................................................................... 38
2.3.4. Các thơng số cơ bản của đĩa xích .............................................................. 40
2.4. Tính tốn hộp giảm tốc hành tinh .................................................................... 42
2


2.4.1. Tỷ số truyền của hộp giảm tốc .................................................................. 42
2.4.2. Chọn vật liệu ............................................................................................. 42
2.4.3. Xác định ứng suất cho phép ...................................................................... 43
2.4.4. Tính các bộ truyền ..................................................................................... 45
2.4.5. Chọn ổ trượt cho bánh vệ tinh ................................................................... 54
2.5.Tính tốn phanh ................................................................................................ 57
CHƢƠNG 3: HƢỚNG DẪN SỬ DỤNG, QUY ĐỊNH AN TOÀN .........................................60

3.1. Hướng dẫn sử dụng.......................................................................................... 60
3.2. Một số quy định an tồn khi sử dung thiết bị ................................................. 61

TÍNH TỐN NĂNG SUẤT GIÁ THÀNH ...............................................................................61

4.1. Sơ bộ tính tốn năng suất và hiệu quả kinh tế ................................................. 61
4.2. Sơ bộ tính tốn giá thành ................................................................................. 62
KẾT LUẬN .................................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................................67

3


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay diện tích rừng đang bị thu hẹp. Nhà nước ta có chủ trương đóng
cửa rừng tự nhiên. Các loại gỗ khai thác từ rừng tự nhiên khơng cịn mà thay vào
đó gỗ chủ yếu được khai thác từ rừng trồng. Phần lớn gỗ rừng trồng cung cấp
nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp giấy, gỗ trụ mỏ và gỗ xây dựng…
Trước đây diện tích rừng tự nhiên còn nhiều, các loại máy đưa vào khu khai
thác chủ yếu là các loại máy: TDT-55, TDT-75, TT-4, LKT80…Chúng chủ yếu để
vận xuất, vận chuyển gỗ to cồng kềnh và nặng. Khi rừng tự nhiên khơng cịn khai
thác, thiết bị cho công nghệ khai thác gỗ rừng tự nhiên khơng cịn phù hợp cho
khai thác gỗ rừng trồng. Ngồi ra do đặc điểm giao đất, khoán rừng làm cho diện
tích rừng bị chia nhỏ, phân tán và phần lớn nằm trên địa hình dốc. Vì vậy việc sử
dụng những thiết bị chun dùng có cơng suất lớn, sản xuất theo quy mô rộng
chưa phải là giải pháp phù hợp với điều kiện cụ thể của rừng trồng hiện nay.
Trong những năm gần đây có những cơng trình nghiên cứu tạo ra các thiết bị
chuyên dùng lắp trên máy kéo bánh hơi như: Tời, rơmoóc, thiết bị tự bốc dỡ dùng
trong khai thác rừng trồng.
Thời gian qua một số đề tài nghiên cứu khoa học đã tạo ra thiết bị tời cáp lắp
trên máy kéo cỡ nhỏ để vận xuất gỗ rừng trồng. Đáng chú ý là Đề tài nhánh cấp
Nhà nước KC-07-26-05 đã thiết kế, chế tạo thiết bị tời cáp lắp sau máy kéo
Shibaura để vận xuất gỗ rừng trồng. Mẫu máy này đã được thử nghiệm trong sản

xuất nó có khả năng gom gỗ từ xa và kéo gỗ theo phương pháp kéo nửa lết cho
năng suất cao, phù hợp với điều kiện rừng trồng nước ta. Tuy nhiên, bộ phận dẫn
động cho trục tời này là truyền động xích và truyền động bánh răng thường kết
hợp với cơ cấu bánh cóc, việc điều khiển tời khi đóng ngắt khơng linh hoạt, nếu
điều khiển khơng kịp dễ gây đứt cáp hoặc mất an toàn.

4


Chính vì lí do trên được sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Nhật
Chiêu tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Thiết kế cải tiến bộ phận truyền lực từ trục
thu công suất máy kéo Shibaura đến tời kéo gỗ ”
Mục tiêu của đề tài là: Thiết kế ra bộ phận dẫn động cho tời kiểu hành tinh nhằm
điều khiển tời nhẹ nhàng linh hoạt đảm bảo an tồn trong q trình gom và kéo gỗ
nửa lết.

5


Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nƣớc ta, công nghệ khai thác và hệ
thống thiết bị khai thác gỗ rừng trống
1.1.2. Tình hình khai thác gỗ rừng trồng nƣớc ta
Việt Nam là một nước nằm ở phần bán đảo Đông Dương, thuộc vùng trung
tâm Đông Nam Á, trong vùng nhiệt đới bắc bán cầu, với 3/4 diện tích là đồi núi và
cao nguyên.
Đặc điểm nổi bật của khí hậu Việt Nam là nóng ẩm mưa nhiều theo mùa, khí
hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, với đặc điểm địa lý, địa hình, khí hậu, đất đai, các nhân
tố sinh thái khác đã tạo cho cây rừng Việt Nam sinh trưởng và phát triển quanh

năm, nguồn tài nguyên phong phú, đa dạng, độc đáo.
Rừng nhiệt đới Việt Nam là kho tài nguyên quý báu là bộ phận quan trọng
của môi trường sinh thái, có giá trị to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Rừng cung
cấp một khối lượng lớn gỗ, củi, tre, nứa, song mây, đặc sản rừng khác phục vụ nhu
cầu sản xuất, đời sống và xuất khẩu.
Hiện nay rừng nước ta đứng trước một thực tế khó khăn đó là nguồn tài
nguyên ngày càng cạn kiệt. Diện tích rừng tự nhiên giảm nhanh do hậu quả của
chiến tranh tàn phá, nạn du canh du cư đốt rừng làm nương rẫy, việc khai thác bừa
bãi không đúng quy định đã làm cho rừng xuống cấp cả về số lượng lẫn chất
lượng, rừng giầu chỉ còn khoảng 9,2% còn lại là rừng nghèo kiệt và đất trống đồi
trọc. Rừng tự nhiên chỉ cịn với diện tích nhỏ phân tán nằm sâu trong các thung
lũng hiểm trở khó khai thác.
Trong một thời gian dài diện tích rừng Việt Nam giảm đi liên tục năm 1943
là 14,3 triệu ha,độ che phủ là 43%, đến năm 1990 chỉ còn 9,18 triệu ha, độ che phủ
rừng 27,2% [2]. Thời kỳ 1980-1990 bình quân mỗi năm hơn 100 nghìn ha rừng bị
mất. Nhưng từ năm 1990 trở lại đây, diện tích rừng đã tăng liên tục nhờ trồng rừng
6


và phục hồi rừng tự nhiên (trừ vùng Tây Nguyên và Đơng Nam Bộ diện tích rằng
có chiều hướng giảm). Theo công bố tại quyết định số 1970/QĐ/BNN-KL-LN
ngày 06 tháng 7 năm 2006, tính đến ngày 31 tháng 12 năm 2005, diện tích rừng
tồn quốc là 12,61 triệu ha (độ che phủ rừng 37%) trong đó 10,28 triệu ha rừng tự
nhiên và 2,33 triệu ha rừng trồng, được phân chia theo 3 loại rừng như sau:
- Rừng đặc dụng: 1,93 triệu ha, chiếm 15,2%
- Rừng phòng hộ: 6,20 triệu ha, chiếm 49,0%
- Rừng sản xuất: 4.48 triệu ha, chiếm 35,8%
Tổng trữ lượng gỗ là 813,3 triệu m3 ( rừng tự nhiên chiếm 94%, rừng trồng
chiếm 6%) và khoảng 8,5 tỷ cây tre, nứa. Trữ lượng gỗ bình quân của rừng tự
nhiên là 76,5m3/ha và rừng trồng là 40,6m3/ha. Gỗ tập trung chủ yếu ở ba vùng là

Tây Nguyên chiếm 33,8%, Bắc Trung Bộ 23% và Nam Trung Bộ 17,4% tổng trữ
lượng.
Với vốn rừng như trên, chỉ tiêu bình quân hiện nay ở nước ta là 0,15 ha
rừng/người và 9,16 m3/người, thuộc loại thấp so với chỉ tiêu tương ứng của thế
giới là 0,97 ha/người và 75m3/người.Cho đến nay rừng tự nhiên đang hạn chế khai
thác và dần được thay thế bằng khai thác rừng trồng[2].
Diễn biến diện tích và độ che phủ rừng tồn quốc
Năm

Rừng tự nhiên

Rừng trồng

Tổng diện tích
Độ che phủ
rừng
(1000 ha)
(1000 ha)
( 1000 ha)
(%)
1943
14.3
0
14.3
43.0
1976
11.077
92
11.169
33.8

1980
10.486
422
10.608
32.1
1985
9.308
584
9.892
30.3
1990
8.430
745
9.175
27.8
1995
8.252
1.050
9.302
28.2
1999
9.444
1.471
10.915
33.2
Theo định hướng xây dựng và phát triển vốn rừng: Việc trồng 5 triệu ha
rừng trong đó rừng kinh tế chủ lực là 1,8 triệu ha. Nhưng trong quá trình phát triển
7

mạnh của đất nước đã thúc đẩy khai thác các sản phẩm từ rừng là lớn, dự báo nhu
cầu sử dụng lâm sản hàng năm trong giai đoạn 2005-2010 như sau[2]:
Nhu cầu

Đơn vị

2005

2010

1.Gỗ trụ mỏ

103m3

300

350

2.Nguyên liệu giấy

103m3

7.500

18.500

3.Nguyên liệu ván nhân tạo

103m3

1.500

3.500

4.Gỗ XDCB, đồ gia dụng

103m3

2.700

3.500

5.Củi

103m3

12.000

10.500

Trong 10 năm tới nguồn cung cấp gỗ trong nước chủ yếu dựa vào khai thác
cây trồng phân tán, khai thác rừng trồng hiện có và tận thu từ rừng tự nhiên. Tuy
nhiên, với khả năng hiện tại rừng nước ta chưa đáp ứng đủ nhu cầu cho sản xuất.
Lượng gỗ cần cho ngành công nghiệp là rất cao như: Gỗ chế biến sợi, giấy, ván
dăm, ván nhân tạo. Gỗ phục vụ cho ngành khai thác than, gỗ cho thủ công mỹ
nghệ và gỗ phục vụ xây dựng…Nhu cầu gỗ là vô cùng lớn mà rừng tự nhiên đang
bị hạn chế khai thác và thay vào đó là khai thác rừng trồng, rừng nguyên liệu và
hướng tới khai thác gỗ rừng trồng là chính. Như vậy đặt ra nhiệm vụ khai thác gỗ
rừng trồng cần được chú trọng và phát triển.
1.1.3. Công nghệ khai thác và hệ thống thiết bị khai thác gỗ rừng trồng

Trong việc khai thác gỗ rừng trồng hiện nay người ta thường áp dụng các loại hình
cơng nghệ của yếu sau:
- Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ ngun cây: Cây gỗ sau khi hạ được giữ
nguyên cả cành và tán rồi được kéo ra bãi gỗ. Tại đây chúng được cắt cành, cắt
khúc theo quy cách sản phẩm sau đó vận chuyển đến nơi tiêu thụ.

8


-Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ dài: Cây gỗ sau khi hạ được cắt cành,
ngọn tại nơi chặt hạ rồi được kéo ra ven đường vận chuyển hoặc bãi gỗ. Tai đây
chúng được cắt khúc rồi vận chuyển đến nơi tiêu thụ.
- Loại hình cơng nghệ khai thác gỗ ngắn: Toàn bộ các thao tác hạ cây, cắt
cành ngọn và cắt khuác đều được thực hiện ở nơi chặt hạ, sau đó các khúc gỗ được
đưa đến bãi gỗ hoặc ven đường rồi vận chuyển về nhà máy hoặc một điểm sử
dụng khác.
Việc áp dụng loại hình cơng nghệ này hay loại hình cơng nghệ kia cũng như
việc lựa chọn một cơng nghệ thích hợp trong khai thác rừng phụ thuộc vào hang
loạt các yếu tố như sau: Điều kiện rừng, khả năng đầu tư, điều kiện kinh tế - xã
hội, cung cấp nhân lực và tiền công lao động và vấn đề bảo vệ môi trường ở vùng
khai thác.
Ở một số nước đang phát triển như Ethiopia, Tanzania, Zimbawe,
Philippin… công nghệ khai thác gỗ rừng trồng phổ biến là cơng nghệ trung bình
với thiết bị đặc trưng là máy kéo nông nghiệp được lắp thêm các thiết bị chuyên
dùng để bốc dỡ và vận chuyển gỗ cự ly ngắn như tời gom gỗ, cần trục cơ học hoặc
tay thủy lực, rơ moóc chở gỗ… và các kết cấu phụ trợ đảm bảo an toàn tạo ra một
liên hợp máy[1].

Hình 1.1. Sử dụng máy kéo nơng nghiệp được trang bị tời gom gỗ
9

Hình 1.2. Máy kéo nơng nghiệp được trang bị rơ moóc và tay thủy lực để vận
chuyển gỗ cự ly ngắn
Để vận chuyển gỗ, trên thế giới đã có rất nhiều thiết bị chở gỗ với kích cỡ
khác nhau, đáng chú ý là các loại ô tô chở gỗ với tay thủy lực tự bốc dỡ(hình 1.3)

Hình 1.3. Ơ tơ chở gỗ với tay thủy lực bơc dỡ gỗ
Ngồi ra những nước trên thế giới có nền cơng nghiệp phát triển, sản xuất
Lâm nghiệp với qui mô lớn, đã chế tạo và sử dụng các loại máy chuyên dùng hiện
đại có năng suất cao. Từ năm 1957 Liên Xơ cũ đã sử dụng các loại máy kéo bánh
hơi chuyên dùng để vận xuất gỗ như sau: T210, K210, K703, T-40A… một số còn
được trang bị tay thủy lực tự bốc gỗ như sau: T127… Qua thực tiễn sử dụng các
chuyên gia khẳng định máy kéo bánh hơi vận xuất gỗ có tính cơ động cao, cho
10


năng suất cao mở ra triển vọng có thể chuyển gỗ thẳng từ nơi chặt hạ ra bãi gỗ
hoặc xuống đường vận chuyển giảm bớt khâu trung gian.

Hình1.4. Vận xuất gỗ bằng máy kéo xích TDT-55A của Liên Xơ
Năm 1963 ở Canada đã nghiên cứu và tiến hành sử dụng máy kéo bánh hơi:
Timbezogiăc-201 để vận xuất gỗ, kết quả cho thấy máy này có thể hoạt động tốt ở
núi cao và địa hình tương đối hiểm trở.
Cộng hịa liên bang Đức dùng loại máy kéo bánh bơm MG-25 với công suất
34 mã lực để vận xuất gỗ trong rừng trồng với độ dốc< 400.
Phần Lan dùng máy kéo bánh bơm “ Valmet ” để vận xuất gỗ, lái bằng cách gập
khung.

11

Hình 1.5. Vận xuất gỗ bằng tời lắp sau máy kéo Valmet
Giai đoạn 1992-2000 thực hiện đề tài cấp nhà nước, nhóm cán bộ giảng dạy
Khoa Cơng nghiệp rừng trường Đại học Lâm nghiệp đã thiết kế chế tạo thử
nghiệm và áp dụng vào sản xuất thiết bị chuyên dùng gồm tời cáp và cơ cấu nâng
hạ thủy lực kắp sau máy kéo bánh hơi để vận xuất gỗ rừng trồng.

Hình1.6. Liên hợp máy vận xuất và bốc dỡ sau máy kéo Valmet

12


Nước Thụy Điển đã sản xuất loại máy kéo bánh bơm Volvo có tay thủy lực
vạn năng, Nhờ tay bốc nó có thể bốc gỗ và vận xuất trong rừng. Nước ta cũng có
một số loại máy này do Thụy Điển giúp để phục vụ khai thác rừng nguyên liệu
giấy.

Hình 1.7. Liên hiệp máy bốc dỡ vận chuyển Volvo của Thụy Điển
Những năm trước đây nước ta chủ yếu khai thác gỗ tự nhiên vì vậy cơng
nghệ khai khác so với cơng nghệ khai thác gỗ rừng trồng. Q trình vận xuất cần
phải sử dụng những loại máy kéo vận xuất có cơng suất lớn, những máy kéo này
được nhập từ nước ngồi: LKT-80, TDT-75, có bộ phận tời cáp để vận xuất gỗ
nhưng điển hình vẫn là máy kéo LKT-80, TDT-55. Loại máy kéo này có ưu điểm
nổi bật đó là cho năng suất cao, giải phóng sức lao động của cơng nhân. Mặt khác
máy cịn được trang bị một số bộ phận chuyên dùng để làm việc như tời thủy lực,
hệ thống khung treo, lưỡi gạt.
Trong những năm gần đây do diện tích rừng tự nhiên bị thu hẹp. Trước nhu
cầu về gỗ của các ngành cũng như nhu cầu gỗ trong đời sống, nước ta chuyển sang
khai thác gỗ rừng trồng là chính. Để khai thác gỗ rừng trồng một cách có hiệu quả

và đạt được năng suất cao u cầu phải có hình thức cơng nghệ khai thác hợp lý,
13


máy móc thiết bị phù hợp với điều kiện rừng trồng nước ta. Đặc biệt khâu vận
xuất gỗ vẫn là khâu quan trọng, phức tạp, nặng nhọc và tốn sức lao động nhất. Do
đó cơ giới hóa khâu cơng việc này vấn đề cấp thiết đặt ra cho ngành Lâm nghiệp
nước ta[7].
1.2. Tổng quan về tời kéo gỗ lắp trên máy kéo
Khai thác gỗ là một trong những khâu quan trọng trong q trình sản xuất
Lâm nghiệp, có nhiệm vụ khai thác, vận xuất và vận chuyển, trong đó quá trình
vận xuất và vận chuyển là khâu nặng nhọc, vất vả và mất an tồn nhất vì thế địi
hỏi cần phải cơ giới hóa.
Hiện nay có một số loại tời lắp sau các loại máy kéo để phục vụ cho việc vận
xuất, vận chuyển gỗ đã được nghiên cứu và chế tạo như Đề tài nhánh cấp Nhà
nước KC-07-26-05 của PGS-TS Nguyễn Nhật Chiêu đã thiết kế, chế tạo thiết bị
tời cáp lắp sau máy kéo Shibaura để vận xuất gỗ rừng trồng:
Tời lắp sau máy kéo Shibaura với dẫn động cơ khí (hình 1.13) [1]

Hình 1.13. Tời lắp trên máy kéo Shibaura với dẫn động cơ khí
14


1: Đĩa xích chủ động, 2: Xích, 3: Giá đỡ tời, 4: Hệ thống cóc hãm, 5: Tang
tời, 6: Trống tời, 7: Đĩa xích bị động
Loại tời này hoạt động như sau:
Tời được đặt trên tấm thép đỡ lắp sau máy kéo. Mômen quay được truyền từ
trục thu công suất của máy kéo, qua bộ truyền xích đến trục trống tời để có hành
trình quấn cáp kéo gỗ. Hành trình nhả cáp để kéo cáp buộc gỗ được thực hiện khi
nhả cóc hãm và ngắt trục thu cơng suất. Trong quá trình kéo gỗ theo phương pháp

kéo nửa lết, trục thu cơng suất được ngắt, nhờ cơ cấu bánh cóc mà một đầu bó gỗ
treo trên giá chữ A ở sau máy kéo
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
-Gom gỗ với cự li dài
-Năng suất làm việc lớn
-Kéo được gỗ với trọng lượng lớn
Nhược điểm của thiết bị tời cáp này là:
-Tốc độ cáp lớn nên khó điều khiển nếu gặp chướng ngại vật mà điều khiển
không kịp dễ xảy ra đứt cáp
- Khi muốn ngắt truyền động thì ngắt cơn của máy kéo. Nếu gỗ đang lơ lững
trên khơng thì khi ngắt cơn để tránh hiện tượng gỗ sẽ làm cho tời quay ngược lại
thì nhờ hệ thống cóc hãm, nhưng có nhược điểm là nếu hạ gỗ xuống thi phải cần
một lực lớn để kéo con cóc ra khỏi bánh cóc và khi đó gỗ sẽ rơi tự do xuống đất sẽ
làm cho gỗ sẽ bị hư hại và gây nguy hiểm.
Ngồi ra cịn có một số đề tài của các sinh viên đã nghiên cứu thiết bị tời cáp
lắp sau máy kéo để vận xuất gỗ rừng trồng như:

15


Năm 2005 sinh viên Vũ Quốc Phong đã nghiên cứu và thiết kế tời với dẫn
động thủy lực lắp trước máy kéo Shibaura (hình 1.8) [7]

Hình 1.8. Sơ đồ tời lắp trước máy kéo dẫn động thủy lực
1: Giá đỡ, 2: Tời, 3: Trục tời, 4: Động cơ thủy lực, 5: Bộ truyền xích, 6:
Thanh đỡ, 7: Hộp giảm tốc
Theo phướng án này thiết bị tời cáp được lắp ngay trước đầu máy kéo.
Giá đỡ tời 1 lắp vào càng trước máy kéo, có nhiệm vụ đỡ tời 2, hộp giảm tốc
7 và động cơ thủy lực 4.
Bơm thủy lực đặt phía sau máy kéo và được dẫn động từ trục thu cơng suất.

Động cơ thủy lực 4 gắn phía dưới giá đỡ 1, mômen quay được truyền từ động
cơ thủy lực qua bộ truyền xích tới hộp giảm tốc hành tinh đến trục trống tời.
Loại tời này có hoạt động như sau:

16


Bơm thủy lực được dẫn động từ trục thu công suất, bơm hút dầu từ thùng
chứa qua bình lọc đến hộp phân phối, tùy theo vị trí tay điều khiển mà động cơ
thủy lực 4 quay theo chiều quốn cáp hoặc xả cáp.
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Tời lắp đúng vào vị trí đối trọng của máy kéo nên không ảnh hưởng đến sự
phân bố tải trọng máy kéo,
- Gom được gỗ khi máy kéo kéo rơ moóc,
- Người điều khiển dễ quan sát.
Nhược điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Gây khó khăn cho vận xuất vì phải kéo gỗ trước đầu máy kéo,
- Điều khiển khó khăn,
- Chi phí chế tạo lớn
- Chế tạo khó khăn
Năm 2006 sinh viên Ninh Khắc Lợi đã nghiên cứu và thiết kế tời với dẫn
động cơ khí lắp sau máy kéo shibaura (hình 1.9) [4]

Hình 1.9. Tời với dẫn động cơ khí lắp sau máy kéo

17


1- Trục trống tời; 2- Ổ đỡ; 3- Ly vấu hợp; 4- Thành trống; 5 – Trống tời; 6-Đĩa
xích bị động; 7- Ổ lăn; 8- Bánh răng cóc; 9- Con cóc;10- Xích; 11- Đĩa xích chủ

động; 12-Trục thu cơng suất
Loại tời này hoạt động như sau:
Khi đóng ly hợp vấu: Truyền động qua trục thu công suất đến bộ truyền xích,
nhờ nối cứng nên khi bánh xích bị động quay thì làm cho trục tời quay theo. Do ly
hợp vấu đã được đóng nên trống tời và trục tời được gài cứng vào nhau, khi trục
tời quay thì trống tời sẽ quay theo. Khi đó cáp sẽ được quấn vào trống tời và quá
trình kéo gỗ được bắt đầu. Khi nhả cáp ta chỉ cần tách ly hợp vấu và kéo cáp ra
khỏi trống tời, do trống tời quay trơn nên công việc nhả cáp được tiến hành dễ
dàng
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Cấu tạo đơn giản đễ sử dụng
- Dễ chăm sóc, bảo dưỡng, thay thế phụ tùng
- Giá thành chế tạo r , thu hồi vốn nhanh
Nhược điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Tốc độ quấn cáp lớn
- Thao tác điều khiển phức tạp nhiều cơng đoạn nên địi hỏi người sử dụng
phải nắm bắt rõ được các bước trước khi sử dụng máy

18


Năm 2007 sinh viên Hoàng Thị Lan đã nghiên cứu và thiết kê tời dẫn động
thủy lực lắp sau máy kéo DT-75, với dẫn động từ trục động cơ thủy lực đến trục
trống tời qua bộ truyền xích (hình 1.10) [3]

Hình 1.10. Bản vẽ tời lắp trên máy kéo
1: Máy kéo DT-75; 2: Ben ủi; 3: Đĩa xích bị động; 4: Cáp kéo; 5: p trục;
6: Đĩa xích chủ động; 7: Tấm đỡ bắt môtơ thủy lực ; 8:

hung lắp trục trống

tời;9: Mô tơ thủy lực; 10: hung máy; 11: Th ng d u; 12: Bánh xích
13: p cố định; 14: Trục máy kéo; 15: Trống tời; 16: Thanh lăn đỡ xích
Loại tời này hoạt động như sau:
Dầu có áp do bơm cung cấp qua hộp phân phối tới môtơ thủy lực và chuyển
thành mômen quay trên trục của môtơ, mơmen quay truyền qua bộ truyền xích
làm cho trục trống tời quay thực hiện quá trình quấn cáp. Tùy theo vị trí cần điều
khiển của hộp van phân phối mà môtơ thủy lực quay theo chiều quấn cáp, nhả cáp
hay trung gian.
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Kết cấu đơn giản, giá thành r , dễ sử dụng
- ng thủy lực ngắn, ít hao tổn thủy lực
19


- Truyền động êm dịu
- Dễ dàng tự ngắt khi quá tải nên rất an toàn cho các chi tiết lắp ghép
- Có cơ cấu phụ giúp tăng tính an toàn khi vận xuất
Nhược điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Thao tác điều khiển phức tạp nhiều công đoạn địi hỏi cơng nhân phải có tay
nghề
Năm 2004 sinh viên Nguyễn Thanh Tuấn đã nghiên cứu và thiết kế tời với
dẫn động thủy lực lắp trên máy kéo cỡ nhỏ vận xuất gỗ rừng trồng (hình 1.11) [11]

Hình 1.11. Tời với dẫn động thủy lực lắp sau máy kéo
1: Giá đỡ; 2: Tời; 3: Trục tời; 4: Động cơ thủy lực; 5: hớp nối; 6: Bơm thủy lực;
7: Bình lọc d u; 8:

ng dẫn d u; 9: Van an tồn; 10: Thanh đỡ rịn rọc; 11:

Thanh đỡ ngang trống tời; 12: Càng đỡ tời và c n chữ A; 13: C n chữ A; 14: Tấm
đỡ mô tơ thủy lực; 15: Tấm gắn giá đỡ với c u sau của máy kéo
Loại tời này hoạt động như sau:
Dầu có áp do bơm cung cấp qua hộp van phân phối tới mô tơ thủy lực được
chuyển thành mômen quay trên trục của mô tơ làm trống tời chuyển động quay
20


trịn. Tùy thuộc vào vị trí của cần điều khiển trên hộp van phân phối thủy lực mà
mà mô tơ thủy lực sẽ quay theo chiều xả cáp hay kéo gỗ. Hành trình xả cáp, cáp
kéo được luồn qua rịng rọc chuyển hướng tới vị trí bó gỗ cần kéo, buộc chặt đầu
cáp vào một đầu cây gỗ, sau đó điều khiển cho mơ tơ quay theo chiều có tải để tời
kéo gỗ theo phương pháp kéo lết hoàn toàn trên suốt quãng đường vận xuất. Khi
gỗ đến vị trí đã định thì điều khiển cho mơ tơ thủy lực dừng lại, tháo cáp, kéo ra
khỏi cây gỗ, kết thúc một chu kỳ vận xuất.
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
Dễ chế tạo, kết cấu đơn giản tận dụng được bơm thủy lực có sẵn trên máy
kéo làm cho giá thành vận xuất giảm.
Nhược điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Thao tác điều khiển phức tạp nhiều cơng đoạn địi hỏi cơng nhân phải có
tay nghề
Năm 1999 sinh viên Đào Sỹ Tam đã nghiên cứu và thiết kế tời kéo gỗ cho
máy kéo DFH-180 để vận xuất gỗ nhỏ rừng trồng (hình 1.12) [10]

Hình 1.12. Sơ đồ cấu tạo chung của thiết bị tời cáp lắp sau máy kéo
1: Máy kéo; 2: Trục thu công suất; 3: Bộ truyền xích; 4: Trục tời; 5:Cơn tời 6:
Trống tời; 7: C n chữ A; 8: Ròng rọc chuyển hướng; 9: Cáp
Loại tời này hoạt động như sau:
21

Thiết bị kéo gỗ là tời 2 được đặt sau máy có nhiệm vụ kéo lết gỗ từ xa. Giá
đỡ của tời ghép vào thân cầu sau của máy kéo. Truyền động cho tời được thực
hiện từ trục thu công suất phía sau của máy kéo qua bộ truyền xích đến trục tời rồi
qua ly hợp vấu đến trống tời. Trống tời lắp trên trục tời qua hai ổ lăn. Khi ly hợp
ngắt trống có thể quay tự do trên trục để xả cáp.
Việc truyền hay ngắt mômen quay cho trục tời được thực hiện nhờ tay điều
khiển thu công suất hoặc ngắt cơn chính của máy kéo. Đóng ngắt côn tời bằng dẫn
động cơ học với tay điều khiển ở cabin của máy kéo. Cáp kéo có chiều dài 100m
một đầu cố định vào trống tời. Đầu còn lại vòng qua ròng rọc chuyển hướng lắp ở
đầu cần chữ A lắp ở đằng sau máy kéo
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
- Cấu tạo đơn giản
- Chi phí chế tạo r
Nhược điểm của thiết bị tời cáp này là:
-Điều khiển phức tạp
-Tốc độ quấn cáp của tời lớn nên nếu gặp chướng ngại vật dễ gây đứt cáp

22


Chƣơng 2
THIẾT KẾ BỘ PHẬN DẪN ĐỘNG CHO TỜI KÉO GỖ LẮP TRÊN
MÁY KÉO
2.1. Tìm hiểu về thiết bị tời cáp hiện có lắp trên máy kéo Shibaura
Vừa qua Đề tài nghiên cứu khoa học KC-07-26-05 đã nghiên cứu thiết kế
và chế tạo tời cáp lắp sau máy kéo Shibaura để vận xuất gỗ rừng trồng tời có cấu
tạo như sau(hình2.1) [1]:

Hình 2.1. Bố trí tời trên máy kéo Shibaura

23


Hình 2.2. Sơ đồ truyền động của tời
1: Trục thu cơng suất, 2: Đĩa xích chủ động, 3: Xích, 4: Đĩa xích bị động, 5:
Trục tời, 6,8,9,10: Các ổ bi, 7: Trống tời, 11: Ly hợp vấu, 12: Bánh cóc.

Hình 2.3. Hình ảnh thật của tời
24


Hệ thống truyền lực cho tời có cấu tạo như sau ( hình 2.2)
Tời được lắp sau máy kéo, trống tời 7 được lắp với trục tời qua hai ổ lăn 8 và ổ
lăn 9. Một đầu của trục tời được lắp với đĩa xích bị động 4, đầu cịn lại được lắp
then hoa với vấu chủ động của ly hợp vấu 11, vấu bị động được chế tạo liền với
một đầu của trống tời. Đầu còn lại của trống tời được chế tạo liền với trống phanh
và lắp cứng với bánh răng cóc 12 của cơ cấu dừng kiểu bánh cóc. Cóc hãm có thể
kéo ra khỏi bánh cóc nhờ dây kéo, trên trống tời có thể quấn 80m cáp đường kính
10mm(hoặc 100m cáp 8mm)
Mơ men quay được truyền từ trục thu cơng suất 1 qua bộ truyền xích đến trống
tời làm quay trống tời.
Tời lắp sau máy kéo Shibaura được thiết kế, chế tạo dùng cho công nghệ khai
thác gỗ rừng trồng trên độ dốc 10-200 có nhiệm vụ gom gỗ từ xa ( từ nơi chặt hạ
đến nơi máy kéo đỗ ) và treo một đầu bó gỗ lên máy kéo khi vận xuất gỗ theo
phương pháp kéo nửa lết.
Tời được đặt trên tấm thép đỡ lắp sau máy kéo. Mô men quay được truyền từ
trục thu cơng suất của máy kéo, qua bộ truyền xích đến trục trống tời qua ly hợp
vấu đến trống tời để có hành trình quấn cáp kéo gỗ. Hành trình nhả cáp để kéo cáp
buộc gỗ được thực hiện khi ngắt trục thu cơng suất và nhả cóc hãm nhờ một tay

địn để kéo con cóc ra khỏi bánh cóc. Trong q trình kéo gỗ theo phương pháp
kéo lết con cóc sẽ trượt trên bánh cóc, khi một đầu bó gỗ được treo lên gia chữ A
lập tức ngắt trục thu cơng suất, khi đó dưới tác dụng của trọng lượng một đầu bó
gỗ làm cho tời có xu hướng quay ngược lại, nhờ cơ cấu bánh cóc mà trống tời
được hãm lại, nhờ đó mà một đầu bó gỗ treo trên giá chữ A ở sau máy kéo
Ưu điểm của thiết bị tời cáp này là:
Máy kéo Shibaura với thiết bị tời cáp lắp sau máy có khả năng gom gỗ dài
từ chỗ chặt hạ đến chỗ máy kéo đỗ với cự ly 80m, tải trọng bó gỗ khi kéo lết là
3000N ở độ dốc lên đến 200. Ngoài ra, máy kéo với thiết bị tời cáp này còn kéo
25