Nghiên cứu khoa học NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NHỔ GỐC CÂY RỪNG TRỒNG SAU KHAI THÁC

Nhổ các gốc cây để chuẩn bị đất trồng rừng trên các diện tích rừng tự nhiên và đặc biệt rừng trồng sau khai thác là khâu cần có cường độ lao động lớn, tốn nhiều chi phí và thời gian. Công việc nhổ gốc cây hiện nay hầu hết được thực hiện bằng thủ công, một số nơi dùng máy ủi với lưỡi ben dạng dao hoặc gầu xúc... để đào gốc cây. Các biện pháp này đều có năng suất thấp và kém hiệu quả. Một số nước sử dụng máy kéo công suất lớn như...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khoa học " NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NHỔ GỐC CÂY RỪNG TRỒNG SAU KHAI THÁC " NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ NHỔ GỐC CÂY RỪNG TRỒNG SAU KHAI THÁC Đào Vũ, Tô quốc Huy Trung tâm Nghiên cứu và CGCN Công nghiệp rừng Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam I. ĐẶT VẤN ĐỀ Nhổ các gốc cây để chuẩn bị đất trồng rừng trên các diện tích rừng tự nhiên và đặc biệt rừng trồng sau khai thác là khâu cần có cường độ lao động lớn, tốn nhiều chi phí và thời gian. Công việc nhổ gốc cây hiện nay hầu hết được thực hiện bằng thủ công, một số nơi dùng máy ủi với lưỡi ben dạng dao hoặc gầu xúc... để đào gốc cây. Các biện pháp này đều có năng suất thấp v à kém hiệu quả. Một số nước sử dụng máy kéo công suất lớn như Komatsu, T-130, TZ -171 có trang bị hệ thống ben răng để xử lý thực bì, rà gốc rễ... nhưng sử dụng để nhổ gốc cây rừng trồng sau khai thác trắng cũng còn rất nhiều hạn chế, đặc biệt với loại gốc cây có đường kính trên 30 cm và trên nền đất có độ cứng cao. Để có thiết bị chuyên dụng thực hiện nhổ gốc cây hiệu quả, việc nghiên cứu thiết kế và chế tạo thiết bị nhổ gốc cây là rất thiết để đáp ứng kịp thời yêu cầu thực tiễn sản xuất, đồng thời bổ sung cho hệ thống thiết bị cơ giới làm đất trồng rừng của ngành lâm nghiệp. II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Điều tra khảo sát thu thập số liệu về tính chất, đặc điểm của đối tượng nghiên cứu + Khảo sát đánh giá đặc điểm địa hình, thực bì, gốc cây của hiện trường sau khai thác. + Phân tích đánh giá hiện trạng sử dụng nguồn động lực v à thiết bị xử lý thực bì v ùng nghiên cứu làm cơ sở lựa chọn nguyên lý, kết cấu cơ bản thiết bị nhổ gốc cây. - Phương pháp tính toán thiết kế máy nông nghiệp + Lập phương án thiết kế: Đề xuất phương án, phân tích lựa chọn nguyên lý làm việc, lựa chọn kết cấu và kích thước cơ bản cho thiết bị thiết kế. + Sử dụng lý thuyết tính toán thiết kế máy để tính toán xác định các thông số kỹ thuật của thiết bị. + Sử dụng phần mềm thiết kế chuyên dụng: Autocad, Inventor để tính toán, vẽ thiết kế, mô phỏng hoạt động của thiết bị nghiên cứu. - Phương pháp khảo nghiệm máy nông nghiệp: + Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong quá trình khảo nghiệm đánh giá thiết bị và hiệu quả sử dụng. + Áp dụng các phương pháp thu thập v à xử lý số liệu khảo nghiệm máy, sử dụng các phần mềm chuyên dụng: Matlab, Dasylab... để thu thập và xử lý số liệu. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Những cơ sở khoa học tính toán thiết kế thiết bị nhổ gốc cây 3.1.1 Những đặc điểm cơ bản của địa hình, thực bì, gốc cây rừng sau khai thác Kết quả khảo sát đánh giá tại vùng núi phía Bắc cho thấy rằng: - Địa hình vùng núi phía Bắc tương đối phức tạp, diện tích sản xuất lâm nghiệp bị chia cắt nhỏ, không tập trung, độ dốc cao. - Địa chất, thổ nhưỡng trong vùng chủ yếu là đất feralit, trong đất hình thành nhiều kêt von đá ong, ở nhiều nơi như Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Thái Nguyên... tầng đất ở độ sâu 30-40cm bị đá ong hóa độ cứng lên tới 2 35kg/cm . - Thực bì chủ yếu là cây bụi như Sim, mua, cây hoa trinh nữ... có chiều cao 1–1,5m đường kính thân từ 3–10cm và có nhiều đá lẫn. - Gốc cây tại hiện trường sau khai thác chủ yếu là bạch đàn, keo, thông có đường kính từ 15 – 45cm, chiều cao gốc 12 – 20cm. Đặc biệt gốc bạch đàn sau khai thác tái sinh chồi rất mạnh v à tồn tại sau nhiều năm, do vậy việc xử lý nhổ gốc cây trước khi trồng mới là rất cần thiết. - Gốc cây rừng trồng sau khai thác có mật độ phổ biến từ 500–1500gốc/ha, hệ rễ rất phát triển bám sâu trong đất từ 40–150cm, độ sâu của rễ tuỳ thuộc vào độ lớn gốc, loài cây và độ sâu tầng đất canh tác. Hình 1. Sơ đồ mô tả gốc cây sau khai thác 3.1.2 Đặc tính kỹ thuật và tính năng sử dụng các thiết bị đã và đang sử dụng để xử lý thực bì và nhổ gốc cây Thiết bị chủ yếu sử dụng để xử lý thực bì và nhổ gốc cây hiện nay là máy kéo xích có công suất lớn trên 100ml như: T-130, TZ-171, Komatsu D65, D85A, Fiat... liên hợp với ben ủi hoặc khung răng rà rễ để húc đổ và gom dọn gốc rễ cây, một số nơi sử dụng gầu xúc để đào móc từng gốc. - Đối với thiết bị ben ủi và khung răng rã rễ việc ủi bật các gốc cây lớn có đường kính trên 20cm và có bộ rễ ăn sâu là rất khó khăn, năng suất thấp, trên địa hình dốc gây rửa trôi xói mòn lớn. Thiết bị này chỉ phù hợp và sử dụng hiệu quả đối với thực bì dạng cây bụi tự nhiên, trảng cỏ. - Đối với gầu xúc: khi nhổ gốc cây phải đào một lượng đất rất lớn nên năng suất thấp, chi phí năng lượng cao, sau khi đào gốc mặt bằng bị lồi lõm cần phải san ủi mới có thể trồng lại rừng. Thiết bị này tác nghiệp rất khó khăn trên đất có độ dốc cao, dễ xảy ra mất an toàn. ...