BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VĂN VỮ NG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG
SỐ ĐẾN KHẢ NĂNG DI ĐỘNG CỦA LIÊN HỢP MÁY
THU HOẠCH NGHÊU
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
MÃ SỐ: 60520103

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. BÙI VIỆT ĐỨC

Hà Nội, 2014


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Nước ta có bờ biển dài, có tiềm năng rất lớn về phát triển nuôi trồng thủy hải
sản.
Trong số các loài thủy hải sản, nuôi ngao (miền Bắc) hay nghêu (miền Nam) là
một trong những nghề đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn, làm hồi sinh nhiều vùng đất
ven biển trước đây bị bỏ hoang, tạo việc làm và thu nhập ổn định cho một bộ phận

năng kinh tế - kỹ thuật – công nghệ hoàn chỉnh, đáp ứng tốt các yêu cầu công việc,
cần phải thực hiện đầy đủ nhiều công đoạn phức tạp khác nhau liên quan đến đối
tượng tác động (con nghêu), điều kiện làm việc (nền đất), nguồn động lực (máy
kéo) và bộ phận công tác (máy thu hoạch).
Trên cơ sở thực hiện một phần công việc nằm trong đề án thiết kế chế tạo Liên
hợp máy thu hoạch nghêu, thuộc chương trình hợp tác nghiên cứu khoa học phục
vụ sản xuất cho các vùng nuôi nghêu ven biển phía Nam Việt Nam giữa Trường
Đại học Nông nghiệp Hà Nội và Trường Trung cấp nghề Cơ Điện Đông Nam Bộ
Đồng Nai.
Với những lý do đã được trình bầy ở trên chúng tôi chọn và thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến khả năng di động của LHM
thu hoạch nghêu ”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xuất phát từ những lý do thực hiện đề tài đã nêu ở trên chúng tôi đặt mục tiêu
nghiên cứu là:
Xác định được ảnh hưởng của một số thông số đến khả năng di động của LHM
thu hoạch nghêu khi làm việc nhằm tính toán thông số, xây dựng các quan hệ đất bánh để lựa chọn hệ thống di động hợp lý cho LHM thu hoạch nghêu nhằm nâng
cao khả năng di động cho LHM, góp phần hoàn chỉnh LHM với đầy đủ các tính
năng kinh tế - kỹ thuật – công nghệ, đáp ứng tốt các yêu cầu công việc nhằ m tăng
năng suất và hiệu quả sử dụng máy..
3. Nô ̣i dung nghiên cứu của đề tài
Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau:
- Xây dựng mô hình tổ ng quát LHM thu hoa ̣ch nghêu
- Tính toán thông số bô ̣ phâ ̣n di đô ̣ng


3

- Xây dựng mô hiǹ h bô ̣ phâ ̣n di đô ̣ng LHM
+ Mô hình xích cao su không biế n da ̣ng

tỉnh miền Tây Nam Bộ như: Gò Công Đông (Tiền Giang), Cầu Ngang, Duyên Hải
(Trà Vinh), Bình Đại, Ba Tri, Thạnh Phú (Bến Tre), Vĩnh Châu (Sóc Trăng); ....
nghêu Bến Tre được người dân đưa vào nuôi thử nghiệm ở một số vùng cửa sông
ven biển và đã cho kết quả tốt.
Nghêu là đối tượng đang được người dân quan tâm bởi giá trị dinh dưỡng của
nó. Thịt thơm ngon có nhiều chất dinh dưỡng trong đó Prôtêin chiếm 15,66%, Lipit
chiếm 3,43%, khoáng chiếm 3-13% (Nguyễn Chính và CTV) và đang là một trong
những mặt hàng hải sản có giá trị xuất khẩu cao. Đặc biệt tháng 10/2008 hội đồng
bảo tồn biển quốc tế vừa cấp giấy chứng nhận tiêu chuẩn thương hiệu MSC
(Marine Sterwarship Council) cho nghêu Bến Tre trở thành đặc sản biển đầu tiên
của cả khu vực Đông Nam Á. Sự công nhận này sẽ giúp con nghêu Bến Tre và các
tỉnh trong khu vực có nhiều cơ hội xuất khẩu sang nhiều thị trường trong khu vực
và trên thế giới.
Tính đến hết tháng 2-2011, tỉnh Bến Tre có 10 hợp tác xã thủy sản với gần
9000 hộ xã viên và 35 tập đoàn nuôi nghêu. Các HTXTS và tập đoàn đã biến gần


5

16.000 ha bãi bồi thành những khu nuôi nghêu, trong đó có khoảng 9650 ha đang
khai thác.
Riêng các huyê ̣n Thạnh Phú, Bình Đại và Ba Tri của tin̉ h Bế n Tre tập trung
hầu hết các HTX và tập đoàn nuôi nghêu với trữ lượng từ 32.000 – 40.000 tấn/năm,
sản lượng thu hoạch là 20.000 tấn/năm.
Ở Trà Vinh có diê ̣n tích nuôi khoảng 1000 ha cho sản lươ ̣ng 5.000 tấ n với năng
suấ t bình quân 5 tấ n/ha
Đế n năm 2006 đầ u năm 2007, diê ̣n tích nuôi nghêu trên 20.000 ha với tổ ng sản
lươ ̣ng ở toàn bô ̣ khu vực Nam Bô ̣ đa ̣t 70 - 80 ngàn tấ n/năm và đã trở thành mă ̣t
hàng xuấ t khẩ u lớn ( Lê Xuân Sinh, 2007 )
Khu vực phiá nam là vùng có bờ biển dài gầ n 6000 Km với diê ̣n tić h bãi bồi

thiết, phù hợp với chủ trương phát triển nuôi trồng thủy sản trong những năm tới;
đảm bảo cân bằng sinh thái và phát triển nghề nuôi trồng thủy sản bền vững.
Kỹ thuâ ̣t nuôi nghêu:
Kỹ thuật nuôi:
Cho ̣n baĩ nuôi: Cho ̣n baĩ triề u gầ n cửa sông, it́ sóng gió, bằ ng phẳ ng. Khi triề u
xuố ng thấ p có cả năng phơi baĩ vài giờ/ngày. Chấ t đáy nên cho ̣n là cát bùn. Không
cho ̣n nơi có nguy cơ bi ̣ nước thải ô nhiễm tấ n công vì nghêu rấ t nha ̣y cảm với môi
trường ô nhiễm.
Bãi nuôi là vùng triều tương đối cao, thời gian nước rút tương đối dài, chất
đáy cứng, nhiều bùn, cũng dẫn đến chết nghêu.
Sau khi cho ̣n đươ ̣c baĩ nuôi tiế n hành vê ̣ sinh mă ̣t baĩ , do ̣n ta ̣p chấ t, cây cối ở
nề n đáy. Nế n nề n đấ t cứng phải xới lên cho tơi xố p, mề m giúp nghêu vùi miǹ h tố t.
Dùng đăng tre hoă ̣c lưới chắ n xung quanh, cao 0,6 tới 0,7m, chân đăng vùi sâu 0,2
- 0,3m. Dùng co ̣c cắ m cho đăng lưới đứng nghiêng về phiá trong, các co ̣c cách
nhau 1,2m tới 1,5m. Trong baĩ , căng nhiề u dây ngang do ̣c theo chiề u gió để ha ̣n
chế nghiêng đi theo hướng nước chảy và gió lớn.
Thả giố ng: Thả làm 2 đơ ̣t vào tháng 2, tháng 3 và tháng 7, tháng 8.
Đợt 1: Thả giố ng kić h cỡ 3.000-5000 con/1kg. Sau 5 tới 6 tháng ương thì san
thưa để nuôi lớn.
Đợt 2: Thả giố ng kích cỡ 500 - 800 con/kg. Nên thả nuôi luôn, không cầ n san


7

thưa, mâ ̣t đô ̣ 300-450 con/kg.
Chú ý khi thả lúc triề u lên để nghêu dễ vùi trong lớp bùn đáy.
Chăm sóc: Khi mới rải nghêu ra baĩ nuôi, vỏ nghêu còn yế u, chưa thể vùi sâu
xuố ng đáy nên ha ̣n chế đi la ̣i trên baĩ nghêu. Bắ t hế t các loa ̣i ố c mỡ trơn trên bãi
triề u rồ i mới thả nghêu giố ng. Trong quá trình nuôi thường xuyên kiể m tra bắ t ốc
ha ̣i nghêu con, thường xuyên kiể m tra rào chắ n, chân rào để ngăn chă ̣n nghêu thoát

sóng gió nhẹ, có nguồn nước ngọt chảy vào, chủ yế u ở vùng trung triều, hạ triều,
nơi có đô ̣ dố c tương đố i bằ ng phẳ ng.
Theo Nguyễn Tác An và Nguyễn Văn Lu ̣c ( 1994 ) cho rằ ng nghêu phân bố ở
vùng thời gian phơi baĩ từ 2 - 8 giờ/ngày. Đô ̣ sâu cực đa ̣i tim
̀ thấ y nghêu lúc nước
ròng là 2,5m. Nghêu phân bố ở vùng có nề n đáy cát miṇ đế n cát trung có pha lẫn
hàm lươ ̣ng bùn lỏng và xác hữu cơ ( 10 - 18 % ), vào mùa mưa bùn lỏng bao phủ
nề n đáy baĩ nghêu ( 1,5 - 2,5 cm ).
Theo nghiên cứu của Võ Si ̃ Tấ n ( 1999 ) ở Gò Công Đông cho thấ y nghêu tâ ̣p
trung ở đô ̣ cao từ khoảng 0,8 - 1,5 m so với hải đồ .
Nghêu là loài rộng nhiệt: Chúng có thể sống trong điều kiện nhiệt độ từ 5 35oC, khoảng nhiệt độ thích hợp cho nghêu phát triển là 28-31oC, tốc độ dòng chảy
0,1 - 0,25 m/s, hàm lượng oxy hoà tan khoảng 4 - 6 mg/l, pH 6-9, độ mặn dao động
từ 19-26% độ mặn phù hợp cho nghêu phát triển nhất là 22-25%.
Tập tính sống: Nghêu là loài sống đáy nhưng khi gặp điều kiện không thuận
lợi như nhiệt độ giảm, độ mặn thay đổi đột ngột chúng thường nổi lên khỏi đáy và
di chuyển đi nơi khác có điều kiện thích hợp hơn.
Theo Trương Quốc Phú (1999) khi độ mặn giảm xuống 5% thì hầu hết nghêu
di chuyển tới vùng mới nơi có độ muối cao hơn, bãi nghêu có xu hướng dịch
chuyển từ bờ ra xa vào mùa mưa và mùa khô có xu hướng tiến lại gần bờ nên diện
phân bố của nghêu vào mùa khô rộng hơn so với mùa mưa. Nghêu nói riêng và
động vật thân mềm hai mảnh vỏ nói chung, trong quá trình sống đều trải qua 2 giai
đoạn chính.
- Giai đoạn ấu trùng sống trôi nổi và sống đáy: Sau khi trứng nở chuyển sang
giai đoạn ấu trùng phù du . Giai đoạn này, ấu trùng trôi nổi trong nước. Sự phân bố
của chúng phụ thuộc rất lớn vào dòng chảy và thuỷ triều. Kết thúc giai đoạn ấu
trùng phù du là giai đoạn sống đáy. Lúc này đã hình thành chân, màng áo và cơ
khép vỏ. Do đó giai đoạn này cần đáy bằng phẳng và cần có vật bám như cát to, sỏi.


9


10

Điều này cho thấy tốc độ sinh trưởng của nghêu vào mùa nắng nhanh hơn vào
mùa mưa.
1.3. Tổ ng quan các nghiên cứu về liên hợp máy thu hoạch nghêu
1.3.1. Các nghiên cứu về nguồn động lực là máy kéo di chuyển trên nền đất
yếu.
Việc tăng cường trang bị các nguồn động lực và hệ thống máy móc nuôi trồ ng
và thu hoa ̣ch thủy hải sản khác nhau đã góp phần đáng kể vào sự phát triển chung
của nền nuôi trồ ng và sản xuất thủy hải sản, giảm bớt cường độ lao động cho nông
dân, nâng cao năng xuất và chất lượng sản phẩm của ngành nông lâm ngư nghiệp
và các ngành nghề khác. Do đặc điểm về mặt kinh tế xã hội cũng như khó khăn về
mặt đặc điểm địa lý đất đai, vấn đề cơ giới hoá trong các vùng ven biể n của nước ta
còn ở mức thấp. Tỷ lệ cơ giới hoá các khâu canh tác trong nông lâm ngư nghiệp ở
các khu vực này so với vùng đồng bằng còn một khoảng cách chênh lệch lớn. Việc
nghiên cứu một cách có hệ thống và tổng quát điều kiện tự nhiên, các yếu tố ảnh
hưởng đến vấn đề cơ giới hoá nông lâm ngư nghiệp nói chung, đặc biệt là cơ giới
hoá trên đất có độ ẩm cao trong điều kiện của nước ta hiện nay vẫn chưa được chú ý
và quan tâm đúng mức.
Hiện nay chúng ta mới chế tạo được một số loại máy kéo bánh công suất nhỏ
như: Bông sen 8, Bông sen 10, Bông sen 12 và Bông sen 20, các máy do Việt Nam
sản xuất còn nhiều nhược điểm như tính năng kéo bám thấp, tính ổn định chuyển
động không cao, tính kinh tế về nhiên liệu cũng như các thông số kết cấu khác chưa
hợp lý, đặc biệt khi sử dụng trong điều kiện đất nông nghiệp và đấ t bồ i ven biể n có
độ ẩm cao .
Để nâng cao mức độ cơ giới hóa nông lâm ngư nghiệp Việt Nam trong giai
đoạn trước mắt, cần trang bị hệ thống máy động lực một cách họp lý về chủng loại,
về cỡ công suất cũng như tỷ lệ trang bị giữa máy kéo bánh và máy kéo xích. Theo
một số tài liệu chuyên môn máy kéo xích có nhiều ưu điểm vượt trội so với máy

năng bám tốt, tuy nhiên kết cấu hệ thống di động phức tạp, giá thành cao. Máy kéo
xích thường được sử dụng để hoàn thành các công việc cần lực kéo lớn như san ủi,
cày bừa trên đất độ ẩm cao, nhổ và ủi gốc cây v.v...
Các loại này dùng để kéo hàng nặng trên nền đất hoặc đường tạm thời. Chúng
còn dùng như một đầu kéo rơmooc hay là máy cơ sở của các máy xây dựng (máy


12

ủi, máy đào, cần trục...). Máy kéo xích có áp lực riêng lên đất nhỏ, hiệu suất kéo và
lực bám cao nên có khả năng thông qua lớn hơn bánh lốp. Tốc độ di chuyển của
chúng không quá 12 km/h, áp lực lên đất của máy kéo xích là 0.1 MPa.
Thông số chủ yếu của máy kéo là lực kéo tại móc kéo, và cũng dựa vào đó mà
phân loại máy kéo thành từng nhóm. Lực kéo của móc kéo được xác định ở tốc độ
2,6 - 3 km/h đối với máy kéo bánh lốp. Lực kéo của máy kéo xích gần bằng trọng
lượng của nó. Các loại máy kéo công nghiệp thường phân thành nhóm có sức kéo
100; 150; 200; 350; 500 kN.
Các bộ phận và hệ thống chính của máy kéo gồm: động cơ, hệ thống truyền
lực, truyền lực cácđăng, cầu chủ động, hệ thống di động, hệ thống treo (hay còn gọi
là hệ thống giảm xóc), hệ thống điều khiển gồm hệ thống lái và hệ thống phanh,
trang bị điện và các trang bị làm việc khác.
Hệ thống truyền lực là tổ hơ ̣p của một loạt các cơ cấu và hệ thống nhằm truyền
mômen quay từ trục khuỷu động cơ đến bánh chủ động của ôtô, máy kéo. Hệ thống
truyền lực có tác dụng nhằm biến đổi về trị số và chiều của mômen quay truyền,
cho phép máy kéo dừng tại chỗ lâu dài mà động cơ vẫn làm việc, hệ thống truyền
lực còn có thể trích một phần công suất của động cơ để truyền đến bộ phận làm việc
của máy công tác, tùy theo đặc điểm cấu tạo của xe máy cụ thể mà trong hệ thống
truyền lực của máy kéo có thể có một hai hay nhiều cầu chủ động.
Cầu chủ động là tổ hơ ̣p của các cụm máy và cơ cấu cho phép các bánh chủ
động quay với tốc độ khác nhau để bảo đảm các bánh lăn êm dịu trên mặt đường

đầu, ly hơ ̣p được đóng. Truyền lực chính và bánh xích chủ động lại nhận được
mômen quay. Ở bộ truyền cơ khí của máy kéo bánh lốp động cơ đặt ở phía trước rồi
đến ly hợp, trục các đăng, hộp số, truyền lực chính, ly hợp bên với phanh đai,
truyền lực bên làm quay các bánh lốp.
Ở bộ truyền lực máy kéo xích, đầu kéo một trục và hai trục, satxi chuyên dụng
cho xe nâng hàng. Ở các bộ truyền này khớp nối ma sát được thay bằng biến tốc
thuỷ lực. Như vậy mối liên kết động học cứng giữa động cơ và các bánh chủ động
được thay bằng mối liên kết chất lỏng. Hệ truyền thủy lực này là hệ thống thuỷ cơ.
Khi lực cản di chuyển lớn thì việc dùng biến tốc thủy lực sẽ làm tăng mômen quay
của động cơ nhờ hệ số biến đổi lớn. Quá trình làm việc của biến tốc thủy lực
chuyển sang chế độ làm việc với hiệu suất cao hơn hẳn. Khi ấy quá trình sang số


14

được thực hiện một cách tự động, tức là số cao chỉ được thực hiện khi trục thứ đạt
được số vòng quay nhất định. Lúc này động cơ làm việc ở công suất tối đa, còn việc
sang số được thực hiện liên tục mà không cầ n ngắt mô men quay. Nhờ vậy mà giảm
tải trọng động lên động cơ, có nghĩa là làm tăng tuổi thọ của động cơ và bộ truyền
lực.
Với máy kéo có bộ truyền lực điện thì mô men quay được truyền từ động cơ
điện một chiều tới bánh xích chủ động qua bộ ly hơ ̣p bên và bộ truyền lực cuối
cùng. Động cơ điện do động cơ máy kéo làm quay máy phát điện cung cấp điện
năng. Hệ thống dẫn động gồm động cơ điêzen - máy phát - động cơ điện làm cho sơ
đồ động của hệ truyền lực đơn giản hơn (không có hộp số và hộp cacđăng), đặc biệt
là cho phép thay đổi tốc độ và mômen quay một cách vô cấp tuỳ theo lực cản bên
ngoài. Các bộ truyền lực kiểu thuỷ cơ và truyền động điện hoàn toàn đáp ứng chế
độ làm việc của máy kéo có rơmooc và các cơ cấu làm việc của máy xây dựng.
Bố trí hệ thống truyền lực trên máy kéo
Ở máy kéo, do người lái thường ngồi phía sau để quan sát sự làm việc của các

ba giai đoạn của quá trình nén đất. Trong giai đoạn thứ nhất chỉ xảy ra sự nén
chặt làm cho các phần tử đất xích lại gần nhau, quan hệ giữa ứng suất và độ biến
dạng là tuyến tính. Trong giai đoạn thứ hai sự nén chặt đất vẫn tiếp tục xảy ra
nhưng đồng thời xuất hiện cục bộ hiện tượng cắt đất ở một số vùng bao quanh
khối đất. Khi đó ứng suất lớn hơn lực nội ma sát và lực dính giữa các hạt đất, do
đó biến dạng sẽ tăng nhanh hơn so với sự tăng ứng suất và quan hệ giữa chúng là
phi tuyến. Cuối giai đoạn hai ứng suất trên toàn bộ vùng bao quanh khối đất lớn
hơn nội lực ma sát và lực dính giữa các phần tử đất, quá trình nén chặt đất kết
thúc và bắt đầu xảy ra hiện tượng trượt hoàn toàn giữa khối đất và vùng đất bao
quanh nó và ứng suất pháp tuyến đạt giá trị cực đại. Trong giai đoạn thứ ba chỉ
xảy ra hiện tượng truợt của khối đất, ứng suất không tăng nhưng biến dạng vẫn
tiếp tục tăng. Ở một số loại đất trong giai đoạn này ứng suất còn giảm xuống
chút ít.
Sự xuất hiện ứng suất pháp tuyến trong đất là do tác động của ngoại lực (lực
nén). Khi tăng lực nén sẽ làm tăng ứng suất cho đến khi đạt đến ứng suất cực đại,
sau đó dù có tăng lực nén ứng suất không tăng nữa. Do đó ứng suất cực đại max
sẽ đặc trưng cho khả năng chống nén của đất. Giá trị cực đại  max và độ sâu h*
phụ thuộc vào loại đất và trạng thái vật lý của nó. Do vậy  max thường được sử
dụng để đánh giá khả năng chống nén và khả năng mang tải của đất.
Sự biến dạng của đất theo phương pháp tuyến liên quan đến độ sâu của vết
bánh xe và do đó ảnh hưởng đến lực cản lăn của máy kéo. Vì vậy đường đặc tính


17

nén đất được sử dụng như một cơ sở khoa học để tính toán thiết kế hệ thống di
động của máy kéo.

σ


Để mô tả toàn bộ đường cong, M.G Becker đã đề suất hàm số mũ:

k



   0  k  hn ,
b

Trong đó:

(1 – 2)

k0 – Hệ số bám, N/m1+n.
b – đường kính đầu đo, m.

k – Hệ số ma sát trong của đất, N/m1+n;
n – Chỉ số mũ.
h – Độ biến dạng của đất, m
Theo V.V Kasưghin, đường cong nén đất được mô tả theo hàm tang
Hypecpolic sẽ phù hợp với thực tế hơn, cụ thể ông đã đề suất công thức:
   0th

Trong đó:

k

0

h


5

1.7

1.2

0.9

10

2.3

1.7

1.2

1.4.3. Khả năng chống cắt của đất
Các yếu tố cơ bản để tạo ra lực chống cắt của đất là các thành phần lực liên kết
phần tử và lực liên kết do sức căng của bề mặt và lực nội ma sát trong đất.
Trong quá trình cắt đất theo phương ngang xảy ra sự biến dạng và xuất hiện
các ứng suất tiếp tuyến. Thực nghiệm cho thấy rằng, mối quan hệ giữa biến dạng 
và ứng suất có dạng như đồ thị trên hình 1.3.
Đối với đất chặt, ứng suất cắt cực đại  max và  0 , sau đó giảm dần đến một giá
trị tới hạn nào đó   1 rồi xảy ra trượt hoàn toàn (đường 1). Đối với đất xốp thì ứng


19

suất cắt  tang dần tới giá trị cực đại  max 2 rồi xảy ra hiện tượng trượt hoàn toàn,


Khả năng chống cắt của đất được đặc trưng bởi ứng suất tới hạn của nó. Giá trị
ứng suất tới hạn   phụ thuộc vào loại đất và ứng suất pháp tuyến  .
Trên hình 1.4a thể hiện đặc tính cắt đất rời khi thay đổi các giá trị ứng suất
pháp khác nhau. Với áp suất ngoài càng lớn thì ứng suất giới hạn   cũng càng lớn.
Quan hệ giữa ứng suất cắt   và ứng suất pháp

 là tuyến tính, thể hiện trên hình

1.4b và được biểu diễn bởi công thức:

   tg .

(1 – 4)

Trong đó:  - Góc ma sát của đất.
Đối với đất dính, quan hệ giữa ứng suất giới hạn và ứng suất pháp có dạng như
hình 1.4c và mối quan hệ đó được thể hiện bằng công thức:

   0   tg ,
Trong đó:  0 - Ứng suất cắt do lực dính gây ra.

(1 – 5)


20

τ

τ

)
τ
Hình
1.4
Ảnh
1
τ
τ
x1
x1
δ
trọng
pháp
tuyến
đến
khả
năng
m
m
chống
cắt
của
đất
ax
ax
a)1Quan hệ giữa ứng suất tiếp τ 1
τ δ = τ0
và chuyển vị ∆ (1, 2, 3 với ba
+σtgφ
mức ứng suất pháp tăng dần).

τ
c

τ

m

τ

0
τ

ax

φτ
τm

c

ax1

τm

T0

a
τ

h



(1 – 6)


21

N – Tải trọng pháp tuyến.

 - Góc ma sát trong.
Nếu chúng ta ký hiệu lực ma sát nghỉ là Tn = Tmax và fn là hệ số ma sát nghỉ thì
ta có thể xác định chúng theo công thức sau :
Tn = fnN ; fn = tg 

T0
;
N

Chia lực T0 và N cho diện tích tiếp xúc A ta nhận được :

0 

T0
- Là ứng suất chống cắt do lực dính tạo ra.
A

p

N
- Áp suất do tải pháp tuyến N gây ra.
A

p

τ fn
0 Sự phụ thuộc của hệ số ma sát nghỉ
Hình 1.7
vàτ hệ số ma sát trượt fδ vào áp suất pm
m

ax


22

Quan hệ giữa ứng suất cắt

 và độ biến dạng Δ cũng tương tự như thí

nghiệm cắt đất trong hộp kín.

τ

τδ

τmax = τn
τmax2 = τδ2
τmax1

τδ
τma


vào biến
1 - Đất chặt; 2- Đất dẻo
Mô tả toán học đường cong cắt đất

ma hạn τδ và ứng suất pháp σ ma
giới

ax1

x1

x1

Đề mô tả đường cong cắt đất, M.G Becker [*] đề xuất áp dụng dao động điều
hòa có dạng:

X  B1e1t  B2e2t
Trong đó: B1,1, B2 ,2 - Các hệ số đặc trưng quá trình dao động.
M.G. Becker đã biến đổi phương trình trên để mô tả quan hệ giữa ứng suất 
và biến dạng Δ nhận được:

 





 

   0  ptg  exp  k2  k22  1 k1Δ  exp  k2  k22  1 k1Δ ;

(1 – 9)

Trong đó: c1, c2, c3, c4 – Các hệ số thực nghiệm.
Phân tích công thức này có thể rút ra một số nhật xét:
Khi biến dạng ∆ đủ lớn, ứng suất cắt τ dần đến giá trị hằng số. Quá trình cắt đất
có thể chia thành 2 giai đoạn (2 pha): trong giai đoạn đầu ứng suất và biến dạng
cùng tăng vì



 0 . Giá trị giới
 0 , còn giai đoạn thứ hai ứng suất giảm dần vì



hạn của hàm này tương ứng với quá trình cắt trượt của đất. Hàm này sẽ có giá trị
cực đại tmax và chính là lực ma sát nghỉ.
Theo tính chất của hàm trên cho thấy bản chất về toán học và vật lý không mẫu
thuẫn nhau và tương đối phù hợp với các số liệu thực nghiệm.
Khái quát hoá các công thức (1 – 9) và sử dụng hàm hypebolic, ông V.V.
Kasưghin (người Nga) đã đề xuất công thức cho loại đất chặt:





f
 f p 1 td




0,825






,

Hệ số biến dạng tỷ lệ với độ biến dạng ∆0 và phụ thuộc vào hệ số ma sát tương
đương:

k 

0

 1 1 f 

arc 
 2 ftd



2
td

,




A
X

Vt

C

Hình 1.10 Động học của dải xích
Điểm A trên dải xích tham gia vào hai chuyển động:
- Chuyển động quay tương đối so thân máy kéo với vận tốc v 0 , khi đó tâm
hình học của bánh chủ động, các bánh dẫn hướng, bánh đè xích, đỡ xích v.v…được
coi như cố định
- Chuyển động tịnh tiến theo thân máy kéo với tốc độ theo vt , khi đó tất cả các
điểm trên vành bánh chủ động (hay bị động) đều vẽ lên các quỹ đạo giống nhau.