Luận văn XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỶ LỆ THÀNH KHÍ ĐỊNH MỨC KHI XẺ THANH CƠ SỞ ĐẺ SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH TỪ GỖ KEO LÁ TRÀM, LÀM CƠ SỞ ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NGUYÊN LIỆU KHI SẢN XUẤT VÁN GHÉP THANH TỪ LOẠI GỖ NÀY Chương :TỔNG QUAN 1.1 Mục tiêu đề tài Xây dựng phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức xẻ sở đẻ sản xuất ván ghép từ gỗ keo tràm, làm sở định mức tiêu hao nguyên liệu sản xuất ván ghép từ loại gỗ 1.2 Phạm vi đề tài nghiên cứu: Loại gỗ keo tràm 7- tuổi, núi luốt Trường Đại học Lâm Nghiệp Loại ván ghép thông dụng không phủ mặt 1.3 Nội dung chủ yếu đề tài: - Cơ sở lý luận - Thực nghiệm - Kết đề tài, kết luận kiến nghị 1.4 Phạm vi nghiên cứu : Việc xác định tỷ lệ thành khí định mức, tỷ lệ lợi dụng gỗ công nghệ xẻ, xác định mức tiêu hao nguyên liệu chế biến việc cần thiết quan trọng Nó khơng sở cho đánh gía chất lượng công nghệ, lực gia công công nhân, mà giúp xác định phương pháp gia công cần thiết giúp nâng cao tỷ lệ thành khí,nâng cao thành lao động Trường Đại học Lâm Nghiệp có số đề tài tốt nghiệp sinh viên khoa chế biến lâm sản đề cập đến vấn đề nghiên cứu lựa chọn phương pháp xẻ xây dựng đồ xẻ hợp lý xẻ sở cung cấp cho công nghệ ván ghép từ loại gỗ keo lai, keo tai tượng Keo tràm loại trồng chủ lực chương trình 661 Tuy nhiên, chưa nghiên cứu cách thấu đáo cấu tạo, tính chất vật lí sử dụng Chính thế, cho phép khoa chế biến lâm sản, hướng dẫn thầy giáo Nguyễn Phan Thiết sâu nghiên cứu loại gỗ Đề tài tập trung vào vấn đề chủ yếu : - Xác định bước xác định tỷ lệ thành khí định mức - Xác định tỷ lệ thành khí định mức xẻ sở đẻ sản xuất ván ghép có phủ mặt từ gỗ keo tràm Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Khái niệm tỷ lệ thành khí, tỷ lệ thành khí định mức 2.1.1 Tỷ lệ thành khí: Là tỷ số thể tích gỗ xẻ(bao gồm sản phẩm phụ) thể tích gỗ trịn đem vào xẻ điều kiện tính bàng phần trăm p= vx 100%; v Trong p: Tỷ lệ thành khí (%) Vx: Thể tích gỗ xẻ thu (m3) V: Thể tích gỗ trịn đưa vào xẻ Tỷ lệ thành khí tiêu quan trọng để đánh giá trình độ kỹ thuật xẻ số sở sản xuất, ngành, nước Nâng cao tỷ lệ thành xẻ có ý nghĩa lớn kỹ thuật mặt sử dụng gỗ cung cấp gỗ Rộng tiết kiệm lượng gỗ khai thác góp phần bảo vệ mơi trường, bảo vệ rừng 2.1.2 Tỷ lệ thành khí địng mức: Là tiêu tỷ lệ thành khí phải đạt sở sản xuất mang tính trung bình tiên tiến có kể đến ảnh hưỏng yếu tố khách quan chủ yếu dựa sở thống kê Tỷ lệ thành khí tiêu quan trọng đánh giá tình hình sản xuất xí nghiệp sản xuất xẻ, tỷ lệ thành khí ảnh hưởng nhiều yếu tố khách quan nên đề tỷ lệ thành khí định mức Nhờ cơng cụ tính tốn thống kê ta xây tỷ lệ thành khí đảm bảo độ xác 2.1.3 Các yếu tố ảnh tới tỷ lệ thành khí 2.1.3.1 Nguyên liệu gỗ: Tính chất học tính chất vật lý gỗ: Giữa vào cấu tạo khác gỗ mà tính lý gỗ khác Gỗ cứng (tính chất học cao) tỷ lệ thành khí gỗ cao Kích thước gỗ trịn: Kích thước gỗ trịn trưng chiều dài đường kính Qua nghiên cứu nhiều sở sản xuất cho thấy chiều dài giảm cho tỷ lệ thành khí cao, gỗ dài khả xuất bệnh tật nhiều Với đường kính kính gỗ lớn tỷ lệ thành khí thu lớn khả thu sản phẩm nhiều Hình dạng gỗ trịn ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí: Hình dạng gỗ trịn đặc trưng độ cong, độ thót ngọn, độ bầu dục + Độ cong gỗ trịn tính tỷ số độ võng h chiều dài L F= h 100% L F: độ cong tính bằn % H:Độ vọng (cm) L:Tính (m) Độ lớn tỷ lệ thành khí giảm gỗ cong khẳ xuất sản phẩm có kích thước nhỏ hơn, ngắn dự tính ban đầu + Độ bầu dục gỗ: Độ bầu dục tính tỷ số hiệu đường kính lớn đương kính vng góc với đo tiết diện ngang gỗ với đường kính lớn E d1  d 100 d1 d1: đường kính lớn tiết diện d2: đường kính vng góc tiết diện +Độ thót gỗ: Là tỷ số hiệu hai đường kính đầu cuối khúc gỗ so với chiều dài gỗ s Dd 100(%) L Trong đó: D: đường kính đầu gốc gỗ d:đường kính đầu gỗ + Bệnh tật gỗ ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí: Các loại bệnh tật gỗ tự nhiên: Mắt gỗ, mục mọt, chéo thớ, vặn thớ, cong, bành vè… Không làm giảm chất lượng sản phẩm mà cịn làm tỷ lệ thành khí Vớ loại bệnh tật gỗ có mức độ ảnh hưởng khác tới tỷ lệ thành khí Bệnh tật gỗ nhiều tỷ lệ thành khí thu cưa xẻ thấp Mắt gỗ (Mắt sống mắt chết) khuyết tật gỗ Số lượng mắt gỗ nhiều, kích thước mắt lớn tỷ lệ thành khí thu thấp Mỗi loại khuyết tật gỗ lam giảm đáng kể tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ Các loại khuyết tất ảnh khác q trình cưa xẻ Vì dạng khuyết tật gỗ mà lựa chọn phương pháp xẻ cho hợp lý để thu tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng, hiệu kính tế cao + Sản phẩm gỗ ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí: Nói đến sản phẩm nói đến quy cách, kích thước sản phẩm gỗ có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ thành khí Bởi cưa xẻ kích thước sản phẩm khơng hợp lý làm giảm tỷ lệ thành khí, tăng lượng hao hụt gỗ + Máy móc thiết bị ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí: Máy móc thiết bị độ xác cơng cụ cắt gọt Máy móc có xác cao, cơng cụ cắt tốt trinh xẻ sẻ thu sản phẩm tốt, tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ cao Độ xác máy móc thiết bị góp phần làm giảm khuyết tật sản phẩm xẻ: Nứt nẻ, nứt đầu gỗ, nứt mặt ván, đầu to,đầu nhỏ, dày mỏng, lem cạnh, độ phẳng gia cơng, lượn sóng Cơng cụ cắt phải đảm bảo yêu cầu độ sắt, độ mở cưa, bóp me, chiều dày lưỡi cắt Chiều dầy lưỡi cắt lớn làm tăng kích thước mặt xẻ, làm giảm tỷ lệ tý lệ thành khí, tăng hao hụt gỗ + Yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí : Yếu tố cơng nghệ gồm có quy trình công nghệ phương pháp xẻ( đồ xẻ) Quy trình cơng nghệ khơng hợp lý, máy móc thiết bị khơng đảm bảo u cầu cưa xẻ tỷ lệ lợi dụng gỗ không cao, chất lượng sản phẩm khơng đạt u cầu Do phải có quy trình cơng nghệ hợp lý để làm điều phải vào sản phẩm, yêu cầu chất lượng sản phẩm tiến độ sản xuất Nhưng có qui trình cơng nghệ hợp lý mà khơng có phương pháp xẻ hợp lý tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng khơng cao Vì việc lập đồ xẻ hợp lý cho khúc gỗ yêu cầu cấp thiết ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí Các yếu tố khác ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí: Bao gồm trình độ tay nghề công nhân, kỹ thuật xẻ, độ rộng mạch xẻ Độ roongj xẻ lớn hao hụt gỗ lớn Trình độ tay ng0hề cơng nhân cao,ổn định sản phẩm thu cưa xẻ có chất lượng đảm bảo,tỷ lệ thành khí cao, suất lao động nâng lên 2.2 Các phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức: 2.2.1 Phương pháp thống kê bình quân: Qua điều tra khảo sát thực tế đẻ có giá trị tỷ lệ thành khí định mức với điều kiện tương sở sản suất khác, sở xác địng tỷ lệ thành khí định mức cho sở Phương pháp thực theo hai bước: Bước 1: Đi thực tế xưởng xẻ có điều kiện tương tự (máy móc thiết bị điều kiện sản phẩm) để xác định tỷ lệ thành khí định mức Pđm1, Pđm2, Pđm3, Pđmn Bước 2:Tỷ lệ thành khí trung bình p®m = n å p®m n i= Trong q trình cơng nghệ có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí biết lọai bỏ yếu tố không quan trọng để toán đơn giản hơn: Pđm = f(d, l, s, α ) 2.2.2 Xác định tỷ lệ thành khí phương pháp hệ số: + Tỷ lệ thành khí thực tế : Được tính thể tích khối lượng gỗ xẻ đem chia cho tổng thể tích khối lượng thể tích gỗ trịn đưa vào xẻ ta tỷ lệ thành khí thực tế sở sản xuất + Tỷ lệ thành khí định mức: Đem tỷ lệ thành khí thực tế nhân với hệ số ảnh hưởng đến tỷ lệ thành khí qua tính tốn thống kê ta tỷ lệ thânh khí định mức cho sở sản xuất So sánh tỷ lệ thành khí thực tế với tỷ lệ thành khí định mức cho ta phân tích tình hình sản xuất tốt hay xấu sở sản xuất Pđm= H.pc Trong đó: pđm tỷ lệ thành khí định mức (%) Pc tỷ lệ thành khí thực tế (%) H hệ số ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí + Phương pháp xác định hệ số ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí: Hệ số ảnh đường kính gỗ trịn: Khi xác định ảnh hưởng đường kính gỗ trịn ta phải cố định yếu tố khác Giả sử có khối lượng gỗ với số liệu sau: - Đường kính gỗ d1, d2 dn - Thể tích tương ứng k1, k2, , kn Chọn tỷ lệ thành khí tỷ lệ thành khí làm chuẩn ta lập hệ số: H1  k1 k k ; H2  ; Hn  n kk k1 kn Từ ta có: k1 = H1.kk ; k2 = H2.kk; k3 = H3.kk Nếu gọi thể tích gỗ xẻ thu Q1, Q2, Qn theo cơng thức tính tỷ lệ thành khí ta có: n n n  ki vi kd   H i kk vi i 1 n i 1   H v i  kk n i i 1 n v v v i 1 i 1 i 1 i i i n  H v i Đặt: i i 1 n  H n hệ số ảnh hưởng tỷ lệ thành khí đường kính gỗ ta v i i 1 có: kd = Hd.kk + Hệ số ảnh ảnh hưởng độ cong gỗ tròn: Giả sử khối lượng gỗ có số liệu thống kê sau: Đường kính gỗ dk Độ cong tương ứng f1, f2, , fn Thể tích tương ứng v1df, v2df, v2df Tỷ lệ thành khí tương ứng k1df,, k2df kndf hệ số so sánh tương ứng H1 , H2, Hn, với k k k k k k H1  n ; H  n ; H1  n ; k k d n k k d n k k d n kn.df: Tỷ lệ thành khí thứ ảnh hưởng đường kính độ cong gỗ trịn kn.df: Là tỷ lệ thành khí lấy số tỷ lệ thành khí k i df làm chuẩn Như tỷ lệ thành khí đường kính độ cong thay đổi là: n n  k d v d i k df  f i i 1 kid f  H i d f vi d f f  n v d i i 1 n  kk H d H c v d f i i 1 f i 1 Trong hệ số Hd, Hc, gọi hệ số ảnh hưởng đường kính độ cong gỗ trịn đến tỷ lệ thành khí tổng qt tính tốn tới yếu tố khác như, mục,mọt, độ thót ngọn, qui cách sản phẩm ta dùng cơng thức chung sau để tính toán hệ số ảnh hưởng n  H v i Hx  i i 1 n v i i 1 Trong đó: Hx hệ số ảnh hưởng yếu tố X đến tỷ lệ thành khí Vi thể tích gỗ trịn tương ứng Tỷ lệ thành khí định mức chung là: n K = Kk( Õ Hi ) i= Ưu điểm phương pháp kể đến ảnh hưởng nguyên liệu, chất lượng sản phẩm, phương pháp xác định tương đối đơn giản Nhưng nhược điểm phương pháp nhiều thời gian, tốn nhiều vật tư, thực chất phương pháp thực nghiệm đơn yếu tố,độ xác thấp 2.3 Cơng nghệ sản xuất ván ghép yếu tố ảnh hưởng 2.3.1 Công nghệ sản xuất ván ghép Ng/ liệu XL Tạohanh Tráng keo Sấy Xếp ván Chuẩn KT ép ván Xứ lí mặt Để ghép thành phần theo kirllop có số cách ghép sau: + Ghép đối xứng vòng năm theo phương tiếp tuyến + Ghép đối xứng vòng năm theo phương xuyên tâm + Ghép thành phần theo kiểu ngón: 2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới công nghệ sản xuất ván ghép Có nhiều yếu tố, liên quan đến đề tài nghiên cứu, xem xét đến số yếu tố : 2.3.2.1 Cấu tạo gỗ: Gỗ loại vật liệu có cấu tạo từ nhiều hợp chất hữu cơ, thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ xenlulo, hêmixenlulo lipgin cấu tạo phân tử xenlulo có chứa nhóm OH, gỗ tiếp xúc với keo phần tử có cực tính keo liên kết với nhóm OH tạo nên dán dính Cấu tạo gỗ phức tạp số loại gỗ phải lựa chọn loại keo chế độ ép cho phù hợp với loại gỗ 2.3.2.2 Độ ẩm gỗ: Trong trình dán dính, dung mơi từ dung dịch keo chủ yếu thơng qua đường khuếch tán vào bề mặt gỗ xung quanh gỗ có dộ ẩm tăng lên Trong thực tế dung mơi bay ngồi Phần mối dán khơng bay hơi, độ ẩm gỗ cao làm đọng dung môi màng keo cản trở trình hình thành mối gián, làm giảm cường độ gián dính Vì công nghệ ván ghép độ ẩm gỗ sau sấy – 10% 2.3.2.3 Kích thước sở: Kích thước sở sử dụng ván ghép phụ thuộc vào yêu cầu sản phẩm khẳ tận dụng gỗ từng, vùng nhà máy Nừu kích thước sở nhỏ hạn chế khuyết tật gỗ tự nhiên gây ra: Mắt, mục, nứt Khẳ tận dụng gỗ cao chênh lệnh khối lượng thể tích khơng lớn nên mức độ co ngót chiều nhỏ, chất lượng ván ghép đồng ổn định Nhưng kích thước nhỏ chi phí tạo lớn, hao hụt gỗ nhiều, tốn keo Theo tiêu chuẩn Liên Xơ cũ kích thước sở ván ghép dùng cho hàng mộc chia sau: Chiều rộng 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 55 (mm) Chiều dày 8, 10, 12, 14, 16, 19, 20, 45 (mm) Để thu yêu cầu, chất lượng sử dụng gỗ nâng cao khẳ tận dụng gỗ, chọn kích thước sở sau: S.B.L = 22.40.450 Đối với phương pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thước xẻ là: S.B.L = 26.45.500 2.4 Phương pháp xẻ đồ xẻ 2.4.1 Phương pháp xẻ 2.4.1.1 Phương pháp xẻ xuyên tâm + Cách xẻ hình quạt: Đây cách xẻ thực 1/4 tiết gỗ Phương pháp có khả thu lượng gỗ xuyên tâm cao nhược điểm lớn khó cố định gỗ, cần có cơng cụ chun dùng đặc biệt q trình xẻ phương pháp xẻ cho loại sản phẩm có yêu cầu đặc biệt + Cách xẻ hình cung: Bằng cách xẻ hình cung thu ván xuyên tâm, pnương pháp thực nửa tiết diện hình trịn gỗ Giả sử miền ABCD miền cho phép xẻ ván xuyên tâm ta phải xác định miền cho phép Z, phải thoả mãn điều kiện cho trước   [ µ ]   Ta có: Vì Z1 khoảng hai đường trung tâm ván nên thực tế khoảng cách lợi dụng gỗ hay chiều rộng miền cho phép z Là: z = z1 + e = d + 4tg 2a +e Trong d: Đường kính gỗ trịn E: Chiều dày mạch xẻ Mở rộng toán xẻ ván xuyên tâm thực phần nửa hình trịn Nếu xẻ xun tâm cho phần nửa hình trịn [a] Miền cho phép tính theo cơng thức : Trong đó: Z = Z1 + e Z: Chiều rộng thực tế miền xẻ Z Z1: Chiều rộng miền xẻ ( khoảng cách tâm hai ván ) E: Chiều dày mạch xẻ B: Là nửa chiều dài miền xẻ : Là góc xuyên tâm ván xẻ D: Là đường kính tiết diện gỗ 2.4.1.2 Phương pháp xẻ suốt Ưu điểm phương pháp khả tận dụng gỗ lớn , đáp ứng nhiều chủng loại sản phẩm có ván ghép Q trình xẻ tiến hành đơn giản, gỗ dễ cố định phù hợp với xí nghiệp loại vừa nhỏ Là phương pháp xẻ mà sản phẩm thu tất ván chưa bìa, xẻ theo phương pháp linh động sản xuất, nguyên liệu có nhiều bệnh tật, có điều kiện nâng cao tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng gỗ nhiên phương pháp bộc lộ số nhược điểm: Chi phí để rọc rìa ván tương đối lớn, quy cách kích thước chiều rộng ván khơng thống nên gây khó khăn cho khâu giới hoá tự ddộng hoá 2.4.1.3 Phương pháp xẻ hộp: Là phương pháp mà sản phẩm thu đa số rạch rìa, cạnh, phương pháp áp dụng để xẻ ván, xẻ hộp Nó phù hợp với quy mô xưởng vừa lớn, để giới hoá tự động hoá quy cách sản phẩm đảm bảo xác, có khả nâng cao suất lao động tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng gỗ Nhưng phương pháp linh động, với loại gỗ có hình dạng phức tạp, khơng ổn định Trong q trình xẻ khó loại bỏ khuyết tật khỏi sản phẩm, khả tận dụng gỗ cao 2.4.2 Bản đồ xẻ Bản đồ xẻ có vị trí quan trọng q trình xẻ Nó ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ Một đồ xẻ phù hợp với khúc gỗ với đường kính, độ cong, độ thót Vì lập đồ xẻ đúng, phù hợp với khúc gỗ yêu cầu cấp thiết 2.5 Lý thuyết qui hoạch thực nghiệm đa yếu tố 10 Đây phương pháp tổ chức tiến hành thí nghiệm cách thực tốn  Xây dựng nội dung thí nghiệm  Chọn kế hoạch thực nghiệm  Tổ chức thí nghiệm  Gia cơng số liệu thí nghiệm  Phân tích đánh giá kết thí nghiệm 2.5.1 Xây dựng nội dung thí nghiệm: Khi chọn tham số đầu vào, ta chọn vùng biến thiên biến đầu vào Xi