Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐỖ TUẤN ANH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA XÍCH CƢA KHI CƢA GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus camaldulensis) LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐỖ TUẤN ANH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA XÍCH CƢA KHI CƢA GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus camaldulensis) LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ĐỖ TUẤN ANH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THƠNG SỐ HỢP LÝ CỦA XÍCH CƢA KHI CƢA GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus camaldulensis) Chuyên ngành : Kỹ thuật máy thiết bị giới hoá NLN Mã số : 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH HỮU TRỌNG Hà Nội, 2011 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, suốt thời gian vừa qua nhận nhiều quan tâm giúp đỡ, dẫn nhiều tập thể, cá nhân Nhân dịp cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới: Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trịnh Hữu Trọng, ThS Phạm Văn Lý dành nhiều thời gian bảo tận tình cung cấp nhiều tài liệu có giá trị Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Sau đại học, Trung tâm thí nghiệm thực hành Khoa Cơ điện Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp tạo điều kiện thuận lợi cho thực đề tài Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc giúp đỡ q báu Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Những kết luận văn tính tốn xác, trung thực chưa có tác giả cơng bố Những nội dung tham khảo, trích dẫn luận văn dẫn nguồn gốc Hà Nội, tháng 10 năm 2011 Tác giả Đỗ Tuấn Anh ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC HÌNH iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng cƣa xích 1.1.2 Tình hình nghiên cứu trình cắt gọt gỗ cƣa xích 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.2.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng cƣa xích 1.2.2 Tình hình nghiên cứu q trình cắt gọt gỗ cƣa xích 11 Chƣơng MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 12 2.2 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 12 2.3 Nội dung nghiên cứu 15 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 15 Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 17 3.1 Phân loại, cấu tạo số thông số kỹ thuật cƣa xích 17 3.1.1 Cấu tạo 18 3.1.2 Bộ phận công tác 19 3.2 Động học q trình cắt gỗ xích cƣa 23 3.3 Lực cắt cơng suất cắt xích cƣa 24 3.4 Chi phí lƣợng riêng suất cắt cƣa gỗ cƣa xích 37 3.4.1 Chi phí lƣợng riêng cƣa gỗ cƣa xích 37 3.4.2 Năng suất cắt cƣa gỗ cƣa xích 38 Chƣơng iii KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 40 4.1 Xây dựng mơ hình thí nghiệm 40 4.2 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 42 4.2.1 Chuẩn bị gỗ 42 4.2.2 Xác định độ ẩm gỗ 42 4.2.3 Kết tính tốn độ ẩm gỗ làm thí nghiệm 43 4.3 Đo thu thập số liệu 44 4.3.1 Xác định công suất cắt 44 4.3.2 Xác định chi phí lƣợng riêng 44 4.3.3 Xác định suất tuý 44 4.4 Kết thí nghiệm thăm dò 45 4.5 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 49 4.5.1 Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố 49 4.5.2 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 53 4.6 Kết thực nghiệm đa yếu tố 60 4.6.1 Tiến hành thí nghiệm đa yếu tố 60 4.6.2 Kết thực nghiệm đa yếu tố 66 4.6.3 Xác định phƣơng trình hồi qui hàm chi phí lƣợng riêng 68 4.6.4 Xác định thông số hợp lý 69 4.6.5 Vận hành máy với thông số hợp lý 69 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 70 KẾT LUẬN 70 KHUYẾN NGHỊ 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 3.1 Cƣa xăng Husqvarna 365 17 3.2 Sơ đồ cấu tạo cƣa xăng 19 3.3 Bản cƣa 20 3.4 Cấu tạo xích cƣa 21 3.5 Cấu tạo mắt xích cắt 21 3.6 Sơ đồ nguyên lý làm việc loại cắt 23 3.7 Sơ đồ động học trình cƣa gỗ cƣa xích 24 3.8 Q trình tạo phoi cƣa gỗ 24 3.9 Lực tác dụng lên mũi cắt AB 28 3.10 Lực tác dụng lên mặt trƣớc cạnh cắt AB 30 3.11 Lực tác dụng lên mặt sau cạnh cắt AB 31 3.12 Lực tác dụng lên mặt sau dao cắt 32 4.1 Bộ thí nghiệm xác định tỷ suất lực cắt 40 4.2 Ảnh hƣởng góc mài cạnh bên đến chi phí lƣợng riêng 55 4.3 Ảnh hƣởng góc mài cạnh đáy đến chi phí lƣợng riêng 57 4.4 Ảnh hƣởng gờ giới hạn đến chi phí lƣợng riêng 59 v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên hình Trang 2.1 Đặc tính lý Bạch Đàn 14 3.1 Thông số kỹ thuật cƣa xăng Husqvarna 365 17 3.2 Lựa chọn bƣớc xích cƣa 22 4.1 Tổng hợp kết phân bố thực nghiệm 48 4.2 Các đặc trƣng phân bố thực nghiệm 48 4.3 Ảnh hƣởng góc mài cạnh bên đến chi phí lƣợng 53 riêng 4.4 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lƣợng riêng góc mài cạnh bên thay đổi 4.5 Ảnh hƣởng góc mài cạnh đáy đến chi phí lƣợng 56 riêng 4.6 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lƣợng riêng góc mài cạnh bên thay đổi 4.7 Ảnh hƣởng gờ giới hạn đến chi phí lƣợng riêng 58 4.8 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lƣợng riêng gờ giới hạn thay đổi 59 4.9 Mã hoá yếu tố ảnh hƣởng 62 4.10 Mã hố thơng số đầu vào 67 54 56 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu 1 2 1 2 1 2 1 2 Δ t u v c P K B H Pm Pt Ps Pp Pb ρ f Q CH y fg θ ξH μ χ y ξ// Nr Nt Not Nc F Tên Góc mài cạnh cắt đáy Góc mài cạnh cắt bên Góc trƣớc cạnh cắt đáy Góc trƣớc cạnh cắt bên Góc sau cạnh cắt đáy Góc sau cạnh cắt bên Góc cắt cạnh cắt đáy Góc cắt cạnh cắt bên Chiều cao gờ giới hạn Bƣớc Tốc độ đẩy Vận tốc cắt Lƣợng ăn dao Lực cắt Lực cản cắt riêng, Công cắt riêng Bề rộng mạch cƣa Chiều cao mạch cƣa Lực tác dụng lên mũi cắt dao Lực tác dụng lên mặt trƣớc dao Lực tác dụng lên mặt sau dao Lực ma sát phoi với thành mạch cƣa Lực ma sát cƣa phoi Bán kính mũi cắt Hệ số ma sát gỗ cƣa Lực cắt theo phƣơng pháp tuyến Hệ số đàn hồi Lƣợng nén gỗ Hệ số ma sát phoi thành bên Hệ số chất tải hầu cƣa Hệ số co gót phoi theo chiều dầy Hệ số Poatx ng Hệ số hao hụt phoi bị cọ sát với thành bên Hệ số đặc trƣng cho tăng áp lực Hệ số co phoi theo chiều dài Chi phí lƣợng riêng Cơng suất tiêu thu Cơng suất khơng tải Cơng suất cắt Diện tích mặt cắt ngang Đơn vị o (Độ) o (Độ) o (Độ) o (Độ) o (Độ) o (Độ) o (Độ) o (Độ) mm mm m/s m/s mm N N/m2; N/m3 m m N N N N N mm N N/cm2 cm Wh/m2 W W W m2 vii Ntt W m mo Cd Đc Ct a n k xmax, S S% R Sk Ex l m ∆% Y Gtt S2max F N e R T Năng suất túy Độ ẩm Khối lƣợng mấu gỗ trƣớc sấy Khối lƣợng mẫu gỗ trạng thái khô kiệt Cầu dao Động Công tắc hành trình Số tổ đƣợc chia Số lần thí nghiệm Cự ly tổ Trị số thu thập lớn nhất, bé đại lƣợng nghiên cứu Sai tiêu chuẩn Hệ số biến động Phạm vi biến động Độ lệch Độ nhọn Số tổ hợp Số lần lặp Sai số tƣơng đối Giá trị trung bình đại lƣợng nghiên cứu Tính đồng theo tiêu chuẩn Kohren Phƣơng sai lớn N thí nghiệm Giá trị tính tốn theo tiêu chuẩn Fisher Tổng số thí nghiệm Khoảng biến thiên Hệ số đơn định Giá trị chuẩn Student m2/s % g g ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với tăng trƣởng kinh tế nƣớc nói chung, ngành lâm nghiệp có thay đổi Tài nguyên rừng Việt Nam sau thời gian suy giảm đƣợc phục hồi Theo số liệu diện tích rừng tự nhiên đất lâm nghiệp năm 2010 Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, tổng diện tích đất có rừng tồn quốc 13.797.000 đó, diện tích rừng tự nhiên 10.285.000 giảm 54.305 so với năm 2009, diện tích rừng trồng 3.512.000 tăng 592.462 so với năm 2009 Hiện nay, tình hình diễn biến tài nguyên rừng ngày xấu đi, nhƣng khơng mà nhu cầu sử dụng gỗ giảm mà ngƣợc lại ngày tăng cao Theo tính tốn chuyên gia "Dự thảo chiến lược phát triển lâm nghiệp quốc gia năm 2006-2010" tổng nhu cầu nguyên liệu gỗ gần 22 triệu m3 cần 12 triệu m3 gỗ lớn Bên cạnh đó, việc cung cấp nguyên liệu cho ngành chế biến vấn đề thời Hiện nay, nƣớc có 2000 doanh nghiệp chế biến gỗ, có 300 doanh nghiệp chế biến, xuất trực tiếp, sử dụng 170.000 lao động có lực xuất tăng gấp lần so với năm 2003 Gỗ nguyên liệu để làm hàng xuất nƣớc ta từ năm 2000 trở lại phần lớn phải nhập Theo thống kê tổng cục Hải quan, kim ngạch nhập gỗ nguyên liệu năm 2008 đạt tỷ USD, tăng 6,3% so với năm 2007, dự báo năm 2009 lƣợng gỗ nƣớc đáp ứng 20% nhu cầu Những năm tới tƣơng lai lâu dài, nƣớc có tài nguyên rừng giàu có giới có sách chung bảo đảm cân bảo vệ m i trƣờng phát triển thƣơng mại Vì vậy, việc nhập gỗ nguyên liệu để phát triển tăng trƣởng kim ngạch xuất Việt Nam năm tới gặp kh ng khó khăn Với phát triển nhanh kinh tế, đời sống nhân dân tăng nhanh làm cho nhu cầu gỗ ngày cao Diện tích rừng trồng phát triển mạnh chủ yếu phục vụ cho nhu cầu gỗ nguyên liệu giấy ván nhân tạo, phần làm gỗ nguyên liệu để làm hàng xuất Gỗ nguyên liệu để làm hàng xuất nƣớc ta, từ năm 2000 trở lại phần lớn phải nhập từ nƣớc Năm 2003 nhập 250 triệu USD gỗ phụ liệu gỗ, năm 2004 nhập 700 triệu USD tƣơng đƣơng 2,5 triệu m3 gỗ tròn, gỗ xẻ, ván nhân tạo từ 20 nƣớc giới Nhu cầu tăng cao, địi hỏi quy mơ sản xuất phải đại, khâu cơng việc phải đƣợc giới hóa Ngành khai thác gỗ nguyên liệu giấy ván nhân tạo bƣớc thay đổi thiết bị sử dụng phổ biến loại cƣa xích có động chạy xăng Cƣa xích thiết bị chủ yếu dùng chặt hạ gỗ Kể từ máy cƣa xích giới đƣợc chế tạo vào đầu kỷ XX, có hàng triệu máy cƣa xích đời đƣợc sử dụng rộng rãi nhiều nƣớc giới để chặt hạ, cắt khúc gỗ Ở nƣớc ta, cƣa xích (chủ yếu cƣa xăng) thiết bị chặt hạ gỗ quen thuộc, chúng đƣợc nhập từ nhiều nƣớc khác giới nhƣ Thụy Điển, Mỹ, Đức, Nhật,… Tuy nhiên, chƣa có nghiên cứu, đánh giá để kiểm tra chế độ th ng số làm việc tối ƣu sử dụng cƣa xích nƣớc ta Để cƣa xích làm việc tốt với loại gỗ, điều kiện cụ thể nƣớc ta đảm bảo suất cao, chi phí lƣợng thấp việc nghiên cứu cụ thể chi tiết th ng số tối ƣu cƣa xích hoạt đ ng cần thiết Chính vậy, đƣợc đồng ý Ban Chủ nhiệm khoa sau đại học, thực khóa luận tốt nghiệp với đề tài: “ ác định số thông số hợp lý x ch cưa hi cưa gỗ Bạch đàn Eucalyptus camaldulensis” 3 Chƣơng TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng cưa xích Trên giới, cƣa xích thiết bị chặt hạ cầm tay đƣợc sử dụng rộng rãi công nghệ khai thác gỗ Căn vào nguồn động lực, cƣa xích đƣợc chia làm hai loại cƣa xích có nguồn động lực động điện gọi cƣa điện cƣa xích sử dụng động xăng gọi cƣa xăng C ng dụng chủ yếu cƣa xăng chặt hạ gỗ, cắt cành, cắt khúc khu khai thác Theo kết nghiên cứu tổ chức N ng Lƣơng Liên hiệp quốc FAO [26] [27], từ nƣớc phát triển nhƣ Phần Lan, Thụy Điển đến nƣớc phát triển nhƣ Malaysia, Indonesia sử dụng cƣa cƣa xăng thiết bị khai thác Cƣa xăng có nhiều ƣu điểm nhƣ kích thƣớc gọn nhẹ, dễ sử dụng, vốn đầu tƣ ít, tính động cao Theo [34], tỷ lệ chặt hạ gỗ giới Phần Lan 98% tỷ lệ chặt hạ gỗ cƣa xăng 70% 28% sử dụng máy chặt hạ liên hợp Đối với Brazil tỷ lệ chặt hạ gỗ giới 80% 90% chặt hạ cƣa xăng cịn 10% sử dụng máy chặt hạ liên hợp Theo tài liệu [29], [30] "Sổ tay cơng nghệ thích hợp hoạt động Lâm nghiệp nƣớc phát triển", Malaysia, Phillipin, Thái Lan tỷ lệ chặt hạ gỗ cƣa xăng 90%, 10% chặt hạ thủ công Một số nƣớc phát triển Châu Phi nhƣ Etiopia, Tazania, Zimbabwe [35] tỷ lệ chặt hạ gỗ cƣa xăng 70% 30% chặt hạ thủ cơng Có nhiều cơng trình nghiên cứu giới chứng minh chặt hạ gỗ cƣa xăng giảm thiểu tác động xấu đến môi trƣờng sinh thái chặt hạ máy chặt hạ liên hợp Kết nghiên cứu so sánh chặt hạ thủ công, chặt hạ cƣa xăng máy chặt hạ liên hợp việc khai thác rừng trồng Phần Lan [29], khẳng định chặt hạ gỗ cƣa xăng chi phí nhỏ nhất, ảnh hƣởng đến mơi trƣờng Trong q trình nghiên cứu hồn thiện, cƣa xích số nƣớc phát triển nhƣ: Thụy Điển, Đức, Mỹ thu đƣợc thành tựu to lớn đƣợc công bố nhiều cơng trình [29], [30] Hiện nay, nhiều hãng cƣa tiếng sản xuất cƣa có chất lƣợng cao với số lƣợng hàng triệu năm, nhƣ hãng Husqvarna Thụy Điển, Stilh Đức, Mc Culloch Homelite Mỹ, Echo Nhật Bản, Từ năm 1980, nhà chế tạo ứng dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật để chế tạo loại cƣa có tính ƣu việt nhƣ hệ thống điện chuyển từ đánh lửa má vít sang đánh lửa bán dẫn, số chi tiết làm thép đƣợc thay hợp kim nhựa tổng hợp nên trọng lƣợng cƣa giảm xuống 6-7 kg, rung động tiếng ồn đƣợc nghiên cứu giảm xuống Khi sử dụng cƣa xăng vào điều kiện làm việc cụ thể cần thiết phải có nghiên cứu để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đồng thời đem lại hiệu kinh tế cao Tác giả Cunha - Ia cơng trình [24], nghiên cứu ảnh hƣởng rung động tiếng ồn đến suất lao động, kết nghiên cứu cho thấy tiếng ồn rung động cƣa xăng nhỏ suất lao động tăng lên, loại có tiếng ồn lớn 140dba rung động lớn 12m/s2 suất giảm 20% so với cƣa loại có rung động tiếng ồn cho phép Năm 1998, FAO đƣợc giúp đỡ Chính phủ Phần Lan thực đề tài: "Đánh giá hiệu sử dụng cƣa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng Zimbabwe" [34], kết nghiên cứu xác định đƣợc suất giá thành chặt hạ số loại cƣa xăng dùng để chặt hạ gỗ rừng trồng khẳng định sử dụng Husqvarna 362 cho hiệu Tác giả Suwala - M cơng trình [37], nghiên cứu giá thành chặt hạ gỗ Ba Lan, kết cho thấy giá thành chặt hạ gỗ cƣa xăng thấp chặt hạ gỗ máy chặt hạ liên hợp thủ cơng 5 Cơng trình nghiên cứu: "Năng suất cƣa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng số lâm phần Nhật Bản" [32], tác giả cho thấy thời gian làm việc ngày 366 phút, thời gian di chuyển 26%, lƣợng oxy lớn cần thiết 2,42 lít/phút, suất trung bình khoảng 15-18 m3/ca Trong trình nghiên cứu tác giả chƣa đề cập đến số yếu tố ảnh hƣởng đến suất nhƣ xích cƣa, rung động trọng lƣợng cƣa Đánh giá ảnh hƣởng cƣa xăng chặt hạ gỗ đến m i trƣờng sinh thái có cơng trình [31], kết nghiên cứu cho thấy chặt hạ gỗ cƣa xăng giảm thiểu tác động đến m i trƣờng sinh thái so với chặt hạ máy chặt hạ liên hợp thủ công Tác giả Sulman cơng trình nghiên cứu [36] nghiên cứu sử dụng cƣa xăng để sản xuất gỗ xẻ Guyana, tác giả nghiên cứu phƣơng pháp xẻ, suất chất lƣợng mạch xẻ, tính tốn công suất động Tác giả đề xuất số giải pháp nhƣ thay đổi số thông số phần tử cắt xích cƣa để chuyển từ dạng cắt ngang sang cắt dọc để nâng cao suất lao động Nghiên cứu sử dụng hiệu cƣa xăng để chặt hạ gỗ đƣợc quan tâm nghiên cứu Nga: số cơng trình nghiên cứu lĩnh vực phải kể đến kết nghiên cứu số cơng trình sau: Trong cơng trình [41] tác giả Kretov B.C nghiên cứu phân bố thời gian ca làm việc sử dụng cƣa xăng loại nhẹ có khối lƣợng từ 6,5-8kg hãng Partner (Thuỵ Điển), Stilh (Liên bang Đức), Mak-6 (Mĩ), MP5Yrak 2(Nga) để chặt hạ gỗ Kết nghiên cứu cho thấy thời gian động làm việc ca cƣa xăng Nga 121 phút chiếm 41%, thời gian di chuyển 22phút chiếm 8%, thời gian nạp xăng, dầu, b i trơn cho xích cƣa 19 phút chiếm 7%; Thời gian dũa cƣa phút chiếm 3%, thời gian khởi động động 16 phút chiếm 5%; thời gian lắp cƣa phút chiếm 1% Tổng thời gian làm việc ca 265 phút chiếm 91% tổng thời gian ca theo qui định (8 làm việc) Tác giả đề xuất biện pháp nâng cao suất lao động Trong cơng trình nghiên cứu [45] cho thấy sử dụng cƣa xăng để chặt hạ gỗ vùng núi chi phí lao động tăng 20-30% so với làm việc điều kiện địa hình phẳng Trong cơng trình [46] tác giả Polisuk A P đề xuất phƣơng pháp tối ƣu thông số cƣa xăng Bằng nghiên cứu thực nghiệm, tác giả xây dựng đƣợc mơ hình tốn học miêu tả phụ thuộc suất ca vào thông số kỹ thuật cƣa xăng Kết nghiên cứu cho thấy ảnh hƣởng lớn đến suất ca công suất động c ng suất động cƣa xăng từ 4,2-4,9 HP cho suất ca cao chi phí sử dụng nhỏ 1.1.2 Tình hình nghiên cứu trình cắt gọt gỗ cưa xích Q trình cƣa gỗ q trình gia cơng gỗ học Cùng với phát triển gia công gỗ học, lý thuyết cắt gọt gỗ đời phát triển khơng ngừng Những ngƣời có cơng việc xây dựng phát triển lý thuyết cắt gọt gỗ phải kể đến nhà bác học Xô Viết nhƣ giáo sƣ I.A Time, giáo sƣ P.A Aphanaxiev, kĩ sƣ Denpher, giáo sƣ M.A Đêsev i, giáo sƣ C.A.Voskrexenski, giáo sƣ A.L Bersatski, Tổng hợp cơng trình nghiên cứu nhà khoa học nêu cho thấy học thuyết đại cắt gọt gỗ theo ba hƣớng sau: - Hƣớng thứ nhất: Là dùng phƣơng pháp tốn để phân tích, nghiên cứu tƣợng xảy trình cắt gọt gỗ Giải toán thuận toán nghịch công nghệ gia công gỗ sở Đây hƣớng khó, địi hỏi kiến thức rộng, nhiều lĩnh vực rộng, nhƣng phù hợp với q trình gia cơng gỗ - Hƣớng nghiên cứu thứ hai: Là xây dựng học thuyết cắt gọt sở phân tích giá trị tƣợng lý hố xảy q trình sở xây dựng cơng thức thực nghiệm, áp dụng toán thuận nghịch Trong cắt gọt gỗ, hƣớng đòi hỏi hệ thống thiết bị đo tinh vi, đại tốn kém, cắt gọt gỗ tốc độ cắt thƣờng cao - Hƣớng thứ ba: Là xây dựng lý thuyết cắt gọt gỗ thực nghiệm, nói cách khác sở số liệu thu đƣợc q trình nghiên cứu, phân tích sở liệu thu đƣợc tình nghiên cứu, phân tích tƣợng xảy q trình cắt gọt, dùng toán xác suất thống kê để xây dựng công thức thực nghiệm, áp dụng việc giải tốn cơng nghệ thiết kế Hƣớng đơn giản, dễ tiến hành, song thụ động, gia công gỗ nhiều trƣờng hợp phoi thành phẩm, cần có sở lý thuyết để giải tốn cơng nghệ chúng Mặc dù nhà khoa học theo ba hƣớng khác nhƣng tất nhằm mục đích khám phá tranh trung thực trình cắt gọt gỗ, đƣa kết luận cơng thức xác, phù hợp với qui luật khách quan để phục vụ cho việc thực tốt bƣớc công nghệ, thiết kế dao cụ, máy việc giới hoá tự động hố cơng nghệ gia cơng gỗ Lý thuyết cắt gọt gỗ sâu nghiên cứu lực phát sinh q trình gia cơng gỗ học, cơng suất thiết bị chi phí cho việc cắt Những đại lƣợng cần thiết làm sở cho việc lựa chọn hình dáng, tính tốn kích thƣớc, xác định thông số kỹ thuật công cụ cắt việc thiết kế cải tiến dao cụ máy gia công gỗ xác định chế độ gia công hợp lý sử dụng thiết bị có nhằm nâng cao suất, giảm chi phí nguyên, nhiên vật liệu giảm giá thành sản xuất sản phẩm Xích cƣa phận quan trọng cấu cắt cƣa xích, thơng số kỹ thuật xích cƣa nhƣ góc cắt trƣớc, góc cắt sau, bƣớc xích, gờ giới hạn có ảnh hƣởng lớn đến suất chất lƣợng mạch cắt, với việc hoàn thiện cƣa xăng xích cƣa ngày đƣợc nghiên cứu hồn thiện Ở Liên X cũ, việc tính tốn hoàn thiện hệ thống cắt cƣa xăng đƣợc tác giả cơng bố c ng trình [42], [43] Năm 1950, ngƣời ta chủ yếu sử dụng loại xích cƣa có cắt thẳng phần tử sau cải tiến thành loại xích cƣa phần tử (loại xích PC-15M) Đặc điểm loại xích khơng có gờ giới hạn ăn gỗ, công dụng chủ yếu dùng để cắt ngang gỗ, sử dụng để cắt chéo thân cho suất thấp Xích cƣa PC-15M tiếp tục đƣợc cải tiến thành xích cƣa "vạn năng" có dạng cắt hình chữ (Г) phủ Crom để tăng độ cứng bền vững, chịu mài mịn, loại xích làm việc tốt trình cắt gỗ dƣới góc độ thớ gỗ Nghiên cứu để xác định thơng số hình học hợp lý xích cƣa đƣợc thể cơng trình nghiên cứu nhà bác học nhƣ: C.A.Brukhov (1955); C.A Voskrexengki (1967), A.I Oxipov (1955), V.V Kouxman (1959), U.N Vensenoxev (1956), V.A Uxpenxki (1967) Kết nghiên cứu cơng trình cho thấy rằng: xích cƣa thẳng thơng số quan trọng góc mài góc trƣớc cạnh cắt ngắn Nếu giảm ε từ 80o xuống 40o giảm tỷ suất lực cắt xuống 10-15% Góc trƣớc γ có giá trị từ 0-10o tăng góc trƣớc chất lƣợng mặt cắt giảm Đối với xích cƣa vạn năng: Góc mài cạnh cắt bên cƣa gỗ mềm β2=50-55o, góc sau cạnh cắt đáy α2=2-3o; góc mài cạnh cắt đáy β1=40-45o, góc sau cạnh cắt đáy α1=5-9o Nếu giảm góc mài β1, β2 tỷ suất lực cắt giảm dẫn đến giảm công suất cắt nhƣng xích cƣa chóng mịn Góc nghiêng cạnh cắt bên ε nằm khoảng 30350 lớn làm cho xích cƣa kh ng ổn định ngang dẫn tới tăng tỷ suất lực cắt Trong cơng trình [43] tác giả Kouxman V.V Belozorov L.N nghiên cứu xác định chế độ làm việc hợp lý xích cƣa vạn có bƣớc xích 15mm Kết nghiên cứu cho thấy độ cao gờ hạn chế ăn sâu ảnh hƣởng lớn đến lực đẩy cƣa c ng suất cắt để xích cƣa PCU15 Δh=0,81,0 mm cho tỷ suất lực cắt nhỏ Tốc độ cắt có vai trị quan trọng sử dụng cƣa tốc độ cắt tăng cho phép tăng suất nhƣng tăng tốc độ cắt làm công suất cắt tăng, kết nghiên cứu cho thấy tốc độ cắt hợp lý loại cƣa có c ng suất N=1,5-1,7 kW v=7-8 m/s, loại 2,0-2,2 kW v=910 m/s, loại có cơng suất 2,8-3 kW v=12-13 m/s Các nƣớc phát triển nhƣ Thụy Điển, Canada, Mỹ, Đức sản xuất loại xích cƣa cắt đa (cắt ngang, cắt chéo), cắt có dạng hình (7) chuyên dùng để chặt hạ gỗ Trƣớc xích cƣa có bƣớc xích chiều rộng xích lớn, độ cứng lƣỡi cắt thấp nên tiêu hao cơng suất lớn, suất thấp, tuổi thọ xích giảm Năm 1980, xích cƣa đƣợc nghiên cứu hồn thiện bƣớc xích, chiều dày xích, góc cắt phần tử cắt Hiện nay, tất loại xích cƣa chặt hạ gỗ có dạng hình số (7) Để hồn thiện xích cƣa, nhà khoa học sử dụng phƣơng pháp phân tích q trình cắt dùng phƣơng pháp thực nghiệm để xác định thông số hình học phần tử cắt Tác giả Wang - Jing Xin, Greene - WD cơng trình nghiên cứu hệ thống mơ máy tính ảnh hƣởng lẫn phận cƣa xăng chặt hạ gỗ, nghiên cứu tìm đƣợc mối quan hệ yếu tố lƣỡi cắt đến công suất động Tác giả sử dụng phƣơng pháp thực nghiệm để xác định thông số lƣỡi cắt, đƣờng kính bánh chủ động nguyên lý thiết kế bánh chủ động thời khơng phù hợp có nhiều hạn chế, từ đƣa nguyên lý cho việc cải tiến thiết kế bánh chủ động Kết luận rõ thông số lƣỡi cắt phù hợp với số loại gỗ 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 1.2.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng cưa xích Ở Việt Nam, từ năm 1956 nhập số cƣa xăng Liên Xô cũ nhƣ Hữu Nghị - 55, sau nhập số cƣa xăng Cộng hòa Dân chủ Đức nhằm nâng cao suất lao động chặt hạ gỗ Năm 1979 nƣớc ta nhập số loại cƣa Uran 2T, Uran 2TE Liên X cũ Trong trình sử dụng nhiều hạn chế đặc điểm kỹ thuật máy không phù hợp với 10 điều kiện địa hình sức khỏe ngƣời Việt Nam Những năm gần đây, nƣớc ta nhập nhiều loại cƣa xăng có chất lƣợng tốt nhƣ Cƣa Husqvarna, Stilh, Dolmar, loại có trọng lƣợng nhỏ, độ rung tiếng ồn thấp phù hợp với điều kiện địa hình sức khỏe ngƣời Việt Nam Cƣa xăng trở thành thiết bị chặt hạ gỗ phổ biến Việt Nam, song việc nghiên cứu để sử dụng hoàn thiện cƣa xăng Việt Nam hạn chế Tác giả Nguyễn Trọng Hùng (1985) với Viện Khoa học Lâm nghiệp tiến hành nghiên cứu khảo nghiệm ba loại cƣa xăng: Uran Nga, cƣa Husqvarna Partner Thụy Điển Nghiên cứu đƣa kết luận: Cƣa xăng Thụy Điển có tốc độ cắt nhanh hơn, mang vác nhẹ hơn; Một đời cƣa Thụy Điển chặt hạ đƣợc khối lƣợng lớn gấp đ i tiêu thụ nhiên liệu nửa so với cƣa Uran - [12] Nghiên cứu tập trung vào đối tƣợng rừng tự nhiên gỗ lớn, cịn đối tƣợng khác chƣa đề cập đến Năm 1993, Viện Khoa học Lâm nghiệp tiến hành khảo nghiệm cƣa Partner P-70 tời hai trống chặt hạ vận xuất gỗ Đƣớc [8], kết nghiên cứu cho thấy áp dụng cƣa xăng tời hai trống để khai thác gỗ Đƣớc rừng ngập mặn Trong tài liệu [19], tác giả Dƣơng Văn Tài nghiên cứu tuyển chọn số loại cƣa xăng để chặt hạ gỗ rừng trồng Việt Nam, kết cơng trình nghiên cứu xây dựng đƣợc phƣơng pháp tuyển chọn thiết bị chặt hạ, tiến hành khảo nghiệm số loại cƣa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng lựa chọn đƣợc số loại cƣa phù hợp Năm 2005, luận án tiến sỹ Dƣơng Văn Tài nghiên cứu sử dụng cƣa xăng để chặt hạ số loài Tre miền Bắc Việt Nam [19], kết nghiên cứu tính tốn đƣợc dạng xích cƣa kiểu phù hợp với q trình chặt hạ số lồi tre, xác định đƣợc số thông số tối ƣu cắt, xác định đƣợc công suất động cơ, Tuy nhiên, đề tài nghiên cứu đối tƣợng số loại tre miền Bắc Việt Nam, đối tƣợng khác nhƣ: 11 Các loại gỗ rừng trồng phổ biến làm nguyên liệu giấy (Keo, Bạch đàn ) chƣa đề cập đến 1.2.2 Tình hình nghiên cứu trình cắt gọt gỗ cưa xích Ở nƣớc ta, nhiều nguyên nhân khác nhau, nên nhƣng nghiên cứu gia c ng gỗ học nói chung cắt gỗ cƣa xích nói riêng nƣớc hạn chế, tiêu biểu số c ng trình nghiên cứu tác giả: - Hồng Ngun (1968), “Nghiên cứu ảnh hƣởng số yếu tố đến lực độ tù xẻ gỗ Việt Nam cƣa sọc”; - Nguyễn Văn Minh (1956), “Gia c ng gỗ Việt Nam”; - Hoàng Việt (2003), “Máy thiết bị chế biến gỗ” NXB N ng nghiệp, Hà Nội; - Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trƣờng năm 2010: " ác định tỷ suất lực cắt hi cưa gỗ keo tràm (Acacia Auriculiformics Cunn) cưa x ch" ThS Phạm Văn Lý xác định đƣợc tỷ suất lực cắt cƣa gỗ keo tràm cƣa xích, sở xây dựng đƣợc phƣơng trình dạng mũ để tính lực cắt công suất cắt - Thạc sỹ Nguyễn Nhƣ Tùng, năm 2010, luận văn tốt nghiệp: "Xác định số thơng số tối ƣu xích cƣa xăng cƣa gỗ keo tràm", xác định đƣợc giá trị tối ƣu thông số ảnh hƣởng đén chi phí lƣợng riêng xích cƣa xăng cƣa gỗ Keo tràm Tóm lại: Cƣa xích đƣợc sử dụng phổ biến giới đƣợc nhiều nhà khoa học hãng sản xuất nghiên cứu Đến Cƣa xích đƣợc nƣớc phát triển giới nghiên cứu tƣơng đối hồn thiện Ở Việt Nam nay, cƣa xích đƣợc sử dụng rộng rãi khắp nƣớc Tuy nhiên, điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội mà việc nghiên cứu sử dụng cịn hạn chế Cần có nghiên cứu với nhiều đối tƣợng khác để đánh giá đƣợc khả áp dụng cƣa xích Việt Nam ... TUẤN ANH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA XÍCH CƢA KHI CƢA GỖ BẠCH ĐÀN (Eucalyptus camaldulensis) Chuyên ngành : Kỹ thuật máy thiết bị giới hoá NLN Mã số : 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT... 4.6.3 Xác định phƣơng trình hồi qui hàm chi phí lƣợng riêng 68 4.6.4 Xác định thông số hợp lý 69 4.6.5 Vận hành máy với thông số hợp lý 69 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 70 KẾT LUẬN... - Thạc sỹ Nguyễn Nhƣ Tùng, năm 2010, luận văn tốt nghiệp: "Xác định số thơng số tối ƣu xích cƣa xăng cƣa gỗ keo tràm", xác định đƣợc giá trị tối ƣu thông số ảnh hƣởng đén chi phí lƣợng riêng xích