BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC GỖ KEO TAI TƯ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC GỖ KEO TAI TƯỢNG BẰNG CƯA ĐĨA LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC GỖ KEO TAI TƯỢNG BẰNG CƯA ĐĨA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HĨA NƠNG - LÂM NGHIỆP Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRỊNH HỮU TRỌNG Hà Nội, 2011 -1- ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, quan tâm Đảng Nhà nước ngành công nghiệp chế biến lâm sản không ngừng phát triển, tốc độ tăng trưởng khoảng 30% tạo thành mạng lưới với nhiều ngành, nhiều thành phần kinh tế tham gia gồm 1.200 doanh nghiệp, doanh nghiệp nhà nước chiếm 26,7%, liên doanh vốn nước 3,3%, doanh nghiệp ngồi quốc doanh chiếm 70% với tổng cơng suất chế biến khoảng triệu m3/năm Giá trị xuất nhờ vào khơng ngừng tăng nhanh, năm 1996 đạt 60,5 triệu USD, năm 1998 đạt 108,1 triệu USD, năm 2000 đạt 219,3 triệu USD, năm 2002 đạt 435 triệu USD, năm 2004 đạt 1,12 tỷ USD, năm 2005 đạt 1,6 tỷ USD Ngành lâm nghiệp đóng góp cho kinh tế quốc dân khoảng 1,4% Theo tính tốn "Dự thảo chiến lược phát triển lâm nghiệp quốc gia năm 2006 - 2010 " từ 2010 - 2015 năm nước ta phải nhập khoảng triệu m3; từ năm 2015 - 2020 năm nhập khoảng triệu m3 Chính vậy, để phát triển bền vững ngành chế biến lâm sản, đạt tiêu xuất 2,1 tỷ USD vào năm 2020 cần phải tăng lực sản xuất lâm nghiệp để trì trung bình 70÷80% khả tự cung cấp ngun liệu gỗ từ rừng trồng rừng tự nhiên quản lý bề vững Ở nước ta, máy cưa đĩa loại thiết bị gia công gỗ quen thuộc, chúng nhập từ nhiều nước khác giới máy cưa đĩa đa dạng chủng loại Những năm gần đây, số sở chế tạo máy lâm nghiệp, xưởng khí chế tạo thành công số loại cưa đĩa thương hiệu cưa đĩa Việt Nam chưa thức hầu hết máy có thị trường dựa thiết kế mẫu máy nhập nội Cùng với phát triển nhanh ngành chế biến, đời sống kinh tế nhân dân tăng nhanh làm cho nhu cầu gỗ ngày cao Mặc dù, diện tích rừng trồng phát triển mạnh đáp ứng phần nhu cầu gỗ nguyên liệu giấy ván nhân tạo -2- Cưa đĩa thiết bị chủ yếu dây chuyền sơ chế chế biến gỗ Kể từ máy cưa đĩa giới chế tạo vào cuối kỷ XV Cho đến có hàng triệu máy cưa đĩa đời với cải tiến khác sử dụng rộng rãi xưởng sơ chế gỗ xưởng chế biến gỗ với quy mơ khác Để thiết kế mới, cải tiến sử dụng hợp lý máy cưa đĩa cần phải nghiên cứu cách nghiêm túc, khoa học Nhưng chưa đươc quan tâm mức nên chưa có nhiều nghiên cứu cắt gọt gỗ Việt Nam Với ý tưởng trên, đồng ý Ban giám hiệu trường Đại Học Lâm Nghiệp, khoa Sau đại học tiến hành thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số tới chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa” Mục đích đề tài xác định mức độ quy luật ảnh hưởng tham số cấu tạo công nghệ máy cưa đĩa đến tiêu chi phí lượng riêng suất cắt gỗ keo tai tượng Kết đề tài tài liệu cần thiết cho trình sử dụng hiệu thiết bị, xây dựng chế độ sử dụng hợp lý cho máy cưa đĩa -3- Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ MÁY CƯA ĐĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Quá trin ̀ h cưa xẻ gỗ là quá triǹ h gia công gỗ bằ ng ho ̣c Cùng với sự phát triể n gia công gỗ bằ ng ho ̣c, lý thuyế t cắ t go ̣t gỗ đã đời và phát triể n không ngừng Những người có công viê ̣c xây dựng và phát triể n lý thuyế t cắ t go ̣t gỗ phải kể đế n các nhà bác ho ̣c Xô Viế t như: Giáo sư I.A Time, giáo sư P.A Aphanaxiev, kỹ sư Denpher, giáo sư M.A Đêsevôi, giáo sư C.A Voskrexenski, giáo sư A.L Bersatski, … Lý thuyế t cắ t go ̣t gỗ sâu nghiên cứu về lực phát sinh trình gia công gỗ bằ ng ho ̣c, công suấ t của thiế t bi,̣ chi phí cho viê ̣c cắ t gỗ, … là những đa ̣i lươ ̣ng quan tro ̣ng, làm sở cầ n thiế t cho viêc̣ tính toán thiế t kế và sử du ̣ng hơ ̣p lý các thiế t bi gia ̣ công gỗ Năm 1933, giáo sư tiế n si ̃ M.A Đêsevôi đã tổ ng hơ ̣p và xây dựng hoàn chin̉ h lý thuyế t cắ t go ̣t gỗ, năm 1939, ông cho đời cuố n sách “Kỹ thuật gia công gỗ” Đây là mô ̣t công triǹ h lớn bao gồ m các vấ n đề về lý thuyế t và kinh nghiê ̣m thực tế gia công gỗ mà thế giới lúc đó chưa có công trình nghiên cứu tương tự nào đời Vào thâ ̣p niên 70 của thế kỷ XX, lý thuyế t cắ t go ̣t gỗ ngày càng được hoàn chỉnh, những công trình nghiên cứu mới về cắ t go ̣t của các giáo sư: A.L Berơsatski, C.A Vơtcrexenski, E.G Ivanopski đã đời Lực phát sinh quá trình gia công gỗ bằ ng ho ̣c được nghiên cứu đầ y đủ và chính xác Nguyên lý cấu tạo, tính cơng nghệ máy chế biến gỗ nói chung, máy cưa đĩa nói riêng nhà khoa học tiếng như: F.M Manros, A.E Grube, H.B Makovski,… nghiên cứu sâu, rộng [33], [24], [27], [28] Nhằm không ngừng nâng cao khả làm việc lưỡi cưa đĩa, nhiều cơng trình sâu nghiên cứu động học, động lực học q trình gia cơng Điển hình cơng trình U.M Stakhiev, A.A Sanhikov [28], [31] -4- Nghiên cứu máy thiết bị chế biến gỗ nhà khoa học Mkovski N.V, Aliabiev V.I, … [32], [33], [27] rõ chi phí lương riêng tiêu quan đánh giá chất lượng máy thiết bị Chi phí lượng riêng biểu thị hồn thiện kỹ thuật hay mức độ lương yêu cầu việc sử dụng khai thác sản phẩm Vấn đề mơ hình hóa tối ưu hóa q trình cơng nghệ gia công gỗ với phương pháp luận đại, nghiên cứu cắt gọt gỗ nhà khoa học, giáo sư A.A Piziurin, M.S.Rozenblit tập chung nghiên cứu với nhiều cơng trình tiếng tối ưu hóa q trình sản xuất [30] Ở mơ ̣t số nước công nghiê ̣p phát triể n, gia công gỗ bằ ng ho ̣c cũng được nghiên cứu, tiêu biể u các công trình nghiên cứu của các tác giả sau: - HJORTH.H, Máy gia công gỗ Bruxen, 1937 - Kiviaa E, Lực cắ t go ̣t gia công gỗ Hesinki, 1950 - Barkas WV, Nguyên lý gia công gỗ London, 1932 - Patronsky LA, Những vấ n đề về dao cắ t My,̃ 1953 - Norman.C.Franz, Phân tích quá triǹ h cắ t gỗ My,̃ 1957 Norman.C.Franz sau nghiên cứu cắ t thẳ ng ̣c thớ ba loa ̣i gỗ Sugar pine (Pinus Lamberticana Dougl), Yelow birch (Betula alleghaniensis Britt), White as (Fraximus Americana L) đă ̣c trưng cho ba loa ̣i gỗ (Gỗ lá kim vùng ôn đới, gỗ lá rô ̣ng ma ̣ch phân tán và gỗ lá rô ̣ng ma ̣ch phân bố theo vòng năm) Tác giả đã nghiên cứu chúng với tổ ng cô ̣ng 378 điề u kiêṇ khác nhau, với ba cấ p đô ̣ ẩ m (1,5%, 3,5%, và đô ̣ ẩ m baõ hòa), cấ p chiề u dày phoi (0,002; 0,005; 0,010; 0,015; 0,020; 0,025; và 0,030 inch), góc cắ t trước (50, 100, 150, 200, 250, 300) Ông đã đưa mô ̣t số kế t luâ ̣n quan tro ̣ng sau đây: - Quá trình cắ t go ̣t đươ ̣c đă ̣c trưng bởi ba da ̣ng cắ t go ̣t bản - Các công cu ̣ hin ̀ h thành tương ứng với da ̣ng phoi Do vâ ̣y công suấ t cầ n thiế t cho viêc̣ tách bỏ vâ ̣t liê ̣u phu ̣ thuô ̣c vào hình da ̣ng phoi -5- - Qúa trin ̀ h hiǹ h thành phoi phu ̣ thuô ̣c vào đă ̣c tính của gỗ và thông số hình ho ̣c cắ t - Viê ̣c hình thành phoi đô ̣c lâ ̣p với vâ ̣n tố c cắ t - Góc trước và chiề u dày vế t cắ t ảnh hưởng đế n viê ̣c hình thành phoi - Các lực ma sát phu ̣ thuô ̣c vào loa ̣i gỗ và đô ̣ ẩ m của gỗ ít quan ̣ đế n đô ̣ nhám bề mă ̣t của dao vì các vế t mài song song với chiề u chuyển đô ̣ng của phoi Giá tri cu ̣ ̉ a ̣ số ma sát tương đố i đô ̣c lâ ̣p với góc trước và chiề u dày phoi Mă ̣c dù đã có nhiề u tài liêụ nghiên cứu về gia công gỗ băng học, chúng ta chưa có nhiề u những nghiên cứu chuyên sâu, những thông tin mô ̣t cách có ̣ thố ng về cắ t go ̣t gỗ ở những nước tư bản có nề n công nghiêp̣ phát triể n Mục đích nghiên cứu cắt gọt gỗ xác định lực phát sinh trình cắt gỗ, chi phì cơng suất máy móc sử dụng vào việc cắt gỗ đồng thời tìm thơng số tối ưu công cụ cắt để thiết kế, chế tạo sử dụng cách tốt nhất: suất cao, chi phí lượng thấp Q trình cắt gọt gỗ xẩy phức tạp, đòi hỏi phải mơ hình hóa nghiên cứu lý thuyết Nhiều mơ hình đưa số đáng lưu ý mơ hình giáo sư A.L.Berosatxki đề xướng [19] Ông cho cạnh cắt đường thẳng mà đuờng cong có bán kính ρ Trong cắt phân chia phoi phôi gỗ xẩy điểm xa bán kính ρ theo phương chiều vận tốc cắt, quỹ đạo đường mặt phân cách X – X Phía mặt phân cách khu vực I, phía mặt phân cách khu vực II gọi mặt trước Tại lực tương hỗ xem đồng tập chung theo phương định, lực tác dụng lên mặt trước gồm lực pháp tuyến lực ma sát Tại vùng II mặt sau dao cắt chịu tác dụng lớp gỗ đàn hồi, tác dụng áp lực gây lực -6- ma sát Bằng lý thuyết giáo sư A.L.Berosatxki xác định lực cắt, công suất cắt, tỷ suất lực cắt, tỷ suất cơng cắt,… 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Do nhiề u nguyên nhân khác nhau, nên những nghiên cứu bản về gia công gỗ bằ ng ho ̣c ở nước còn ̣n chế , tiêu biể u là mô ̣t số công triǹ h nghiên cứu của các tác giả xác định tỷ suất lực cắt số loại gỗ Việt Nam như: Đinh, Lim, Sáu sau cắt ngang gỗ Sến sau xẻ dọc - Hoàng Nguyên (1968), “Nghiên cứu ảnh hưởng của mô ̣t số yế u tố đế n lực và đô ̣ tù của xẻ gỗ Viêṭ Nam bằ ng cưa so ̣c” - Nguyên Văn Minh (1956), “Gia công gỗ Viê ̣t Nam” Công nghệ, kỹ thuât xẻ gỗ phục vụ sản xuất đồ gỗ đươc tác giả Trần Ngọc Thiệp, Nguyễn Phan Thiết đề cập nhiều giáo trình “Cơng nghệ xẻ” Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lương riêng tỷ suất dăm băm gỗ keo tai tuợng máy BX – 444”, năm 2001 thạc sĩ Phạm Văn Lý [8] góc mài β, tốc độ cắt v ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng tỷ suất dăm tuân theo quy luật hàm bậc Đề tài “Nghiên cứu xác định công suất máy băm dăm MB – 930 B sử dụng để băm gỗ làm nguyên liệu giấy”, năm 2004 thạc sĩ Nguyễn Mạnh Hoạt [6] kết luận ảnh hương góc mài dao tới chi phí cơng suất tn theo quy luật hàm bậc Đề tài “Nghiên cứu sử dụng cưa xăng để chặt hạ số loại tre thuộc chi Dendrocalamus miền bắc việt”, năm 2005 tiến sĩ Dương Văn Tài [10] kết luận ảnh hưởng góc mài cạnh cắt tỷ suất lực cắt tuân theo quy luật hàm bậc Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tỷ suất lực chất lượng sản phẩm xẻ sở từ gỗ keo tai tương (Acaciamangium) -7- máy cưa đĩa Џ – 6”, thạc sĩ Phạm Văn Quảng [13] kết luận tốc độ cắt v có ảnh hưởng lớn đến tiêu tỷ suất lực chất lượng sản phẩm Liên quan đến tính chất đối tượng gia công – gỗ keo rừng trồng Việt Nam đề cập nhiều công trình tác giả như: Bùi Đình Tồn (2002), Phó Đức Sơn (2004), Đặng Trần Minh (2006) Một số vấn đề miêu tả tốn học q trình gia cơng gỗ, phân tích đặc tính lực xẻ gỗ cưa vòng TS Hoàng Viê ̣t đề cập chuyên đề nghiên cứu khoa học [17, 18] Các thiết bị gia cơng gỗ nói chung TS Hoàng Viê ̣t giới thiệu “Máy và thiế t bi ̣chế biế n gỗ” NXB Nơng nghiệp (2003), Hà Nội Vấn đề miêu tả tốn học q trình gia cơng gỗ giới TS Hoàng Viêṭ đề cập chuyên đề nghiên cứu, giảng dành cho học viên cao học [16] Tóm lại: Trên thế giới có nhiề u nghiên cứu về gia công gỗ bằ ng ho ̣c, các nghiên cứu này tương đố i ̣ thố ng và ngày càng đươ ̣c hoàn chỉnh Ở nước ta, việc nghiên cứu về gia công gỗ bằ ng ho ̣c chưa quan tâm nhiều Ngoài ra, ở nước ta vâ ̣t liêụ gỗ có tính chấ t khác so với ở nước ngoài và từng loa ̣i gỗ khác thì tính chấ t cũng khác nhau, đó các yế u tố ảnh hưởng đế n quá trin ̀ h gia công gỗ bằ ng ho ̣c cũng khác Vì vâ ̣y, cầ n thiế t có những nghiên cứu mô ̣t cách cu ̣ thể và có ̣ thố ng về gia công gỗ bằ ng ho ̣c ở các loa ̣i vâ ̣t liêụ gỗ khác nhau, nhấ t là các loa ̣i gỗ thông du ̣ng Từ đó thiế t kế hoă ̣c cải ta ̣o du ̣ng cu ̣ gia công, kỹ thuâ ̣t gia công, … nhằm tăng suất lao động, cải ta ̣o điều kiện làm việc công nhân 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn vấn đề nghiên cứu - Ý nghĩa lý luận: + Xác định tính cơng nghệ máy q trình xẻ gia cơng gỗ + Xác định định lượng ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ máy cưa đĩa làm sở cho tính tốn, thiết kế, cải tiến sử dụng máy hợp lý -8- - Ý nghĩa thực tế: + Định hướng cho sở sản xuất sử dụng máy cưa đĩa để xẻ gỗ keo tai tượng nói riêng loại gỗ có cấu tạo tính chất cơ, lý giống gỗ keo tai tương nói chung máy cưa đĩa đảm bảo nâng cao hiệu kinh tế sở giảm chi phí lượng đáp ứng yêu cầu chất lương sản phẩm + Xác định thông số tối ưu chế độ cắt máy cưa đĩa xẻ dọc gỗ keo tai tượng máy cưa đĩa từ giảm chi phí điện năng, tăng suất cắt máy cưa đĩa -9- Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu * Nội dung nghiên cứu đề tài nghiên cứu thực nghiệm tiêu là: chi phí lượng riêng (Nr) suất (Ntt) xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa * Nhiệm vụ cụ thể: - Xây dựng mối quan hệ thông số gia cơng (Vận tốc cắt, vận tốc đẩy, góc mài) đến chi phí lượng riêng Nr xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa - Xây dựng mối quan hệ thông số gia công (Vận tốc cắt, vận tốc đẩy, góc mài) đến suất túy Ntt xẻ dọc gỗ cưa đĩa * Mục tiêu đề tài xác định chế độ cắt tối ưu xẻ dọc gỗ, nhằm giảm chi phí lượng riêng tăng suất xẻ dọc gỗ keo tai tương cưa đĩa 2.2 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu Gỗ keo tai tượng – Đối tượng gia công Với vai trò đối tượng gia cơng mà luận văn nghiên cứu, tính chất cơ, lý chủ yếu gỗ keo tai tương quan tâm đặc biệt Tính vật lý, chất học chúng nhiều nhà khoa học nghiên cứu với nhiều vùng sinh thái khác Keo tai tượng loại phát triển nhanh khoảng đến tám năm tuổi sau tốc độ tăng trưởng (về thể tích) giảm dần Tốc độ tăng trưởng mạnh chiều cao đường kính đến năm đầu, với mật độ - 10 - 2x2m; 2,5x2,5m theo kết nghiên cứu Nguyễn Văn Phi, Phạm Văn Chương sử dụng gỗ keo tai tượng làm nguyên liệu cho công nghiệp giấy, sản xuất ván dăm, sản xuất ván sợi tuổi khai thác tốt đến năm; sử dụng keo tai tượnglàm nguyên liệu cho cho công nghiệp xẻ thiết phải thực trình tỉa thưa 2-3 lần để đưa mật độ từ 900 /ha xuống còn 100 – 200 cây/ Như Keo tai tượng số lồi gỗ có trữ lương lớn nay, mặt khác gỗ Keo tai tượng có nhiều cơng dụng, với việc gây trồng không yêu cầu khắt khe điều kiện tự nhiên Điều cho thấy việc lựa chọn loại gỗ làm điều kiện nghiên cứu hoàn toàn phù hợp 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu Do thời gian điều kiện thực có hạn đề tài tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố quan trọng đến chi phí lượng riêng suất cắt là: Tốc độ cắt, tốc độ đẩy góc mài Chúng tơi thực khảo nghiệm trung tân nghiên cứu thực nghiệm & chuyển giao công nghệ CNR trường ĐH Lâm Nghiệp – Xuân Mai – Chương Mỹ - Hà Nội 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu Sau xác định mục tiêu nghiên cứu, điều quan trọng sau chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp để giảm bớt chi phí nghiên cứu mà đảm bảo độ tin cậy kết Theo [4] nghiên cứu khoa học chia ra: Nghiên cứu nghiên cứu ứng dụng; nghiên cứu lý thuyết nghiên cứu thực nghiệm Theo đó, nghiên cứu có mục đích phát tính qui luật mà đến trước nghiên cứu chưa biết thiên nhiên Nghiên cứu ứng dụng - 11 - pha nghiên cứu Thông qua chúng để thu nhận hiểu biết vận dụng kiến thức có vào thực tế sản xuất Trong thời đại ngày nay, nghiên cứu ứng dụng phần đáng kể trình chung việc sáng tạo kỹ thuật Nó sở để tiếp nhận số liệu, tư tưởng, mẫu khác đưa Thơng qua chúng, đối tượng, máy móc, qui trình công nghệ thiết kế đề xuất Bởi phần lớn nghiên cứu kỹ thuật theo chất chúng nghiên cứu ứng dụng Nghiên cứu lý thuyết có mục đích thiết lập hệ thống quan điểm thơng qua việc đưa qui luật mới, nghiên cứu lý thuyết thích hợp nghiên cứu đối tượng hệ thống mà phân chia rõ tượng q trình có chất vật lý Mục đích nghiên cứu thực nghiệm tiếp nhận kiện mới, kiến thức khoa học số liệu khoa học thông qua tổ chức thực nghiệm cách quan sát đối tượng nhà nghiên cứu Khi nghiên cứu hệ thống phức tạp mà diễn tượng q trình với chất khác thích hợp dùng phương pháp thực nghiệm với lý thuyết tương ứng Từ phân tích cho thấy sử dụng phương pháp lý thuyết để xác định ảnh hưởng tất yếu tố đến tiêu quan tâm chi phí lượng riêng suất phải nghiên cứu tồn diện mức độ ảnh hưởng chế tác động yếu tố đến tiêu quan tâm, khối lượng nghiên cứu lớn Chính để giảm bớt khối lượng công việc luận văn lựa chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm phù hợp Tuy nhiên, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mà sử dụng thực nghiệm tuý mà kết hợp hài hoà lý thuyết thực nghiệm; lấy lý thuyết làm sở, làm định hướng ban đầu hỗ trợ giảm bớt khối lượng công việc, rút ngắn thời gian nghiên cứu thực nghiệm - 12 - Trong nghiên cứu thực nghiệm, tiến hành thí nghiệm phương pháp cổ điển Nhà thực nghiệm dựa vào kinh nghiệm trực giác để chọn hướng nghiên cứu, thí nghiệm tiến hành với thay đổi thông số giữ nguyên yếu tố còn lại Phương pháp cổ điển cho phép tìm kiếm phụ thuộc tiêu đánh giá yếu tố ảnh hưởng cách riêng biệt làm thực nghiệm cách riêng rẽ theo yếu tố Mặc dù có tay tập hợp phương trình thực nghiệm đơn yếu tố chúng trường hợp riêng nên không cho kết chặt chẽ mức độ ảnh hưởng yếu tố mối tác động qua lại chúng khơng thể tìm kiếm phương án phối hợp tối ưu yếu tố ảnh hưởng Nhược điểm phương pháp nghiên cứu cổ điển nghiên cứu không thấy hướng chuyển dịch trình, mà tìm điều kiện tối ưu theo quan điểm thực nghiệm thuộc loại “thụ động” Vì thấy rõ nhược điểm phương pháp nghiên cứu thực nghiệm cổ điển chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mà tiến hành khảo nghiệm máy, thu thập số liệu cách chủ động theo kế hoạch chiến lược xác định trước, phương pháp qui hoạch thực nghiệm Theo [5] quy hoạch thực nghiệm sở phương pháp luận nghiên cứu thực nghiệm đại Đó phương pháp nghiên cứu cơng cụ tốn học giữ vai trò tích cực, sở tốn học, tảng lý thuyết qui hoạch thực nghiệm toán thống kế với hai lĩnh vực quan trọng phân tích phương sai phân tích hồi qui 2.3.2 Xác định thơng số cần đo Từ sơ phân tích chương cho thấy có nhiều thơng số ảnh hương tới chi phí lượng riêng suất túy Tuy nhiên giới hạn đề tài nên đề tài nghiên cứu múc độ ảnh hương thơng số tới chi phí lượng riêng suất - 13 - - Ảnh hưởng góc mài đến chi phí lượng riêng suất túy β =30 ÷ 500 Khi xác định mức độ biến thiên góc mài, xác định góc mài cần mài, vẽ xác định góc mài lưỡi cưa sau mài lưỡi máy mài hai đá (Hình 2.1) Hình 2.1 Mài góc mài máy mài đá - Ảnh hưởng vận tốc cắt đến chi phí lượng riêng v = 40 – 60 m/s Trong trình khảo nghiệm xác định vận tốc cắt cần có chúng tơi điều chỉnh vận tốc cắt cách: * Thay hệ thống puly dây đai để có vận tốc cắt (Số vòng quay động cố định suốt trình khảo nghiệm) n (số vòng quay thay đổi) v thay đổi v D.n 1000 * Thay đổi đường kính lưỡi cưa đĩa (2.1) - 14 - - Ảnh hưởng vận tốc đẩy đến chi phí lượng riêng suất túy u = - m/s Thay đổi tốc độ đẩy trình khảo nghiệm thực sau: Động điện gắn với biến tần (Hình 2.2) tần số thay đổi số vòng quay động thay đổi theo công thức 2.2 n 60 f p (2.2) Động gắn với trục vít me, trục vít me có ren thang với bước ren thang mm vòng quay trục vít me đai ốc truc vít me dịch chuyển khoảng mm Khi tính tốc độ đẩy trình khảo nghiệm cần thay đổi tần số Hình 2.2 Bộ biến tần 2.4 Tiến hành công tác chuẩn bị 2.4.1 Chế tạo khung khảo nghiêm Để thuận lợi cho q trình khảo nghiệm, chúng tơi chế tạo khung máy cưa đĩa để khảo nghiệm (Hình 2.3) - 15 - - Cấu tạo gồm có khung máy cưa đĩa xẻ dọc (1) khung có đường ray (2) để hệ thống di chuyển dịch chuyển Trên hệ thống dịch chuyển có gắn động điện (3), trục để lắp lưỡi cưa, động (4) nối dẫn động với trục vít me (5), trục vít me gá khung gá hai ổ bị tự lựa Trên (5) có đai ốc dịch chuyển đó, đai ốc nối cứng hệ thống dịch chuyển Ngồi còn có cấu (6) để kẹp cứng gỗ, hai cơng tắc hành trình gắn khung máy Hình 2.3 Khung máy cưa đĩa xẻ dọc để khảo nghiệm - Nguyên lý hoạt động, gỗ kẹp chặt cấu kẹp gỗ (Gỗ tháo lắp rễ ràng) động quay qua hệ thống puly dây đai làm cho lưỡi cưa đĩa quay Để trình cắt xẩy động phụ (động dẫn động cho hệ thống đẩy) quay qua hệ thống puly dây đai làm cho trục vít me quay, trục vít quay làm cho đai ốc gắn trục vít me chuyển động tịnh tiến, dẫn - 16 - đến hệ thống di chuyển chuyển động tịnh tiến với vận tốc đai ốc gắn trục vít kết lưỡi cưa vừa chuyển động quay vừa chuyển động tịnh tiến trình cắt xẩy Trên máy có lắp cơng tắc hành trình, máy chuyển động chạm đến cơng tắc hành trình tốc độ đẩy dừng lại 2.4.2 Thiết bị đo Đề tài nghiên cứu chi phí lượng riêng suất cắt trình xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa theo công thức 2.1 N 3.U.I Cos.t Ntt (Kw.h) F t (2.3) (2.4) Do để tài đo thông số như: Cường độ dòng điện, hiệu điện thế, cosφ, thời gian, diện tích mạch cắt Hình 2.4 Các thiết bị đo - 17 - Để đo công suất động dùng thiết bị đo PLUKE hình 2.3 Để đo suất cắt chúng tơi dùng đồng hồ bấm dây (độ xác 0,2s) thước cặp 1/20 để đo diện tích 2.5 Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố Nhiệm vụ thực nghiệm đơn yếu tố xác định thông số ảnh hưởng phân tích để xem thông số thực ảnh hưởng đến tiêu đánh giá, xác định mức độ quy luật ảnh hưởng chúng đến tiêu quan tâm Thực nghiệm đơn yếu tố tiến hành theo bước sau: 1.Thực thí nghiệm với thơng số thay đổi với số mức không nhỏ 4, khoảng thay đổi lớn lần sai số bình phương trung bình phép đo giá trị thơng số Số thí nghiệm lập lại n = [5] Sau thí nghiệm xong, tiến hành xác định độ tin cậy ảnh hưởng yếu tố tới suất chi phí lượng riêng Đánh giá tính phương sai q trình thí nghiệm, để chứng tỏ ảnh hưởng khác thông số cần xét khơng có khơng đáng kể Thuật tốn phân tích phương sai để xác định độ tin cậy tính [5] sau: 2.5.1 Đánh giá tính đồng phương sai Kiểm tra tính đồng phương sai theo tiêu chuẩn Kohren Gtt smax (2.5) N S u 1 u - Phương sai lớn N thí nghiệm smax S u2 = mu (Yui Yu ) mu i 1 mu - Số lần lặp lại điểm thí nghiệm (2.6) - 18 - - Giá trị thông số điểm u yui yui - Giá trị trung bình thơng số điểm u y mu mu y i 1 u=1, 2, 3,…N ui (2.7) Ứng với N điểm thí nghiệm kế hoạch thực nghiệm ta có N phương sai S u2 Trong ln có giá trị S max Gtt Chuẩn Kohren tính tốn theo thực nghiệm Trong bậc tự tử số m mẫu số K=N (m-1) m - Số lần lặp lại thí nghiệm mà có phương sai cực đại, m = m u Giá trị thống kê chuẩn Kohren tính sẵn theo mức ý nghĩa , tự ký hiệu Gb tra bảng [4] Nếu Gtt < Gb giả thiết khơng mâu thuẫn với số liệu thí nghiệm 2.5.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố Phương pháp đánh giá dùng chuẩn Fisher (F) Thực chất so sánh phương sai thành phần thay đổi thông số gây nên phương sai nhiễu gây Nếu tỷ số hai phương sai lớn giá trị lý thuyết tra bảng tiêu chuẩn F khác biệt giá trị trung bình đáng kể thơng số vào có ảnh hưởng thực đến thông số ra, trội hẳn so với ảnh hưởng ngẫu nhiên Giá trị tính tốn tiêu chuẩn F tỷ số: F= S y2 S e2 (2.8) Trong đó: S y2 - Phương sai thay đổi thông số vào X gây nên ... chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa? ?? Mục đích đề tài xác định mức độ quy luật ảnh hưởng tham số cấu tạo công nghệ máy cưa đĩa đến tiêu chi phí lượng riêng suất cắt gỗ keo. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC... mài) đến suất túy Ntt xẻ dọc gỗ cưa đĩa * Mục tiêu đề tài xác định chế độ cắt tối ưu xẻ dọc gỗ, nhằm giảm chi phí lượng riêng tăng suất xẻ dọc gỗ keo tai tương cưa đĩa 2.2 Đối tượng nghiên cứu phạm