ĐỒ ÁN KẾT CẤU GỖ TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU SẢN PHẨM GỖ XUẤT KHẨU Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Sinh viên thực hiện: LIÊU THÚY NHÃ MSSV: 20115238 Lớp: DH20CB Ngành: CHẾ BIẾN LÂM SẢN Phân tích loại kết cấu và liên kết của sản phẩm Sản phẩm có kết cấu, liên kết giữa các chi tiết chính bằng vít, được thiết kế chủ yếu là để đỡ trọng lượng cơ thể con người ở nhiều tư thế khác nhau khi nghỉ ngơi trên giường....Vì đây là sản phẩm giường tầng với sức chịu lực của 2 đối tượng trên sản phẩm nên các liên kết chủ yếu được gia cố bằng các loại ốc,vít, mộng và các chi tiết liên kết phụ là chốt. Giường tầng thuộc đồ mộc dạng cố định: giữa các chi tiết với nhau được liên kết bằng vít (dạng không có khả năng tháo rời), và mộng, chốt (có sử dụng kèm keo dán) để đảm bảo sự chắc chắn và an toàn.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA LÂM NGHIỆP ĐỒ ÁN KẾT CẤU GỖ TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU SẢN PHẨM GỖ XUẤT KHẨU Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Sinh viên thực hiện: LIÊU THÚY NHÃ Lớp: DH20CB Ngành: CHẾ BIẾN LÂM SẢN TP Hồ Chí Minh, Ngày 12 Tháng 12 Năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA LÂM NGHIỆP ĐỒ ÁN KẾT CẤU GỖ TÌM HIỂU, PHÂN TÍCH KẾT CẤU SẢN PHẨM GỖ XUẤT KHẨU Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS PHẠM NGỌC NAM Sinh viên thực hiện: LIÊU THÚY NHÃ MSSV: 20115238 Lớp: DH20CB Ngành: CHẾ BIẾN LÂM SẢN TP Hồ Chí Minh, Ngày 12 Tháng 12 Năm 2022 NHẬN XÉT Liêu Thúy Nhã - 20115238 Trang |i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập em nhận giúp đỡ, bảo nhiệt tình thầy PGS.TS Phạm Ngọc Nam để hồn thành tiểu luận Với tình cảm chân thành, em bày tỏ lòng biết ơn thầy giảng dạy giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu, em có thêm cho nhiều kiến thức bổ ích, tinh thần học tập hiệu quả, nghiêm túc Đây chắn kiến thức quý báu, hành trang để em vững bước sau Kết cấu gỗ môn học thú vị, vơ bổ ích có tính thực tế cao Đảm bảo cung cấp đủ kiến thức, gắn liền với nhu cầu thực tiễn sinh viên Tuy nhiên, vốn kiến thức nhiều mà khả tiếp thu chúng em có hạn, chưa nắm bắt hết thầy truyền đạt Mặc dù em cố gắng chắn khó tránh khỏi thiếu sót nhiều chỗ chưa xác, kính mong thầy xem xét góp ý để tiểu luận em hoàn thiệt Em xin chân thành cảm ơn! Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | ii LỜI MỞ ĐẦU Cùng với phát triển nhanh chóng nhu cầu đổi sản phẩm thiết kế sử dụng sản phẩm ngoại thất, việc thiết kế sản phẩm phù hợp với yêu cầu sử dụng người công việc vô quan trọng Sản phẩm ngoại thất ảnh hưởng đến chất lượng sống người chất lượng thiết kế ngoại thất Vì vậy, nhà thiết kế nhà sản xuất thiết kế sản xuất sản phẩm nội, ngoại thất đặt yêu cầu công sử dụng, yêu cầu kết cấu tạo dáng sản phẩm dùng nội thất lên hàng đầu Hiện nay, việc xuất đồ gỗ nội ngoại thất trọng đẩy mạnh Các doanh nghiệp, xưởng sản xuất phải ln tìm hiểu, tham khảo, thử nghiệm kết cấu sản phẩm, kích thước tính sản phẩm để phù hợp với mơi trường xuất đến Vì kết cấu sản phẩm yêu cầu đặt hàng đầu thiết kế sản phẩm nội ngoại thất xuất Sau đồ án môn kết cấu gỗ chủ đề tìm hiểu kết cấu, chi tiết liên kết khả chịu lực loại sản phẩm nội ngoại thất xuất Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | iii MỤC LỤC NHẬN XÉT i LỜI CẢM ƠN ii LỜI MỞ ĐẦU iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH vi Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm kết cấu 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Đặc điểm 1.2 Cấu trúc sản phẩm nội thất 1.2.1 Chi tiết 1.2.2 Bộ phận 1.3 Liên kết sản phẩm 1.3.1 Liên kết mộng 1.3.2 Liên kết đinh 1.3.3 Liên kết vít 1.3.4 Liên kết keo 1.3.5 Liên kết chi tiết liên kết Chương MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu 2.2 Nội dung 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.4 Các cơng thức tính tốn 2.4.1 Kiểm tra khả chịu uốn 2.4.2 Kiểm tra khả chịu nén 10 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 12 3.1 Bàn trời NEVADA 12 3.2 Giường tầng trẻ em 24 3.3 Ghế đôn 32 Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | iv 3.4 Bàn trời 41 3.5 Giường ngủ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Liêu Thúy Nhã - 20115238 Trang |v DANH MỤC HÌNH Hình 1 Các loại mộng Hình 2: Đinh gỗ Hình 3: Vít đầu dù, vít đầu Hình 4: Keo dán gỗ Hình 5: Chi tiết liên kết pát, bọ góc Hình 1: Bàn ngồi trời NEVADA 13 Hình 2: Bộ bàn NEVADA 14 Hình 3: Giường tầng trẻ em 25 Hình 4: Hình 3d giường tầng 26 Hình 5: Cấu tạo giường tầng 28 Hình 6: Ghế đơn xuất 33 Hình 7: Thùng carton xuất 34 Hình 8: Liên kết ghế 37 Hình 9: Ghế đôn tháo rời rẻ tiền 38 Hình 10: Ghế đôn hàng nội địa Việt Nam 38 Hình 11: bàn ngồi trời gỗ Teak 41 Hình 12: Giường ngủ gỗ Tràm 51 Hình 13: Hình vẽ phân rã giường 53 Hình 14: Cấu tạo giường 53 Hình 15: Hardware dùng cho lắp ráp 54 Hình 16: Lắp chốt,vít cho đầu giường 55 Hình 17: Lắp chân giường, đỡ dọc 56 Hình 18: Liên kết vít 57 Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | vi Chương TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm kết cấu 1.1.1 Khái niệm Kết cấu gỗ khái niệm rộng dùng để loại cơng trình xây dựng hay phận cơng trình chịu tải trọng làm vật liệu gỗ chủ yếu Ví dụ nhà, cửa, cầu, bàn, ghế Kết cấu gỗ liên kết hai hay nhiều chi tiết (cấu kiện) lại với điều kiện định chốt, mộng, bulơng, …Cấu kiện ván, hộp, 1.1.2 Đặc điểm Tất phận cấu kiện gỗ cơng trình phải thiết kế, tính tốn để đảm bảo yêu cầu sử dụng chịu lực Kết cấu gỗ phải thích ứng với u cầu sử dụng đề cơng trình như: phải có đủ độ bền, cứng dễ gia cơng tháo lắp tiết kiệm nguyên vật liệu Ngoài kết cấu phải đảm bảo mỹ quan điều kiện 1.2 Cấu trúc sản phẩm nội thất Sản phẩm ngoại thất có cấu tạo đa dạng phong phú, song phân tích cấu trúc chúng, ta thấy sản phẩm ngoại thất cấu tạo chi tiết hay phận linh kiện liên kết giống loại sản phẩm khác Các chi tiết liên kết với tạo thành phận Các phận chi tiết liên kết với tạo thành sản phẩm Liêu Thúy Nhã - 20115238 Trang |1 Mức độ phức tạp kết cấu sản phẩm tuỳ thuộc vào số lượng, cách thức giải pháp liên kết Sản phẩm ngoại thất cấu tạo chi tiết hay phận linh kiện liên kết 1.2.1 Chi tiết Chi tiết đơn vị cấu tạo nhỏ gia công chế tạo theo hình dạng xác định Một chi tiết thường gia công từ loại vật liệu liền khối, song gia cơng từ ngun vật liệu chắp nối (nối dài, nối rộng hay nối dày) Sự nối ghép hoàn toàn khác với liên kết chi tiết sản phẩm Như vậy, chi tiết phân thành nhiều loại khác nhau: • Phân theo hình dạng: gồm chi tiết thẳng, chi tiết cong, chi tiết song tròn, chi tiết tiện trịn • Phân theo chức năng: gồm chi tiết cấu trúc, chi tiết liên kết chi tiết trang trí 1.2.2 Bộ phận Bộ phận gồm nhiều chi tiết liên kết với (theo kiểu cố định hay tháo rời) tạo thành phần cấu tạo có chức xác định kết cấu sản phẩm Các phận có chức riêng xác định, đảm bảo giải pháp cấu tạo thích hợp Việc phân chia phận có ý nghĩa phương diện tổ chức lắp ráp sản phẩm Các chi tiết phận tiêu chuẩn hố hình dạng kích thước Về mặt cấu trúc, phận thay chi tiết 1.3 Liên kết sản phẩm Trong sản phẩm có nhiều loại liên kết, dạng liên kết phân thành nhóm sau: • Liên kết mộng • Liên kết đinh, vít, bulơng, ốc liên kết; • Liên kết keo • Các dạng liên kết khác (bản lề, rãnh trượt ngăn kéo, …) Liêu Thúy Nhã - 20115238 Trang |2 Liên kết bôt trợ lực cụm đố ngang Liên kế cụm đố ngang đố dọc Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 46 Liên kết đố dọc chân bàn Liên kết đố ngang mặt bàn Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 47 Kiểm tra bền sản phẩm Để đảm bảo chi tiết đủ bền cần kiểm tra bền vị trí nguy hiểm Giả sử chi tiết chịu vật nặng 100 kg đặt lên Vậy vị trí chi tiết chịu lực tải tập trung 1000 N Kích thước mặt ngồi: B = 860mm = 86cm H = 32mm = 3.2cm L = 2200mm = 220cm Theo phương trình cân tĩnh ta có: ∑ 𝑀𝐴 = 𝑅𝐵 × 𝐿 − 𝑃 × 𝐿 𝑃 → 𝐿 × (𝑅𝐵 − ) = → 𝑅𝐵 = 𝑃 = 1000 = 500 N Do mặt cắt tác dụng nên: 𝑅𝐴 = 1000 − 500 = 500 N Mặt cắt nguy hiểm mặt cắt mặt có diện tích: 𝐵 × 𝐻 = 86 × 3.2 = 275.2 cm2 Xét momen uốn mặt cắt nguy hiểm: 𝐿 𝑀𝑈 = 𝑅𝐴 × = 500 × 220/2 = 55000 (N/cm) Momen chống uốn: 𝑊𝑈 = 𝐵 × Liêu Thúy Nhã - 20115238 𝐻2 = 86 × 3.22 = 146.77 (N/cm) T r a n g | 48 Ứng suất mặt cắt: 𝜎= 𝑀𝑈 𝑊𝑈 55000 = 146.77 = 374.72 (N/cm2) 𝜎𝑈 < [𝜎𝑈 ]=1079 N/cm2 Chi tiết dư bền Kiểm tra độ chịu nén chân ghế Chi tiết chịu nén lớn chân bàn Giả sử tổng trọng lượng vật tác dụng lên mặt bàn 100kg vị trí nguy hiểm nhất, tổng lực phân bố 1000N Kích thước mặt cắt vị trí chịu nén: B = 120mm = 12cm H = 120 mm = 12cm Lực dọc tác dụng lên chân bàn Nz tính sau: 𝑁𝑍 + 𝑃 = → 𝑁𝑍 = −𝑃 → 𝑁𝑍 = −1000N Diện tích mặt cắt Fz-của chi tiết: 𝐹𝑍 = 𝐵 × 𝐻 = 12 × 12 = 144 cm2 Ứng suất mặt cắt dọc: 𝜎𝑧 = 𝑁𝑍 𝐹𝑍 = 1000 144 = 6.94 /cm2) Chân bàn chịu lực người ngồi khối lượng chi tiết cấu tạo Chọn hệ số an toàn 5: 6.94 x = 34.7 (N/cm2) < 𝜎𝑈 =5240 N/cm2 → Chi tiết chân bàn dư bền Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 49 3.5 Giường ngủ Nơi sản xuất: Công ty cổ phần Tây Hưng Thịnh Điạ chỉ: 281 Song Hành - P Tân Hưng Thuận - Quận 12 – TPHCM Điện thoại: 0902.111.357 - 0963.44.7679 Website: https://tayhungthinh.vn Email: tayhungthinh.vn@gmail.com Thơng tin sản phẩm Kích thước: 2206mm x 1934mm x 1200mm (dài x rộng x cao) Loại gỗ: Gỗ keo tràm sơn màu mun Giường ngủ thiết kế với phong cách bắc âu, đơn giản không phần lịch với màu sắc thiết kế màu mun kết hợp với chất liệu gỗ tự nhiên keo tràm đảm bảo độ bền đẹp an toàn cho người sử dụng Vật liệu giường ngủ tuyển chọn kỹ càng, khâu xử lý bảo quản vật liệu đạt chuẩn nên sản phẩm đảm bảo sử dụng bền theo năm tháng, không cong vênh, mối mọt Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 50 Hình 12: Giường ngủ gỗ Tràm Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 51 Kết cấu sản phẩm Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 52 Hình 13: Hình vẽ phân rã giường Hình 14: Cấu tạo giường Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 53 Theo thứ tự đánh số hình vẽ ta thấy: 1: Chân đầu giường 6: Vai giường 2: Đố đọc đầu giường 7: Vạt giường 3: Đố ngang đầu giường 8: Đố dọc đỡ vạt giường 4: Đố ngang đầu giường 9: Chân đuôi giường 5: Đố ngang 10: Đố ngang giường Từ hình vẽ ta thấy giường có kết cấu dạng khung, liên kết liên kết mộng Các vị trí liên kết chủ lực A, B, C, D, E, F, G Tại A, liên kết đố ngang đầu giường với đố dọc đầu giường đố ngang đầu giường bên Do ta chọn liên kết mộng bầu dục gia cố keo để tạo liên kết cho phần kết cấu Hình 15: Hardware dùng cho lắp ráp Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 54 Hình 16: Lắp chốt,vít cho đầu giường Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 55 Hình 17: Lắp chân giường, đỡ dọc Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 56 Hình 18: Liên kết vít Kiểm tra bền sản phẩm Đối với sản phẩm giường ngủ có hình dạng đối xứng , trọng tâm nằm phạm vi sở nó, sản phẩm ổn định kể có người ngồi, nằm lên bên giường khơng bị nghiêng lật sử dụng tính ổn định bị phá hoại Qua phân tích khả chịu lực giường ngủ ta thấy sản phẩm chủ yếu chịu uốn chịu nén Do để đảm bảo cho sản phẩm có kết cấu vững chắc, chịu lực tốt, ta cần phải tính tốn kiểm tra bền chi tiết chịu lực tác dụng lớn Sau so sánh thơng số tính tốn với thông số chịu uốn chịu nén nguyên liệu, chúng đủ bền chi tiết khác đủ bền.Kiểm tra khả chịu uốn Với kết cấu sản phẩm, ta nhận thấy chi tiết chịu uốn nhiều cần kiểm tra mặt ngồi Ứng suất uốn tĩnh gỗ Keo (tham khảo internet) 990 Kg/cm2 = 9900 N/cm2 Để đảm bảo chi tiết đủ bền cần kiểm tra bền vị trí nguy hiểm Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 57 Giả sử chi tiết chịu vật nặng 150 kg đặt lên Vậy vị trí chi tiết chịu lực tải tập trung 1500 N Kích thước vạt: B = 75mm = 7.5cm H = 18mm = 1.8cm L = 1866mm = 118.6cm Theo phương trình cân tĩnh, ta có: Theo phương trình cân tĩnh ta có: ∑ 𝑀𝐴 = 𝑅𝐵 × 𝐿 − 𝑃 × 𝐿 𝑃 → 𝐿 × (𝑅𝐵 − ) = → 𝑅𝐵 = 𝑃 = 1500 = 750 N Do mặt cắt tác dụng nên: 𝑅𝐴 = 1500 − 750 = 750 N Mặt cắt nguy hiểm mặt cắt mặt có diện tích: 𝐵 × 𝐻 = 7.5 × 1.8 = 13.5 cm2 Xét momen uốn mặt cắt nguy hiểm: 𝐿 𝑀𝑈 = 𝑅𝐴 × = 750 × 118.6/2 = 4475 (N/cm) Momen chống uốn: 𝑊𝑈 = 𝐵 × Liêu Thúy Nhã - 20115238 𝐻2 = 7.5 × 1.82 = 4.05 (N/cm) T r a n g | 58 Ứng suất mặt cắt: 𝜎= 𝑀𝑈 𝑊𝑈 4475 = 4.05 = 1104.93 (N/cm2) 𝜎𝑈 < [𝜎𝑈 ]=9900 N/cm2 Chi tiết dư bền Kiểm tra độ chịu nén chân giường Chi tiết chịu nén lớn chân giường Giả sử tổng trọng lượng vật tác dụng lên mặt nằm 200kg vị trí nguy hiểm nhất, tổng lực phân bố 2000N Kích thước mặt cắt vị trí chịu nén: B = 70mm = 7cm H = 70 mm = 7cm Lực dọc tác dụng lên chân bàn Nz tính sau: 𝑁𝑍 + 𝑃 = → 𝑁𝑍 = −𝑃 → 𝑁𝑍 = −2000N Diện tích mặt cắt Fz-của chi tiết: 𝐹𝑍 = 𝐵 × 𝐻 = × = 49 cm2 Ứng suất mặt cắt dọc: 𝜎𝑧 = 𝑁𝑍 𝐹𝑍 = 2000 49 = 40.8 /cm2) Chân giường chịu lực người ngồi khối lượng chi tiết cấu tạo Chọn hệ số an toàn 5: 40.8 x = 204 (N/cm2) < 𝜎𝑈 =6290 N/cm2 → Chi tiết chân giường dư bền Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Ngọc Nam, (2012) Giáo trình Kết cấu gỗ, Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM Phạm Ngọc Nam,Nguyễn Thị Ánh Nguyệt (2019), Khoa học gỗ, Nhà xuất Nông Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Mạng Internet Bàn Nevada – Nghĩa Sơn https://www.nghiason.com.vn/bo-ban-ghe-nevada, truy cập ngày 10/12/2022 Giường tầng trẻ em xuất https://noithatasaka.vn/collections/giuong-tang-tre-em, truy cập ngày 2/12/2022 Bàn trời gỗ Teak https://www.nghiason.com.vn/collections/b?page=3, truy cập ngày 5/12/2022 Ghế đôn Olada xuất Nhật https://www.olada.vn/san-pham/noi-that-thong-minh/ghe-don.html, truy cập ngày 01/12/2022 Giường ngủ nội thất xuất Tây Hưng Thịnh https://tayhungthinh.vn/collections/giuong-go-xuat-khau, truy cập ngày 01/12/2022 Liêu Thúy Nhã - 20115238 T r a n g | 60