Luận văn thạc sĩ kĩ thuật: Ảnh hưởng của chế độ gia công đến chất lượng mối ghép dọc và công cắt trong sản xuất ván ghép thanh dạng Finger Joint

‘TRUONG ĐẠI HỌC LAM NGHIỆP.

ANH HƯỚNG CUA CHE ĐỘ GIA CÔNG DEN CHATLƯỢNG MOI GHÉP DỌC VA CÔNG CAT TRONG SAN

XUAT VAN GHEP THANH DANG FINGER JOINT

LUẬN VAN THẠC SỸ KỸ THUAT

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấyMã số: 60-52-24

NGƯỜI HƯỚNG DAN KHOA HOC:

1 TS HOANG VIET

2.18 HOANG TIEN DUONG

HÀ TÂY, 2007

LỜI CẢM ON

'Nhân dịp hoàn thành luận văn tốt nghiệp tôi xin bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc tới tập thé hướng dẫn khoa học TS Hoàng Việt và TS Hoàng Tiến

Bugg, những người đã tận tình giúp đỡ về chuyên môn và phương pháp

Xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Trường Đặi học Lâm nghiệp,

'khoa Dao tạo Sau đại học, tập thé cán bộ khoa Chế biến Lâm sản, đặc biệt là

cán bộ, nhân viên Phòng thí nghiệm Trung tâm - khoa Chế biến Lâm sản đãtạo điều kiện thuận lợi cho tôi về thời gian, tài liệu, trang thiết bị thí nghiệm

và công sức để tôi hoàn thành luận văn này:

Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè cùng gia đình đã

‘quan tâm động viên khích lệ tôi trong quả trình thực hiện luận văn.

Một lần nữa, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành vì những sự giúp.

đỡ quý báu đó!

Hà Tây, Tháng 7-2007“Tác giả

Nguyễn Trọng Kiên

Chương 224

Noi dungLãi cảm ơn

Mục lục

Danh mục các bảngDanh mục các hìnhĐặt vẫn đề

“Tổng quan van đề nghiên cứu.

“Tổng quan tình hình nghiên cửu về cắt gọt gỗ và công nghệ

‘go ngén ghép

Tinh hình nghiên cứu ngoài nước

Va ch độ gia công và bi ưu hoá quá tìh gia Công`VỀ thông số ngón ghép trong sản xuất van ghép thanh

‘Ve thiết bị và công nghệ tạo ngón ghép

Tinh hình nghiên cứu trong nước,

"VỀ nguyên lý cắt gọt gỗ.

‘Ve thông số ngón ghép trong sản xuất vin ghép thành,

"Mục tiêu nghiên cứu

Đổi trợng, phạm vi nghiê tứNguyên liệu gỗ

Đặc điểm cấu tạo của máy phay mộng ngón mã hiệu FI-75

Nguyên lý lim việc của máy phay mộng ngón mã hiệu EJ-75

'Những yếu t6 cơ bản ảnh hưởng đến công suất cất và chất

Chương 441

Những yếu tổ thuộc về thiết bị

'Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng gia công mộng ngón.Chi ồêu về chỉ phí năng lượng

Chi teu về chất lượng ngón phépNội dung và kết quả nghiên cứu“Thực nghiệm

“Giải bài toág eit gu và tìm trị số thực nghiệm K

"Kết luận và Kido nuhKết luận.

67nn72T3

| 1.2 | Ma trận quy hoạch thực nghiệm.

2.1 | Tính chất cơ lý chủ yếu của gỗ Keo lá tram _2.2 | Lực ép dọc trong quá trình ghếp dọc —_ ˆ

23 Tip a ag ce ng hy pc pe ha, _

3.2 | Thông số kỹ thuật của máy phay mộng ngón FJ-75 ˆ

3.3 | Đường Kính puli động với các cấp vận tốc quay

34 | Cie ting số eh ci dao pay lồn

| ông suất cắt gỗ Keo lá trim với 6 ngón ghép, kW

37 Gig stoi 5 Koo i thai? agin tháp kw

3.9 | Độ bền uốn tinh của thanh ghép với 6ngon, MPa3.10 | Độ bền uốn tinh của thánh ghép với 7 ngôn, MPa

3.11 | Độ bén udn tinh của thành ghép với 8 ngón, MPa

5 ban kéo đứt jen cis thanh ghép với 6 ngón, MPa3.13 | Độ bên kéo đứt ngón của thanh ghép với 7 ngón, MPa

[3.14 Độ bin kéo đứt ngón của thanh ghép với 8 ngón, MP

Í3.15 | Bảng kiểm tra chế độ gia công

lãm 'Công suất cất ở các chế độ gia công, kW

[3:ïT| Thi gian gia công một chi tiết ở các cấp vận tốc đẩy phôi ho

3.18 | Chi phí năng lượng khi gia công một sản phẩm, 10 kWh

¡Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến chất lượng _.

'Đỗ thị biểu diễn quan hệ giữa vận tốc cất, vận tốc đấy phôi và.

công suất cắt với 6 ngón ghép'

5⁄2 | Hình 3.2 Đồ thị biểu điễn quan hệ giữa vận tốc cắt, vận tốc đấy | 48_

| 'phôi va công suất cắt với 7 hgón ghép.

3.3 | Đỗ thị biếu diễn quan hệ giữa vận tốc cắt, vận tốc đấy phôi và| 50.

công suất cit với $ ngón ghép

34 ke fa quan bệ giữa vận tốc cắt, vận tốc đấy phôi và | 51

độ bền uốn tĩnh |

Đổ thị t ién quan hệ giữa vận tốc cất, vận tốc dy phôi và “|

|độ bền kéo đứt ngón với 6 ngón ghép.

3.11 | Đ thị biểu diễn quan hệ giữa vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi

ĐẶT VAN ĐÈ

Rừng là tài sản vô cùng quý giá của nhân loại, rừng không những có.

vai trò to lớn trong việc điều tiết môi trường toàn cầu mà còn cung cấp lượng,

gỗ rất lớn cho phát triển kinh tế Trong các loại tài nguyên thiên nhiên quý giá

thì gỗ là loại tài nguyên duy nhất có thể tái tạo lại trong thời gian ngắn Tuynhiên, ở Việt Nam sau khi thống nhất đất nước năm 1975 đến nay, do sự tanphá của chiến tranh, sự quản lý, bảo vệ tài nguyên thiếu khoa học và tầm nhìn.

chiến lược nên tài nguyên rừng tự nhiên giảm sút nghiêm trọng cả về số lượng.và chất lượng Rừng tự nhiên không còn đóng vai trò quan trọng trong việccung cấp gỗ cho sản xuất nữa, thay vào đó nguyén liệu gỗ chủ yếu hiện nayđược khai thác từ rừng trồng Đặc điểm của gỗ rửng trồng là sinh trưởng.nhanh, khối lượng thể tích không lớn vì vậy một số tính chất cơ học, vật lýcủa gỗ thấp và thiếu én định; gỗ có chủ kỳ khai thác ngắn nên chiều dài vàđặc biệt là đường kính gỗ nhỏ Điều đó đã làm hạn chế khả năng sử dụng gỗ.trong các lĩnh vực khác nhau, đồng thời cũng là tiền đề cho những nghiên cứu.

nhằm tạo ra những sản phẩm mới từ loại nguyên liệu này.

Van ghép thanh dang Finger joint là một trong những loại sản phẩm.phát triển mạnh trong thời gian gin đây ở nước ta, nó khắc phục được một số

nhược điểm của gỗ rừng (rồng như tạo ra sản phẩm có kích thước lớn theo.

mong muốn, tỷ lệ lợi dung nyuyên liệu cao.

Công nghệ sản xuêt van ghép thanh dang finger joint có những đặc thù

riêng, sản phẩm của công nghệ này có một số ưu điểm gần giống với gỗ tự.nhiên; đặc biệt là nếu có phương pháp và chế độ gia công hợp lý ứng với từng.

nhóm loại nguyên liệu sẽ nhận được sản phẩm có những tính chất cơ học gần.như gỗ tự nhiên nhất là về khả năng chịu uốn và chịu kéo Kỳ vọng này là vấn.đề đã và đang được các nhà công nghệ, các nhà sản xuất hết sức quan tâm.

Ghép ngón là một trong những công đoạn quan trong, góp phần quyếtđịnh đến chất lượng sản phẩm Những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất

lượng mối ghép doc là: nguyên liệu, máy, thiết bị gia công, chế độ gia côngthanh ghép, loại keo dán và các thông số chế độ ép.

'Đã có nhiều công trình nghiên cứu về chế độ công nghệ nhằm làm tăng,

chất lượng sản phẩm của ván ghép thanh nói chung và ván ghép thanh dạng.

finger joint nói riêng, tuy nhiên, hướng nghiên cứu về chế độ gia công hợp lý.với từng loại gỗ, ảnh hưởng của các thông số cơ bản nhắt thuộc về chế độ gia.công như vận tốc cắt và vận tốc đẩy phôi tới chất lượng méi ghép vẫn chưa.

được quan tâm đúng mức

'Ngành công nghiệp chế biến gỗ hiện nay ở nước ta cũng như trên thégiới ngày càng phát triển mạnh mẽ, góp phần không nhỏ vào nền kinh tế của.mỗi quốc gia Vì vậy việc áp dụng các phương pháp toán học hiện đại và hỗ.

trợ của máy tính điện tử vào việc điều khiển các quá trình sản xuất chế biển

sỗ không thể thiếu THUAT TOÁN HOÁ các quá trình công nghệ cơ bản, do đó.cần thiết phải tập trung nghiên cứu hướng tới giải quyết những vấn đề quantrọng nhất là: tối ưu hoá các quá trình gia công gỗ và vật liệu gỗ, mô hình hoátoán học và tối ưu hoá toàn bộ quá trình công nghệ; tối ưu hoá hoạt động sảnxuất, tạo lập và ứng dụng các phường tiện tự động hoá Để làm được như vậy,

trọng tâm là việc xác định các chế độ tối ưu của các quá trình gia công gỗ một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất trong qui hoạch các thông số công.

-nghệ gia công cơ giới ki thiết kế cũng như sử dụng các máy, thiết bị gia

công, các dây chuyền ty dug và cả toàn bộ nhà máy.

Ghép dọc - một trong những nguyên công quan trong ảnh hưởng đến

chất lượng sản phẩm Để giảm thiểu tiếp xúc giữa hai thanh ghép theo chiều.

đọc thớ tới mức thấp nhất liên kết theo phương ngang thớ, người ta đã có.

nhiều giải pháp khác nhau, trong 46 phay mặt cắt ñgang thành những ngónnhỏ với mục đích chuyển từ liên kết ngang thé sang liên kết nghiêng thé làmột giải pháp tối ưu trong công nghệ sản xuất ván ghép thanh Các thông số.ngón, chế độ gia công chúng quyết định đến chất lượng bề mặt gia công và

diện tích tiếp xúc thực tế giữa hai thanh ghép Việc xác định chế độ gia công.

với mỗi loại nguyên liệu và yêu cầu c

phẩm, qua 46 giúp cho việc thiết kế máy cũng như tối ưu hoá quá trình gia

công là hết sức cn thiết.

Xuất phát từ thực tế đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu để tài “ANH

HUONG CUA CHE ĐỘ GIA CÔNG DEN CHAT LƯỢNG MOI GHÉP DỌC VÀ CONG

CẮT TRONG SAN XUẤT VAN GHÉP THANH DANG FINGER JOINT’

lượng theo mục tiêu đặt ra của sản

Chương 1 TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu về cất gọt gỗ và cơng nghệ tạo.ngĩn ghép

1.1.1 Tinh hình nghiên cứu ngồi nước:

1.1L1.1 Vékhoa học cắt gọt gỗ.

Gia cơng gỗ bằng cất gọt là một trong những hình thức được sử dụng,

phổ biến nhất của cơng nghệ gia cơng cơ giới gỗ Lý thuyết và thực tiễn về

cắt gọt gỗ đã trở thành lĩnh vực khoa học được xây dựng và phát triển vào thếky 19 ở một số nước như Nga, Mỹ, Đức, Nhật "Những nhà khoa học đặt nền

tảng cho cho sự phát triển này là H.Brune 1932, G.Andrews, F.Kdman.(Đức); B.M.Malkency (Mỹ), một số nhà khoa học người Nga như H.A.Tene,

MAA Jlewenoii, E.P Maawoncenti và E Kisima (Phần Lan) (24), [5] 8]Các cơng trình nghiên cứu của các nhà khoa học chủ yếu đi theo ba hướng.

Hướng thứ nhất - hướng Tộn ~ Cơ Theo đơ các nhà khoa học đưa

trên những qui luật, những giả thuyết của các hệ cơ học, sử dụng.

phương pháp tốn học để phần tích, nghiên cứu mơ tả các hiện tượng,

xây ra trong quá trình cắt gọt gỗ Đây là hướng nghiên cứu phat triển

mạnh và cho t6) gay việc giải các bài tốn thuận, bài tồn nghịch trong

cơng ny a cong 98 cũng dựa trên nền ting nay.

= Hướng thứ hai - Lý = Hố Việc xây dựng học thuyết về cất gọt gỗ.

được dya trên cơ sở phân tích các giá trị của các hiện tượng, lý hố xây

ra trong quá trình gi cơng cắt gọt gỗ và dùng cơng cụ tốn học xác lập

các cơng thức thực nghiệm, áp dụng xử lý các bài tốn thuận và nghịch.'Trong cắt gọt gỗ, hướng này địi hỏi hệ thống thiết bị do tỉnh vi, hiện

đại và tổn kém, bởi trong cắt gọt gỗ vận tốc cắt thường rất cao.

Hướng thie ba - Thực nghiệm Là hướng nghiên cứu xây dựng lý

thuyết cắt gọt gỗ bằng thực nghiệm, nĩi cách khác là trên cơ sở số liệu

thu được trong quá trình thí nghiệm, phân tích các hiện tượng xảy ra

trong quá trình cắt gọt, dùng toán xác xuất thống kê để xây dựng cáccông thức thực nghiệm Trong các điều kiện sản xuất thực tế (congnghệ, thiết bị, nguyên liệu) nghiên cứu thực nghiệm tỏ ra ưu thé, những

kết quả từ nghiên cứu thực nghiệm được áp dụng trong việc giải các bài

toán của công nghệ và thiết kế Nỗi tiếng về lĩnh vực này có thể kể đến.các công trình nghiên cứu quá trình cắt gọt gỗ quay tròn của Viện

nghiên cứu Máy, thuộc trường Đại học Michigan - Mỹ, A Fpy6e, B.M Canes (Nga) [21], [28].

1.1.1.2 Về chế độ gia công và tối wu hoá quá trình gia công

= Chế độ gia công là tổng hợp các thông số trong gia công trong một

nguyên công để đạt được sản phẩm cụ thể, nó ảnh hưởng trực tiếp đến.chất lượng sản phẩm Đã có nhiều công trình nghiên cứu về chế độ gia

công, những công trình nghiên cứu nổi tiếng phải kể đến: A J.

Bepuuaneknli; ©, M Mariko; HB Makoncxuit; E, T Visawosexuii

1.1.1.3 VỀ thong số ngón ghép trong sản xuất ván ghép thanh

‘Tao ngón ghép trong sản xuất ván ghép thanh nhằm mục dich tăng tổng.diện tích tiếp xúc giữa các thanh theo chiều dọc thé, đồng thời giảm diện tíchtiếp xúc theo chiều ngang thớ đáp ứng yêu cầu chất lượng của mối ghép dọc.

Những công trình nghiên cứu điển hình là:

~ Công trình nghiên cứu của Eirik Raknes nghiên cứu về chất lượng.thanh cơ sở, thông số ngón ghép, keo trang, thông số chế độ ép;

~ _ Công trình nghiên cứu của A A [Ïyypm; M C Posen6nwr về tối ưuhoá các thông số ngón ghép theo tiêu chuẩn tối giảm chỉ phí và dim‘bao điều kiện chất lượng mối ghép theo yêu cầu công nghệ.

1.1.1.4 VỀ &iết bị và công nghệ tạo ngón ghép.

“Thiết bị và công nghệ tạo ngón ghép ngoài việc ảnh hưởng trực tiếp đếnchất lượng gia công, còn quyết định đến năng suất, khả năng tự động hoá quá

trình và cuối cùng là hiệu quả sản xuất Do vậy lĩnh vực này được xem làtrọng tâm, thể hiện qua các công trình nghiên cứu của các nhà khoa học nỗitiếng: ® M Manzxoc, H B Makoacxrii, [: Ay KaMapon, B K Kypauos.

Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, các máy và thiết bịkhông ngừng được cải tiến, hoàn thiện, gép phần tích cực nâng cao chất lượng,

sản phẩm.Các nhà phát minh, sáng chế và chế tạo máy có uy tín phải kể đến

trong lĩnh vực này: Holywood (Bai Loan); Weinig, Holzsher, Leitz (Đức),Northfield (Mỹ).

1.12 Tinh hình nghiên cứu trong nước

1.12.1 Vénguyén E cổ: gọt gỗ.

= Công trình nghiêu ew điển hình về khoa học cắt gọt gỗ là: Nguyên lý.

cắt gọt gỗ của tác giả PTS Hoàng Hữu Nguyên (1980).

= Về thiết bị gia công: Giáo trình Máy và thiết bị gia công gỗ của TS.

Hoàng Việt (2003), tài liệu của các nhà chế tạo máy: Hồng Ký,Formach, Công Lực.

-_ Về chế độ gia công: Được đề cập trong bài giảng đành cho học viênCao học của TS Hoàng Việt, các chuyên đề nghiên cứu khoa học:“Luận chứng và lựa chọn chỉ tiêu tối ưu trong gia công gỗ” [16];“Nghiên cứu thiết lập mô hình toán học độ chính xác gia công trên các

máy chế biến gỗ” [L7], [19]; “Xác định các đặc tinh lực trong trong gia.công gỗ” [19] của TS Hoàng Việc luận văn thạc sỹ kỹ thuật "Nghiên

cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến chỉ phí năng lượng riêng và ty

suất dim khi băm gỗ Keo tai tượng bằng máy BX - 444” của tác giá.

Pham Văn Lý [8].

1.12.2 Về thông số ngón ghép trong sản xuất ván ghép thanh

= Nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất ván ghép thanh sử dụng,

nguyên liệu gỗ Keo tai tượng (luận án tiến si kỹ thuật - Phạm VanChương, 2001) [2], [3].

= Nghiên cứu sử đụng gỗ Mỡ, Sa mộc trong sản xuất ván ghép thanh.

dang Finger joint (đề tài NCKH cấp Bộ năm 2005 - Phạm VănChương) [3], [4].

Kết luận:

Tir những vấn để nêu trên, dhúng tôi cổ nhận xét như sau:

© VỀ phương diện lý thuyết, quá trình cắt gọt gỗ theo hướng Toán - Co

đã được nghiên cứu tương đối hoàn chỉnh Phay mộng ngón là mộtdang cắt gọt chuyên dùng, quá trình cắt gọt này không đơn giản như.

trong cắt gọt cơ bản, nỗ kết hợp giữa cắt gọt ngang thé và cắt dọc tha.

© Nhiều công trình nsbiê cứu thực nghiệm đã đưa ra biểu thức biểu thị

tương quan giữa cuc cắt với vận tốc cắt hoặc chiều dày phơi trong gia

công một số loại gỗ cụ thé, mà thông thường là các loại gỗ ở châu Au,châu Mỹ Những nghiên cứu về sự tác động tương hỗ giữa vận tốc cắt,

vận tốc đẩy phôi tới công suất cắt và chất lượng sản phẩm chưa được.nghiên cứu, nhất là đối với các loài gỗ của Việt Nam.

‘© “Trong nghiên cứu về thông số ngón ghép, số lượng ngón ánh hướng

trực tiếp đến chất lượng mỗi ghép, tuy nhiên chưa có công trình nghiêncứu về chúng được công bổ.

‘© Vn ghép thanh dang Finger joint là một trong những loại van nhân tạo.

được sử dụng phổ biến hiện nay trên thé giới Mặc dù được sản xuất

trong nước trong những năm gần đây nhưng nó đã đóng vai trò quantrọng trong việc sử dụng hiệu quả và làm tăng giá trị của rừng, trồng.

‘Tuy nhiên việc nghiên cứu về chế độ gia công nhằm đáp ứng yêu cầu

chất lượng sản phẩm và giảm thiểu chỉ phí năng lượng chưa đượcnghiên cứu thoả đáng.

1.2 Mụ tiêu nghiên cứu= Mục tiêu tổng quát:

+Xác lập được chế độ

trong sản xuất ván ghép thanh dang Finger joint nhằm đảm bảo yêu cầu về

chất lượng sản phẩm và tối giảm chỉ phí năng lượng trong gia công;

+ Lâm cơ sở khoa học cho qui hoạch các thông số công nghệ gia công.phục vụ thiết kế chế tạo và chọn công suất nguồn động lực hợp lý cho máy

phay mộng ngồn.~_ Mục tiêu cụ thể:

+Xây đựng được mối quan hệ giữa thông số chế độ gia công (vận tốc

cắt, vận tốc đẩy phôi) đến công suất cắt ở các loại mộng có số ngón

khác nhau đối với g5 Keo lá tram;

+Xây dựng được moi quan hệ giữa thông số chế độ gia công đến một.số tính chất cơ học chủ yếu của mối ghép đọc (độ bền uồn tĩnh, độ bềnkéo đứt ngón) ở các loại mộng có số ngón ghép khác nhau đối với gỗ

Keo lá tram;

+Xác định chế độ gia công mộng ngón tối ưu đối với nguyên liệu gỗ

Keo lá tram để sản xuất thanh ghép doc có chất lượng theo đơn đặt

hàng.

+ Độ ẩm phôi gia công sau sấy: 8 — 12%;

+ Kích thước, phương pháp xẻ phôi:

= 43 x 24 mm (kích thước thanh trước ghép ngang

+ Phôi xẻ theo phương pháp bán xuyên tâm:

13.2 Thiết bị

+ Máy phay mộng ngón mã hiệu F1-75 tại Trung tâm Nghiên cứu thực

nghiệm và Chuyển giao công nghệ Công nghiệp rừng Trường Đại học Lâm.nghiệp Các thông số kỹ thuật được giới thiệu ở bảng 3.2.

+ Các thông số hình học của dao phay mộng ngón (hình 2 1) như sau:

+ P=4mm;© t= 0,6 mm,* 0=7độ® Inu = l5 mm

14 Nội dung nghiềy eta

Để đạt được kết quả Cum bảo yêu cầu như mục tiêu đặt ra, luận văn tập.

trung thực biện những nội dung chính sau:~ _ Xây dựng cơ sở lý luận của luận văn,

~ _ Nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi đến công suất

~_ Xác định chế độ gia công hợp lý với một loại sản phẩm cụ thể nhằm.đảm bảo yêu cầu chất lượng và chỉ phí năng lượng là thấp nhất.

1,5 Phương pháp nghiên cứu

Trong luận văn, phương pháp chủ đạo được sử dụng là phương pháp

nghiền cứu thực nghiệm dé giải quyết các nội dung đã đặt ra.

“Thực tế chứng tỏ rằng quan điểm dùng lý thuyết thuần tuý để giải quyếtcác bài toán kỹ thuật nhất là đối với các hệ cần điều khiển và tối ưu hoá phức.

tạp sẽ ít mang lại hiệu quả, thậm chí không thể thực hiện được Càng ngàychúng ta càng thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực công nghệ và kỹ thuật khácnhau, đối tượng nghiên cứu ngày cảng đa dạng hơn, các quá trình sản xuất trởthành những hệ thống cồng kénh với tập hợp nhiều yếu tố ảnh hưởng và chỉtiêu đánh giá Mối liên hệ giữa các thành phần trong hệ thong không thể mô tả.

một cách hoàn bảo bằng các hàm lý thuyết.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm chúng tôi sử dụng trong luận văn.

không phải là thục nghiệm thuần tý mà kết hợp giữa lý thuyết và thực

nghiệm, lấy lý thuyết làm cơ sở định hướng ban đầu, hỗ trợ giám bớt khối

lượng công việc, qua đó rút ngắn thời gian thực nghiệm Đỏ là phương pháp

thực nghiệm chủ động của quy hoạch thực nghiệm

Quy hoạch thực nzhiệun là cơ sở phương pháp luận của nghiên cứuthực nghiệm hiện đại ÐÖy I2 phương pháp nghiên cứu mới, trong đó công cụ

toán học đóng vai trò tích cực Cơ sở toán học, nền tảng của lý thuyết quy.

hoạch thực nghiệm là toán học thống kê với hai lĩnh vực quan trọng là phân

tích phương sai và phân tích hồi quy.

Lựa chọn kiểu thiết kế thí nghiệm được căn cứ vào mối quan hệ thể

hiện sự ảnh hướng giữa yếu tố đầu ra và yếu tố đầu vào là quan hệ tuyến tính.hay phi tuyến Điều này giúp cho việc lựa chọn phương pháp bố trí thực

nghiệm hợp lý, giảm thiểu các thí nghiệm không cần thiết.

Noi dung của phương pháp quy hoạch thực nghiệm này là xác định ảnhhưởng tới tham số đầu ra của quá trình nghiên cứu bởi một loạt các biến số.“Trong đó, tham số đầu ra ký hiệu là Yi, các yếu tố ảnh hưởng ký hiệu là Xi.Dây là những yếu tố có thể lượng hoá, đo đếm và điều khiến được Đối với

tham số đầu ra, khi không biết trước dạng của nó thì nên thực hiện từ quy.hoạch thực nghiệm bậc nhất, sau đó kiểm tra mô hình thu được bằng các tiêu.

chuẩn thống kê, nếu không phủ hợp thì chuyển sang mô hình quy hoạch thực

nghiệm bậc hai [1], (6), (71

Quy hoạch thực nghiệm bậc nhát.

+ Các dạng ké hoạch thực nghiệm bậc nhất:

~ Quy hoạch thực nghiệm các yếu tố toàn phản (đầy đủ):

Mô hình thực nghiệm bậc nhất với các yếu tổ toàn phần có dạng:

Y= by + bụi + bạ) + Bae ay

Trong đó: by - Số hang ty do;

bị, ba, bạ - HỆ số hồi quy tuyển tinh;

X,, x; + Các yếu tố ảnh hưởng (số biến);Y - Tham số đầu ra,

i+ Các yếu tố, { = 1, 2, n.

'Các thí nghiệm được thực hiện với toàn bộ các mức của các yếu tố Số

thí nghiệm (N) phụ thuộc vàn số lượng các yếu tố theo hai mức và được tinhbằng công thức: N = 2°

~ Quy hoạch thực nghiệm tuyến tính rút gọn:

Ké hoạch thực nghiệm toàn phần có nhược điểm là khi thông số đầuvào tăng, thì số điểm thí nghiệm tăng lên rắt lớn, kế hoạch trở nên công kénh,tốn kém Vì vậy, người ta đưa ra các loại thực nghiệm rút gọn trong đó sốlượng thí nghiệm N được tính như sau: N= 2” (p là bậc rút gon),

+ Các yêu tổ ảnh hưởng và khoảng xác định của chúng:

'Trong nghiên cứu thực nghiệm, các yếu tố ảnh hưởng được chọn phảilà những yếu tố ảnh hưởng rõ nét tới mục tiêu nghiên cứu va có thể điều

khiển, đo đếm được Khoảng xác định tổng quát của các yếu tố ảnh hướng.được xác định như sau:

3e <3Xí<S Xe d2)

Trong đó: Xia - mức dưới, Xu„„ ~ mite trên.

Gitta hai mức trên và dưới, ta lấy mức trung gian (Mức cơ sở: Xi’) Giátrị mức này được tính như sau:

Xe = (Xenia + Xinax V2

Khoảng biến động của các yếu tố: 1) = Xe„-Xe =Xio~ Xena

'Để thuận tiện, các giá trị của yếu tố tự nhiên (Xi) có thể viết dưới dang

toạ độ (xi) Khả năng này, cho phép viết quy hoạch thực nghiệm dưới dạng.tổng quát mà không phụ thuộc vào giá trị vật lý của quá trình nghiên cứu.

Để chuyển từ dang tự nhiên sang dang (On độ, ta sử dụng công thức:x= (X% - Xa, 3)

Khi đó các mức của yếu tố ảnh hưởng đưới dang toa độ sẽ là các giá trị:

+1 (mức trên); 0 (mức cơ sở); -1 (mức dui).

Số liệu thí nghiệm tha được cùng với các hệ số của phương trình hồi

quy tim ra theo cóc công thức sau đây:

1,2, n ( số biển)

~ Kiểm tra tính đồng nhất của các phương sai:

“Tính đồng nhất của các phương sai kiếm tra theo tiêu chuẩn Kohren:

G,<G (15)

Gp - Giá trị tính toán, Gb - Giá trị tra bảng theo mức có nghĩa a, bậc tự do.

~ Kiểm tra tính có ý nghĩa của các hệ số hồi quy:

Các hệ số hồi quy bạ, bi, bii, bij kiểm tra theo tiêu chuẩn Student.bJxes„ hoặc fr je 1, Œ6)

Trong đó: bi - Các hệ số của phương trinh hồi quy; tb - Tiêu chuẩn

Student tra bảng với a = 0.05 và bậc tự do y = N(m-1); N - Số thi nghiệm,m- số lin lặp lai; T - Tri số tiêu chuẩn Student tính toán; Sbi - Phương saicủa hệ số thứ i,

~ Kiểm tra tính tương thích của mô: hình toán học:

‘Tinh tương thích của mô hình toán học, được kiểm tra theo tiêu chuẩn

Fisher: Fps Fb Trong đó: Fb - Giá trị tiêu chuẩn Fisher tra bảng,

Fp - Giá tri của biểu thức Fisher theo tính toán.

‘Sau khi kiểm tra số liệu thí nghiệm và mô hình thực nghiệm bằng cáctiêu chuẩn trên, nếu kết quả quy hoạch thực nghiệm tuyến tính chứng tỏ mô.

hình bậc nhất không tuonp (bích thì ta phải tiến hành thực nghiệm bậc hai.

Quy hoạch thực nghiém bậc hai.

Phương trình tương quan bậc hai có dang:

b+ Š bạ, + Š Š byxx, an

+ Cac dang kế hoạch thực nghiệm bậc hai: Hiện nay, có nhiều dang kếhoạch thực nghiệm bậc hai như: kế hoạch Keeferi J, kế hoạch trực giao, Boxwilson, kế hoạch H.O Hartley Tuy theo yêu cầu của thí nghiệm và số lượng.

yếu tố ảnh hưởng mà lựa chọn kế hoạch thực nghiệm phù hop.

~ Số lượng thí nghiệm được tinh toán theo công thức:N= N+NetNo (18)

Trong đó: N¡ - Các thí nghiệm phần nhân; N, = 2° ; N„ - Các thínghiệm phần mở rộng (N, = 2.n); No - Các thí nghiệm phần tâm (No = 1).

~_ Kế hoạch thực nghiệm bậc hai được thực hiện với các mức: mức

trên (+1); mức đưới (-1); mức trung gian ( 0) và hai mức sao +a; -o.

~ Tay đòn điểm sao œ: là khoảng cách từ tâm thí nghiệm tới các điểm.

sao được tính theo công thức sau:

a-|j? S0 2+: a a9)‘Trong đó: _p ~ Số yếu tổ rút gon; n Là số yếu tố ảnh hưởng.

+ Lap ma trận (hực nghiệm: Ma trận thực nghiệm với quy hoạch thực

nghiệm bậc hai là một bang bao gồm các giá trị yếu tố ảnh hưởng được mã.

hod dưới dạng tọa độ: +1, -1, 0, +œ, -œ với số hang bằng số thí nghiệm N,

số cột bằng số yếu tố ảnh hưởng và tổ hợp chập đôi của chúng.

+ Xử lý kết quá thí nghiệm: Tương tự như quy hoạch thực nghiệm bậc.

nhất, số liệu thực nghiệm và các hệ số của phương trình hồi quy thu được phảiđược kiểm tra theo nhữg tiêu chuẩn thống kê.

~ Kiểm tra tính dong hat của các phương sai:

‘Tinh đồng nhất của các phương sai kiểm tra theo tiêu chuẩn Kohren:

O,% G, (110)

“Trong đó : Gp - Giá trị tinh toán; Gb Giá trị tra bảng.

~ Kiểm tra tính có ý nghĩa của các hệ số hồi quy:

Các hệ số hồi quy bo, bi, bii, bij kiểm tra theo tiêu chuẩn Student.fo Jz es, hosel |> +, aay

~ Kiểm tra tinh tương thích của mô hình toán học:

Tinh tương thích của mô hình toán học kiểm tra theo tiêu chuẩn Fisher:Tp < Fb Trong dé: Fb - Giá tị Fisher tra bảng; Fp - Giá trị biểu thức.

Fisher tính toán.

Trong khuôn khổ của luận văn, chúng tôi sử dụng phương pháp quy

hoạch thực nghiệm bậc hai với ma trận quy hoạch thực nghiệm, mức và bước.

thay đổi các thông số thí nghiệm được trình bày ở bảng 1.1 và 1.2.Bang 1.1: Mức, bước thay đổi các thông số thí nghiệm

X; m8) Xe (mph)Mức trên * 60 5

Mức giữa 0 30 4

Mức dưới - | 40 3

‘Cac bước tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Gia công thanh cơ sở;

Bước 2: Thực nghiệm trên máy phay mộng ngón, đo thông số về công suất

Bước 3: Ghép dọc các thanh đã phay ngón theo chế độ gia công chọn trước;

'Bước 4: Cắt mẫu theo tiêu chuẩn, kiểm tra chất lượng thanh sau ghép đọc.* Các yếu tố đầu vào:

Qua nghiên cứu về vận tốc cắt gọt thì vận tốc cắt trong khoảng 40-80m/s

sẽ cho lực cản cắt nhỏ nhất (hình 2.8) {9], [20], [21], [24] [25] (34 [36]:Khuyến nghị từ nhà chế tạo thiết bị cho thấy với máy phay mộng ngón, vận

tốc cắt tối đa không nên vượt quá 70 m/s Vì vậy luận văn lựa chọn vận tốccất của dao phay ngón ở các mức 40; 50; 60 m/S và vận tốc day phôi ở ba mức.

cao, giữa, thấp tương ứng với: 5, 4, 3 m/phút

Chiểu day phoi trung bình được tinh theo công thức [9];

ở đây:U - vận tốc đầy phôi, m/ph;

Dn - đường kính ngoài của trục dao, mm;+ bước răng

Với dao phay mộng ngón có: z= 2, nên

Bhy #16028

“Yo00 80.2.7

psy ap

* Các yếu tố đầu ra:

~ _ Công suất cắt của đông cơ phay mộng ngón,

+ Chất lượng mối ¿iếp dọc: Có nhiễu chỉ tiêu đánh giá chất chất lượng

mối ghép đọc, tuy nhiên các chỉ tiêu quan trọng trong nhất là [2]:+ Độ bền uồn tinh của mồi ghép;

+ Độ bền kéo đứt của mối ghép.

1.6 Ý nghĩa khoa bọc và thực tiễn

'KẾt quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp phản tim ra các tương quan

trong thực nghiệm — mô ta toán học sự tác động tương hỗ giữa các yếu tố cơ.bản trong gia công cơ giới gỗ, đồng thời tìm ra trị số của tý suất công trong lý

thuyết về cắt got gỗ nghiên cứu theo hướng toán ~ cơ ở trường hợp gia công

cụ thé, Kết quả của luận văn còn làm cơ sở cho việc tinh toán, lựa chọn và.

thiết kế máy phay mộng ngón nói riêng, máy chế biến gỗ nói chung.

Các thông số chế độ gia công tối ưu xác định duoc từ kết quả giải các.bài toán tối ưu sẽ cho nhà sản xuất có được cơ sở quan trọng nhất để tạo lậpchế độ gia công hợp lý đảm bảo nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu.

chi phí về năng lượng.

Chương 2 CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 Gỗ Keo lá tràm - đối tượng gia công.2.11 Nguồn gốc và phân bố.

Gỗ keo lá tràm thuộc chỉ Keo (Aeacia Miller), thuộc họ Trinh nữ(Mimosoceae R.Br.} chúng được phân bố rộng khắp ở vùng nhiệt đới và 4

nhiệt đới với hơn 1300 loài Hầu hết các loài được phát hiện ở bán cầu Nam

và trung tâm chính về sự đa dạng nằm ở Australia và Thái Bính Dương.“Thuộc vùng Melasian xuất hiện 29 loài bản địa Hay hết các loài cho gỗ thấy

được ở New Guinea,

2.12 Cảng dung

G8 Keo được dùng để sản xuất đỗ mộc, xây dựng công trình kiên cổ và

tạm thời, làm khung cửa chính và cửa số, phào, ván sàn, cột, cọc, pano, trụ.

mỏ, tàu thuyền, xe bò, bánh lái, con tiện, nông cụ, bao diêm, ván dim, ván.

sợi, ván mỏng và ván đán, bột giấy và giấy Hiện nay gỗ keo lá tràm đượcdùng nhiều trong sản xuất ván ghép thanh Gỗ cứng và có khả năng đàn hồi,rất phù hợp để làm cán rìu và dụng cụ thể thao Bột gỗ thích hợp cho sản xuất.

ván tàu thuyền, túi đựng, giấy gói và bao tải nhiều lớp Gỗ làm củi và cho.

than tốt do nó có nhiệt la cao Min cưa dùng làm nắm khá tốt.

Keo lá tram cing die trồng làm băng cản lửa và chin gió, che bóng,bảo vệ đất, làm cảnh [2], [3].

2.13 Giti phẫu gỗ.

Đặc điểm cầu tạo thé đại: Gỗ lõi có màu nâu hồng đến màu nâu đen, đôi khithấy màu nâu cánh đán hoặc nâu xám, phân biệt rõ với màu vàng tia đến vàng,rơm của gỗ giác Phần gỗ giác có thể rộng tới 60 mm Thớ gỗ thường thẳng,đôi khi xoắn thớ, bề mặt mịn đến trung bình và đồng nhất Đôi khi xuất hiện

các vân đọc do có các dải màu nâu sim chạy đọc, gỗ có tính phản quang.

‘Vong năm không rõ, mạch gỗ khá lớn, có thé quan sát bằng mắt thường, tếbào mô mềm xép doc thân cây không nhiều, vây quanh mạch hình tròn,hiểm khi làm thành

khả năng quan sát rễ hơn trên mặt cắt xuyên tâm đặc biệt trong trường hợp tỉa.Tia gỗ nhỏ, khó quan sát từng tia bằng mắt thường,

gỗ chứa nhiều chất chiết suất, gỗ không có hiện tượng cấu tạo lớp.

Đặc điển cấu tạo hiển vi: Vong năm không rõ; mạch phân tán, số lượng

4-6(9)/mm?, mạch đơn (chiếm 40%) và mạch kép 2-3(4), đường kính trung bình

của lỗ mạch (90)120-160(270) wm; lỗ xuyên mạch đơn, lỗ thông ngang xếp so.

Je, miệng lỗ thông ngang hình đa giác, đường kính 6-9 wm; lỗ thông ngang.

giữa mach và tia là đôi lỗ thông ngang nửa có vành; không có thé bit Soi gỗ

đài (0,9)1,1-122(1,3) mm, không có vách ngăn ngang, vách mỏng đến khá

đầy, màng lỗ thông đơn hoặc có vành kích thước nhỏ TẾ bào mô mềm xếp.đọc thân cây ít đến khá nhiều, ở dạng vây quanh mạch kín hình tròn, thường,có từ 2 đến 4 tế bào vây quanh lỗ mạch, có xu hướng vây quanh mạch hìnhcánh đặc biệt là với các lỗ mạch nhỏ, mỗi dây tế bào mô mềm đọc có 2-4 tế

bào Tia gỗ rộng 1-2(3) hàng tể bào, cao 0,2-0,4 mm (10-40 hàng tế bào),lượng 4-6(8) tia/mm, tia gỗ có cấu tạo đồng nhất Tinh thể hình lăng trụ có ở.

trong ruột của tế bào mô mềm xếp đọc thân cây, không có silic,gỗ phát quang.

kh có tỉa cực tim [2], [5].

2.14 Mậ số tính chai vật Ij, cơ học chủ yếu.

© Việt Nam, Keo lá tram là một trong những cây tiên phong trong

chương trình trồng mới 5 triệu hecta rừng Tính vat lý, chất cơ học của chúng.

đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu với nhiều vùng sinh thái khác nhau.Dưới đây (bảng 2.1) là một số tinh chất vật lý, cơ học chủ yếu của gỗ Keo látrim được trồng tại Hà Tây [5]:

Bang 2.1 Tính chất vật lý, cơ ý chủ yếu của gỗ Keo lá tram

TT “Tinh chất eo If ‘Don vị do Tiss |

T_ [Khỗi lượng thé tích cơ bản glen 0.582 |

2 | Khoi lượng thé tích khô kiệt giem 0,502

3 ÏTy lệ giãn nở thể tích, Y, % 1033

4 | Do hit nude % 9006

5 | DO hit im % 2562|

Í 6 | Độ bền kéo đọc th MPa 9136|

7 | DO bin gp doe MPa 4619|

8 | Độ bền udn tinh MPa 91,77

10 | Độ bền ép ngang TT | “MPa 7,06

ẤT | Mé dun din hồi tốn tah MPa 101985T2 | DO Bên trượt đọc mặt cắt XT MPa 938

Tã | DG Ben trượt đọc mặt cất TT MPa 1018

14 [Độ cứng tinh mặt cắt ngang MPa 6152

T5 | Độ cứng tinh mặt cắt NT MPa 3237“16 [Độ cứng tinh mặt cit TT MPa _———gn,

tượng nghiên cứu là hoàn toàn phù hợp.

sẽ làm cơ sở giúp cho việc dự đoán và lý giải các hiện tượng quan sát được

Qua phan tích giải phẫu và tính chất vật lý, cơ học của gỗ Keo lá tram

trong nghiên cứu thực nghiệm.

2.2 Đặc điểm cấu tạo của máy phay mộng ngón mã hiệu FJ-75

Chức năng của máy phay mộng ngón là tạo ra các ngón ghép dé ghép

các thanh cơ sở theo chiều dọc thớ nhằm tạo ra thanh ghép có chiều dài theo.yêu cầu công nghệ Cấu tạo của máy gồm các bộ phận chính sau:

* Bộ phận động lực: Gồm các động cơ chính không đồng bộ 3 pha.Động cơ dùng cho cưa cắt ngang té đầu có công suất 3KW, động cơ làm quaytrục dao phay có công suất 4,5 KW Chuyển động được truyền từ động cơ đến

trục đao phay ngón nhờ hệ thống truyền động đai Tuỳ thuộc vào đường kính

puli chủ động và puli bị động mà vận tốc quay của trục dao thông thường từ

mộng trong mỗi ghép.

* Hệ thống đẩy phôi: Phôi được kẹp trên bàn thao tác nhờ các xilanh

khí nén theo phương aðas và phương đứng Bàn thao tác thực hiện chuyển.động đây phôi nhờ xilanh khí nén - thuỷ lực Vận tốc đẩy phôi phụ thuộc vào.

áp lực khí nén trong xilanh.

2.3 Nguyên lý làm việc cña máy phay mộng ngón mã hiệu FJ-75

‘Dé tiến hành tạo mộng ngón trên máy phay, trước tiên hệ thống khí nénjam bảo áp suất làm việc từ 5-8 ke/om? tại vị trí lọc khí

Động cơ cưa đĩa và động cơ dao phay ngón được khởi động dat tốc độquay 6n định 2890 vòng/phút; nạp phôi vào ban thao tác, đóng công tắc điềukhiển, các xilanh khí nén kẹp phôi theo phương phương ngang và phươngđứng, khi phôi được kẹp chặt, xilanh đẩy bàn thao tác hoạt động thực hiện

máy phay.

chuyển động day phôi Khi phôi qua cưa đĩa thực hiện quá trình cắt đầu, tiếp.

theo qua trục phay ngón tạo các ngón Đến cuối hành trình, các xilanh kẹp.

phôi được giải phóng, xilanh khí nén cuối hành trình day phôi đã gia công lùilại so với dao phay Kết thúc hành tình khi xilanh khí nén-thuy lực kéo bànthao tác trở vẻ vị trì ban đầu Sản phẩm được đưa ra và nạp phôi cho hành

trình chu kỳ tiếp theo.

Như vậy để thực hiện quá trình tạo ngón trên máy phay cần có ba

chuyển động chính tương ứng với ba nguyên công cơ bản: chuyển động diy

phôi, chuyển động cắt gọt của cưa đĩa t đầu và chuyển động của trục phay

mộng ngón Chuyển động cắt đầu các phôi của cưa đĩa không phụ thuộc vào

số lượng ngón, cũng như ảnh hưởng không đáng kể tới chất lượng ngón ghép,hai chuyển động đẩy phôi và chuyển động của dao phay ngón quyết định đến

chất lượng của ngón ghép.

Nhận xét:

Van ghép thanh nói chung và ván phép thanh dang finger joint nói

riêng đã phát triển mạnh trên thé giới vào những năm 1970, nhưng ở nước ta,do nhiễu nguyên nhân khác nhau, chúng mới được sản xuất vào những năm1980, và phát triển mạnh trong những năm gần đây Từ những ưu điểm vượt

trội của công nghệ tạo ngón ghép, nên ván ghép thanh dang Finger joint là

loại sản phẩm có nhiều i>) điểm Do đó máy phay mộng ngón là một trong

những thiết bị công a#/!Ệ quan trọng trong đây chuyển sản xuất.

Máy phay mộng ngón tại Trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và

Chuyển giao công nghệ Công nghiệp Rừng (Trung tâm CNR) được sản xuấttại công ty Chế tạo máy Formach (Việt Nam) năm 2002, đây là một trongnhững nhà máy chế tạo máy Lâm nghiệp uy tín của Việt Nam Đồng thời,trong quá trình thực hiện các nghiên cứu về công nghệ sản xuất ván ghépthanh trên 3 loại gỗ mỡ, Sa mộc, Qué (đề tài NCKH cắp Bộ của TS Pham‘Van Chương năm 2003-2005) qua quá trình gia công trên máy, sản phẩm thuđược cho kết quả đáng tin cậy.

‘Dic biệt, qua một số nghiên cứu của TS, Hoàng Việt về đánh giá chấtlượng máy, cũng như một số thí nghiệm thăm dò cho thấy máy phay mộng.

ngón mã hiệu FI-75 tại Trung tim CNR có chất lượng đảm bảo độ tin cậy

động của các tham số điều khiển luận văn đặt ra Hơn nữa

thiết bị này đang được sử dụng phổ biến trong các cơ sở sản xuất vin ghép

thanh ở nước ta, ké cả trong tương lai gin Do vậy luận văn chọn máy phay

mộng ngón mã hiệu FI-75 trong nghiên cứu là hoàn toàn phù hợp và mang

~ Vận tốc cắt, vận tốc đây phôi;- Chiều đầy phi.

Yếu tố thuộc về công nghệ:

~ Logi liên kết giữa hai thanh ghép;

~ Loại ngón ghép;

~ _ Số lượng và hình dang ngón ghép;= Chế độ ép dọc;

~ Loại chất kết dính;

~_ Loại thiết bị gia công ngón ghép

Để giải quyết được những vấn đề trên, đồi hỏi phải tổng hợp nhiều lĩnh.

vực nghiên cứu, cũng như thời gian và số lượng thí nghiệm và thời gian.không nhỏ Trong khuôn khổ của luận văn chỉ đi sâu nghiên cứu, phân tích

một số yếu tố cơ bản có ảnh hưởng đến lớn đến công suất cắt và chất lượng.

mối ghép dọc dưới đây.

2.42 Những yếu tb cơ bản ảnh hưởng đến công suất cắt và chất lượng.

ngón ghép

2.42.1 Yếu tổ thuộc về nguyên liệu.

Nguyên liệu có ảnh hưởng lớn đến công suất cắt và chất lượng ngón

ghép trong sản xuất ván ghép thanh dang finger joint; các yếu tố ảnh hưởng.

như: loại gỗ, độ am gỗ, chiều thé Trong giới hạn của luận văn, phôi của quá.trình tạo ngón chọn trước trên cơ Sở kế thừa các nghiên cứu trước.

2.42.2 Yếu tổ thuộc vẻ công nghệ

* Công nghệ tạo ngồy 2p:

C6 nhiều loại scó0 whép khác nhau Để tạo được ngón ghép, phôi cóthể được gia công trên nhiều loại máy như máy phay mộng ngón, máy xẻmộng dạng bình học của dao và số lượng dao cắt quyết định đến hình dạng.của ngón ghép Phổ biến nhất hiện nay là sử dụng ngón ghép có dạng hình

học như sau:

“Trên hình 2.1:

P - bước ngón;

+ - chiều rộng đầu ngón;

€ ~ khe hở đầy;a= độ nghiêng; +a- vai mộng.

Qua hình 2.1 cho thấy, tổng điện tích tiếp xúc giữa hai thanh ghép phythuộc vào dạng hình học và số lượng ngén ghép.

Nếu lấy chiều rộng b của thanh ghép là 1 đơn vị chiền dai thì tổng ditích tiếp xúc S giữa 2 thanh ghép được tỉnh toản theo công thức:

S¬3n tâm + TC Qa)

ở đây: n - số ngón ghép.

Nhin vào công thức trên ta thấy: diện tích tiếp xúc theo phương ngang,thé là: 2a+2nt, Phần còn lại 2nl/cosa là diện tích tiếp xúc theo phương.

nghiêng thé (góc nghiêng a).

'Với mong muốn giảm thiểu tiếp xúc theo phương ngang thé, tăng diệntích tiếp xúc theo phương dọc thé; nên có một sé giải pháp sau:

+ Tăng chiều dai ngón |;

+ Tăng số lượng ngón n;

+ Giảm góc nghiêng a.

Liên kết trong mối ghép ngón gồm hai liên kết chính là liên kết keo vàliên kết mộng, vì vậy việc thay đổi thông số ngón ghép hay số lượng ngón đều

làm thay đổi cả hai loại liên kết trên.

* Công nghệ ghép nối (tại Trung tầm Công nghiệp Rừng):

‘Sau khi ngón ghép được gia công, chúng được ghép nối theo qui trình.

“Phối — Xử lý thanh ghép —+ Tring keo — Ép —+ Phay 4 mặt —> Sản phẩm

~ Yêu cầu đối với thanh ghép:

Các thanh ghép ván lõi phải sấy đến độ ẩm: 8-12 %;

'Vết nứt trên thanh ghép nhỏ hơn (hoặc bằng) 207 mm, không cho phép myc,

'ếu thanh ghép có đường kính mắt lớn hợp 10 mm thì phải cắt bỏ hoặc.

đắp, vá để tạo điều kiện liên kết tốt cho lớp it;

DO lem cạnh nhỏ hơn 1%;

Độ nhấn bé mặt thanh ghép lớn hơn (Hoặc bằng) Vạ8;

"Độ cong các chiều nhỏ hơn (hoặc bảng) 1%.

Ty các yêu cầu trên, chúng ta phải tiến hành xử lý, lựa chọn các thanh.ghép đạt tiêu chuẩn.

Sau khi gia công thanh, các thanh ghép được cất tể đầu với yêu cầu

phẳng nhấn để thuận lợi cho quá trình phay ngón.

~ Tráng keo: Khi phôi được lựa chọn, chúng được tráng keo bằng phương.

pháp phun hoặc nhúa¿, Myc đích của công đoạn này là đưa chất kết dính vào.ving ghép nối.

Để sản xuất vin ghép thanh dang Fingerjoint, hiện nay thường dùng các.

loại chất kết dính tổng hợp Thông thường sử dụng keo UF (ureaformaldehyde) và PVAc (polyvinylacetate), EPI (emulsion polyvinylisocyanate).

Trong dé tài này chúng tôi sử dung chất kết dính PVA- PLISA với cácthông số kỹ thuật:

- Hàm lượng chất khô (solid content): 3541 %;

“Trị số lực ép phụ thuộc chủ yếu vào loại gỗ và thông số hình dang ngón

ghép Trị số lực ép theo tiêu chuẩn DIN 68140:

Bảng 2.2 Lực ép dọc trong quá trình ghép doc

| Chiếu đài ngón, mm 75 [10 | 1S] 20 ]25] ĐK

[Re ive, Nim? [125 | 120 | iy] 10 | aeMẫu thi nghiệm có chiều dài ngón là 10 mm, như TP ấp lực ép được

lựa chọn là 12 N/mmẺ hay 12 MPa.

~ Bào 4 mặt: Sau khi được ép đọc, tại vùng ghép nỗi của các thanh cơ sở.

không phẳng, vì vậy muốn ép ngang t*o sản phẩm đạt yêu cầu nhất

chúng phái được gia công lại phần ghép nồi cơ ** + gia công trên máy cưa đĩa

nhiều lưỡi, bào 2 mặt, nhưng thông thường chúng được gia công trên bào 4

2.42.3 Yếu tổ thuộc vẻ chễ độ gia công* Ảnh hưởng của góc sau

Góc sau a cite ¿3o thay đổi làm cho độ cứng vững của dao thay đổi; giá

trị góc sau lớn sẽ làm độ cứng vững của dao giảm, dé bị rung động (với tin số

riêng của mình); nhiều trường hợp gây ra mẻ dao, lực cắt tăng, chất lượng gia

cũng giảm.

Ngược lại nếu góc sau a quá nhỏ sẽ làm tăng lực cắt ở mặt sau của dao.

'Nhiệt độ, tốc độ hao mòn của dao tăng, tôi thọ giảm (hình 2.2)

Ta xxx

Hình 2.2 Quan hệ giữa góc sau ava lực

* Ảnh hưởng của góc trước y, góc mài B, góc cắt ö

'Nếu chọn œ cố định, khi thay đổi y chính là thay đổi 8, B vì chúng liên

hệ với nhau theo công thức:

4+/+r=90” 02)

“+8=ð 43)

Khi thay đổi 7, lực ở mặt trước mũï cắt thay đổi, còn lực tác dụng lên

mặt sau không phụ thuộc vào y.

‘in 2.3 Quan bê giữa góc , vl Ine

Nhìn vào dé thị trên ta thấy, khi góc quá nhỏ, quá trình cắt gọt xảy rakhó khăn Khi tăng góc trước y trong giới han (y<30°), lực cắt sẽ giảm, nhưng.tăng y đến một giới hạn nào đó, lực cắt có xu hướng tăng lên Về mặt động.

lực học, góc tốt nhất trong khoảng 17-35, tức là góc cắt nằm trong khoảng.

‘DE tinh ảnh hưởng của góc cắt 5 đến lực cắt, chúng ta dùng hệ số thayđổi a; theo bảng 2.2:

9 10691081 1 |125|150 182 12/16) 2,66) |‘Vé mặt chất lượng bễ mặt gia công, sự thay đổi của y có ảnh hưởng,

không nhỏ đến độ nhẫn bề mặt [9], [21], [23] 24(J, [25], [26] Ảnh hưởng nàyđược thấy rõ thông qua nghiên cứu tương quan giữa góc cắt ö với độ nhẫn bé

mặt gia công (hình 2.4).

+38 em £

Hinh 2.4 Ảnh lưỡng của góc cắt đến chất lượng bề mặt

* Ảnh hưởng của độ tù dao tắt.

Dao cắt có ảnh luzởog trực tiếp đến chất lượng của ngón ghép cũng như:

công suất cắt của dag cớ [rong quá trình gia công, để dao cắt di sâu vàotrong gỗ, thực hiện qua trình cắt got edn tác dụng vào dao cắt một ngoại lực.

Khi đó gỗ xuất hiện một ngoại lực tác dụng lên dao cắt Cấu tạo tế lưỡicắt không phải là một đường thẳng mà là một đường cong (cung abe trên hình

vẽ 2 5) có bán kính cong p, lực tác dụng lên mũi cắt là lực phân bố đều p, màhợp lực của chúng là Sp Sq được phân thành 2 thành phần lực Sas Say Sux

song song với mặt phẳng gia công và có chiều ngược với chiều chuyển độngcủa vận tốc cắt V; Spy vuông góc với mặt phẳng gia công Tại b còn lực ma

sắt giữa mũi dao và gỗ S’y 9'a cũng được phân ra 2 thành phần S'„, và S”„„.

Tình 2.5 .iferde dig lên mai ct

'Nếu xét trên đoạn day củng abe với bề rộng lưỡi cắt bằng 1 thi, sau khi

biển đổi toán học ta được [T]:

P, = P.p.\cosa + sity + Ƒ.(cosz ~sin y +2)]„ 28Q, = Pep.lsina cosy +2-f.(cosa-siny)), 272

ở đây: f - hệ số ma sét Ps phản lực của gỗ.

Ta thấy, P,, lớn hay nhỏ phụ thuộc vào p; mà p có độ lớn tuỳ thuộc vàoứng suất bên của gỗ, độ am gỗ, các thông số góc của dao cắt, độ tù p của dao.

cất p càng nhỏ P„ sẽ nhỏ, dao sắc - quá trình cắt gọt càng tốt, chất lượng

ngón ghép càng tốt Muốn như vậy, vật liệu chế tạo dao cắt phải tốt, góc mài

phải nhỏ.

* Ảnh hưởng của góc gặp thé

Trong phay mộng ngón, đây là dạng cắt kín Phần đỉnh của dao phayngón thực hiện quá trình cắt ngang thé; phin bên của dao cắt thực hiện quá.

trình cất bên,

Vai quá tình cất ngang

“Trong cắt ngang thớ, các lớp gỗ nền bị uốn - nền đàn hồi Lực uốn các

lớp gỗ trong phần này gồm các lực P,, Pp, và cả P, Mặc khác mũi cắt ở đây cótác dụng cit đứt các thé gỗ Mặt trước vừa nén, vừa có tác dụng uốn và xé

dich các phần tử phoi Quan hệ giữa Q, và ứng suất trượt của gỗ là:gxr,h 2.8

Nếu lấy chiều rộng phoi bằng 1 don vị, thi lực P, sẽ là:

Rw Rath Cx)

‘ge “tạp

Dưới tác dụng của dao, các phần tử gỗ bị biến dang, tại các vj tri khácnhau của phôi và phoi sẽ biến dạng khác nhau Vì vậy trong cắt ngang, phoi

có thể tồn tại ở 3 dang, tuỷ thuộc vào lực tác dung.

~ Trường hợp phoi có các phần tử bị trượt, khi đó:

‘ing, (E05, cosợụ =sine,, cos) `

~ Trường hợp phoi bị nứt mặt dưới, khi đó:

ở đây: O44, øạ; - ứng suất kéo, nén của gỗ theo phương xuyên tâm ;

Š„ - hệ số co rút của phoi theo phương dọc thé.

~ Trường hợp phoi bị uốn dẻo, khi đó;

Với quá trình cắt bên

Trong cắt bên, theo chiều chuyển động của dao và phương vuông góc

với mặt cắt, phôi tương đối đồng nhất, vì vậy trong trường hợp này chiều theảnh hưởng không nhiều đến tinh đồng nhất của quá trình cắt got Quá trình cắt'bên được mô tả bằng hình 2.6,