Khối ván được p từ bột tre là loại vật liệu có tính chất kỹ thuật phù hợp vớinhiều lĩnh vực sử dụng khác nhau, có tính chất 6n định kích thước cao hơn 26 tựnhiên, vì thế giá trị sử dụng
NGHIÊN CỨU TỎNG QUAN 1.1 Sơ bộ về van dim (PB) và khối dim
Ván dăm (Partiele Board) là loại ván được tạo thành bằng cách dán p các dăm g6, dim tre nứa hoặc thực vật chứa xenlulo nhờ chất kết dính trong những điều kiện áp suất, nhiệt độ, thời gian p nhất định [3].
Khối van dam là loại van dam có chiều day lớn (>100mm), dùng dé thay thé cho những khối gỗ trong sản xuất.
Có thé sản xuất van dim dưới dang tam 1 lớp hoặc 3 lớp (lớp giữa là dim thô, hai lớp mặt là dim mịn) hoặc p khuôn thành sản phẩm có hình dạng nhất định như: cánh cửa, mặt bàn, mặt ghế Van dim có thé được phu mat trang tri bang go lang, foocmica
Van dam thường được dùng dé sản xuất đồ mộc (ty lệ thành phẩm khoảng 80- 90%), dùng trong kiến trúc, đóng hom, bao bi [3].
112 Khiwn rin avan mv hivan m
Dé sản xuất Im” ván dam bình quân cần 1,4-1,7m° tre, 200-220Kwh điện, 2,1- 2,2 tan hơi, 1,5m” nước, 90-100kg keo hàm lượng khô 50%, 8-10kg chất chống âm, 2 kg chất đóng r n clorua amoni (NH4CI){3].
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 10
Ván dăm được chia làm 3 loại theo khối lượng thể tích (y): Loại nhẹ y < 0,4 g/cm’; loại trung bình y = 0,4-0,8 g/cm: loai nang y > 0,8 8/cmỶ.
Khối lượng riêng của ván là một chỉ tiêu quan trọng quyết định hau hết tính chất cơ học và vật lý khác của ván dăm, ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của ván dăm Ván dăm tốt nhất là loại có khối lượng riêng thấp và đạt được yêu cầu ứng suất (độ bên) cần thiết Để thoả mãn yêu cầu này người ta thường sản xuất loại ván dim có khối lượng riêng từ 600-1200 kg/m”.
Khối lượng riêng của ván có ảnh hưởng đáng kế đến các tính chất cơ bản của van dam Nếu khối lượng riêng tăng lên thì độ bền của ván tăng lên rất mạnh Tuy vậy việc tăng tính chất cơ lí của ván thông qua việc tăng khối lượng riêng của ván không phải bao giờ cũng có thể thực hiện được và cũng không phải là biện pháp hữu hiệu nhất Bởi vi, chi phí nguyên liệu s tăng lên và khối lượng của khối ván s lớn lên, như vậy s không kinh tế và không tiện lợi trong sử dung Do vậy chỉ nên sản xuất loại ván dăm có khối lượng riêng phù hợp cùng các chỉ tiêu cơ học và vật lý tốt Phần lớn xưởng sản xuất ván dăm sản xuất ra ván có khối lượng riêng từ 600 - 650 kg/m.
Trong phạm vi luận văn này, tác giả thiết kế máy trộn p dé ra sản phẩm là các khối ván có khối lượng riêng 800kg/m”.
1.2 Quy trình và các thiết bị sản xuất khối ván ép bột tre
Hiện trên thị trường chưa có nhà máy nao sản xuất dim tre p khối nhưng các công đoạn sản xuất tre p khối cũng tương tự như các công đoạn sản xuất van dam.
Tham khảo quy trình và các thiết bị sản xuất ván dim dé có thé ứng dụng vào việc thiết kế máy p bột tre thành khối Dưới đây là quy trình sản xuất van dim điển hình, được nhiều nha máy trong va ngoai nước sử dung[6]: ơrv TL a BS Ba a1 LB na a1 BE TỪ
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 11
Máy nghiên Thùng trộn kéo và bột gỗ
Sắp xếp ván sau ép Hình 1 2 Quy tr nh sản xuất van dam
* Các thiết bị trong quy trình bao g m Nápb mn hiền m
Có tác dụng băm, xay phê liệu go thải, phê liệu tre thải như gôc cây, cành cây, rê cây, thân cây thành mùn cưa.
Tuy vào yêu câu sản xuât, ta có thê sử dụng các loại máy khác nhau: có loại nguyên liệu đưa vào được băm thành dăm, có loại thêm chức năng sau khi băm dăm còn qua cơ câu đê nghiên thành mùn cưa. ơrv TL a BS Ba a1 LB na a1 BE TỪ
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 12
2 Bộ phận hia m ho tre
Sau khi các thanh gỗ hoặc tre được băm dăm, các dăm này được đưa vào thùng chứa dé chuẩn bị sấy.
Có tác dụng sây dam tre hoặc dim tre đến độ âm nhất định Có nhiều loại máy say dim như: máy say dạng thùng quay, máy sấy dạng tầng sôi, máy say dang vi ngang Tùy theo nhu cầu và mục đích sử dụng của người dùng mà trong quy trình có loại máy phù hợp.
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 13
Bộ phận ph H oaiv định wn m
Có tác dụng phân loại, loại bỏ những tạp chất va dam không đạt yêu cau; định lượng dam cho mộtm_ trộn keo.
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 14
Dăm sau khi được định lượng cùng với chất kết dính s được đưa vào bộ phận trộn keo dé trộn đều hỗn hợp.
Trong quy trình sản xuất ván dam, quá trình p được chia thành 2 giai đoạn là p tạo hình và p nhiệt Ép tạo hình là giai đoạn p sơ bộ để tạo ra những miếng ván dim có kích thước gần giống với yêu cau Ép nhiệt để n n va gia nhiệt cho các miếng ván cùng chất kết dính, làm cho chúng tăng tỉ trọng vả cơ tính.
Từ quy trình sản xuât ván dăm của các nhà máy, tác giả rút ra được quy trình sản xuất dam tre p khối như sau:
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 15
Chuẩn bị và xử Chuẩn bị dăm : z a ^ ? w v Chon dam ly nguyén liéu (san xuat dam)
: Trộn dăm với fas Ep Keo Say dam
Xử ly bề mat Luu kho
1.3 So lược về máy ép bột tre
May p ván đóng vai trò rất quan trọng trong quy trình sản xuất ván từ bột tre.
Máy có chức năng p bột tre và chất kết dính đã được hòa trộn và tạo hình sơ bộ từ công đoạn trước thành tam ván thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật đưa ra.
Máy p bột tre được thiết kế trong luận văn này có chức năng trộn bột tre với keo sau đó p thành từng khối tre có kích thước theo yêu câu của khách hang May gồm 2 bộ phận là bộ phận trộn và bộ phận p.
Bộ phận trộn có chức năng trộn đều bột tre và chất kết dính, sau đó đưa vào bộ phận p Bộ phận trộn có nguyên lý giống với các loại máy khuấy trộn dùng để khuấy trộn thức ăn cho gia súc, cho tôm cá đang có trên thị trường.
Bộ phận p có chức năng p hỗn hợp bột tre và keo sau khi trộn thành 1 khối ván đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã đề ra Người ta có thể dùng nhiều phương pháp động lực học để cung cấp năng lượng cho máy p hoạt động, nhưng phương án dùng hệ thống thủy lực được sử dụng rộng rãi nhất Trong quá trình p, máy p bột tre còn phải có chức năng gia nhiệt cho từng khối ván và giữ nhiệt độ đó trong suốt quá trình p Có 2 cách phố biến cung cấp nhiệt cho máy p: cung cấp nhiệt bang hơi quá nhiệt và cung cấp nhiệt bằng cách sử dụng tam điện trở Khi p nhiệt, các yéu tô quan trọng cân được xem x t đên là nhiệt độ áp suât và thời gian p. ơrv TL a BS Ba a1 LB na a1 BE TỪ
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG l6
1.4 Tình hình nghiên cứu trên thé giới
Năm 1972, B.G Heebink, W.F Lehmann và F.V Hefty của Forest Products
Lab Madison Wis đã có bài báo cáo “Reducing Particleboard Pressing Time:
Exploratory Study” trình bày nghiên cứu về cách giảm thời gian p đến tối thiểu kết hợp với nhiệt độ p thích hợp mà không làm giảm chất lượng ván dăm.
Năm 1977, tác giả Thomas M Maloney đã cho ra đời quyên “Modern Particle Board and Dry-Process Fiberboard Manufacturing” Cuỗn sách trình bày toàn bộ quá trình sản xuất van dam, từ các khái niệm về ván nhân tạo nói chung đến việc chọn các nguyên liệu đầu vào, tới quá trình cuối cùng sau khi ép ván và mài bóng. Ở chương 17: Hot “Pressing and Presses ” của cuỗn sách, tác giả đã trình bày tong quát về quá trình p ván Từ việc chọn chất kết dính, nhiệt độ p, thời gian giữ tai khi p đến việc điều chỉnh độ day của tâm ván, các quy trình p
PHAN TÍCH YÊU CÂU KỸ THUẬT 2.1 Yêu cầu kỹ thuật cum trộn
- Cải thiện tính chất sử dụng sản phẩm - Cải thiện mẫu mã của sản phẩm - Giảm giá thành sản phẩm - Cải thiện tính chất gia công của bán thành phẩm
2.1.2 Cá yéut ảnh hưởn - Phân bỗ kích thước hạt - Khối lượng riêng thực tế
- Độ am hay hàm lượng chất lỏng - Độ nhớt, sức căng bề mặt của chất lỏng
- Hỗn hợp đồng nhất về màu s c phân bố, không tách pha (dạng lỏng) - Kích thước hạt phân bố đồng nhất
- Hỗn hợp (dạng bột) sau khi trộn không được vón cục hay tăng kích thước hạt2.1.4 Mộts thiết bị trộn
2.1.5 Yu du ia ôn ho um trộn - Quá trình phân tán các hạt đơn rời vào pha lỏng liên tục và hòa tan các chất vào nhau.
- Trạng thái vật lý của sản phẩm cuối cùng là yếu tố quan trọng đến quyết định lựa chọn thiết bị gia công.
- Thùng và cánh trộn phải phù hợp với vật liệu.
- Vật liệu phải chuyển động dan vào vùng hoạt động bởi sự chuyển động của thùng trộn hay cánh trộn.
- Các bộ phận hoạt động của máy trộn phải tác động lên vật liệu sao cho có thé đưa vật liệu vào vùng hoạt động với cường độ du lớn để phân tán.
- Sản phẩm phải được lay ra nhanh khỏi thùng trộn và thùng trộn phải được làm sạch ngay sau khi tháo liệu.
2.2 Yêu câu kỹ thuật cụm ép và gia nhiệt
- Phương pháp p gia nhiệt s làm chết keo toàn bộ thanh gỗ tăng cường độ kết dính và nâng cao chất lượng sản phẩm mà ít bị ảnh hưởng bởi độ dày phôi gỗ.
- Tốc độ làm nóng nhanh, hiệu quả cao, chết keo toàn bộ tắm Ít bị ảnh hưởng bởi độ dày.
- An toàn tuyệt đối cho sức khỏe của người vận hành máy.
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 23
- Giảm thời gian chờ phôi.
- Cường độ lao động thấp, giảm chỉ phí nhân công.
- Phù hợp cho các phân xưởng lớn chuyên sản xuất hàng loạt.
- Nhiệt độ được giữ trong buông p - Mức độ liên tục cua nhiệt độ trong buông p - Phân bồ nhiệt độ đồng đều trên toàn tắm
2.2.3 Yu du ÿ thuật - Luc tu xylanh duoc phan bố đều và liên tục - Hệ thống bom dầu thủy lực ôn định
- Nhiệt độ hệ thông gia nhiệt từ lúc mở cho đến kết thúc không chênh lệch quá lớn
- Các thiết bị được điều khién tự động thông qua một sơ dé điều khiển để có sự đồng nhất trong sản xuất
- Duy trì hệ thống gia nhiệt được xuyên suốt trong quá trình p - Đảm bào gia nhiệt va dầu thủy lực không gây ra cháy nỗ - Có hệ thống cách nhiệt so với bên ngoài buồng p ơrv TL a BS Ba a1 LB na a1 BE TỪ
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 24
ĐỘNG LUC HOC MAY EP
Lò xo Kihigu
Hình 3 7 Xy lanh tac dung don
Ap lực tác động vào xy lanh tác dụng k p theo 2 phía (Hình 3.6)
2 Đệm kín piston 8, 13 Cửa lưu chất
3 Truc piston 9 Thân xy lanh
4 Dẫn hướng trục 10 Buông trục 5.Dém kín trục 11 Buông piston
1312 11 10 8 B7 6 vong chdn bui 12 Dé xy lanh
Hình 3 8 Xy lanh tac dụng p
Nếu không tính đến lực ma sát, lực chuyển động trên cần pít tông được tính theo công thức| I6]:
Với: p: áp suất chất lỏng: A: diện tích làm việc của pít tông.
Diện tích làm việc của pit tông phía khoang pit tông được tinh theo: ' “1 mD? (3.13)
Với: D: đường kính của pit tông đồng thời cũng là đường kính trong của xy lanh. Đối với khoang cần, diện tích làm việc của pít tông được tính theo công thức
HVTH: PHAM VU TỪ VƯƠNG 32 m(D* — d2 (3.14)
Với: d: đường kính cần pit tông.
Thể tích làm việc của xy lanh được tính theo công thức [16]:
Với: H: là khoảng chạy của pít tông.
Vận tốc chuyển động của pít tông phụ thuộc vào lưu lượng Q và diện tích làm việc A cua pit tông Nếu không kế đến rò ri [16]:
Trong lĩnh vực chế tạo máy p hay sử dụng các xi lanh có bệ đỡ trên đáy và trên mặt bích Bé đỡ của xi lanh trên đáy là hợp lí nếu x t từ phía độ bên, vi trong trường hợp này loại trừ được các ứng suất do sự uốn thành xi lanh bởi phản lực của bệ đỡ trên mặt bích Ngoài ra, thành của xi lanh s không chịu ứng suất k o theo chiều trục Khi có bệ đỡ xi lanh trên day, làm phức tạp thêm kết cấu, tăng khối lượng và kích của thân của máy p Vì vậy, trong ngành chế tạo máy p, người ta sử dụng rộng rãi nhất là các xi lanh có bệ đỡ trên mặt bích.
” x B: vùng mặt bích đỡ sử rp s C: vùng đáy
TAT H
Hình 3 9 Kết cấu của xy lanh có b đỡ trên mặt b ch
HVTH: PHẠM VŨ TỪ VƯƠNG 33
Do vùng hình trụ khá lớn so với vùng đáy va vùng mặt bích đỡ cho nên có thé coi như ống dày và được tính theo công thức Lamê Nếu như chỉ có áp suất trong p tác dụng lên xi lanh thì trên thành của xi lanh xuất hiện [16]:
- Ung suất theo chiều trục do ảnh hưởng của đáy: Đ-Tp (3.19) 07-22
Theo thuyết năng lượng vẻ độ bên, ứng suất tương đương được xác định theo phương trình sau [16]: