Tính toán số lợng thí nghiệm N = N 1 +N o + N a . N1: Số lợng thí nghiệm tại tâm. N0: Số lợng thí nghiệm mở rộng. Nc: Số lợng thí nghiệm tại nhân. 2.4.5Gia công sử lý số liệu: + Lập ma trận thực nghiệm: S TT X1 X2 Y1 1 - - 2 + - 3 - + 4 + + 5 - 0 6 + 0 7 0 - 8 0 + 9 0 0 Sau khi xác định đợc phơng trình tơng quancác hệ số của phơng trình ta tiến hành kiểm tra các số liệu. 2.4.4 Các phép kiểm tra: + Kiểm tra tính đồng nhất của các phơng sai. 2 max 2 p j s G G s a = Ê ồ Giá trị này tra bảng. + Kiểm tra mức độ ảnh hởng của các yếu tố Kiểm tra tính có ý nghĩa của các hệ số B i S bi T Trong đó: B i là trị tuyệt đối của hệ số bi S bi là hệ số của phơng sai tơng ứng với hệ số bi . T là giá trị Studen (tra bảng). + Kiểm tra tính tơng thích của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher Fp < Fb Chơng 3 Tính toán lý thiết 3.1. Xây dựng mô hình lý thuyết: 3.1.1. Tính toán kích thớc thực tế: Kích thớc thực tế của thanh cở = kích thớc danh nghĩa + lợng d gia công. 3.1.1.1. Tính toán kích thớc phôi của thanh: Nguyên liệu cung cấp cho quá trình xẻ thanh cơ sở là gỗ tròn keo lá tràm. Kích thớc thanh sau khi đã đánh nhẵn (đã qua gia công gồm sấy, bào, đánh nhẵn ) là: S * B * L = 18 * 40* 450 (mm). Vậy kích thớc thô của thanh bao gồm: Sth = S + S1 + S2. Bth = B + B1 + B2. Lth = L + L1 + L2. Trong đó: S, B, L là kích thớc danh nghĩa của thanhthơng ứng chiều dày, chiều rộng, chiều dài S1, B1, L1 là lợng d do sấy. S2, B2, L2 là lợng d do gia công. + Hao hụt do gia công trên máy bào thẩm, bào cuốn hoặc bào bốn mặt qua kinh nghiệm thực tế cho thấy lợng d cho bề mặt qua khâu bào phảI là 1.1 1.5 (mm) và lơng d cho công đoạn đánh nhẵn mỗi mặt là 0.1 0.2 (mm). Nh vậy lợng d gia công cho mỗi bề mặt là 1.7 (mm). Để đảm bảo cho chất lợng bề mặt cho mỗi thanh chúng tôi chọn lợng d do gia công cho mỗi bề mặt của thanh là: S2 = B2 = L2 = 2.0 (mm). + Hao hụt do sấy: Lợng co rút do sấy chỉ xẩy ra khi có sự thay đổi của độ ẩm liên kết của gỗ (0 30%). Khi độ ẩm của gỗ giảm xuống dới độ ẩm bão hoà nên lợng co rút tăng lên. Đối với gỗ mà chúng tôi đang nghiên cứu là loại gỗ lõi giác không phân biệt, là loại gỗ mọc nhanh rừng trồng, tính chất cơ lý thấp. Vì vậy tỷ lệ co rút theo các chiều xuyên tâm và tiếp tuyến của nó không theo một tỷ lệ nào. Do đó chúng tôi chọn co rút theo các chiều là lớn nhất để đảm bảo độ chính xác khi gia công chế biến. Co rút theo chiều tiếp tuyến 7 9%, ta lấy 9%. Co rút theo chiều xuyên tâm 3 5%, ta lấy 5%. Co rút theo chiều dài gỗ < 1%, ta lấy 1%. Vậy lợng co rút theo các chiều là: 1 1 1 9.32 2.9( ) 100 5.20 1( ) 100 1.450 4.5( ) 100 S mm B mm L mm D = = D = = D = = Vậy kích thớc thanh khi xẻ là: Sth = 18+ 1.0 + 2.0 = 21 (mm). Bth = 40 + 2.9 + 2.0 = 45.9 (mm), lấy Bth = 46 (mm). Lth = 450 + 4.5 + 2.0 = 456.5 (mm), lấy Lth = 500 (mm). Vậy kích thớc thanh sau khi xẻ là: S * B * L = 21 * 46 * 500. Tơng tự nh trên ta có thể tích đợc cho nhiều loại thanh cơ sở có kích thớc khác nh: S * B * L = 16 * 32 * 450. S * B * L = 19 * 29 * 500. S * B * L = 16 * 24 * 500. 3.1.2. Điều tra các cấp đờng kính của gỗ thực nghiệm: Tiến hành điêù tra gỗ keo lá tràm ở Núi luốt trờng ĐHLN, với độ tuổi từ 7 10 năm tuổi có các đờng kính thu đợc nh sau: d 1 = 19.9 d 1 = 20.28 d 3 =18.16 d 4 =20.18 d 5 = 24 d 6 = 20 d 7 = 14.32 d 8 = 15.28 d 9 = 14 9 1 max min 1 ( ) 18.58 9 24 14 5 2 2 i i d d d d = = = - - = = ồ Việc tạo thanh cơ sở đợc thực hiện trên máy ca vòng nằm và máy ca đĩa xẻ dọc. Quá trình xẻ đợc thực hiện với ba cấp đờng kính gỗ: d 1 = 15 (cm). d 2 = 20 (cm). d 3 = 25 (cm). Với các góc: 1 =45 0 2 =55 0 3 =65 0 Thoả mãn điều kiện: 35 0 <<65 0 Lựa chọn phơng pháp xẻ là bán xuyên tâm. Để xác định số lần lặp lại của mỗi thông số chúng tôi tiến hành xẻ 9 khúc. Cho mỗi thông số góc ở các cấpđờng kính d = 15 cm; d = 20 cm; d = 25 cm, ứng với 1 = 45 0 , 2 = 55 0 , 3 = 65 0 3.1.2. Các bớc xác định tỷ lệ thành khí định mức dựa vào lý thuyết quy hoạch thực nghiệm: Tỷ lệ thành khí định mức đợc xác định dựa vào lý thuyết quy hoạch thực nghiệm theo các bớc sau: Bớc 1: Xác định hàm mục tiêu. Bớc 2: Xác định các thông số ảnh hởng. Bớc 3: Lập ma trận thực nghiệm. Bớc 5: Lập tơng quan. Căn cứ vào mục đích và yêu cầu của đề tài, chúng tôi chọn phơng pháp bố trí thực nghiệm là phơng pháp thực nghiệm đa yếu tố và từ những phân tích đánh giá u, nhợc đIểm của từng phơng pháp xẻ và yêu cầu của chất lợng thanh cơ sở chúng tôI chọn phơng pháp xẻ bán xuyên tâm và bán tiếp tuyến. 3.1.2.1. Xác định hàm mục tiêu: Bất cứ một nhà máy, xí nghiệp sản xuất và chế biến gỗ nào cũng không ngừng tìm các biện pháp khả thi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu, tạo ra sản phẩm có chất lợng tốt, giá thành phù hợp. Muốn làm đợc điều đó cần phải giải quyết những vấn đề sau: + Nâng cao tỷ lệ thành khí. + Nâng cao chất lợng công cụ gia công cắt gọt. + Nâng cao tay nghề, ổn định tay nghề công nhân. + Xác định đợc phơng pháp xẻ hợp lý nhằm bảo đảm đợc chất lợng sản phẩm phù hợp với công nghệ hiện đại. Nh vậy nếu khi cố định máy móc, tay nghề công nhân, thì tỷ lệ thành khí sẽ là mục tiêu thể hiện hiệu quả sử dụng gỗ để thu đợc tỷ lệ thành khí cao nhất. 3.1.2.2. Xác định các thông số ảnh hởng: - Các thông số ảnh hởng cố định: Tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ và biến dạng thanh cơ sở chịu ảnh hởng của rất nhiều yếu tố. Mỗi yếu tố này có một vai trò và vị trí rất quan trọng trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm. Tuy nhiên do sự hạn hẹp về thời gian nghiên cứu và khả năng t duy lý luận logic còn hạn chế nên chúng tôI không thể khảo sát đợc hết các yếu tố này mà chỉ lu tâm tới một số yếu tố chính có ảnh hởng trực tiếp, rõ nét tới mục tiêu và phơng pháp nghiên cứu. Chúng ta có thể xem xét các yếu tố nh: hình dạng gỗ, bệnh tật gỗ, độ ẩm gỗ, chế độ sấy, chế độ gia công, tình trạng kỹ thuật là các yếu tố cố định. - Các tông số có ảnh hởng thay đổi: Các nhân tố có thể điều khiển đợc là hình dạng gỗ tròn, vị trí lấy gỗ trên tiết diện ngang (phơng pháp xẻ) của nguyên liệu, quy cách kích thớc sản phẩm. Nhng ở đây vấn đề đặt ra là chúng ta chỉ khảo sát những yếu tố cần thiết có liên quan đến khâu xẻ nên chúng tôi chỉ trực tiếp khảo sát sự ảnh hởng của hai yếu tố chính đó là đờng kính gỗ tròn và phơng pháp xẻ theo các quy cách kích thớc sản phẩm. + ảnh hởng của đờng kính gỗ tròn (d): Đờng kính gỗ tròn ảnh hởng rất lớn tới tỷ lệ thành khí và năng suất lao động. Đờng kính gỗ tròn càng lớn, năng suất lao động càng cao, chi phí nhân công giảm, tỷ lệ lợi dụng gỗ lớn. Ngợc lại đờng kính gỗ tròn bé, tỷ lệ thành khí sẽ thấp, khả năng tận dụng gỗ thấp, chi phí nhân công cao, khả năng tổn hao sẽ lớn. Muốn thấy đợc sự ảnh hởng này tới một số chỉ tiêu sản xuất và chất lợng sản phẩm qua điều tra thực tế gỗ keo lá tràm tại trờng ĐHLN với đờng kính trung bình cây từ 17-18.5 (cm) với các độ tuôit từ 7-10 tuổi, lợng gỗ có đờng kính chiếm đa số từ 14-20 (cm). Vì vậy chúng tôi chọn ba cấp đờng kính d = 15 (cm); d = 20 (cm); d = 25 (cm). Đây là các thônh số đầu vào của thực nghiệm. + ảnh hởng của vị trí lấy gỗ: Vị trí lấy gỗ trong cây đợc xác định bằng góc hợp bởi giữa tiếp tuyến với vòng năm và chiều rộng tiết diện tại ranh giới đờng chia đôi chiều dày ván. Góc càng lớn thì chiều rộng của miền xẻ Z càng nhỏ, độ xuyên tâm của ván càng cao, chất lợng thanh càng tốt nhng tỷ lệ thành khí thấp. Góc càng giảm sẽ làm tăng miền xẻ Z (miền xẻ Z càng rộng), độ xuyên tâm cảu ván sẽ thấp làm cho độ biến dạng của thanh tăng sẽ làm giảm chất lợng của thanh và nâng cao giá thành sản phẩm nhng tỷ lệ lợi dụng gỗ thu đợc lại cao, tỷ lệ thành khí lớn. Tuy nhiên ván ghép thanh là loại ván có yêu cầu độ biến dạng của thanh thấp nên cần phảI sử dụng vị trí lấy gỗ có độ xuyên tâm cao thì tỷ lệ thành khí lại thấp, điêù này ảnh hởng đến chỉ tiêu giá thành và hạn chế phạm vi sử dụng của sản phẩm. Vì vậy để đảm bảo chất lợng thanh và tỷ lệ lợi dụng, tỷ lệ thành khí khi xẻ thanh cơ sở cho ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm. Chúng tôi chọn vùng nghiên cứu là vùng bán xuyên tâm và bán tiếp tuyến với khoảng biến động của góc: 1 = 45 2 = 55 3 = 65 Nh vậy ở trong khoảng này, qua tính toán và thực tế sản xuất, chúng tôi thấy khi dịch chuyển đợc 10 sẽ thu đợc thêm hai lớp ván. Khoảng biến động của các yếu tố qua điêù tra: X 1 : Đờng kính nguyên liệu(cm): X 1min < X 10 <X 1 max. X 2 : Góc xẻ (độ): X 2min < X 20 <X 2 max. Ta có bảng 02: Xác định khoảng biến động. Tên yếu tố -1 0 +1 L X1 (cm) 15 20 25 5 X2 (độ) 45 55 65 10 L: Khoảng biến động. + Xác định cánh tay đòn . Cánh tay đòn đợc xác định theo công thức thực nghiệm: 2 1 2 (2 2 1) n p n p n p n z - - - - - + + Trong đó: n = 2; p = 0; = 1. + Tính toán số lợng thí nghiệm: N = N 1 + N 0 + N N1: Số thí nghiệm tạI tâm. N1 = 2 n N0: Số thí nghiệm mở rộng. N 2 = 2n = 4. N: số thí nghiệm tạI nhân. N =1. Nh vậy N = 4 + 4 + 1 = 9 thí nghiệm. 3.1.2.3. Lập ma trận thực nghiệm: - Tính số lần lặp lại của thí nghiệm: Số lần lặp lại của một thí nghiệm đợc tính theo công thức; 2 2 2 . v k l a Trong đó : K: Hệ số lần lặp lại của mỗi thí nghiệm, coi tất cả các thí nghiệm có số lần lặp nh nhau. : Là chỉ số chính xác, giả thiết ta lấy = 5%. : Là độ tin cậy của một lần đo so với giá trị thực ta tra bảng III, phụ lục IV trong bài giảng quy hoạch thực nghiệm ta có = 2.26. : Là hệ số biến động max = 3.31%. 2 2 2 2 2 2 . 3,31 .2,26 2,24 5 k J l a = = Nh vậy ta lấy số lần lặp lại của K = 3. - Tính toán miền xẻ Z: Chiều rộng miền xẻ Z trong phơng pháp xẻ cung xuyên tâm tôi chọn góc = 45; 55 ; 65 tơng ứng ba cấp đờng kính là: d = 15 (cm); 20 (cm); 25 (cm). Z đợc tính theo công thức thực nghiệm: 2 1 4 d z e tg a = + + Trong đó e là chiều dày mạch xẻ, ta lấy e = 3 (mm). Ta có bảng 03: Chiều rộng miền xẻ Z. P 40 50 60 15 8 6 5 20 11 8 6 25 13 10 7 Với kích thớc gỗ của thanh cơ sở là: S * B * L = 20 * 32 * 450 (mm). Kích thớc thực của thanh là: S * B * L = 23 * 37 * 500 (mm). Chúng ta tiến hành lập bản đồ xẻ cho từng cấp đờng kính, từng góc xẻ LËp b¶n ®å xÎ suèt: ThÝ nghiÖm khóc gç cã ®êng kÝnh 150 mm +ThÝ nghiÖm khóc gç cã ®êng kÝnh 200mm + ThÝ nghiÖm khóc gç cã ®êng kÝnh 250mm B¶n ®å xÎ xuyªn t©m: +ThÝ nghiÖm víi khóc gç cã d = 150mm - Gãc xÎ xuyªn t©m α = 40 0 - Gãc xÎ xuyªn t©m α = 50 0 - Víi gãc xÎ α = 60 0 Tiến hành với khúc gỗ có d = 200mm - Góc xẻ = 40 0 Với góc xẻ 50 0 : Với góc xẻ 60 0 Chúng tôi tiến hành đồng thời thí nghiệm xẻ thanh cơ sở trên phơng pháp xẻ suốt cũng thu đợc kết quả sau: Ptb = 62%. Ta có bảng so sánh: P 40 50 60 Psuốt(%) Px(%) Px(%) Px(%) 15 45 50.45 25 60.54 20 57.66 57.66 46 62.92 [...].. .25 54.36 41.68 43.49 68.63 . của sản phẩm. Vì vậy để đảm bảo chất lợng thanh và tỷ lệ lợi dụng, tỷ lệ thành khí khi xẻ thanh cơ sở cho ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm. Chúng tôi chọn vùng nghiên cứu là vùng bán xuyên tâm. của từng phơng pháp xẻ và yêu cầu của chất lợng thanh cơ sở chúng tôI chọn phơng pháp xẻ bán xuyên tâm và bán tiếp tuyến. 3.1 .2. 1. Xác định hàm mục tiêu: Bất cứ một nhà máy, xí nghiệp sản xuất. max = 3.31%. 2 2 2 2 2 2 . 3,31 .2, 26 2, 24 5 k J l a = = Nh vậy ta lấy số lần lặp lại của K = 3. - Tính toán miền xẻ Z: Chiều rộng miền xẻ Z trong phơng pháp xẻ cung xuyên tâm tôi chọn góc