Phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, làm cơ sở định mức tiêu hao nguyên liệu khi sản xuất ván ghép thanh
Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản Chơng :Tổng quan 1.1 Mục tiêu đề tài Xây dựng phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức xẻ sở đẻ sản xuất ván ghép từ gỗ keo tràm, làm sở định mức tiêu hao nguyên liệu sản xuất ván ghép từ loại gỗ 1.2 Phạm vi đề tài nghiên cứu: Loại gỗ keo tràm 7- tuổi, núi luốt Trờng Đại học Lâm Nghiệp Loại ván ghép thông dụng không phủ mặt 1.3 Nội dung chủ yếu đề tài: - Cơ sở lý luận - Thực nghiệm - Kết đề tài, kết luận kiến nghị 1.4 Phạm vi nghiên cứu : Việc xác định tỷ lệ thành khí định mức, tỷ lệ lợi dụng gỗ công nghệ xẻ, xác định mức tiêu hao nguyên liệu chế biến việc cần thiết quan trọng Nó không sở cho đánh gía chất lợng công nghệ, lực gia công công nhân, mà giúp xác định đợc phơng pháp gia công cần thiết giúp nâng cao tỷ lệ thành khí,nâng cao thành lao động Trờng Đại học Lâm Nghiệp đà có số đề tài tốt nghiệp sinh viên khoa chế biến lâm sản đề cập đến vấn đề nghiên cứu lựa chọn phơng pháp xẻ xây dựng đồ xẻ hợp lý xẻ sở cung cấp cho công nghệ ván ghép từ loại gỗ keo lai, keo tai tợng Keo tràm loại trồng chủ lực chơng trình 661 Tuy nhiên, cha đợc nghiên cứu cách thấu đáo cấu tạo, tính chất vật lí sử dụng Chính thế, đợc cho phép khoa chế biến lâm sản, hớng dẫn thầy giáo Nguyễn Phan Thiết sâu nghiên cứu loại gỗ Đề tài tập trung vào vấn đề chủ yếu : - Xác định bớc xác định tỷ lệ thành khí định mức - Xác định tỷ lệ thành khí định mức xẻ sở đẻ sản xuất ván ghép có phủ mặt từ gỗ keo tràm Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản Chơng 2: sở lý thuyết 2.1 Khái niệm tỷ lệ thành khí, tỷ lệ thành khí định mức 2.1.1 Tỷ lệ thành khí: Là tỷ số thể tích gỗ xẻ(bao gồm sản phẩm phụ) thể tích gỗ tròn đem vào xẻ điều kiện tính bàng phần trăm p= vx 100%; v Trong p: Tỷ lệ thành khí (%) Vx: Thể tích gỗ xẻ thu đợc (m3) V: Thể tích gỗ tròn đa vào xẻ Tỷ lệ thành khí tiêu quan trọng để đánh giá trình độ kỹ thuật xẻ số sở sản xuất, ngành, nớc Nâng cao đợc tỷ lệ thành xẻ có ý nghĩa lớn kỹ thuật mặt sử dụng gỗ cung cấp gỗ Rộng tiết kiệm đợc lợng gỗ khai thác góp phần bảo vệ môi trờng, bảo vệ rừng 2.1.2 Tỷ lệ thành khí địng mức: Là tiêu tỷ lệ thành khí phải đạt đợc sở sản xuất mang tính trung bình tiên tiến có kể đến ảnh hỏng yếu tố khách quan chủ yếu dựa sở thống kê Tỷ lệ thành khí tiêu quan trọng đánh giá tình hình sản xuất xí nghiệp sản xuất xẻ, tỷ lệ thành khí ảnh hởng nhiều yếu tố khách quan nên đề tỷ lệ thành khí định mức Nhờ công cụ tính toán thống kê ta xây đợc tỷ lệ thành khí đảm bảo độ xác 2.1.3 Các yếu tố ảnh tới tỷ lệ thành khí 2.1.3.1 Nguyên liệu gỗ: Tính chất học tính chất vật lý gỗ: Giữa vào cấu tạo khác gỗ mà tính lý gỗ khác Gỗ cứng (tính chất học cao) tỷ lệ thành khí gỗ cao Kích thớc gỗ tròn: Kích thớc gỗ tròn đợc trng chiều dài đờng kính Qua nghiên cứu nhiều sở sản xuất cho thấy chiều dài giảm cho tỷ lệ thành khí cao, gỗ dài khả xuất bệnh tật nhiều Với đờng kính kính gỗ lớn tỷ lệ thành khí thu đợc lớn khả thu đợc sản phẩm nhiều Hình dạng gỗ tròn ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Hình dạng gỗ tròn đặc trng độ cong, độ thót ngọn, độ bầu dục + Độ cong gỗ tròn đợc tính tỷ số độ võng h chiều dài L F= h 100% L F: độ cong tÝnh b»n % H:§é väng (cm) L:TÝnh b»ng (m) §é lớn tỷ lệ thành khí giảm gỗ cong khẳ xuất sản phẩm có kích thớc nhỏ hơn, ngắn dự tính ban đầu Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản + Độ bầu dục gỗ: Độ bầu dục đợc tính tỷ số hiệu đờng kính lớn đơng kính vuông góc với đo tiết diện ngang gỗ với đờng kÝnh lín nhÊt ®ã E= d1 − d 100 d1 d1: ®êng kÝnh lín nhÊt cđa tiÕt diƯn d2: đờng kính vuông góc tiết diện +Độ thót gỗ: Là tỷ số hiệu hai đờng kính đầu cuối khúc gỗ so với chiều dài gỗ s= Dd 100(%) L Trong đó: D: đờng kính đầu gốc gỗ d:đờng kính đầu gỗ + Bệnh tật gỗ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Các loại bệnh tật gỗ tự nhiên: Mắt gỗ, mục mọt, chéo thớ, vặn thớ, cong, bành vè Không làm giảm chất lợng sản phẩm mà làm tỷ lệ thành khí Vớ loại bệnh tật gỗ có mức độ ảnh hởng khác tới tỷ lệ thành khí Bệnh tật gỗ nhiều tỷ lệ thành khí thu đợc ca xẻ thấp Mắt gỗ (Mắt sống mắt chết) khuyết tật gỗ Số lợng mắt gỗ nhiều, kích thớc mắt lớn tỷ lệ thành khí thu đợc thấp Mỗi loại khuyết tật gỗ lam giảm đáng kể tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ Các loại khuyết tất ảnh khác trình ca xẻ Vì dạng khuyết tật gỗ mà lựa chọn phơng pháp xẻ cho hợp lý để thu đợc tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng, hiệu kính tế cao + Sản phẩm gỗ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Nói đến sản phẩm nói đến quy cách, kích thớc sản phẩm gỗ có ảnh hởng lớn đến tỷ lệ thành khí Bởi ca xẻ kích thớc sản phẩm không hợp lý làm giảm tỷ lệ thành khí, tăng lợng hao hụt gỗ + Máy móc thiết bị ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Máy móc thiết bị độ xác công cụ cắt gọt Máy móc có xác cao, công cụ cắt tốt trinh xẻ sẻ thu đợc sản phẩm tốt, tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ cao Độ xác máy móc thiết bị góp phần làm giảm khuyết tật sản phẩm xẻ: Nứt nẻ, nứt đầu gỗ, nứt mặt ván, đầu to,đầu nhỏ, dày mỏng, lem cạnh, độ phẳng gia công, lợn sóng Công cụ cắt phải đảm bảo yêu cầu độ sắt, độ mở ca, bóp me, chiều dày lỡi cắt Chiều dầy lỡi cắt lớn làm tăng kích thớc mặt xẻ, làm giảm tỷ lệ tý lệ thành khí, tăng hao hụt gỗ + Yếu tố công nghệ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí : Yếu tố công nghệ gồm có quy trình công nghệ phơng pháp xẻ( đồ xẻ) Quy trình công nghệ không hợp lý, máy móc thiết bị không đảm bảo yêu cầu ca xẻ tỷ lệ lợi dụng gỗ không cao, chất lợng sản phẩm không đạt yêu cầu Do phải có quy trình công nghệ hợp lý để làm đợc điều phải vào sản phẩm, yêu cầu chất lợng sản phẩm tiến độ sản xuất Nhng có qui trình công nghệ hợp lý mà phơng pháp xẻ hợp lý tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng không cao Vì việc lập đợc đồ xẻ hợp lý cho khúc gỗ yêu cầu cấp thiết ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản Các yếu tố khác ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Bao gồm trình độ tay nghề công nhân, kỹ thuật xẻ, độ rộng mạch xẻ Độ roongj xẻ lớn hao hụt gỗ lớn Trình độ tay ng0hề công nhân cao,ổn định sản phẩm thu đợc ca xẻ có chất lợng đảm bảo,tỷ lệ thành khí cao, suất lao động đợc nâng lên 2.2 Các phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức: 2.2.1 Phơng pháp thống kê bình quân: Qua điều tra khảo sát thực tế đẻ có đợc giá trị tỷ lệ thành khí định mức với điều kiện tơng sở sản suất khác, sở xác địng tỷ lệ thành khí định mức cho sở Phơng pháp thực theo hai bớc: Bớc 1: Đi thực tế xởng xẻ có điều kiện tơng tự (máy móc thiết bị điều kiện sản phẩm) để xác định tỷ lệ thành khí định mức Pđm1, Pđm2, Pđm3, Pđmn Bớc 2:Tỷ lệ thành khí trung bình pđm = n pđm n i=1 Trong trình công nghệ có nhiều yếu tố ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí biết lọai bỏ yếu tố không quan trọng để toán đợc đơn giản hơn: Pđm = f(d, l, s, ) 2.2.2 Xác định tỷ lệ thành khí phơng pháp hệ số: + Tỷ lệ thành khí thực tế : Đợc tính thể tích khối lợng gỗ xẻ đem chia cho tổng thể tích khối lợng thể tích gỗ tròn đa vào xẻ ta đợc tỷ lệ thành khí thực tế sở sản xuất + Tỷ lệ thành khí định mức: Đem tỷ lệ thành khí thực tế nhân với hệ số ảnh hởng đến tỷ lệ thành khí qua tính toán thống kê ta đợc tỷ lệ thânh khí định mức cho sở sản xuất So sánh tỷ lệ thành khí thực tế với tỷ lệ thành khí định mức cho ta phân tích đợc tình hình sản xuất tốt hay xấu sở sản xuất Pđm= H.pc Trong đó: pđm tỷ lệ thành khí định møc (%) Pc lµ tû lƯ thµnh khÝ thùc tÕ (%) H hệ số ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí + Phơng pháp xác định hệ số ¶nh hëng tíi tû lƯ thµnh khÝ: HƯ sè ¶nh đờng kính gỗ tròn: Khi xác định ảnh hởng đờng kính gỗ tròn ta phải cố định yếu tố khác Giả sử có khối lợng gỗ với số liệu sau: - Đờng kính gỗ d1, d2 dn - ThĨ tÝch t¬ng øng k1, k2, , kn Chọn tỷ lệ thành khí tỷ lệ thành khí đợc làm chuẩn ta lËp hÖ sè: H1 = kn k1 k2 ; H2 = k ; Hn = k kk n Tõ ®ã ta cã: k1 = H1.kk ; k2 = H2.kk; k3 = H3.kk Nghiªn cøu khoa häc khoa chế biến lâm sản Nếu gọi thể tích gỗ xẻ thu đợc Q1, Q2, Qn theo công thức tÝnh tû lƯ thµnh khÝ ta cã: n kd = n ∑ ki vi = i =1 n ∑ vi ∑ Hi kk vi i =1 n ∑ vi i =1 n = kk i =1 ∑ H v i i =1 i n v i =1 i n Đặt: ∑ H v i i =1 i n ∑v i =1 = H n hệ số ảnh hởng tỷ lệ thành khí đờng kính gỗ ta i cã: kd = Hd.kk + HƯ sè ¶nh ¶nh hëng độ cong gỗ tròn: Giả sử khối lợng gỗ có số liệu thống kê sau: Đờng kính gỗ dk Độ cong tơng ứng f1, f2, , fn ThĨ tÝch t¬ng øng v1df, v2df, v2df Tû lƯ thành khí tơng ứng k1df,, k2df kndf hệ số so sánh tơng ứng H1 , H2, Hn, với k k k k k k H1 = n ; H = n ; H1 = n ; kk d n kk d n kk d n kn.df: Tỷ lệ thành khí thứ ảnh hởng đờng kính độ cong gỗ tròn kn.df: Là tỷ lệ thành khí lấy số tỷ lệ thµnh khÝ k i df lµm chuÈn Nh vËy tû lệ thành khí đờng kính độ cong thay ®ỉi sÏ lµ: n k df = ∑ kid f vid f i =1 n ∑v d i =1 i n = kid f ∑ H id f vid f i =1 n ∑v d f i =1 i = kk H d H c f Trong hệ số Hd, Hc, gọi hệ số ảnh hởng đờng kính độ cong gỗ tròn đến tỷ lệ thành khí tổng quát tính toán tới yếu tố khác nh, mục,mọt, độ thót ngọn, qui cách sản phẩm ta dùng công thức chung sau để tính toán hệ số ảnh hởng n Hx = H v i =1 i i n ∑v i =1 i Trong đó: Hx hệ số ảnh hởng yếu tố X đến tỷ lệ thành khí Vi thể tích gỗ tròn tơng ứng Tỷ lệ thành khí định mức chung là: n K = Kk( ế Hi ) i=1 Ưu điểm phơng pháp kể đến ảnh hởng nguyên liệu, chất lợng sản phẩm, phơng pháp xác định tơng đối đơn giản Nhng nhợc điểm phơng Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản pháp nhiều thời gian, tốn nhiều vật t, thực chất phơng pháp thực nghiệm đơn yếu tố,độ xác thấp 2.3 Công nghệ sản xuất ván ghép yếu tố ảnh hởng 2.3.1 Công nghệ sản xuất ván ghép Tạohanh Ng/ liệu XL Chuẩn SÊy Tr¸ng keo XÕp v¸n KT Ðp v¸n Xø lí mặt Để ghép thành phần theo kirllop có số cách ghép sau: + Ghép đối xứng vòng năm theo phơng tiếp tuyến + Ghép đối xứng vòng năm theo phơng xuyên tâm + Ghép thành phần theo kiểu ngón: 2.3.2 Các yếu tố ảnh hởng tới công nghệ sản xuất ván ghép Có nhiều yếu tố, liên quan đến đề tài nghiên cứu, xem xét đến số yếu tố : 2.3.2.1 Cấu tạo gỗ: Gỗ loại vật liệu có cấu tạo từ nhiều hợp chất hữu cơ, thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ xenlulo, hêmixenlulo lipgin cấu tạo phân tử xenlulo có chứa nhóm OH, gỗ tiếp xúc với keo phần tử có cực tính keo liên kết với nhóm OH tạo nên dán dính Cấu tạo gỗ phức tạp Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản số loại gỗ phải lựa chọn loại keo chế độ ép cho phù hợp với loại gỗ 2.3.2.2 Độ ẩm gỗ: Trong trình dán dính, dung môi từ dung dịch keo chủ yếu thông qua đờng khuếch tán vào bề mặt gỗ xung quanh gỗ có dộ ẩm tăng lên Trong thực tế dung môi bay Phần mối dán hầu nh không bay hơi, độ ẩm gỗ cao làm đọng dung môi màng keo cản trở trình hình thành mối gián, làm giảm cờng độ gián dính Vì công nghệ ván ghép độ ẩm gỗ sau sấy 10% 2.3.2.3 Kích thớc sở: Kích thớc sở sử dụng ván ghép phụ thuộc vào yêu cầu sản phẩm khẳ tận dụng gỗ từng, vùng nhà máy Nừu kích thớc sở nhỏ hạn chế đợc khuyết tật gỗ tự nhiên gây ra: Mắt, mục, nứt Khẳ tận dụng gỗ cao chênh lệnh khối lợng thể tích không lớn nên mức độ co ngót chiều nhỏ, chất lợng ván ghép đồng ổn định Nhng kích thớc nhỏ chi phí tạo lớn, hao hụt gỗ nhiều, tốn keo Theo tiêu chuẩn Liên Xô cũ kích thớc sở ván ghép dùng cho hàng mộc đợc chia nh sau: ChiÒu réng 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 55 (mm) ChiỊu dµy 8, 10, 12, 14, 16, 19, 20, 45 (mm) Để thu đợc yêu cầu, chất lợng sử dụng gỗ nh nâng cao khẳ tận dụng gỗ, chọn kích thớc sở nh sau: S.B.L = 22.40.450 Đối với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thớc xẻ là: S.B.L = 26.45.500 2.4 Phơng pháp xẻ đồ xẻ 2.4.1 Phơng pháp xẻ 2.4.1.1 Phơng pháp xẻ xuyên tâm + Cách xẻ hình quạt: Đây cách xẻ đợc thực 1/4 tiết gỗ Phơng pháp có khả thu đợc lợng gỗ xuyên tâm cao nhng nhợc điểm lớn khó cố định gỗ, cần có công cụ chuyên dùng đặc biệt trình xẻ phơng pháp xẻ cho loại sản phẩm có yêu cầu đặc biệt + Cách xẻ hình cung: Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản Bằng cách xẻ hình cung thu đợc ván xuyên tâm, pnơng pháp đợc thực nửa tiết diện hình tròn gỗ Giả sử miền ABCD miền cho phép xẻ ván xuyên tâm ta phải xác định miền cho phép Z, phải thoả mÃn điều kiện cho trớc [ ] [] Ta có: Vì Z1 khoảng hai đờng trung tâm ván nên thực tế khoảng cách lợi dụng gỗ hay chiỊu réng cđa miỊn cho phÐp z Lµ: z = z1 + e = d + 4tg 2a +e Trong d: Đờng kính gỗ tròn E: Chiều dày mạch xẻ Mở rộng toán xẻ ván xuyên tâm thực phần nửa hình tròn Nếu xẻ xuyên tâm cho phần nửa hình tròn [a] Miền cho phép tính theo công thức : Nghiên cứu khoa học khoa chế biến lâm sản Trong đó: Z = Z1 + e Z: Chiều réng thùc tÕ cđa miỊn xỴ Z Z1: ChiỊu réng miền xẻ ( khoảng cách tâm hai ván ) E: Chiều dày mạch xẻ B: Là nửa chiều dài miền xẻ : Là góc xuyên tâm ván xẻ D: Là đờng kính tiết diện gỗ 2.4.1.2 Phơng pháp xẻ suốt Ưu điểm phơng pháp khả tận dụng gỗ lớn , đáp ứng đợc nhiều chủng loại sản phẩm có ván ghép Quá trình xẻ tiến hành đơn giản, gỗ dễ cố định phù hợp với xí nghiệp loại vừa nhỏ Là phơng pháp xẻ mà sản phẩm thu đợc tất ván cha bìa, xẻ theo phơng pháp linh động sản xuất, nguyên liệu có nhiều bệnh tật, có điều kiện nâng cao tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng gỗ nhiên phơng pháp bộc lộ số nhợc điểm: Chi phí để rọc rìa ván tơng đối lớn, quy cách kích thớc chiều rộng ván không thống nên gây khó khăn cho khâu giới hoá tự ddộng hoá 2.4.1.3 Phơng pháp xẻ hộp: Là phơng pháp mà sản phẩm thu đợc đa số đà rạch rìa, cạnh, phơng pháp áp dụng để xẻ ván, xẻ hộp Nó phù hợp với quy mô xởng vừa lớn, để giới hoá tự động hoá quy cách sản phẩm đảm bảo xác, có khả nâng cao suất lao động tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng gỗ Nhng phơng pháp linh động, với loại gỗ có hình dạng phức tạp, không ổn định Trong trình xẻ khó loại bỏ đợc khuyết tật khỏi sản phẩm, khả tận dụng gỗ cao 2.4.2 Bản đồ xẻ Bản đồ xẻ có vị trí quan trọng trình xẻ Nó ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ Một đồ xẻ phù hợp với khúc gỗ với đờng kính, độ cong, độ thót Vì lập đồ xẻ đúng, phù hợp với khúc gỗ yêu cầu cấp thiết 2.5 Lý thuyết qui hoạch thực nghiệm đa yếu tố Đây phơng pháp tổ chức tiến hành thí nghiệm cách thực toán • X©y dùng néi dung thÝ nghiƯm • Chän kÕ hoạch thực nghiệm ã Tổ chức thí nghiệm Nghiên cứu khoa học ã khoa chế biến lâm sản Gia công số liệu thí nghiệm ã Phân tích đánh giá kết thí nghiệm 2.5.1 Xây dựng nội dung thí nghiệm: Khi chọn đợc tham số đầu vào, ta chọn vùng biến thiên biến đầu vào Xi