Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng (Dendrocalamus Membranaceus)

Luận văn tốt nghiệp Khoa CN&PTNT LờI CảM ƠN Sau hơn năm tháng làm việc nghiêm túc, khẩn trương, em đã hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng (Dendrocalamus Membranaceus)”. Trong suốt quá trình thực hiện đề tài em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ quý báu của: Th.S Dương Văn Tài - thầy hướng dẫn trực tiếp; các thầy cô giáo trong khoa Công nghiệp và Phát triển nông thôn; TS Nguyễn Văn Bỉ cùng các thầy cô giáo trong khoa Chế biến Lâm sản; cán bộ công nhân viên thuộc trung tâm nghiên cứu thực nghiệm và chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng. Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc vì những sự giứp đỡ quý báu đó. Xin chân thành cảm ơn sự cổ vũ, động viên, giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp trong thêi gian vừa qua. Ngày 10/04/2002. Sinh viên: Trần Văn Việt 1 Luận văn tốt nghiệp Khoa CN&PTNT MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ………… 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài. 3. Giới hạn và phậm vi nghiên cứu của đề tài. 4. Phương pháp nghiên cứu. Chương1: TỔNG QUAN VỀ CHẶT HẠ TRE LUỒNG. 1.1. Vài nét sơ lược về quá trình trồng tre luồng ở nước ta. 1.1.1. Diện tích rừng tre luồng. 1.1.2. Phân bố tre luồng. 1.1.3. Xu hướng phát triển rừng tre luồng hiện nay. 1.2. Đặc điểm sinh thái của tre luồng. 1.2.1. Đặc điểm sinh trưởng của tre luồng. 1.2.2. Đặc điểm về tái sinh của tre luồng. 1.3. Yêu cầu kỹ thuật chặt hạ tre luồng. 1.3.1. Phương thức khai thác. 1.3.2. Luân kỳ khai thác. 1.3.3. Cường độ chặt hạ. 1.4. Tình hình chặt hạ tre luồng hiện nay ở nước ta. Đề xuất hướng giải quyết. 1.4.1. Chặt hạ bằng thủ công. 1.4.2. Chặt hạ bằng cưa xích. 1.5. Sơ lược về cấu tạo và nghuyên lý hoạt động của răng cưa xích. 1.5.1. Cấu tạo xích cưa. 1.5.2. Các thông số kỹ thuật của xích cưa. 1.5.3. Nghuyên lý hoạt động của xích cưa. Chương 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI. 2.1. Cấu tạo của tre luồng. 2.1.1. Cấu tạo thô của tre luồng. 2 Luận văn tốt nghiệp Khoa CN&PTNT 2.1.2. Cấu tạo tinh của tre luồng. 2.2. Một số tính chất của tre luồng có ảnh hưởng đến quá trình chặt hạ. 2.2.1. Tính chất lý học. 2.2.2. Tính chất cơ học. 2.2.3. Thành phần hoá học. 2.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố đặt trưng của tre luồng đến cắt gọt. 2.4. Nghiên cứu xác định lực cắt khi chặt hạ tre luồng bằng cưa xích. 2.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất thuần tuý và chi phí năng lượng riêng khi chặt hạ tre luồng bằng cưa xích. 2.5.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến năng suất thuần tuý khi chặt hạ tre luồng bằng cưa xích. 2.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng khi chặt hạ tre luồng bằng cưa xích. 2.6. Kết luận. Chương3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 3.1. Lựa chọn phương phương pháp nghiên cứu. 3.2.Lựa chọn mục tiêu thực nghiệm và tham số điều khiển. 3.3. Phương pháp đo đạc và thu thập số liệu. 3.4. Tiến hành công tác chuẩn bị. 3.5. Tiến hành thí nghiệm đơn yếu tố. 3.5.1. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm. 3.5.2. Xử lý sơ bộ số liệu thí nghiệm. 3.5.3. Xây dựng mô hình hồi quy thực nghiệm. 3.5.4. Kiểm tra mô hình hồi quy thực nghiệm. 3.6. Phương pháp thực nghiệm đa yếu tố. 3.6.1. Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm và lập ma trận thí nghiệm. 3.6.2. Tiến hành thí nghiệm. 3.6.3. Kiểm tra tính đồng nhất phương sai. 3 Luận văn tốt nghiệp Khoa CN&PTNT 3.6.4. Xác định mô hình. 3.6.5. Đánh giá mô hình. 3.6.6. Tính lại các hệ số hồi quy. 3.6.7. Chuyển phương trình hồi quy về dạng thực. 3.7. Xác định giá trị tối ưu của các yếu tố đầu vào của hàm mục tiêu. Chương4: KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI. 4.1. Kết quả thực ngiệm đơn yếu tố. 4.1.1. Ảnh hưởng chiều dày h phoi đến năng suất thuần tuý Ntt và chi phí năng lượng riên Nr. 4.1.2. Ảnh hưởng của góc cắt δ 1 đến năng suất thuần tuý Ntt và chi phí năng lượng riên Nr. 1.3. Ảnh hưởng của góc cắt δ 2 đến năng suất thuần tuý Ntt và chi phí năng lượng riêng Nr. 4.1.4. Kết luận. 4.2. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố. 4.2.1. Chọn vùng nghiên cứu và guía trị biến thiên của các yếu tố. 4.2.2. Thành lập ma trận thí nghiệm. 4.2.3. Tiến hành thí nghiệm. 4.2.4. Xử lý sơ bộ số liệu thí nghiệm. 4.2.5. Xây dựng mô hình hồi quy thực nghiệm. 4.2.6. Đánh giá mô hình. 4.2.7. Dạng thực của phương trình hồi quy. 4.3. Xác định thông số làm việc tối ưu của xich cưa xich chặt hạ tre luồng. 4.4.Vận hành cắt thử với xích cưa có thông số tối ưu. Chương5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 4.1. Kế luận ……………. 4.2. Kiến nghị …………… TÀI LIỆU THAM KHẢO. PHỤ LỤC. 4 Luận văn tốt nghiệp Khoa CN&PTNT 5 Luận văn tốt nghiệp khoa CN&PTNT MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiÕt của vấn đề nghiên cứu . Nghành Lâm nghiệp được nhà nước giao cho quản lý 22,5 triệu ha rừng và đất rừng, chiếm khoảng 60% diện tích lãnh thổ; bao gồm nhiều vùng kinh tế quan trọng của đất nước[28]. Hoạt động của nghành Lâm nghiệp không những có tác dụng bảo vệ môi trường sinh thái, phủ xanh đất trống đồi núi trọc mà còn có nhiệm vụ cung cấp lâm sản cho các nghành kinh tế quốc dân, góp phần phần phát triển kinh tế xã hội cho các dân tộc miền núi, cho đất nước. Quá trình xây dựng và phát triển của nghành Lâm nghiệp trong hơn 50 năm qua đã có những đóng ghóp tích cực vào việc phát triển vốn rừng, đó là đã trồng mới được 4.367.000 ha rừng các loại, trong đó có khoảng 480.370 ha rừng tre luồng. Đến năm 2010 tới đây sau khi thực hiện xong dự án 661 thì diện tích rừng tre luồng có thể tăng thêm 550.000 ha nữa[28]. Theo kết quả kiểm kê rừng năm 1999 theo chỉ thị 286/TTg ngày 02 tháng 5 năm 1997 của Thủ tướng Chính phủ, diện tích rừng cả nước là 10,9 triệu ha, chiếm 33,2% tổng dịên tích đất tự nhiên toàn quốc. Trong đó có khoảng 8.400.766 nghìn cây tre nứa, hàng năm đưa vào khai thác khoảng 50.000 tấn[12]. 6 Luận văn tốt nghiệp khoa CN&PTNT Do đặc tính sinh trưởng và phát triển của tre luồnglà chúng sống thành từng bụi dày đặc, cây non mọc sau ở bên ngoài, cây già mọc truớc ở bên trong; nên ảnh hưởng rất lớn đến công nghệ khai thác, đặc biệt là khâu chặt hạ. Trong thực tế sản xuất hiện nay việc chặt hạ tre luồng chủ yếu bằng công cụ thủ công như: dao, rìu, búa, do vậy việc chặt hạ những cây bên trong rất vướng và khó khăn. Muốn không bị vướng ta phải chặt một số cây non ở bên ngoài để mở lối vào bên trong; như vậy sẽ ảnh hưởng nhiều đến sự tái sinh của bụi tre luồng. Mặt khác, chặt hạ bằng công cụ thủ công thì không thể chặt thấp gốc được, dùng phương pháp này thì gốc bên trong bao giờ cũng phải cao hơn bên ngoài mới chặt được và như vậy thì cây ở giữa bụi sễ có gốc chặt rất cao. Qua số liệu điề tra khảo sát ở một số cơ sở sản xuất có khai thác tre luồng như lâm trường Lương-Hoà Bình và một số trang trại khác cho thấy rằng: Chiều cao trung bình gốc chặt ở giữa bụi là 60 cm[32]. Trong quy phạm về khai thác tre luồng đã quy định là phải chặt hạ những cây già bên trong và chiều cao gốc chặt không quá một phần ba đường kính gốc chặt[24]. Do vậy nếu sử dụng công cụ thủ công để chặt hạ tre luồng thì không thể đẩm bảo theo quy phạm được. Thực tế cho thấy rằng: Nếu chiều cao gốc chặt lớn thì thời gian gốc bị thối là rất lâu, từ đó tốn một lượng dinh dưỡng để nuôi gốc đã chặt; mặt khác những gốc đó còn chiếm chỗ làm cản trở quá trình tái sinh của bụi tre luồng. Ngược lại nếu chiều cao gốc chặt thấp thì không những tiết kiệm dinh dưỡng nuôi cây con mà chỉ sau một thời gian ngắn là các gốc đó bị mục nên tạo điều kiện thuận lợi cho cây tái sinh phát triển. Từ thực tế trên đây, yêu cầu cần phải có một thiết bị chặt hạ có khả năng chặt được những cây ở giữa bụi mà không làm ảnh hưởng đến cây non ở bên ngoài, chiều cao gốc chặt đảm bảo quy phạm, cho năng suất cao, chi phí chặt hạ thấp. Theo kết quả khảo nghiệm cưa xăng chặt hạ tre luồng của bộ môn Khai thác và sơ chế Nông Lâm sản - trường Đại học Lâm nghiệp, áp dụng tại lâm trường Lương Sơn - Hoà Bình cho thấy: Việc áp dụng cưa xăng vào chặt hạ tre luồng có những ưu và nhược điểm sau đây: •Ưu điểm: 7 Luận văn tốt nghiệp khoa CN&PTNT -Năng suất chặt hạ trung bình 800 cây/ca (một ca làm việc 8 giờ đồng hồ). -Giá thành chặt hạ trung bình 120 đồng/cây. - Chiều cao gốc chặt đạt từ (3÷5) cm. -Khi chặt những cây bên trong bụi không ảnh hưởng đến cây non bên ngoài. •Nhược điiểm: -Năng suất chặt hạ chưa cao, do cấu tạo tre luồng khác cấu tạo của gỗ nên xích cưa dùng để chặt hạ gỗ áp dụng vào chặt hạ tre luồng là chưa hoàn toàn phù hợp. Do đó các thông số của xích cưa cần phải được nghiên cứu thay đổi lại cho phù hợp thì năng suất chặt hạ mới tăng lên được. -Đặc tính cơ lý của tre luồng cao hơn của gỗ - do cấu tạo đặc biệt của nó. Đặc biệt là ở lớp ngoài của tre luồng có thành phần silich (rất cứng) nên làm tăng lực cản cắt lên, kết quả làm giảm năng suất cắt và xích chóng cùn. Vì vậy răng cưa xích hiện nay muốn dùng vào việc cắt gỗ cần phải thay đổi lại các thông số về góc cho phù hợp. -Do chặt hạ tre luồng là cưa luôn phải nâng trên tay - hầu như không sử dụng vấu bám nên làm cho người sử dụng chóng mệt hơn. Do đó trọng lượng của cưa cũng cần được nghiên cứu thay đổi cho phù hợp với sức khỏe của người sử dụng. -Tuy cây tre luồng có đường kính nhỏ nhưng khi chặt hạ tốc độ cắt phải lớn để tránh cưa bị kẹp hoặc cây bị tách. Do vậy công suất của cưa dùng cho chặt hạ tre luồng phải được tuyển chọn cho phù hợp. Như vậy, để giải quyết tốt vấn đề thực tế sản xuất đặt ra như đã phân tích ở trên thì hướng sử dụng công cụ cưa xăng là khả quan nhất. Tuy nhiên, vấn đề chỉ được giải quyết triệt để sau khi ta đã khắc phục được các nhược điểm của công cụ cưa xăng trong chặt hạ tre luồng. Để khắc phục được những nhược điểm đó ta cần phải nghên cứu thay đổi cấu tạo xích cưa, lựa chọn công suất và trọng lượng cưa phù hợp nhất đối với đối tượng chặt hạ là tre luồng. 8 Luận văn tốt nghiệp khoa CN&PTNT Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về cưa xăng. Một số công trình nghiên cứu ở Thụy Điển tập trung vào các lĩnh vực như: An toàn lao động, chi phí sản xuất. Một số công trình nghiên cứu của Canada về hoàn thiện xích cưa. Một số công trình nghiên cứu ở Phần Lan về cưa xăng chặt hạ gỗ; [31]. Tất cả các công trình này chỉ nghiên cứu đối với đối tượng chặt hạ là gỗ, nên không thể áp dụng kết quả đó vào đối tượng chặt hạ là tre luồng. Cho đến nay, chưa thấy có công trình nào trên thế giới nghiên cứu về cưa xích chặt hạ tre luồng. Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về cưa xăng, nhưng chỉ tập trung vào việc khảo nghiệm, đánh giá hiệu quả kinh tế của cưa xăng chặt hạ gỗ[31]. Cho đến nay, chưa có công trình nào nghiên cứu về cưa xích chặt hạ tre luồng. Xuất phát từ thực tế này, được sự đồng ý của khoa Công nghiệp và Phát triển nông thôn và thầy giáo hướng dẫn - Th.S: Dương Văn Tài, tôi chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng (Dendrocalamus Membranaceus)”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: -Xây ựng cơ sở lý luận khoa học cho việc tính toán, tuyển chọn một số thông số cơ bản của cưa xích khi chặt hạ tre luồng. -Xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. -Đối tượng nghiên cứu : + Xích cưa xích loại lắp trên bản cưa có chiều dài 45 đến 50 cm, cưa có công suất từ 2.5 đến 3.4 Kw, trọng lượng cưa từ 5 đến 6.5 kg. +Tre luồng đã đến tuổi khai thác (4 tuổi). -Phạm vi nghiên cứu: Chỉ nghiên cứu các yêu tố về xích cưa xích. 4. Phương pháp nghiên cứu: -Nghiên cứu lý thuyết về cắt gọt tre luồng để phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến cắt gọt tre luồng. 9 Luận văn tốt nghiệp khoa CN&PTNT -Nghiên cứu thực ngiệm (phương pháp quy hoạch thực nghiệm) để xây dựng mối tương quan giữa các yếu tố ảnh hưởng chính đến hàm mục tiêu. 10 [...]... k n loi tre lung Dạng cắt Loi tre na Na Ct dc Ct bờn Ct ngang Vu Lung Tre Mai 0.57 0.42 0.76 0.74 0.57 0.95 0.87 0.88 0.80 1 1 1 1.22 1.38 1.45 Lun vn tt nghip CN&PTNT 29 khoa Kết quả nghiên cứu phân tích tính chất của tre luồng theo hớng đánh giá ảnh hởng của nó đến quá trình cắ gọt trên đây là cơ sở để: Một mặt lựa chọn mẫu thí nghiệm sao cho vừa thống nhất vừa đặc trng cho đối tợng nghiên cứu; mặt... ta ch cp n nhng tớnh cht lý hc ch yu ca tre lung cú nh hng n quỏ trỡnh ct gt - ẩm ca tre lung cú nh hng n quỏ trỡnh ct gt Tng hay gim ẩm ca tre lung dn n thay i tớnh cht c hc ca tre lung v tt nhiờn cỏc hin tng xy ra trong quỏ trỡnh ct gt Nhiệtthay của theo .luồng thi ẩm li cú - cng độ i tre ng Dới tác dụng của quan h vi v trớ trờn thnh tre Theo nhiệt mi tre luồng ny thay đổi tính chất cơ lý [29],... mt ct bờn cong hoc mt ct bờn phng (hỡnh 1.2) Bớc xích t là khoảng cách giữa 2 chốt xích Răng ca có thể phủ Crôm và hàn đắp hợp kim rắn lên phần cắt của răng Phía trớc cạnh cắt của răng có gờ hạn chế độ ăn sâu vào gỗ (chiều dày phoi) Gờ hạn chế thấp hơn đỉnh răng, nó phụ thuộc vào bớc xích và độ cứng của phôi Thông thờng gờ hạn chế thấp hơn đỉnh răng cắt một khoang Hỡnh 1.2: Cu to rng ct ca xớch ca khong... cụng thc: Pc = P Z Trong ú: (2.1) 30 Lun vn tt nghip CN&PTNT khoa Pc - Lực cản cắt tác dụng lên xích ca trong quá trình cắt (N) P - Lực cản cắt tác dụng lên một răng cắt trong quá trình cắt (N) - Số răng tham gia vào quá trình cắt Để xác định lực cản cắt tác dụng lên một răng cắt trong quá trình chặt cắt ta mô tả quá trình đó nh hình 2.8 Hỡnh 2.8: Cỏc lc tỏc dng lờn rng ca Lc tỏc dng lờn mt rng... ca V.L.Avaghianhi: ng sut trt dc th phn thnh tre giỏp biu bỡ ln hn (4ữ4,5) ln phn thnh tre giỏp mng la V phõn b, bú mch theo thõn cõy: Kớch thc bú mch gim dn nhng mt tng lờn, theo ti liu ca D.K.Antonụp loi tre MOCO l mt bú mch ngn ln hn 1,6 ln so vi gc, cũn tre Magake l 2 ln Theo ti liu nghiờn cu ca B mụn G - trng i hc Lõm nghip, loi tre gai (tre hoỏ, tre nh) Chớ Linh - Hi Dng cao 1,5 m v 7,5... cng ca tre lung v tt nhiờn l nh hng n quỏ trỡnh ct gt Cỏc thnh phn khỏc cng nh hng n tớnh cht c lý ca tre lung cỏc mc khỏc nhau, do ú chỳng s nh hng n quỏ trỡnh ct gt cỏc mc tng ng 2.3 nh hng ca mt s yu t c trng ca tre lung n ct gt Rừ rng, theo phõn tớch trờn thỡ mi tớnh cht ca tre lung u nh hng n qỳa trỡnh ct gt tre lung, cú tớnh cht anh hng nhiu, cú tớnh cht thỡ anh hng ít Nhng tớnh cht ca tre. .. ca tre lung Chúng ta bit rng tớnh cht c lý ca tre lung thay i theo tui ca nú V cng v ng sut trt, un, cỏc yu t cú liờn quan n quỏ trỡnh bin dng ca phoi u cú xu hng tng lờn tr cõy non di mt nm, cỏc loi tre lung trong cụng nghip u din bin theo quy lut nh vy Do ú lc ct tng dn khi tui tre lung tng lờn (hỡnh 2.7) T ú xỏc nh c h s nh hng ca tui tre lung n lc ct (bng2.3) Bng 2.3: Bng xột nh hng ca tui tre. .. ca cỏc loi tre lung quan trng n chng no 1.1.2 Phõn b tre lung Tre lung l hai trong 1250 loi thuc 47 ging ca h Bambusoideae hin cú trờn th gii Tre lung sinh trng thnh bi (khúm) sinh sn ch yu bng con ng vụ tớnh nc ta tre lung cú vựng phõn b tng i rng t min tõy Ngh Tnh qua Thanh Hoỏ, n Ho Bỡnh, song tp trung ch yu mt s huyn min nỳi (Ngc Lc - Quan Hoỏ - Lang Chỏnh - Bỏ Thc) ca tnh Thanh Hoỏ Tre lung cú... nột v quỏ trỡnh trng tre lung nc ta 1.1.1 Din tớch rng tre lung nc ta din tớch rng tre lung rt ln Theo kt qu kim kờ rng nm 1993 thỡ din tớch rng tre lung ó chim n 11,4% tng din tớch rng ton quc vi tr lng 5,551 t cõy Ngoi ra tre lung cũn c trng ri rỏc khỏ nhiu quanh lng, quanh nh[12] C cu cõy trng rng cho 9 vựng kinh t Lõm nghip ton quc cú n 92 loi cõy trng, trong ú ch cú 5 loi tre lung Ch cú 5/92... lúng m khụng ct v trớ mt hoc gn mt 2.2 Mt s tớnh cht chớnh ca tre lung cú nh hng n quỏ trỡnh cht h Tre lung cú nhng tớnh cht c thự ca nú Vỡ vy hiu c cỏc hin tng xy ra trong quỏ trỡnh ct gt tre lung, chỳng ta phi tỡm hiu nhng tớnh cht chớnh ca tre lung cú nh hng n quỏ trỡnh ct gt 2.2.1 Tớnh cht lý hc Trong quỏ trỡnh ct gt, tớnh cht lý hc ca tre lung cú nh hng trc tip vụ cựng phc tp, cho n nay vn cha . một số thông số cơ bản của cưa xích khi chặt hạ tre luồng. -Xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài. -Đối tượng nghiên. chọn và thực hiện đề tài: Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng (Dendrocalamus Membranaceus) . 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: -Xây ựng cơ sở lý luận. hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu của xích cưa xích để chặt hạ tre luồng (Dendrocalamus Membranaceus) . Trong suốt quá trình thực hiện