Đồ án Công nghệ xẻ Đồ án tốt nghiệp ngành Lâm nghiệp

Vì vậy vấn đề đặt ra là làm sao nâng cao được tỷ lệ lợi dụng gỗ, để giải quyết được vấn đề này ngoài việc chọn lựa phương án xẻ tối ưu nhất thì cần phải phân tích lựa chọn và thiết kế qu

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của đất nước, thì nhu cầu sử dụng đồ gỗ trong gia đình, công sở ngày càng lớn Để đáp ứng nhu cầu đó con người phải khai thác gỗ rừng ngày một nhiều hơn ngành chế biến gỗ cũng đóng vai trò tích cực hơn, mà trong đó công nghệ xẻ tạo tiền đề cơ bản cho các khâu gia công chế biến sau này để đươc sản phẩm từ gỗ Chính vì vậy,đòi hỏi nhà thiết kế phải đưa ra dây chuyền phân xưỏng xẻ mang tính khoa học với hiệu quả kinh tế cao, phù hợp với hoàn cảnh và yêu cầu thực tiễn

Thiết kế phân xưởng xẻ là đưa ra 1 quá trình công nghệ hợp lý Nó quyết định trực tiếp đên năng suất, nhịp điệu sản xuất,an toàn lao động,

sử dụng hợp lý nguyên liệu, máy móc thiết bị, tiết kiệm nhà xưởng và tổ chức lao động hiệu quả nhất

Với chương trình học do nhà trường đề cùng với sự giúp đỡ của bộ môn Chế biến lâm sản, đặc biệt là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo:

Em đã hoàn thành bài tập của mình Với thời gian và kiến thức có hạn, nên bài tập của em không tránh khỏi những sai sót nhất định Em rất mong được sự góp ý của các thầy để em có thể hoàn thành tốt bài tập của mình

Em xin chân thành cảm ơn

Xuân Mai ngày 5-1-2004

PHẦN 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

Trong nền công nghiệp chế biến gỗ hiện nay thì công nghệ xẻ gỗ là một trong những loại hình chế biến gỗ phổ biến và được áp dụng rộng rãi nhất không chỉ ở nước ta mà ở rất nhiều nước trên thế giới Công nghệ xẻ

có thể coi là một trong những khâu đầu tiên của toàn bộ quá trình chế biến lợi dụng gỗ, trong một vài năm trở lại đây ở Việt Nam công nghệ chế biến gỗ đã từng bước phát triển xong khả năng lợi dụng gỗ cũng như

tỷ lệ thành khí đạt được là rất thấp so với một số nước trong khu vực cũng như trên thế giới

Vì vậy vấn đề đặt ra là làm sao nâng cao được tỷ lệ lợi dụng gỗ, để giải quyết được vấn đề này ngoài việc chọn lựa phương án xẻ tối ưu nhất thì cần phải phân tích lựa chọn và thiết kế qui mô phân xưởng xẻ và các trang thiết bị cho phù hợp với nguồn nguyên liệu hiện có và đặc biệt là phải phù hợp với nguồn vốn đầu tư vào nó

Trong các phân xưởng này người kinh doanh cũng cần phải lựa chọn loại hình phân xưởng sao cho nó phù hợp với tính chất kinh doanh, nhiệm vụ sản xuất, phù hợp với những mặt hàng mà nhu cầu xã hội đang cần phù hợp với lượng vốn đầu tư vào, phù hợp với nguyên liệu và máy móc

Trong thực tế sản xuất như hịên nay cho thấy phân xưởng xẻ hịên nay phổ biến nhất mà được các xí nghiệp lựa chọn đó là:

Phân xưởng cỡ nhỏ

Phân xưởng cỡ vừa

Phân xưởng cỡ lớn

I.1 Phân xưởng cỡ nhỏ

+ Ưu điểm: Vốn đầu tư ít, máy móc gọn nhẹ, không chiếm nhiều diện tích và rất phù hợp với nguồn nguyên liệu hiện có Ngoài ra còn thuận tiện đảm bảo cho quá trình sản xuất được diễn ra liên tục

+ Nhược điểm: Mang tính thủ công, thiết bị đơn giản do đó kéo theo năng suất thấp và phải hạn chế đường kính gỗ tròn,sản phẩm không đa dạng về kích thước

I.2 Phân xưởng cỡ vừa

+ Ưu điểm: Qui mô sản xuất có thể đáp ứng được các qúa trình gia công chế biến Đường kính gỗ ít bị hạn chế, sản phẩm đa dạng hơn cỡ nhỏ nhưng phân xưởng cỡ này đòi hỏi phải có lượng vốn đầu tư vào là rất lớn do vậy trang thiết bị cũng hiện đại hơn so với phân xưởng cỡ nhỏ + Nhược điểm: Sản phẩm chưa đa dạng, phong phú số lượng máy móc tương đối lớn dẫn đến việc bố trí và tổ chức sản xuất sẽ làm ảnh hưởng lớn tới quá trình sản xuất của doanh nghiệp

I.3 Phân xưởng cỡ lớn

+ Ưu điểm: Loại hình phân xưởng này rất phù hợp với một doanh nghiệp sản xuất có qui mô lớn, phù hợp với nhiều loại nguyên liệu khác nhau mặt khác nó có thể sản xuất với số lượng sản phẩm rất lớn

+ Nhược điểm: Khó khăn trong việc quản lý cung cấp vốn, ngoài ra còn khó khăn trong khâu thiết kế vận chuyển và sử dụng máy móc trang thiết bị

Với yêu cầu công suất máy là 3800 (m3

/năm) lên chúng ta lựa chọn thiết kế mặt bằng phân xưởng xẻ cỡ nhỏ.Vì phân xưởng nhỏ thì có một

hệ thống máy móc gọn nhẹ, rất linh động thay đổi mặt hàng nhanh quy

mô phân xưởng nhỏ vốn đầu tư ít thu hồi vốn nhanh

Phần 2 Nội dung đồ án

I Điều tra số liệu thiết kế

I.1 Nguyên liệu

I.1.1 Nguồn nguyên liệu: Được cung cấp từ các lâm trường và từ các

khu rừng đặc dụng, từ những khu rừng tự nhiên hay ở các rừng trồng

I.1.2 Loại gỗ: Theo yêu cầu của đồ án thì loại gỗ cần nghiên cứu ở

đây là loại Keo lá tràm

I.1.3 Cấp đường kính

Trong việc tính toán ta coi tiết diện ngang của gỗ là tròn

Xác định theo công thức:

Chiều dài: LT =

k

k k

n n

n

n L n

L n L













.

.

2 1

2 2 1 1

Lk: chiều dài cây gỗ thứ k

nk: số cây gỗ tương đương với cấp chiều dài Lk

Đường kính: dk=

k

k k

n n

n

n d n

d n d













.

2 1

2 2

2 2 1

2









k

i k

k

i i i

n

n d

1

1

.

Xác định các yếu tố về nguyên liệu, trên cơ sở đó sẽ tính toán, lựa chọn việc thiết kế phân xưởng hợp lý sao cho đáp ứng được các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật

II Lựa chọn sản phẩm.

II.1 Chọn sản phẩm.

Do đặc điểm cấu tạo của loại Keo lá tràm không được đẹp và bền do vậy không thể sử dụng loại gỗ này trong việc sản xuất đồ mộc nội thất Vân thớ không được đẹp như một số loại cây khác

Chúng ta lựa chọn loại sản phẩm phải dựa vào rất nhiều yếu tố như:

Điều kiện kỹ thuật để xác định giải pháp cộng nghệ lựa chọn công nghệ cho phù hợp

Kết cấu sản phẩm để chọn loại thiết bị công nghệ có kích thước và công suất phù hợp

Đa dạng hoá sản phẩm trong sản xuất tức là chúng ta tạo ra nhiều loại sản phẩm phù hợp với thị hiếu của khách hàng

Do gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ, tính chất cơ, vật lý thấp màu sắc không đẹp do cấu tạo của gỗ cho nên đa phần chúng được sử dụng Keo lá tràm dưới dạng nguyên liệu, vật liệu thô và thực tế cho thấy sản phẩm chủ yếu được lựa chọn là làm thanh cơ sở cho ván ghép thanh, cốt pha,sản phẩm xẻ dùng làm xà gỗ, một số dùng làm cột đỡ, làm dăm công nghệ Nhưng do yêu cầu thiết kế phân xưởng để sản xuất ra các loại sản phẩm

có kích thước Dầy x rộng x dài = S x B x L = 2,4 x 3,8 x 70 nên ta lựa chọn sản xuất ra các thanh làm thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh

là chủ yếu

II.2 Quy cách sản phẩm

Sản phẩm làm ra được đánh giá về quy cách chất lượng để phù hợp với yêu cầu an toàn và tiết kiệm Về chất lượng người ta dựa vào những khuyết tật của của sản phẩm để đánh giá chất lượng:

Lỗ là dấu vết của sâu mọt để lại trên thân cây, được tính theo công thức

M = (dM d ).100% =số lỗ/ 1 đơn vị chiều dài

Mắt gỗ bao gồm mắt sông và mắt chết, sự ảnh hưởng của hai loại mắt này là khác nhau, được tính theo công thức:

Mục: M= ( d b) 100%

M: mức độ mục

b: chiều dài phần gỗ có mục

d: đường kính gỗ tròn

II 3 Kích thước sản phẩm

- Kích thước danh nghĩa là kích thước đã được ghi trong tiêu chuẩn hoặc trong bản hợp đồng giữa hai bên

Kích thước thực tế là kích thước được xác định cụ thể và được đo trực tiếp trên gỗ xẻ

KTTT = KTDN + W + S + X

Trong đó: W là lượng co rút trong quá trình sấy

S lượng dư gia công

X sai số quá trình xẻ

- Kích thước của sản phẩm dùng làm thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh và cốt pha: Dầy x rộng x dài = S x B x L

Như chúng ta đã biết gỗ chỉ co rút khi độ ẩm của nó giảm xuống từ 30%  0% Khi độ ẩm giảm xuống thì độ co rút tăng lên sản phẩm qua sấy được tính như sau:

Co ngót theo chiều tiếp tuyến lớn nhất 7%  9 %

Co ngót theo chiều xuyên tâm trung bình 3% 5%

Co ngót theo chiều dọc thớ là không đáng kể nên chúng ta có thể bỏ qua

Còn những sản phẩm tạo ra không đạt yêu cầu có thể dùng làm dăm công nghệ

II.4 Giá bán sản phẩm.

Để đánh giá được chất lượng của sản phẩm thì chúng ta phải thông qua giá trị thực tế của chính sản phẩm đó, đó chính là giá thành sản phẩm

về mặt kinh tế thì sản phẩm đó giá trị bằng bao nhiêu còn về mặt xã hội thì sản phẩm đó được sử dụng để làm gì nó đem lại lợi ích gì cho người

sử dụng nó

Giá thành của sản phẩm được xác định bằng chi phí xẻ cộng với chi phí sử dụng chi phí vật tư, thuế…

III Lao động và dân sinh kinh tế và địa bàn xây dựng phân xưởng

Việc thiết kế phân xưởng và đặt địa điểm ở đâu là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng rất nhiều tới sự phồn vinh của doanh nghiệp Việc thiết

kế phân xưởng địa điểm ở đâu trước hết chúng ta phải xem xét đến các yếu tố con người và lao động ở nơi đó và phải thuận lợi nhất trong việc cung cấp nguyên liệu cho sản xuất của phân xưởng mặt khác chúng ta phải xây dựng phân xưởng ở nơi có hệ thống giao thông, đường điện là thuận lợi nhất

Phần 3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ

I Các phương án dây chuyền công nghệ

I.1 Phương án bố trí công nghệ lấy cưa vòng đứng làm chủ đạo xẻ phá:

Ưu điểm: Phương án lấy cưa vòng đứng đứng đầu dây chuyền công nghệ là rất hợp lý đối với các phân xưởng có qui mô nhỏ vì nó rất dễ vận chuyển, thiết bị đơn giản,chi phí ban đầu ít, phù hợp với nguồn nguyên liệu sẵn có ở khu vực

Nhược điểm: Còn mang tính thủ công nặng nhọc, còn sử dụng nhiều sức lao động của con người, độ ổn định kém chất lượng mạch xẻ thấp không xẻ được các sản phẩm có kích thước cỡ nhỏ, hao tổn mạch xẻ lớn, khó xẻ theo các phương án xẻ đặc biệt, ngoài ra còn làm giảm tỉ lệ thành khí khi xẻ

I.2 Phương án bố trí công nghệ lấy cưa vòng kết hợp cưa đĩa.

Đối với phương án này thì cưa vòng vẫn đứng đầu dây chuyền công nghệ làm nhiệm vụ xẻ phá còn cưa đĩa làm nhiệm vụ xẻ lại, với dây chuyền công nghệ như vậy thì thường có năng lực sản xuất lớn, đồng thời

có tính linh hoạt cao có thể thực hiện được nhiều phương pháp xẻ khác nhau thuật lợi dễ thao tác, độ an toàn lao động cao

Ưu điểm: Phương án phân xưởng như thế này rất phù hợp cho các loại hình phân xưởng có qui mô nhỏ vì có thể xẻ được các loại sản phẩm có kích thước khác nhau,thuật lợi cho khâu vận chuyển nguyên liệu…

Nhược điểm: Cần có một nguồn vốn lớn chiếm một diện tích phân xưởng lớn

I.3 Phương án bố trí cưa đĩa làm chủ đạo

Ưu điểm: Phương án này vốn đầu tư ít, dễ vận chuyển cho nên người

ta thường sử dụng đối với xưởng xẻ lưu động tạm thời vì nó có độ linh động cao khả năng xoay lật mạch xẻ dễ dàng, cơ cấu máy đơn giản tháo lắp dễ dàng, bảo dưỡng đơn giản

Nhược điểm: Phương án này rất hạn chế về chiều cao mạch xẻ mặt khác lưỡi cưa dầy làm hao tổn gỗ trong quá trình cưa chất lượng mạch xẻ không đảm bảo vì độ ổn định trong quá trình xẻ kém

Căn cứ vào năng suất, nhiệm vụ của phân xưởng xẻ,đáp ứng được yêu cầu thiết kế và hiệu quả kinh tế ta lựa chọn phương án thiết kế số 1 (lấy cưa vòng đứng làm chủ đạo), bởi phương án này phù hợp với qui mô phân xưởng nhỏ, phương án này phù hợp với các phương pháp xẻ khác nhau có thể tạo nhiều loại sản phẩm có yêu cầu đặc biệt nói một cách cụ thể là phương án này có tính linh động cao, yêu cầu nguyên liệu ở đây không đặc biệt.Cưa vòng nằm đứng đầu dây chuyền công nghệ làm cho hao tổn mạch xẻ nhỏ, tỷ lệ thành khí cao, chi phí năng lượng ít

Nhược điểm của phương án này là chất lượng sản phẩm không cao khó khăn trong quá trình cơ giới hoá và tự động hoá

Nguyên tắc lựa chọn máy móc thiết bị là công việc rất quan trọng và cần thiết, khi lựa chọn máy móc ta phải dựa vào các nguyên tắc sau đây: Trong điều tra nguyên liệu gỗ tròn hạng I và hạng II ít hơn 70% thì nên chọn cưa vòng để xẻ phá

Điều tra sản phẩm phải đặc biệt chú ý đến quy cách của nó, nếu đa số

là ván mà có kích thước đòi hỏi nghiêm ngặt thì nên dùng cưa sọc xẻ lại Trong trường hợp bình thường nên chọn cưa vòng đứng để xẻ lại Nếu chọn cưa vòng nên chọn loại cưa mà ta dễ thao tác

Khi chọn cưa vòng đẻ xẻ lại nên chọn cưa có bộ phận đẩy cơ giới làm giảm cường độ lao động, tăng năng suất

Nếu cưa vòng xẻ phá là kiểu phải thì cưa vòng được chọn phía sau phải là kiểu trái

Trên đường dây công nghệ nên dùng cưa đĩa để cắt ngắn sản phẩm Nếu yêu cầu mức cơ giới hoá cao ở trong xưởng thì vận chuyển gỗ trong vào xưởng nên dùng xích

Đường vận chuyển trong xưởng nếu chỉ hoạt động về một phía thì rộng chừng 600mm, nếu hoạt động về hai phía thì rộng 800-1000mm Khi vận chuyển phế liệu, gỗ vụn, mạt cưa ta có thể dùng xích gạt hay băng chuyền thực hiện hoặc có thể dùng hệ thống vận chuyển bằng sức gió

Trong gian hàn mài xác định máy theo thứ tự: mài, cán, hàn…thông thường cứ 3 cưa vòng cần 1 máy mài, 3 máy mài cần 1 máy cán…

Việc lựa chọn thiết bị nên ưu tiên đến thiết bị sản xuất trong nước, những thiết bị có mức cơ giới hoá cao

II.1 Lựa chọn chung thiết bị.

Như chúng ta đã biết hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy móc thiết bị hiện đại của nhiều hãng nổi tiếng trên thế giới nhưng căn cứ vào trình độ kỹ thuật và điều kiện kinh tế

Đặc điểm công nghệ của máy móc thiết bị

Theo phương án thiết kế thì ta bố trí cưa vòng nằm làm chủ đạo nên ta

sử dụng loại cưa vòng được sản xuất tại công ty Formach

Còn ở khâu xẻ lại ta bố trí cưa vòng cỡ nhỏ hoặc cưa đĩa

ở khâu sấy là phần không thể thiếu trong phương án thiết kế cũng nhưng không thể thiếu trong dây chuyền công nghệ của bất kỳ cơ sở sản xuất nào.Mục tiêu của khâu sấy là nâng cao chất lượng gỗ hạn chế sự thay đổi kích thước

Đặc tính kỹ thuật của cưa:

Loại

máy

Đường

kính

bán

đà.(mm)

Vận tốc cắt.

(m/s)

Bề rộng lớn nhất của lưỡi cưa.

(mm)

Khoảng cách giữa các bánh đà.(m)

Chiều cao mạch xẻ lớn nhất (mm)

Vận tốc đẩy lớn nhất.

(m/ph)

Công suất dẫn động.

(kw)

Khối lượngT

Cưa

vòng

đứng

II.2 Tính toán phương án đã chọn.

Do đặc điểm cấu tạo của Keo lá tràm nên trong đồ án này em sử dụng phương pháp xẻ hộp, sau đó chúng ta tiến hành xẻ suốt

Với phương pháp xẻ hộp , để cho tỷ lệ thành khí cao nhất thì hộp phải

có một cạnh có độ dài a = 0,71 d = 0,71.20 = 14,2(cm)

Ngoài ra ta còn còn có thể tận dụng các phần bìa sau khi xẻ hộp để tạo ra các sản phẩm có kích thước theo yêu cầu

L = 1,8 (m)

Trong đó bề dày của ván xẻ trên phần bìa là: tbìa= 0,1.d = 0,1.20= 2 (cm) Nhưng vậy phần ván này có chiều dày vẫn đáp ứng được kích thước yêu cầu của sản phẩm

Chiều rộng của ván ở phần bìa: wbìa= 0,43 d = 0,43 20 = 8,6 (cm) (thoả mãn kích thước của sản phẩm), ở đây ta chọn d = 15 (cm) là đường kính trung bình

Với độ thón ngọn: s =

L

d

D = 1,5(cm/m): ta có thể suy ra đường kính phần ngọn cũng như đường kính phần gốc của khúc gỗ:

Suy ra: D = 22.7 (cm)= 227 (mm)

(Do: d = 20 (cm)= 200 (mm), L=1.8(m))

Do ta coi đường kính của gỗ là tròn nên đường kính của đầu ngọn là

d = 13,2 (cm), đường kính đầu ngọn là D = 16,8 (cm)

tỷ số: D

d

= 20/22.7 =0,881 >0,577 như vậy tất cả các tấm ván được xẻ ra

từ phần bìa chúng ta không cần cắt ngắn nữa mà chúng ta sẽ đi rọc rìa ngay

Mặt khác ta có độ cong của gỗ là 5%:

f =

L

h

.100% suy ra h =

100

f

L

h = 1,8.5/100= 9 (cm)

II.2.1 Năng suất của cưa vòng xẻ phá

Các thông số của lưỡi cưa:

B(mm)

Bề dầy B(mm)

Bước răng T(mm)

Chiều cao răng h r (mm) Lưỡi cưa vòng xẻ

Chiều dài trung bình của cây gỗ LTB = 1800 (mm)

Đường kích trung bình dTB = 200 (mm)

Sản phẩm là thanh cơ sở và thanh cốt pha:

Sản phẩm chính là: Dầy x rộng x dài = 24 x 38 x 700

Bản đồ xẻ:

Năng suất của máy được tính theo công thức sau: A=

t

Kg q

T .

Trong đó: A là năng suất máy cưa vòng xẻ phá

Kg là hệ số sử dụng thời gian Kg=0,83

T thời gian một giờ, T= 3600”

q là thể tích một khúc gỗ cần xẻ, được tính theo công thức q= .

4

.L (trong đó D là đường kính trung bình của khúc gỗ cần xẻ)

 q =

4

1.3,14.(20.102)2 1,8 = 0,05652

t là thời gian xẻ một khúc gỗ

t1thời gian đưa gỗ lên van kẹp ( t1= 156”)

t2thời gian lật gỗ (t2= 11”)

t3thời gian kẹp gỗ (t3= 28”)

m là số lần xoay lật (m=4)

n là số mạch cưa (n= 4mạch)

v1 là vận tốc đẩy thủ công (v1=0,2 m/s)

v2 là vận tốc lùi (v2= 0,4 m/s)

L là chiều dài khúc ( L = 1,8 m )

W thời gian đẩy trước khi xẻ (W=15”)

U thời gian dỡ gỗ (U=10”)