Nghiên cứu tuyển chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ cho làng nghề la xuyên ý yên nam định

Phạm vi nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu lựa chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ là một vấn đề rộng và cần thời gian dài, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau đây: - Thiết bị nghiên cứu:

MỞ ĐẨU

1 Đặt vấn đề

Việt Nam là nước có nền nông nghiệp đang phát triển, năm 2011 kim ngạch xuất khẩu nông sản đạt khoảng 30 tỷ đô la đóng góp khoảng 25% tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước, trong đó xuất khẩu đồ gỗ đạt khoảng 3,8 tỷ đô la, từ đó đã tạo ra hàng triệu việc làm cho xã hội, góp phần giải quyết lao động trong nông nghiệp và nông thôn

Công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn là một chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước ta, nhằm thúc đẩy kinh tế phát triển từ đó nâng cao thu nhập cho dân cư nông thôn, tạo tiền đề để giải quyết hàng loạt các vấn đề chính trị - xã hội của đất nước, góp phần không nhỏ vào việc thực hiện thắng lợi các Nghị quyết của Đảng và nhà nước về công nghiệp hóa hiện đại hóa nông nghiệp nông thôn và xây dựng Nông thôn mới

Trong sản xuất hàng lâm sản xuất khẩu thì việc áp dụng công nghệ mới, cơ giới hóa và tự động hóa vào trong quá trình sản xuất, nó mang lại năng suất, chất lượng cao, giảm chi phí sản xuất và giảm nhẹ sức lao động của người công nhân, đồng thời tiết kiệm được tài nguyên và bảo vệ môi trường sinh thái

Hiện nay việc áp dụng cơ giới hóa trong chế biến lâm sản nói chung và trong sản xuất đồ mộc là rất cao, tỷ lệ áp dụng cơ giới hóa vào trong sản xuất đồ mộc ở một số cơ sở sản xuất đạt 90-95%, hầu hết các khâu sản xuất quan trọng, nặng nhọc đều đã áp dụng cơ giới hóa như khâu xẻ ván, xẻ thanh, khâu bào, đục mộng, đánh nhẵn, sơn phủ

La Xuyên là làng nghề sản xuất đồ mộc truyền thống của huyện Ý Yên tỉnh Nam Định, sản phẩm đồ mộc của La Xuyên được xuất khẩu sang một số nước trong khu vực và được người tiêu dùng trong cả nước yêu thích, tổng giá trị hàng hóa sản xuất trong năm 2011 đạt khoảng 1800 tỷ đồng, góp phần giải quyết cho khoảng

2000 lao động

Hiện nay ở La Xuyên có hàng vài trăm doanh nghiệp, hộ gia đình và xưởng sản xuất đồ mộc, hầu hết các khâu sản xuất đồ mộc ở đây đều được cơ giới hóa, có nhiều chủng loại, nhiều kích cỡ máy được sử dụng ở làng nghề La Xuyên, song việc

sử dụng loại máy nào, công suất bao nhiêu cho phù hợp với đối tượng nguyên liệu

và yêu cầu của sản phẩm cần phải được nghiên cứu tính toán lựa chọn, có như vậy thì mới phát huy hết công suất của máy, đáp ứng yêu cầu chất lượng và tiết kiệm nguyên liệu đầu vào, từ đó góp phần gia tăng giá trị sản phẩm

Xuất phát từ lý do nêu trên tác giả đã chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu

tuyển chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ cho làng nghề La Xuyên - Ý Yên - Nam Định"

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng cơ sở lý luận cho việc lựa chọn cưa vòng xẻ gỗ, từ đó lựa chọn được loại cưa hợp lý để xẻ gỗ cho làng nghề La Xuyên -Ý Yên -Nam Định

3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu lựa chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ là một vấn đề rộng và cần thời gian dài, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau đây:

- Thiết bị nghiên cứu: Là một số loại cưa vòng nằm hiện đang sử dụng tại địa phương

và ở Việt Nam, không lựa chọn các loại cưa vòng nằm có ở trên thế giới nhưng khó có điều kiện

áp dụng ở Việt Nam

- Đối tượng của quá trình xẻ: Đề tài không nghiên cứu thực nghiệm tất cả các loại

gỗ hiện có ở địa phương, mà chỉ tập trung nghiên cứu thực nghiệm ở loại gỗ có khối lượng

lớn, sản xuất mặt hàng phổ biến ở La Xuyên

- Địa điểm nghiên cứu: Đề tài không có điều kiện thí nghiệm ở nhiều nơi mà chỉ

thí nghiệm ở các xưởng sản xuất ở làng nghề La Xuyên

3 Nội dung nghiên cứu

Với phạm vi nghiên cứu đã trình bày ở phần trên, để đạt được mục tiêu của đề tài đặt ra, luận văn tập trung giải quyết những nội dung sau:

a) Nghiên cứu lý thuyết

- Xây dựng chỉ tiêu để lựa chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ cho làng nghề La Xuyên

- Thiết lập các hàm mục tiêu để lựa chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ

- Giải bài toán tối ưu để lựa chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ hợp lý

b) Nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra khảo sát về tình hình kinh tế xã hội và sản xuất đồ mộc của làng nghề La Xuyên

- Điều tra khảo sát một số loại máy móc phục vụ sản xuất đồ mộc tại làng nghề La Xuyên, Ý Yên, Nam Định

- Thực nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một số loại cưa vòng nằm

Năm 2010 dân số của làng là 3072 người Trong đó nam 1527 người, nữ

1545 người, số người trong tuổi lao động là 1320 người Ngành nghề lao động trong làng là 30% làm nghề nông nghiệp, 70% lao động tiểu thủ công nghiệp (chủ yếu là sản xuất đồ gỗ)

Nguồn thu nhập chính của làng nghề La Xuyên là sản xuất đồ gỗ xuất khẩu

và tiêu dùng nội địa, hàng năm La Xuyên tiêu thụ khoảng 120.000 m3 gỗ các loại, tổng doanh thu của cả làng ước đạt 1.800 tỷ đồng Thu nhập bình quân đầu người khoảng 80 triệu đồng/năm, đời sống của người dân làng La Xuyên đã được cải thiện

Làng nghề La Xuyên có trục quốc lộ 10 chạy qua, đây là điều kiện cơ sở hạ tầng thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội của địa phương Trong làng có hệ thống đường giao thông liên thôn, liên xóm đã được bê tông hóa, cùng với hệ thống rãnh nước thải, đây là điều kiện thuận lợi cho phát triển của địa phương

Vị trí địa lý của La Xuyên rất thuận lợi cho phát triển kinh tế Phía Bắc giáp

xã Yên Mỹ, phía Nam giáp xã Yên Tiến, phía tây giáp thị trấn Lâm và phía đông giáp huyện Vụ Bản Làng nghề La Xuyên cách thành phố Ninh Bình khoảng 10 km

và cách thành phố Nam Định khoảng 30 km, nằm trên quốc lộ 10, nằm giữa Ninh Bình, Nam Định, Thái Bình, Hải Phòng

1.2 Kết quả điều tra khảo sát làng nghề La Xuyên

a) Các sản phẩm của làng nghề La Xuyên

La Xuyên là làng nghề cổ truyền có khoảng 200 năm trước Sản phẩm cổ truyền lâu đời nhất của làng nghề là Sập Gụ, Tủ chè, Khảm Trai, Trường kỷ, sản phẩm này đã nhiều địa phương sử dụng Ngày nay do nhu cầu về thị trường sản phẩm truyền thống của làng nghề này chuyển sang sản xuất các sản phẩm mộc gia dụng như bàn ghế, giường tủ, đồ nội thất khác Trong đó sản phẩm chính hiện nay là ghế ngồi, tủ và giường

Hình 1.1 Sản phẩm ghế ngồi của làng nghề La Xuyên Theo số liệu thống kê của trưởng thôn La Xuyên thì hang năm trong làng đã sản xuất ra khoảng 240.000 sản phẩm chủ yếu là ghế ngồi, tủ và bàn, tổng giá trị hàng năm ước đạt 1800 tỷ đồng, hàng năm tạo ra 400 nghìn việc làm cho khu vực trong xã và trong huyện, đã đóng góp một phần ngân sách cho xã hội và cho địa phương

b) Kết quả điều tra khảo sát về nguyên liệu để sản xuất ra đồ mộc tại La Xuyên

Kết quả điều tra khảo sát và thu nhập các số liệu tại địa phương cho thấy, hàng năm làng nghề La Xuyên tiêu thụ khoảng 120.000m3 gỗ các loại để sản xuất

đồ mộc trong đó chủ yếu là gỗ hộp chiếm 90%, còn lại là gỗ tròn chiếm 10% Chủ yếu gỗ được sử dụng tại La Xuyên chủ yếu là gỗ Gụ chiếm 70%, tiếp theo là gỗ Dáng Hương chiếm 25%, số còn lại gỗ mít, gỗ dổi chiếm 5% Như vậy loại gỗ sử dụng phổ biến ở làng nghề La Xuyên là loại gỗ Gụ, loại gỗ này đã được xẻ thành hộp, tỷ lệ rất nhỏ là gỗ tròn

Xuất xứ gỗ được sử dụng tại địa phương thì 90% là gỗ nhập khẩu còn lại 10%

gỗ nội địa Theo số liệu điều tra khảo sát thì gỗ chủ yếu nhập từ Lào, Malaysia, Indonesia, châu Phi, Châu Mỹ

Hình 1.2 Các đống gỗ được nhập từ nước ngoài về để sản xuất đồ mộc tại La

Xuyên Kích thước của các loại gỗ làm nguyên liệu đầu vào cho quá trình xẻ chúng

có nhiều kích cỡ khác nhau Để xác định kính thước hộp gỗ chúng tôi tiến hành thí nghiệm đo ngẫu nhiên 30 hộp gỗ trong một đống gỗ và chúng tôi tiến hành đo 5 đống gỗ khác nhau Kết quả đo đếm và lấy trung bình như sau:

- Loại gỗ Gụ: chiều dài trung bình 2-2,4m, chiều rộng trung bình 45-50cm, chiều dầy trung bình 35-40cm

- Loại gỗ Dáng Hương: chiều dài trung bình 1,9-2m, chiều rộng trung bình 40-55cm, chiều dầy trung bình 30-45cm

Hình 1.3 Xác định kích thước của hộp gỗ

c) Kết quả điều tra về quy mô sản xuất của làng nghề

Làng nghề La Xuyên có 30 công ty chuyên sản xuất đồ mộc cao cấp ngoài ra còn có 1200 hộ gia đình sản xuất đồ mộc, như vậy trong một làng nghề có rất nhiều doanh nghiệp, hộ gia đình tham gia sản xuất đồ mộc với quy mô sản xuất này thì cần rất nhiều thiết bị máy móc phục vụ cho sản xuất đồ mộc

Hình 1.4 Điều tra khảo sát công ty sản xuất đồ mộc La Xuyên

1.3 Một số loại thiết bị được sử dụng tại La Xuyên

1.3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất đồ mộc tại La Xuyên

Sơ đồ công nghệ sản xuất đồ mộc gia dụng của làng nghề được thực hiện như sau:

Xẻ lại bằng cưa đĩa, pha phôi cưa vanh

Phơi sấy

Lắp ghép sản

phẩm

Đục mộng bằng máy đục

Đánh nhẵn bằng máy

Bào nhẵn bằng máy bào

Sơn phủ

trang sức

Sảm phẩm hoàn thiện

Xuất xưởng

Trước kia sản xuất đồ mộc chủ yếu là thủ công, ngày nay sản xuất đồ mộc chủ yếu bằng cơ giới, tỷ lệ cơ giới chiếm 90%

- Khâu xẻ gỗ được thực hiện bằng cưa vòng nằm: gỗ hộp hoặc gỗ tròn được

xẻ theo kích thước của sản phẩm

- Khâu xẻ thanh được thực hiện trên cưa đĩa: tất cả các thanh gỗ có kích thước nhỏ và thẳng đều được xẻ bằng cưa đĩa, việc xẻ bằng cưa đĩa cho kích thước bằng nhau, chất lượng mạch xẻ thẳng, phẳng, nhẵn

Hình 1.7 Cưa đĩa xẻ thanh tại La Xuyên

- Khâu bào được thực hiện trên máy bào đa năng gồm có cưa đĩa kết hợp trục bào hoặc trục bào kết hợp với đục lỗ Như vậy khâu bào cũng được thực hiện trên cùng thiết bị với cưa đĩa

- Khâu trà nhám được thực hiện bằng máy trà nhám cầm tay vì sản phẩm chủ yếu là ghế với nhiều đường cong, kích thước nhỏ nên thiết bị làm nhẵn chủ yếu là máy đánh nhẵn cầm tay

- Khâu đục lỗ, làm mộng cũng được thực hiện bằng máy đục hoặc máy khoan, thiết bị này thường kết hợp với máy bào

- Khâu sơn phủ và trang sức được thực hiện bằng hệ thống phun sơn

Tóm lại: Trong qui trình sản xuất đồ mộc của làng nghề La Xuyên đã được

cơ giới hóa (90-95)% Một phần rất nhỏ được làm bằng thủ công như sửa lại lỗ mộng, làm nhẵn chỗ trạm khắc

1.3.2 Một số loại cưa vòng nằm được sử dụng tại La Xuyên

Với khối lượng gỗ hộp và gỗ tròn tiêu thụ hàng năm tại La Xuyên khoảng 120.000m3, nên để xẻ hết số gỗ này ra làm mỏng phục vụ cho quá trình chế biến thì cần một số lượng cưa vòng khá lớn Theo kết quả điều tra khảo sát chúng tôi có được ở La Xuyên có khoảng 120 chiếc cưa vòng hiện đang hoạt động Chủng loại của các cưa này được chia làm năm loại khác nhau

- Cưa vòng nằm nhãn hiệu CD8 của Công ty TNHH Đồng Tháp đây là loại cưa được sử dụng nhiều ở La Xuyên

Hình 1.8 Cưa vòng nằm Đồng Tháp xẻ gỗ tại La Xuyên

- Cưa vòng nằm nhãn hiệu CD của Công ty cơ khí Thanh Tòng địa chỉ 441 Nguyễn Văn Luông phường 12 quận 6 Thành phố Hồ Chí Minh loại cưa này có động cơ lớn 19kw, công suất lớn dùng để xẻ gỗ kích thước lớn

Hình 1.9 Cưa vòng nằm CD của công ty cơ khí Thanh Tòng

- Cưa vòng nằm CD3 của công ty cơ khí Đông Anh được sử dụng khá phổ biến ở La Xuyên với kích thước gọn nhẹ, công suất máy nhỏ

- Cưa vòng nằm của công ty cơ khí Sáu Thành có địa chỉ tại Hồ Chí Minh cũng được sử dụng rộng rãi tại La Xuyên đây là loại cưa công suất trung bình nhưng chiều rộng đường ray lớn, tốc độ lên xuống của cưa nhanh

- Một số loại cưa được nhiều công ty sử dụng đó là cưa vòng nằm của công

ty cơ khí Hà Tây có trụ sở tại Phú Xuyên sản xuất Loại cưa này có giá thành rẻ tiền Thông số kỹ thuật của một số loại cưa vòng nằm được sử dụng tại La Xuyên được thể hiện ở bảng 1.1

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật của một số loại cưa vòng được sử dụng tại La Xuyên

TT

Thông số kỹ thuật

Loại cưa Đồng

Tháp CD4

Đồng Tháp CD8

Cơ khí Thanh Tòng CD10

Cơ khí Sáu Thành CD5

Cơ khí Đông Anh CD3

4 Đường kính bánh đà

5 Tốc độ động cơ v/phút 2800 2800 2800 2800 2800

7 Công suất động cơ nâng

1.3.3 Phân tích ưu nhược điểm và một số tồn tại khi áp dụng các thiết bị máy móc tại làng nghề La Xuyên

Hiện nay việc áp dụng các máy móc thiết bị vào làng nghề La Xuyên chủ yếu dựa vào kinh nghiệm trong thực tế chưa có một công trình nào tính toán lựa chọn để đưa ra lời khuyên cho các công ty, các hộ gia đình

Theo kết quả điều tra thì tại làng nghề có nhiều loại thiết bị cưa vòng của nhiều công ty sản xuất Với các thông số kỹ thuật khác nhau, chất lượng và năng suất của các thiết bị cũng khác nhau Mỗi loại thiết bị có ưu nhược điểm nhất định, người sử dụng không có kiến thức tổng hợp để lựa chọn mà họ chọn theo giới thiệu của các công ty môi giới hoặc theo kinh nghiệm của các hộ đã sử dụng Trong thực tế thì các loại cưa khác nhau cho năng suất và chất lượng sản phẩm, cũng như chi phí sản xuất khác nhau

Đối với cưa vòng nằm CD của công ty cơ khí Đồng Tháp chất lượng máy xẻ tốt nhưng giá mua máy đắt hơn các loại máy cưa khác

Đối với cưa vòng nằm của công ty sản xuất Sáu Thành và công ty cơ khí Thanh Tòng có ưu điểm tốc độ lên xuống cưa nhanh, tốc độ lưỡi cưa nhanh, nên năng suất cao, giá thành thiết bị rẻ có thể xẻ gỗ có kích thước lớn nhưng nhược điểm là độ bền của bánh đà, lưỡi cưa thấp

Đối với cưa vòng nằm của cơ khí Đông Anh có ưu điểm là kết cấu và kích thước máy nhỏ gọn, tiêu thụ điện năng thấp, vốn đầu tư thấp Xong nhược điểm của loại cưa này là năng suất thấp, khi xẻ gỗ cứng chất lượng mạch xẻ thấp vì trọng lượng của cưa nhẹ

Tóm lại: Có nhiều loại cưa vòng nằm hiện đang được sử dụng tại làng nghề

La Xuyên Với nhiều thông số kỹ thuật khác nhau, năng suất và chất lượng mạch xẻ cũng khác nhau Việc áp dụng các thiết bị chủ yếu là theo kinh nghiệm thực tế, chưa

có đánh giá, tính toán lựa chọn cụ thể

1.4 Những vấn đề tồn tại và hướng giải quyết khi áp dụng cưa vòng xẻ gỗ tại làng nghề La Xuyên

- Chất lượng mạch xẻ còn thấp, mạch cưa còn rộng, từ 1,4-1,5mm do đó tỷ lệ thành khí còn thấp, một số lớn gỗ biến thành mùn cưa

- Độ mấp mô bề mặt ván xẻ lớn, từ đó độ dư gia công phải lớn, sau khi xẻ lại phải bào nhiều để tạo mặt phẳng

- Năng suất thấp, tiêu tốn điện năng cao

- Tỷ lệ lợi dụng gỗ thấp một phần lớn gỗ biến thành mùn cưa, phoi bào, khoảng 5 - 10% Đối với các loại gỗ quí như Dáng Hương, gỗ Gụ với giá nguyên liệu đầu vào khoảng 80 triệu đồng/m3 Thì hàng năm làng nghề La Xuyên bỏ đi khoảng vài trăm tỷ đồng do hao hụt trong quá trình chế biến gỗ

- Độ bền của thiết bị thấp, chi phí sửa chữa cao nên giá thành sản phẩm cao,

từ đó ảnh hưởng đến lợi nhuận

1.4.2 Hướng nghiên cứu giải quyết tồn tại

- Cần phải nghiên cứu áp dụng các loại thiết bị xẻ có năng suất và chất lượng cao, đặc biệt là chất lượng mạch xẻ, độ rộng mạch xẻ, để từ đó nâng cao hệ

Tóm lại: Hiện nay trong làng nghề La Xuyên có áp dụng nhiều loại cưa

vòng Các loại cưa này còn có tồn tại cần phải khắc phục, việc nghiên cứu tính toán lựa chọn ra loại cưa vòng nằm xẻ gỗ là cần thiết để đáp ứng yêu cầu năng suất, chất lượng và hiệu quả, phù hợp với đối tượng nguyên liệu và điều kiện kinh tế của làng nghề La Xuyên

1.5 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị

1.5.1 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị

Bất cứ khi áp dụng công nghệ và thiết bị vào trong sản xuất thì đều phải tiến hành lựa chọn cho phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật và môi trường, tùy theo tính chất của công nghệ và của thiết bị mà ta tiến hành các phương pháp lựa chọn khác nhau

Trên Thế giới khi áp dụng các loại máy móc vào trong sản xuất nông lâm nghiệp thì người ta đã có những nghiên cứu lựa chọn khoa học và toàn diện từ những vấn đề về kỹ thuật, vấn đề về kinh tế và bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe của công nhân vận hành Sau đây là một số công trình nghiên cứu về lựa chọn cưa xăng và máy kéo vào trong sản xuất nông lâm nghiệp

- Tác giả J.Laarman và cộng sự trong công trình [42], đã công bố kết quả tính toán, lựa chọn công nghệ và một số loại cưa xăng, máy kéo trong sản xuất lâm nghiệp

ở philippine, tác giả đã xây dựng được cách xác định được một số chỉ tiêu kinh tế và đánh giá tác động đến môi trường của công nghệ và thiết bị

- Theo tài liệu [32] việc lựa chọn công nghệ và thiết bị vào trong sản xuất phải tiến hành qua hai bước lựa chọn sơ bộ và lựa chọn chi tiết, tài liệu cũng đã đưa ra

phương pháp tính toán chi phí sản xuất khi sử dụng máy và thiết bị, chi phí khấu hao thiết bị trong khai thác gỗ

- Theo tài liệu [33] [34] [38], thì các chỉ tiêu lựa chọn công nghệ và thiết bị phải bao gồm chỉ tiêu về kinh tế, chỉ tiêu về kỹ thuật, chỉ tiêu về môi trường sinh thái và chỉ tiêu bảo vệ sức khỏe và an toàn lao động, trong đó đặc biệt nhấn mạnh chỉ tiêu bảo vệ môi trường sinh thái

- Một số công trình [46] [47] [53] đề cập đến các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng các thiết bị trong sản xuất, các giải pháp đưa ra đó là công suất của các thiết bị đưa vào sử dụng phải phù hợp không lớn quá, không nhỏ quá, sử dụng nhiều chức năng trên một thiết bị

- Một số công trình tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động, vận hành máy [27] [28], kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các yếu tố về dao động, rung động, tiếng ồn vượt quá giới hạn cho phép làm ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân vận hành và như vậy thì ảnh hưởng tới năng suất và hiệu quả sử dụng máy Do đó khi lựa chọn thiết bị phải quan tâm đến yếu tố này

- Một số công trình tập trung nghiên cứu, đánh giá sử dụng cưa xăng chặt hạ gỗ [38] [39] [40] [49], các công trình này tập trung nghiên cứu năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng cưa xăng để chặt hạ gỗ, nghiên cứu dao động của cưa xăng ảnh hưởng đến người lao động, các tài liệu trên đều đưa ra cách tính khấu hao của cưa xăng chặt

hạ gỗ rừng trồng

- Theo một số tài liệu của FAO, [32] [33], đã xây dựng được phương pháp tính toán năng suất, chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp khi vận suất gỗ ở một số nước, kết quả tính toán làm tài liệu tham khảo để tính toán năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp để làm đất trồng trọt

Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị, sử dụng thiết bị, đánh giá hiệu quả sử dụng thiết bị trên thế giới rất phong phú Kết quả nghiên cứu đã đưa ra phương pháp thực nghiệm để xác định các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của thiết bị, phương pháp tính toán chi phí sản xuất, khấu hao máy móc, thiết bị Kết quả nghiên

cứu này là tài liệu tham khảo rất tốt khi tính toán lựa chọn thiết bị vào điều kiện cụ thể của sản xuất

Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về lựa chọn các loại máy và thiết bị vào trong sản xuất nông lâm nghiệp đó là:

- Đề tài trọng điểm cấp Nhà nước “ Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và hệ thống thiết bị cho mô hình sản xuất lúa theo hướng cơ giới hóa đồng bộ ở vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng đồng bằng sông Hồng, mã số: KC07.06/06-10, do TS Chu Văn Thiện, Viện cơ điện và công nghệ sau thu hoạch làm chủ nhiệm, kết quả của đề tài

đã xây dựng được hai mô hình cơ giới hóa sản xuất lúa ở hai vùng đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng, đã lựa chọn được hệ thống thiết bị cơ giới hóa sản xuất lúa phù hợp cho hai mô hình, đề tài đưa ra khuyến nghị nên sử dụng máy kéo 4 bánh công suất từ 25 – 35 mã lực cho hiệu quả kinh tế cao Song đối với từng địa phương cụ thể thì đề tài chưa đưa ra nên áp dụng loại máy nào cho phù hợp

- PGS.TSKH Phan Thanh Tình tác giả công trình nghiên cứu “ Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng máy và thiết bị trong nông nghiệp” [25], đã công bố một số chỉ tiêu dùng để đánh giá quá trình sử dụng máy móc và thiết bị trong sản xuất nông lâm nghiệp, tác giả chưa đưa ra được các chỉ tiêu lựa chọn cho từng loại thiết bị

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ tác giả công trình “ Một số phương pháp tuyển chọn máy móc thiết bị khai thác lâm sản và cơ giới hóa nông thôn miền núi” [3], đã xây dựng được một số phương pháp tuyển chọn thiết bị trong khai thác lâm sản Song công trình chưa có nghiên cứu tuyển chọn máy làm đất trồng lúa

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “ Phương pháp lập và giải bài toán tối ưu trong công nghiệp rừng” [2], đã đưa ra phương pháp giải bài toán đa mục tiêu trong công nghiệp rừng, đó là phương pháp nhân tử Lagrăng và phương pháp hàm trọng lượng

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong công nghiệp rừng” [4], tác giả đã trình bày phương pháp và các bước giải bài toán đa mục tiêu khi các mục tiêu trái ngược nhau

- Tác giả Dương Văn Tài với công trình “ Đánh giá hiệu quả sử dụng cưa xăng

tại Lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn”, đã xây dựng được phương pháp khảo nghiệm cưa xăng trong chặt hạ, đã xác định được một số chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của cưa xăng,

từ đó đã đánh giá được hiệu quả kinh tế khi sử dụng cưa xăng để chặt hạ gỗ [16]

- Tác giả Trịnh Hữu Trọng trong công trình “ Nghiên cứu lựa chọn công nghệ

và thiết bị cho công ty Rừng nguyên liệu Miền Bắc” đã công bố các chỉ tiêu lựa chọn cưa xăng và máy kéo để khai thác gỗ rừng trồng cho công ty nguyên liệu miền Bắc, tác giả đã lựa chọn được loại cưa xăng hợp lý để chặt hạ gỗ rừng trồng [21]

- Luận văn Thạc sỹ của tác giả Dương Văn Tài “ Nghiên cứu tuyển chọn một số loại cưa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng ở Việt Nam [17], kết quả của đề tài đã xây dựng được một số chỉ tiêu đánh giá cưa xăng chặt hạ gỗ, xác định được hàm mục tiêu để lựa chọn thiết bị đó là; hàm năng suất và hàm chi phí sản xuất, đề tài đã lựa chọn được loại cưa xăng hợp lý để chặt hạ gỗ rừng trồng Đề tài chưa đề cập đến các loại thiết bị khác

- Luận văn Thạc sỹ của tác giả Mai Đình Hùng “ Nghiên cứu lựa chọn mẫu máy cày lên luống sử dụng trong khâu làm đất để trồng mía [10], kết quả của đề tài đã phân tích một số mẫu máy cày, từ đó tính toán lực tác dụng lên máy cày, sau đó lựa chọn ra loại mẫu cày hợp lý để trồng mía Đề tài chỉ lựa chọn theo lực cản cày mà chưa đưa ra các chỉ tiêu lựa chọn

- Tác giả Trần thành trong công trình nghiên cứu " Lựa chọn thiết bị làm đất hợp lý phục vụ sản suất nông nghiệp tại huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc", tác giả đã xây dựng được các chỉ tiêu lựa chọn thiết bị làm đất trồng lúa, chưa có nghiên cứu thiết bị cưa xẻ gỗ [14]

Tóm lại: Đã có một số công trình nghiên cứu tuyển chọn thiết bị để cơ giới hóa

một số khâu sản xuất trong nông lâm nghiệp, song chủ yếu tập trung vào lựa chọn cưa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng đã có một số công trình nghiên cứu lựa chọn máy kéo làm đất cấy lúa, các công trình nghiên cứu lựa chọn thiết bị chế biến gỗ còn hạn chế

1.5.2 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị cưa vòng xẻ gỗ

Ở Việt Nam hàng năm có hàng ngàn thiết bị chế biến gỗ được các cơ sở sản xuất đưa vào sử dụng, xong việc nghiên cứu tính toán, cải tiến các thiết bị chế biến còn hạn chế, các thiết bị chế biến gỗ chủ yếu là của Trung Quốc, Đài Loan Mặt khác

mỗi một loại thiết bị chỉ phù hợp trong điều kiện nhất định, do vậy việc áp dụng các thiết bị vào từng đơn vị, địa phương cần phải tính toán lựa chọn cho phù hợp

Đã có một số công trình nghiên cứu về các thiết bị chế biến, song chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt và chế độ cắt hợp lý

Tác giả Đỗ Thị Hạnh trong công trình: "Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình cắt ngang tre bằng cưa đĩa", đã xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt và xác định được các thông số hợp lý trong quá trình cắt ngang tre bằng lưỡi cưa đĩa

Tác giả Nguyễn Văn Nam trong công trình nghiên cứu tối ưu hóa quá trình

xẻ gỗ keo bằng cưa đĩa, tác giả đã xây dựng được cơ sở lý luận về tối ưu hóa quá trình xẻ gỗ bằng cưa đĩa và đã xác định được một số thông số tối ưu cho một loại cưa đĩa cụ thể, chưa có nghiên cứu lựa chọn cưa đĩa

Tác giả Phạm Văn Lý trong công trình nghiên cứu về xác định tỷ suất lực cắt

gỗ keo tai tượng bằng cưa đĩa, đã xác định được tỷ suất lực cắt, các hệ số ảnh hưởng đến tỷ suất lực cắt, tác giả chưa đề cập đến lựa chọn cưa đĩa

Tóm lại: Đã có một số công trình nghiên cứu về thiết bị chế biến gỗ, song

chủ yếu tập trung vào xác định các yếu tố ảnh hưởng và xác định các thông số tối

ưu, chưa có công trình nghiên cứu lựa chọn cưa vòng xẻ gỗ Do vậy, việc nghiên cứu lựa chọn cưa vòng xẻ gỗ cho làng nghề La Xuyên là cần thiết và có ý nghĩa thực tế cao

Với những phân tích ở trên chúng tôi chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu

tuyển chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ cho làng nghề La Xuyên - Ý Yên - Nam Định"

là rất cần thiết trong điều kiện hiện nay

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguồn nguyên liệu để sản xuất đồ mộc tại địa phương

Đối tượng của quá trình xẻ là nguyên liệu đầu vào cho quá trình xẻ tại địa phương Theo kết quả điều tra khảo sát tại địa phương thì nguyên liệu gỗ đầu vào cho quá trình xẻ chủ yếu là gỗ hộp chiếm 90% và 10% là gỗ tròn

Chủng loại gỗ chủ yếu là gỗ Gụ (mật) chiếm 70% và gỗ Dáng Hương chiếm 25%, các loại gỗ khác chiếm 5% với kết quả điều tra khảo sát như vậy chúng tôi chọn đối tượng của quá trình nghiên cứu là 2 loại gỗ đó là gỗ Gụ và gỗ Dáng Hương

2.1.1 Gỗ Gụ mật (Sindora siamensis Teysm.ex Miq)

a) Nguồn gốc phân bố:

Trên thế giới Gụ mật mọc ở Thái Lan, Lào, Việt Nam, Campuchia và Indomalesia Ở Lào loài gụ này phân bố ở Viêng Chăn, Ở Việt Nam: Quảng Ninh (Uông Bí: Yên Lập), Hà Bắc, Nghệ An (Qùy Châu, Nghĩa Đàn), Hà Tĩnh (Kỳ Anh), Quảng Trị (Bến Hải: Vĩnh Linh), Thừa Thiên Huế (Hương Điền: Sông Bồ, Thừa Lưu), Quảng Nam - Đà Nẵng, Khánh Hòa (Ninh Hòa: núi Hòn Hèo)

b) Đặc điểm ngoại hình:

Gụ mật là cây gỗ lớn, rụng lá, cao 40 m , đường kính thân 0,8-1m Lá kép lông chim một lần chẵn; cuống chính mang 3-4 đôi lá nhỏ, mọc đối, hình bầu dục rộng-trái xoan, dài 5-10cm, rộng 3-6cm, có cuống rất ngắn Chùm hoa ở đầu cành hay nách lá gần đầu cành, cuống chung dài 15-25 cm, có lông màu nâu; hoa có lông nhung nhiều, màu đỏ nhạt; Quả dẹt, gần tròn, có mũi nhọn, đường kính 5-6cm, cả hai mặt quả phủ đầy gai thẳng, nhọn, cứng, vỏ quả hóa gỗ mở vặn, có 1-3 hạt, trong quả có chứa cơm cứng màu vàng da cam Mùa hoa vào tháng 1-3, mùa quả vào tháng 4-8, tái sinh bằng hạt tốt.

c) Cấu tạo thô đại:

 Ảnh cấu tạo thô đại 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Gỗ giác lõi phân biệt, giác màu vàng nhạt, lõi màu nâu hồng nhạt Vòng năm không rõ Gỗ sớm, gỗ muộn không phân biệt Mạch phân bố phân tán, tụ hợp đơn kép, mạch trung bình (= 0.10.2 mm), số lượng ít (  5 mạch /1mm2) Trong mạch không có chất chứa

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây làm thành dải thưa

- Tia nhỏ(0.1 mm), số lượng nhiều (1016 tia/mm), khó thấy

- Không có cấu tạo thành lớp

- Có ống dẫn nhựa dọc

- Gỗ nặng khá bền Thớ gỗ thẳng, mịn và đẹp

d) Cấu tạo hiển vi:

 Ảnh cấu tạo hiển vi 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Mạch phân bố phân tán; tụ hợp đơn kép 2-3 Số lượng trên 1mm2 ít

(2-7 mạch/ mm2) Đường kính mạch theo chiều tiếp tuyến trung bình 100-170 (220)m

Lỗ xuyên mạch đơn, lỗ thông ngang xếp so le;trong mạch có chất chứa màu đen

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố theo hình thức: vây quanh mạch không kín, vây quanh mạch kín hình cánh, làm thành dải chạy song song với vòng năm

- Tia gỗ có bề rộng gồm 2-3 hàng tế bào (và chiều cao gồm 7 - 8 hàng tế bào; mật độ tia từ 6-11 tia/mm Tia gỗ có cấu tạo sắp xếp không đồng nhất Có tế bào chứa tinh dầu nằm trong tia gỗ Có tinh thể oxalat xếp thành dãy dọc

- Sợi gỗ có chiều dài trung bình 1200-1400m và có vách rất dày

- Gỗ không có cấu tạo lớp

- Gỗ có ống dẫn nhựa dọc

e) Một số tính chất vật lý và cơ học chủ yếu của gỗ Gụ mật

Hệ số co rút thể tích trung bình (0,41) Điểm bão hòa thớ gỗ thấp (23%)

b) Đặc điểm ngoại hình:

Cây gỗ to có tán lá hình ô, rụng lá, cao 25 - 35m, đường kính thân 0,7 - 0,9m hay hơn nữa Gốc có bạnh vè, thân thẳng, vỏ màu xám, bong những vảy lớn không đều hay hơi nứt dọc, có nhựa mủ đặc màu đỏ tươi chảy ra khi bị chém Cành non mảnh, có lông, cành già nhẵn, lá kép lông chim lẻ một lần, dài 15 - 25cm; mang 9 -

11 lá chét hình bầu dục thuôn hay hình trứng - thuôn, dài 4 - 11cm, rộng 2 - 5cm, gốc tròn hoặc tù, đầu có mũi nhọn cứng, hơi có lông

Cụm hoa hình chùy ở nách lá, phủ lông màu nâu, dài 5 - 9cm Hoa màu vàng nghệ, có cuống dài và nhiều lông, mùi rất thơm Quả tròn, đường kính 5 - 8cm, dẹt,

có mũi cong về phía cuống, màu vàng nâu, giữa có 1 hạt, xung quanh có cánh rộng

và có lông mịn như nhung

c) Cấu tạo thô đại:

 Ảnh cấu tạo thô đại 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Gỗ giác lõi phân biệt, gỗ giác màu nâu vàng, lõi màu nâu vàng hoặc nâu hồng Có những vệt màu đỏ nâu tạo thành vân Gỗ có mùi thơm

- Vòng năm rõ, gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt, vòng năm thường rộng 2- 5

d) Cấu tạo hiển vi:

 Ảnh cấu tạo hiển vi 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Mạch phân bố trung gian; tụ hợp đơn kép 2-3 Số lượng trên 1mm2 ít

( 2 -7 mạch/ mm2) Đường kính mạch có 2 loại kích thước phân biệt; loại nhỏ đường kính mạch 80m, loại lớn đường kính mạch trung bình 205m Lỗ xuyên mạch đơn, lỗ thông ngang xếp so le;trong mạch có chất chứa màu nâu đỏ

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố theo các hình thức: vây quanh mạch kín hình cánh & cánh nối tiếp, liên kết mạch giải hẹp

- Tia gỗ có bề rộng gồm 1-2 hàng tế bào (và chiều cao gồm 7 - 8 hàng tế bào; mật độ tia từ 12 tia/mm Tia gỗ có cấu tạo sắp xếp không đồng nhất Có tế bào chứa tinh dầu nằm trong tia gỗ Có tinh thể oxalat xếp thánh dãy dọc

- Sợi gỗ có chiều dài trung bình 1042(770 - 1230)m và có vách rất dày

- Gỗ có cấu tạo lớp

- Gỗ không có ống dẫn nhựa dọc

e) Một số tính chất vật lý và cơ học chủ yếu của gỗ Giáng hương

Gỗ Giáng hương có khối lượng thể tích (ở độ ẩm 12%) trung bình 0.73g/cm3

Hệ số co rút thể tích trung bình (0.43) Điểm bão hòa thớ gỗ thấp (23%) Giới hạn bền nén dọc thớ trung bình (631 kg/cm3) Giới hạn bền khi uốn tĩnh trung bình (1194 kg/cm3) Sức chống tách trung bình (11kg/cm) Hệ số uốn va đập trung bình (0.65)

2.1.3 Kích thước của loại gỗ

Căn cứ vào kết quả điều tra khảo sát chúng tôi chọn kích thước trung bình của hộp gỗ để nghiên cứu như sau

Gỗ Gụ: Dài 2,2m, rộng 50cm, dầy 35cm

Gỗ Dáng Hương: Dài 2,0m, rộng 45cm, dầy 30cm

2.2 Thiết bị nghiên cứu

Căn cứ vào kết quả điều tra khảo sát các loại cưa vòng tại địa phương

Căn cứ vào kết quả điều tra khảo sát các thiết bị cưa vòng hiện đang có trên thị trường Việt Nam

Căn cứ vào khả năng cung cấp các thiết bị cưa vòng của các cơ sở sản xuất

về chế tạo cưa vòng trong nước

Chúng tôi lựa chọn một số loại cưa vòng để đưa vào nghiên cứu như sau:

a) Cưa vòng nằm CD8 và CD7B của công ty TNHH Đồng Tháp

Công ty TNHH Đồng Tháp là công ty chuyên sản xuất cưa vòng, loại cưa này được sử dụng phổ biến hiên nay ở Việt Nam, công ty này có nhiều năm kinh nghiệm trong việc thiết kế chế tạo loại cưa vòng nằm

Ưu điểm: Đây là loại cưa có độ bền cao, chất lượng mạch xẻ tốt, ổn định trong quá trình xẻ, có nhiều kích cỡ cho người sử dụng để lựa chọn

Nhược điểm: Giá thành đắt, tốc độ lưỡi cưa thấp, từ đó năng suất không cao, hình thức mẫu mã chưa đẹp

Hình 2.1 Hình ảnh cưa vòng nằm Đồng Tháp

b) Cưa vòng nằm của công ty cơ khí Thanh Tòng

Đây là loại cưa được sử dụng khá phổ biến ở làng nghề La Xuyên, loại cưa

có một số ưu nhược điểm sau

Ưu điểm: Năng suất xẻ cao, với hai đường ray lớn nên có thể xẻ được loại cây gỗ, hộp gỗ lớn, tốc độ của lưỡi cắt lớn nên chất lượng bề mặt của ván xẻ tốt

Nhược điểm: Độ bền của lưỡi cưa thấp, độ bền chung của máy thấp nhất là vòng bi của bánh đà và độ bôm mê của bánh đà, tiêu thụ điện năng lớn

Hình 2.2 Hình ảnh của cưa vòng nằm Thanh Tòng

c) Cưa vòng nằm của công ty cơ khí Sáu Thành

Đây là loại cưa đang được sử dụng tại làng nghề La Xuyên, loại cưa này có

ưu nhược điểm sau

Ưu điểm: Kích thước gọn nhẹ, giá thành rẻ, tốc độ nâng lên hạ xuống nhanh, tiêu thụ điện năng thấp, phù hợp khi xẻ gỗ nhỏ

Nhược điểm: Năng suất thấp, chất lượng mạch xẻ thấp, không xẻ được cây

gỗ có đường kính lớn, tốc độ lưỡi cưa chậm

Hình 2.3 Hình ảnh của cưa vòng nằm Sáu Thành

d) Cưa vòng nằm của cơ khí Đông Anh

Cưa vòng nằm của cơ khí Đông Anh là loại cưa được thiết kế chế tạo cho phù hợp với những hộ sản suất kinh doanh khi xẻ gỗ nhỏ, gỗ rừng trồng vì kích thước và công suất nhỏ, giá thành cũng vừa rẻ, loại cưa này có ưu và nhược điểm sau

Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, giá thành mua máy thấp, tốn ít điện năng, chi phí trong quá trình sử dụng thấp

Nhược điểm: Không xẻ được cây gỗ có kích thước lớn, năng suất thấp, chất lượng mạch xẻ không cao

Tóm lại: Đề tài lựa chọn 5 loại cưa vòng nằm đã phân tích ở trên để tính

toán lựa chọn ra loại cưa phù hợp nhất cho năng suất, chất lượng và hiệu quả kinh tế cao, đáp ứng yêu cầu của thị trường xuất khẩu hàng hóa lâm sản

- Sơ đồ công nghệ xẻ suốt:

Ván thành phẩm (còn rìa hoặc vuông)

- Sơ đồ công nghệ xẻ hộp

- Sơ đồ công nghệ xẻ xoay tròn

b) Thuyết minh sơ đồ công nghệ xẻ gỗ

- Sơ đồ công nghệ xẻ suốt:

Đây là công nghệ xẻ áp dụng cho xẻ gỗ nhỏ, gỗ hộp khi xẻ thành ván mỏng, sơ

đồ công nghệ này chỉ tốn thời gian một lần chỉnh gỗ trên bệ xẻ, nên năng suất cao, tuy nhiên loại hình công nghệ này có nhược điểm đó là khi xẻ gỗ tròn thì tấm ván sau khi xẻ còn có rìa nên phải rọc bằng cưa đĩa hoặc cưa vanh, từ đó ảnh hưởng đến năng suất xẻ

Đối với xẻ gỗ nhỏ thì xẻ suốt còn cho tỷ lệ thành khí cao hơn xẻ hộp, do vậy loại công nghệ xẻ này thường áp dụng cho xẻ gỗ nhỏ, xẻ gỗ hộp

- Sơ đồ công nghệ xẻ hộp:

Loại hình công nghệ xẻ này thường áp dụng đối với xẻ gỗ tròn, ưu điểm của loại

xẻ này là ván sau khi xẻ đã được rọc rìa, không phải rọc rìa bằng các loại cưa khác, nhược điểm là tỷ lệ thành khí thấp nhất là đối với cây gỗ cong, bạnh vè, nhiều khuyết tật

Lọai công nghệ xẻ này thường áp dụng cho xẻ gỗ tròn, sản phẩm là hộp gỗ có chiều dầy lớn

- Sơ đồ công nghệ xẻ xoay tròn:

Loại hình công nghệ này thường chỉ áp dụng đối với cây gỗ có đường kính quá lớn, nếu xẻ suốt hoặc xẻ hộp không thực hiện được, thì lúc này ta phải xẻ bóc cho khúc

Xoay gỗ để xẻ

từ trên xuống dưới

Ván thành phẩm

Xoay gỗ để xẻ mạch thứ 2

Ván thành phẩm

gỗ nhỏ dần, phương pháp xẻ này cho năng suất và tỷ lệ thành khí thấp

Điều kiện áp dụng của công nghệ xẻ này là xẻ cây gỗ tròn có kích thước lớn

c) Lựa chọn công nghệ xẻ gỗ hợp lý

Từ phân tích ở trên mỗi loại sơ đồ công nghệ có ưu nhược điểm nhất định, điều kiện áp dụng nhất định Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ phải căn cứ vào nguyên liệu đầu vào của quá trình xẻ đó là gỗ hộp hay gỗ tròn, kích thước gỗ, yêu cầu kích thước sản phẩm ván xẻ để lựa chọn sơ đồ công nghệ xẻ hợp lý

Đối với xẻ gỗ tại làng nghề La Xuyên thì gỗ mang vào xẻ là gỗ hộp, kích thước trung bình không quá lớn, kích thước ván sau khi xẻ mỏng, sản phẩm sau khi xẻ chủ yếu phục vụ sản xuất đồ mộc gia dụng, nên công nghệ xẻ phù hợp nhất là công nghệ xẻ suốt

Tóm lại: Công nghệ xẻ gỗ được thực hiện tại La Xuyên như sau: gỗ hộp đưa

lên bệ xẻ, vam kẹp chặt, sau đó xẻ từ trên xuống dưới theo qui cách sản phẩm, sản phẩm ván xẻ vuông cạnh

2 4 Phương pháp nghiên cứu

2 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết sử dụng trong đề tài là áp dụng lý thuyết lựa chọn thiết bị máy móc Nội dung của phương pháp này có thể tóm tắt như sau:

Xây dựng các chỉ tiêu để lựa chọn thiết bị, từ đó xác định hàm mục tiêu và các tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu, xây dựng và lựa chọn phương pháp giải bài toán lựa chọn thiết bị Nội dung của phương pháp này được trình bày trong các tài liệu [2]; [3]; [25]

2.4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Phương pháp điều tra khảo sát xác định đại lượng nghiên cứu trong luận văn được thực hiện theo phương pháp điều tra chuyên ngành Nội dung của phương pháp cũng như việc xử lý các kết quả được trình bày trong các tài liệu [12], [13]

Việc tổ chức và tiến hành thí nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một số loại máy được tiến hành theo phương pháp thống kê toán học và phương pháp khảo nghiệm máy lâm nghiệp, quá trình tổ chức thực nghiệm cũng như xử lý các số liệu thí nghiệm được trình bày rõ trong các tài liệu [11], [12], [13] Việc áp dụng các phương pháp nghiên cứu nêu trên sẽ được trình bày cụ thể ở các chương tiếp theo khi tiến hành nghiên cứu từng nội dung

Chương 3

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN CHỌN CƯA VÒNG NẰM XẺ GỖ

3.1 Các phương pháp lựa chọn thiết bị

Việc tuyển chọn thiết bị sản xuất nói chung thường căn cứ vào kết quả tính toán, đánh giá một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của chúng trong cùng một điều kiện làm việc Để có cơ sở tuyển chọn trước tiên phải xây dựng một hệ thống các chỉ tiêu đánh giá Tuỳ theo quan điểm và mục đích của người tuyển chọn mà các chỉ tiêu này cũng rất khác nhau

Theo trình tự phát triển của bài toán chúng tôi giới thiệu một số phương pháp chọn thiết bị thường được áp dụng trong lĩnh vực Nông - Lâm nghiệp

3.1.1 Phương pháp xác định hiệu quả kinh tế trực tiếp

Theo phương pháp này thì chỉ tiêu quan trọng nhất được chọn để đánh giá các thiết bị là lợi nhuận, tức là số tiền lãi mà thiết bị làm ra trong một năm sản xuất hoặc trong cả đời làm việc của nó Do đó có hai cách xác định hiệu quả trực tiếp là:

3.1.1.1 Lợi nhuận hàng năm

Theo kết quả nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp và chế biến nông sản [25], lợi nhuận hàng năm được tính theo công thức sau (Không kể khấu hao máy và lãi xuất vốn đầu tư):

La = A(Tn - Cpm) (3.1)

Trong đó: La - Lợi nhuận thu được hàng năm tính bằng tiền

A - Khối lượng đơn vị công việc (m3) mà công cụ, máy móc làm được trong năm,

Tn - Đơn giá khi thực hiện công việc

Cpm - Chi phí sản xuất cho 1 đơn vị công việc (đồng, hoặc đơn vị sản phẩm) Chi phí sản xuất cho một đơn vị công việc (Cpm) được tính như sau:

Cpm = Sct + Scl + Ll + Nm + Bq + Ck (3.2 ) Trong đó: Scl - Chi phí sửa chữa lớn cho 1 đơn vị công việc (đồng)

Sct - Chi phí sửa chữa thường xuyên và phục vụ kỹ thuật

Ll - Chí phí lao động trực tiếp bao gồm lương thợ chính và phụ tính theo bậc công việc hoặc đơn giá khoán

Nm - Chi phí nhiên liệu, dầu mỡ hoặc điện năng (đ/đơn vị công việc)

Bq - Chi phí bảo quản, bao gồm chi phí lao động, vật tư, kỹ thuật phục vụ cho bảo quản theo yêu cầu của từng loại công cụ, máy móc (đ/đơn vị công việc)

Ck - Các chi phí khác (đ/đơn vị công việc)

3.1.1.2 Lợi nhuận của một đời công cụ, máy móc

Theo kết quả nghiên cứu của tiến sĩ khoa học Phan Thanh Tịnh viện Cơ điện Nông nghiệp [25], lợi nhuận cả đời máy được tính như sau:

Lt Lợi nhuận cả đời công cụ, máy móc

Z - Giá trị còn lại của công cụ, máy móc khi thanh lý

b) Lợi nhuận tối thiểu

Là mức lợi nhuận tối thiểu đảm bảo cho việc sử dụng máy không lỗ (không lãi)

Lnco = La.Tv (3.5)

c) Khối lượng công việc tối thiểu

Là khối lượng công việc tối thiểu hàng năm máy phải làm được để việc sử dụng máy không lỗ (không lãi)

d)Hiệu quả vốn đầu tư

Hiệu quả vốn đầu tư cho ta biết một đồng vốn đầu tư để trang bị công cụ máy móc sẽ thu lại được bao nhiêu

3.1.2 Phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu đánh giá

3.1.2.1 Chuẩn hoá giá trị của các phương án theo từng thông số về chất lượng làm việc

Theo kết quả nghiên cứu của Viện Cơ điện Nông nghiệp và chế biến nông sản, các thông số đặc trưng cho chất lượng làm việc của thiết bị được chuẩn hoá theo các công thức sau:

- Nếu giá trị của thông số tiến tới cực đại thì:

aaij

si ij

 (3.9) Trong đó: Wij - Số điểm về chất lượng làm việc của phương án ở thông số j

aij - Giá trị thực của các phương án theo từng thông số

asi - Yêu cầu về kỹ thuật phải đạt cho các loại công việc

3.1.2.2 Chuẩn hoá giá trị các phương án theo từng thông số về chi phí

Các chi phí của từng phương án theo các thông số về chi phí được xác định

theo công thức: w M

M

aij

ij jMax

 (3.10) Trong đó: Mij - Chi phí của phương án i ở thông số j

Waij - Số điểm về chi phí của phương án i ở thông số j sau khi được chuẩn hoá

Mjmax - Chi phí cao nhất của các phương án theo từng thông số

Về bản chất thì phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu của thiết bị vừa nêu là phương pháp thống kê cho điểm Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là mức

độ chính xác của bài toán phụ thuộc vào ý kiến của các chuyên gia khi xây dựng các trọng số (fi) Khi có nhiều thiết bị cần chọn đồng thời thì mức độ chính xác thấp

3.1.3 Chọn thiết bị theo các thông số tối ưu

Trình tự lập và giải bài toán tối ưu được trình bày qua hai bước: Phân tích định tính và phân tích định lượng như sau:

3.1.3.1 Phân tích định tính

Phân tích định tính là quá trình xem xét toàn bộ các đặc điểm tính chất của mỗi thiết bị, nêu ra những ưu điểm, nhược điểm và khả năng thực hiện của chúng để

từ đó ta chọn được một loại thiết bị phù hợp cho mỗi điều kiện cụ thể Dựa vào một

số đặc điểm tính chất của thiết bị như: Hình thức, mẫu mã, chủng loại, thói quen của người tiêu dùng để phân tích đánh giá và lựa chọn

3.1.3.2 Phân tích định lượng

Khi lựa chọn thiết bị chúng ta chỉ dựa vào phân tích định tính thì chưa đầy đủ

mà phải tiến hành phân tích định lượng Phân tích định tính chỉ ra cho thấy một số thiết bị có khả năng sử dụng được trong điều kiện sản xuất, nhưng hiệu quả sử dụng của chúng chưa đánh giá được cụ thể Phân tích định lượng là quá trình tính toán toàn

bộ các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, chỉ tiêu xã hội và môi trường từ đó so sánh các giá trị của chúng để chọn ra một thiết bị có nhiều chỉ tiêu tốt nhất Sau khi tính toán được giá trị của các chỉ tiêu có thể dùng một trong ba phương pháp để lựa chọn:

- Phương pháp so sánh: Là phương pháp truyền thống được sử dụng rộng rãi

trong sản xuất Phương pháp này đơn giản nhưng độ chính xác thấp Nội dung của phương pháp này là: Tính toán tất các các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tất cả các thiết

bị đưa ra so sánh, sau đó so sánh từng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các thiết bị với nhau Trên cơ sở đó thiết bị nào có nhiều chỉ tiêu đạt giá trị tốt thì ta chọn thiết bị đó

- Phương pháp thống kê cho điểm: Để đạt được mức độ chính xác cao và

bao quát hết các chỉ tiêu so sánh chúng ta cho điểm từng chỉ tiêu của từng thiết bị một, sau đó tổng hợp lại thiết bị nào đạt điểm cao nhất sẽ là phương án được chọn

- Phương pháp tối ưu: Nội dung của phương pháp này là: Xác lập mối quan

hệ giữa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong sự phụ thuộc vào các tham số có thể thay đổi được của thiết bị, ta được các hàm số gọi là hàm mục tiêu Khảo sát các hàm mục tiêu này tìm ra miền cực trị hay điểm cực trị Thiết bị nào ứng với tham số có điểm cực trị là thiết bị tối ưu nhất

- Với ưu điểm của phương pháp tối ưu đã trình bày ở trên trong nội dung của luận án này chúng tôi dùng phương pháp tối ưu để lựa chọn máycưa vòng nằm xẻ

gỗ cho làng nghề La Xuyên

3.2 Thiết lập bài toán chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ

Trong thực tế sản xuất hiện nay có nhiều loại cưa vòng của nhiều hãng chế tạo khác nhau, có công suất và chất lượng khác nhau Để quá trình lựa chọn được chính xác khoa học chúng tôi tiến hành như sau:

- Phân loại cưa vòng theo các hãng chế tạo

- Trong các hãng chế tạo chúng tôi đưa ra một số loại máy có công suất khác nhau để so sánh lựa chọn và tìm ra được một loại máy phù hợp nhất với điều kiện làng nghề và kinh tế của địa phương

- Như đã trình bày ở trên việc lựa chọn được tiến hành theo phương pháp tối ưu

3.2.1 Các chỉ tiêu tuyển chọn

3.2.1.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật

a) Năng suất xẻ gỗ của cưa vòng nằm

Như phần trên đã trình bày muốn lựa chọn được thiết bị thì ta phải xác định được các chỉ tiêu Đối với việc lựa chọn cưa vòng nằm xẻ gỗ thì chỉ tiêu về kỹ thuật quan trọng là năng suất xẻ được xác định bằng công thức sau:

n t t t

n F

T

N s ca

3 2

T - Thời gian làm việc trong 1 giờ tính bằng (giây)

 - Hệ số sử dụng thời gian lấy bằng 1=0,8

F - Diện tích một tấm ván xẻ được ( m2)

t1 - Thời gian đưa gỗ và vam gỗ vào bệ xẻ (giây)

t2 - Thời gian chỉnh cưa lấy kích thước tấm ván (giây)

t3 - Thời gian đẩy cưa hết chiều dài tấm ván và thời gian lùi cưa lại và thời gian hạ cưa xuống để xẻ mạch khác (giây)

n- số mạch xẻ

Dựa vào công thức (3.11) ta có thể tính được năng suất xẻ gỗ của các loại cưa khác nhau bằng lý thuyết Ngoài ra ta có thể tính được năng suất của các loại cưa bằng thực nghiệm

b) Chất lượng sản phẩm

Đối với thiết bị cưa vòng nằm xẻ gỗ thì chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng nhất đó

là chất lượng ván xẻ, chất lượng của ván xẻ được đánh giá bằng độ mấp mô trên bề mặt tấm ván Sau khi xẻ xong trên bề mặt tám vấn càng nhẵn càng tốt tức là độ mấp

 - chiều dài tấm ván đo độ mấp mô, mm

h - chiều cao mấp mô lớn nhất, mm

Như vậy đối với một tấm ván xẻ nếu chiều dài đo độ mấp mô cố định thì chiều cao mấp mô càng lớn thì độ phẳng càng thấp, và như vậy chất lượng ván xẻ thấp Ngược lại nếu độ mấp mô càng nhỏ thì độ phẳng càng cao, chất lượng ván xẻ càng cao

3.2.1.2 Chỉ tiêu về kinh tế

Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá bằng những chỉ tiêu cụ thể sau:

Cp - Chi phí sản xuất tính cho 1 m2 ván xẻ được (đ/m2)

Cnc - Chi phí nhân công tính cho 1 m2 ván xẻ (đ/m2)

Cnl - Chi phí điện tính cho 1 m2 ván xẻ (đ/m2)

Ckhm - Chi phí khấu hao máy tính cho 1 m2 ván xẻ được (đ/m2)

Csc - Chi phí sửa chữa tính cho 1 m2 ván xẻ được (đ/m2)

Cls - Chi phí lãi suất vay vốn đầu tư thiết bị (đ/m2)

Ckhlc - Chi phí khấu hao lưỡi cưa tính cho 1 m2 ván xẻ được (đ/m2)

b Chỉ tiêu về lợi nhuận

Chỉ tiêu kinh tế quan trọng nhất để lựa chọn thiết bị đó là lợi nhuận của thiết

bị làm ra trong một năm hoặc cả đời máy Trong chỉ tiêu này bao hàm cả chỉ tiêu về năng suất và chỉ tiêu về chi phí

- Lợi nhuận trong một ca được tính toán theo công thức như sau:

Lca  ( Nsca kg  Cp) (3.14) Trong đó: Lca - Lợi nhuận trong một ca của cưa vòng tính bằng (đồng)

Nsca- Năng suất trong một ca làm việc (m2/ ca), tính theo công thức (3.11)

kg - Đơn giá thuê khoán (đồng/m2), lấy theo đơn giá thực tế tại địa phương;

Cp - Chi phí cho một ca sản xuất (đồng/ca), tính theo công thức (3.13)

- Lợi nhuận trong một năm của cưa được tính theo công thức (3.1) và và được viết như sau:

Ln= Nsca (kg- Cp) (3 15)

Trong đó: Ln - Lợi nhuận trong một năm của cưa vòng

D - Số ca làm việc trong một năm của cưa vòng

Do số ca làm việc trong một năm của các loại cưa là tương đối bằng nhau nên để lựa chọn chính xác chúng ta sử dụng chỉ tiêu lợi nhuận cả đời cưa để tính toán lựa chọn

- Lợi nhuận cả đời cưa được tính theo (3.3) có dạng:

n - Số năm làm việc của thiết bị tính theo số giờ làm việc của cưa

Z - Giá thanh lý của cưa

Khi tính đến lãi suất vay vốn ngân hàng, lợi nhuận cả đời cưa được tính theo công thức sau:

LT =

n nd

q n

P E

.

1 E

n

( 3.17) Trong đó: E= 1+pq, với pq là lãi suất vay vốn ngân hàng, %

c) Thời gian hoàn vốn (TV) kể cả lãi suất vay vốn đầu tư

Thời gian hoàn vốn được tính theo công thức sau:

TV =  E

)1(n

n n

(3.18)

Trong đó Tv- Thời gian hoàn vốn của cưa, năm

d Hiệu quả vốn đầu tư Hv

Hiệu quả vốn đầu tư là chỉ tiêu tổng hợp đánh giá thiết bị nó được tính theo công thức (3.7) có dạng như sau:

nd

v h n V

Z

T T L

( 3.19 ) Trong đó: Th - Thời hạn sử dụng máy tính theo lý lịch cưa

Znd - Giá bán buôn của cưa

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm chỉ tiêu

a) Yếu tố thuộc về loại gỗ