KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ UỐN GỖ TRÊN MÁY SẤY CAO TẦN

LỜI NÓI ĐẦU Để có một chi có hình dạng cong với một bán kính cong nào đó, người ta thường lấy tấm nguyên liệu lớn rồi dùng cưa vòng lượn để cưa tấm ván đó ra chi tiết có hình dạng như yê

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP

TÔ THANH TÂM

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ UỐN GỖ

TRÊN MÁY SẤY CAO TẦN

LUẬN VĂN KỸ SƯ CHUYÊN NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2007

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA LÂM NGHIỆP

KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ UỐN GỖ

TRÊN MÁY SẤY CAO TẦN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ĐẶNG ĐÌNH BÔI SINH VIÊN THỰC HIỆN : TÔ THANH TÂM

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 08/2007

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Hội đồng chấm báo cáo luận văn tốt nghiệp đại học khoa Lâm Nghiệp, trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh xác nhận luận văn “KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ UỐN GỖ TRÊN MÁY SẤY CAO TẦN” do sinh viên Tô Thanh Tâm, khóa 2003-2007, ngành Chế Biến Lâm Sản, đã bảo vệ thành công trước hội đồng vào ngày

PGS.TS ĐẶNG ĐÌNH BÔI Người hướng dẫn,

Ký tên, ngày tháng năm

Chủ tịch hội đồng chấm báo cáo Thư ký hội đồng chấm báo cáo

Ký tên, ngày tháng năm Ký tên, ngày tháng năm

MỤC LỤC

Trang MỤC LỤC i

LỜI CẢM ƠN iii

LỜI NÓI ĐẦU iv

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH vi

Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Lí do đề tài 2

1.3 Mục tiêu đề tài 3

1.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 3

1.5 Phương pháp và vật liệu nghiên cứu 3

Chương 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu một số phương pháp uốn gỗ khác 4

2.2 Sấy cao tần 5

Chương 3: CƠ SỞ LÍ LUẬN 3.1 Giải thích từ ngữ 8

3.1.1 Thiết bị cao tần 8

3.1.2 Mức phục hồi 8

3.2 Bán kính uốn cho phép đối với gỗ 8

3.2.1 Xác định vị trí trục trung hoà 8

3.2.2 Xác định bán kính cong của trục trung hoà khi uốn 11

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gỗ uốn 15

3.3.1 Nguyên liệu gỗ uốn 15

3.3.2 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt ẩm 15

3.3.3 Chế độ uốn 16

3.4 Phương pháp và vật liệu nghiên cứu 17

3.4.1 Nguyên liệu 17

3.4.2 Giới thiệu về đặc điểm cây Bạch đàn 18

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Nội dung khảo sát 19

4.1.1.Khảo sát một số chi tiết cùng loại 19

4.1.2 Quy trình công nghệ của uốn gỗ 20

4.1.2.1 Hấp gỗ 20

4.2 Uốn gỗ 24

4.2.1 Mục đích 24

4.2.2.Khuôn ép 25

4.2.3 Quá trình uốn ép 26

4.2.3.1 Cấu tạo máy ép 26

4.2.3.2 Nguyên tắt hoạt động 27

4.2.3.3 Quá trình uốn 28

4.3 Phân loại 28

4.4 Những khuyết tật của gỗ khi uốn và biện pháp khắc phục 29

4.5 Quá trình phục hồi của gỗ 31

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 37

5.2 Kiến nghị 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

PHỤ LỤC 40

 PGS.TS Đặng Đình Bôi − giáo viên hướng dẫn − Người đã giúp

đỡ tôi thực hiện đề tài

 Thầy Hoàng Văn Hoà − Người đã giới thiệu nơi thực tập cho tôi

 Ban giám đốc cùng toàn thể cán bộ nhân viên, anh chị em công nhân công ty Scansia Pacific đã giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài này

 Toàn thể các bạn lớp Chế Biến Lâm K29 đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

LỜI NÓI ĐẦU

Để có một chi có hình dạng cong với một bán kính cong nào đó, người ta thường lấy tấm nguyên liệu lớn rồi dùng cưa vòng lượn để cưa tấm ván đó ra chi tiết có hình dạng như yêu cầu, nhưng phương pháp này sẽ làm hao tổn nguyên liệu rất nhiều làm cho giá thành sản phẩm tăng lên, mặt khác khả năng chụi lực của chi tiết này sẽ giảm đi, do các thớ gỗ trong chi tiết đó bị cắt đứt không liên kết chặt chẽ với nhau Nhưng với yêu cầu về thẩm mỹ cung như sức bên của chi tiết càng cao và nguồn nguyên liệu đang giảm, nên có một giải pháp để khắc phụ được nhược điểm trên là người ta sẽ uốn gỗ Có thể dùng uốn

ép đồng thời để sản xuất chi tiết cong, tuy uốn ép đồng thời có thể dùng các tấm ván mỏng tráng keo rồi đem vào khuôn ép sau đó đem xe ra phôi cong và

có thể dùng uốn ép gỗ tự nhiên có chiều dày tính toán trước, cả 2 kiểu này có thể dùng máy uốn gia nhiệt bằng các loại gia nhiệt khác nhau Ở xí nghiệp Scansia Pacific người ta sử dụng máy uốn gia nhiệt cao tần, xí nghiệp đã sản xuất nhiều chi tiết trên máy này, tuy nhiên chưa có một nghiên cứu nào theo dõi nghiêm túc về quá trình uốn gỗ trên máy sấy cao tân Chính vì vậy được sự phân công của bộ môn Chế Biến Lâm Sản khoa Lâm Nghiệp, được sự cho phép của ban giám đốc công ty Scansia Pacific và sự hướng dẫn của thầy Đặng Đình Bôi, tôi tiến hành đề tài “KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ UỐN GỖ TRÊN THIẾT BỊ CAO TẦN” tại công ty Scansia Pacific

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1 Bán kính của bạch đàn mềm 35

Bảng 2 Mức phục hồi của gỗ mềm 35

Bảng 3 Bán kính của bạch đàn cứng 36

Bảng 4 Mức phục hồi của gỗ cứng 36

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Thiết Bị Uốn Ướt 4

Hình 2.2.Thiết Bị Uốn Khô 5

Hình 2.3 Sơ Đồ Nguyên Lý Sấy Cao Tần 5

Hình 3.1: Biểu Đồ Biến Thiên Ứng Suất Pháp Theo Chiều Cao Dầm 9

Hình 3.2.Sơ Đồ Ứng Suất 9

Hình 3.3 Sơ Đồ Biến Dạng Tương Đối Khi Nén 12

Hình 4.1 Gỗ Uốn Cong Hai Bán Kính 19

Hình 4.2.Gỗ Uốn Một Bán Kính 20

Hình 4.3 Lò Hấp Bằng Hơi Nước 23

Hình 4.4 Sơ đồ các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian hấp và độ mềm của gỗ 24

Hình 4.5 Khuôn Uốn 26

Hình 4.6 Sơ Đồ Cầu Tạo Máy Ép Cao Tần 28

Hình 4.7 Dàn Gia Nhiệt Cao Tần 28

Hình 4.8: Sơ đồ quy trình uốn gỗ 29

Hình 4.9 Gỗ Bị Gãy Sau Khi Uốn 31

Hình 4.10 Gỗ Bị Nứt Ở Phần Mặt Lồi 31

Hình 4.11 Sơ Đồ Xác Định Bán Kính Gỗ 33

ta đã biết để làm ra một chi tiết cong có thể dùng phương pháp lọng hoặc phương pháp uốn Nhưng uốn gỗ là phương pháp có nhiều ưu điểm hơn đặc biệt là tiết kiệm nguyên liệu hơn so với phương pháp lọng, cưa lọng nan cong làm lãng phí một lượng gỗ khá lớn Ngoài ra, cách thức cưa lọng còn bị hạn chế bởi một số nguyên nhân chính sau:

Hình dạng nan cong được định trước bằng cách vạch mực lên các phiến phách và thực hiện quá trình cưa lọng Do đó trên một phiến phách không có khuyết tật phải bỏ đi một phần gỗ

Các khuyết tật nứt đầu thường xảy ra ở phiến phách do đó đưa đến sự loại bỏ một số nan trên phách Đối với gỗ bệnh tật, mắt cây ở cạnh nan phải bỏ nan

Do dùng cưa lọng cưa chi tiết hình dạng cong như yêu cầu nên các thớ

gỗ sẽ bị cắt đứt, sự liên kết giữa các thớ gỗ yếu đi làm cho chi tiết kém bền, nhất là đối với những chi tiết có yêu cầu về độ cong càng lớn thì khả năng chịu lực của chi tiết đó càng nhỏ

Do đó, chọn ván làm phiến phách cho việc thực hiện cưa lọng tạo chi tiết cong rất hạn chế và không tránh khỏi lượng gỗ tiêu hao lớn Nhất là đối với nguyên liệu cho đồ mộc

Khâu cuối cùng cho công đoạn hoàn tất chi tiết cong là hoàn tất bề mặt thẩm mỹ cho chi tiết Bề mặt chi tiết cong do cưa lọng không hợp thẩm mỹ sẽ gây bất lợi cho công đoạn hoàn tất phôi Việc bào ở hai mặt của nan cong mất khá nhiều cong và khó đạt độ nhẵn theo yêu cầu

Vì vậy, phương pháp uốn gỗ để sản xuất chi tiết cong thay cho cưa lọng

để nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ, khắc phục được các nhược điểm của phương pháp lọng đã nêu trên

1.2 Lí do đề tài

Chúng ta biết rằng để sản xuất một chi tiết cong ta có thể dùng phương pháp gia công (lọng) hoặc uốn Nhưng vấn đề được đặt ra là phương pháp cưa lọng để tạo ra chi tiết cong vẫn được sử dụng song song với phương pháp uốn, lọng thì chi tiết kém bền và tiêu hao nguyên liệu hơn phương pháp uốn, nhưng

có một số ưu điểm mà phương pháp uốn khó làm được :

+ Lọng có thể tạo được chi tiết cong có độ dày khá lớn mà phương pháp uốn không làm được (chân ghế, thanh viền cong của mặt ghế,…) mà vẫn đảm bảo độ bền do chi tiết quá dày

+ Gỗ được uốn cong theo phương pháp lọng sẽ giữ nguyên hình dáng của nó, không bị thay đổi về độ cong do quá trình phục hồi lại của gỗ gây ra như phương pháp uốn

+ Tạo ra chi tiết có hình dạng cong phức tạp

Tuy nhiên các chi tiết nhỏ do lọng tạo ra lại không đủ đáp ứng về khả năng chịu lực lại tốn nhiều nguyên liệu Xuất phát từ nhu cầu đó những nhà kỹ thuật của công ty Scansia Pacific đã tìm hiểu và ứng dụng công nghệ uốn gỗ vào các chi tiết của sản phẩm như thanh tựa, thanh mặt ngồi,…Những sản phẩm mới từ công nghệ này đem đến những thanh gỗ uốn đáp ứng những yêu cầu về tính thẩm mỹ Các chi tiết cong cấu thành nên sản phẩm vừa sang trọng, vừa mềm mại đã thu hút được sự lựa chọn của nhiều người Đồng thời các chi tiết cong do lọng khi muốn bào ở hai mặt nan cong sẽ gặp khó khăn và độ nhẵn cũng không tốt, còn đối với các chi tiết được đưa vào uốn đã qua sơ chế trước nên không bị ảnh hưởng do bào

1.3 Mục tiêu đề tài

Đề tài được thực hiện nhằm một số mục tiêu như sai:

- Khảo sát quy trình uốn gỗ qua đó ghi nhận các công đoạn và thông số

kỹ thuật của quá trình uốn gỗ

- Ghi nhận lại các công đoạn của quá trình uốn gỗ

- Theo dõi thời gian và mức độ phục hồi của gỗ sau khi ra khỏi máy

- Tìm hiểu nguyên nhân và biện pháp khắc phục các khuyết tật của gỗ được uốn trên thiết bị sấy cao tần, từ đó đề xuất biện pháp cải thiện

1.4 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Địa điểm : Quá trình khảo sát được thực hiện tại công ty Scansia Pacific toạ lạc tại lô 24-30 đường số 1, khu công nghiệp Tân Tạo, Quận Bình Tân Thành phố Hồ Chí Minh

Thời gian : Thời gian thực tập để tiến hành thu thập số liệu từ 05/03/2007 đến 20/05/2007

1.5 Phương pháp và vật liệu nghiên cứu:

Nghiên cứu được tiến hành trên những thanh gỗ bạch đàn nhỏ đã qua sơ chế với quy cách là 15x23x360 Số mẫu theo dõi là 10, mỗi thanh được xác định trước bán kính bằng phép đo hình học, trong đó có 5 thanh bạch đàn nhẹ

và 5 thanh bạch đàn nặng được chọn một cách ngẫu nhiên từ mỗi mẻ uốn Và cách đo là so sánh sự khác nhau về bán kính của mẫu gỗ vừa ra khỏi máy uốn với bán kính của nó đã qua một thời gian cất giữ

Dụng cụ nghiên cứu gồm có thước dây để đo bán kính của thanh gỗ và mức độ phục hồi của thanh gỗ, viết và giấy cuộn để vẽ lại hình dáng của thanh

gỗ

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu một số phương pháp uốn gỗ khác

Qua tham khảo tài liệu có hai phương pháp uốn là uốn ướt và uốn khô

của tác giả Robert Thurston Kent

Phương pháp uốn ướt (Hình 2.1) thường được áp dụng với những thanh gỗ có mặt cắt ngang khá vuông vức, bằng cách hấp hay luộc đến độ

ẩm bão hoà thớ gỗ Có ba yếu tố quan trọng trong phương pháp uốn ướt: Thứ nhất là cần có một bề mặt cứng và láng, không có sự thay đổi đột ngột về độ cong ở mặt lõm của vật cong, thứ hai cần có một đai kim loại mỏng

và dẽo áp sat ngoài mặt lồi của vật cong, và cuối cùng cần có một lực ép vừa

đủ ở hai đầu vật cong để hạn chế sự hư hỏng trong quá trình uốn Nếu ép nóng trong khi uốn sẽ rút ngắn thời gian uốn

9 6

8

Hình 2.1 : Thiết bị uốn ướt

3 − Gỗ; 6 − Nền cong; 7− Đai thép;

8− Tay đòn 9− Miếng chận đầu

Phương pháp uốn khô (Hình 2.2) Được thực hiện với miếng gỗ

có dạng ván.Trong phương thức uốn này sức nóng được cung cấp đến trục (2) và đai thép dẽo (4) Tấm gỗ (3) được nhồi lên xuống để đạt độ cong nhất

định Nhiệt độ được tăng đến độ cao nhất định Và miếng gỗ được giữ nguyên ở độ cong đó cho đến khi nguội hoàn toàn và trở về độ ẩm thăng bằng.

Hình 2.2 : Thiết bị uốn khô

Trong gỗ có các ion H+, OH-,e+, e-, các ion gỗ bị dao động( phụ thuộc vào dòng điện)→ tạo ma sát→ làm nóng thanh gỗ→làm nước trong gỗ hoá hơi→ áp lực trong gỗ tăng→ giải phóng nước trong gỗ ra mgoài

Nguyên lý :

Lợi dụng tần số dòng điện ở tần số cao người ta dùng các cặp bản cực để đưa nguyên liệu sấy vào giữa các cặp bản cực đó Trong nguyên liệu sấy có các ion H+, OH- và các hợp chất khác mang ion trái dấu, do tần số dòng điện cao nên các ion trong vật liệu sấy dao động xung quanh vị tí của nó đang tồn tại tạo nên lực ma sát lớn nên nó làm nóng nguyên liệu sấy Nếu độ ẩm càng cao thì quá trình làm nóng càng nhanh và lượng hơi nước trong gỗ bị hoá hơi sinh ra

áp suất bên trong và bên ngoài thanh gỗ vì vậy tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình bốc hơi nước trên bề mặt gỗ

Nếu chỉ sấy (không uốn gỗ) thì quá trình bốc và bay hơi nước trên bề mặt gỗ hầu hết thực hiện ở giai đoạn gỗ nằm ngoài các bản cực và tiếp tục đưa nguyên liệu gỗ qua các cặp bản cực để thực hiện quá trình sấy

Gỗ đưa vào sấy phải ướt, càng ướt càng tốt, không nên đưa gỗ khô vào sấy, nếu không sẽ xảy ra hiện tượng cháy gỗ

Ưu nhược điểm của phương pháp sấy cao tần :

Tất cả các phương pháp sấy thông thường hiện nay được sử dụng trong công nghệ chế biến gỗ đều có nhược điểm là thời gian sấy dài Nguyên nhân chủ yếu ở đây là sự hình thành ngược chiều dòng ẩm và dòng nhiệt bên trong

gỗ trong quá trình sấy Có nghĩa là khi sấy, gỗ sẽ được làm nóng từ ngoài vào trong, do lớp gỗ bên ngoài tiếp xúc với nhiệt trước, sau đó qua quá trình dẫn nhiệt, các lớp gỗ bên trong sẽ được làm nóng dần lên Do đó, nhiệt độ bên trong gỗ bao giờ cũng thấp hơn nhiệt độ bên ngoài gỗ, nhất là trong giai đoạn đầu của quá trình sấy Như vậy hướng chuyển dịch của dòng ẩm và dòng nhiệt luôn luôn ngược chiều nhau trong quá trình sấy Đó chính là điều cơ bản cản trở quá trình khô của gỗ làm kéo dài thời gian sấy

Với phương pháp sấy cao tần, quá trình gia nhiệt do hiện tượng cảm ứng điện từ xoay chiều của chất điện môi (gỗ) làm cho trong gỗ ở những vị trí nào

ẩm nhất sẽ được làm nóng nhanh nhất và mạnh nhất Nếu đầu tiên ẩm độ trong

gỗ phân bố đều trên toàn bộ thanh gỗ thì trong sấy cao tần gỗ sẽ được làm nóng đều Nhưng do trong quá trình khô, ẩm trên lớp gỗ bề mặt bay hơi và khuyếch tán ẩm ra ngoài không khí, sẽ làm cho lớp gỗ ngoài mặt lạnh hơn (do hiện tượng thu nhiệt của quá trình bay hơi) Qua đó, hình thành chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong gỗ Như vậy chiều chuyển dịch của dòng nhiệt sẽ

là chiều từ trong ra ngoài và trùng với chiều chuyển dịch của ẩm trong gỗ trong quá trình sấy Qua đó sẽ kích thích tạo điều kiện thúc đẩy quá trình khô của gỗ nhanh chóng hơn và rút ngắn được thời gian sấy

Trong sấy gỗ để làm khô 1kg nước từ gỗ, cần tiêu thụ một lượng nhiệt hoàn toàn xác định, không phụ thuộc vào phương pháp sấy khoảng 1.600 -2.500Kcal/kg nước bay hơi Với các biện pháp sấy gỗ bình thường, do thời gian sấy dài, nhiệt lượng mất mát (tổn thất qua vỏ lò sấy, các thất thoát khác) sẽ rất lớn, trong phương pháp sấy cao tần, do thời gian sấy ngắn nên tổn thất nhiệt bình quân sẽ rất ít, đó là điều kinh tế khá lý thú, cần được lưu ý quan tâm

Ngoài những điểm trên, phương pháp sấy cao tần còn những ưu điểm sau đây:

* Dễ cơ giới hoá và tự động hoá trong quá trình sấy,

* Cấu trúc thiết bị đơn giản, gọn nhẹ và sạch sẽ

* Chất lượng sấy đảm bảo, quá trình sấy dễ điề tiết

* Đặc biệt thuận tiện cho sấy vật liệu, sản phẩm gỗ có hình thù, kích thước đa dạng và phức tạp

3.2 Bán kính uốn cho phép đối với gỗ

Là giới hạn về độ cong tối đa mà gỗ có thể đạt được mà không bị gãy do phải chịu lực ép của khuôn uốn tạo ra

Dựa vào kết quả bài toán uốn thuần tuý trong môn học sức bền vật liệu

để xây dựng bài toán xác định bán kính uốn cong gỗ qua những tham số đã có

3.2.1 Xác định vị trí trục trung hoà

Khi chịu uốn mặt ngoài của dầm bị căng ra (chịu ứng suất kéo) và mặt lõm của dầm bị nén lại (chịu ứng suất nén), trên trục trung hoà chịu ứng suất trượt cực đại Biểu đồ biến thiên của ứng suất pháp theo chiều cao dầm được biểu diễn trên hình vẽ dưới đây:

Hình 3.1: Biểu đồ biến thiên ứng suất pháp theo chiều cao dầm

Đối với vật liệu đẳng hướng, modun đàn hồi khi kéo nén là như nhau, không phụ thuộc vào hướng lực tác dụng, vì vậy trục trung hoà sẽ nằm giữa tiết diện

Với vật liệu gỗ không đẳng hướng, khi uốn ngang nếu chiều cao không quá lớn có thể coi modun đàn hồi như nhau khi kéo và nén, và trục trung hoà hầu như nằm ở giữa tiết diện Mặt khác với vật liệu gỗ biểu đồ biến thiên của ứng suất, vị trí trục trung hoà khi uốn ngang thuần tuý (khi ứng suất còn dưới giới hạn bền khi kéo và nén dọc thớ) có thể xác định theo sơ đồ ứng suất sau:

Hình 3.2: Sơ đồ ứng suất

k : Giới hạn bền kéo

n : Giới hạn bền nén

a : chiều cao đến tâm dẽo

b : chiều cao tâm đàn hồi vùng vật liệu nén

c : chiều cao tâm đàn hồi vùng vật liệu kéo

d,h : chiều rộng và cao của dầm

V : Khoảng cách trục trung hoà đã dịch chuyển đến tâm hình học của mẫu

k n k n

Khi uốn cong phần thớ chịu nén bị biến dạng nhiều hơn phần thớ bị kéo,

do đó mặt trung hòa bị dịch về phía chịu kéo Vị trí trục trung hòa đến tâm hình học của mẫu được xác định:

3.2.2 Xác định bán kính cong của trục trung hoà khi uốn

Theo công thức trong môn sức bền vật liệu :

Z





 : biến dạng tương đối khi kéo nén dọc thớ

: bán kính cong trục trung hòa

Hình 3.3: Sơ đồ biến dạng tương đối khi nén

Ở đây theo sơ đồ trên biến dạng tương đối cực đại khi nén ở trạng thái giới hạn được xác định :

Biến dạng khi kéo dọc thớ εkcó sự phụ thuộc vào loại gỗ nhưng không lớn, còn biến dạng khi nén dọc thớ phụ thuộc rất nhiều vào loại gỗ và tình trạng

gỗ

Như vậy, để xác định bán kính nhỏ nhất của mẫu gỗ có chiều cao h, chúng ta viết phương trình biến dạng tương đối cực đại cho thớ bị kéo:

h : chiều cao thanh gỗ uốn (mm)

εkmax : biến dạng tương đối cực đại khi kéo dọc thớ

k n







 : tỷ số giới hạn bền kéo và giới hạn bền nén

Tóm lại, qua công thức (2.21) để xác định rmin cần phải biết chiều cao của thanh, biến dạng tương đối cực đại khi kéo của gỗ và giới hạn bền kéo, giới hạn bền nén dọc thớ gỗ (chiều dài thanh gỗ uốn theo chiều dọc thớ)

Trong quá trình xây dựng công thức rmin trên, nếu không tính đến sự di chuyển khi uốn của trục trung hoà vào vùng chịu kéo thì bán kính cực tiểu của mẫu có thể tính đơn giản hơn như sau:

2 km

h r



 

   

Bán kính cực tiểu của mẫu khi dịch chuyển trục trung hoà vào vùng kéo

có thể tìm được như sau :

h : chiều dày thanh gỗ

l : chiều dài thanh gỗ trước khi uốn

r : bán kính mẫu uốn

Chiều dài thanh gỗ ở phần chịu kéo

l2 = l *(1+ εk) Chiều dài thanh gỗ ở phần chịu nén

l1 = l*(1- εn)

1 2

1 1

k n

l l

Suy ra : 1

1

k n

r h r

h r

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gỗ uốn

3.3.1 Nguyên liệu gỗ uốn

Mỗi loại gỗ khác nhau có đặc điểm, tính chất, cấu tạo khác nhau đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó độ ẩm của gỗ cũng ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm Gỗ là loại vật liệu dị hướng, có cấu tạo xốp và được đặc trưng bằng sự hình thành của mạch gỗ, tia gỗ, các dãy tế bào

mô mềm… Tính chất của gỗ, kích thước, cấu tạo, số lượng các thành phần cấu tạo gỗ phụ thuộc vào loài cây và điều kiện sinh trưởng của loài cây đó

Khi xét trên quan điểm vật liệu thì gỗ là vật liệu có chất lượng cao, tính cách nhiệt, cách điện tốt,… Nhưng khi xét vật liệu dưới góc nhìn cường độ thì

gỗ là vật liệu có cường độ cao Các chất hoá học cấu tạo nên gỗ gồm : Celullose, Hemicelullose, Lignhin Vì vậy, khi nhiệt độ tăng cao ( >1300C) thì Hemicelullose và Lignhin chảy loãng hoặc mềm làm cho kết cấu của gỗ yếu đi, thể tích giảm xuống dẫn đến bị biến dạng Ngoài ra, mắt gỗ, chiều thớ, độ rộng vòng năm, tỷ lệ gỗ sớm, gỗ muộn, chiều dài tế bào, độ ẩm cũng ảnh hưởng đến công nghệ uốn gỗ

3.3.2 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt ẩm

Xử lý nhiệt ẩm là khâu công nghệ quan trọng Khi gỗ được xử lý nhiệt tính chất cơ lý của gỗ sẽ thay đổi, gỗ sẽ dẻo hơn nên khi uốn làm hạn chế các

khuyết tật khi uốn Mặt khác, khi hấp gỗ sẽ có một số lợi ích sau: Loại trừ triệt

để sâu ấm có hại trong gỗ, cải thiện màu sắc của gỗ, quá trình làm khô gỗ trong quá trình uốn sẽ nhanh hơn, giảm khuyết tật khi uốn

3.3.3 Chế độ uốn

Chế độ uốn của gỗ gồm các yếu tố : áp lực uốn (P), thời gian uốn (t), nhiệt độ uốn (T) Ba yếu tố này ảnh hưởng tới năng suất, chất lượng, giá thành sản phẩm

Áp suất (P) : Vai trò của áp suất là tăng khả năng nén chặt các sợi gỗ lại với nhau, tạo ra một lực làm cho gỗ biến dạng theo một đường cong nhất định, đồng thời khắc phục được một số hiện tượng cong vênh, mấp mô của bề mặt

gỗ Ngoài ra, áp suất còn nhằm ổn định sản phẩm như về khối lượng thể tích Thời gian uốn (t) : Là thời gian cần thiết để duy trì gỗ trong máy Nếu

bỏ qua các thành phần thời gian phụ trợ thì thời gian ép bao gồm : thời gian gia nhiệt (cùng lúc với thời gian tăng áp suất từ giá trị 0 đến giá trị Pmax), thời gian duy trì áp suất ép (thời gian ổn định phôi) Thời gian ép ngắn thì năng suất máy

ép sẽ tăng lên, nhưng chất lượng gỗ uốn có thể sẽ không ổn định Thời gian ép dài năng suất máy ép sẽ thấp, nhưng gỗ có chất lượng tương đối ổn định Do

đó, thời gian ép hợp lý là thời gian đảm bảo các tính chất cơ lý của gỗ theo yêu cầu Căn cứ vào đặc điểm, cấu tạo, tính chất của gỗ bạch đàn và điều kiện uốn tại công ty chúng tôi nhận thấy thời gian ép dao động từ 50-70 phút

Nhiệt độ uốn (T) : khi uốn ở nhiệt độ caogox sẽ hoá mềm nênlàm tăng khả năng nén ép của các sợi gỗ và tạo kết cấu nén ép được ổn định hơn Tại công ty sử dụng máy ép cao tần làm dụng cụ gia nhiệt, nên nhiệt độ để gia nhiệt

là ổn định, nếu gia nhiệt quá nhiều sẽ làm cho gỗ dễ bị nứt tét hoặc các chất chiết suất tràng ra bề mặt bị cháy và kết cấu gỗ không bị ổn định, gỗ dễ bị cháy

do quá nhiều nhiệt

3.4 Phương pháp và vật liệu nghiên cứu

Nghiên cứu trên những thanh gỗ bạch đàn nhỏ đã qua sơ chế với quy cách là 15x23x360 Số mẫu theo dõi là 10, mỗi thanh được xác định trước bán kính bằng phép đo hình học, trong đó có 5 thanh bạch đàn nhẹ và 5 thanh bạch đàn nặng được chọn một cách ngẫu nhiên từ mỗi mẻ uốn Và cách đo là so

sánh sự sai khác về bán kính của mẫu gỗ vừa ra khỏi máy uốn vớI bán kính của

nó đã qua một thời gian cất giữ

Dụng cụ nghiên cứu gồm có thước dây để đo bán kính của thanh gỗ và mức độ phục hồi của thanh gỗ, viết và giấy cuộn để vẽ lại hình dáng của thanh

gỗ

3.4.1 Nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu gỗ tự nhiên ngày nay đang giảm trầm trọng, gỗ nội địa không đủ độ tuổi, nguyên nhân chính do tình trạng khai thác rừng bừa bãi làm nguyên liệu của ngành chế biến lâm sản giảm trầm trọng, rừng tự nhiên bị đóng cửa, rừng trồng chưa đủ đáp ứng nhu cầu của ngành chế biến gỗ nên phần lớn gỗ được nhập từ nước ngoài Các sản phẩm đồ gỗ nội thất ta có thể sử dụng các loại ván nhân tạo (ván dán, ván dăm, ván MDF) để giả gỗ thật, chất lượng sản phẩm vẫn tốt, vẫn đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng, nên nguồn nguyên liệu đối với mặt hàng này khá phong phú Ngược lại, với các sản phẩm đồ gỗ ngoài trời do tính chất đặc thù của chúng là phải tiếp xúc trực tiếp với các điều kiện ngoại cảnh (nắng, mưa,…) nên yêu cầu nguyên liệu phải là gỗ tự nhiên, gỗ này phải có các tính chất chịu nước giỏi, chống chịu các điều kiện ngoại cảnh tốt, các loại Bạch Đàn, các cây họ dầu được sử dụng phổ biến

Tại công ty Scansia Pacific chuyên sản xuất các loại sản phẩm ngoài trời xuất khẩu, nguyên liệu sử dụng chủ yếu ở đây là bạch đàn và thông trong đó bạch đàn là nguyên liệu chủ yếu cho công nghệ uốn gỗ tại đây, được nhập về từ Brazil và Arghentina gồm bạch đàn cứng và bạch đàn mềm, gỗ đưa vào uốn là những nan gỗ nhỏ đã qua sơ chế

Trước khi đưa vào uốn gỗ được lựa chọn phát hiện những khuyết tật của

gỗ như mắt sống, mắt chết, nứt tét,… để loại bỏ Độ ẩm của của các thanh gỗ này được giới hạn trong khoảng: 12%-25%, qua nghiên cứu người ta thấy, đây

là giới hạn độ ẩm tốt nhất để uốn, mẻ uốn sẽ ít bị hao hụt và cho ra những thanh gỗ có độ cong tốt hơn, nếu độ ẩm của các nan gỗ dưới mức quy định sẽ không thể tiến hành uốn được, vì khi đó gỗ sẽ là vật cách điện dòng điện từ trường ở hai bản cực sẽ không có tác dụng làm các ion trong gỗ dao động (để diễn ra quá trình làm khô gỗ trong khi uốn) Đối với trường hợp gỗ quá ướt (W

> 25%) quá trình uốn diễn ra dễ dàng, gỗ ít bị khuyết tật sau khi ra khỏi máy uốn do lúc này gỗ có độ dẽo rất cao, nhưng do độ ẩm cao để gỗ khô thật sự phải kéo dài thời gian gỗ nằm trong máy uốn, điều này sẽ ảnh hưởng đến năng suất uốn trong 1 ca hoặc 1 ngày Nếu độ ẩm của gỗ cao mà vẫn giữ thời gian uốn như quy định (25-30 phút gia nhiệt; 25-30 phút giữ khuôn), khi ra khỏi khuôn gỗ chưa đạt độ ẩm cần thiết độ ẩm lúc này còn cao chúng ta sẽ không nhận được những thanh gỗ có độ cong như ý muốn do quá trình hồi ẩm của gỗ

và các thanh gỗ sẽ phục hồi lại rất nhanh, do đó trước khi đưa vào uốn nguyên liệu phải được kiểm tra độ ẩm, nếu độ ẩm cao quá phải đưa vào lò sấy riêng để làm giảm độ ẩm Gỗ đưa vào uốn phải là những nan gỗ ít bị mắt hay mối mọt, những thanh như vậy phải loại bỏ ngay để tránh ảnh hưởng đến các thanh gỗ khác trong mẻ uốn và hiệu suất uốn

3.4.2 Giới thiệu về đặc điểm cây Bạch đàn

Ở Việt Nam, bạch đàn được nhập vào nước ta từ lâu và hiện có khoảng trên 2000 loài Theo tài liệu “Tên các cây rừng Việt Nam” Bạch đàn chủ yếu thuộc họ Myrtac, sống ở dạng cây nhỏ,vùng phân bố chủ yếu ở các vùng Đông Bắc Lâm Đồng, thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa_Vũng Tàu, công dụng chủ yếu là lấy gỗ cho tinh dầu (một ít)

Bạch đàn khảo sát trong đề tài này là loại bạch đàn được nhập từ Brazil

và Arghentina với tên khoa học là Eucaluptus heavy và Eucaluptus Grandis, tên gọi tại công ty là Bạch đàn nặng (bạch đàn Brazil) và bạch đàn nhẹ (bạch đàn Arghentina) Đây là hai loại gỗ bạch đàn được công ty nghiên cứu và đưa vào sử dụng mùa vụ 2003 đến nay

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Nội dung khảo sát

4.1.1.Khảo sát một số chi tiết cùng loại

Các chi tiết cong được khảo sát ở đây là những thanh gỗ nhỏ trong kết cấu của một chiếc ghế sử dụng ngoài trời như nan tựa lưng hay nan mặt ngồi Sau đây là một số hình ảnh về các chi tiết này

Hình 4.1 : Gỗ uốn cong hai bán kính