lập bản đồ xẻ với phương pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm

Hiện nay ngành chế biến lâm sản đâng lâm vào tình trạng thiếu nguyên liệu trầm trộng. Gỗ tự nhiên còn rất ít, đòi hỏi ngành chế biến chuyển hướng sử dụng nguyên liệu từ rừng tự nhiên sang nguy

Chuyên đề tốt nghiệp

Tên chuyên đề : “lập bản đồ xẻ với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ

thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm”

Lời nói đầu

Hiện nay ngành chế biến lâm sản đâng lâm vào tình trạng thiếu nguyên liệu trầm trộng Gỗ tự nhiên còn rất ít, đòi hỏi ngành chế biến chuyển hớng sử dụng nguyên liệu từ rừng tự nhiên sang nguyên liêu từ rừng trồng Đặc điểm của gỗ rừng trồng là tốc độ phát triển nhanh, tính chất vật cơ lý thấp, kích thớc nhỏ, khuyết tật nhiều Do đó khi sử dụng gỗ rừng trồng cho ta lợi dụng rất nhỏ và chất lợng kém.

Nghàng sản xuất công nghệ ván nhân tạo nói chung và nghành công nghệ sản xuất ván ghép thanh nói riêng đã ra đời và đang phát triển Nó giải quýet mâu thuẫn giữa cung và cầu trong việc sử dụng gỗ, mặt khác đây là dạng công nghệ sử dụng hiệu quả gỗ rừng trồng

Chất lợng ván ghép thanh phụ thuộc rất nhiều yếu tố τrong đó chất lợng thanh cơ sở đóng vai trò quan trọng Trong ván ghép thanh, ván ghép từ gỗ keo là tràm nói riêng khâu pha phôi gỗ thành các thanh cơ sở là việc làm trớc tiên và nó ảnh hởng rất lớn đến các khâu sau đó đợc sự thống nhất của thầy Ts: Nguyễn Phan Thiết em tiến hành chuyên đề: “ Lập bản đồ xẻ với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm ”

Vì thời gian và điều kiện nghiên cứu có hạn và khả năng của bản thân còn có hạn lại cha có kinh nghiệm trong vấn đề nghiên cứu nên không thể tránh khỏi xót em rất mong đợc sự góp ý của thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Nguyễn kim hiều

Chơng I:Tổng quan

1.1 Mục tiêu chuyên đề

lập đợc bản đồ xẻvới phơng pháp xẻ bán xuyên tâm khi xẻ thanh cơ sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, trên cơ sở đó định hớng cho việc xẻ thanh cơ cở khi sản xuất ván ghép thanh từ loại gỗ này.

1.2 Phạm vi đề tài nghiên cứu:

Loại gỗ keo lá tràm 7- 10 tuổi, ở núi luốt Trờng Đại học Lâm Nghiệp Sẩn phẩm ở đây là loại ván ghép thanh thông dụng không phủ mặt với kích thớc thanh cơ sở là S.B.L=18x40x450

Lập mô hình lý thuyết đa yếu tố và thực nghiệm với hai yếu tố đầu vào là (D) và(α) để xác định hiệu quả kimh tế nhất với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm.

1.3 Nội dung chủ yếu của đề tài:

Cơ sở lý luận

Tính toán lý thuyết phơng pháp xẻ, bản đồ xẻThực nghiệm

Kết quả đề tài, kết luận và kiến nghị

1.4 phơng pháp nghiên cứu

Phơng pháp kế thừa và phơng pháp thực nghiệm kết hợp với thực nghiệp để xản xuất thanh cơ sở t gỗ keo lá tràm với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm với sự trợ giúp của phần mềm OTP

Chơng II: cơ sở lý thuyết

2.1 Bản đồ xẻ

Là hệ thống các đờng nét hoặc hệ thống các ký hiệu đợc vẽ hoặc ghi trên tiết diện ngang cây gỗ hay trên giấy để thể hiện quy cách xẻ và trình tự tiến hành xẻ Một cáhc tổng quát có hai cách lập bản đồ xẻ cơ bản sau: ph-ơng pháp lập gián tiếp và phơng pháp lập trực tiếp Tuy nhiên còn phụ thuộc vào đặc điểm nguyên liệu và quy mô sản xuất của nhà máy xí nghiệp mà ngơì ta áp dụng phơng pháp lập bản đồ xẻ cho phù hợp.

Bản đồ xẻ có một vị trí quan trọng trong quá trình xẻ Nó cũng ảnh ởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ Một bản đồ xẻ chỉ phù hợp với một khúc gỗ với đờng kính, độ cong, độ thót ngọn Vì vậy lập bản đồ xẻ đúng, phù hợp với từng khúc gỗ là một yêu cầu cấp thiết.

h-2.1.1 các loại bản đồ xẻ

Để lập một bản đồ xẻ chúng ta phải căn cứ đến việc xây dựng nguyên lý tỷ lệ thành khí định mức Phải xem xét biểu diễn quy trình xẻ một cách hợp lý nhất để nâng cao tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ Một bản đồ xẻ phải thể hiện đợc vị trí và kíc thớc sản phẩm trên tiết diện ngang khúc gỗ sao cho phù hợp với nguyên lý tỷ lệ thành khí lớn nhất tuỳ theo đặc điểm nguyên liệuvà quy mô sản xuất của nhà máy, xí nghiệp mà ngời ta áp dụng phơng pháp lập bản đồ xẻ cho thích hợp.

+ Bản đồ xẻ gián tiếp:

Là phơng pháp lập thể hiện bằng các ký hiệu chữ và số theo một quy định chung Nhng vào đó ngời ta biết đợc ngay quy cách các tấm ván cần xẻ trên tiết diện ngang cây gỗ Phơng pháp này phù hợp với các xí nghiệp có nguồn nguyên liệu ổn định, dễ dàng cơ giới hoá và tự động hoá, nhng phơng pháp này phức tạp và không linh hoạt với những nguyên liệu khuyết tật và ngoại hình phức tạp vì thế không nâng cao đợc tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ nên trong thực tế ít đợc sử dụng.

+ Lập trực tiếp:

Là phơng pháp đợc sử dụng phổ biến, hiện nay nó có u điểm là đơn giản dễ hiểu, linh động Khi lập bản đồ xẻ ta căn cứ vào hình dạng, kích th-ớc và vị trí các khuyết tật của gỗ cũng nh mức độ phong phú của sản phẩm Vì thế khả năng tận dụng gỗ lớn, nhng nó có nhợc điểm là trong quá tỷình lập đợc tiến hành trực tiếp lên đầu cây gỗ nên năng suất lao động thấp Ph-ơng pháp này thích hợp với những xí nghiệp có đặc điểm nguyên liệu phức tạp.

2.2 Khái niệm phơng pháp xẻ.

2.2.1 Phơng pháp xẻ gỗ tiếp tuyến:

Gỗ xẻ tiếp tuyến là gỗ xẻ có tiếp tuyến với vòng năm gỗ tại điểm trung tâmván hợp với bề mặt (chiều rộng) của tiết diễn gỗ xẻ một góc β luôn bé hơn [β] Thông thờng β = 30 - 550, trong tấm vánta phải lấy góc [β] lớn nhất của tiết diện Để thực hiện quá trình xẻ ta xác định miền cho phép xẻ gỗ tiếp tuyến cho nửa hình tròn biểu thị tiết diễn ngang của cây gỗ Miền cho phép gỗ xẻ tiếp tuyến lớn nhất là miền hình chữ nhật nội tiếp trong hình quạt.

Z0 =

cos[ ][ ]2cos

dụng gỗ và chất lợng sản phẩm Tuy nhiên trong một số công nghệ vẫn phải áp dụngphơng pháp xẻ này nh đóng tàu, cầu

2.2.2 Phơng pháp xẻ suốt

Ưu điểm của phơng pháp này là khả năng tận dụng gỗ lớn , có thể đáp ứng đợc nhiều chủng loại sản phẩm trong đó có ván ghép thanh Quá trình xẻ tiến hành đơn giản, gỗ rất dễ cố định phù hợp với các xí nghiệp loại vừa và nhỏ.

Là phơng pháp xẻ mà sản phẩm thu đợc tất cả đều là ván cha sạch bìa, xẻ theo phơng pháp này rất linh động trong sản xuất, nhất là nguyên liệu có nhiều bệnh tật, có điều kiện nâng cao tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ tuy nhiên phơng pháp này bộc lộ một số nhợc điểm: Chi phí để rọc rìa các tấm ván tơng đối lớn, quy cách kích thớc chiều rộng ván không thống nhất nên gây khó khăn cho khâu cơ giới hoá và tự ddộng hoá.

2.2.3 Phơng pháp xẻ hộp:

Là các phơng pháp mà các sản phẩm thu đợc đa số đã rạch rìa, cạnh, phơng pháp này áp dụng để xẻ ván, xẻ hộp Nó phù hợp với quy mô xởng vừa và lớn, để cơ giới hoá và tự động hoá quy cách sản phẩm đảm bảo chính xác, có khả năng nâng cao năng suất lao động và tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng gỗ Nhng phơng pháp này kém linh động, với những loại gỗ có hình dạng phức tạp, không ổn định Trong quá trình xẻ khó loại bỏ

2.2.4 Phơng pháp xẻ xuyên tâm.

Là gỗ xẻ có bề rộng hợp với đờng tiếp tuyếncủa vòng năm tai trung tâm mặt cắt ngang một góc α ≥ [α], thông thờng α = 650 Góc α là góc đợc qui định tr-ớc theo yêu cầu sử dụng của gỗ xẻ Để đảm góc α ≥ [α] các ván chỉ đợc lấy ra ở vùng nhất địnhcủa tiết diện, vùng đó là vùng cho phép Miền cho phép lớn hay nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, đờng kính gỗ, góc α Thờng dùng hai cách xẻ gỗ xuyên tâm sau:

+ Cách xẻ hình quạt: Đây là cách xẻ đợc thực hiện trên 1/4 tiết của cây gỗ.Phơng pháp này có khả năng thu đợc lợng gỗ xuyên tâm cao nhng nhợc điểm lớn nhất là khó cố định gỗ, cần có công cụ chuyên dùng đặc biệt trong quá trình xẻ vì vậy đây cũng là một phơng pháp xẻ cho những loại sản phẩm có yêu cầu đặc biệt.

Mở rộng bài toán trên khi xẻ ván xuyên tâm thực hiện trên một phần nửa hình tròn.

Nếu xẻ xuyên tâm cho một phần của nửa hình tròn

Miền cho phép tính theo công thức :2222

[a]+ d[a]+r4[a]+1

Z: Chiều rộng thực tế của miền xẻ Z.

Z1: Chiều rộng miền xẻ ( khoảng cách tâm của hai tấm ván ).E: Chiều dày mạch xẻ

B: Là nửa chiều dài miền xẻ.

α: Là góc xuyên tâm của ván xẻ.D: Là đờng kính tiết diện cây gỗ.

2.3 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh và các yếu tố ảnh hởng.

2.3.1 Công nghệ sản xuất ván ghép thanh.

Nguyên liệu

Ván ghép thanh là một loại sản phẩm ván nhân tạo xuất hiện từ rất sớm từ các nớc tây âu nhng nó chỉ pháp triển mạnh những năm 1970 Và đang đợc sử dụng một cách rộng rãi do khẳ năng đa dạng về kích thớc, không kén chọn nguyên liệu, công nghệ sản xuất đown giản Nguyên liệu sử dụng chủ yếu là có kích thớc, đờng kính nhỏ, đòi hỏi độ bền cơ học không cao, dễ dàng nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ Sản phẩm đồng đều về độ ẩm, đa dạng và ổn định về kích thớc, linh động khi liên kết và lắp ghép Giá thành so với các lọa ván nhân tạo khác thì rẻ hơn nhiều, tuy nhiên các loại ván nhân tạo đều có u đểm riêng và công nghệ phù hợp Theo tiêu chuẩn công nghệ của Anh (BS 6100 – 1984) ván ghép thanh phân chia thành một số lọai chủ yếu sau.

+ Ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt+ Ván thanh khung rộng

+ Ván ghép thanh lõi đặc có phủ mặt

Nguyên liệu chúng tôi cung cấp để sản suất ván ghép thanh là loại ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt Sản phẩm thu đợc bằng cách ghép các thanh gỗ có kích thớc nhỏ, gắn với nhau bằng chất kết dính Vì không phủ mặt nên yêu cầu chất lợng phủ mặt tơng đối cao, màu sắc đồng đều

2.12 Nguyên lý hình thành ván ghép thanh

Để ghép các thanh thành phần theo kirllop có một số cách ghép sau:+ Ghép đối xứng vòng năm theo phơng tiếp tuyến

+ Ghép đối xứng vòng năm theo phơng xuyên tâm

KT thanhXử lý thanh Tráng keo Xếp ván Xử lý mặt ép ván

+ Ghép các thanh thành phần theo kiểu ngón:

2.3.2 Các yếu tố ảnh hởng tới công nghệ sản xuất ván ghép thanh

2.3.2.1 ảnh hởng của cấu tạo gỗ:

Gỗ là loại vật liệu có cấu tạo từ nhiều hợp chất hữu cơ, thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ là xenlulo, hêmixenlulo và lipgin trong cấu tạo của phân tử xenlulo có chứa nhóm OH, khi gỗ tiếp xúc với keo các phần tử có cực tính trong keo sẽ liên kết với nhóm OH tạo nên sự dán dính Cấu tạo gỗ rất phức tạp đối với một số loại gỗ phải lựa chọn một loại keo và chế độ ép sao cho phù hợp với từng loại gỗ.

2.3.2.2 ảnh huơng của độ ẩm gỗ:

Trong quá trình dán dính, dung môi từ dung dịch keo chủ yếu thông qua con đờng khuếch tán vào bề mặt gỗ và xung quanh vì thế gỗ có dộ ẩm tăng lên Trong thực tế dung môi bay hơi ra ngoài là rất ít Phần giữa mối dán hầu nh không bay hơi, nếu độ ẩm gỗ cao làm đọng dung môi trong màng keo cản trở quá trình hình thành mối gián, làm giảm cờng độ gián dính Vì vậy trong công nghệ ván ghép thanh độ ẩm của gỗ sau khi sấy là 8 – 10%.

2.3.2.3 ảnh hởng của bề mặt vật gián:

Độ bền của mối gián phụ thuộc vào màng keo trong quá trình gián ép, mà bề mặt vật gián là một trong những yếu tố quyết định chất lợng màng keo Bề mặt nhẵn sẽ tạo đợc màng keo phẳng, liên tục, đều, tạo cho mối gián có cờng độ cao.

2.3.2.4 ảnh của kích thớc thanh cơ sở:

Kích thớc thanh cơ sở sử dụng trong ván ghép thanh phụ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm và khẳ năng tận dụng gỗ của từng, vùng từng nhà máy Nếu kích thớc thanh cơ sở nhỏ sẽ hạn chế đợc khuyết tật do gỗ tự nhiên gây ra: Mắt, mục, nứt Khẳ năng tận dụng gỗ cao sự chênh lệnh khối lợng thể tích giữa các thanh không lớn nên mức độ co ngót giữa các chiều nhỏ, chất lợng ván ghép đồng đều và ổn định hơn Nhng kích thớc thanh nhỏ chi phí tạo thanh lớn, hao hụt gỗ nhiều, tốn keo

Theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ kích thớc thanh cơ sở của ván ghép thanh dùng cho hàng mộc đợc chia nh sau:

Chiều rộng thanh 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 55 (mm)

Chiều dày thanh 8, 10, 12, 14, 16, 19, 20, 45 (mm)

Để thu đợc yêu cầu, chất lợng sử dụng gỗ cũng nh nâng cao khẳ năng tận dụng gỗ, chúng tôi chọn kích thớc thanh cơ sở nh sau:

2.3.2.6 ảnh hởng các yếu tố công nghệ

+ sấy gỗ: sấy gỗ là một khâu rất quan trọng ,nó quyết định trực tiếp đến chát lợng thanh cơ sở và chất lợng sản phẩm Nừu chế độ sấy không phù hợp, quá trình xếp gỗ không đúng quy cách, thanh cơ sơ có thể bi cong vênh hoặc có độ ẩm không đạt yêu cầu Trông xản xuất tuỳ theo yêu cầu của chất lợng sản phẩm và quy cách thanh cơ sơ mà ngời ta chọn chế độ sấy cho phù hợp.

+ độ chính xác gia công: độ chính xác gia công là mức độ phù hợpvề kích thớc và hình dạngcủa chi tiết thực tế so với chi tiết theo yêu cầu trông quá trình sản xuất ván ghép thanh,phải đồng đều về kích thớc và hình dạng giữa các thanh với nhau cũng nh gia thanh với quy cách sản phẩm đặt ra Nếu tiết diện các thanh không đồng nhất ( hình bình hành, hình chữ nhật ), trong quá trình ép sẽ làm bề mặt giữa các thanh không tiếp…

xúc hết với nhau, điều này làm giảm chất lợng dán dínhvà chất lơng sản phẩm.mặt khác nếu chiều rộng và chiều dày các thanh không đều, trong quá trình ghép dẽ làm tấm ván bị vênh và không đủ áp lực ép, khi đó chất lợng dán dính và chất lợng sản phẩm sẽ không đạt yêu cầu Tuy nhiên trong thực tế dây chuyền sản xuất ván ghép thanh, để đồng đều và chuẩn về kích thớc cũng nh hình dạng, ngời ta thực hiện gia công thanh trên máy bào bốn mặt.

+chất lợng gia công bề mặt: đợc đánh giá qua mức độ mấp mô bề mặt trong một thanh và giữa các thanh với nhau Nếu bề mặt gia công càng phẳng , nhẵn, mức độ mấp mô thấp thì lợng keo tráng mỏng, đồng đều và liên tục, khả năng tiếp xúc giữa các thanh gỗ càng caochất lợng mối dán tăng Ngợc lại chất lợng bề mặet thấp( độ mấp mô lớn) làm chiều dày màng keo không đồng đều sẽ gây ra nội ứng suất trong khi ép làm chất l-ợng mối dán giảm.độ nhẵn bề mặt gia công láy là G8.

+ ảnh hởng của bản đồ xẻ và phơng pháp xẻ: vị trí của thanh gỗ troogn cây tính theo đờng kính liên quan nhiều đến sự co rút và cong vênh của

thanh cơ sở cũng nh sản phẩm sau khi ép Vì vậy trong sản xuất ván ghép thanh, phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ quyết định nhiều đến chất lợng thanh cơ sở Nếu phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ hợp lý sẽ hạn chế đợc những

khuyết tật tự nhiên của gỗ Nếu thanh cơ sở đợc xẻ xuyên tâm sẽ ít bị biến dạng, conmg vênh trông quá trình phơi sấy nhng tỷ lệ thành khí thấp Khi xẻ tiếp tuyến, do chênh lệch co rút gia hai chiều thớ gỗlớn lên dễ bị cong vênh điều nay giảm chất lợng thanh cơ sở và chất lợng ván ép Tuỳ thuộc vào nguyên liệu gỗ và mục tiêu s dụng khác nhau mà ngời ta có các phơng pháp và bản đồ xẻ cho phù hợp.

2.3.2.7 ảnh hởng của công nghệ gián ép.

Trong công nghệ gián ép yếu tố quan trọng và quan tâm nhất là chế độ ép Chế độ ép gồm 3 yếu tố chính:

- Thời gian ép - Chế độ ép.- áp suất ép.

Ngoài ra còn có ảnh hởng cuẩ độ nhớt của keo, ảnh của độ ph trong keo Nh vậy yêu cầu của thanh cơ sở có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng, yêu cầu của ván ghép thanh nó không chỉ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ mà còn ảnh hởng tới công nghệ sản xuất ván ghép nên việc tính toán nâng cao tỷ lệ thành khí định mức đồng thời nâng cao chất lợng sản phẩm sẽ là yêu cầu cấp thiết.

2.4 Lý thuyết qui hoạch thực nghiệm đa yếu tố

Đây là phơng pháp tổ chức tiến hành thí nghiệm sao cho có thể nhận đợc thông tin lớn nhất, đầy đủ nhất với các chi phí ít nhất về thời gian, nguyên vật liệu và công sức.

Quy hoạch thực nghiệm đợc xây dựng trên nguyên tắc “hộp đen” Nghĩa là đối tợng nghiên cứu là phần đóng kín, là phần cha biết trong quá trình nghiên cứu, do đó xây dựng đợc mô hình toán học diễn tả tơng quan giữa các tham số đầu vào và các tham số đầu ra là nội dung chính của quy hoạchthực nghiệm.

để thực hiện đợc nội dung trên thờng phải thực hiện các bài toán kế tiếp nhau.

• Xây dựng nội dung thí nghiệm.

• Chọn kế hoạch thực nghiệm.

• Tổ chức thí nghiệm.

• Gia công số liệu thí nghiệm.

• Phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm.

2.5.1 Xây dựng nội dung thí nghiệm:

Đây là bớc xây dựng quy mô bài toán mà cụ thể là trả lời các câu hỏi thí nghiệm cái gì? để làm gì? tren cơ sở đó chọn đợc các tham số đầu vào và tham số đầu ra cho thích hợp Bớc này rất quan trọng vì rằng các số lợng các tham số vào và ra thờng rất lớn Nếu đa tất cả các tham số vào nghiên cứu thì số thí nghiệm quá nhiều Vì thế cần chọn những yếu tố cơ bản nhất

Các tham số đầu vào nh nguyên liệu (hình dạng, chiều dài, đờng kính, độ cong, độ thon, bệnh tật) sản phẩm, công nghệ (quy trình xẻ, phơng pháp xẻ, bản đồ xẻ) tay nghề công nhân, máy móc thiết bị

Khi chọn đợc các tham số đầu vào và ta tiếp tục chọn vùng biến thiên của các biến đầu vào.

Xi min <Xi <Xi max (I = 1,2,3, ,n)

Các giá trị Xi min, Xi max thờng đợc xác định từ những điều kiện, công nghệ, nguyên vật liệu, kinh tế kỹ thuật trong thực nghiệm, phơng pháp đo và thiết bị đo tơng ứng với Xi đó.

Giá trị cố định của yếu tố thứ i trong một thí nghiệm gọi là mức của yếu tố ấy Trong các mức khác nhau của yếu tố i quan trọng nhất là mức cơ số Xio (mức không) Sau cùng là chọn khoảng biến thiên Li của biến thứ i Quan trọng nhất là mức không và phải lớn hơn đáng kể so với sai số của dụng cụ đo yếu tố ấy.

-Trong đó: Xi là dạng mã, xi là dạng thực, mức xio là mức cơ sở, li là khoảng biến thiên của biến thứ i.

Theo cách biểu diện này thì mức trên cần biến là Xi max = +1; mức dới là Xi min = -1; mức cơ sở là Xio = 0 hay ta ghi (=); (-); (0).

Ta có bảng 01 xác định khoảng biến động

Tên yếu tố

X1X2