Xây dựng phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanh cơ sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm

Xây dựng phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanh cơ sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, làm cơ sở định mức tiêu hao nguyên liệu khi sản xuất ván ghép thanh từ lo

Chơng 1 :Tổng quan1.1 Mục tiêu đề tài

Xây dựng phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanhcơ sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, làm cơ sở định mức tiêuhao nguyên liệu khi sản xuất ván ghép thanh từ loại gỗ này.

1.2 Phạm vi đề tài nghiên cứu:

Loại gỗ keo lá tràm 7- 8 tuổi, ở núi luốt Trờng Đại học Lâm Nghiệp.Loại ván ghép thanh thông dụng không phủ mặt

1.3 Nội dung chủ yếu của đề tài:

- Cơ sở lý luận - Thực nghiệm

- Kết quả đề tài, kết luận và kiến nghị

1.4 Phạm vi nghiên cứu :

Việc xác định tỷ lệ thành khí định mức, tỷ lệ lợi dụng gỗ trong côngnghệ xẻ, xác định mức tiêu hao nguyên liệu trong chế biến là một việc hết sứccần thiết và quan trọng Nó không chỉ là cơ sở cho chúng ta đánh gía chất lợngcông nghệ, năng lực gia công của công nhân, mà còn giúp chúng ta xác địnhđợc phơng pháp gia công cần thiết giúp nâng cao tỷ lệ thành khí,nâng caothành quả lao động ở Trờng Đại học Lâm Nghiệp đã có một số đề tài tốtnghiệp của sinh viên khoa chế biến lâm sản đề cập đến vấn đề nghiên cứu lựachọn phơng pháp xẻ và xây dựng bản đồ xẻ hợp lý khi xẻ thanh cơ sở cungcấp cho công nghệ ván ghép thanh từ loại gỗ keo lai, keo tai tợng.

Keo lá tràm là một trong những loại cây trồng chủ lực hiện nay của ch ơng trình 661 Tuy nhiên, nó cha đợc nghiên cứu một cách thấu đáo cả về cấutạo, tính chất cơ vật lí và sử dụng Chính vì thế, đợc sự cho phép của khoa chếbiến lâm sản, và sự hớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Phan Thiết chúng tôi đisâu nghiên cứu về loại gỗ này Đề tài tập trung vào 2 vấn đề chủ yếu :

Là tỷ số giữa thể tích gỗ xẻ(bao gồm cả sản phẩm chính và phụ) và thểtích gỗ tròn đem vào xẻ trong cùng điều kiện tính bàng phần trăm.

Trong đó p: Tỷ lệ thành khí (%)

Vx: Thể tích gỗ xẻ thu đợc (m3) V: Thể tích gỗ tròn đa vào xẻ

Tỷ lệ thành khí là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá trình độ kỹ thuật xẻ củamột số cơ sở sản xuất, một ngành, một nớc Nâng cao đợc tỷ lệ thành khi xẻcó ý nghĩa rất lớn về kỹ thuật về mặt sử dụng gỗ và cung cấp gỗ Rộng hơnnữa là tiết kiệm đợc lợng gỗ khai thác góp phần bảo vệ môi trờng, bảo vệrừng.

2.1.2 Tỷ lệ thành khí địng mức:

Là chỉ tiêu tỷ lệ thành khí phải đạt đợc của một cơ sở sản xuất nó mangtính trung bình tiên tiến và có kể đến ảnh hỏng của các yếu tố khách quan chủyếu dựa trên cơ sở thống kê.

Tỷ lệ thành khí là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá tình hình sảnxuất của xí nghiệp sản xuất xẻ, tỷ lệ thành khí do ảnh hởng của nhiều yếu tốkhách quan nên đề ra tỷ lệ thành khí định mức.

Nhờ công cụ tính toán thống kê ta có thể xây đợc tỷ lệ thành khí đảmbảo độ chính xác.

2.1.3 Các yếu tố ảnh tới tỷ lệ thành khí.2.1.3.1 Nguyên liệu gỗ:

Tính chất cơ học và tính chất vật lý của gỗ: Giữa vào các cấu tạo khácnhau của gỗ mà các tính cơ lý của gỗ cũng khác nhau Gỗ càng cứng (tínhchất cơ học cao) tỷ lệ thành khí gỗ sẽ cao.

Kích thớc gỗ tròn: Kích thớc gỗ tròn đợc trng bằng chiều dài và đờngkính Qua nghiên cứu ở nhiều cơ sở sản xuất cho thấy nếu chiều dài càng giảmthì cho tỷ lệ thành khí cao, vì nếu gỗ càng dài thì khả năng xuất hiện bệnh tậtcàng nhiều Với đờng kính kính gỗ càng lớn thì tỷ lệ thành khí thu đợc cànglớn do khả năng thu đợc sản phẩm chính nhiều hơn.

Hình dạng gỗ tròn ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Hình dạng gỗ tròn đặctrng bởi độ cong, độ thót ngọn, độ bầu dục.

+ Độ cong gỗ tròn đợc tính bằng tỷ số giữa độ võng h và chiều dài LF = h

F: độ cong tính bằn %H:Độ vọng (cm)L:Tính bằng (m)

Độ càng lớn thì tỷ lệ thành khí càng giảm do gỗ càng cong khẳ năng xuất hiệncác sản phẩm có kích thớc nhỏ hơn, ngắn hơn dự tính ban đầu

+ Độ bầu dục của gỗ: Độ bầu dục đợc tính bằng tỷ số giữa hiệu đờngkính lớn nhất và đơng kính vuông góc với nó đo trên cùng một tiết diện ngangcủa gỗ với đờng kính lớn nhất đó

d1: đờng kính lớn nhất của tiết diệnd2: đờng kính vuông góc của tiết diện

+Độ thót ngọn của gỗ: Là tỷ số giữa hiệu hai đờng kính đầu và cuối củakhúc gỗ so với chiều dài của cây gỗ

D ds

Trong đó: D: đờng kính đầu gốc của cây gỗ d:đờng kính đầu ngọn của cây gỗ

+ Bệnh tật gỗ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Các loại bệnh tật gỗ tựnhiên: Mắt gỗ, mục mọt, chéo thớ, vặn thớ, cong, bành vè… Không chỉ làm Không chỉ làmgiảm chất lợng sản phẩm mà còn làm tỷ lệ thành khí Vớ từng loại bệnh tậtcủa gỗ sẽ có mức độ ảnh hởng khác nhau tới tỷ lệ thành khí Bệnh tật gỗ càngnhiều thì tỷ lệ thành khí thu đợc khi ca xẻ càng thấp Mắt gỗ (Mắt sống và

mắt chết) là một khuyết tật của gỗ Số lợng mắt gỗ càng nhiều, kích thớc mắtlớn thì tỷ lệ thành khí thu đợc càng thấp Mỗi loại khuyết tật của gỗ nó lamgiảm đáng kể tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ Các loại khuyết tất này nó ảnhrất khác nhau trong quá trình ca xẻ Vì vậy dạng khuyết tật gỗ mà lựa chọnphơng pháp xẻ cho hợp lý để thu đợc tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng, hiệu quảkính tế cao nhất.

+ Sản phẩm gỗ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Nói đến sản phẩm là nóiđến quy cách, kích thớc của sản phẩm gỗ có ảnh hởng rất lớn đến tỷ lệ thànhkhí Bởi vì khi ca xẻ kích thớc sản phẩm không hợp lý thì sẽ làm giảm tỷ lệthành khí, tăng lợng hao hụt gỗ.

+ Máy móc thiết bị ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Máy móc thiết bị nóhiện ở độ chính xác của công cụ cắt gọt Máy móc có chính xác cao, công cụcắt tốt thì quá trinh của xẻ sẻ thu đợc sản phẩm tốt, tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợidụng gỗ cao Độ chính xác máy móc thiết bị góp phần làm giảm các khuyếttật của sản phẩm xẻ: Nứt nẻ, nứt đầu gỗ, nứt mặt ván, đầu to,đầu nhỏ, dàymỏng, lem cạnh, độ bằng phẳng của gia công, lợn sóng Công cụ cắt phảiđảm bảo yêu cầu về độ sắt, độ mở ca, bóp me, chiều dày lỡi cắt Chiều dầy lỡicắt quá lớn sẽ làm tăng kích thớc mặt xẻ, làm giảm tỷ lệ tý lệ thành khí, tănghao hụt gỗ.

+ Yếu tố công nghệ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí : Yếu tố công nghệgồm có quy trình công nghệ và phơng pháp xẻ( bản đồ xẻ) Quy trình côngnghệ không hợp lý, máy móc thiết bị không đảm bảo yêu cầu thì khi ca xẻ tỷlệ lợi dụng gỗ không cao, chất lợng sản phẩm không đạt yêu cầu Do đó phảicó một quy trình công nghệ hợp lý để làm đợc điều đó phải căn cứ vào sảnphẩm, yêu cầu chất lợng sản phẩm và tiến độ sản xuất Nhng có một qui trìnhcông nghệ hợp lý mà không có phơng pháp xẻ hợp lý thì tỷ lệ thành khí và tỷlệ lợi dụng sẽ không cao Vì vậy việc lập đợc một bản đồ xẻ hợp lý cho từngkhúc gỗ là một yêu cầu cấp thiết ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí.

Các yếu tố khác ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Bao gồm trình độ tay nghềcông nhân, kỹ thuật xẻ, độ rộng mạch xẻ Độ rộng mạch xẻ càng lớn thì haohụt gỗ càng lớn Trình độ tay nghề công nhân cao,ổn định thì sản phẩm thu đ-ợc khi ca xẻ sẽ có chất lợng đảm bảo,tỷ lệ thành khí cao, năng suất lao độngđợc nâng lên.

2.2 Các phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức:

2.2.1 Phơng pháp thống kê bình quân:

Qua điều tra khảo sát thực tế đẻ có đợc giá trị tỷ lệ thành khí định mứcvới các điều kiện tơng của các cơ sở sản suất khác, trên cơ sở đó xác địng tỷ lệthành khí định mức cho cơ sở mình.

Phơng pháp này thực hiện theo hai bớc:

Bớc 1: Đi thực tế các xởng xẻ có điều kiện tơng tự (máy móc thiết bị điều kiệnsản phẩm) để xác định tỷ lệ thành khí định mức.

Pđm1, Pđm2, Pđm3, Pđmn

Bớc 2:Tỷ lệ thành khí trung bình

11 n

Pđm = f(d, l, s, α )

2.2.2 Xác định tỷ lệ thành khí bằng phơng pháp hệ số:

+ Tỷ lệ thành khí thực tế : Đợc tính bằng thể tích khối lợng gỗ xẻ đemchia cho tổng thể tích khối lợng thể tích gỗ tròn đa vào xẻ ta đợc tỷ lệ thànhkhí thực tế của cơ sở sản xuất.

+ Tỷ lệ thành khí định mức: Đem tỷ lệ thành khí thực tế nhân với các hệ sốảnh hởng đến tỷ lệ thành khí qua tính toán thống kê ta đợc tỷ lệ thânh khí địnhmức cho cơ sở sản xuất So sánh tỷ lệ thành khí thực tế với tỷ lệ thành khí địnhmức cho ta phân tích đợc tình hình sản xuất tốt hay xấu của cơ sở sản xuất đó.Pđm= H.pc

Trong đó: pđm là tỷ lệ thành khí định mức (%) Pc là tỷ lệ thành khí thực tế (%)

H là hệ số ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí

+ Phơng pháp xác định các hệ số ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí:

Hệ số ảnh của đờng kính gỗ tròn: Khi xác định ảnh hởng bởi đờng kính gỗtròn ta phải cố định các yếu tố khác Giả sử có một khối lợng gỗ với các sốliệu sau:

H vHv

là hệ số ảnh hởng tỷ lệ thành khí bởi đờng kính cây gỗ ta

kn.df: Tỷ lệ thành khí thứ do ảnh hởng của đờng kính và độ cong gỗ tròn.

kn.df: Là tỷ lệ thành khí nào đó lấy trong số tỷ lệ thành khí k i df làm chuẩn.Nh vậy tỷ lệ thành khí khi đờng kính và độ cong thay đổi sẽ là:

Trong đó các hệsố Hd, Hc, gọi là hệ số ảnh hởng của đờng kính và độ cong gỗ tròn đến tỷ lệthành khí tổng quát khi tính toán tới các yếu tố khác nh, mục,mọt, độ thót

Ng/ liệu

ngọn, qui cách sản phẩm ta dùng công thức chung sau để tính toán các hệ sốảnh hởng.

1x

H vH

Trong đó: Hx là hệ số ảnh hởng của yếu tố X nào đó đến tỷ lệ thành khí Vi thể tích gỗ tròn tơng ứng

Tỷ lệ thành khí định mức chung sẽ là:K = Kk(

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.

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

+ Ghép các thanh thành phần theo kiểu ngón:

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

Xứ lí mặt

Có rất nhiều yếu tố, liên quan đến đề tài nghiên cứu, chúng tôi chỉ xem xétđến một số yếu tố :

2.3.2.1 Cấu tạo gỗ:

Gỗ là loại vật liệu có cấu tạo từ nhiều hợp chất hữu cơ, thành phầnchủ yếu cấu tạo nên gỗ là xenlulo, hêmixenlulo và lipgin trong cấu tạo củaphân tử xenlulo có chứa nhóm OH, khi gỗ tiếp xúc với keo các phần tử có cựctính trong keo sẽ liên kết với nhóm OH tạo nên sự dán dính Cấu tạo gỗ rấtphức tạp đối với một số loại gỗ phải lựa chọn một loại keo và chế độ ép saocho phù hợp với từng loại gỗ.

2.3.2.2 Độ ẩm gỗ:

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

2.3.2.3 Kích thớc thanh cơ sở:

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

Theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ kích thớc thanh cơ sở của ván ghép thanhdùng 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 tậndụng gỗ, chúng tôi chọn kích thớc thanh cơ sở nh sau:

S.B.L = 22.40.450

Đối với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thớc thanh xẻ là:S.B.L = 26.45.500

2.4 Phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ 2.4.1 Phơng pháp xẻ

2.4.1.1 Phơng pháp xẻ xuyên tâm.

+ 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 nhngnhợc điểm lớn nhất là khó cố định gỗ, cần có công cụ chuyên dùng đặc biệttrong quá trình xẻ vì vậy đây cũng là một phơng pháp xẻ cho những loại sảnphẩm có yêu cầu đặc biệt.

+ Cách xẻ hình cung:

Më réng bµi to¸n trªn khi xÎ v¸n xuyªn t©m thùc hiÖn trªn mét phÇnnöa h×nh trßn.

NÕu xÎ xuyªn t©m cho mét phÇn cña nöa h×nh trßn

MiÒn cho phÐp tÝnh theo c«ng thøc :

Trong đó: Z = Z1 + e

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

2.4.1.2 Phơng pháp xẻ suốt

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

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

2.4.1.3 Phơng pháp xẻ hộp:

Là các phơng pháp mà các sản phẩm thu đợc đa số đã rạch rìa, cạnh, phơngpháp này áp dụng để xẻ ván, xẻ hộp Nó phù hợp với quy mô xởng vừa vàlớn, 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 dụnggỗ Nhng phơng pháp này kém linh động, với những loại gỗ có hình dạngphức tạp, không ổn định Trong quá trình xẻ khó loại bỏ đợc khuyết tật rakhỏi sản phẩm, khả năng tận dụng gỗ cao.

2.4.2 Bản đồ xẻ

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 vớimột khúc gỗ với đờng kính, độ cong, độ thót ngọn Vì vậy lập bản đồ xẻđúng, phù hợp với từng khúc gỗ là một yêu cầu cấp thiết.

h-2.5 Lý thuyết qui hoạch thực nghiệm đa yếu tố

Đây là phơng pháp tổ chức tiến hành thí nghiệm bằng cách thực hiệncác 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:

Khi chọn đợc các tham số đầu vào, ta chọn vùng biến thiên của cácbiến 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 phápđo 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 củayếu tố ấy Trong các mức khác nhau của yếu tố i quan trọng nhất là mức cơsố 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 củadụng cụ đo yếu tố ấy.

Khoảng biến thiên:

Các mức biến thiên của biến trong thí nghiệm đợc biểu diễn ở dạngmà với cách đặt:

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

Theo cách biểu diễn này, mức trên cần biến là Xi max = +1; mức dới

Quá trình này đợc tiến hành theo hai bớc: Lập hàm hồi quy ở dạng mã.

2.5.3 Xác định cánh tay đòn a theo công thức của kế hoạchthựcnghiệm:

Trong đó: P = 0; n = 2; a = 1 P = 0; n = 3; a = 1.125 P = 0; n = 4; a = 1.414

Tính toán số lợng thí nghiệm N = N1 +No + Na.N1: Số lợng thí nghiệm tại tâm.

N0: Số lợng thí nghiệm mở rộng.Nc: Số lợng thí nghiệm tại nhân.

2.5.4 Gia công xử lý số liệu:

+ Kiểm tra tính đồng nhất của các phơng sai.

Giá trị này tra bảng.

+ Kiểm tra mức độ ảnh hởng của các yếu tốKiểm tra tính có ý nghĩa của các hệ số Bi  SbiT

Trong đó: Bi là trị tuyệt đối của hệ số bi

Sbi là hệ số của phơng sai tơng ứng với hệ số bi T là giá trị Studen (tra bảng).

+ Kiểm tra tính tơng thích của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher Fp <Fb