Thiết kế phân xưởng xẻ gỗ

Cùng với sự phát triển của đất nước, thì nhu cầu sử dụng đồ gỗ trong gia đình,công sở ngày càng lớn . Để đáp ứng nhu cầu đó con người phải khai thác gỗ rừng ngày một nhiều hơn ngành chế bi

Lời nói đầu

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

Thiết kế phân xởng xẻ là đa ra 1 quá trình công nghệ hợp lý.Nó quyết định trực tiếp đên năng suất,nhịp điệu sản xuất,an toàn lao động,sử dụng hợp lý nguyên liệu,máy móc thiết bị,tiết kiệm nhà xởng và tổ chức lao động hiệu quả nhất.

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

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

Phần 1 những vấn đề chung

Trong nền công nghiệp chế biến gỗ hiện nay thì công nghệ xẻ gỗ là một trong những loại hình chế biến gỗ phổ biến và đợc áp dụng rộng rãi nhất không chỉ ở nớc ta mà ở rất nhiều nớc trên thế giới Công nghệ xẻ có thể coi là một trong những khâu đầu tiên của toàn bộ quá trình chế biến lợi dụng gỗ , trong một vài năm trở lại đây ở Việt Nam công nghệ chế biến gỗ đã từng bớc phát triển xong khả năng lợi dụng gỗ cũng nh tỷ lệ thành khí đạt đợc là rất thấp so với một số nớc trong khu vực cũng nh trên thế giới

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

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

Trong thực tế sản xuất nh hịên nay cho thấy phân xởng xẻ hịên nay phổ biến nhất mà đợc các xí nghiệp lựa chọn đó là :

Phân xởng cỡ nhỏPhân xởng cỡ vừa Phân xởng cỡ lớn

I.1 Phân xởng cỡ nhỏ

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

I.2 Phân xởng cỡ vừa

+ Ưu điểm : Qui mô sản xuất có thể đáp ứng đợc các qúa trình gia công chế biến Đờng kính gỗ ít bị hạn chế , sản phẩm đa dạng hơn cỡ nhỏ nhng phân xởng cỡ này đòi hỏi phải có lợng vốn đầu t vào là rất lớn do vậy trang thiết bị cũng hiện đại hơn so với phân xởng cỡ nhỏ

+ Nhợc điểm : Sản phẩm cha đa dạng , phong phú số lợng máy móc ơng đối lớn dẫn đến việc bố trí và tổ chức sản xuất sẽ làm ảnh hởng lớn tới quá trình sản xuất của doanh nghiệp

t-I.3 Phân xởng cỡ lớn

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

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

Với yêu cầu công suất máy là 3800(m3

/ năm) lên chúng ta lựa chọn thiết kế mặt bằng phân xởng xẻ cỡ nhỏ.Vì phân xởng nhỏ thì có một hệ thống máy móc gọn nhẹ , rất linh động thay đổi mặt hàng nhanh quy mô phân xởng nhỏ vốn đầu t ít thu hồi vốn nhanh

Phần 2 Nội dung đồ án

I Điều tra số liệu thiết kế I.1 Nguyên liệu

I.1.1 Nguồn nguyên liệu : Đợc cung cấp từ các lâm trờng và từ các khu

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

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

là loại Keo lá tràm

I.1.3 Cấp đờng kính

Trong việc tính toán ta coi tiết diện ngang của gỗ là tròn Xác định theo công thức :

Chiều dài : LT =

Lk: chiều dài cây gỗ thứ k

nk : số cây gỗ tơng đơng với cấp chiều dài Lk

Đờng kính : dk=

=

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

II Lựa chọn sản phẩm.II.1 Chọn sản phẩm

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

Chúng ta lựa chọn loại sản phẩm phải dựa vào rất nhiều yếu tố nh : Điều kiện kỹ thuật để xác định giải pháp cộng nghệ lựa chọn công nghệ cho phù hợp

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

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

Do gỗ rừng trồng có đờng kính nhỏ , tính chất cơ , vật lý thấp màu sắc không đẹp do cấu tạo của gỗ cho nên đa phần chúng đợc sử dụng Keo lá tràm dới dạng nguyên liệu , vật liệu thô và thực tế cho thấy sản phẩm chủ yếu đợc lựa chọn là làm thanh cơ sở cho ván ghép thanh, cốt pha,sản phẩm xẻ dùng làm xà gỗ, một số dùng làm cột đỡ, làm dăm công nghệ Nhng do yêu cầu thiết kế phân xởng để sản xuất ra các loại sản phẩm có kích thớc Dầy x rộng x dài = S x B x L = 2,4 x 3,8 x 70 nên ta lựa chọn sản xuất ra các thanh làm thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh là chủ yếu

II.2 Quy cách sản phẩm

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

Lỗ là dấu vết của sâu mọt để lại trên thân cây , đợc tính theo công thức M = (dMd ).100% =số lỗ/ 1 đơn vị chiều dài

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

Mục : M= ( db) 100%M : mức độ mục

b : chiều dài phần gỗ có mục d : đờng kính gỗ tròn

Nh chúng ta đã biết gỗ chỉ co rút khi độ ẩm của nó giảm xuống từ 30%

ữ 0% Khi độ ẩm giảm xuống thì độ co rút tăng lên sản phẩm qua sấy đợc tính nh sau :

Co ngót theo chiều tiếp tuyến lớn nhất 7% ữ 9 %Co ngót theo chiều xuyên tâm trung bình 3% ữ 5%

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

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

II.4 Giá bán sản phẩm

Để đánh giá đợc chất lợng của sản phẩm thì chúng ta phải thông qua giá trị thực tế của chính sản phẩm đó , đó chính là giá thành sản phẩm về mặt kinh tế thì sản phẩm đó giá trị bằng bao nhiêu còn về mặt xã hội thì sản phẩm đó đợc sử dụng để làm gì nó đem lại lợi ích gì cho ngời sử dụng nó.

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

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

Việc thiết kế phân xởng và đặt địa điểm ở đâu là yếu tố rất quan trọng ảnh hởng rất nhiều tới sự phồn vinh của doanh nghiệp Việc thiết kế phân xởng địa điểm ở đâu trớc hết chúng ta phải xem xét đến các yếu tố con ngời và lao động ở nơi đó và phải thuận lợi nhất trong việc cung cấp nguyên liệu cho sản xuất của phân xởng mặt khác chúng ta phải xây dựng phân xởng ở nơi có hệ thống giao thông , đờng điện là thuận lợi nhất

Phần 3 Lựa chọn dây chuyền công nghệ

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

I.2 Phơng án bố trí công nghệ lấy ca vòng kết hợp ca đĩa.

Đối với phơng án này thì ca vòng vẫn đứng đầu dây chuyền công nghệ làm nhiệm vụ xẻ phá còn ca đĩa làm nhiệm vụ xẻ lại , với dây chuyền công nghệ nh vậy thì thờng có năng lực sản xuất lớn ,đồng thời có tính linh hoạt cao có thể thực hiện đợc nhiều phơng pháp xẻ khác nhau thuật lợi dễ thao tác , độ an toàn lao động cao

Ưu điểm : Phơng án phân xởng nh thế này rất phù hợp cho các loại hình phân xởng có qui mô nhỏ vì có thể xẻ đợc các loại sản phẩm có kích thớc khác nhau ,thuật lợi cho khâu vận chuyển nguyên liệu …

Nhợc điểm : Cần có một nguồn vốn lớn chiếm một diện tích phân xởng lớn

I.3 Phơng án bố trí ca đĩa làm chủ đạo

Ưu điểm : Phơng án này vốn đầu t ít , dễ vận chuyển cho nên ngời ta ờng sử dụng đối với xởng xẻ lu động tạm thời vì nó có độ linh động cao khả năng xoay lật mạch xẻ dễ dàng , cơ cấu máy đơn giản tháo lắp dễ dàng , bảo dỡng đơn giản

th-Nhợc điểm : Phơng án này rất hạn chế về chiều cao mạch xẻ mặt khác ỡi ca dầy làm hao tổn gỗ trong quá trình ca chất lợng mạch xẻ không đảm bảo vì độ ổn định trong quá trình xẻ kém

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

Nhợc điểm của phơng án này là chất lợng sản phẩm không cao khó khăn trong quá trình cơ giới hoá và tự động hoá

II Lựa chọn máy móc thiết bị

Nguyên tắc lựa chọn máy móc thiết bị là công việc rất quan trọng và cần thiết , khi lựa chọn máy móc ta phải dựa vào các nguyên tắc sau đây :

Trong điều tra nguyên liệu gỗ tròn hạng I và hạng II ít hơn 70% thì nên chọn ca vòng để xẻ phá

Điều tra sản phẩm phải đặc biệt chú ý đến quy cách của nó , nếu đa số là ván mà có kích thớc đòi hỏi nghiêm ngặt thì nên dùng ca sọc xẻ lại.

Trong trờng hợp bình thờng nên chọn ca vòng đứng để xẻ lại Nếu chọn ca vòng nên chọn loại ca mà ta dễ thao tác

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

Nếu ca vòng xẻ phá là kiểu phải thì ca vòng đợc chọn phía sau phải là kiểu trái

Trên đờng dây công nghệ nên dùng ca đĩa để cắt ngắn sản phẩm

Nếu yêu cầu mức cơ giới hoá cao ở trong xởng thì vận chuyển gỗ trong vào xởng nên dùng xích

Đờng vận chuyển trong xởng nếu chỉ hoạt động về một phía thì rộng chừng 600mm, nếu hoạt động về hai phía thì rộng 800-1000mm.

Khi vận chuyển phế liệu , gỗ vụn, mạt ca ta có thể dùng xích gạt hay băng chuyền thực hiện hoặc có thể dùng hệ thống vận chuyển bằng sức gió

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

-Việc lựa chọn thiết bị nên u tiên đến thiết bị sản xuất trong nớc, những thiết bị có mức cơ giới hoá cao.

II.1 Lựa chọn chung thiết bị.

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

Đặc điểm công nghệ của máy móc thiết bị

Theo phơng án thiết kế thì ta bố trí ca vòng nằm làm chủ đạo nên ta sử dụng loại ca vòng đợc sản xuất tại công ty Formach

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

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

Đặc tính kỹ thuật của ca :Loại

Đờng kính bán đà.(mm)

Vận tốc cắt.(m/s)

Bề rộng lớn nhất của lỡi ca.

Khoảng cách giữa các bánh đà.(m)

Chiều cao mạch xẻ lớn nhất(mm)

Vận tốc đẩy lớn nhất (m/ph)

Công suất dẫn động.(kw)

Khối ợngTCa

l-vòng đứng

Trong đó bề dày của ván xẻ trên phần bìa là : tbìa= 0,1.d = 0,1 20= 2(cm) Nhng vậy phần ván này có chiều dày vẫn đáp ứng đợc kích thớc yêu

Với độ thón ngọn : s =

= 1,5(cm/m): ta có thể suy ra đờng kính phần ngọn cũng nh đờng kính phần gốc của khúc gỗ:

f =

.100% suy ra h =

fL

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

II.2.1 Năng suất của ca vòng xẻ phá.Các thông số của lỡi ca :

Loại lỡi ca Bề rộngB(mm)

Bề dầyB(mm)

Bớc răngT(mm)

Chiều cao răng hr(mm)

Bản đồ xẻ :

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

tKgqT .

Trong đó : A là năng suất máy ca vòng xẻ phá Kg là hệ số sử dụng thời gian Kg=0,83 T thời gian một giờ , T= 3600”

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

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

⇒ q =

.3,14 (20.10−2)2 1,8 = 0,05652t là thời gian xẻ một khúc gỗ

t1 thời gian đa gỗ lên van kẹp ( t1= 156”)t2 thời gian lật gỗ(t2 = 11”)

t3 thời gian kẹp gỗ (t3= 28”)m là số lần xoay lật (m=4)n là số mạch ca (n= 4mạch)

v1 là vận tốc đẩy thủ công (v1=0,2 m/s)v2 là vận tốc lùi (v2 = 0,4 m/s)

L là chiều dài khúc ( L = 1,8 m )

U thời gian dỡ gỗ (U=10”)

t= t1+ t2.m+ t3+n.(1/ v1+1/ v2).L+W+U = 156 + 11.4 + 28 + 4.(

).1,8 +15 + 10

t = 307(giây)

Vậy : A = T .qtKg = 3600.0,05652.0,83 / 307 = 0,55 (m3/h)

II.2.2 Tính toán năng suất nhiệm vụ.

Theo đề suất thì mỗi ngày chúng ta làm việc 2 ca , mỗi ca làm việc 4h một năm làm việc 300ngày.

Với công suất của nhà máy : 3800m3/năm.

Năng suất nhiệm vụ của nhà máy làm việc trong một giờ :A = 3800 / 300.4.2 = 1,58(m3/giờ )

II.2.3 Tính toán số máy.

N = năng suất nhiệm vụ / năng suất máy Số máy xẻ gỗ: N= 1,58 / 0,55 = 2,87

Vậy chúng ta cần có 3 ca vòng đứng để xể phá.

II.2.4 Tính toán số máy ca đĩa xẻ lại

Đặc tính kỹ thuật của máy ca đĩa xẻ lại :

Lo¹i m¸y

ChiÒu dµi gç xÎ.

§êng kÝnh lín nhÊt cña gç xÎ.

ChiÒu cao lín nhÊt cña m¹ch xÎ

Sè lìi ca.(ch)

§êng kÝnh lín nhÊt cña

lìi ca.(mm)

VËn tèc ®Èy lín

nhÊt.(m/ph)

Cì trung1,2÷6,57005001125080

Với dự định thiết kế phân xởng có công suất 3800( m3/năm) thì chúng ta cần một số lợng cây là :

Số cây = z = 3800/0,05652 = 67232,8≈67233(cây)

Tổng số thời gian làm việc trên năm là: Tlv = 8 x 300 = 2400 (h).Nh vậy số cây cần xẻ trong thời gian 1h là : z = 67233/2400 = 28,01(cây/h)≈28(cây/h)

Với các hao tổn trong qúa trình ca cũng nh trong quá trình gia công ợng gỗ mất đi ta bào chẳng hạn) do vậy số mạch ca ta lấy sẽ là 12 mạch

(l-Nh vậy số mạch xẻ cần xẻ trong 1h là : 28 x 12 = 336(mạch/h).Năng suất của ca đĩa đợc xác định theo công thức sau :

Aca đĩa = V T Kg kj (m/h)Trong đó :

Aca đĩa là năng suất của máy V là vận tốc đẩy ,V=0,3(m/s)T là thời gian 1h ,T = 3600(s)

Kg là hệ số lợi dụng thời gian ,Kg = 0,9 Kj là hệ số lợi dụng máy Kj = 0,7

Vậy : Aca đĩa = 0,3 3600 0,7 0,9 = 680,4(m/h)Số máy cần lựa chọn : N =

= 336/680,4 = 0,493 Vậy ta cần chọn 1 máy ca đĩa làm nhiệm vụ xẻ lại.

II 2.5 Tính toán số máy ca đĩa cắt ngắn.

Năng suất nhiệm vụ máy : N = 1,1

TPX

Trong đó :

1,1 là hệ số sản lợng không đồng đều X là hệ số cắt ván ,X= 2,4

P là số ván cần cắt trong 1h T thời gian 1h bằng phút ,T=60’

Số ván cần cắt ngắn trong 1h là :P = 28 7 = 196 (tấm)Vậy năng suất nhiệm vụ của ca đĩa dùng để cắt ngắn là : N = 1,1

TPX

= 1,1 2,4.196/60= 7,84(lần/ phút)

Thông thờng năng suất của ca đĩa cắt ngắn đợc xác định qua định mức của nó vào khoảng 8 ữ 12 lần/ phút , ở đây em chọn năng suất của máy là 8lần/phút.

n =

=7,84/8 = 0.98

Vậy ta chọn số máy dùng để cắt ngắn là 1 máy

II.2.5 Tính toán lò sấy

Sấy gỗ là công đoạn tác động vào gỗ nhằm đạt đợc độ ẫm cần thiết sản phẩm ở đâychủ yếu là thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh và cốp pha Với lò sấy hoạt động liên tục để đạt đợc tới đa nên quỹ thời gian trong năm ở đây là 350 ngày.Để tiết kiệm chi phí sấy ở đây ta chọn 2 lò sấy có công suất 20m3

cho 1 lò.

III.1 Tính toán bãi gỗ tròn.

Đễ thoả mãn yêu cầu trên cũng nh chất lợng gỗ trơc khi xẻ tôi chọn bãi gỗ tròn tồn kho lớn nhất là 15 ngày.

Số m3 cần dùng trong 1 ngày là: 3800 / 300 = 12,66m3

Vậy tồn kho của 1 tháng là:12,66.15 = 189,9 m3

III.2 Chọn kiểu xếp đống.