Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số hình học dao cắt và điều kiện gia công lên quá trình bào da Đà điểu

Bài viết này trình bày nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của thông số hình học của dao cắt lên chất lượng quá trình bào da Đà điểu khi lưỡi cắt của dao bào được bố trí với góc trước bằng 0º và lưỡi cắt có góc trước bằng 15º, và trong trường hợp lưỡi cắt được bố trí nằm nghiêng 45º và lưỡi cắt nằm ngang.

Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 1/2020 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THƠNG SỐ HÌNH HỌC DAO CẮT VÀ ĐIỀU KIỆN GIA CÔNG LÊN QUÁ TRÌNH BÀO DA ĐÀ ĐIỂU STUDY AFFECTING THE GEOMETRIC PARAMETERS OF CUTTING BLADES AND MACHINING CONDITIONS ON THE SHAVING PROCESS Ngô Quang Trọng Bộ môn Chế tạo máy, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Nha Trang Tác giả liên hệ: Ngô Quang Trọng (Email: trongnq@ntu.edu.vn) Ngày nhận bài: 05/03/2020; Ngày phản biện thơng qua: 25/03/2020; Ngày duyệt đăng: 30/03/2020 TĨM TẮT Bài viết trình bày nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng thơng số hình học dao cắt lên chất lượng trình bào da Đà điểu lưỡi cắt dao bào bố trí với góc trước 0º lưỡi cắt có góc trước 15º, trường hợp lưỡi cắt bố trí nằm nghiêng 45º lưỡi cắt nằm ngang Ngoài ra, da đà điểu có đặc tính mềm, mỏng đàn hồi nên tượng da bào bám dính vào lưỡi cắt trình cắt, xu hướng bị vào dao cắt khảo sát Bên cạnh đó, việc bố trí phù hợp lưỡi cắt dao bào xác định, nhằm loại bỏ tượng rách da điểm kết nối lưỡi cắt gây ra, tạo căng da trình bào Từ khóa: da tươi Đà điểu, da Đà điểu thuộc, máy bào da ABSTRACT This paper presents the experimental research on the effect of the geometric parameters of cutting blades on the quality of the ostrich skin shaving process when the blades of the cutting tool were arranged with the rake angle of 0º and the blades with the rake angle of 15º, and in the case of cutting blades arranged at 45º and the cutting blades were horizontal In addition, ostrich skin had soft, thin and elastic properties, so the ostrich skin adhered to the cutting blades during the cutting process, as well as the trend of being rolled on the cutting tool has occurred and has been investigated Besides, the proper arrangement of the cutting blades on the cutting tool had also been determined to eliminate the skin tearing caused by the connection points of the cutting edges, as well as create a uniform tension on the ostrich skin during the shaving process Key words: ostrcich skin, ostrich leather, shaving machine I ĐẶT VẤN ĐỀ Thuộc da trình xử lý da tươi thành da thành phẩm mà có thay đổi vĩnh viễn cấu trúc protein da Q trình thuộc da trải qua nhiều cơng đoạn, như: làm da tươi vôi, tạo ẩm để phục hồi lượng nước da, làm mềm da, thấm hóa chất để chuyển hóa da tươi thành da thuộc, làm mỏng da, thấm màu cho da, hoàn chỉnh da thuộc với độ ẩm độ mềm da định, tạo độ bóng cho da [5] Trong q trình thuộc da, tồn công đoạn quan trọng việc loại bỏ phần mơ dư thừa dính theo da làm mỏng da đến chiều dày định [5] Điều giúp da thuộc đồng đều, da có chiều dày yêu cầu giúp giảm thiểu chi phí cơng đoạn sau bào da trình thuộc da Trong cơng trình nghiên cứu [3, 6] cho thấy độ tuổi để thu hoạch da Đà điểu khoảng 9,1-12,7 tháng tuổi da có độ dày trung bình từ 1,04-1,35mm độ bền kéo da khoảng 16,9 – 20,4N/mm² So với loại da cừu lợn da Đà điểu có khả chống nén kéo cao Trong nước nay, trang thiết bị cơng đoạn bào da Đà điểu cịn hạn chế, cơng đoạn bào da Đà điểu số doanh nghiệp chủ yếu thao tác tay Đặc tính da Đà điều mỏng, mềm nên sử dụng máy bào dễ dẫn đến việc da Đà điểu bị vào dao cắt, tác động dao cắt vận tốc cắt có nguy làm rách da ảnh hưởng đến TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 41 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản suất chất lượng công đoạn bào da Do đó, nghiên cứu diễn thực nghiệm để đánh giá xác định thông số hình học dao cắt điều kiện gia cơng q trình bào da nhằm nâng cao chất lượng bào da Đà điểu II ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Các thơng số hình học dao cắt điều kiện gia công bào da Đà điểu Vật liệu nghiên cứu Da Đà điểu sau công đoạn ngâm vôi hồi tươi bào để làm lớp mỡ lớp mô da cần loại bỏ; dao cắt để bào da làm thép CT42 (TCVN 1651 – 85) Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết cắt gọt vật liệu mềm Thực nghiệm xác định ảnh hưởng Hình Dao bào có lưỡi cắt nằm ngang Hình Dao bào có lưỡi cắt nằm nghiêng với góc trước 0º III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng kết cấu dao cắt bố trí lưỡi cắt nằm ngang 42 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 1/2020 thơng số hình học dao cắt điều kiện cắt lên trình bào da đà điểu Các bước thực nghiệm Thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng kết cấu dao cắt lên trình bào da bố trí lưỡi cắt nằm ngang lưỡi cắt nằm nghiêng 45º hình hình Trong trường hợp này, dao chế tạo với lưỡi cắt bố trí nằm ngang lưỡi cắt bố trí nằm nghiêng, tiến hành gia cơng bào để đánh giá ảnh hưởng chúng đến chất lượng bào Dao chế tạo với lưỡi cắt bố trí nằm nghiêng có góc trước 0º hình lưỡi cắt nằm nghiêng có góc trước 15º hình 4, khảo sát đánh giá ảnh hưởng chúng đến chất lượng bào, khả ổn định da trình bào điều kiện để đảm bảo q trình bào thực được, kết cấu phù hợp cụm dao bào máy bào Hình Dao bào có lưỡi cắt nằm nghiêng 45º Hình Dao bào có lưỡi cắt nằm nghiêng với góc trước 15º lưỡi cắt nằm nghiêng 45º hình hình Với dao có lưỡi cắt nằm ngang hình 1, chuyển động cắt gọt trình bào Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản da bao gồm kết hợp chuyển động quay tròn lưỡi cắt chuyển động tịnh tiến da Đà điểu mà ép lên bề mặt trụ lô đỡ da bào Khi đó, có lưỡi cắt vào vùng cắt thực cắt gọt, sau đó, lưỡi cắt khỏi vùng cắt lưỡi cắt vào thoát khỏi vùng cắt Như vậy, lực cắt xuất dao tiến vào thoát khỏi vùng cắt Điều làm Hình Da Đà điểu trước đưa vào bào có lớp mơ da cần bào Số 1/2020 cho lực cắt trình cắt dao bào có lưỡi cắt nằm ngang có thay đổi liên tục đạt giá trị lớn max giá trị nhỏ Như vậy, suốt trình cắt, da Đà điểu bị co giãn liên tục thay đổi lực cắt Kết làm cho da không giữ ổn định lơ đỡ suốt q trình bào, khơng đảm bảo đồng bề mặt da bào chất lượng bào da, hình Hình Da Đà điểu sau cắt lưỡi cắt nằm ngang Trong hình cho thấy kết bào lưỡi cắt nằm nghiêng Từ kết thực nghiệm cho thấy rằng, chất lượng da bào có đồng vượt trội so với bào lưỡi cắt nằm ngang Trong q trình bào, da Đà điểu có ổn định cao, chứng tỏ lực cắt tác động lên da bào có thay đổi khơng đáng kể Điều mơ tả hình 8, cho thấy, bố trí lưỡi cắt nằm nghiêng góc 45º lực cắt tác động lên da bào theo phương dọc ngang có cân nhau, đó, làm cho da Đà điểu giãn theo hướng khác nên chất lượng da đảm bảo trình bào Và hình cho thấy rằng, số lưỡi cắt tham gia vào q trình bào có tính liên tục có thay đổi số lượng lưỡi cắt vùng cắt không đáng kể, nên lực cắt khơng biến đổi Hình Vùng da đạt u cầu sau bào dao cắt nằm nghiêng Hình Bố trí lưỡi cắt dao cắt thành phần vận tốc cắt tác động lên da trình bào TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 43 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản nhiều suốt q trình bào Ngồi ra, kết phản ánh tính chất cắt gọt vật liệu mềm V P Goriatxkin [1, 2] vật liệu mềm chịu lực nén tốt nhiều so với chịu lực kéo, nên cắt vật liệu mềm, lưỡi cắt có chuyển động trượt làm giảm lực cắt tăng chất lượng cắt thái Do vậy, dùng lưỡi cắt nằm ngang xuất lực ép, nén tác động lên da bào nên chất lượng cắt kém, dùng lưỡi cắt nằm nghiêng xuất thêm thành phần lực tiếp tuyến có tác động cắt “trượt” lên bề mặt da bào, nên trình cắt đứt diễn dễ dàng Thực nghiệm khảo sát thơng số góc dao cắt lưỡi cắt nằm nghiêng có góc trước 0º hình lưỡi cắt nằm nghiêng có góc trước 15º hình Trong nội dung thực nghiệm đánh giá thay đổi thơng số góc trước dao bào tác động lên trình bào chất lượng bào da Kết cho thấy rằng, với dao có góc trước 0º q trình bào diễn ổn định, khơng có tượng da đà điểu vào dao cắt, cịn với dao có góc trước 15º tượng da vào dao cắt diễn liên tục có tượng “xóc” dao bào da bào Hiện tượng giải thích lớp mơ bề mặt da bào có tính chất mềm đàn hồi cao, trước cắt đứt, lưỡi cắt có xu hướng “lún” vào phần vật liệu cắt [4], đó, chúng có xu hướng làm cho da Đà điểu bám dính vào dao cắt dao cắt tiếp tục lơi lớp mơ nêu theo lưỡi cắt thoát khỏi vùng cắt Với góc nghiêng trước lưỡi cắt 0º khỏi lớp mơ lưỡi cắt dễ dàng, cịn với góc nghiêng trước lớn xu hướng tiếp tục bám dính cao Cũng hình cho thấy, trình cắt diễn vùng tiếp xúc lơ đỡ dao cắt q trình bào diễn ổn định lúc trình cắt đáp ứng tính chất cắt gọt bào da Nếu da bào tiếp tục bám dính vào bề mặt dao cắt nằm ngồi vùng cắt gọt xuất hiện tượng lưỡi cắt kéo căng lớp mơ bám đính dao 44 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 1/2020 mà không thực trình cắt gọt, nên xuất ổn định trình bào da Phân tích điều kiện cắt gọt bào yếu tố lực cắt trình bào dao cắt có lưỡi cắt nằm nghiêng với góc trước 0º Như hình hình cho thấy, bào, có vùng da nằm vùng cắt chịu cắt gọt lưỡi cắt thời điểm xem xét Vì phân bố lưỡi cắt hình chữ V nên vị trí lưỡi cắt ln xuất có tác dụng cắt thành phần vận tốc “trượt” lên bề mặt da điều tạo lực kéo làm trình cắt trở nên dễ dàng [1, 2] Ngoài ra, tồn thành phần vận mà tạo lực nén trình bào tốc da, thành phần vận tốc vận tốc di chuyển lưỡi cắt để bóc tách hết lớp mơ cần loại bỏ trình bào Từ thành sinh lực cắt có tính phần vận tốc đối xứng tương ứng với cặp lưỡi cắt hình chữ V làm cho da kéo căng trải hai phía q trình cắt Trong hình cho thấy bố trí cụm dao cắt, lỗ đỡ bàn đỡ da trình bào Khoảng cách lưỡi cắt tính tốn nhằm đảm bảo ln trì số lượng lưỡi cắt định da, đó, có xu hướng giữ da ổn định lô đỡ làm cho da kéo căng trải trình cắt Điều giúp cho lực cắt tương đối ổn định giúp đảm bảo chất lượng trình bào da IV KẾT LUẬN Kết nghiên cứu xác định được ảnh hưởng việc bố trí kết cấu lưỡi cắt thơng số góc cắt tác động đến trình bào da Đà điểu xử lý tượng da Đà điểu vào dao bào, kết quan trọng để đảm bảo q trình bào da Đà điểu thực Các kết nghiên cứu sở để thiết kế cụm dao cắt máy bào da Đà điểu, sở để mở rộng phạm vi nghiên cứu trình bào điều kiện thuộc da khác Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 1/2020 Hình Sự bố trí dao cắt, lơ đỡ bàn đỡ máy bào da TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Như Nam, Trần Thị Thanh, 2000 Máy gia công học nông sản - thực phẩm Nhà xuất Giáo dục, TP HCM Nguyễn Hồng Ngân, 2010 Nghiên cứu thiết kế máy cắt xơ, sợi làm cốt liệu cho loại vật liệu composit Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 13, Số K3, tr 37-47 Tiếng Anh Engelbrecht A., Hoffman L C., Cloete S W P., Van Schalkwyk S J, 2009 Ostrich leather quality Animal Production Science, Vol.49, No.7, P.549-557 McCarthy C.T., 2007 On the sharpness of straight edge blades in cutting soft solids: Part I – indentation experiments Engineering Fracture Mechanics 74 (2007) 2205–2224 Pollution Prevention Opportunities in the Tanning Sector Industry within the Mediterrannean Region, Ministry of the Eviromment Spain, Octber 2000 T B Сухинина, М В Горбачева, М В Новиков, 2015 Физико-механические свойства кожевенного полуфабриката из шкур страуса Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование, C.73-43 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 45 ... lượng bào da Đà điểu II ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Các thông số hình học dao cắt điều kiện gia công bào da Đà điểu Vật liệu nghiên cứu Da Đà điểu sau công. .. ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 1/2020 thơng số hình học dao cắt điều kiện cắt lên trình bào da đà điểu Các bước thực nghiệm Thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng kết cấu dao cắt lên trình bào da bố trí lưỡi cắt. .. lưỡi cắt thơng số góc cắt tác động đến trình bào da Đà điểu xử lý tượng da Đà điểu vào dao bào, kết quan trọng để đảm bảo q trình bào da Đà điểu thực Các kết nghiên cứu sở để thiết kế cụm dao cắt