Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến công suất cắt và chất lượng gia công tạo ván cốt pha trên máy p 2800 TM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - LÊ MINH TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN CÔNG SUẤT CẮT VÀ CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG TẠO VÁN CỐT PHA TRÊN MÁY P-2800 TM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ MINH TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN CÔNG SUẤT CẮT VÀ CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG TẠO VÁN CỐT PHA TRÊN MÁY P-2800 TM Chuyên ngành: Kỹ thuật máy & thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp Mã Số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Hoàng Việt Hà Nội - 2010 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xu hội nhập quốc tế, phát triển kinh tế, tốc độ thị hố nước ta gia tăng mạnh mẽ, lĩnh vực xây dựng sở hạ tầng, nhà cửa đóng vai trị quan trọng Cùng với cơng trình Quốc gia lớn, trước nhu cầu nâng cao chất lượng sống xã hội cơng trình xây dựng dân dụng vừa nhỏ không ngừng phát triển Việc thi công cơng trình xây dựng với khối lượng lớn công việc lao động nặng nhọc, nguy hiểm Đặc biệt thi công dầm, sàn bê tông cốt thép khâu gia cơng vật liệu làm kết cấu cơng trình nói chung, cốt pha nói riêng khâu quan trọng định đến chất lượng, hiệu qủa sản xuất thi cơng cơng trình Thực tế vật liệu làm cốt pha phục vụ thi cơng cơng trình xây dựng dân dụng vừa nhỏ chủ yếu gỗ Theo thống kê [12] hàng năm nhu cầu gỗ dùng cho xây dựng lớn tới hàng triệu m3, riêng cần cho ghép sàn cốt pha tới hàng chục vạn m3 Thiết bị gia công thông dụng công trường xây dựng máy cưa đĩa xẻ dọc cắt ngang ván gỗ nhập nội từ nước ngồi Khâu gia cơng gỗ, vật liệu từ gỗ tạo sản phẩm ván làm cốt pha phục vụ thi cơng cơng trình xây dựng chiếm tỷ trọng không nhỏ giá thành xây dựng Chất lượng sản phẩm ván làm cốt pha ảnh hưởng lớn tới tiến độ thi công chất lượng cơng trình Tuy nhiên q trình sản xuất ván cốt pha gỗ sở cịn có nhiều bất cập chất lượng ván gỗ thấp, giá thành cao làm hạn chế tính cạnh tranh sản phẩm, gây khơng khó khăn khâu tiêu thụ Có nhiều nguyên nhân làm cho chi phí sản xuất cao, chất lượng sản phẩm thấp có nguyên nhân chưa có nghiên cứu sử dụng hiệu thiết bị nhập nội điều kiện Việt Nam Cùng với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp nói riêng, việc nghiên cứu sử dụng thiết bị công nghệ cách có hiệu thu sản phẩm theo yêu cầu nhiệm vụ cấp thiết quan trọng hàng đầu trình sản xuất Nhiều vấn đề từ thực tiễn sản xuất nước đặt ra: với qui mô sản xuất vừa nhỏ loại hình thiết bị phù hợp; hầu hết thiết bị nhập từ nước ngồi với đối tượng gia cơng ngun liệu gỗ Việt Nam, để có suất, chất lượng giá thành sản phẩm gia công tối ưu cần giải nhiệm vụ cụ thể nào; công nghệ sản xuất không ngừng phát triển, đổi mới, cần tạo lập sở khoa học nhằm cải tiến, hoàn thiện thiết bị thích ứng cho cơng nghệ Từ ý tưởng nêu trên tiến hành thực luận văn tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến công suất cắt chất lượng giá công tạo ván cốt pha máy P-2800 TM” Kết nghiên cứu đề tài tài liệu cần thiết cho tính tốn thiết kế, cải tiến sử dụng hiệu thiết bị phục vụ đào tạo cán kỹ thuật thực tiễn thi cơng cơng trình xây dựng, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm hiệu sản xuất Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình nghiên cứu ngồi nước Gia cơng gỗ, vật liệu từ gỗ tạo sản phẩm ván làm cốt pha phục vụ thi cơng cơng trình xây dựng chủ yếu thiết bị cưa xẻ Quá trình cưa xẻ gỗ q trình gia cơng gỗ học Cùng với phát triển gia công gỗ học, lý thuyết cắt gọt gỗ đời phát triển khơng ngừng Q trình cưa xẻ gỗ q trình gia cơng gỗ giới Cùng với phát triển gia công gỗ giới, lý thuyết cắt gọt gỗ đời phát triển khơng ngừng Những người có cơng việc xây dựng phát triển lý thuyết cắt gọt gỗ phải kể đến nhà bác học Xô Viết giáo sư tiến sĩ I A Time, giáo sư P A Aphanaxiev, kỹ sư Denpher, giáo sư M A Đesevôi, giáo sư C A Voskrexenski, giáo sư A L Bersatski, … Lý thuyết cắt gọt gỗ sâu nghiên cứu lực phát sinh trình gia công gỗ giới, công suất thiết bị, chất lượng sản phẩm gia công… đại lượng cần thiết, chúng làm sở cho việc lựa chọn hình dáng, tính tốn kích thước cơng cụ cắt, tính tốn thiết kế sử dụng hợp lý thiết bị công cụ gia công gỗ Năm 1870, tỷ suất lực cắt lần giáo sư tiến sĩ I A Time xác định cho trường hợp cắt đơn giản phương pháp thực nghiệm [7] Năm 1933, giáo sư tiến sĩ M A Đesevơi tổng hợp xây dựng hồn chỉnh lý thuyết cắt gọt gỗ Năm 1939, ông cho đời sách “Kỹ thuật gia cơng gỗ”, cơng trình lớn bao gồm vấn đề lý thuyết kinh nghiệm thực tế gia cơng gỗ mà giới lúc chưa có cơng trình nghiên cứu tương tự đời Tỷ suất lực cắt cưa ngang gỗ thông khô điều kiện tiêu chuẩn độ ẩm W = 15% kỹ sư A E Dolotarev xác định thực nghiệm Tùy thuộc vào chiều rộng mạch cưa lượng ăn gỗ cưa mà có trị số tương ứng Nghiên cứu trình cắt gỗ theo hướng kết hợp lý thuyết thực nghiệm nhà khoa học Mỹ tiến hành C.Fraz [19] với kết luận quan trọng tạo phôi, yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt Tỷ suất lực cắt cưa ngang xẻ dọc gỗ giáo sư tiến sĩ A L Bersatski xác định cơng thức thực nghiệm tìm đồ thị phụ thuộc bề rộng mạch cưa lượng ăn gỗ cưa năm 1956 Vào thập kỷ 70 kỷ XX, lý thuyết cắt gọt gỗ ngày hoàn chỉnh với cơng trình nghiên cứu cắt gọt giáo sư A L Bersatski, C A Vơtcrexensiki, E G Ivanopski đời Lực phát sinh trình gia công gỗ học nghiên cứu đầy đủ xác Tỷ suất lực cắt cưa gỗ xác định thông qua công thức lý thuyết GS TS B.M.Buglai nghiên cứu độ nhẵn phần lớn dạng gia công gỗ Theo khả máy, dao cắt theo yêu cầu khâu cơng nghệ, độ nhẵn cao đạt 16 m thấp 1600 m Ông phân thành 10 cấp độ nhẵn bề mặt gia cơng [9], [13] Ngun lý cấu tạo, tính cơng nghệ máy chế biến gỗ nói chung, máy cưa đĩa nói riêng nhà khoa học tiếng F.M Manros, A.E Grube, H.B Makovski nghiên cứu sâu rộng [18], [30], [33], [34] Nhằm không ngừng nâng cao khả làm việc lưỡi cưa đĩa, nhiều cơng trình sâu nghiên cứu động học, động lực học q trình gia cơng Điển hình cơng trình U.M Stakhiev, A.A Sanhikov [34],[37] Nghiên cứu máy thiết bị chế biến gỗ nhà khoa học Makovski N.V., Aliabiev V.I…[16, 18, 33] rõ chi phí lượng riêng tiêu quan trọng đánh giá chất lượng máy thiết bị Chi phí lượng riêng biểu thị hoàn thiện kỹ thuật hay mức độ lượng yêu cầu việc sử dụng, khai thác sản phẩm Công nghệ thiết bị sản xuất gỗ xẻ phục vụ sản xuất đồ gỗ xây dựng nước phát triển giới Nga, Thuỵ Điển, Phần Lan…nghiên cứu sâu rộng với dây chuyền sản xuất đại [24] , nhiều dây chuyển tự động hố đồng (hình 1.1) Hình 1.1 Dây chuyền tự động xẻ gỗ(Thuỵ Điển): 1- thiết bị bóc vỏ; 2- máy dò kim loại; 3- thiết bị phân loại gỗ trịn; 4- thiết bị xác định kích thước gỗ; 5- trung tâm tính tốn đồ xẻ; 6- trung tâm lập trình điều khiển máy gia cơng; 7- băng chuyền; 8- thiết bị định chuẩn; 9- thiết bị hiệu chỉnh; 10- máy gia công xẻ; 11- kho sản phẩm Vấn đề mơ hình hố tối ưu hố q trình cơng nghệ gia cơng gỗ với phương pháp luận đại, nghiên cứu cắt gọt gỗ nhà khoa học, giáo sư A A Pizurin, M S Rozenblit tập trung nghiên cứu với nhiều cơng trình tiếng tối ưu hố trình sản xuất [20, 36] Những nghiên cứu tạo lập công thức thực nghiệm phục vụ cho tính tốn thiết kế máy gia cơng gỗ A E Grube V N Sanev đề xuất áp dụng phổ biến [23] Chế độ gia công vấn đề có tầm quan trọng, đặc biệt nghiên cứu sử dụng thiết bị công nghệ Chế độ gia công hợp lý góp phần định đến chất lượng suất gia công Do vấn đề quan tâm nghiên cứu nhà công nghệ, nhà sản xuất, điển hình lĩnh vực có cơng trình nghiên cứu A.L Bersatski, A.A.Pizurin, M.S.Rozenblit [30, 31, 35, 36, 38] 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Những nghiên cứu tác động tương hỗ công cụ (dao cắt) đối tượng gia cơng gồm số cơng trình nghiên cứu tác giả: PGD.TS Hoàng Nguyên TS Nguyễn Văn Minh, “Gia công cắt gọt gỗ Việt Nam”, Nguyễn Văn Minh 1956, “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến lực độ tù xẻ gỗ Việt Nam cưa sọc” [9] Các tác giả xác định tỷ suất lực cắt số loại gỗ Việt Nam, như: Sến, Lim, Sau sau, cắt ngang gỗ Sến xẻ dọc Công nghệ, kỹ thuật xẻ gỗ phục vụ sản xuất đồ gỗ tác giả Trần Ngọc Thiệp, Nguyễn Phan Thiết đề cập nhiều giáo trình “Cơng nghệ xẻ” [16] Vật liệu gỗ xây dựng tính tốn thiết kế kết cấu gỗ tác giả Phạm Bá Lộc, Huỳnh Minh Sơn nghiên cứu, giới thiệu giáo trình “ Kết cấu gỗ” [12]; nhiên vấn đề gia công chi tiết máy chưa đề cập Vật liệu gỗ xây dựng nói chung, ván cốt pha nói riêng hàng năm nước ta sử dụng với khối lượng lớn, nhiên sản xuất nhỏ lẻ Qui trình xẻ tạo ván gỗ chủ yếu theo công đoạn sở máy đa đẩy gỗ thủ công bán giới (hình 1.2) Xẻ phá Xẻ ván ghép Hình 1.2 Sơ đồ quy trình xẻ ván ghép cốt pha Cắt ngắn ván ghép Gỗ tròn Phân loại Cắt khúc Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lượng riêng tỷ suất dăm băm gỗ Keo tai tượng máy BX – 444”, năm 2001 thạc sĩ Phạm Văn Lý [7] góc mài , tốc độ cắt v ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng tỷ suất dăm tuân theo quy luật hàm bậc Đề tài “Nghiên cứu xác định công suất máy băm dăm MB – 930 B sử dụng để băm gỗ làm nguyên liệu giấy”, năm 2004 thạc sĩ Nguyễn Mạnh Hoạt [3] kết luận ảnh hưởng góc mài dao tới chi phí công suất tuân theo quy luật hàm bậc Đề tài “Nghiên cứu sử dụng cưa xăng để chặt hạ số loài tre thuộc chi Dendrocalamus miền Bắc Việt Nam ”, năm 2005 tiến sĩ Dương Văn Tài [11] kết luận ảnh hưởng góc mài cạnh cắt  đến tỷ suất lực cắt tuân theo quy luật hàm bậc Đề tài ‘‘Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tỷ suất lực chất lượng sản phẩm xẻ sở từ gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) máy cưa đĩa Ц-6’’ thạc sĩ Phạm Văn Quảng [11] kết luận tốc độ cắt v có mức ảnh hưởng lớn đến hai tiêu tỷ suất lực chất lượng sản phẩm Liên quan tới tính chất đối tượng gia công - gỗ Keo rừng trồng Vệt Nam đề cập nhiều công trình tác Bùi Đình Tồn (2002), Phó Đức Sơn (2004), Đặng Trần Minh (2006) Về phân nhóm gỗ, qui định sử dụng gỗ có nghiên cứu theo tiêu chuẩn Nhà nước: TCVN 1072-71 1077-71 (về phân nhóm gỗ, qui cách, phẩm chất gỗ); TCXD 44-70 (Qui phạm thiết kế kết cấu gỗ) Trong chủ yếu đưa qui cách gỗ xây dựng Một số vấn đề miêu tả toán học q trình gia cơng gỗ, phân tích đặc tính lực xẻ gỗ cưa vịng, TS Hoàng Việt đề cập chuyên đề nghiên cứu khoa học [23, 24] Về thiết bị gia cơng chế biến gỗ nói chung, máy cưa đĩa sử dụng pha phôi ván nhân tạo TS Hoàng Việt giới thiệu tài liệu “ Máy thiết bị chế biến gỗ” [18] Vấn đề miêu tả tốn học q trình gia cơng gỗ giới T.S Hoàng Việt đề cập chuyên đề nghiên cứu, giảng dành cho học viên cao học [17, 21] Nhận xét Thiết bị cơng nghệ q trình gia cơng gỗ giới nói chung, cưa đĩa nói riêng nghiên cứu tương đối hồn chỉnh Đó sở luận chứng khoa học tảng cho nghiên cứu phát triển ứng dụng Tuy nhiên với số loại gỗ rừng trồng Việt Nam đặc biệt sản xuất kết cấu gỗ nói chung, ván cốt pha từ gỗ Keo tràm chưa có tác giả sâu vào nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết cắt gọt gỗ chưa nhiều, muốn thiết kế, cải tiến sử dụng hợp lý công cụ cắt gọt gỗ chất lượng sản phẩm sau gia công với loại gỗ cụ thể cần phải có nghiên cứu hệ thống Nhất giai đoạn nhu cầu vật liệu gỗ cho cơng trình xây dựng sơ hạ tầng đất nước trở nên vô cấp thiết Khâu công việc mà đề tài tập trung nghiên cứu khâu cắt ngắn ván ghép qui trình (hình 1.2) Đây cơng đoạn quan trọng định tới suất, chất lượng sản phẩm hiệu sản xuất Hiện sản xuất vật liệu ván ghép cốt pha có nhiều dây chuyền đồng giới 73 đây: t - thời gian gia công sản phẩm, h; l – quãng đường gia công, m; U - vận tốc đẩy phơi, m/ph Kết tính tốn xác định chi phí lượng để gia cơng sản phẩm chế độ gia công đáp ứng yêu cầu sản phẩm tính bảng 4.18 Bảng 4.18 Chi phí lượng gia cơng sản phẩm, 10-4 kWh Lượng mở me λ(mm) 3.0 3.2 Vận tốc đẩy (m/ph) Vận tốc cắt (m/s) 12 50 4,80 3,77 3,05 60 4,68 3,69 2,95 40 5,24 4,18 3,42 50 4,95 3,96 3,25 60 4,75 3,84 3,10 Qua bảng 4.18 ta thấy chi phí lượng thấp để cắt ngang ván gỗ Keo tràm có tiết diện 22 x 200mm đảm bảo chất lượng ghép sàn cốt pha 2,95.10-4 kWh Vậy chế độ gia cơng hợp lý để chi phí lượng thấp đáp ứng yêu cầu đặt sản phẩm là: Vận tốc cắt: 60 m/s; Vận tốc đẩy phôi: m/ph; Lượng mở me cưa: λ = 3.0 mm Thay thông số chế độ gia công vào công thức (3.13) ta tỷ suất công trường hợp là: Kc = 310,5 n.m/mm3 74 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Trên sở nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm chế độ gia công máy cưa đĩa Model P-2800 TM cắt ván ghép cốt pha cho thấy vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi lượng mở me ảnh hưởng lớn đến chất lượng gia công chi phí lượng - vấn đề mang tính cấp thiết thực tế sản xuất lý thuyết Thông qua việc xác định quan hệ vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi lượng mở me tới công suất cắt, chi phí lượng chất lượng ván ghép luận văn hoàn thành mục tiêu nội dung đề có số kết luận sau : Máy cưa đĩa Model P-2800 TM với lưỡi cưa thông dụng để cắt ván gỗ ghép cốt pha chúng tơi đề xuất, lựa chọn mơ hình thiết bị phù hợp với quy mô sản xuất vừa nhỏ, vốn đầu tư sở sản xuất kinh doanh vật liệu xây dựng Việt Nam Bằng nghiên cứu thực nghiệm, luận văn đưa quan hệ vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi lượng mở me cưa với công suất cắt qua phương trình tương quan (4.2) ; (4.4) ; (4.6) Đã xây dựng công thức thực nghiệm xác định ảnh hưởng thông số chế độ gia công lựa chọn nghiên cứu đến tiêu đặc trưng chất lượng sản phẩm: Sai số vuông góc - cơng thức (4.8), (4.10), (4.12) Sai số kích thước - cơng thức (4.14), (4.16) (4.18) Những kết sở quan trọng phục vụ giải toán tối ưu hoá xác định thơng số tối ưu cho q trình gia cơng đảm bảo nâng cao chất lượng sản phẩm tối giảm chi phí lượng Đã tính tốn, chọn thông số chế độ gia công hợp lý: U= m/phút, v = 50m/s, λ = 3.0mm cho cắt ván gỗ cốt pha dầy 22 mm, đảm bảo chất lượng sản phẩm gia công cao công suất cắt động trục 75 lưỡi cưa nhỏ (2,48 kW) Ở chế độ gia công với vận tốc cắt 60 m/ph, vận tốc đẩy phôi m/ph λ = 3.0mm cho chi phí lượng nhỏ (2,95.10-4 kWh/sản phẩm) Trên máy P- 2800 TM với hai chế độ gia công trên, luận văn tìm tỷ suất cơng thực nghiệm với gỗ Keo tràm là: 491,4 N.m/mm3 310,5 N.m/mm3 Đây trị số thực nghiệm cho nhà chế tạo thiết bị nhà sản xuất tham khảo, áp dụng tính tốn chế tạo sử dụng thiết bị 5.2 Kiến nghị Cần mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố khác yếu tố thuộc thiết bị, hệ thống gá giữ phôi vật liệu gia công tới chất lượng sản phẩm, suất gia công Làm sở cho tối ưu hố q trình theo hàm mục đích giá thành sản phẩm Tiếp tục nghiên cứu mở rộng tính cơng nghệ thiết bị đáp ứng điều kiện sản xuất linh hoạt, đa dạng đối tượng gia cơng loại hình sản phẩm Trên sở hoàn thiện sơ đồ nguyên lý động học hệ thống máy, thiết kế cải tiến cấu chu cấp, đẩy phôi thu sản phẩm gia công 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Văn Bỉ (2006), Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Trần Chí Đức (1981), Thống kê tốn học, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Nguyễn Mạnh Hoạt (2004), Nghiên cứu xác định công suất máy băm dăm MB 930B sử dụng để băm gỗ làm nguyên liệu giấy, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Lê Công Huỳnh (1995), Phương pháp nghiên cứu khoa học, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Trọng Kiên (2007), Ảnh hưởng chế độ gia công đến chất lượng mối ghép dọc công suất cắt sản xuất ván ghép dạng finger joint, Luận văn thạc sĩ, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Phạm Văn Lang, Bạch Quốc Khang (1998), Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội Phạm Văn Lý (2001), Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lượng riêng tỷ suất dăm băm gỗ keo tai tượng máy BX - 444, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây Nguyễn Hoàng Nghĩa (2003), Phát triển lồi keo Acacia Việt Nam, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội Hoàng Nguyên (1980), Máy thiết bị gia công gỗ, Tập 1- Nguyên lý cắt gọt gỗ, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 10 Ngô Thế Phong, Lý Trấn Cường, (1996), Kết cấu bê tông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa), Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 11 Phạm Văn Quảng (2007), Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến tỷ suất lực chất lượng sản phẩm xẻ sở từ gỗ Keo tai tượng máy cưa đĩa S-6, Luận văn thạc sĩ, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 12 Huỳnh Minh Sơn (2005), Bài giảng kết cấu gỗ, Trường ĐHBK,Tp.HCM 13 Lý Đại Thành (2005), Công nghệ sản xuất đồ mộc, Tài liệu dịch từ tiếng Trung, 77 Trường Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 14 Bùi Đình Tồn (2002), Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, tính chất chủ yếu Keo lai định hướng sử dụng công nghiệp sản xuất ván ghép thanh, Luận văn thạc sĩ, Đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 15 Nguyễn Hải Tuất, Nguyễn Trọng Bình (2005), Khai thác sử dụng SPSS để xử lý số liệu nghiên cứu lâm nghiệp, tập I, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội 16 Hoàng Việt (2003), Máy thiết bị chế biến gỗ, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 17 Hồng Việt (2006), Nghiên cứu xác lập tương quan đặc tính lực với yếu tố chế độ gia công cắt gọt gỗ, Báo cáo chuyên đề khoa học,Trường đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 18 Hoàng Việt (2006), Máy thiết bị chế biến lâm sản, Bài giảng dành cho cao học chuyên ngành mã số 60.52.24, Trường đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 19 Hồng Việt (2006), Ngun lý tính toán máy nâng chuyển, Bài giảng dành cho cao học CN mã số 60.52.14, Trường đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 20 Hoàng Việt (2007), Về luận chứng lựa chọn tiêu chuẩn tối ưu hoá sản xuất gia công gỗ, Báo cáo CĐ khoa học, Trường ĐH LN, Hà Tây 21 Hoàng Việt (2007), Nghiên cứu thiết lập mơ hình tốn học độ xác gia cơng máy cắt gọt gỗ, Báo cáo chuyên đề khoa học, Trường đại học Lâm nghiệp, Hà Tây 22 Hồng Việt (2009), Tính tốn lực cản đẩy, lực kéo công suất đẩy máy gia công gỗ thơng dụng, Báo cáo CĐ khoa học, Trưịng ĐHLN, Hà Nội 23 Hoàng Việt, Hoàng Thị Thuý Nga (2010), Cơ sở tính tốn thiết kế máy thiết bị gia cơng gỗ, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 24 Hồng Việt, Hồng Ngun, Hồng Xn Niên (2006), Tự động hố chế biến gỗ lâm sản ngồi gỗ, Nxb Nơng nghiệp, Hà Nội 78 25 Nguyễn Doãn Ý (2003), Giáo trình quy hoạch thực nghiệm, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 26 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép - TCVN 5574 - 91 Tiếng Anh: 27 Norman C Franz (1958), An Analysis of the Wood-Cutting Process, Ann arbor, Michigan, United States of America 28 General studies series (1992), Technical criteria for the selection of wood working machines, UNIDO Documents Unit, Viena 29 Rice Sr (1993), Apparatus a method for making wood curts, Unide States patent Nr5 Tiếng Nga: 30 Бершадский А.Л.и др (1969), Библиотечка деревообработчика, Изд “Лесная промышленность”, Москва 31 Бершадский А.Л.(1967),Расчёт режимов резания древесины, Изд “Лесная промышленность”, Москва 32 Бухтияров В.Н.(1976), Справочник мебельщика, Изд.“Лесная промышленность”, Москва 33 Маковский Н В и др (1990), Теория и конструкции деревообрабатывающих машин, Изд “Лесная промышленность”, Москва 34 Манжос Ф М (1963), Деревообрабатывающие станки, Изд “Гослебумиздат”, Москва 35 Песоцкий А.Н.(1966), Проектирование лесопильно –деревообрабатывающих предприятий,Изд.“Лесная промышленность”, Москва 36 Пижурин А А (1975), Оптимизация теxнологических процессов деревообработки, Изд “Лесная промышленность”, Москва 37 Стахиев Ю.М (1989), Работоспособность плоских круглых пил, Изд “Лесная промышленность”, Москва 38 Фаллер А.Н , Ланда П.И (1976), Контполь качества и сортировка продукции лесопиления и деревообработки, Изд “Высщая школа ”, Москва 39 Черпаков Б.И и др (1999), Металлорежущие станки и деревооб рабатывающего оборудования, Том IV-7, Изд “Машиностроение”, Москва i LỜI CẢM ƠN Xin trân thành cảm ơn nhà khoa học, quan nhiệt tình giúp đỡ tơi hồn thành luận văn khoa học Trước hết xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Hoàng Việt với ý kiến đóng góp quan trọng dẫn khoa học quý giá q trình thực cơng trình nghiên cứu Trân trọng cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Lâm nghiệp, khoa Sau đại học, khoa Cơ điện công trỡnh, B mụn máy thiết bị khoa chế biến lâm sản, Tr-ờng cao đẳng nghề Cơ Điện - Xây Dựng Tam Điệp gia đình bạn bè ó giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Xin chân thnh cm n: Các nhà khoa học,các quan ó giúp đỡ đóng góp ý kiến quý báu q trình tơi thực hồn chỉnh luận văn Trân thành cảm ơn lãnh đạo công nhân Trung tâm Công nghiệp rừng trường Đại học Lâm nghiệp nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tơi tiến hành thí nghiệm, khảo nghiệm máy ứng dụng kết nghiên cứu vào sản xuất Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu tơi xin chịu trách nhiệm tồn kết nghiên cứu trình bày Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2010 Học viên thực Lê Minh Toàn ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục ký hiệu từ viết tắt iv Danh mục bảng vii Danh mục hình viii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn vấn đề nghiên cứu Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI 11 VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 11 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 11 2.2.1 Gỗ Keo tràm - đối tượng gia công 11 2.2.2.Thiết bị điều kiện thực nghiệm 13 2.2.3 Các thông số chế độ gia công 16 2.2.4 Công suất cắt chất lượng sản phẩm gia công 16 2.3 Nội dung nghiên cứu 16 2.4 Phương pháp nghiên cứu: 17 2.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 17 2.4.2 Phương pháp thực nghiệm 17 Chương 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA LUẬN VĂN 23 3.1 Động học trình cắt ngang gỗ cưa đĩa 23 3.2 Các yếu tố tác động tương hỗ chúng trường hợp cắt gọt gỗ 26 3.3 Công suất cắt yếu tố ảnh hưởng tới công suất cắt 29 3.4 Chất lượng gia công yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công 31 iii 3.4.1 Khái niệm chất lượng gia công chi tiết máy 31 3.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công 33 3.5 Cơ sở nghiên cứu thực nghiệm 37 3.5.1 Chọn mục tiêu thực nghiệm 37 3.5.2 Chọn tham số điều khiển 37 3.5.3 Chọn thiết bị đo 39 3.5.4 Tiến hành công tác chuẩn bị 40 3.5.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố 41 3.6 Xác định giá trị tối ưu yếu tố đầu vào hàm mục tiêu 47 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 48 4.1 Ảnh hưởng tốc độ cắt tốc độ đảy phôi đến công suất cắt N 48 4.1.1 Với lượng mở me λ = 2.8 mm 48 4.1.2 Với lượng mở me λ = 3.0 mm 50 4.1.3 Với lượng mở me λ = 3.2 mm 52 4.1.4 Tổng hợp đồ thị biểu diễn quan hệ vận tốc cắt vận tốc đẩy phôi với công suất cắt 54 4.2 Ảnh hưởng tốc độ cắt tốc độ đảy phơi đến sai số độ vng góc gia cơng 55 4.2.1 Lượng mở cưa λ = 2.8 mm 55 4.2.2 Lượng mở cưa λ = 3.0 mm 57 4.2.3 Lượng mở cưa λ = 3.2 mm 59 4.3 Ảnh hưởng tốc độ cắt tốc độ đảy đến sai số kích thước gia công 62 4.3.1 Lượng mở cưa λ = 2.8 mm 62 4.3.2 Lượng mở cưa λ = 3.0 mm 65 4.3.3 Lượng mở cưa λ = 3.2 mm 67 4.4 Nhận xét đề xuất thông số chế độ gia công hợp lý 70 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Nội dung K Tỷ suất lực cắt P Lực cắt cưa Pm Lực tác dụng lên mũi cắt Pt Lực tác dụng lên mặt trước lưỡi cắt Ps Lực tác dụng lên mặt sau lưỡi cắt Pc Lực tác dụng lên cạnh bên lưỡi cắt Pr Lực ma sát thành bên ván xẻ lên mặt bên lưỡi cắt Pp Lực ma sát phoi hầu cưa với thành bên ván xẻ Pb Lực ma sát phoi khoảng khe hở thành bên ván xẻ lên cưa B Bề rộng mạch xẻ (chiều rộng phoi) c Lượng ăn gỗ CH Hệ số đàn hồi gỗ h, e Chiều dày phoi f Hệ số ma sát gỗ cưa F Lực ma sát gỗ cưa g Trọng lượng phoi H Chiều cao mạch xẻ htb Chiều dày trung bình phoi hr Chiều cao cưa l Chiều dài phần tử phoi N0 Lực đàn hồi lớp gỗ N Tổng áp lực n Số cưa tham gia trình cắt Pc Tổng lực tác dụng lên cưa Pc1 Lực cắt cưa p Áp lực gỗ lên mũi cắt pp Áp lực phoi v p0 Áp lực ban đầu pb Áp lực phần tử phoi lên mặt bên cưa r Bán kính hầu cưa t Bước cưa Tn Lực ma sát phoi Tm Lực ma sát phụ mặt cưa phoi sinh Y Lượng nén gỗ y Lượng đàn hồi gỗ x Quãng đường cưa u Tốc độ đẩy gỗ v Tốc độ cắt cưa  Góc sau cưa p Hệ số giảm áp phoi  Góc mài cưa y Hệ số đặc trưng cho tăng áp lực  Hệ số hao hụt phoi # Hệ số co phoi theo chiều dày phoi  Hệ số co phoi theo chiều dài phoi  Hệ số khả chất đầy hầu cưa  Góc cắt c Ứng suất chèn dập n Mức nén phoi hầu cưa  Hệ số Poatxông  Góc trước  Góc hợp vận tốc cắt thớ gỗ  Độ tù cưa X SX Số trung bình mẫu Me Trung vị mẫu Sai số trung bình mẫu vi M0 Trị số tương ứng với tần số phân bố tập trung S Sai tiêu chuẩn mẫu S2 Phương sai mẫu R Khoảng biến động Min Trị số quan sát nhỏ Max Trị số quan sát lớn  Tổng trị số quan sát mẫu  Sai số cực hạn ước lượng nct Dung lượng quan sát cần thiết % Sai số tương đối ước lượng vii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 2.1 Các thông số kỹ thuật cưa đĩa Model P- 2800 TM 15 3.1 Bảng kế hoạch thực nghiệm 42 4.1 Công suất cắt gỗ Keo tràm với λ = 2.8 mm, kW 48 4.2 Công suất cắt gỗ Keo tràm với lượng mở me λ = 3.0 mm, kW 50 4.3 Công suất cắt gỗ Keo tràm với lượng mở me λ = 3.2 mm, kW 52 4.4 Sai số vng góc sản phẩm với lượng mở me cưa 2.8 mm 55 4.5 Kiểm tra khả làm việc mơ hình 56 4.6 Sai số vng góc sản phẩm với lượng mở me cưa 3.0 mm 57 4.7 Kiểm tra khả làm việc mơ hình 58 4.8 Sai số vng góc sản phẩm với lượng mở me cưa 3.2 mm 59 4.9 Kiểm tra khả làm việc mơ hình 60 4.10 Sai số kích thước sản phẩm với lượng mở me cưa 2.8 mm 63 4.11 Kiểm tra khả làm việc mơ hình 63 4.12 Sai số kích thước sản phẩm với lượng mở me cưa 3.0 mm 65 4.13 Kiểm tra khả làm việc mơ hình 65 4.14 Sai số kích thước sản phẩm với lượng mở me cưa 3.2 mm 68 4.15 Kiểm tra khả làm việc mơ hình 68 4.16 Bảng kiểm tra chế độ gia công 71 4.17 Công suất cắt chế độ gia cơng, kW 72 4.18 Chi phí lượng gia công sản phẩm, 10-4 kWh 73 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình TT Trang 1.1 Dây chuyền tự động xẻ gỗ(Thuỵ Điển): 1.2 Sơ đồ quy trình xẻ ván ghép cốt pha 2.1 Máy cưa đĩa cắt ngang P-2800 TM: 14 3.1 Cắt ngang cưa đĩa 23 3.2 Động học trình cắt gọt cưa đĩa 24 3.3 3.4 3.5 4.1 4.2 4.3 4.4 Các yếu tố quan hệ tương hỗ chúng cắt gỗ cưa đĩa Các dạng lồi lõm bề mặt gia công cách đánh giá Các dạng sai số hình học kích thước ván xẻ Đồ thị biểu diễn quan hệ vân tốc cắt, vận tốc đẩy với công suất cắt lượng mở me λ = 2.8 mm Đồ thị biểu diễn quan hệ vân tốc cắt, vận tốc đẩy với công suất cắt lượng mở me λ = 3.0 mm Đồ thị biểu diễn quan hệ vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi với công suất cắt lượng mở me λ = 3.2 mm Đồ thị biểu diễn quan hệ vận tốc cắt, vận tốc đẩy phôi công suất cắt 27 33 33 49 51 53 54 Đồ thị tương quan vận tốc cắt, vận tốc đẩy với 4.5 sai số vng góc sản phẩm lượng mở me cưa λ = 57 2.8 mm Đồ thị tương quan vận tốc cắt, vận tốc đẩy với 4.6 sai số vng góc sản phẩm lượng mở me cưa λ = 3.0 mm 58 ix Đồ thị tương quan vận tốc cắt, vận tốc đẩy với 4.7 sai số vng góc sản phẩm lượng mở me cưa λ = 61 3.2 mm Đồ thị tương quan vận tốc cắt, vận tốc đẩy với 4.8 sai số kích thước sản phẩm lượng mở me cưa λ = 64 2.8 mm Đồ thị tương quan vận tốc cắt, vận tốc đẩy với 4.9 sai số kích thước sản phẩm lượng mở me cưa λ = 67 3.0 mm Đồ thị tương quan vận tốc cắt, vận tốc đẩy với 4.10 sai số kích thước sản phẩm lượng mở me cưa λ = 3.2 mm 69 ... VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHI? ?P VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHI? ?P LÊ MINH TOÀN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ ĐẾN CÔNG SUẤT CẮT VÀ CHẤT LƯỢNG GIA CÔNG TẠO VÁN CỐT PHA TRÊN MÁY P- 2800. .. định yếu tố chế độ gia công ảnh hưởng đến tiêu chất lượng sản phẩm chi phí lượng cắt ván cốt pha từ gỗ Keo tràm máy cưa đĩa P2 800 -TM, nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động thiết bị gia công - máy. .. số để xác định ảnh hưởng chúng tới cơng suất cắt N v, u λ 3.4 Chất lượng gia công yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công 3.4.1 Khái niệm chất lượng gia công chi tiết máy Theo [9, 13] chất lượng