Luận văn thạc sĩ nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số thông số tới chi phí năng lượng riêng và năng suất cắt xẻ dọc gỗ tai tượng bằng cưa đĩa​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC GỖ KEO TAI TƯỢNG BẰNG CƯA ĐĨA LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THƠNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC GỖ KEO TAI TƯỢNG BẰNG CƯA ĐĨA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY VÀ THIẾT BỊ CƠ GIỚI HĨA NƠNG - LÂM NGHIỆP Mã số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRỊNH HỮU TRỌNG Hà Nội, 2011 -1- ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, quan tâm Đảng Nhà nước ngành công nghiệp chế biến lâm sản không ngừng phát triển, tốc độ tăng trưởng khoảng 30% tạo thành mạng lưới với nhiều ngành, nhiều thành phần kinh tế tham gia gồm 1.200 doanh nghiệp, doanh nghiệp nhà nước chiếm 26,7%, liên doanh vốn nước 3,3%, doanh nghiệp quốc doanh chiếm 70% với tổng công suất chế biến khoảng triệu m /năm Giá trị xuất nhờ vào khơng ngừng tăng nhanh, năm 1996 đạt 60,5 triệu USD, năm 1998 đạt 108,1 triệu USD, năm 2000 đạt 219,3 triệu USD, năm 2002 đạt 435 triệu USD, năm 2004 đạt 1,12 tỷ USD, năm 2005 đạt 1,6 tỷ USD Ngành lâm nghiệp đóng góp cho kinh tế quốc dân khoảng 1,4% Theo tính tốn "Dự thảo chiến lược phát triển lâm nghiệp quốc gia năm 2006 - 2010 " từ 2010 - 2015 năm nước ta phải nhập khoảng triệu m3; từ năm 2015 - 2020 năm nhập khoảng triệu m3 Chính vậy, để phát triển bền vững ngành chế biến lâm sản, đạt tiêu xuất 2,1 tỷ USD vào năm 2020 cần phải tăng lực sản xuất lâm nghiệp để trì trung bình 70÷80% khả tự cung cấp nguyên liệu gỗ từ rừng trồng rừng tự nhiên quản lý bề vững Ở nước ta, máy cưa đĩa loại thiết bị gia công gỗ quen thuộc, chúng nhập từ nhiều nước khác giới máy cưa đĩa đa dạng chủng loại Những năm gần đây, số sở chế tạo máy lâm nghiệp, xưởng khí chế tạo thành cơng số loại cưa đĩa thương hiệu cưa đĩa Việt Nam chưa thức hầu hết máy có thị trường dựa thiết kế mẫu máy nhập nội Cùng với phát triển nhanh ngành chế biến, đời sống kinh tế nhân dân tăng nhanh làm cho nhu cầu gỗ ngày cao Mặc dù, diện tích rừng trồng phát triển mạnh đáp ứng phần nhu cầu gỗ nguyên liệu giấy ván nhân tạo -2- Cưa đĩa thiết bị chủ yếu dây chuyền sơ chế chế biến gỗ Kể từ máy cưa đĩa giới chế tạo vào cuối kỷ XV Cho đến có hàng triệu máy cưa đĩa đời với cải tiến khác sử dụng rộng rãi xưởng sơ chế gỗ xưởng chế biến gỗ với quy mơ khác Để thiết kế mới, cải tiến sử dụng hợp lý máy cưa đĩa cần phải nghiên cứu cách nghiêm túc, khoa học Nhưng chưa đươc quan tâm mức nên chưa có nhiều nghiên cứu cắt gọt gỗ Việt Nam Với ý tưởng trên, đồng ý Ban giám hiệu trường Đại Học Lâm Nghiệp, khoa Sau đại học tiến hành thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng số thơng số tới chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa” Mục đích đề tài xác định mức độ quy luật ảnh hưởng tham số cấu tạo công nghệ máy cưa đĩa đến tiêu chi phí lượng riêng suất cắt gỗ keo tai tượng Kết đề tài tài liệu cần thiết cho trình sử dụng hiệu thiết bị, xây dựng chế độ sử dụng hợp lý cho máy cưa đĩa -3- Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ MÁY CƯA ĐĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Quátrinh̀ cưa xẻgỗlàquátrinh̀ gia công gỗbằng hocc̣ Cùng với sư c̣ phát triển gia công gỗbằng hoc,c̣ lýthuyết cắt goṭgỗđa r ̃ a đời vàphát triển khơng ngừng Những người cócơng viêcc̣ xây dưngc̣ vàphát triển lý thuyết cắt goṭ gỗphải kểđến nhàbác hocc̣ Xô Viết như: Giáo sư I.A Time, giáo sư P.A Aphanaxiev, ky ̃sư Denpher, giáo sư M.A Đêsevôi, giáo sư C.A Voskrexenski, giáo sư A.L Bersatski, … Lýthuyết cắt goṭgỗđi sâu nghiên cứu vềlưcc̣ phát sinh trinh ̀ gia công gỗbằng hoc,c̣ công suất thiết bi,c̣chi phi ́cho viêcc̣ cắt gỗ, … lànhững đaịlươngc̣ quan trong,c̣ làm sởcần thiết cho viêcc̣ ti ́nh toán thiết kếvàsử dungc̣ hơpc̣ lýcác thiết bi giạ công gỗ Năm 1933, giáo sư tiến si ̃M.A Đêsevôi đa ̃tổng hơpc̣ vàxây dưngc̣ hoàn chinhh̉ lýthuyết cắt goṭgỗ, năm 1939, ông cho đời sách “Kỹthuât gia công gô”̃ Đây làmôṭcông trinh̀ lớn bao gồm vấn đềvềlýthuyết vàkinh nghiêṃ thưcc̣ tếtrong gia cơng gỗmàtrên thếgiới lúc đóchưa cócơng tri ̀nh nghiên cứu tương tư c̣nào đời Vào thâpc̣ niên 70 thếkỷXX, lýthuyết cắt goṭgỗngày đươcc̣ hồn chỉnh, cơng trình nghiên cứu cắt goṭ giáo sư: A.L Berơsatski, C.A Vơtcrexenski, E.G Ivanopski đãra đời Lưcc̣ phát sinh triǹ h gia công gỗbằng hocc̣ đươcc̣ nghiên cứu đầy đủhơn vàchi ń h xác Nguyên lý cấu tạo, tính cơng nghệ máy chế biến gỗ nói chung, máy cưa đĩa nói riêng nhà khoa học tiếng như: F.M Manros, A.E Grube, H.B Makovski,… nghiên cứu sâu, rộng [33], [24], [27], [28] Nhằm không ngừng nâng cao khả làm việc lưỡi cưa đĩa, nhiều cơng trình sâu nghiên cứu động học, động lực học trình gia cơng Điển hình cơng trình U.M Stakhiev, A.A Sanhikov [28], [31] -4- Nghiên cứu máy thiết bị chế biến gỗ nhà khoa học Mkovski N.V, Aliabiev V.I, … [32], [33], [27] rõ chi phí lương riêng tiêu quan đánh giá chất lượng máy thiết bị Chi phí lượng riêng biểu thị hồn thiện kỹ thuật hay mức độ lương yêu cầu việc sử dụng khai thác sản phẩm Vấn đề mơ hình hóa tối ưu hóa q trình cơng nghệ gia công gỗ với phương pháp luận đại, nghiên cứu cắt gọt gỗ nhà khoa học, giáo sư A.A Piziurin, M.S.Rozenblit tập chung nghiên cứu với nhiều cơng trình tiếng tối ưu hóa q trình sản xuất [30] Ở mơṭsốnước cơng nghiêpc̣ phát triển, gia công gỗbằng hocc̣ đươcc̣ nghiên cứu, tiêu biểu công triǹ h nghiên cứu tác giả sau: - HJORTH.H, Máy gia công gỗ Bruxen, 1937 - Kiviaa E, Lưcc̣ cắt goṭtrong gia công gỗ Hesinki, 1950 - Barkas WV, Nguyên lýgia công gỗ London, 1932 - Patronsky LA, Những vấn đềvềdao cắt My, ̃ 1953 - Norman.C.Franz, Phân tić h quátrinh̀ cắt gỗ My, ̃ 1957 Norman.C.Franz sau nghiên cứu cắt thẳng docc̣ thớba loaịgỗSugar pine (Pinus Lamberticana Dougl), Yelow birch (Betula alleghaniensis Britt), White as (Fraximus Americana L) đăcc̣ trưng cho ba loaịgỗ(Gỗlákim vùng ôn đới, gỗlárôngc̣ macḥ phân tán vàgỗlárôngc̣ macḥ phân bốtheo vòng năm) Tác giảđa ̃nghiên cứu chúng với tổng côngc̣ 378 điều kiêṇ khác nhau, với ba cấp đô c̣ẩm (1,5%, 3,5%, vàđô c̣ ẩm baõ hòa), cấp chiều dày phoi (0,002; 0,005; 0,010; 0,015; 0,020; 0,025; và0,030 inch), góc cắt trước (5 0, 100, 150, 200, 250, 300) Ông đa ̃đưa môṭsốkết luâṇ quan trongc̣ sau đây: - Quátriǹ h cắt goṭđươcc̣ đăcc̣ trưng ba dangc̣ cắt goṭcơ - Các công cu c̣hinh̀ thành tương ứng với dangc̣ phoi Do vâỵ công suất cần thiết cho viêcc̣ tách bỏvâṭliêụ phu c̣thuôcc̣ vào hiǹ h dangc̣ phoi -5- - Qúa trinh̀ hinh̀ thành phoi phu c̣thuôcc̣ vào đăcc̣ tính gỗvàthông sốhình hocc̣ cắt Viêcc̣ thành phoi đôcc̣ lâpc̣ với vâṇ tốc cắt hiǹ h vàchiều dày vết cắt ảnh hưởng đến viêcc̣ hinh̀ thành phoi Góc trước - Các lưcc̣ ma sát phu c̣thuôcc̣ vào loaịgỗvàđô c̣ẩm gỗnhưng it́ quan c̣ đến đô c̣nhám bềmăṭcủa dao vìcác vết mài song song với chiều chuyển đôngc̣ phoi Giátri cc̣ủa c̣sốma sát tương đối đôcc̣ lâpc̣ với góc trước vàchiều dày phoi Măcc̣ dùđa ̃cónhiều tài liêụ nghiên cứu vềgia công gỗbăng học, chưa cónhiều nghiên cứu chun sâu, thơng tin mơṭcách cóhê c̣ thống vềcắt goṭgỗởnhững nước tư cónền cơng nghiêpc̣ phát triển Mục đích nghiên cứu cắt gọt gỗ xác định lực phát sinh q trình cắt gỗ, chi phì cơng suất máy móc sử dụng vào việc cắt gỗ đồng thời tìm thơng số tối ưu cơng cụ cắt để thiết kế, chế tạo sử dụng cách tốt nhất: suất cao, chi phí lượng thấp Quá trình cắt gọt gỗ xẩy phức tạp, đòi hỏi phải mơ hình hóa nghiên cứu lý thuyết Nhiều mơ hình đưa số đáng lưu ý mơ hình giáo sư A.L.Berosatxki đề xướng [19] Ơng cho rằng cạnh cắt khơng phải đường thẳng mà đuờng cong có bán kính ρ Trong cắt phân chia phoi phôi gỗ xẩy điểm xa bán kính ρ theo phương chiều vận tốc cắt, quỹ đạo đường mặt phân cách X – X Phía mặt phân cách khu vực I, phía mặt phân cách khu vực II gọi mặt trước Tại lực tương hỗ xem đồng tập chung theo phương định, lực tác dụng lên mặt trước gồm lực pháp tuyến lực ma sát Tại vùng II mặt sau dao cắt chịu tác dụng lớp gỗ đàn hồi, tác dụng áp lực gây lực -6- ma sát Bằng lý thuyết giáo sư A.L.Berosatxki xác định lực cắt, công suất cắt, tỷ suất lực cắt, tỷ suất công cắt,… 1.2 Tình hình nghiên cứu nước Do nhiều nguyên nhân khác nhau, nên nghiên cứu vềgia công gỗbằng hocc̣ ởtrong nước còn haṇ chế, tiêu biểu làmôṭsốcông trinh̀ nghiên cứu tác giảđã xác định tỷ suất lực cắt số loại gỗ Việt Nam như: Đinh, Lim, Sáu sau cắt ngang gỗ Sến sau xẻ dọc - Hoàng Nguyên (1968), “Nghiên cứu ảnh hưởng môṭsốyếu tốđến lực vàđô c̣tùcủa xẻgỗViêṭNam bằng cưa socc̣” - Nguyên Văn Minh (1956), “Gia công gỗViêṭNam” Công nghệ, kỹ thuât xẻ gỗ phục vụ sản xuất đồ gỗ đươc tác giả Trần Ngọc Thiệp, Nguyễn Phan Thiết đề cập nhiều giáo trình “Cơng nghệ xẻ” Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lương riêng tỷ suất dăm băm gỗ keo tai tuợng bằng máy BX – 444”, năm 2001 thạc sĩ Phạm Văn Lý [8] rằng góc mài β, 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 [6] kết luận ảnh hương góc mài dao tới chi phí cơng suất tn theo quy luật hàm bậc Đề tài “Nghiên cứu sử dụng cưa xăng để chặt hạ số loại tre thuộc chi Dendrocalamus miền bắc việt”, năm 2005 tiến sĩ Dương Văn Tài [10] kết luận ảnh hưởng góc mài cạnh cắt 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 tương (Acaciamangium) -7- máy cưa đĩa Џ – 6”, thạc sĩ Phạm Văn Quảng [13] kết luận tốc độ cắt v có ảnh hưởng lớn đến tiêu tỷ suất lực chất lượng sản phẩm Liên quan đến tính chất đối tượng gia công – gỗ keo rừng trồng Việt Nam đề cập nhiều cơng trình tác giả như: Bùi Đình Tồn (2002), Phó Đức Sơn (2004), Đặng Trần Minh (2006) Một số vấn đề miêu tả toán học q trình gia cơng gỗ, phân tích đặc tính lực xẻ gỗ bằng cưa vòng TS Hoàng Viêṭđề cập chuyên đề nghiên cứu khoa học [17, 18] Các thiết bị gia cơng gỗ nói chung TS Hoàng Viêṭgiới thiệu “Máy vàthiết bi cḥếbiến gỗ” NXB Nông nghiệp (2003), Hà Nội Vấn đề miêu tả tốn học q trình gia cơng gỗ bằng giới TS Hồng Viêṭđề cập chuyên đề nghiên cứu, giảng dành cho học viên cao học [16] Tóm lại: Trên thếgiới cónhiều nghiên cứu vềgia cơng gỗbằng hoc,c̣ nghiên cứu tương đối c̣thống vàngày đươcc̣ hoàn chỉnh Ở nước ta, việc nghiên cứu vềgia cơng gỗbằng hocc̣ chưa quan tâm nhiều Ngồi ra, ởnước ta vâṭliêụ gỗcótiń h chất khác so với ởnước vàtừng loaịgỗkhác thit̀ iń h chất khác nhau, đócác yếu tốảnh hưởng đến quátrinh ̀ gia công gỗbằng hocc̣ khác Vi ̀vây,c̣ cần thiết có nghiên cứu mơṭ cách cu c̣ thểvàcó c̣ thống vềgia cơng gỗ bằng hocc̣ ởcác loaịvâṭliêụ gỗkhác nhau, làcác loaịgỗthơng dungc̣ Từ đóđi thiết kếhoăcc̣ cải taọ dungc̣ cu c̣gia công, ky ̃thuâṭgia công, … nhằm tăng suất lao động, cải taọ điều kiện làm việc công nhân 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn vấn đề nghiên cứu - Ý nghĩa lý luận: + Xác định tính cơng nghệ máy q trình xẻ gia công gỗ + Xác định định lượng ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ máy cưa đĩa làm sở cho tính tốn, thiết kế, cải tiến sử dụng máy hợp lý -79- Ta co cac ma trân:c̣ A= A-1= B= -5,33 X = A-1xB X1= 0.5412 X2= 0,762 X3= - 0,644 Thay giá trị X1,X2,X3 vào phương trình Y1 ta có giátri c̣uch̉a lượng riêng là: Y1 = 57,508 (Wh/m2) Bước 2: Tìm giá trị cực trị hàm Y2 (4.10): Thực đạo hàm riêng phương trình (4.9) theo biến X 1, X2 X3 ta hệ phương trình phương trình ta có giá trị tối ưu là: Y = 56,195 – 0,2630X1+ 2,4547X 2,5086X + - 0,1633X2 + 0,2379X2X1 + 11,4293X3 + 0,0863X3X1- 0,0371X3X2 - 8,061X23 Lập hệ phương trình giải hệ phương trình với vế phải bằng khơng, Y Y 0,2630 4,9094x1 0,0863x3 0,16334 0,2379x1 5,0172x2 0,0371x3 11,4293 0,0863x1 0,0371x2 16,122x3 0,2379x2 X1 = 0,0394; X2 = 0,0359 ; X3 = 0,7091 Thay giá trị X1, X2, X3 vào Y2 ta có Y2min = 36,808 -80- Bước 3: Lập hàm tỷ lệ cực trị tối ưu Ta có : =0,973–0,0934X21+0,10725X2X1-0,0885X2–0,0672X2X1 + 0,10725X22 + 0,08853X3 – 0,0442X3X1 + 0,05168X3X2 + 0,08072X23 (4.13) Với Ta có : 2= 0,976081- 0,00715X1+ 0,0666689X 1+ 0,00444X2- 0,006463X2X1+ 0,068153X 2+ 0,1475X3+ 0,002345X3X1- 0,00101X3X2 - 0,21897X Hàm tổng quát: = 1+ (4.14) 2: = 1.8647 - 0,0137X1+ 0,1274X21 - 0,0085X2 - 0,0123X2X1+ 0,1302X22 +0,4319X3 - 0,0045X3X1+ 0,0019X3X2 + 0,4183X23 Thực đạo hàm riêng phương trình (4.20) theo biến X1, X2 X3 ta hệ phương trình: Y 0,0137 0,2396x1 0,0926x2 0,0456x3 0,0926 0,0705x1 0,2302x2 0,0565x3 Y 0,1258 0,0454x 0,0565x (4.16) Giải hệ phương trình (4.16) với vế trái bằng khơng ta nghiệm sau: X1 = 0,0428; X2 = 0,0343; X3 = 0,5164 Thay giá trị X1, X2, X3 vào , = 1,99 1min = 0,90748 1, ta được: -81- 1min 2min = 1,0107 + 2min = 0,90748+ 1,0107 = 1,9855 Bước 4: Xác định giá trị thực thông số ảnh hưởng Từ giá trị X1, X2, X3 nhận ta tìm giá trị thực (4.11)): xi (theo = 40,428 độ; v = 50,343 m/s; u = 6,52 m/ph Thay giá trị , v, u vào phương trình dạng thực (4.8 4.10) ta được: Nr ≡ Y1min = 59,93 w.h/m2 Ntt ≡ Y2min = 36,786 cm2/s 4.4 Vận hành máy với giá trị tối ưu thống số ảnh hưởng Trên sở số liệu tính tốn mục (?) ta có giá trị tối ưu cưa đĩa là: β (độ) = 40,428 v (m/s) = 50,343 u (m/ph) = 6,50 Đểthuâṇ tiêṇ cho quátrinh̀ gia công vàtổchức thiń ghiêm,c̣ choṇ giátri ṭối ưu cưa đĩa là: (độ)= 40 v (m/s)= 50 u (m/ph)= 6,50 Sau kiểm tra mô hinh̀ thínghiêṃ tiến hành kiểm tra gỗ, thiết bị đo vàcho máy làm việc để lấy số liệu -82- Bảng 4.10: Kết khảo nghiêm xử lý với gia trị tối ưu TT 10 11 12 13 14 15 ∑ Theo tài liệu [5] số lượng quan trắc cần thiết để kết tin tưởng xác định bằng cơng thức nct Trong đó: tb tiêu Student tra bảng phụ thuộc vào độ tin cật P số lượng quan trắc n P= 0,95; = 0,05 S: phương sai thí nghiệm : Sai sốtuyệt đối Với kết thu phụ bảng 4.10 Số lượng quan trắc cần thiết để kết có độ tin cậy 95% với sai số tuyêṭđối lớn là: = 2,1382 -83- 4.4.1 Hàm chi phí lượng riêng Y1 (Nr bảng 4.10.) Ytb S Tra bang chi tiêu Student φ = 0.05 ta co: τ =2.10 ́h̉ n Số thí nghiệm thực n = 15 nct Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95%.Chi phiń ăng lươngc̣ riêng tinh́ toán: Nrtt = 59,93 (Wh/m2) Chi phínăng lươngc̣ riêng thưcc̣ nghiêm:c̣ Nrtn = 55,52 (Wh/m2) 4.4.2 Hàm chi suất Y2 (Ntt bảng 4.10.) Ytb S Tra bang chi tiêu Student φ = 0.05 ta co: τ =2.10 ́h̉ n Số thí nghiệm thực n = 15 nct Với số liệu thu thập đủ đảm bảo với độ tin cậy 95% Chi phiń ăng suất tinh́ toán: Ntttt = 36,786(cm2/s) Chi phiń ăng suất thưcc̣ nghiêm:c̣ Ntttn = 36,24 (cm2/s) Nhận xét: Sự sai lệch không đáng kể, giá trị tối ưu tính tốn thực nghiệm chấp nhận -84- KẾT LUÂṆ VÀKIẾN NGHI c̣ Kết luận Sau thời gian làm việc khẩn trương với tinh thần cố gắng hết sức, với hướng dẫn sát hiệu giảng viên hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Trịnh Hữu Trong, Th.S Phạm Văn Lý, tham gia tận tình, có hiệu đồng nghiệp Khoa Cơ điện Cơng trình Trường ĐH Lâm nghiệp q trình đo đếm, khảo nghiệm sử lý số liệu đến thực thành công đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số tới chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa” đạt mục tiêu đề đề tài là: Xác định môṭsốyếu tố kỹ thuật cưa đĩa ảnh hưởng đến suất chi phí lượng riêng xẻ dọc gỗdọc gỗ keo tai tượng, từ đóxác định thơng sốsử dungc̣ cưa đĩa hơpc̣ lýnhằm tăng suất lao động giảm giá thành Sau thời gian nghiên cứu quátrinh̀ xẻ dọc gỗbằng cưa đĩa chúng tơi có mơṭsốkết lṇ sau: Trong điều kiêṇ cưa đĩa làm viêcc̣ biǹ h thường (đảm bảo phương triǹ h đôngc̣ hoc,c̣ đảm bảo đô c̣sắc răng) thìnăng suất túy chỉphu c̣thuôcc̣ nhiều vào tốc c̣đẩy cưa (ở phương trình 4.10) Cũng điều kiêṇ làm viêcc̣ binh ̀ thường ảnh hưởng góc mài đến chi phínăng lươngc̣ riêng làit́ Do vâỵ nên sử dungc̣ góc mài cắt canḥ đáy là: β = 400 se ̃thuâṇ lơị cho quátrinh̀ cắt Sư c̣ảnh hưởng ba yếu tố: tốc c̣đẩy cưa u, góc mài cắt canḥ bên β, tốc độ cắt v đến chỉtiêu quan trongc̣ (chiṕ hiń ăng lươngc̣ riêng) tuân theo quy luâṭhàm bâcc̣ hai Với phương trinh̀ hồi quy códangc̣ sau: Nr =328,874 - 2,907 β + 0,065 β2 - 6,096v - 0,040v.β + 0,062v2 14,377u - 0,133β.u + 0,156v.u + 1,216u2 (4.8) -85- Ntt = 56,195 – 2,135β + 0,025 β2 - 2,609v + 0,002v.β + 0,025v2 + 26,815u + 0,004β.u - 0,002v.u - 2,015u2 (4.10) Trong ba yếu tốảnh hưởng thìvận tốc đẩy cómức ảnh hưởng lớn đến chiṕ hiń ăng lươngc̣ riêng vic̀ ác c̣sốcủa nóởphương triǹ h hồi quy cóýnghiã nhiều hơn, còn hai yếu tốtốc c̣cắt vàgóc mài β cómức c̣ảnh hưởng nhỏhơn Những giátri ṭối ưu ba yếu tốảnh hưởng xác đinḥ đươcc̣ là: β (độ)= 40,428 V (m/s)= 50,343 u (m/ph)= 6,50 Với giátri c̣ se ̃ cho chi phi ́năng lươngc̣ riêng thấp Giátri c̣ chi phiń ăng lươngc̣ riêng xác đinḥ đươcc̣ bằng mô hiǹ h hồi quy là: Nrmin = 59,93 wh/m2 Giátri năngc̣ suất túy chaỵ máy với thông sốtối ưu là: Nttmax = 36,78(cm2/s) Kết quảnày đa đ ̃ ươcc̣ kiểm chứng qua quátriǹ h tiến hành thiń ghiêṃ Luâṇ văn đa ̃ sử dungc̣ phương pháp quy hoacḥ thưcc̣ nghiêṃ đểxác đinḥ ảnh hưởng môṭsốyếu tốchiń h đến chi phiń ăng lươngc̣ riêng vànăng suất túy Đấy làphương pháp nghiên cứu thưcc̣ nghiêṃ mới, đótốn hocc̣ giữ vai trò tích cưcc̣ Chinh́ vìvây,c̣ khối lươngc̣ thínghiêṃ đươcc̣ giảm xuống tính khoa hocc̣ vàđô c̣chinh́ xác luâṇ văn không hềgiảm Kiến nghị Từ kết lṇ chúng tơi còn cómơṭsốkiến nghi sau:c̣ + Khi xẻ gỗ (Gỗkeo tai tượng) bằng cưa đĩa, với loaịcưa cótốc độ cắt có cơng suất từ 3,5 đến 4,5 kw thi ̀nên dùng loaịcưa cótốc độ: v = 50 m/s, góc mài khoảng: β1 = 400 vàtốc đô c̣đẩy cưa khoảng: u = 6,5 m/ph + Nếu xẻ gỗcókić h thước lớn this̀ e ̃tâṇ dungc̣ đươcc̣ công suất máy tốt -86- + Phải thường xuyên mài sắc cưa se ̃đem laị suất cao hơn, đồng thời giảm đươcc̣ chi phiń ăng lương,c̣ tăng suất Do haṇ chếvềthời gian vànôịdung môṭluâṇ văn tốt nghiêpc̣ nên đề tài còn chưa nghiên cứu đươcc̣ ảnh hưởng nhân tốkhác: lưcc̣ đẩy cưa, đô c̣ẩm gỗ, tiń h chất lýcủa gỗ, loaịgỗ,… đến suất vàchi phi ń ăng lươngc̣ riêng suất cắt chăṭha c̣gỗrừng trồng bằng cưa đĩa Nếu tiếp tucc̣ đươcc̣ nghiên cứu thêm thig̀ iátri khoạ hocc̣ vàthưcc̣ tiêñ đềtài còn nâng lên Chúng hy vongc̣ kết quảcủa đềtài sớm đươcc̣ áp dungc̣ vào công viêcc̣ sản xuất, nghiên cứu - 87ii - MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN:………………….…………………………………… .…….i MỤC LỤC:…………………… ……….…………………… ……….… ii CÁC DANH CAC KY HIỆU:……………….………… …… …… ….v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU:…………….……… .….… ….… ….viii DANH MỤC HÌNH:……………………………… ………………… ix ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ MÁY CƯA ĐĨA VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn vấn đề nghiên cứu Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2.2 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2.2 Phạm vi nghiên cứu 10 2.3 Phương pháp nghiên cứu 10 2.3.1 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu 10 2.3.2 Xác định thông số cần đo 12 2.4 Tiến hành công tác chuẩn bị 14 2.4.1 Chế tạo khung khảo nghiêm 14 2.4.2 Thiết bị đo 16 2.5 Tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố 17 2.5.1 Đánh giá tính đồng phương sai 17 2.5.2 Kiểm tra mức độ ảnh hưởng yếu tố 18 2.5.3 Xác định mơ hình thực nghiệm đơn yếu tố để tiến hành phân tích dự báo cần thiết 19 2.5.4 Kiểm tra tính tương thích mơ hình hồi quy 19 - 88iii- 2.5.5 Xây dựng đồ thị ảnh hưởng yếu tố đầu vào đến thông số đầu 21 2.6 Tiến hành thực nghiệm đa yếu tố 21 2.6.1 Chọn phương án quy hoạch thực nghiệm lập ma trận thí nghiệm 22 2.6.2 Tiến hành thí nghiệm 23 2.6.3 Xác định mơ hình tốn học 26 2.6.4 Kiểm tra tính đồng phương sai 26 2.6.5 Kiểm tra mức ý nghĩa hệ số hồi qui 27 2.6.6 Kiểm tra tính tương thích phương trình hồi quy 27 2.6.7 Tính lại hệ số hồi qui 28 2.6.8 Kiểm tra khả làm việc phương trình hồi qui .29 2.6.9 Chuyển phương trình hồi quy dạng thực 29 2.6.10 Xác định giá trị tối ưu yếu tố đầu vào hàm mục tiêu 30 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 32 3.1 Cấu tạo (hình 3.1 cấu tạo cưa đĩa) 32 3.1.1 Bộ phận công tác 32 3.1.2 Bộ phận puly dây đai 33 3.1.3 Cơ cấu nâng hạ bàn cưa 34 3.1.4 Hệ thống điện 34 3.2 Nguyên lý hoạt động 34 3.3 Tính nhiệm vụ cưa đĩa dây chuyền sản xuất 34 3.3.1 Tính kỹ thuật cưa đĩa 34 3.3.2 Nhiệm vụ cưa đĩa dây chuyền sản xuất 34 3.4 Động học trình cắt dọc bằng cưa đĩa 35 3.4.1 Động học trình cắt cưa đĩa 35 3.4.2 Lực tác dụng lên mũi cắt 37 3.4.3 Lực tác dụng lên mặt sau cưa Ps , Qs 39 3.4.4 Lực tác dụng lên mặt trước cưa Pt, Qt 41 3.4.5 Lực tác dụng lên cạnh bên cưa 43 3.4.6 Lực ma sát thành bên ván xẻ lên mặt bên cưa Pr .44 3.4.7 Lực ma sát phoi hầu cưa với thành bên ván xẻ Pr 45 3.4.8 Lực ma sát phoi khoảng khe hở giữa thành bên ván lên cưa Pb 50 3.5 Quá trình xẻ gỗ bằng cưa đĩa xẻ dọc 51 3.6 Những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng 52 3.6.1 Khái niệm chi phí lượng riêng 52 3.6.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí lượng riêng .52 3.7 Năng suất xẻ dọc gỗ bằng cưa đĩa 56 2.8 Kết luận 57 -iv89 - Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 59 4.1 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 59 4.1.1 Ảnh hưởng góc mài (β) đến chi phí lượng riêng Nr suất túy Ntt 59 4.1.2 Ảnh hưởng vận tốc cắt (v) đến chi phí lượng riêng Nr suất túy Ntt 63 4.1.3 Ảnh hưởng vận tốc đẩy (u) đến chi phí lượng riêng Nr suất túy Ntt 67 4.1.2 Kết luận 71 4.2 Kết quảthưcc̣ nghiêṃ đa yếu tố 71 4.2.1 Chọn vùng nghiên cứu giá trị biến thiên yếu tố ảnh hưởng 71 4.2.2.Thành lập ma trận thí nghiệm 72 4.2.3.Tiến hành thí nghiệm theo ma trận kế hoạch trung tâm hợp thành 4.3 Xác định giá trị tối ưu thông số , v u 78 4.4 Vận hành máy với giá trị tối ưu thống số ảnh hưởng 81 4.4.1 Hàm chi phí lượng riêng Y1 (Nr bảng 4.10.) 83 4.4.2 Hàm chi suất Y2 (Ntt bảng 4.10.) 83 KÊT LUÂṆ VA KIÊN NGHI c̣ 84 ́́ ̀ ́ Kết luận 84 Kiến nghị 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP BÙI VĂN THIỆN NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ TỚI CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT CẮT KHI XẺ DỌC... thực luận văn tốt nghiệp với đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số thông số tới chi phí lượng riêng suất cắt xẻ dọc gỗ keo tai tượng cưa đĩa” Mục đích đề tài xác định mức độ quy luật ảnh hưởng tham số. .. ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến chi phí lương riêng tỷ suất dăm băm gỗ keo tai tuợng bằng máy BX – 444”, năm 2001 thạc sĩ Phạm Văn Lý [8] rằng góc mài β, tốc độ cắt v ảnh hưởng đến chi phí lượng