Theo các công trình nghiên cứu [7, 33, 34], chi phí năng lượng riêng là chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị và kỹ thuật sử dụng chúng trong sản xuất. Chi phí năng lượng riêng được xác định theo công thức:
Nr W M
(3.13)
Trong đó W- chi phí năng lượng để tạo ra một khối lượng sản phẩm sau thời gian làm việc, kW.h; M- lượng sản phẩm tạo ra sau thời gian t, tấn, m3
hoặc m2, m hay km chiều dài sản phẩm.
Như vậy, những yếu tố nào trong quá trình làm việc ảnh hưởng tới M hoặc W thì ảnh hưởng tới Nr.
Từ nguyên lý làm việc của máy cưa đĩa LW-14 cho thấy: để xẻ ván cần có hai chuyển động đồng thời là chuyển động cắt gọt của đĩa cưa và chuyển động đẩy phôi; chuyển động cắt do động cơ điện dẫn động qua bộ truyền đai tới trục đĩa cưa; chuyển động đẩy phôi bằng thủ công (sức người).
Công suất tiêu thụ của động cơ làm quay trục lưỡi cưa được tính theo công thức [23, 31]:
N 3.U.I.cos (3.14)
ở đây: N – công suất của động cơ; U - điện áp dây của động cơ; I - cường độ dòng điện dây; cosφ - hệ số công suất của động cơ.
Như vậy năng lượng điện tiêu thụ được tính theo công thức: W N.t (3.15)
ở đây: t - thời gian sử dụng điện từ lúc khởi động đến khi hoàn thành công việc và tắt máy.
Nếu không có sự tổn hao năng lượng tại các động cơ, theo định luật bảo toàn năng lượng thì toàn bộ năng lượng điện W được biến thành cơ năng – công cơ học. Thực tế khi hoạt động có mất mát điện năng do điện trở của dây dẫn trong các cuộn dây của động cơ, mất mát từ trong các lõi thép stato và rôto. Sự hao phí năng lượng này được thể hiện qua hệ số hiệu suất của động cơ 0,750,95.
Như vậy chỉ một phần điện năng W’ biến thành cơ năng làm cho puli trục động cơ quay, thông qua hệ thống truyền động làm trục lưỡi cưa quay để thực hiện quá trình cắt gọt:
W'W.. (3.16) Hay:
N'N. (3.17)
N’ chính là năng lượng cần thiết để làm quay trục dao, thắng được lực cản do ma sát trong hai ổ bi, lực cản cắt.
Năng lượng tổn hao do ma sát trong các ổ đỡ phụ thuộc vào thiết bị còn năng lượng để thắng lực cản cắt - thực hiện quá trình gia công chính là công suất cắt cần thiết.
Theo giáo sư Grube A.E. [23], công suất cắt cần thiết trong xẻ dọc bằng cưa đĩa có thể xác định theo công thức:
m
z P
C C U H V b W
N . 0,78. 1.,33. 1,25.0,16.0,3.0,38.02. 0,56. , kW (3.18)
Trong đó: Uz- lượng ăn dao; H- chiều cao mạch xẻ,mm; v- vận tốc cắt,m/s; W- độ ẩm gỗ, %; θ- góc gặp thớ, độ; δ- góc cắt (δ = β+α), độ; ρ- độ tù cạnh cắt,µm; γo- khối lượng riêng của gỗ, g/cm3; b- bề rộng mạch xẻ, mm. Các hệ số Cp và m phụ thuộc vào loại gỗ và độ ẩm gỗ.
Trở lại với biểu thức (3.13), ta thấy M chính là năng suất gia công. Theo giáo sư Pêxôski A.N.[35], năng suất cưa đĩa khi xẻ dọc ván được xác định:
M = uKM (m/ph) hay M = 60uKM/1000 (km/h), (3.19) ở đây u- vận tốc đẩy, m/ph; KM- hệ số phụ thuộc chiều dài ván và cơ cấu đẩy phôi vào máy.
Từ những kết quả trên thấy rõ, những yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới chi phí năng lượng riêng Nr trong quá trình xẻ gỗ bao gồm:
- Loại gỗ, các tính chất cơ lý của gỗ (γo, W); - Chiều cao, bề rộng mạch xẻ (H,b);
- Các thông số của lưỡi cưa (ρ, z, t, D); - Các thông số chế độ gia công (v, u, θ, β,α).
Như phạm vi nghiên cứu đã đề cập, luận văn lựa chọn ba thông số để xác định ảnh hưởng của chúng tới chi phí năng lượng riêng Nr đó là v, u và β.