xác định phương pháp xẻ xoay tròn hợp lý khi xẻ thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh tờ gỗ keo tai tượng

Trờng đại học lâm nghiệpChuyên đề tốt nghiệp Tên chuyên đề :“xác định phơng pháp xẻ xoay tròn hợp lý khi xẻ thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh tờ gỗkeo tai tợng”.. Một thực tế hiên n

Trờng đại học lâm nghiệp

Chuyên đề tốt nghiệp Tên chuyên đề :“xác định phơng pháp xẻ xoay tròn hợp lý

khi xẻ thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh tờ gỗkeo tai tợng”

Chuyên ngành chế biến lâm sản

Sinh viên thực hiện: Hoàng đôn Hoàng.

Giáo viên hớng dẫn: PGS TS Nguyễn Phan Thiết.

Hà Tây-2005

Lời cảm ơn

Để đi đến đợc những ngày thực tập cuối khoá đó là cả chặng

đờng dài,với sự giúp đỡ của các thầy,các cô trong học tập cùng với

nỗ lực của bản thân.Để bày tở lòng biết ơn đến các thầy, các cô cho phép tôi đợc gửi lời cảm ơn đến các thầy, các cô trong khoa Chế biến Lâm sản, đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập để tôi có thể hoàn thành khóa học này Xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Nguyễn Phan Thiết, cùng toàn thể ban giám đốc Trung tâm Công nghiệp chuyển giao công nghệ rừng và công nhân viên tại trung tâm

đã giúp đỡ tôi thực hiện chuyên đề này.

Hà Tây Ngày4 Tháng 4 Năm 2005

Sinh viên:Hoàng Đôn Hoàng

đặt vấn đề

Một thực tế hiên nay,đó là các sản phâm có nguồn gốc từ gỗ nói chung

đang rất đợc a chuộng.Tuy nhiên để sản phẩm này đợc sử dụng nhiều hơnkhông có cách nào khác sản phẩm ngoài chất lợng thì có giá cả phù hợp,dovậy mà vấn đề đợc đặt ra cho nghành chế biến lâm sản(CBLS) là tìm đợc giảipháp sử dụng nguồn nguyên liệu hợp lý, tức giải pháp nhằm nâng cao tỷ lệ lợidụng gỗ Để làm đợc điều đó cần đi sâu la chọn công nghệ thích hợp nâng caokhả năng ca xẻ gỗ, thiết bị đợc đổi mới, tổ chức sản xuất hợp lý

Mặt khác cần có nguồn nguyên liệu đa dạng và chủ động, qua đó sảnphẩm đợc sản xuất phong phú.Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học

kỹ thuật, yêu cầu của nền sản xuất công nghiệp, công cụ sử dụng trong sảnxuất tân tiến với những dây truyến sản xuất hiện đại, tự động thì mới đáp ứng

đợc

Với mong muốn nh trên tôi tiên hành thực nghiệm một phơng pháp cụthể đó là xẻ theo phơng pháp xẻ xoay tròn Mặt khác trong sản xuất ván ghépthanh, khâu xẻ ảnh hởng đến tỷ lệ lợi dụng của gỗ Tỷ lệ thành khí cao nhất,

tỷ lệ lợi dụng cao nhất là vấn đề đợc quan tâm Đợc sự nhất chí của khoaCBLS và của thầy Nguyễn Phan Thiết, tôi tiền hành nghiên cứu thực nghiệmchuyên đề “Xác định phơng pháp xẻ xoay tròn hợp lý khi xẻ thanh cơ sở đểsản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo tai tợng”

ChơngI: Tổng Quan

1.1 Lịch sử nghiên cứu.

Trong nhiều năm gần đây, khi các sản phẩm có nguồn gốc từ gỗ nóichung và đồ gỗ nói riêng đợc sử dụng nhiều và phát triển mạnh mẽ Tuy nhiênnguồn nguyên liệu từ rừng tự nhiên dần bị thu hẹp và đợc thay thế bằngnguyên liệu rừng trồng Vì vậy việc nghiên cứu nhằm nâng cao khả năng sửdụng gỗ là một yêu cầu cấp thiết

Tại trờng ĐHLN,Khoa Chế Biến Lâm Sản các chuyên đề và đề tài tốtnghiệp đã nghiên cứu đến vấn đề: Nghiên cứu lựa chọn phơng pháp xẻ và xâydựng bản đồ xẻ hợp lý khi xẻ thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh từ gỗkeo lai, keo lá tràm và gỗ keo tai tợng nhằm nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ Tuynhiên,việc đi sâu nghiên cứu một phơng pháp xẻ hợp lý khi xẻ thanh cơ sở đểsản xuất ván ghép thanh cha đợc đề cập Do đó việc đi nghiên cứu để nângcao tỷ lệ thành khí và nâng cao tỷ lệ lợi dụng của một phơng pháp xẻ là rấtcần thiết.

1.2 Mục tiêu của chuyên đề.

Xác định phơng pháp xẻ xoay tròn hợp lý để nâng cao hiệu quả kinh tếkhi xẻ thanh cơ sở cho một số cấp đờng kính của gỗ keo tai tợng trong sản

xuất ván ghép thanh không phủ mặt

1.3 Phạm vi của chuyên đề.

- Keo tai tợng từ 7- 8 tuổi vùng Chơng Mỹ Hà Tây

- Loại sản phẩm là ván ghép thanh không phủ mặt, loạI sản phẩm thông dụng

V: Là thể tích gỗ đa vào gia công chế biến (m3)

Tỷ lệ lợi dụng là kháI niệm rộng cho phép đánh giá khả năng tận dụng

gỗ của một cơ sở sản xuất, của một nớc

2.1.2 Tỷ lệ thành khí.

Tỷ lệ thành khí là tỷ số giữa thể tích gỗ xẻ(bao gồm cả sản phẩm chính

và sản phẩm phụ) và thể tích gỗ tròn đem vào xẻ trong cùng đIũu kiện tínhbằng%

V: Là khối lợng gỗ đa vào xẻ(m3).

Sản phẩm gỗ xẻ ở định nghĩa trên đây coi là thanh, hộp hoặc ván có ítnhất bốn mặt(thờng là vuông góc với nhau) đợc gia công xẻ trong đó hai mặtsong song với trục thân cây gỗ Sản phẩm chính là sản phẩm gỗ xẻ mà kíchthớc phù hợp với tiêu chuẩn hoá hay hợp đồng thoả thuận Sản phẩm phụ làsản phẩm xẻ ngoàI tiêu chuẩn hoá hay hợp đồng nhng vẫn đợc sản xuất vàtiêu dùng chấp nhận

Tỷ lệ thành khí là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá trình độ kỹ thuật

xẻ của một cơ sở sản xuất,một ngành,một nớc.Nâng cao đợc tỷ lệ thành khí

có ý nghĩa lớn về mặt kinh tế,về mặt sử dụng cung cấp gỗ,rộng hơn nữa tiếtkiệm đợc lợng gỗ khai thác, góp phần bảo vệ rừng và môi trờng

2.1.3 Phơng pháp xác định tỷ lệ lợi dụng và tỷ lệ thành khí.

2.1.3.1 Phơng pháp thống kê bình quân.

Qua khảo sát thực tế để có đợc giá trị tỷ lệ thành khí tỷ lệ lợi dụng vớicác điều kiện của cơ sở sản xuất khác

Phơng pháp này thực hiện theo hai bớc:

- Bớc 1:ĐI thực tế các xởng xẻ có các đIều kiện tơng tự (máy móc thiết bị

điều kiện sản phẩm) để xác định tỷ lệ thành khí,tỷ lệ lợi dụng gỗ

+ Hệ số ảnh hởng của đờng kính gỗ tròn: Khi xác định ảnh hởng bởi ờng kính gỗ tròn ta phảI cố định các yếu tố khác Giả sử với các số liệu sau

n i

Vi

Vi Ki

n i

Vi

Vi Kk Hi

1

1

.

n

i k

Vi

Vi Hi K

n

d K

K K

Kn K

n

d K

K K

n

.

.

;

Kn.df: Tỷ lệ thành khí do ảnh hởng của đờng kính và độ cong gỗ tròn

Kn.df: Là tỷ lệ thành khí nào đó lấy trong số tỷ lệ thành khí Ki.df làm chuẩn

Nh khi tỷ lệ thành khí khi đờng kính và độ cong thay đổi sẽ là:

f

n i

f f f

d Vi

d v d Ki

1

1

.

.

f

n i

f f f i

d Vi

d v d H

1

1

.

.

Kk.Hd.Hc

Trong đó các hệ số Hd,Hc, gọi là hệ số ảnh hởng của đờng kính và độ cong gỗtròn đến tỷ lệ thành khí tổng quát khi tính toán tới các yếu tố khác nh,mục,

mọt , độ thót ngọn, quy cách sản phẩm ta dùng công thức chung sau để tínhtoán các hệ số ảnh hởng.

n i

i i

V

V H

đơn yếu tố, độ chính sác thấp

2.2 Các phơng pháp xẻ

2.2.1 Phân loại

Ngời ta dựa vào nhiều căn cứ khác nhau để phân loạI phơng pháp xẻ

- Nếu căn cứ vào thiết bị có thể chia ra: Phơng pháp xẻ đơn

Phơng pháp xẻ nhóm Phơng pháp xẻ tổ hợp

- Nếu căn cứ theo qui cách sản phẩm và trình tự thao tác đợc dùng nhiều hơnvì có nhiều thuận tiện cho việc đánh giá tỷ lệ thành khí và đIều hành sản xuất.Căn cứ vào đó có thể chia ra các phơng pháp: Phơng pháp xẻ suốt

động hoá hay cơ giới hoá.Mặt khác khi xẻ phơng pháp này ứng suất sinh ởng đợc giải phóng làm cho sản phẩm dễ nứt và hỏng

tr-* Phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí

Đ

Z

Db

Tính tóan thanh cơ sở cho phơng pháp xẻ suốt

Theo hình ta có: Z=ZxS+(N-1)xE

Trong đó:N là số tâm ván xẻ : N=

e S

e D





Với D- là đờng kính cây S-chiều dày tấm ván e-chiều dày mạch xẻTrờng hợp số tấm ván(N) trên miềm xẻ tính đợc là số chẵn

N=2K Với K là số tấm ván trên một miên

Trờng hợp số tấm ván(N) trên miềm xẻ tính đợc là số lẻ

2.2.2.2 Phơng pháp xẻ hộp

Phơng pháp xẻ hộp là phơng pháp xẻ mà các sản phẩm thu đợc đa số đãsạch rìa, cạnh Phơng pháp này áp dụng để xẻ ván hoặc hộp thích hợp với x-ởng xẻ quy mô vừa và lớn, dễ cơ giới hoá và tự động hoá Quy cách sản phẩmbảo đảm chính sác, có khả năng nâng cao năng suất thiết bị và tỷ lệ thành khí

Đầu tiên xẻ hộp hai mặt sau đó xẻ hộp thanh sản phẩm

2.2.2.3 Phơng pháp xẻ xuyên tâm

Phơng pháp xẻ xuyên tâm là phơng pháp xẻ có góc xẻ =900(góc  làgóc hợp bởi đờng thẳng tiếp tuyến với vòng năm đi qua điểm trung tâm vớicạnh dài tiết diện ngang) Trong thực tế ván không thể nào thoả mãn điều kiệntrên cho nên ván coi là xuyên tâm khi tiếp tuyến với vòng năm tại điểm trungtâm của tiết diện ván hợp với đờng chiều dài tiết diện một góc  lớn hơn

H2

H1

[],góc [] là góc đợc quy định trớc theo yêu cầu sử dụng gỗ xẻ thờng thì[]=650.

Cách xẻ quạt: Cách xẻ thực hiện trên 1/4 cây gỗ.Phơng pháp này có khảnăng thu đợc lợng gỗ xuyên tâm cao nhợc điểm khó cố định gỗ cần có công

cụ chuyên

2.2.2.4 Phơng pháp xẻ bán xuyên tâm

Gỗ xẻ bán xuyên tâm là gỗ xẻ có  cho trớc sao cho 400< <650

Ph-ơng pháp xẻ hình cung và xẻ hình quạt của xẻ bán xuyên tâm cũng là phPh-ơngpháp xẻ xuyên tâm

Các yếu tố ảnh hởng tới xẻ bán xuyên tâm bao gồm:

- Nguyên liệu: bao gồm các yếu tố nh đờng kính , chiều dài, độ cong, độ thótngọn, số mắt….p không thể tiến hành thí nghiệm khi các thông số đều biến

động Tôi tiến hành thí nghiệm khi các thông số l,s,f … là cố định Yếu tố

Phơng pháp xẻ này thích hợp khi xẻ gỗ nhiều bệnh tật bên trong để đảmbảo chất lợng gỗ xẻ đồng thời phơng pháp này có thể giảm đợc ứng suất sinhtrởng của cây gỗ

Tuy nhiên phơng pháp này phải xoay lật nhiều lần làm giảm năng suất,sản phẩm có nhiều quy cách

2.2.3.1 Xác định kích thớc hợp lý.

Kich thành hợp lý đợc xác định thông qua việc xác định tỷ lệ thành khí

của các cấp đờng kính đã điều tra,vơí cấp kích thớc nào đó mà tỷ lệ thành khíthu đợc sau tính toán là lớn nhất là cấp kích thớc hợp lý đợc chon.Với phơngpháp xẻ xoay tròn mỗi miền xẻ xẽ thu đợc một cấp kích thớc hợp lý

Với ba miền Z1,Z2,Z3 tôi tiến hành xẻ theo chiều rộng của thanh cơ sở

lý thuyết trớc, tiến hành xẻ theo chiều dày cuả thanh sau

Với miền xẻ Z đã xác định đợc tiến hành xẻ theo chiều dày của thanhcơ sở lý thuyết trớc và tiến hành xẻ theo chiêù rộng của thanh sau

VD: Với cấp kích thớc D=210(mm)

Xẻ cho miền Z1,Z2,Z3 với cấp kích thớc là 3214, có nghĩa là tiến hành

xẻ với chiều rộng b=32 trớc và tiến hành thành thanh có chiều dày t=14 sau

Xẻ cho miền Z với cấp kích thớc 12x28 có nghĩa là xẻ theo chiều dàythanh t=12 trớc và chiều rộng thanh t=28 sau

Với bản đồ xẻ thể hiện đợc vị trí, kích thớc và số lợng sản phẩm trêntiết diện ngang của cây gỗ sao cho phù hợp với nguyên lý tỷ lệ lợi dụng lớnnhất

- Quy cách xẻ:

Quy cách xẻ là thể hiện đợc vị trí, kích thớc và số lợng sản phẩm trêntiết diện ngang của cây gỗ sao cho phù hợp với nguyên lý tỷ lệ lợi dụng lớnnhất

*Xác định quy trình trật tự xẻ

Việc xác định trật tự xẻ có ý nghĩa rất lớn trong qúa trình sản xuất nhằm

đảm bảovà nâng cao năng suất.Sự phù hợp trật tự xẻ với dây chuyền côngnghệ là quan trọng.Quy trình xẻ tiến hành nh sau

Xẻ phá Xẻ lại Sấy

Với phơng pháp xẻ xoay tròn trật tự xẻ nh sau

Miền Z1 đợc xẻ trớc tiên tiếp đến là miền Z2 và sau đó là miền Z cuốicùng sẽ đợc phần Z3 còn lại

 Mã hoá sản phẩm

Do thời gian và phạm vi của chuyên đề nghiên cứu nên chỉ đi xác định tỷ

lệ thành khí sau khâu xẻ và tỷ lệ lợi dụng sau khâu sấy Do vậy để có nhữngnhận xét hay đánh giá chính xác ta cần biết đợc vị trí của thanh cơ sở để rút rakết luận.Vì thế mã hoá sản phẩm cho biết đợc vị trí của thanh cơ sở trên tiếtdiện mặt cắt ngang

Cụ thể: Mã hoá nêu đợc: miền gỗ xẻ.

Thứ tự tấm trong miền đó

Vị trí của thanh trong tấmNếu viết Z1 2 1 hiểu là: miền Z1

Tấm thứ hai trong miền Z1

Thanh thứ nhất của tấm thứ hai

Z11

Z12

Z12 1 Z12 2 Z12 1

Chơng III: Xác định phơng pháp xẻ xoay tròn hợp Lý

3.1 Điều tra về nguyên liệu sản phẩm

 Nghiên cứu về nguồn gốc cây keo tai tợng

Keo tai tợng là một trong hơn 1300 loài Acacia, đợc trồng trên một diệnrộng thuộc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Một số nới có diện tích và trữ lợnglớn nh Australia, Malaysia, Indonesia, chúng đợc nhập vào Việt Nam khoảng

đầu năm 1980 Keo tai tợng là một loại cây mọc nhanh, tăng trởng vềđờngkính có thể đạt 5cm/1 năm và chiều cao có thể đạt 5m/năm trong thời kỳ từ 1

đến 5 tuổi Keo tai tợng khi trồng ở Sabah, Malaysia, chiều cao cây đạt tới3m

sau 1 năm tuổi, khi trồng ở một số vùng Philippinc sau 2 năm tuổi, chiều caocây đạt 8,3 m và đờng kính đạt 9,4 cm Keo tai tợng phát triển rất nhanh trongkhoảng 7 đến 8 năm tuổi,sau đó tốc độ tăng trởng ( về thể tích ) giảm dần.Tốc độ tăng ttrởng mạnh nhất cả về chiều cao và đờng kính từ 2 đến 4 năm

đầu, với mật độ trồng thích hợp là 2m x2m hay 2,5m x2,5m Keo tai tợng cóthể trồng và phát triển ở điều kiện lập địa kể cả những vùng đất khô đất bạcmàu….p.điều kiện thích hợp nhất đối với loại cây này là ở vùng đất có độ pH từ

4 đến 6 và lợng ma trung bình từ 1400-2000mm Keo tai tợng là gỗ có phần

gỗ giác và gỗ lõi phân biệt, có nhiều mắt, gỗ tơng đối thẳng, ít khuyết tật nhmục mọt nấm mốc Khả ăng chống chịu bệnh tật của gỗ tng đối thấp quá trình

ca xẻ hay bị nứt

Các thông số ngoại quan có ảnh hởng lớn tới qua trình ca xẻ gỗ.Nó trựctiếp ảnh hởng tới tỷ lệ lợi dụng, tỷ lệ thành khí và chất lợng thanh cơ sở Các thông số ngoại quan đặc biệt quan tâm yới các thông số:

 Một số đặc điểm cấu tạo thô đại:

- Gỗ keo tai tợng có gỗ giác gỗ lõi phân biệt rõ Gỗ giác màu vàng nhạt,

gỗ lõi màu xám đen Tỷ lệ lớp lõi rất cao(>70% với loại cây 5 tuổi, >75% đốivới loại cây 10 tuổi) gỗ ở phần tuỷ cây mềm và rất xốp, càng lâu năm thì tuỷcây càng lớn

Keo tai tợng có sự tăng trởng nhanh nên có vòng năm rộng nên không rõvòng năm Chiều rộng trung bình của mỗi vòng năm khoảng 1,5 cm ở mỗivòng năm gỗ sớm gỗ muộn không phân biệt Thớ gỗ tơng đối thẳng và thô.Mạch gỗ phân tán hình thức tụ hợp Tế bào vách mỏng, hình trụ ngắn, phân

bố vây quanh mạch tròn mà không kín

* Một số tính chất chủ yếu của gỗ keo tai tợng

- Độ ẩm tuyệt đối đợc xác định theo TCVN 358-70

- Gỗ giác: MCo=88%

- Gỗ lõi: MCo=103%

- Tỷ lệ giãn nở đợc xác định theo TCVN 360-70

Gỗ giác: Tỷ lệ giãn nở theo phơng dọc thớ: 0,28%

Tỷ lệ giãn nở theo phơng xuyên tâm: 2,26%

Tỷ lệ giãn nở theo phơng tiếp tuyến: 6,72%

Tỷ lệ giãn nở thể tích: 9,47%

Gỗ lõi: Tỷ lệ giãn nở theo phơng dọc thớ: 0,28%

Tỷ lệ giãn nở theo phơng xuyên tâm: 1,64%

Tỷ lệ giãn nở theo phơng tiếp tuyến: 5,42%

- Khối lợng thê tích của gỗ xác định theo TCVN 362-70

Gỗ giác: khối lợng thể tích gỗ khô kiệt: 0,58 g/cm3

Khối lợng thể tích cơ bản: 0,47 g/cm3

Gỗ lõi: khối lợng thể tích gỗ khô kiệt: 0,45cm3

Khối lợng thể tích cơ bản: 0,42 g/cm3

* Một số tính chất cơ học chủ yếu của gỗ keo tai tợng

ứng suất ép của gỗ đợc xác định theo TCVN 363-70

ứng suất ép dọc của gỗ giác: 810,000 kgf/cm2

ứng suất ép dọc của gỗ lõi: 665,00 kgf/cm2

ứng suất ép ngang của toàn bộ tiếp tuyến của gỗ giác: 47,82 kgf/cm2

ứng suất ép ngang của toàn bộ xuyên tâm gỗ giác: 59,31 kgf/cm2

ứng suất ép ngang của toàn bộ tiếp tuyến của gỗ lõi: 45,11 kgf/cm2

ứng suất ép ngang của toàn bộ xuyên tâm của gỗ lõi: 53,14 kgf/cm2

ứng suất ép ngang cục bộ tiếp tuyến của gỗ giác:75,03 kgf/cm2

ứng suất ép ngang cục bộ xuyên tâm của gỗ giác 92,33 kgf/cm2

ứng suất ép ngang cục bộ tiếp tuyến của gỗ lõi: 67,56 kgf/cm2

ứng suất ép ngang cục bộ xuyên tâm gỗ lõi: 61,57 khf/cm2

+ ứng suất uốn tĩnh của gỗ đợc xác định TCVN 365-70

ứng suất uốn tĩnh của gỗ giác: 946,00 kgf/cm2

ứng suất uốn tĩnh của gỗ lõi: 871,00 kgf/cm2

+ Modul đàn hồi đợc xác định theo TCVN 370-70

Môdul đàn hồi của gỗ giác: 93,58x103kgf/cm2

Môdul đàn hồi của gỗ lõi: 82,47 kgf/cm2

+ Độ cứng uốn tĩnh của gỗ xác định theo TCVN 369-70

- Gỗ giác: Mặt cắt ngang: 461,69 kgf/cm2

Mặt cắt tiếp tuyến: 369,70 kgf/cm2

Mặt cắt xuyên tâm: 346,69 kgf/cm2

- Gỗ lõi: Mặt cắt ngang: 505, 05kgf/cm2

Chuyên đề này tôi dùng phơng pháp thực nghiệm để nghiên cứu, để thựchiện các thiết bị điều tra là ca vòng xẻ phá, ca đĩa xẻ lại, bào thẩm bàocuốn vv….ptuy nhiên chuyên đề chỉ nghiên cứu tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợidụng sau khâu xẻ và khâu sấy nên thiết bị điều tra là:

* lò sấy( hơi đốt trực tiếp)

- Dài khoảng 7 khoang x 70 cm = 5m