Nghiên cứu lựa chọn thiết bị rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

Dây chuyền xẻ gỗ tự động là dây chuyền mới được thiết kế, chế tạo tại Việt Nam, do vậy cần phải có nghiên cứu tính toán lựa chọn các thiết bị trong hệ thống để tạo ra dây chuyền có năng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã được công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Người cam đoan

Tô Mạnh Hùng

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trần Văn Tưởng, đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, khoa sau Đại học, khoa Cơ điện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình

Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kỳ công trình nào khác

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Tô Mạnh Hùng

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẨU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Khái quát về tình hình chế biến gỗ ở Việt Nam 4

1.2 Kết quả điều tra khảo sát về tình hình xẻ gỗ ở Việt Nam 7

1.3 Một số loại thiết bị được sử dụng xẻ lại gỗ ở Việt Nam 12

1.4 Những vấn đề tồn tại và hướng giải quyết khi áp dụng thiết bị xẻ lại ở Việt Nam 13

1.4.1 Những vấn đề tồn tại 13

1.4.2 Hướng nghiên cứu giải quyết tồn tại 14

1.5 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị và thiết bị rọc rìa 14

1.5.1 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị nông lâm nghiệp 14

1.5.2 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị rọc

rìa 18

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Nguồn nguyên liệu để đưa vào dây chuyền xẻ gỗ tự động 20

2.1.1 Gỗ Tần bì 20

2.1.2 Gỗ Bạch đàn đỏ 22

2.1.3 Kích thước của loại gỗ đưa vào xẻ 24

2.2 Thiết bị nghiên cứu 24

2.2.1 Khái quát về dây chuyền xẻ gỗ tự động 24

2.2.2 Các thiết bị nghiên cứu lựa chọn 30

2.3 Phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 33

2.3.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 34

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TUYỂN CHỌN THIẾT BỊ RỌC RÌA 35

3.1 Các phương pháp lựa chọn thiết bị 35

3.1.1 Phương pháp xác định hiệu quả kinh tế trực tiếp 35

3.1.2 Phương pháp chuẩn hoá các chỉ tiêu đánh giá 37

3.1.3 Chọn thiết bị theo các thông số tối ưu 38

3.2 Thiết lập bài toán chọn thiết bị xẻ lại 39

3.2.1 Các chỉ tiêu kỹ thuật 40

3.2.2 Chỉ tiêu về kinh tế 41

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm chỉ tiêu: 43

3.4 Lựa chọn hàm mục tiêu để chọn thiết bị xẻ lại 46

3.5 Lựa chọn các yếu tố ảnh hưởng tới hàm mục tiêu 47

3.6 Các phương pháp giải bài toán tối ưu chọn thiết bị 48

3.6.1 Phương pháp thứ tự ưu tiên 48

3.6.2 Phương pháp hàm trọng lượng 49

3.6.3 Phương pháp trao đổi giá trị phụ (Phương pháp nhân tử

Lagrăngiơ) 49

3.6.4 Phương pháp hàm tổng quát 50

Chương 4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ RỌC RÌA 51

4.1 Yêu cầu của thiết bị rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động 51

4.2 Lựa chọn sơ bộ các loại cưa đĩa để tính toán tuyển chọn 51

4.3 Thực nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một số loại cưa đĩa xẻ 52

4.3.1 Chọn loại gỗ để tiến hành thí nghiệm 52

4.3.2 Địa điểm tiến hành thí nghiệm 52

4.3.3 Loại thiết bị khảo nghiệm 52

4.3.4 Các số liệu cần xác định trong thí nghiệm 53

4.3.5 Dụng cụ đo 53

4.3.6 Phương pháp đo 53

4.3.7.Phương pháp khảo nghiệm và xử lý số liệu thí nghiệm 54

4.3.8 Khảo nghiệm cưa đĩa xẻ gỗ 54

4.4 Xác định một số chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của một số loại cưa đĩa xẻ gỗ 56 4.4.1 Năng suất và chất lượng bề mặt ván xẻ của một số loại cưa đĩa 56 4.4.2 Tính toán chi phí trong một ca máy hoạt động 57

4.4.3 Tính toán hiệu quả kinh tế 60

4.5 Thiết lập hàm mục tiêu để lựa chọn thiết bị 62

4.5.1 Cơ sở lý thuyết lập hàm mục tiêu 62

4.5.2 Kết quả lập hàm mục tiêu 65

4.6 Giải bài toán để lựa chọn thiết bị 70

4.6.1 Chọn phương pháp giải 70

4.6.2 Giải bài toán để lựa chọn thiết bị cưa đĩa rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động 71

4.6.3 Lựa chọn loại cƣa đĩa hợp lý để phục vụ cho khâu rọc rìa trong dây

chuyền xẻ gỗ tự động 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

1 Kết luận 72

2 Kiến nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

A ca Số ca làm việc trong một vụ

B m Bề rộng một lƣợt máy chạy

Bq đồng/cv Chi phí bảo quản (chi phí lao động, vật tƣ, kỹ thuật phục

vụ) Cpm đồng Chi phí sản xuất cho một đơn vị công việc

Ck đồng/cv Các chi phí khác (đồng/đơn vị công việc)

Chi phí nhiên liệu

Ckh đồng/m2 Chi phí khấu hao máy

Csc đồng/m2

Chi phí sửa chữa

Cls đồng/m2

Chi phí lãi suất vay vốn đầu tƣ mua thiết bị

Cv đồng/ca Lãi suất vốn đầu tƣ

D ca Số ca làm việc trong một năm của máy cƣa

Dg đồng/lít Đơn giá nhiên liệu

kg đồng/m2 Đơn giá thuê khoán

Ln đồng Lợi nhuận trong một năm

Lca đồng Lợi nhuận trong một ca

Lt đồng Lợi nhuận đời máy

Lnco đồng Lợi nhuận tối thiểu

N năm Số năm hoạt động của máy

Nsca m2/ca Năng suất máy lồng trong 1 ca

nl lƣợt Số lƣợt lồng lặp lại

Nm đồng Chi phí nhiên liệu

Th giờ Thời gian sử dụng máy

T giờ Thời gian làm việc trong một ca

Tn đồng Đơn giá khi thực hiện công việc

Tv năm Thời gian hoàn vốn

V m/phút Vận tốc của máy

Z đồng Giá thanh lý thiết bị

Znd đồng Giá bán buôn máy cƣa

DANH MỤC BẢNG

4.1 Thông số kỹ thuật của một số loại cƣa đua vào tuyển chọn 52

4.2 Kết quả thí nghiệm xác định một số thông số kỹ thuật của một

4.3 Kết quả năng suất của một số loại cƣa đĩa xẻ gỗ 56

4.5 Chi phí sản xuất của một số loại cƣa đĩa xẻ gỗ 60 4.6 Tổng hợp các chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế của một số loại cƣa

DANH MỤC HÌNH

1.6 Xẻ gỗ bằng cưa vòn nằm và cưa vòng đứng mini 11

2.2 Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động 25 2.3 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo 26 2.4 Hệ thống rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động 28

4.3 Đồ thị tương quan giữa công suất và năng suất của 5 loại cưa 66

4.4 Đồ thị tương quan giữa công suất và lợi nhuận cả đời của một

4.5 Đồ thị tương quan giữa công suất và hiệu quả vốn đàu tư của

MỞ ĐẨU

1 Đặt vấn đề

Việt Nam là nước có nền công nghiệp chế biến gỗ đang phát triển, năm

2015 kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ và đồ gỗ đạt khoảng 6,3 tỷ đô la đóng góp khoảng 5% tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước, từ đó đã tạo ra hàng triệu việc làm cho xã hội, góp phần giải quyết lao động trong nông nghiệp và nông thôn

Hiện nay việc áp dụng cơ giới hóa trong chế biến lâm sản nói chung và trong sản xuất đồ mộc là rất cao, tỷ lệ áp dụng cơ giới hóa vào trong sản xuất

đồ mộc ở một số cơ sở sản xuất đạt 90-95%, hầu hết các khâu sản xuất quan trọng, nặng nhọc điều đã áp dụng cơ giới hóa như khâu xẻ ván, xẻ thanh, khâu bào, đục mộng, đánh nhẵn, sơn phủ

Tuy nhiên việc áp dụng các thiết bị cơ giới hóa trong chế biến gỗ ở Việt Nam còn nhiều hạn chế, thiết bị có năng suất và chất lượng thấp tiêu tốn nhiều điện năng, tốn nhiều công lao động, nhiều thiết bị máy móc chưa phù hợp với đối tường

Năm 2016 Bộ khoa học và Công nghệ đã giao cho trường Đại học Lâm

nghiệp chủ trì đề tài cấp quốc gia về "Nghiên cứu thiết kế chế tạo dây chuyền

thiết bị xẻ gỗ tự động" nhằm nâng cao năng suất và chất lượng ván xẻ, nâng

cao tỷ lệ thành khí và giảm chi phí lao động

Dây chuyền xẻ gỗ tự động là dây chuyền mới được thiết kế, chế tạo tại Việt Nam, do vậy cần phải có nghiên cứu tính toán lựa chọn các thiết bị trong

hệ thống để tạo ra dây chuyền có năng suất cao, chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu thực tiễn Xẻ lại là khâu công việc trong dây chuyền xẻ gỗ tự động, thiết

bị xẻ lại có nhiều loại, xong việc áp dụng loại thiết bị nào cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao cần thiết phải có nghiên cứu lựa chọn toàn diện, có như vậy thì mới tạo ra dây chuyền đáp ứng được yêu cầu đặt ra

Hiện nay trong các dây chuyền xẻ gỗ tự động trên thế giới có dây chuyền

sử dụng thiết bị rọc rìa là cưa đĩa, có dây chuyển sử dụng thiết bị rọc rìa lại là cưa vòng đứng nhỏ Việc lựa chọn loại thiết bị nào, thông số kỹ thuật của thiết

bị như thế nào cho phù hợp là rất cần thiết phải có nghiên cứu lựa chọn

Xuất phát từ lý do nêu trên tôi đã chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn thiết bị rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động"

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng cơ sở lý luận cho việc lựa chọn thiết bị xẻ lại, từ đó lựa chọn được loại cưa hợp lý để xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu lựa chọn thiết bị xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ tự động là một vấn đề rộng và cần thời gian dài, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau đây:

- Thiết bị nghiên cứu: Là một số loại cưa xẻ lại hiện đang sử dụng tại

địa phương và ở Việt Nam, không lựa chọn hết các loại cưa có ở trên thế giới

và khó có điều kiện áp dụng ở Việt Nam

- Đối tượng của quá trình xẻ: Đề tài không nghiên cứu thực nghiệm

tất cả các loại gỗ hiện có ở Việt Nam , mà chỉ tập trung nghiên cứu thực

nghiệm ở loại gỗ có khối lượng lớn, nhập khẩu về Việt Nam nhiều

- Địa điểm nghiên cứu: Đề tài không có điều kiện thí nghiệm ở nhiều

nơi mà chỉ thí nghiệm ở các xưởng sản xuất ở Hòa Bình

4 Nội dung nghiên cứu

Với phạm vi nghiên cứu đã trình bày ở phần trên, để đạt được mục tiêu của đề tài đặt ra, luận văn tập trung giải quyết những nội dung sau:

a) Nghiên cứu lý thuyết

- Xây dựng chỉ tiêu để lựa chọn thiết bị xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ

tự động

- Thiết lập các hàm mục tiêu để lựa chọn thiết bị xẻ lại

- Giải bài toán tối ƣu để lựa chọn thiết bị xẻ lại hợp lý

b) Nghiên cứu thực nghiệm

- Điều tra khảo sát về tình hình xẻ gỗ ở Việt Nam;

- Điều tra khảo sát một số loại máy móc phục vụ xẻ lại gỗ ở Việt Nam

- Thực nghiệm xác định một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của một số loại thiết bị sử dụng để xẻ lại

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát về tình hình chế biến gỗ ở Việt Nam

Trong những năm qua, ngành công nghiệp chế biến gỗ đã có bước phát triển vượt bậc, kim ngạch xuất khẩu hàng năm tăng 30-40%, đã đưa Việt Nam trở thành một trong những quốc gia xuất khẩu đồ gỗ hàng đầu trong khu vực

và trên thế giới Lãnh đạo Hiệp hội Gỗ-Lâm sản Việt Nam (VFA) cho biết, năm 2000 cả nước mới chỉ có 741 doanh nghiệp chế biến gỗ lâm sản, đến nay tăng lên 3.934 doanh nghiệp Ngoài ra, cả nước còn có hơn 340 làng nghề với hàng vạn hộ gia đình, cơ sở chế biến gỗ Việt Nam đã hình thành một số trung tâm chế biến, xuất khẩu gỗ lớn như TPHCM, Bình Dương, Bình Định, Đồng Nai… Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn thì các doanh nghiệp chế biến gỗ có quy mô đa phần là nhỏ Theo nguồn gốc vốn thì 5% số doanh nghiệp thuộc sở hữu Nhà nước, 95% còn lại là thuộc khu vực tư nhân, trong đó có 16% có vốn đầu tư nước ngoài (FDI) Về lao động, ngành công nghiệp chế biến gỗ chiếm khoảng từ 250.000 – 300.000 lao động Trong đó, 10% lao động có trình độ đại học trở lên; 45-50% lao động thường xuyên được đào tạo, còn lại 35 - 40% lao động giản đơn theo mùa vụ Mặc dù số lượng lao động trong ngành chế biến gỗ rất lớn nhưng đa số lao động chưa được đào tạo bài bản, hoạt động thiếu chuyên nghiệp Bên cạnh đó, sự phân công lao động chưa hợp lý, giám sát, quản lý vẫn còn thiếu hiệu quả đang là những vẫn đề nổi cộm hiện nay Năng suất lao động trong ngành chế biến gỗ

ở Việt Nam còn thấp: Bằng 50% của Philippines, 40% năng suất lao động của Trung Quốc và chỉ bằng 20% năng suất lao động của Liên minh Châu Âu (EU) Với hiện trạng lao động như hiện tại, vấn đề đào tạo và bổ sung nguồn nhân lực có kỹ thuật cao, có khả năng sử dụng tốt các công nghệ hiện đại trong sản xuất là vấn đề đặc biệt quan trọng đối với ngành hàng chế biến gỗ

Về công nghệ sản xuất, các doanh nghiệp gỗ Việt Nam hiện đang phân theo 4 cấp độ: nhóm các doanh nghiệp FDI và các doanh nghiệp lớn và vừa sản xuất sản phẩm xuất khẩu, nhóm các doanh nghiệp sản xuất ván nhân tạo, nhóm các doanh nghiệp chế biến đồ gỗ mỹ nghệ Nhìn chung trong thời gian qua các doanh nghiệp chế biến gỗ đã có một số nỗ lực trong cải tiến công nghệ sử dụng trong chế biến gỗ Nhiều công nghệ mới, hiện đại như công nghệ xử lý biến tính gỗ, tạo các vật liệu composite gỗ cũng đã được đầu tư vào Việt Nam Tuy nhiên, những công nghệ này cần mức đầu tư tương đối lớn, vượt quá khả năng của doanh nghiệp Việt Nam

Năm 2015, xuất khẩu gỗ và sản phẩm thu về 6,9 tỷ USD, tăng 10,71%

so với năm 2014 Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3 tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10% Là thị trường đứng thứ

7 trong bảng xếp hạng mặt hàng xuất khẩu của Việt Nam trong năm 2015 đạt kim ngạch trên 1 tỷ USD (7/24 mặt hàng), đã thu về 6,9 tỷ USD, tăng 10,71% so với năm 2014, theo số liệu thống kê sơ bộ của Tổng cục Hải quan Việt Nam

Mặt hàng gỗ và sản phẩm của Việt Nam đã có mặt tại 37 quốc gia trên thế giới Hoa Kỳ, Nhật Bản, Trung Quốc là những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, trong đó Hoa Kỳ là thị trường đạt kim ngạch cao nhất 2,6

tỷ USD, chiếm 38,2% tổng kim ngạch, tăng 18,22% Đứng thứ hai là thị trường Nhật Bản, tăng 9,50% đạt trên 1 tỷ USD Tuy có vị trí thuận lợi trong việc giao thương hàng hóa nhưng xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ sang Trung Quốc chỉ đứng thứ ba trong bảng xếp hạng, đạt 982,6 triệu USD, tăng 12,72%

so với năm 2014

Nhìn chung, năm 2015, xuất khẩu gỗ và sản phẩm sang các thị trường đều có tốc độ tăng trưởng dương, số thị trường này chiếm 56,7%, trong đó xuất sang thị trường Thái Lan tăng trưởng mạnh vượt trội, tăng 49,3%, kế đến

là thị trường Mehico tăng 36,79%, Saudi Arabia tăng 34,42% Ngược lại, số

thị trường có tốc độ tăng trưởng âm chỉ chiếm 43,2% và xuất khẩu sang thị trường Séc, Áo, Thụy Sỹ giảm mạnh, giảm lần lượt 71,30%; 50,28% và 43,88% tương ứng với kim ngạch 745,5 nghìn USD; 1,4 triệu USD và 2,4 triệu USD Qua phân tích cho thấy, năm 2015, Việt Nam là quốc gia xuất khẩu đồ gỗ lớn thứ 4 trên thế giới, sau Trung Quốc, Đức, Italy

Theo nhận định của Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ TPHCM (HAWA), xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ vượt trội hơn so với nhiều ngành hàng chủ lực khác Dự kiến năm 2016, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ đạt 7,2-7,3

tỉ USD, tốc độ tăng trưởng khoảng 8-10%

Trong khi đó, với thị trường trong nước, đồ gỗ đã làm chủ được sân nhà Nếu như nhiều năm qua, ngành gỗ và thủ công mỹ nghệ tập trung xuất khẩu các sản phẩm chế biến sử dụng nhiều lao động, thì nay nhiều doanh nghiệp đã có nhận thức tạo giá trị gia tăng khác như đầu vào thiết kế phát triển sản phẩm, gia tăng hàm lượng công nghệ thiết bị-vật liệu trong chế biến, nâng cao kỹ năng quản lý, dịch vụ, bán hàng… Với nhiều tiềm năng và nỗ lực, ngành chế biến gỗ, lâm sản trở thành một trong những ngành có giá trị xuất khẩu hàng đầu Việt Nam

Đặc biệt, xuất khẩu gỗ sẽ rộng đường tăng trưởng hơn khi dự kiến cuối năm nay, Hiệp định Đối tác tự nguyện (VPA) về tăng cường thực thi luật lâm nghiệp, quản trị rừng và thương mại lâm sản (FLEGT) giữa Việt Nam và Liên minh châu Âu (EU) sẽ hoàn tất đàm phán và ký kết Đây được đánh giá là cơ hội lớn cho ngành gỗ Việt Nam mở rộng và giữ vững thị trường xuất khẩu

EU là thị trường rất tiềm năng cho sản phẩm gỗ của Việt Nam Tuy nhiên, để xuất khẩu gỗ sang thị trường này cần có những tiêu chuẩn khắt khe Trong đó, việc EU đưa ra dự thảo đầu tiên về chương trình hành động FLEGT là ví dụ điển hình Một trong những nội dung quan trọng nhất của chương trình này là

ký kết VPA với các quốc gia đối tác xuất khẩu gỗ, sản phẩm gỗ vào EU

Nhiều chuyên gia cũng nhận định, Việt Nam ký VPA với EU sẽ tăng niềm tin với các khách hàng Hoa Kỳ, Australia và Nhật Bản - những thị trường đã áp dụng các quy chế tương tự như EU về nguồn gốc gỗ hợp pháp Qua đó, góp phần mở rộng thị trường xuất khẩu quan trọng này cho ngành gỗ Việt Nam

1.2 Kết quả điều tra khảo sát về tình hình xẻ gỗ ở Việt Nam

Ở Việt Nam trong 5 năm trở lại đây ngành công nghiệp xẻ gỗ rất phát triển, chủ yếu là xẻ gỗ rừng trồng Theo thống kê của Tổng cục lâm nghiệp khối lượng khai thác gỗ rừng trồng khoảng 10 triệu m3 trong đó 50% là khối

có đường kính 15 cm, đây là loại gỗ đưa vào xẻ để sản xuất đồ mộc hoặc sử dụng trong xây dựng, số gỗ còn lại sử dụng sản xuất dăm, sản xuất ván nhân tạo Ngoài ra hàng năm Việt Nam còn nhập khẩu khoảng 5 triệu m3 gỗ từ nhiều nước trên thế giới để phục vụ cho nhu cầu sản xuất đồ mộc trong nước

và xuất khẩu Như vậy hàng năm ở Việt Nam khối lượng gỗ tròn đưa vào xẻ khoảng 10 triệu m3 đây là khối lượng gỗ khá lớn

Qua kết quả điều tra khảo sát thực tế tại một số tỉnh trong cả nước chúng tôi nhận thấy khâu xẻ gỗ của Việt Nam được chia làm 2 loại đó là: xẻ

gỗ lớn và xẻ gỗ nhỏ

a) Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ lớn

Sơ đồ công nghệ xẻ gỗ lớn được thể hiện như sau

Thuyết minh công nghệ

+ Khâu cắt khúc: Gỗ lớn được nghập khẩu về Việt Nam chuyển yếu là

gỗ dài, chủ loại bao gồm gỗ Lim, gỗ Tần bì, gỗ Bạch đàn đỏ, gỗ Sồi, gỗ Bạch Dương, gỗ Táu, gỗ Gụ , trước khi đưa gỗ vào xẻ cần phải cắt khúc theo qui cách sản phẩm, qui cách phổ biến nhất hiện nay là 4m; 3m; 2,5m, thiết bị cắt khúc chủ yếu hiện nay là cưa xăng

Gỗ lớn, kích

thước dài

Cắt khúc theo qui cách

Xẻ phá bằng cưa vòng nằm

Xẻ lại bằng cưa đĩa hoặc cưa vanh

Hình 1.1 Khâu cắt khúc bằng cƣa xăng + Khâu xẻ phá: Gỗ tròn muốn chế biến ra các sản phẩm đồ mộc hoặc

là sản phẩm sử dụng trong xây dựng nhất thiết phải qua khâu xẻ phá, sản phẩm của xẻ phá có thể là ván mỏng, ván trung bình, ván dầy hoặc là gỗ hộp, tùy theo yêu cầu sản phẩm Thiết bị xẻ phá chủ yếu là cƣa vòng nằm CD do Việt Nam thiết kế chế tạo, đây là thiết bị có cấu tạo đơn giản vốn đầu tƣ thấp, xong thiết bị này còn tồn tại đó là năng suất thấp, chất lƣợng mạch xẻ thấp, tốn nhiều lao động

Hình 1.2 Khâu xẻ phá bằng cƣa vòng nằm

+ Khâu xẻ lại: Để tạo ra phôi phục vụ cho khâu sản xuất tiếp theo thì

gỗ sau khi xẻ phá được đưa đến khâu xẻ lại để xẻ tiếp, sản phẩm của khâu xẻ lại có thể là thanh gỗ, nan nạp hoặc chi tiết định hình Thiết bị xẻ lại chủ yếu

là cưa đĩa, cưa vanh, cưa vòng đứng mini, các thiết bị xẻ này đều nhập từ

Trung Quốc, Đài Loan, một số ít được chế tạo tại Việt Nam

Hình 1.3 Khâu xẻ lại bằng cưa đĩa b) Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ nhỏ rừng trồng

Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ nhỏ rừng trồng hiện nay rất phát triển, theo kết quả điều tra khảo sát có hàng vạn xưởng xẻ gỗ nhỏ rừng trồng trong cả nước với công nghệ và thiết bị đa dạng tùy theo qui cách sản phẩm

- Sản phẩm là thanh gỗ: có hai công nghệ phổ biến như sau

-Thuyết minh công nghệ: Gỗ tròn trước khi đưa lên bàn xẻ của cưa

vòng đứng mini thì phải cắt khúc theo qui cách 60cm; 80cm; 120cm, sau đó đưa vào xẻ phá và xẻ lại trên cùng một cưa vòng đứng mini Thiết bị xẻ này chỉ sử dụng một loại cưa đó là cưa vòng đứng mini do Việt Nam thiết kế chế

Gỗ rừng

trồng

Cắt khúc theo qui cách

Xẻ phá, xẻ lại bằng cưa vòng đứng mini

Sản phẩn

là thanh

gỗ

tạo Ưu điểm của công nghệ này là tỷ lệ thành khí cao, tuy nhiên nhược điểm của công nghệ này là năng suất thấp, lao động nặng nhọc, công nghệ này chỉ

áp dụng cho xưởng sản xuất nhỏ lẻ hộ gia đình, loại công nghệ này chỉ áp dụng đối với gỗ rừng trồng có đường kính nhỏ ≤ 20cm

Hình 1.4 Gỗ trước khi đưa vào xẻ cắt khúc ngắn

Hình 1.5 Xẻ gỗ bằng cưa vòng đứng mini

Ngoài công nghệ đã nêu trên còn có công nghệ và thiết bị xẻ như sau:

-Thuyết minh công nghệ: Gỗ tròn đưa vào bệ kê sau đó xẻ bằng cưa

vòng nằm tạo ra tấm ván không rọc rìa, sau đó đưa vào cưa đĩa hoặc cưa vòng đứng mini để xẻ lại, loại công nghệ này cho năng suất và chất lượng sản phẩm cao hơn, tuy nhiên tủy lệ thành khí thấp, loại công nghệ này được áp dụng với đường kính cây gỗ từ 20-40cm

Hình 1.6 Xẻ gỗ bằng cưa vòn nằm và cưa vòng đứng mini

- Sản phẩm là ván: Đối với các công ty chế biến lớn sản phẩm của

khâu xẻ chủ yếu là ván không rọc rìa, sau khi phơi sấy đạt yêu cầu độ ẩm sau

đó mới đưa vào xẻ lại để tạo phôi Công nghệ và thiết bị xẻ sản phẩm là ván được thể hiện theo sơ đồ sau:

Gỗ rừng

trồng

Xẻ phá bằng cưa vòng nằm

Xẻ lại bằng cưa đĩa hoặc vòng đứng mini

Sản phẩm là ván không rọc rìa

Thuyết minh công nghệ : Gỗ tròn đƣợc đƣa vào xẻ bằng cƣa vòng

nằm, sau đó đƣợc sản phẩm là ván không sạch rìa, sau đó đƣa đi phơi sấy

Tóm lại: Công nghệ và thiết bị xẻ gỗ ở Việt Nam chủ yếu là cƣa vòng nằm, cƣa vòng đứng mini đƣợc thiết kế chế tạo lại, một số đơn vị sử dụng cƣa đĩa để xẻ lại, trên thực tế sử dụng nhiều hãng sản xuất khác nhau, nhiều công suất khác nhau

1.3 Một số loại thiết bị đƣợc sử dụng xẻ lại gỗ ở Việt Nam

Một thiết bị cũng đƣợc sử dụng nhiều trong khâu xẻ lại đó là cƣa đĩa, đối với các sản phẩm là gỗ thanh thì sau khi sử dụng cƣa vòng để xẻ phá thì

sử dụng cƣa đĩa dùng để xẻ lại, xẻ thanh, ƣu điển của loại cƣa này là tốc độ cắt lớn, nên chất lƣợng mạch xẻ cao, năng suất cao, tuy nhiên nhƣợc điển lớn nhất là chiều dầy mạch xẻ lớn nên hao tổn gỗ lớn, dẫn đến tỷ lệ thành khí thấp

Hình 1.8 Cưa đĩa dùng để xẻ lại Nhận xét: Hiện nay thiết bị để xẻ lại chủ yếu sử dụng hai loại máy đó

là cưa vòng đứng và cưa đĩa, mỗi loại máy có ưu nhược điểm nhất định, xong lựa chọn loại nào để xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ tự động cần phải phân tích tính toán

1.4 Những vấn đề tồn tại và hướng giải quyết khi áp dụng thiết bị xẻ lại

ở Việt Nam

1.4.1 Những vấn đề tồn tại

- Chất lượng mạch xẻ còn thấp, mạch cưa còn rộng, từ 1,5- 3,5mm do

đó tỷ lệ thành khí còn thấp, một số lớn gỗ biến thành mùn cưa

- Độ mấp mô bề mặt ván xẻ lớn, từ đó độ dư gia công phải lớn, sau khi

xẻ lại phải bào nhiều để tạo mặt phẳng

- Năng suất thấp, tiêu tốn điện năng cao

- Tỷ lệ lợi dụng gỗ thấp một phần lớn gỗ biến thành mùn cưa, phoi bào, khoảng 6 - 10%

- Độ bền của thiết bị thấp, chi phí sửa chữa cao nên giá thành sản phẩm cao, từ đó ảnh hưởng đến lợi nhuận

1.4.2 Hướng nghiên cứu giải quyết tồn tại

- Cần phải nghiên cứu áp dụng các loại thiết bị xẻ có năng suất và chất lượng cao, đặc biệt là chất lượng mạch xẻ, độ rộng mạch xẻ nhỏ, để từ đó nâng cao hệ số sử dụng gỗ

- Cần nghiên cứu lựa chọn các thiết bị hiện có để chọn ra loại thiết bị

có năng suất chất lượng cao, hiệu quả kinh tế lớn để áp dụng vào trong khâu

xẻ lại trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

- Cần tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện thiết bị xẻ lại để nâng cao năng suất, tỷ lệ thành khí chất lượng mạch xẻ

Tóm lại: Hiện nay trong khâu xẻ lại đã áp dụng nhiều loại cưa đĩa, cưa

vòng đứng khác nhau Các loại cưa này còn có tồn tại cần phải khắc phục, việc nghiên cứu tính toán lựa chọn ra loại thiết bị xẻ lại gỗ là cần thiết để đáp ứng yêu cầu năng suất, chất lượng và hiệu quả, phù hợp với đối tượng nguyên liệu gỗ đầu vào

1.5 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị và thiết bị rọc rìa

1.5.1 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị nông lâm nghiệp

Bất cứ khi áp dụng công nghệ và thiết bị vào trong sản xuất thì đều phải tiến hành lựa chọn cho phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật và môi trường, tùy theo tính chất của công nghệ và của thiết bị mà ta tiến hành các phương pháp lựa chọn khác nhau

Trên Thế giới khi áp dụng các loại máy móc vào trong sản xuất nông lâm nghiệp thì người ta đã có những nghiên cứu lựa chọn khoa học và toàn diện từ những vấn đề về kỹ thuật, vấn đề về kinh tế và bảo vệ môi trường, bảo

vệ sức khỏe của công nhân vận hành Sau đây là một số công trình nghiên cứu

về lựa chọn thiết bị vào trong sản xuất nông lâm nghiệp

- Tác giả J.Laarman và cộng sự trong công trình [42], đã công bố kết quả tính toán, lựa chọn công nghệ và một số loại cưa xăng, máy kéo trong sản xuất lâm nghiệp ở philippine, tác giả đã xây dựng được cách xác định được một số chỉ tiêu kinh tế và đánh giá tác động đến môi trường của công nghệ và thiết bị

- Theo tài liệu [32] việc lựa chọn công nghệ và thiết bị vào trong sản xuất phải tiến hành qua hai bước lựa chọn sơ bộ và lựa chọn chi tiết, tài liệu cũng đã đưa ra phương pháp tính toán chi phí sản xuất khi sử dụng máy và thiết bị, chi phí khấu hao thiết bị trong khai thác gỗ

- Theo tài liệu [33] [34] [38], thì các chỉ tiêu lựa chọn công nghệ và thiết bị phải bao gồm chỉ tiêu về kinh tế, chỉ tiêu về kỹ thuật, chỉ tiêu về môi trường sinh thái và chỉ tiêu bảo vệ sức khỏe và an toàn lao động, trong đó đặc biệt nhấn mạnh chỉ tiêu bảo vệ môi trường sinh thái

- Một số công trình [46] [47] [53] đề cập đến các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng các thiết bị trong sản xuất, các giải pháp đưa ra đó là công suất của các thiết bị đưa vào sử dụng phải phù hợp không lớn quá, không nhỏ quá, sử dụng nhiều chức năng trên một thiết bị

- Một số công trình tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động, vận hành máy [27] [28], kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các yếu tố về dao động, rung động, tiếng ồn vượt quá giới hạn cho phép làm ảnh hưởng tới sức khỏe của công nhân vận hành và như vậy thì ảnh hưởng tới năng suất và hiệu quả sử dụng máy Do đó khi lựa chọn thiết bị phải quan tâm đến yếu tố này

- Một số công trình tập trung nghiên cứu, đánh giá sử dụng cưa xăng chặt hạ gỗ [38] [39] [40] [49], các công trình này tập trung nghiên cứu năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng cưa xăng để chặt hạ gỗ, nghiên cứu dao

động của cưa xăng ảnh hưởng đến người lao động, các tài liệu trên đều đưa ra cách tính khấu hao của cưa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng

- Theo một số tài liệu của FAO, [32] [33], đã xây dựng được phương pháp tính toán năng suất, chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp khi vận suất gỗ ở một số nước, kết quả tính toán làm tài liệu tham khảo để tính toán năng suất và chi phí sản xuất khi sử dụng máy kéo nông nghiệp để làm đất trồng trọt

Tóm lại: Các công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị, sử dụng thiết

bị, đánh giá hiệu quả sử dụng thiết bị trên thế giới rất phong phú Kết quả nghiên cứu đã đưa ra phương pháp thực nghiệm để xác định các chỉ tiêu kinh

tế, kỹ thuật của thiết bị, phương pháp tính toán chi phí sản xuất, khấu hao máy móc, thiết bị Kết quả nghiên cứu này là tài liệu là tài liệu tham khảo rất tốt khi tính toán lựa chọn thiết bị vào điều kiện cụ thể của sản xuất

Ở Việt Nam đã có một số công trình nghiên cứu về lựa chọn các loại máy và thiết bị vào trong sản xuất nông lâm nghiệp đó là:

- Đề tài trọng điểm cấp Nhà nước “ Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và

hệ thống thiết bị cho mô hình sản xuất lúa theo hướng cơ giới hóa đồng bộ ở vùng đồng bằng sông Cửu Long và vùng đồng bằng sông Hồng", mã số: KC07.06/06-10, do TS Chu Văn Thiện, Viện cơ điện và công nghệ sau thu hoạch làm chủ nhiệm, kết quả của đề tài đã xây dựng được hai mô hình cơ giới hóa sản xuất lúa ở hai vùng đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng, đã lựa chọn được hệ thống thiết bị cơ giới hóa sản xuất lúa phù hợp cho hai mô hình, đề tài đưa ra khuyến nghị nên sử dụng máy kéo 4 bánh công suất từ 25 – 35 mã lực cho hiệu quả kinh tế cao Song đối với từng địa phương cụ thể thì đề tài chưa đưa ra nên áp dụng loại máy nào cho phù hợp

- PGS.TSKH Phan Thanh Tình tác giả công trình nghiên cứu “ Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả sử dụng máy và thiết bị trong nông nghiệp” [25], đã công bố một số chỉ tiêu dùng để đánh giá quá trình sử dụng máy móc và thiết

bị trong sản xuất nông lâm nghiệp, tác giả chưa đưa ra được các chỉ tiêu lựa chọn cho từng loại thiết bị

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ tác giả công trình “ Một số phương pháp tuyển chọn máy móc thiết bị khai thác lâm sản và cơ giới hóa nông thôn miền núi” [3], đã xây dựng được một số phương pháp tuyển chọn thiết bị trong khai thác lâm sản

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “ Phương pháp lập và giải bài toán tối ưu trong công nghiệp rừng” [2], đã đưa ra phương pháp giải bài toán đa mục tiêu trong công nghiệp rừng, đó là phương pháp nhân tử Lagrăng

và phương pháp hàm trọng lượng

- Tác giả Nguyễn Văn Bỉ trong công trình “Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu trong công nghiệp rừng” [4], tác giả đã trình bày phương pháp và các bước giải bài toán đa mục tiêu khi các mục tiêu trái ngược nhau

- Tác giả Dương Văn Tài với công trình “ Đánh giá hiệu quả sử dụng cưa xăng tại Lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn”, đã xây dựng được phương pháp khảo nghiệm cưa xăng trong chặt hạ, đã xác định được một số chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của cưa xăng, từ đó đã đánh giá được hiệu quả kinh tế khi sử dụng cưa xăng để chặt hạ gỗ [16]

- Tác giả Trịnh Hữu Trọng trong công trình “ Nghiên cứu lựa chọn công nghệ và thiết bị cho công ty Rừng nguyên liệu Miền Bắc” đã công bố các chỉ tiêu lựa chọn cưa xăng và máy kéo để khai thác gỗ rừng trồng cho công ty nguyên liệu miền Bắc, tác giả đã lựa chọn được loại cưa xăng hợp lý

trồng Đề tài chưa đề cập đến các loại thiết bị khác

- Luận văn Thạc sỹ của tác giả Mai Đình Hùng “ Nghiên cứu lựa chọn mẫu máy cày lên luống sử dụng trong khâu làm đất để trồng mía [10], kết quả của đề tài đã phân tích một số mẫu máy cày, từ đó tính toán lực tác dụng lên máy cày, sau đó lựa chọn ra loại mẫu cày hợp lý để trồng mía Đề tài chỉ lựa chọn theo lực cản cày mà chưa đưa ra các chỉ tiêu lựa chọn

- Tác giả Trần thành trong công trình nghiên cứu " Lựa chọn thiết bị làm đất hợp lý phục vụ sản suất nông nghiệp tại huyện Tam Đảo tỉnh Vĩnh Phúc", tác giả đã xây dựng được các chỉ tiêu lựa chọn thiết bị làm đất trồng lúa, chưa có nghiên cứu thiết bị cưa xẻ gỗ [14]

Tóm lại: Đã có một số công trình nghiên cứu tuyển chọn thiết bị để cơ

giới hóa một số khâu sản xuất trong nông lâm nghiệp, xong chủ yếu tập trung vào lựa chọn cưa xăng chặt hạ gỗ rừng trồng Đã có một số công trình nghiên cứu lựa chọn máy kéo làm đất cấy lúa, các công trình nghiên cứu lựa chọn thiết bị chế biến gỗ còn hạn chế

1.5.2 Tổng quan về một số công trình nghiên cứu về lựa chọn thiết bị rọc rìa

Ở Việt Nam hàng năm có hàng ngàn thiết bị chế biến gỗ được các cơ sở sản xuất đưa vào sử dụng, xong việc nghiên cứu tính toán, cải tiến các thiết bị chế biến còn hạn chế, các thiết bị chế biến gỗ chủ yếu là của Trung Quốc, Đài Loan Mặt khác mỗi một loại thiết bị chỉ phù hợp trong điều kiện nhất định,

do vậy việc áp dụng các thiết bị vào từng đơn vị, địa phương cần phải tính toán lựa chọn cho phù hợp

Đã có một số công trình nghiên cứu về các thiết bị chế biến, song chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt và chế

độ cắt hợp lý

Tác giả Đỗ Thị Hạnh trong công trình: "Nghiên cứu ảnh hưởng của một

số yếu tố đến quá trình cắt ngang tre bằng cưa đĩa", tác giả đã xác định được

các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt và xác định được các thông số hợp lý trong quá trình cắt ngang tre bằng lưỡi cưa đĩa

Tác giả Nguyễn Văn Nam trong công trình "Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình xẻ gỗ keo bằng cưa đĩa" , tác giả đã xây dựng được cơ sở lý luận về tối

ưu hóa quá trình xẻ gỗ bằng cưa đĩa và đã xác định được một số thông số tối

ưu cho một loại cưa đĩa cụ thể, chưa có nghiên cứu lựa chọn cưa đĩa

Tác giả Phạm Văn Lý trong công trình nghiên cứu về xác định tỷ suất lựa cắt gỗ keo tai tượng bằng cưa đĩa, đã xác định được tỷ suất lựa cắt, các hệ

số ảnh hưởng đến tỷ suất lực cắt, tác giả chưa đề cập đến lựa chọn cưa đĩa

Tóm lại: Đã có một số công trình nghiên cứu về thiết bị chế biến gỗ,

xong chủ yếu tập trung vào xác định các yếu tố ảnh hưởng và xác định các thông số tối ưu, chưa có công trình nghiên cứu lựa chọn cưa đĩa xẻ gỗ Do vậy, việc nghiên cứu lựa chọn cưa đĩa rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

là cần thiết và có ý nghĩa thực tế cao

Với những phân tích ở trên tôi chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu lựa chọn thiết bị rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động" là rất cần thiết

trong điều kiện hiện nay

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguồn nguyên liệu để đưa vào dây chuyền xẻ gỗ tự động

Đối tượng của dây chuyền xẻ gỗ tự động là gỗ nhập khẩu có đường kính từ 30cm đến 80cm, ngoài ra có thể xẻ gỗ rừng trồng ở Việt Nam có kích thước lớn, chủng loại gỗ đưa vào xẻ là một số loại gỗ nhập khẩu phổ biến hiện nay đó là gỗ Tần bì, gỗ bạnh đàn đỏ

2.1.1 Gỗ Tần bì (Franxinus spp)

a) Nguồn gốc phân bố:

Trên thế giới gỗ tần bì phân bố ở Châu Âu, Bắc Mỹ, nhiều nhất là ở Liên Bang Nga

b) Cấu tạo thô đại:

 Ảnh cấu tạo thô đại 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Gỗ giác lõi không phân biệt, giác màu vàng nhạt, lõi màu nâu hồng nhạt Vòng năm không rõ Gỗ sớm, gỗ muộn không phân biệt Mạch phân bố phân tán, tụ hợp đơn kép, mạch trung bình (= 0.10.2 mm), số lượng ít (  5 mạch /1mm2) Trong mạch không có chất chứa

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây làm thành dải thưa

- Tia nhỏ(0.1 mm), số lượng nhiều (1016 tia/mm), khó thấy

- Không có cấu tạo thành lớp

- Có ống dẫn nhựa dọc

c) Cấu tạo hiển vi:

 Ảnh cấu tạo hiển vi 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Mạch phân bố phân tán; tụ hợp đơn kép 2-3 Số lượng trên 1mm2 (2 -7 mạch/ mm2) Đường kính mạch theo chiều tiếp tuyến trung bình 100-

170 (220)m Lỗ xuyên mạch đơn, lỗ thông ngang xếp xo le; trong mạch có chất chứa màu đen

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố theo hình thức: vây quanh mạch không kín, vây quanh mạch kín hình cánh, làm thành dải chạy song song với vòng năm

- Tia gỗ có bề rộng gồm 2-3 hàng tế bào (và chiều cao gồm 7 - 8 hàng tế bào; mật độ tia từ 6-11 tia/mm Tia gỗ có cấu tạo sắp xếp không đồng nhất Có tế bào chứa tinh dầu nằm trong tia gỗ Có tinh thể oxalat xếp thành dãy dọc

- Sợi gỗ có chiều dài trung bình 1200-1400m và có vách rất dày

- Gỗ không có cấu tạo lớp

2.1.2 Gỗ Bạch đàn đỏ (E.urophylla)

a) Nguồn gốc phân bố:

Gỗ bạch đàn đỏ được nhập về từ Úc, Colobia

b) Cấu tạo thô đại:

 Ảnh cấu tạo thô đại 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Gỗ giác lõi phân biệt, gỗ giác màu nâu vàng, lõi màu nâu vàng hoặc nâu hồng Có những vệt màu đỏ nâu tạo thành vân

- Vòng năm rõ, gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt, vòng năm thường rộng 2- 5 mm Thớ gỗ mịn và nghiêng

- Mạch phân bố trung gian, tụ hợp đơn kép ngắn, trong mạch có chất chứa màu nâu hồng

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố ở các dạng: vây quanh mạch kín hình cánh & cánh nối tiếp, liên kết mạch giải hẹp

- Tia gỗ nhỏ và hẹp

- Gỗ có cấu tạo lớp

- Gỗ không có ống dẫn nhựa dọc

c) Cấu tạo hiển vi:

 Ảnh cấu tạo hiển vi 3 mặt cắt

Mặt cắt ngang Mặt cắt xuyên tâm Mặt cắt tiếp tuyến

- Mạch phân bố trung gian; tụ hợp đơn kép 2-3 Số lượng trên 1mm2 ít ( 2 -7 mạch/ mm2) Đường kính mạch có 2 loại kích thước phân biệt; loại nhỏ đường kính mạch 80m, loại lớn đường kính mạch trung bình 205m Lỗ xuyên mạch đơn, lỗ thông ngang xếp so le; trong mạch có chất chứa màu nâu đỏ

- Tế bào mô mềm xếp dọc thân cây phân bố theo các hình thức: vây quanh mạch kín hình cánh & cánh nối tiếp, liên kết mạch giải hẹp

- Tia gỗ có bề rộng gồm 1-2 hàng tế bào (và chiều cao gồm 7 - 8 hàng tế bào; mật độ tia từ 12 tia/mm Tia gỗ có cấu tạo sắp xếp không đồng nhất Có tế bào chứa tinh dầu nằm trong tia gỗ Có tinh thể oxalat xếp thánh dãy dọc

- Sợi gỗ có chiều dài trung bình 1042(770 - 1230)m và có vách rất dày

- Gỗ có cấu tạo lớp

- Gỗ không có ống dẫn nhựa dọc

d) Một số tính chất vật lý và cơ học chủ yếu của gỗ bạch đàn đỏ

Gỗ Bạch đàn đỏ có khối lượng thể tích (ở độ ẩm 16%) trung bình 0.89g/cm3 Hệ số co rút thể tích trung bình (0.59) Điểm bão hòa thớ gỗ thấp (23%) Giới hạn bền nén dọc thớ trung bình (494 kg/cm3) Giới hạn bền khi uốn tĩnh trung bình (1204 kg/cm3) Sức chống tách trung bình (10kg/cm) Hệ

số uốn va đập trung bình (0.62)

2.1.3 Kích thước của loại gỗ đưa vào xẻ

Căn cứ vào kết quả điều tra khảo sát tôi chọn kích thước trung bình của

gỗ tròn đưa vào xẻ như sau:

Chiều dài cây gỗ 4m, đường kính từ 30cm đến 80cm

Hình 2.1 Đối tượng gỗ đưa vào xẻ 2.2 Thiết bị nghiên cứu

2.2.1 Khái quát về dây chuyền xẻ gỗ tự động

a) Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động

Để tạo ra dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động đạt năng suất và chất lượng cao, đề tài đề xuất thiết kế dây chuyền với các hệ thống như trong hình 2.2 và hình 2.3:

Hình 2.2 Mô hình dây chuyền thiết bị xẻ gỗ tự động

Cabin điều khiển

Hệ thống băng tải

di chuyển ván xẻ

Hệ thống

tự động rọc rìa, xẻ lại

Hệ thống tự động xếp đống thành phẩm

Hệ thống tự động thu gom phế liệu và xử

lý môi trường

Hệ thống chương trình điều khiển tự động dây chuyền

Hệ thống quét tia laser (Scans3D)

Hình 2.3 Mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo

1- Đống gỗ tròn; 2- Hệ thống cấp liệu tự động ; 3- Hệ thống quét tia laser 4- Hệ thống xoay gỗ, vam kẹp gỗ; 5- Hệ thống cưa xẻ (cưa vòng đứng); 6- Hệ thống cưa rọc rìa, xẻ lại; 7- Đống ván xẻ thành phẩm; 8 - Hệ thống tự động xếp đống, phân loại; 9- Hệ thống tự động thu gom phế liệu, xử lý môi trường; 10- Cabin điều khiển dây chuyền

b) Thuyết minh mô hình dây chuyền xẻ gỗ tự động đề tài đề xuất thiết kế chế tạo

1) Hệ thống phân loại và cấp liệu tự động cho dây chuyền

Đề tài thiết kế hệ thống phân loại cấp liệu tự động với hệ thống quét hình dạng khúc gỗ, khúc gỗ được đưa vào băng truyền và di chuyển trên đó,

hệ thống quét tia laser quét toàn bộ hình dạng và kích thước cây gỗ, với phần mềm scans 3D phát hiện khuyết tật, độ cong độ thót ngọn và gửi tín hiệu về

bộ vi xử lý trung tâm, bộ vi xử lý sẽ tự động phân loại cây gỗ

Sau khi cây gỗ được phân loại thì di chuyển trên băng chuyền và chờ sẵn ở đó, khi nào gỗ trên băng chuyền nạp vào cho hệ thống xoay trở và vam kẹp thì gỗ ở hệ thống cấp liệu di chuyển vào hệ thống băng chuyền để chờ sẵn

ở đó Như vậy trên hệ thống cấp liệu, gỗ luôn chờ sẵn ở đó và tự động cấp liệu cho hệ thống xoay trở gỗ

2) Hệ thống tự động đưa gỗ vào bàn xoay trở gỗ

Gỗ tròn không đi trực tiếp từ hệ thống cấp liệu vào hệ thống vam kẹp được mà phải qua hệ thống băng chuyền Hệ thống đưa gỗ này nhận gỗ từ hệ thống cấp liệu sau đó di chuyển dọc đến vị trí của vam kẹp, sử dụng hệ thống tay thủy lực đẩy gỗ vào hệ thống vam kẹp, sau khi đưa gỗ vào hệ thống vam kẹp thì hệ thống này lại di chuyển về vị trí để nhận gỗ từ hệ thống cấp liệu và chờ sẵn ở đó

3) Hệ thống tự động quét hình dạng, kích thước khúc gỗ

Khúc gỗ sau khi di chuyển trên hệ thống băng chuyền để chuẩn bị đưa vào bàn xoay trở và vam kẹp thì khúc gỗ được hệ thống quét hình dạng để xác định hình dạng và kích thước khúc gỗ, sau khi đã được quét, tín hiệu được truyền về hệ thống tính toán lập bản đồ xẻ tối ưu, bằng phần mềm chuyên dùng xác định được vị trí đặt khúc gỗ cần xẻ, sơ đồ mạch xẻ

4) Hệ thống tự động vam kẹp xoay gỗ và đẩy gỗ vào cưa

Hệ thống vam kẹp gỗ, xoay gỗ và di chuyển gỗ trong quá trình xẻ bao gồm các bộ phận sau:

- Bộ phận xoay trở gỗ để tìm vị trí xẻ tối ưu: Cây gỗ sau khi được đưa lên bàn xoay trở và vam kẹp, được cánh tay thủy lực điều khiển bởi chương trình tự động tính toán xoay trở đến vị trí tối ưu, sau khi khúc gỗ đã xoay đến

vị trí xác định thì cơ cấu tay thủy lực kẹp chặt khúc gỗ lại, chương trình tự động tính toán vị trí và lập bản đồ xẻ tối ưu được nhận tín hiệu từ hệ thống quét

- Bộ phận vam kẹp: Có nhiệm vụ giữ cho khúc gỗ cố định với xe gòng trong quá trình xẻ

- Bộ phận di chuyển gỗ theo chiều dọc khúc gỗ: Để quá trình xẻ được thực hiện thì khúc gỗ phải di chuyển vào lưỡi cưa theo chiều dọc khúc gỗ Quá trình di chuyển được thực hiện trên xe gòng, xe gòng có nhiệm vụ di chuyển cây gỗ vào lưỡi cưa Sau đó lùi cây gỗ lại vị trí ban đầu để xẻ mạch tiếp theo, xe gòng di chuyển được bằng tời kéo Quá trình di chuyển xe gòng được điều khiển tự động

- Bộ phận di chuyển theo chiều ngang khúc gỗ: Sau khi xẻ xong một mạch xẻ khúc gỗ phải được đẩy vào phía trong lưỡi cưa vào để tạo ra mạch xẻ tiếp theo, cơ cấu đẩy được thực hiện bằng động cơ servo với cơ cấu vít me đai

ốc, hành trình đẩy chính bằng chiều dầy tấm ván cần xẻ, quá trình đẩy được lập trình và điều khiển tự động

5) Hệ thống tự động xẻ gỗ

Hệ thống xẻ gỗ được đề tài thiết kế chế tạo là cưa vòng đứng, cưa vòng đứng được lắp cố định có hệ thống cân bằng và giảm rung động, để nâng cao chất lượng sản phẩm cưa vòng đứng được thiết kế có cơ cấu chống dao động cửa lưỡi cưa, hệ thống cưa xẻ bao gồm các bộ phận sau: khung cưa, bánh đà, lưỡi cưa, cơ cấu căng lưỡi cưa tự động, cơ cấu dẫn hướng lưỡi cưa để chống dao động của lưỡi cưa khi cắt

Hình 2.4 Hệ thống rọc rìa trong dây chuyền xẻ gỗ tự động

7) Hệ thống tự động xếp đống sản phẩm

Ván xẻ sau khi đã được rọc rìa hoàn chỉnh được cơ cấu bốc xếp thành đống, cơ cấu bốc được đề tài thiết kế với nguyên lý hút chân không, tấm ván bán chặt vào tay bốc bằng áp lực chân không, sau đó cơ cấu bốc đưa gỗ lên trên và di chuyển ngang và dọc đến vị trí để xếp thành đống Sử dụng xe nâng