Thiết kế dây chuyền băm gỗ dăm

Thiết kế dây chuyền băm gỗ dăm Thiết kế dây chuyền băm gỗ dăm Thiết kế dây chuyền băm gỗ dăm luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN BĂM GỖ DĂM

Đà Nẵng, 2019

MỤC LỤC

LỜI NÓI DẦU……… 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CHUNG VỀ GỖ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GỖ ……… 2

1.1.1 Vị trí của lâm sản trong nền kinh tế quốc dân……… ……… ………….… 2

1.1.2 Giới thiệu về gỗ……….3

1.1.2.1 Cấu tạo của gỗ………3

1.1.2.2 Tính chất của gỗ……….4

1.1.2.3 Phân loại nhóm gỗ……… 7

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN GỖ……… ……… 9

1.2.1 Những đặc điểm chính của nguyên liệu làm dăm……….9

1.2.2 Nhiệm vụ và nội dung của khoa học cắt gọt gỗ……… 9

1.2.3 Các dạng gia công cắt gọt gỗ và nhữn định nghĩa cơ bản……… 10

1.2.3.1 Các dạng gia công chế biến gỗ……….10

1.2.3.2 Các dạng gia công cơ bản ……… 11

1.2.3.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến cắt gọt……….15

1.2.4 Chế độ cắt………16

1.3 GIỚI THIỆU VỀ DÂY CHUYỀN BĂM GỖ……… 17

1.3.1 Quy trình sản xuất dăm mảnh……….17

1.3.2 Quy cách sản phẩm gia công……… 18

1.4 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ……… ……… … 19

1.4.1 Phân tích và chọn phương án cho máy băm……… 19

1.4.1.1 Máy băm dăm mảnh kiểu phun dăm………20

1.4.1.2 Máy băm dăm mảnh kiểu xã dăm ……… 21

1.4.1.3 Lựa chọn phương án hợp lý để thiết kế……… …………22

1.4.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống phân loại………23

1.4.2.1 Máy sàng rung……… 23

1.4.2.2 Máy sàng phẳng……… 24

DUT.LRCC

1.4.2.4 Lựa chọn phương án thiết kế………26

1.4.3 Phân tích các phương án vận chuyển thành phẩm……… 26

1.4.3.1 Gàu tải……… 26

1.4.3.2 Vít tải……… 27

1.4.3.3 Băng tải………27

1.4.3.4 Máng khí động……….28

1.4.3.5 Lựa chọn phương án………28

1.4.4 Lựa chọn tấm băng tải……….28

1.4.4.1 Tấm băng tải làm bằng tấm thép……… 28

1.4.4.2 Tấm băng tải làm bằng các lớp cao su ghép lại với nhau………29

1.4.4.3 Lựa chọn phương án………29

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA MÁY 2.1 THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC………30

2.2 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÁY THIẾT KẾ……… 30

2.2.1 Xác định công suất cắt cần thiết của động cơ truyền động cho đĩa băm……31

2.2.2 Tính công suất động cơ và chọn động cơ điện………32

2.2.3 Xác định công suất truyền động của động cơ sàng lắc……… 33

2.3 Tính toán kết cấu băng tải……… 37

2.3.1 Số liệu ban đầu……… 37

2.3.2 Tính bề rộng băng tải……… 37

2.3.3 Tính lực kéo băng tải……… 37

2.4 Thiết kế các bộ truyền………39

2.4.1 Thiết kế bộ truyền đai truyền từ động cơ chính đến trục đĩa băm……… 39

2.4.2 Thiết kế bộ truyền đai từ động cơ sàng lắc đến trục của sàng………44

2.4.3 Thiết kế bộ truyền xích truyền động từ động cơ đến băng tải cấp gỗ……….49

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SỨC BỀN VÀ KẾT CẤU TRỤC CHÍNH MÁY

BĂM 3.1 THÔNG SỐ HÌNH HỌC CỦA DAO CẮT………52

DUT.LRCC

3.3 CẤU TẠO TRỤC CHÍNH MÁY BĂM……… 55

3.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC CHÍNH MÁY BĂM……….……56

3.5 THIẾT KẾ THEN……… 61

CHƯƠNG 4: YÊU CẦU ĐỐI VỚI MÁY - HƯỚNG DÃN SỬ DỤNG - AN TOÀN LAO ĐỘNG 4.1 YÊU CẦU CHUNG ……….63

4.1.1 Yêu cầu đối với vật liệu……… 63

4.1.2 Yêu cầu về chất lượng gia công……… 63

4.1.3 Yêu cầu về lắp ráp……… 64

4.1.4 Yêu cầu về hình dạng ngoài của máy……… .… 65

4.2 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA………65

4.2.1 Kiểm tra không tả i……… 66

4.2.2 Kiểm tra có tải ………66

4.2.3 Kiểm tra độ chính xác của máy ……… 66

4.3 TÀI LIỆU SỬ DỤNG VÀ BẢO HÀNH MÁY ……… 67

4.3.1 Hướng dẫn sử dụng……….67

4.3.2 Bảo dưỡng……… 68

4.3.3 Sữa chữa các khuyết tật, nguyên nhân và cách khắc phục……… 69

4.4 AN TOÀN LAO ĐỘNG……… 69

4.4.1 Các qui định về an toàn khi vận hành máy……….69

4.4.2 An toàn về điện……… 70

4.4.3 An toàn về cơ……… 70

KẾT LUẬN……… 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 72

PHỤ CHƯƠNG: MỘT SỐ HÌNH ẢNH MINH HOẠ THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN BĂM GỖ………73

DUT.LRCC

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, ở nước ta ngành công nghiệp chế biến gỗ, mà đặc biệt là chế biến gỗ

xuất khẩu đang ngày càng phát triển mạnh mẽ và trở thành một trong những ngành

xuất khẩu lớn của Việt Nam, mang lại nguồn thu nhập ngoại tệ lớn cho đất nước

Nước ta có được điều kiện tự nhiên thuận lợi, nguồn tài nguyên đa dạng và phong

phú mà đặc biệt là tài nguyên rừng Với nguồn gỗ phong phú về chủng loại và dồi

dào về sản lượng, đó là những tiền đề hết sức quan trọng để chúng ta phát triển

ngành chế biến gỗ Điều cốt yếu còn lại là ta phải có những trang thiết bị hiện đại để

đáp ứng được nhu cầu phát triển mạnh mẽ đó Và ngành cơ khí mà đặc biệt là cơ

khí chế tạo máy là một ngành quan trọng vào loại bậc nhất của nền công nghiệp

nước ta phải đảm trách nhiệm vụ đó Bản thân là một sinh viên chuyên ngành cơ khí

chế tạo máy em cũng nhận thức được tầm quan trọng đó Vì vậy, em đã được sự cho

phép của Thầy Giáo và cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã chọn đề tài cho đồ

án tốt ngiệp của mình, đó là: Thiết kế dây chuyền băm gỗ dăm

Nhờ những kiến thức trong 5 năm học đại học, cũng như sự tận tình hướng dẫn

của Thầy Giáo: PGS.TS Trần Xuân Tuỳ cũng như các thầy cô khác trong khoa,

trong trường, em đã hoàn thành đồ án của mình Nhưng trong khoảng thời gian

ngắn và kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót Em kính

mong các Thầy - Cô chỉ bảo thêm nữa để em được cũng cố chắc hơn những kiến

thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy Giáo PGS.TS Trần

Xuân Tuỳ và các Thầy - Cô đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích tronh thời

gian học tập ở trường cũng như các bạn, các công ty như: Công ty PISICO Huế và

Công ty VI JACHIP Đà Nẵng đã giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đồ án của

mình Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 27 tháng 5 năm 2019

Sinh viên thực

Hoàng Hữu Cường

DUT.LRCC

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CHUNG VỀ GỖ VÀ

LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GỖ

1.1.1 Vị trí của lâm sản trong nền kinh tế quốc dân

Đất nước ta được xem là một đất nước có rừng vàng biển bạc - đất phì nhiêu

Điều đó có nghĩa là bên cạnh nước ta có đất đai màu mở, tài nguyên khoáng sản

phong phú thì nước ta còn có một nguồn tài nguyên rừng vô cùng phong phú và đa

dạng Hiện nay, để bảo vệ môi trường, nước ta đã cấm khai thác rừng, đặc biệt là

rừng nguyên sinh, rừng đầu nguồn, rừng phòng hộ…Tuy nhiên, ở những khu rừng

tái sinh, những khu rừng nhà nước cho phép khai thác, nếu chúng ta biết khai thác

đi đôi với trồng rừng thì tài nguyên rừng đóng góp một phần lớn trong nền kinh tế

quốc dân Khai thác rừng sẽ cho ta nguồn lâm sản vô cùng phong phú và đa dạng

Lâm sản là nguyên liệu - vật liệu được sử dụng lâu đời và rộng rãi nhất, là một

trong những vật tư chủ yếu của nền kinh tế quốc dân Lâm sản được dùng rộng rãi

trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, kiến trúc xây dựng …

Lâm sản có thể thay thế bông vải, tơ tằm, lông cừu Với phương pháp chế biến

hóa học từ 1 3

m gỗ có thể phân ly thành 200 kg thớ và chế tạo ra 160 kg t ơ nhân tạo, dệt vải có thể may được 300 bộ quần áo hoặc dệt thành 4000 đôi tất, tương đương

với sản lượng bông của 1/2 ha trong 1 năm, hoặc bằng số tơ của 320.000 con tằm,

hoặc bằng số lượng lông lấy được từ 25 đến 30 con cừu trong 1 năm

Với công nghệ thủy phân từ lâm sản có thể chế tạo thành đường, rượu, thức ăn

cho gia súc, phần nguyên liệu chính để tạo nên tơ nhân tạo, làm phim, đĩa hát,

giấy mica, áo mưa

Với công nghệ nhiệt phân từ gỗ tạo ra các sản phẩm than, axit axetit, phenol,

rượu mêtylic, dầu gỗ

Gỗ có thể thay thế gang thép, gỗ do có nhiều tế bào hình ống tạo nên, sau khi sấy

khô, nước trong gỗ bốc hơi, nhường chỗ cho không khí Gỗ có khối lượng thể tích

trung bình 0,5 đến 0,7 g/cm3, nếu lạng hoặc bóc gỗ thành những tấm mỏng, tấm

DUT.LRCC

keo, xếp thành nhiều lớp ngang dọc, rồi ép với áp suất và nhiệt độ cao sẽ biến gỗ

thành loại vật liệu mới Loại gỗ này rất ít thấm nước, không co giãn, cách nhiệt,

cách điện tốt, chịu được ma sát, khả năng chịu lực gần như Gang - Thép, dùng để

sản xuất thoi dệt, bánh xe răng, các loại đinh ốc, ống dẫn trong các phân xưởng hóa

chất

1.1.2 Giới thiệu về gỗ

1.1.2.1 Cấu tạo của gỗ

Cấu tạo gỗ là nhân tố ảnh hưởng đến tính chất của gỗ Cấu tạo và tính chất của

gỗ quan hệ mật thiết với nhau Cấu tạo có thể xem là biểu hiện bên ngoài tính chất

Những hiểu biết về cấu tạo là cơ sở để giải thích bản chất các hiện tượng sản sinh

trong quá trình gia công, chế biến và sử dụng gỗ Muốn nhận mặt gỗ, xác định tên

để buôn bán và sử dụng cho thích hợp, trước hết cần nắm vững những kiến thức cơ

bản về cấu tạo Trong thực tế, có rất nhiều loại gỗ rất giống nhau cần đi sâu phân

loại một cách chính xác, phải tiến hành khảo sát cấu tạo hiển vi của gỗ Mặt khác,

do ảnh hưởng của hoàn cảnh bên ngoài, không những các loại gỗ khác nhau mà

từng cây trong cùng một loài và ngay cả từng bộ phận khác nhau trong cùng một

cây cũng có sự khác nhau Muốn phân tích được những hiện tượng đó, cần có

những kiến thức sâu sắc và toàn diện về cấu tạo hiển vi của gỗ

Tóm lại, muốn nhận biết được tên gỗ cho chính xác, muốn tìm hiểu về tính chất

gỗ, muốn áp dụng các biện pháp kỹ thuật thích hợp trong quá trình gia công ch ế

biến, muốn sử dụng hợp lý và tiết kiệm gỗ trước hết phải hiểu biết về cấu tạo của

gỗ Đây là một trong những biện pháp căn bản để nâng cao chất lượng sử dụng gỗ

Giới thực vật chia làm hai nhóm: Nhóm thực vật th ượng đẳng và nhóm thực vật

hạ đẳng

- Đối tượng nghiên cứu của gỗ là gỗ lá kim và gỗ lá rộng Ở mỗi loài thực vật

thân gỗ chia làm ba phần:

+ Rể giữ cho cây đứng vững, hút nước và muối khoáng từ trong lòng đất làm

nguyên liệu cho quá trình quang hợp tạo chất dinh dưỡng nuôi cây

DUT.LRCC

+ Gốc, thân, cành vừa là sườn, cột chống đỡ tàn lá, vừa là đường dẫn truyền

nhựa nguyên qua gỗ và nhựa luyện được vận chuyển qua vỏ xuống các bộ phận

khác nuôi cây Đây là bộ phận cung cấp gỗ chủ yếu

+ Lá là cơ quan hô hấp, thoát hơi nước để ổn định nhiệt độ cho cây, là nơi tổng

hợp chất hữu cơ nuôi cây

- Thực vật thân gỗ không ngừng lớn lên theo đường kính Sinh trưởng theo chiều

cao dựa vào tác dụng phân sinh của chồi ngọn Lớn lên theo đường kính chủ yếu do

hoạt động của tầng phát sinh libe-gỗ Tế bào của tầng phát sinh không ngừng phân

sinh ra những tế bào mới về phía bên trong làm thành vòng gỗ, về phía bên ngoài

làm thành lớp vỏ Trong quá trình phân sinh này, số tế bào cung cấp cho phần gỗ

luôn luôn nhiều hơn tế bào cung cấp cho phần vỏ, nên sự tăng trưởng theo chiều

ngang của thân cây chủ yếu do phần gỗ ngày một dày thêm

1.1.2.2 Tính chất của gỗ

Vì nguyên liệu gỗ có những đặc tính khác biệt so với các nguyên liệu khác Do

đó, quá trình gia công chế biến gỗ cũng có những đặc điểm khác biệt so với các

nguyên liệu khác.Chẳng hạn như:

+ Khối lượng riêng của gỗ tương đối nhẹ

+ Cơ lý tính thấp dẫn đến lực cắt thấp

+ Độ chính xác gia công đòi hỏi không cao

+ Diện tích phân xưởng chiếm nhiều

+ Cấu trúc nguyên liệu không đồng nhất, do đó chế độ cắt khi gia công phức

N/cm2, tức là đã giảm 80% Tăng hay giảm độ ẩm của gỗ dẫn đến thay đổi tính chất

cơ học của gỗ và tất nhiên các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt gọt cũng thay

đổi theo

b Khối lượng của gỗ

Khối lượng riêng của mỗi loại gỗ đều khác nhau, gỗ có khối lượng riêng càng

cao thì càng khó gia công và ngược lại Tuy vậy, có một số loại gỗ có khối lượng

riêng không cao lắm nhưng do cấu tạo của gỗ, lại khó gia công như ngát, ràng

ràng…

c Nhiệt độ của gỗ

Dưới tác dụng của nhiệt độ, gỗ sẽ thay đổi tính chất cơ lý, quá trình cắt gọt cũng

thay đổi Do đó, trong nhiều khâu cắt gọt gỗ cần lưu ý đến vấn đề này

d Tính chất cơ học của gỗ

Quá trình tách gỗ thành phoi khỏi phôi bằng cắt gọt, nhiều hiện t ượng cơ học

xuất hiện như: biến dạng đàn hồi, xê dịch, uốn, nén Những hiện tượng này chịu

ảnh hưởng nhiều của tính chất cơ học gỗ

e Độ cứng vững và đàn hồi của gỗ

Nói đến tính chất cơ học của gỗ là nói đến khả năng chống lại tác dụng của ngoại

lực Trong đó đáng chú ý là độ cứng, độ bền vững theo kéo, nén, uốn, tách Gỗ là

hợp chất hữu cơ tự nhiên mang 3 tính chất: đàn hồi, dẻo, dai Vì vậy dưới tác dụng

của ngoại lực, gỗ sẽ bị biến dạng, song khi ngoại lực thôi tác dụng, gỗ có xu h ướng

trở lại trạng thái ban đầu, nhưng do tính dẻo nên sau khi lực thôi tác dụng gỗ vẫn bị

biến dạng Tất nhiên, do tính không đồng nhất, nên hiện tượng biến dạng không

giống nhau theo các chiều của thớ gỗ Đặc trưng là tỉ số:

 =

L L



(1.1)

L

 : Lượng biến dạng (mm)

L : Kích thước ban đầu

 : Biến dạng tương đối

DUT.LRCC

f Ứng suất nén

Gỗ có cấu tạo xốp, lúc bị nén gỗ có hiện tượng co lại theo chiều tác dụng của lực

nén.Mặt khác, theo chiều vuông góc với chiều của lực nén, gỗ có xu h ướng nở ra

Nếu chúng ta tìm cách hạn chế sự nở đó thì quá trình biến dạng của gỗ trong lúc nén

sẽ khác đi Đó là đặc điểm của quá trình nén gỗ Có hai quá trình:

* Nén hở: là quá trình nén được tiến hành theo hai mặt đối diện của vật, còn các

chiều khác hoàn toàn tự do Biến dạng tăng từ lúc có lực tác dụng đến ứng suất phá

hủy Tất nhiên, sự biến dạng này khác nhau khi ta nén theo các chiều thớ gỗ khác

nhau: nén dọc thớ, nén tiếp tuyến và nén xuyên tâm Khi nén gỗ, gỗ co lại theo

chiều của lực nén, song lại có xu hướng nở ra theo chiều vuông góc với lực nén

* Nén kín: là quá trình nén mà các phía khác nhau của vật nén đều bị giới hạn

Trong quá trình cắt gọt, tùy từng dạng, hiện tượng nén kín toàn phần, một phần,

hoặc hở đều có thể xảy ra

g Hiện tượng trượt của gỗ

Dưới tác dụng của ngoại lực, các lớp gỗ thường bị trượt hoặc xê dịch lẫn nhau

Đặc trưng là ứng suất trượt [] Ứng suất trượt của gỗ biểu thị khả năng chống lại sự

xê dịch hoặc trượt Giữa các lớp gỗ dưới tác dụng của ngoại lực theo một tiết diện

nào đó cùng nằm trong phương tác dụng của ngoại lực Vì vậy, nó được tính bằng

N/cm2 Khi lực tác dụng lên gỗ thì hiện tượng trượt của gỗ xảy ra phức tạp hơn so

với một số vật liệu khác Điều này có thể thấy được lúc nén gỗ theo hướng xuyên

tâm, khi tách hoặc chẻ gỗ

h Sự phá hủy của các thớ gỗ

Quá trình cắt gọt là quá trình phân chia phôi theo từng lớp phoi để tạo ra sản

phẩm Nói cách khác, nó được tiến hành bằng cách phá hủy mối liên kết giữa các

thớ gỗ dưới tác dụng của ngoại lực Sự phá hủy mối liên kết này đã gây ra nhiều

hiện tượng khác nhau Một trong những hiện tượng đó là sự biến dạng của phoi Sự

biến dạng này xảy ra khi cắt gọt ở điều kiện khác với điều kiện thử tính chất cơ lý

DUT.LRCC

1.1.2.3 Phân loại nhóm gỗ

Tiêu chuẩn về gỗ phải dựa trên cơ sở những tính chất tự nhiên của gỗ nguyên

liệu và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất đó, đồng thời căn cứ vào yêu cầu kỹ

thuật và kinh nghiệm của từng ngành và người sử dụng, cũng như các điều kiện và

khả năng sản xuất và chế biến gỗ

Trong nền sản xuất phát triển, tiêu chuẩn hóa là động lực nâng cao chất lượng

sản phẩm, sử dụng hợp lý nguyên liệu, giảm bớt phế phẩm, đơn giản hóa và hợp lý

hóa toàn bộ quá trình sản xuất từ đầu đến thành sản phẩm Điều quan trọng hơn là

tiêu chuẩn hóa có tác dụng thúc đẩy việc tổ chức lao động và giá thành sản phẩm,

tạo điều kiện để sản xuất liên tục, hàng loạt làm cho sản phẩm không ngừng phát

triển

Tùy theo tính chất và phạm vi ảnh hưởng của các loại sản phẩm mà phân loại

tiêu chuẩn thành cấp nhà nước, cấp ngành hay cấp xí nghiệp Trong đó các tiêu

chuẩn đưa ra không phải là vĩnh cửu mà có sự thay đổi sau từng thời kì lịch sử, theo

sự phát triển của sản xuất và những tiến bộ kỹ thuật Việc xét tiêu chuẩn sao cho

phù hợp với thực tế sản xuất và đời sống là việc làm có tính chất kế thừa và liên tục,

nhằm thúc đẩy nền sản xuất và kỹ thuật phát triển tốt hơn

Trong công nghệ khai thác rừng thì gỗ là tài nguyên lớn và có vai trò quan trọng

trong nền kinh tế quốc dân nên việc xây dựmg những tiêu chuẩn và phân loại gỗ là

cần thiết Để xây dựng tiêu chuẩn cho các sản phẩm của công nghệ khai thác rừng

và chế biến gỗ cần phải nghiên cứu những tính chất tự nhiên của nguyên liệu gỗ,

các giai đoạn sản xuất ra sản phẩm gỗ và các điều kiện sử dụng gỗ

Nghiên cứu những tính chất tự nhiên của nguyên liệu gỗ cần chú ý đến cơ cấu

các loại gỗ khác nhau, các tính chất cơ bản của từng loại cây khác nhau như cấu tạo,

tính chất vật lí, tính chất cơ học, tính chất hóa học, độ bền tự nhiên, khuyết tật gỗ,

các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu và tính chất của gỗ, các yếu tố liên quan khác nh ư

trữ lượng, khả năng cung cấp và gây trồng rừng cũng là đối tượng của tiêu chuẩn

hóa và phân loại các hạng gỗ

DUT.LRCC

Qua các giai đoạn sản xuất ra sản phẩm gỗ, tính chất riêng biệt của từng sản

phẩm được biểu hiện bằng hình dạng và kích thước của sản phẩm Mỗi phương

pháp pha chế của từng giai đoạn chế biến khác nhau cho những sản phẩm có hình

dạng và kích thước khác nhau Tùy theo các giai đoạn chế biến, các hạng gỗ có

những hình dạng, phẩm chất và kích thước khác nhau Vì vậy chính nó là tiêu chuẩn

để phân loại xếp hạng các sản phẩm của công nghệ gỗ

Trong các điều kiện sử dụng sản phẩm gỗ thì mục đích sử dụng là yếu tố quan

trọng nhất, chỉ khi biết rõ được mục đích sử dụng thì mới có thể biết chắc chắn

những yếu tố kỹ thuật cần thiết trong phân loại xếp hạng, tức là những yêu cầu tối

thiểu cần và đủ để thỏa mãn cho nhu cầu sử dụng

Việc xây dựng các tiêu chuẩn và phân loại sản phẩm công nghệ gỗ xuất phát từ

lợi ích của toàn bộ nền kinh tế xã hội, là cơ sở không thể thiếu để sử dụng hợp lý và

tiết kiệm nguyên liệu gỗ, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt đến tay người

sử dụng về mặt hình dạng, kích thước, tính chất và các đòi hỏi khác Đó là nhiệm vụ

của tất cả các ngành từ nghiên cứu khoa học đến sản xuất và sử dụng đều có nhiệm

vụ tham gia

Dựa vào các điều kiện trên, người ta phân loại gỗ thành 8 nhóm:

• Nhóm I: Gồm 41 loại (Cẩm lai, Dáng hương, Gụ, Hoàng đàn, Huê mộc, Lát

xanh, Sơn huyết, Trầm hương )

• Nhóm II: Gồm 26 loại (Đinh, Dâu đen, Kiền kiền, Lim xanh, Nghiến, Sến

mật, Xoay, Trai lý, Song xanh, Táu nước )

• Nhóm III: Gồm 24 loại (Bàng lang, Bình linh, Cà chắc, Chai, Chò chi, Chua

khắc, Dâu vàng, Săng lẻ, Sao đen )

• Nhóm IV: Gồm 34 loại (Bời lời, Chau chau, Dầu lông, Gội nếp, Hà nu,

Long não, Mít, Thông nàng )

• Nhóm V: Gồm 65 loại (Chò lông, Chò xanh, Chôm chôm, Dầu, Giẻ xanh,

Hoàng linh, Muồng, Sếu, Thông nhựa, Xà cừ )

• Nhóm VI: Gồm 70 loại (Bạch đàn chanh, Bứa núi, Khhé, Lòng mang,

Đước, Mận rừng, Mù u, Quế, Thị rừng )

DUT.LRCC

• Nhóm VII: Gồm 46 loại (Cao su, Cà lồ, Giẻ trắng, Trám trắng, Trám đen )

• Nhóm VIII: Gồm 48 loại (Ba bét, Ba soi, Chay, Dâu da bắc, Sồi bấc )

1.2 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN GỖ

1.2.1 Những đặc điểm chính của nguyên liệu làm dăm

Nguyên liệu làm dăm khá phong phú Hiện nay, nguyên liệu chủ yếu để sản xuất

dăm là các loại gỗ thuộc nhóm VI Nhóm này bao gồm các loại nh ư:Bạch đàn, keo

lai,

Bạch đàn là cây được trồng phổ biến ở các nước có khí hậu nhiệt đới, loại này

rất dễ trồng, phù hợp với điều kiện khí hậu của nước ta đặc biệt là các tỉnh Miền

Trung và Tây Nguyên Loại gỗ này có thời gian thu hoạch rất ngắn từ 4 đến 8 năm,

trong ngành sản xuất dăm vỏ cây được bóc ra trước khi băm nên cây này rất phù

hợp Thân cây tương đối mềm, thớ gỗ có màu trắng

1.2.2 Nhiệm vụ và nội dung của khao học cắt gọt gỗ

Để thực hiện được quá trình gia công gỗ bằng cơ giới, trong thực tiễn cần giải

quyết hai vấn đề:

✓ Một là, cần có những thông số cơ bản ban đầu như lực cắt, công suất, mối

tương quan giữa các yếu tố Dựa trên những thông số c ơ bản đó để tính toán thiết

kế mới, cải tiến công cụ, máy thiết bị, giải quyết các quá trình gia công, tính toán

kinh tế

✓ Hai là, từ những điều kiện cho trước, như máy móc thiết bị, công cụ gỗ

cần xác định chế độ gia công hợp lý để đạt được năng suất cao nhất, hao tốn ít nhất

về nguyên - nhiên liệu mà thành phẩm đạt được chất lượng cao nhất hoặc theo yêu

cầu cho trước Hai vấn đề này có liên quan mật thiết với nhau, là một thể thống nhất

của quá trình chế tạo và sử dụng Giải quyết vấn đề thứ nhất là giải quyết bài toán

thuận, giải quyết vấn đề thứ hai là giải quyết bài toán nghịch Từ đó, chúng ta thấy

khoa học cắt gọt gỗ có nhiệm vụ cụ thể sau đây: Xác định mối tương quan giữa các

yếu tố của ba đối tượng vật liệu được gia công, công cụ cắt gọt và máy Ngoài ra,

khoa học cắt gọt gỗ phải tìm các biện pháp gia công mới, khoa học h ơn, đạt kết quả

DUT.LRCC

cao hơn về năng suất, chất lượng, ứng dụng vào thực tế sản xuất để tạo ra các sản

phẩm mới

Giải quyết đúng đắn đối với khoa học cắt gọt gỗ sẽ tạo ra khả năng lớn cho việc

hoàn thiện các quá trình kỹ thuật gia công chế biến gỗ, đẩy mạnh sản xuất đáp ứng

được nhiệm vụ của ngành hiện nay cũng như sau này

1.2.3 Các dạng gia công cắt gọt gỗ và những định nghĩa cơ bản

1.2.3.1 Các dạng gia công chế biến gỗ

Công nghệ gỗ là tổng quát cả quá trình và cả ph ương tiện được áp dụng vào sản

xuất để tạo ra được những sản phẩm từ gỗ

a Gia công chế biến hóa học: Là quá trình gia công tạo từ gỗ ra các sản

phẩm mà bản chất của gỗ đã bị thay đổi như sản xuất đường, giấy, rượu…

b Gia công cơ hóa: Là dạng gia công kết hợp giữa hóa học và cơ học như

gia công áp lực có ngâm tẩm

c Gia công chế biến cơ giới: Là quá trình gia công từ gỗ ra sản phẩm bằng

cách thay đổi hình dạng, kích thước, còn bản chất của gỗ thì cơ bản không thay

đổi Dạng này có thể phân ra thành 4 phương pháp chủ yếu: gia công cắt gọt, gia

công áp lực, gia công va đập, gia công tách chẽ

✓ Gia công cắt gọt làm phá hủy mối liên hệ giữa các phần tử vật chất gỗ theo

một hướng nhất định nhờ công cụ cắt Vật gia công được chia thành hai thành phần

cùng với phoi hoặc không có phoi Như cưa, bào bóc, phay, khoan Là cắt gọt có

phoi Như: cắt, xén là cắt gọt không có phoi

✓ Gia công áp lực không làm phá hủy mối liên hệ giữa các phần tử của vật

được gia công mà chủ yếu dùng áp lực để làm thay đổi hình dạng, kích thước vật

gia công như kéo, nén uốn

✓ Gia công va đập làm phá hủy mối liên kết giữa các phần tử vật chất được

gia công thành những phần nhỏ, không theo một dạng kích thướt hình hình học qui

định trước, như gia công bọt gỗ làm giấy, thuốc súng,

✓ Gia công tách chẻ làm phá hủy mối liên kết giữa các phần tử gỗ theo các

lớp mà không theo một hướng nhất định cho trước, như chẻ củi, tước gỗ,

DUT.LRCC

1.2.3.2 Các dạng gia công cơ bản

a) Giới thiệu chung về nguyên lý băm gỗ

Băm gỗ là quá trình cắt gọt lấy đi từ vật gia công một lớp hoặc nhiều lớp phoi

Quá trình này được thực hiện nhờ một vật rắn nhỏ có dạng hình nêm gọi là dao cắt

Phần phôi còn lại với phoi được xác định theo một ranh giới quy định trước

Băm là một quá trình công nghệ, nhờ tác dụng trực tiếp của dao mà phôi được

phân chia để tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước cho trước

Phoi là một phần vật chất, thường rất nhỏ được cắt ra từ phôi sau một lần

chuyển động của dao hoặc phôi Phoi được tạo ra phù hợp với khả năng cắt của dao

và máy Như vậy, để thực hiện quá trình cắt gọt, phôi có thể đứng yên, dao chuyển

động hoặc ngược lại Và sau mỗi lần chuyển động chúng ta sẽ có được một lớp phoi

từ phôi Trong quá trình băm gỗ phải có hai chuyển động:

- Chuyển động thứ nhất: là chuyển động của dao hay phôi để cắt được một

lớp phoi Thường chuyển động này có tốc độ rất lớn gọi là chuyển động chính, được

gọi là chuyển động cắt gọt Chuyển động tuyệt đối của dao hay phôi cần thiết và đủ

để cắt được một phần phoi người ta gọi là chuyển động cắt gọt

- Chuyển động thứ hai: là chuyển động của phôi hoặc dao để đảm bảo cho

lần cắt tiếp theo tạo ra phoi mới Thường chuyển động này có tốc độ rất nhỏ so với

chuyển động thứ nhất gọi là chuyển động phụ, hay còn gọi là chuyển động ăn dao

Chuyển động tuyệt đối của phôi hay dao để đảm bảo cho lần cắt tiếp theo tạo ra

phoi mới gọi là chuyển động ăn dao

Như vậy trong quá trình cắt gọt của dao được tiến hành theo một chu kỳ nhất

định, cứ mỗi một chu kỳ chúng ta có được một phoi Trong một chu kỳ dao hoàn

thành hai bước, nếu phôi đứng yên và ngược lại nếu dao đứng yên Bước thứ nhất,

trong chu kỳ phoi sẽ được cắt ra, ta gọi là bước hữu ích hoặc là bước có công Bước

thứ hai, dao hoặc phôi trở về vị trí ban đầu để chuẩn bị cắt phoi mới, trong bước này

phoi không được tạo ra, người ta gọi là bước vô ích hay còn gọi là bước không

công

DUT.LRCC

Nếu trong quá trình cắt gọt ở khoảng thời gian nào đấy không có chuyển động ăn

dao mà chỉ có chuyển động cắt gọt, thì đường mũi dao vẽ nên gọi là quỹ đạo cắt

gọt Ngược lại, nếu như trong quá trình cắt gọt, ở khoảng thời gian nào đấy không

có chuyển động cắt gọt, thì quỹ đạo mũi dao vẽ nên gọi là quỹ đạo cắt gọt tương đối

hay còn gọi là quỹ đạo cắt gọt thực

Tốc độ chuyển động của dao hoặc vật gia công theo quỹ đạo cắt gọt gọi là tốc độ

cắt gọt Vậy tốc độ cắt gọt là quãng đường đi được của dao hoặc phôi theo quỹ đạo

cắt gọt trong một đơn vị thời gian, thường được kí hiệu bằng chữ v, đơn vị là

mét/giây (m/s) Tốc độ của dao hoặc phôi theo quỹ đạo ăn dao, người ta gọi là tốc

độ ăn dao Vậy tốc độ ăn dao là quãng đường đi được của dao hoặc phôi theo quỹ

đạo ăn dao trong một đơn vị thời gian Thường tốc độ này được kí hiệu bằng chữ U

Đơn vị là mét/phút Trong gia công chế biến gỗ, tốc độ ăn dao có thể đạt tới 150

m/phút Nếu cả hai chuyển động đồng thời tồn tại, thì dao sẽ chuyển động tương

quan với phôi theo tốc độ bằng tốc độ tổng hợp hai vectơ tốc độ trên, người ta gọi là

tốc độ tương đối hay gọi là tốc độ thực của dao Thường kí hiệu là V

Vậy tốc độ tương đối hay tốc độ thực của dao hoặc phôi là quãng đường đi được

của dao hoặc phôi theo quỹ đạo thực trong một đơn vị thời gian

b) Phân loại cắt gọt gỗ vă băm gỗ

So với các quá trình cắt gọt một số nguyên vật liệu khác, quá trình cắt gọt gỗ

phức tạp hơn Vì gỗ có cấu trúc không đồng nhất, hơn thế nữa trong nhiều dạng gia

công gỗ, phoi lại là thành phẩm, để đảm bảo cho phoi trong trường hợp này có chất

lượng thì việc nghiên cứu các quá trình cắt gọt chúng đòi hỏi mức độ cao hơn Do

đó, trong quá trình nghiên cứu cắt gọt gỗ người ta chia làm hai bước hay hai giai

đoạn: Bước thứ nhất là nghiên cứu cắt gọt cơ bản và bước thứ hai là nghiên cứu cắt

gọt chuyên dùng

+ Cắt gọt cơ bản: Đặc điểm của cắt gọt này là có hạn chế một số điều kiện

của các yếu tố tham gia vào quá trình cắt gọt, nhằm đưa đến dạng căn bản nhất, để

dễ nghiên cứu chúng Những kiến thức nghiên cứu được về cắt gọt này sẽ làm cơ sở

để nghiên cứu các dạng cắt gọt chuyên dùng

DUT.LRCC

Dạng cắt gọt cơ bản có bốn đặc điểm sau đây:

✓ Qúa trình cắt gọt được thực hiện ở một cạnh chính của dao cắt, dao phải

có dạng hình nêm, các mặt trước, sau của dao phải là mặt phẳng, góc cắt, góc sau

phải cố định, độ dài của cạnh cắt phải lớn hơn chiều rộng của phôi và chiều rộng

của phoi, hình thức cắt như vậy người ta gọi là cắt hở Nếu quá trình cắt gọt được

thực hiện ở hai cạnh cắt, chiều rộng của dao bằng chiều rộng của phoi, chiều rộng

của phôi lớn hơn chiều rộng của dao người ta gọi là cắt nửa kín Nếu như trong quá

cắt gọt được thực hiện ở ba cạnh của dao và tạo ra ba mặt cắt, chiều rộng phoi bằng

chiều rộng dao, chiều rộng phôi lớn hơn chiều rộng dao người ta gọi là cắt kín Hình

thức đầu tiên thuộc cắt cơ bản, còn hình thức hai và ba thuộc cắt phức tạp

✓ Quỹ đạo cắt gọt thực của dao phải là đường thẳng, tốc độ cắt và tốc độ ăn

dao cố định, hướng của các tốc độ cắt phải vuông góc với cạnh cắt và không đổi

✓ Chiều dày của phoi là một đại lượng cố định

✓ Đặc điểm cuối cùng là mặt phẳng chuyển động và hướng chuyển động

của dao phải vuông góc hoặc song song với chiều của thứ gỗ Từ đặc điểm này

trong cắt gọt gỗ có thể có ba trường hợp cắt gọt cơ bản sau đây: cắt ngang, cắt dọc

và cắt bên

+ Cắt gọt chuyên dùng: Tức là các dạng cắt gọt đã được ứng dụng vào những

trường hợp gia công cụ thể, nhằm những mục đích công nghệ nhất định như cưa,

bào, lạng, phay Thường thì các dạng này phức tạp hơn, số lượng yếu tố tác động

lên quá trình cắt gọt cũng nhiều hơn

+ Quá trình cắt gọt có 3 dạng: cắt hở, cắt nửa kín và cắt kín

DUT.LRCC

1.2.3.3 Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt

Gỗ là đối tượng gia công của ngành chế biến gỗ bằng cơ giới Gỗ có những tính

chất đặc thù của nó Vì vậy để hiểu được các hiện tượng xảy ra trong quá trình cắt

gọt gỗ, chúng ta xét những tính chất chính của gỗ có ảnh h ưởng đến quá trình cắt

gọt

a Hướng cắt: Theo ba mặt phẳng: mặt cắt đầu, cắt xuyên tâm, cắt tiếp tuyến gỗ có

những tính chất khác nhau Vì thế, theo các hướng cắt khác nhau thì trị số cản cắt sẽ

khác nhau

b Loại gỗ: Loại gỗ khác nhau, tính chất của gỗ cũng khác nhau, bởi vậy trị số công

suất cắt khác nhau và phụ thuộc vào loại gỗ thuộc nhóm nào

c Độ ẩm của gỗ: Độ ẩm của gỗ có ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt Tăng hay giảm

độ ẩm của gỗ dẫn đến thay đổi tính chất cơ học của gỗ và tất nhiên các hiện tượng

xảy ra trong quá trình cắt gọt cũng thay đổi theo Gỗ có độ ẩm càng lớn thì trở lực

cản cắt càng nhỏ và cũng dễ bị sơ tướp Đối với trường hợp cắt dọc và ngang thớ thì

khi độ ẩm gỗ càng lớn thì công suất cắt sẽ giảm nhưng đối với cắt mặt đầu thì giảm

không đáng kể

d Khối lượng riêng của gỗ: Khối lượng riêng tuyệt đối của bất cứ loại gỗ nào

cũng gần bằng nhau và bằng 1,54 g/cm3

Song khối lượng riêng của gỗ thì lại khác

nhau, gỗ có khối lượng riêng càng cao thì càng khó gia công và ngược lại

e Nhiệt độ của gỗ: Dưới tác dụng của nhiệt độ, gỗ sẽ thay đổi tính chất Cơ -Lý và

quá trình cắt gọt cũng thay đổi

f Chiều dày phoi: Khi chiều dày cắt của phôi tăng thì công suất cắt sẽ giảm Phoi

càng dày thì trị số công suất cắt riêng giảm và ngược lại

g Góc cắt  , góc sau  , và góc mài trước

Trị số góc cắt tăng lên (khi góc sau không đổi) trị số công suất cắt sẽ tăng lên

Khi tăng góc sau trong giới hạn nhất định thì công suất cắt sẽ giảm xuống Nhưng

nếu trị số góc sau tiến gần đến 00

thì không được vì cạnh cắt sau của lưỡi dao cắt sẽ

tiếp xúc nhiều với gỗ gây nên sự biến dạng

DUT.LRCC

h Mức độ cùn của dao: Lưỡi dao bao giờ cũng có một độ cùn nhất định, trong khi

làm việc nó ngày càng bị cùn hơn, ảnh hưởng đến quá trình cắt gọt và giảm độ

chính xác gia công

k Tốc độ cắt: Khi tăng tốc độ cắt từ 30 m/s đến 50 hoặc 60 m/s thì công suất cắt

giảm nhưng tăng tốc độ cắt lên cao hơn nữa thì công suất cắt tăng lên

1.2.4 Chế độ cắt

Để thực hiện một nguyên công cắt gọt gỗ, cần phải có nhiều điều kiện khác

nhau gọi là chế độ cắt Những điều kiện đó là các thông số góc của dao, tốc độ cắt

và tốc độ đẩy

Trong quá trình làm việc phải biết chọn các loại dụng cụ cắt, tốc độ đẩy cho

thích hợp, còn tốc độ cắt là trị số có thể thay đổi được Trong lựa chọn chế độ cắt

phải nhằm mục đích đạt được năng suất cao nhất

Cần tính toán từng yếu tố trong chế độ cắt để có bề mặt gia công đạt độ nhẵn

cần thiết, sử dụng hết công suất và khả năng gia công của dụng cụ cắt

DUT.LRCC

1.3 GIỚI THIỆU VỀ DÂY CHUYỀN BĂM GỖ

Dây chuyền băm gỗ dùng để tạo ra các loại dăm làm nguyên liệu cho ngành giấy

mà nguyên liệu đầu vào là các loại gỗ tròn có đường kính nhỏ hơn 25cm Dây

chuyền này bao gồm các thiết bị cơ bản như sau:

5 4

3

2 1

Hình 1.4: Sơ đồ tổng quan dây chuyền băm gỗ

1: Băng tải cấp liệu

2: Máy băm gỗ

3: Ống phun dăm

4: Xylo chứa dăm sau khi vừa băm xong

5: Máy sàng

1.3.1 Quy trình sản xuất dăm mảnh

- Nhiệm vụ của đề tài: Thiết kế dây chuyền b ăm gỗ nhằm sản xuất dăm mảnh

cung cấp nguyên liệu cho nhà máy giấy phục vụ cho ngàng giấy

DUT.LRCC

- Nguyên liệu: Bao gồm các loại gỗ nhóm VI ( Bạch đàn, các loại keo ), các

loại gỗ từ thân cây cành có đường kính không lớn hơn 180 mm, khối lượng và thể

tích của gỗ nằm trong khoảng từ 0,4 đến 0,6 g/cm3

Năng suất đầu ra: 15 m3/h

Kích thước dăm tiêu chuẩn (mm)

Chiều dài

( theo chiều dọc thớ gỗ)

Chiều rộng (theo chiều ngang thớ gỗ) Chiều dày

25 ÷ 35 15 ÷ 25 7 ÷ 10

* Quy trình sản xuất dăm mảnh

Máy sản xuất dăm mảnh cung nguyên liệu cho ngành sản xuất giấy bao nhiều

công đoạn Ban đầu gỗ đã được làm sạch theo yêu cầu và được đưa vào máy băm

gỗ để băm theo băng tải cấp liệu vào Sau khi qua máy băm sẽ tạo ra các dăm vụn

theo yêu cầu Sau đó, dăm theo đường ống dẫn (Đối với máy băm kiểu phun dăm)

đến silo chứa.Ở đây dăm gỗ sẽ được dự trữ và cho xuống sàng để phân loại Khi

phân loại sẽ cho xuống băng tải dăm Có bố trí các băng tải như: Băng tải dăm đạt

yêu cầu, băng tải dăm không đạt yêu cầu Nếu dăm đạt yêu cầu thì cho vào kho để

chờ xuất xưởng Nếu dăm không đạt yêu cầu thì sẽ được cho vào máy để băm lại

1.3.2 Quy cách sản phẩm gia công

Đối tượng mà dây chuyền chuẩn bị thiết kế sẽ gia công: Trên cơ sở thực tế của

Công ty VIJACHIP tại Cảng Tiên Sa và Công ty PISICO Huế phôi liệu ban đầu mà

máy chuẩn bị thiết kế gia công có đặc điểm sau:

Nguyên liệu đầu vào để tạo ra sản phẩm khi qua dây chuyền chuẩn bị thiết kế là

các loại gỗ tròn có đường kính nhỏ hơn 250 mm Sau khi gia công sản phẩm phải

đạt được là dăm gỗ có kích cỡ:

- Chiều dài không lớn hơn 60 mm

- Chiều rộng không lớn hơn 50 mm

- Chiều dày không lớn hơn 10 mm

Chất lượng dăm gỗ:

DUT.LRCC

- Dăm gỗ phải sạch, được lẫn các loại tạp chất cơ học như: đất, cát, đá, sỏi, than,

mùn cưa, kim loại, thuỷ tinh, sành sứ nhưng không quá 1%

- Vỏ cây còn sót lại trong dăm gỗ không vượt quá 10%

- Độ ẩm quy đổi khối lượng dăm gỗ là 50%

Phôi liệu ban đầu đưa vào máy có chiều dày nhỏ, tiết diện ngang và dọc có hình

dạng tròn với các kích thước như sau:

+ Chiều dài của sản phẩm gia công L = 3000 mm

+ Đường kính của sản phẩm gia công D < 250 mm

Gỗ mà máy sẽ gia công thuộc nhóm VI đó là bạch đàn, keo lai các loại, có các

* Các yêu cầu chung của dây chuyền thiết kế

Các kích thước cho phép của máy băm:

- Chiều cao lớn nhất : Hmax = 1720 mm

- Chiều rộng lớn nhất: Bmax = 1145 mm

- Chiều dài lớn nhất : Lmax = 2667 mm

1.4 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

1.4.1 Phân tích và chọn phương án cho máy băm

Băm là một trong những phương pháp biến các vật liệu có kích thước lớn thành

những vật liệu có kích thước nhỏ hơn dưới tác dụng của va đập, ném vỡ, chà xát,

chia cắt và các yếu tố khác Trong phần này chỉ phân tích các máy băm tác động

theo phương pháp cắt Theo đó, dưới tác dụng của lực cắt lên dao cắt, gỗ sẽ được

cắt ra thành từng mảnh Những mảnh đó gọi là dăm, phần còn lại gọi là phoi Trong

DUT.LRCC

giới hạn của đề tài tốt nghiệp này ta chỉ đi phân tích 2 loại máy băm phổ biến nhất

hiện nay Đó là máy băm dăm mảnh kiểu phun dăm và máy băm dăm mảnh kiểu xả

Nguyên liệu nạp vào máy băm thông qua băng tải cấp liệu, được nạp vào

máy theo hướng gỗ vào (3) Các đĩa thép được gắn các dao đĩa, chuyển động quay

nhờ động cơ điện (2) - Đây là động cơ điện 3 pha Khi đĩa quay sẽ làm cho dao

quay theo Khi nguyên liệu được nạp vào sẽ được dao đĩa băm cắt vụn tạo ra dăm

mảnh Trên đĩa băm có gắn cố định những lá quạt, các lá quạt này có nhiệm vụ thổi

dăm lên trên theo hướng ra dăm (4) Tuỳ thuộc kích cỡ của dăm mảnh mà người ta

có thể điều chỉnh được góc nghiêng của dao Sau khi dăm ra sẽ được đổ vào sàng

phân loại để phân loại và vào các băng tải theo yêu cầu

DUT.LRCC

c) Ưu - nhược điểm

* Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản

- Năng suất máy cao

* Nhược điểm:

- Phế phẩm nhiều do dăm phun lên trong đường ống va đập vào thành

ống và va đập giữa các mảnh dăm với nhau

- Thường xuyên bị hư hỏng cánh quạt

- Phôi dễ bị kẹt trong đường dẫn

- Công suất máy cao do trên đĩa băm phải gắn các cánh quạt

1.4.1.2 Máy băm dăm mảnh kiểu xả dăm

5 Hướng ra dăm

b) Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của máy băm dăm kiểu xả dăm giống với máy băm dăm

kiểu phun dăm Nhưng trên đĩa gá dao không có gắn các lá quạt thổi Khi dăm mãnh

được tạo ra sẽ được xả xuống dưới đáy và được đổ vào sàng để phân loại Sau đó,

tuỳ thuộc vào sản phẩm sau khi phân loại mà được đổ vào các băng tải theo công

dụng của nó

c) Ưu - nhược điểm

* Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản hơn máy băm kiểu phun dăm

- Năng suất máy cao

- Ít phế phẩm hơn máy băm kiểu phun dăm

- Công suất động cơ không lớn lắm

* Nhược điểm

- Phải bố trí đường băng tải dưới miệng xã nên thao tác khó khăn

- Dể bị kẹt dăm dưới miệng xã

1.4.1.3 Lựa chọn phương án hợp lý để thiết kế

Qua sự phân tích các dạng máy băm dăm gỗ, so sánh ưu nhược điểm của từng

loại máy, ta thấy máy băm dăm mảnh kiểu xã dăm rất phù hợp với sự phát triển của

công nghệ chế biến gỗ ở nước ta hiện nay Ta chọn phương án thiết kế này bởi

những lý do sau đây:

- Sản phẩm dăm gỗ hiện nay phát triển rất mạnh và tiêu thụ rất lớn trên thị

trường Do đó, cần có những máy có năng suất cao để đáp ứng được những nhu cầu

đó

- Sản phẩm làm ra trên máy có chất lượng cao và ít bị nát, bị vỡ vụn do không bị

va chạm trong quá trình xã dăm Bên cạnh đó nó có độ chính xác cao mà những

máy khác không thể đáp ứng được

- Máy có độ cứng vững và tính ổn định cao, ít gây tiếng ồn

DUT.LRCC

1.4.2 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống phân loại

1.4.2.1 Máy sàng rung

Hình 1.7: Sơ đồ máy sàng rung Dựa theo nguyên tắc hoạt động máy sàng rung có thể có: sàng rung tự do, sàng

rung quán tính, sàng rung tự cân bằng Máy sàng rung tự do(sai tâm) Dùng để sàng

ở giai đoạn cuối hay giai đoạn trung gian trong dây chuyền sản suất vật liệu xây

dựng Biên độ dao động của hộp sàng không phụ thuộc vào tải trọng trên mặt sàng

và luôn luôn không đổi Tuy nhiên, loại máy sàng như vậy có kết cấu tương đ ối

phức tạp

Mômen của đối trọng có thể điều chỉnh phụ thuộc vào tải trọng lên sàng và trọng

lực của nó cùng các lưới sàng Nhờ vậy mà lực ly tâm quán tính của các khối lượng

lắc của sàng sẽ cân bằng với lực ly tâm của đối trọng

+ Máy sàng rung quán tính: Dùng để sàng các loại vật liệu Ở đây, hộp sàng lại

nhờ lực ly tâm quán tính sinh ra khi quay bánh lệch tâm Biên độ dao động của sàng

sẽ phụ thuộc vào lực quán tính, tính chất giảm chấn và tải trọng lên sàng Để hạn

chế sự mài mòn của đai và hạn chế sự truyền rung động lên trục động cơ thì bánh

đai dẫn động được đặt trên trục với một độ lệch tâm có khoảng cách lệch tâm gần

DUT.LRCC

bằng biên độ dao động của sàng Máy sàng được tựa hoặc treo qua bộ phận giảm

chấn Khi tăng tải trọng lên sàng, biên độ dao động của hộp sàng sẽ giảm tương ứng

còn tải tác dụng lên các ổ trục trên thực tế không thay đổi, như vậy máy sàng rung

quán tính có tính chất tự bảo vệ khỏi quá tải Tính chất này cho phép sử dụng có

hiệu quả khi sàng các loại vật liệu thô có kích thước lớn

+ Máy sàng rung tự cân bằng : Thường dùng để sàng vật liệu ở giai đoạn cuối,

kết cấu của loại này phức tạp hơn loại trên do sử dụng bộ phận tạo rung với dao

động định hướng Đồng thời, với loại kết cấu này cho phép đặt bề mặt sàng theo

phương ngang, điều đó cho phép giảm kích thước thiết bị theo chiều cao Máy sàng

loại này thường sử dụng trong các thiết bị nghiền sàng di động hay ở những nơi bị

khống chế độ cao Loại sàng này có khung máy gắn với hộp sàng hoặc hai bánh

lệch tâm gắn trên hai trục Trục 1 nhận truyền động từ động cơ qua bộ truyền đai,

truyền chuyển động cho trục hai (bánh lệch tâm thứ hai) qua bộ truyền bánh răng

với tỉ số truyền bằng 1 Như vậy, hai bánh lệch tâm được quay đồng bộ và ngược

chiều nhau Đường nối 2 tâm trục bánh lệch tâm tạo với phương ngang góc 550

, nhờ đó tạo dao động tịnh tiến cho hộp sàng hợp với mặt sàng một góc 350

Ngoài

ra, trong một số trường hợp khi sàng những loại vật liệu nhỏ sử dụng máy sàn g với

bộ phận tạo rung mặt sàng là nam châm điện

1.4.2.2 Máy sàng phẳng

+ Mặt sàng: là cơ quan làm việc chính của máy sàng có thể dùng loại ghi hoặc

loại lưới Ghi theo kết cấu có loại: trung bình và nhỏ

+ Ghi thanh: làm từ các thanh bằng thép hoặc gang ghép song song nhau và liên

kết với nhau thành một mạng, kích thước khe hở của các thanh được xác định theo

kích thước khe hở cục vật liệu qua khe Ghi thanh thường dùng các loại vật liệu có

kích thước lớn

+ Ghi tấm : là các tấm thép có khoan lỗ hoặc dập lỗ Lỗ thường có dạng hình

vuông, hình chữ nhật, hình sáu cạnh, hình ovan, hình tròn …Các lỗ được phân bổ

song song và lệch nhau để tạo điều kiện cho việc sàng tốt nhất Để cục vật liệu

DUT.LRCC

không bị kẹt thì chiều dày của tấm phải nhỏ hơn đường kính lỗ Ghi tấm thường

được dùng để sàng sàng vật liệu trung bình và nhỏ

+ Lưới : dùng để sàng mịn và sàng nhỏ Lưới được đan từ những sợi thép hợp

kim Ưu điểm của lưới là có diện tích tự do lớn chiếm đến 70% diện tích toàn bộ

lưới và cho phép sàng kích thước rất nhỏ (kích thước lỗ theo khe sàng trong khoảng

2,5mm ÷ 40 mm)

1.4.2.3 Sàng lắc phẳng

Sàng lắc phẳng làm việc được chủ yếu do tác dụng của lực quán tính và ma sát

Việc sàng chỉ thực hiện được khi có sự dịch chuyển tương đối củ a hạt vật liệu trên

mặt sàng, nghĩa là chỉ khi gia tốc sàng truyền cho vật liệu lực quán tính thắng lực

ma sát giữa vật liệu và lưới sàng Sàng lắc phẳng có 2 loại cơ bản và thông dụnh

nhất Đó là sàng dùng các trục lệch tâm làm gối đở và sàng lắc dùng các sợi cáp để

treo sàng trên không gian

a/ Sàng lắc phẳng kiểu trục lệch tâm

Hình 1.8: Sơ đồ máy sàng lắc kiểu trục lệch tâm

Đây là loại sàng dùng khá phổ biến hiện nay Nh ưng sàng loại này cần phải bố

trí ít nhất 04 trục lệch tâm ở 04 góc Như vậy, các trục lệch tâm sẽ làm cho tổn hao

lực lắc sàng do có lực ma sát giữa các ổ bi và di chuyển khối lệch tâm

DUT.LRCC

b/ Sàng lắc phẳng kiểu cáp treo

Hình 1.9: Sơ đồ máy sàng lắc kiểu cáp treo

Loại sàng này hiện nay dùng rất phổ biến Về cấu tạo và nguyên lý hoạt động

thì loại sàng này gần giống với sàng dùng các gối đở Nhưng để treo sàng lên trên

khong gian ta dùng những sợi cáp Chỉ cần những sợi cáp để treo sàng lên không

gian và thực hiện sàng theo phương pháp lắc

1.4.2.4 Lựa chọn phương án thiết kế

Dựa vào những phân tích trên và dựa vào thực tế của máy chuẩn Để phù hợp

với vật liệu cần sàng đó là dăm gỗ, ta chọn phương án cho máy phân loại đó là máy

sàng bằng phương pháp lắc dùng cáp treo

1.4.3 Phân tích các phương án vận chuyển thành phẩm

1.4.3.1 Gàu tải

Đây là loại thiết bị vận chuyển liên tục có bộ phận kéo là xích, dùng để chuyển

những vật liệu từ thấp lên cao

+ Gàu tải kiểu tấm: Bộ phận tải là các tấm thép liên kết với xích bằng các

bulông

DUT.LRCC

+ Gàu tải kiểu treo: Vật liệu được cho vào những máng và được xích tải vận

chuyển lên cao

+ Gàu tải kiểu càng: Vật liệu được cho vào những máng và di chuyển nhờ các

tấm càng

* Ưu điểm và nhược điểm của gàu tải:

- Ưu điểm:

+ Khả năng vận chuyển lớn

+ Có khả năng vận chuyển được vật liệu ở nhiệt độ cao

+ Có khả năng vận chuyển được vật liệu lên rất cao

- Nhược điểm:

+ Giá thành chế tạo, lắp đặt cao

+ Kết cấu, trọng lượng lớn

+ Trong quá trình làm việc gây ra tiếng ồn

+ Vật liệu dễ bị đổ một phần ra ngoài, nhất là tại nơi nạp liệu và nơi xả

liệu

1.4.3.2 Vít tải

Đây là loại thiết bị vận chuyển liên tục không có bộ phận kéo Bộ phận chính

của nó là trục vít tải, trên đó có gắn các cánh xoắn.Vật liệu được vận chuyển theo

+ Không thích hợp với những loại vật liệu có kích cỡ lớn

+ Năng suất vận chuyển nhỏ

1.4.3.3 Băng tải

Đây là loại thiết bị vận chuyển liên tục có bộ phận kéo là tấm b ăng tải đồng thời

là bộ phận mang vật liệu Chuyển động được nhờ sự ma sát giữa tang và tấm băng

DUT.LRCC

Tấm băng là bộ phận chính của băng tải, kích thước tấm băng thường được tiêu

chuẩn hóa Tấm băng được chế tạo từ những lõi bằng các sợi cáp bên ngoài bọc cao

+ Không làm việc ở nhiệt độ cao

+ Không vận chuyển được vật liệu từ thấp lên cao

1.4.3.4 Máng khí động

Đây là loại máy vận chuyển liên tục, vật liệu được vận chuyển trong máng nhờ

dòng khí nén Do vậy nó chỉ vận chuyển được những loại vật liệu có kích cỡ rất bé,

trọng lượng riêng nhỏ

* Ưu điểm và nhược điểm:

+ Ưu điểm: Vật liệu được vận chuyển trong máng kín nên tránh được bụi,

không gây hao hụt trong quá trình vận chuyển, không bị lẫn các tạp chất hoặc rát rửi

trên đường vận chuyển

+ Nhược điểm: Không vận chuyển được vật liệu có kích cỡ lớn

1.4.3.5 Lựa chọn phương án

Theo yêu cầu về kỹ thuật thì vật liệu được vận chuyển là những hạt vật liệu có

kích cỡ từ (05 ÷ 30) mm, năng suất 300T/h Do vậy, qua 4 phương án trên thì ta

chọn phương án vận chuyển bằng băng tải là thích hợp nhất Vì nó đảm bảo được

năng suất vận chuyển, kích cỡ sản phẩm, không gian làm việc, và một số đặc điểm

kỹ thuật nổi trội của nó

1.4.4 Lựa chọn tấm băng tải

1.4.4.1 Tấm băng tải làm bằng tấm thép

DUT.LRCC

Đây là loại băng tải dùng để vận chuyển những vật liệu có trọng lượng lớn, vật

liệu có ma sát lớn, làm việc ở nhiệt độ cao

1.4.4.2 Tấm băng tải làm bằng lớp cao su ghép lại với nhau

Đây là loại tấm băng bên trong có gắn những sợi cáp Đây là loại tấm băng tải

chịu lực va đập lớn, vận chuyển được những loại vật liệu có kích cỡ lớn và nhỏ

+ Năng suất vận chuyển cao

+ Làm việc được trong môi trường bụi

+ Giá thành không cao

+ Ít làm hỏng các chi tiết khác

- Nhược điểm: Không làm việc ở môi trường nhiệt độ cao

1.4.4.3 Lựa chọn phương án

Qua 2 phương án trên thì ta chọn phương án thứ 2 là thích hợp nhất vì phương

án này đảm bảo được năng suất vận chuyển và kích cỡ hạt, đồng thời có nhiều ưu

điểm hơn phương án 1, phù hợp với yêu cầu cần vận chuyển của máy thiết kế

DUT.LRCC

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ SƠ ĐỒ ĐỘNG HỌC VÀ TÍNH TOÁN CÁC

THÔNG SỐ CHỦ YẾU CỦA MÁY

4: Băng tải dăm chưa qua sàng

5: Bộ truyền đai động cơ máy băm

6: Động cơ máy băm

7: Máy băm gỗ

8: Bộ truyền xích băng tải gỗ vào

9: Băng tải gỗ vào

2.2 CÁC THÔNG SỐ CỦA MÁY THIẾT KẾ

Chuyển động chính của máy là chuyển động quay của trục chính Vì vậy, ta cần

xác định ntc (Số vòng quay trục chính)

Với chế độ cắt để thực hiện được nguyên công cắt gọt gỗ, cần phải có nhiều điều

kiện khác nhau Ví dụ như: các thông số của dao, tốc độ cắt v, tốc độ đẩy u

Ta phải chọn dao và tốc độ đẩy cho phù hợp Còn chế độ cắt của đa số các máy

là không đổi Do đó, ta phải lựa chọn chế độ cắt phải nhằm mục đích đạt năng suất

cao nhất

2.2.1 Xác định công suất cắt cần thiết của động cơ truyền động cho đĩa băm

(Động cơ chính)

Xu hướng gia công gỗ hiện nay là tạo mọi điều kiện để nâng cao tốc độ

đẩy.Nhưng nếu nâng tốc độ đẩy lên quá cao dẫn đến chất lượng giảm, công suất

máy tăng, lực cắt tăng Vì vậy, việc lựa chọn tốc độ đẩy thích hợp cho một đối

tượng gia công cụ thể ở trên một máy nào đấy có ý nghĩa rất lớn Hiện nay, tốc độ

đẩy gỗ được xác định theo mấy căn cứ sau: Công suất điện, theo yêu cầu chất lượng

sản phẩm gia công, theo khả năng cắt gọt của dụng cụ, theo độ bền vững của máy

và các bộ phận khác của nó

Xác định công suất cắt cần thiết của động cơ dựa theo tốc độ đẩy u = 28 m/p và

lượng đẩy của gỗ vào một dao uz = 1,8 m/p

Từ công thức tính công suất cắt:

k: Công cắt riêng b: Chiều rộng lớp gỗ bị hớt đi (mm)

h: Chiều dày lớp gỗ bị hớt đi (mm)

a K

t p

.0

.a1.a v.a w.a t ( N/ mm2 ) (2.2) Với: a1: Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại gỗ

7

.2,25,1

28 50 60 97 , 4



= x x x = 68,2 (Kw)

2.2.2 Tính công suất động cơ và chọn động cơ điện

Để truyền chuyển động từ động cơ đến máy băm gỗ ta dùng bộ truyền đai Như

vậy, đường truyền từ động cơ đến trục chính của máy băm là qua bộ truyền đai và

các ổ đở trục chính, nên công suất động cơ được tính:

Trong đó: 1 = 0,96 : Hiệu suất của bộ truyền đai

2 = 0,98 : Hiệu suất một cặp ổ lăn

Suy ra: Nđc = 0,960,98

2,68

x = 72,4 (Kw) Tra bảng 2P- Sách thiết kế chi tiết máy : Nguyễn Trọng Hiệp - Nguyễn Văn

Lẫm.Ta chọn động cơ điện che kín có quạt gió kiểu AO2 - 91 - 1 có:

Công Suất: N = 75 (kw)

Số vòng quay: n = 1470 (vòng/phút)

Hiệu suất = 92,5%

2.2.3 Xác định công suất truyền động của động cơ lắc sàng

Sàng lắc phẳng làm việc được chủ yếu do tác dụng của lực quán tính và ma sát

Việc sàng chỉ thực hiện được khi có sự dịch chuyển tương đối của hạt vật liệu trên

mặt sàng, nghĩa là chỉ khi gia tốc sàng truyền cho vật liệu một lực quán tính thắng

lực ma sát giữa vật liệu và lưới sàng

Để xác định gia tốc làm việc của lưới ta có sơ đồ

DUT.LRCC

Hình 2.2: Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên cục vật liệu trên sàng

Theo sơ đồ ta có lực quán tính tác dụng lên cục vật liệu :

Pqt = m.a (N) (2.4)

m: Khối lượng cục vật liệu kg

a : Gia tốc của lưới sàng, m/ giây2

Lực quán tính có thể được xác định thông qua lực ma sát giữa vật liệu và mặt sàng

Công thức (*1) cho biết giá trị gia tốc nhỏ nhất cần có của sàng để bắt đầu từ giá

trị đó trở đi sẽ có sự dịch chuyển tương đối của vật liệu trên sàng có nghĩa là bắt

đầu quá trình sàng

Từ giá trị gia tốc tới hạn trên ta có các thông số cho s àng lắc theo phương

nghiêng

Xác định gia tốc tới hạn a1 và a2 để cục vật liệu dịch chuyển lên phía trên và

dịch chuyển xuống phía dưới theo phương nghiêng của sàng lắc dọc theo phương

nghiêng với trục sai tâm đối xứng như sau:

Để vật liệu dịch chuyển lên phía trên :

DUT.LRCC

Pqt ≥ Gf cosα + Gsinα (*2)

(G: Trọng lượng của vật liệu, N)

Nhưng lực quán tính cũng được xác định :

Pqt = ma1 = G g a1 (*3)

Từ (*2) và (*3) ta có :

a1 = g (fcosα + sinα)

α: Góc nghiêng của sàng (đạt tới 200)

f: Hệ ma sát : Cho loại trung bình : f = 0,3

Cho loại nhỏ và ướt : f= 0,6

Tương tự, ta có gia tốc để vật liệu dịch chuyển về phía dưới sàng :

a2= 9,81 ( 0,3 0,985 -0,174 ) = 1,2 giây2

Như vậy, gia tốc tới hạn để vật liệu chuyển động theo sàng xuống dươi a2 nhỏ

hơn gia tốc a1cho vật liệu dịch chuyển lên trên Như vậy, ở sàng lắc dọc theo

phương nghiêng với cơ cấu sai tâm đối xứng vật liệu sẽ dịch chuyển về phía dưới

theo phương nghiêng Góc nghiêng của sàng cần phải nhỏ hơn góc ma sát để tránh

hiện tượng trượt của vật liệu theo sàng

α < φ

Trường hợp sàng lắc nghiêng với thanh đẩy nằm dưới mặt sàng, về kết cấu

không khác nhiều so với loại trên nhưng lực quán tính Pqt ở đây không song song

DUT.LRCC

với mặt sàng mà hợp với mặt sàng một góc α nên sẽ có 2 thành phần lực quán tính

G = mg

Ta có : 4 2

n r ( 1+ f.tgα ) ≥ f - tgα Trường hợp góc ma sát vật liệu φ ta có f = tgφ nên ta nhận được :

4n2.r ≥ tgtg

tg tg

.1+

− = tg (φ – α )

Như vậy, để vật liệu di chuyển về phía dưới thì n phải nhỏ hơn giá trị ở (*4)

Vì thế, để vật liệu vận chuyển xuống dưới thì :

Ở đây ta nhận thấy khi Pqt (1) > Gcosα sẽ làm bắn vật liệu lên nhưng thường

trong thực tế vật liệu không được bắn lên tuy nhiên thành phần Pqt (1) xới vật liệu

DUT.LRCC