Thiết kế DÂY CHUYỀN XẺ GỖ TỰ ĐỘNG

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH.. 4

LỜI NÓI ĐẦU.. 7

Chương 1: Tổng quan về công nghệ và thiết bị chế biến gỗ.8

1.1 Tổng quan ngành gỗ Việt Nam.8

1.1.1 Các số liệu thống kê năm vừa qua.8

1.1.2 Các khó khăn, thuận lợi và cơ hội.11

1.1.3 Tương lai ngành gỗ Việt Nam.16

1.2 Các loại máy sơ chế gỗ nguyên liệu.18

1.2.1 Máy cưa vòng (máy cưa cd nằm).18

1.2.2 Máy cưa panel.19

1.2.3 Máy cưa bàn trượt.20

1.2.4 Máy cưa lọng.20

1.2.5 Máy xẻ lưỡi.21

1.2.6 Máy cắt đầu mộng.21

1.2.7 Máy bóc gỗ lạng.22

1.2.8 Máy đánh mộng finger.22

1.2.9 Máy ép nhiệt.23

1.2.10 Máy dán cạnh.23

1.3 Các loại gỗ công nghiệp thông dụng.24

1.3.1 Tấm MFC.24

1.3.2 Ván dăm (Partical Board).25

1.3.3 Ván MDF.26

1.3.4 Gỗ dán ( Plywood).27

1.3.5 Gỗ ghép thanh.28

1.3 Kết luận:29

Chương 2: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy xẻ gỗ. 30

2.1 Yêu cầu thiết kế và các khuyết tật thường gặp. 30

2.1.1 Yêu cầu thiết kế. 30

2.1.2 Các khuyết tật thường gặp và cách khắc phục. 31

2.1.3 Các phương pháp và nguyên tắc khi cắt gỗ. 38

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế. 41

2.3 Tính toán động lực học hệ thống cưa gỗ. 42

2.3.1 Tính bánh đà. 42

2.3.2 Tính toán lưỡi cưa. 43

2.3.3 Tốc độ đẩy gỗ tối đa. 45

2.3.4 Tốc độ cắt46

2.3.5 Lực cắt dọc. 46

2.3.5 Tính toán năng suất máy. 47

2.3.6 Công suất48

2.3.7 Tỉ số truyền của hệ thống. 49

2.3.8 Tính toán thiết kế bộ truyền động đai thang. 50

2.4 Tính toán thiết kế hệ thống gá kẹp gỗ. 53

2.4.1 Tính chọn hệ thống thủy lực gá kẹp trên gỗ. 53

2.4.2 Tính chọn hệ thống thủy lực gá kẹp dưới gỗ. 69

2.4.3 Tính chọn hệ thống thủy lực đẩy gỗ. 70

2.4.4 Tính toán thiết kế bể dầu cho toàn hệ thống. 72

2.5 Tính toán thiết kế hệ thống chuyền và lật gỗ. 73

2.5.1 Tính toán hệ thống thủy lực bộ phận lật gỗ. 74

2.5.2 Tính chọn động cơ cho bộ phận lật gỗ. 88

2.5.3 Tính chọn động cơ cho dây chuyền chuyển gỗ. 89

2.5.4 Tính chọn xích cho dây chuyền chuyển gỗ. 90

Chương 3: Thiết kế cơ cấu, nguyên lý hoạt động của máy xẻ gỗ. 93

3.1 Tổng quan hoạt động của toàn bộ máy. 93

3.1.1 Vị trí tương quan của các hệ thống. 93

3.1.2 Hoạt động của toàn bộ máy. 94

3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống cưa gỗ. 95

3.2.1 Cấu tạo. 95

3.2.2 Nguyên lý hoạt động. 97

3.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống gá kẹp gỗ. 98

3.3.1 Cấu tạo. 98

3.3.2 Nguyên lý hoạt động. 99

3.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống chuyền và lật gỗ. 101

3.4.1 Cấu tạo. 101

3.4.2 Nguyên lý hoạt động. 103

Chương 4: Lắp đặt, sử dụng và bảo quản hệ thống máy xẻ gỗ. 104

4.1 Lắp đặt104

4.2 Sử dụng. 105

4.3 Bảo quản. 105

KẾT LUẬN.. 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 108

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Biểu đồ sản lượng gỗ 4 năm gần đây. 8

Hình 1.2: Biểu đồ so sánh sản lượng gỗ các nước 2016-2017. 10

Hình 1.3: Gỗ là nguồn nguyên liệu chính cho các nhà máy giấy. 12

Hình 1.4: Khai thác gỗ trồng ở Việt Nam.. 13

Hình 1.5: Tọa đàm về ảnh hưởng của Brexit tới ngành gỗ VN.. 16

Hình 1.6: Máy cưa vòng nằm.. 19

Hình 1.7: Máy cưa panel19

Hình 1.8: Máy cưa bàn trượt20

Hình 1.9: Máy cưa lọng. 20

Hình 1.10: Máy xẻ lưỡi21

Hình 1.11: Máy cắt đầu mộng. 21

Hình 1.12: Máy bóc gỗ lạng. 22

Hình 1.13: Máy đánh mộng finger. 22

Hình 1.14: Máy ép nhiệt23

Hình 1.15: Máy dán cạnh. 24

Hình 1.16: Tấm MFC.. 24

Hình 1.17: Ván dăm.. 25

Hình 1.18: Ván MDF. 26

Hình 1.19: Gỗ dán. 27

Hình 1.20: Gỗ ghép thanh. 28

Hình 2.1: Hình dạng mặt cắt của mắt trên gỗ xẻ. 32

Hình 2.2: Gỗ tròn bạnh vè. 34

Hình 2.3: Gỗ tròn thớ vặn. 35

Hình 2.4: Vòng năm rộng lệch. 36

Hình 2.5: Khúc gỗ tròn. 40

Hình 2.6: Cắt khúc gỗ cong. 40

Hình 2.7: Sơ đồ máy cưa vòng đứng. 42

Hình 2.8: Lưỡi cưa. 45

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống thủy lực kẹp trên. 54

Hình 2.10: Sơ đồ lực xilanh. 54

Hình 2.11: Bơm bánh răng AZPG-63. 61

Hình 2.12: Van phân phối Yuken. 63

Hình 2.13: Thông số kĩ thuật van phân phối63

Hình 2.14: Van an toàn thủy lực Yuken. 64

Hình 2.15: Thông số kĩ thuật van an toàn. 64

Hình 2.16: Van tiết lưu 1 chiều Enerpac. 65

Hình 2.17: Van một chiều Yuken. 65

Hình 2.18: Thông số kĩ thuật van một chiều. 66

Hình 2.19: Van 1 chiều của bộ lọc. 68

Hình 2.20: Bộ lọc. 68

Hình 2.21: Sơ đồ xilanh thủy lực bộ phận lật gỗ. 74

Hình 2.22: Sơ đồ lực xilanh. 75

Hình 2.23: Bơm bánh răng AZPG-63. 80

Hình 2.24: Van phân phối Yuken. 82

Hình 2.25: Thông số kĩ thuật van phân phối82

Hình 2.26: Van an toàn thủy lực Yuken. 83

Hình 2.27: Thông số kĩ thuật van an toàn. 83

Hình 2.28: Van tiết lưu 1 chiều Enerpac. 84

Hình 2.29: Van một chiều Yuken. 85

Hình 2.30: Thông số kĩ thuật van một chiều. 85

Hình 2.31: Van 1 chiều của bộ lọc. 87

Hình 2.32: Bộ lọc. 88

Hình 2.33: Động cơ bộ phận lật gỗ. 89

Hình 2.34: Động cơ dây chuyền chuyển gỗ. 90

Hình 2.35: Thông số xích của dây chuyền chuyển gỗ. 91

Hình 2.36: Cơ cấu từng mắt xích. 91

Hình 2.37: Cấu tạo của xích trong dây chuyền chuyển gỗ. 92

Hình 3.1: Hình ảnh thực tế của toàn hệ thống máy. 94

Hình 3.2: Kết cấu của máy cưa vòng đứng. 95

Hình 3.3: Hình ảnh thực tế máy cưa vòng đứng. 96

Hình 3.4: Mô phỏng 3D các phần phụ của hệ thống cưa gỗ. 96

Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động khi cưa. 97

Hình 3.6: Mô phỏng 3D hệ thống gá kép gỗ. 98

Hình 3.7: Kết cấu xilanh gá kẹp gỗ. 99

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động khi cưa. 100

Hình 3.9: Hình ảnh thực tế hoạt động cưa gỗ. 101

Hình 3.10: Kết cấu hệ thống chuyền và lật gỗ. 101

Hình 3.11: Kết cấu dây chuyền theo chiều ngang. 102

Hình 3.12: Kết cấu bộ phận lật gỗ. 102

Hình 3.13: Mô phỏng 3D hệ thống chuyền và lật gỗ. 103

Hình 4.1: Lắp đặt hệ thống gá kẹp gỗ. 104

Hình 4.2: Các khối gỗ đảm bảo cho sơ chế. 105

Hình 4.3: Xưởng sản xuất gỗ đảm bảo luôn sạch sẽ, vệ sinh. 106

LỜI NÓI ĐẦU

            Những năm gần đây, ngành chế biến, xuất khẩu đồ gỗ và lâm sản Việt Nam đã có những bước tăng trưởng mạnh mẽ. Sản phẩm gỗ đã trở thành một mặt hàng xuất khẩu chủ lực, đứng thứ 5 trong nhóm hàng có kim ngạch xuất khẩu cao nhất. Các sản phẩm đồ gỗ của Việt Nam đã có mặt trên 120 quốc gia và vùng lãnh thổ trên thế giới, với các chủng loại sản phẩm đa dạng, từ hàng trang trí nội thất trong nhà, đồ mộc ngoài trời…đến các mặt hàng dăm gỗ. Tài nguyên thiên nhiên rừng phong phú, với diện tích hai phần ba đất đai trong toàn quốc là rừng và đất rừng sẽ là bàn đạp vững chắc để phát triển và đưa ngành chế biến gỗ vào một vị trí thích đáng trong nền kinh tế.

Để đáp ứng được ngày càng cao nhu cầu kinh tế quốc dân, việc cơ giới hóa tiến tới bán tự động và tự động hóa trong khâu gia công gỗ nhằm mục tiêu kinh tế, xã hội, kỹ thuật là điều rất cần thiết. Nó đem lại nhiều hiệu quả: năng suất cao, giảm sức lao động của công nhân, cải thiện điều kiện làm việc, nâng cao chất lượng sản phẩm…

Ngành gia công gỗ có đựợc vị trí như ngày hôm nay là nhờ vào sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và kỹ thuật, ngành kỹ thuật phát triển đã chế tạo ra những máy móc hiện đại phục vụ cho các ngành liên quan khác. Những máy móc phục vụ cho ngành chế biến gỗ ngày càng được trang bị hiện đại, với công suất và quy mô lớn. Có như vậy mới đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của các ngành công nghiệp.

Vì những lí do trên, chúng em đã nghiên cứu và phát triển Đề tài Thiết kế hệ thống máy xẻ gỗ. Đây là hệ thống máy tự động có chức năng sơ chế gỗ ban đầu để cung cấp nguồn nguyên liệu gỗ khối thô cho các ngành gia công, chế tác gỗ khác. Hoàn thành Đề tài này sẽ góp phần vào cơ giới hóa, tự động hóa khâu sơ chế gỗ ban đầu của ngành chế biến gỗ ở nước ta.

Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Nghệ cùng các thầy cô bộ môn Gia công áp lực đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để chúng em hoàn thành Đề tài Thiết kế hệ thống máy xẻ gỗ này.

Chương 1: Tổng quan về công nghệ và thiết bị chế biến gỗ.

1.1 Tổng quan ngành gỗ Việt Nam.

1.1.1 Các số liệu thống kê năm vừa qua.

            Ngành công nghiệp chế biến gỗ đã trở thành ngành hàng xuất khẩu chủ lực đứng thứ 5 của Việt Nam sau dầu thô, dệt may, giày dép và thủy sản. Việt Nam đã trở thành nước xuất khẩu đồ gỗ đứng đầu Đông Nam Á. Chất lượng sản phẩm đồ gỗ Việt Nam luôn được nâng cao, có khả năng cạnh tranh được với các nước trong khu vực.

            Năm 2017, giá trị xuất khẩu gỗ và lâm sản ngoài gỗ đạt mức 8 tỷ USD, thị trường trong nước đạt 1,47 tỷ USD, nâng tổng giá trị sản phẩm toàn ngành lên 9,47 tỷ USD.

 

            Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Nguyễn Xuân Cường nhấn mạnh: "Con số 1,47 tỷ USD là thấp so với tốc độ phát triển của Việt Nam. Do vậy, ngành gỗ cần chú trọng đến thị trường nội địa thì mới có thể thực hiện thắng lợi mục tiêu 4 tỷ USD tiêu thụ nội địa và 10 tỷ USD xuất khẩu gỗ và lâm sản ngoài gỗ vào năm 2020 theo kế hoạch giai đoạn 2014-2020".

Hình 1.1: Biểu đồ sản lượng gỗ 4 năm gần đây

            Hiện nay, nước ta dự tính có khoảng 3.500 doanh nghiệp chế biến gỗ, 340 làng nghề gỗ và số lượng lớn các hộ gia đình sản xuất kinh doanh đồ gỗ chưa được thống kê. Theo số liệu từ 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 hàng 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, giảm sát, quản lý vẫn còn thiếu hiệu quả đang là những vấn 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 tại Việt Nam. Tuy nhiên, những công nghệ này cần mức đầu tư tương đối lớn, vượt quá khả năng của doanh nghiệp.

            Về thị trường, ngoài thị trường trong nước thì theo ông Nguyễn Tôn Quyền, Tổng Thư ký Hiệp hội Gỗ và Lâm sản Việt Nam, trong 9 tháng năm 2017, kim ngạch xuất khẩu gỗ và các sản phẩm gỗ đạt khoảng 5,9 tỷ USD. Trong đó, Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản, EU và Hàn Quốc là 5 thị trường xuất khẩu quan trọng nhất. Bình quân giá trị kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của Việt Nam vào 5 thị trường này chiếm gần 90% trong tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của Việt Nam.

Hình 1.2: Biểu đồ so sánh sản lượng gỗ các nước 2016-2017

            Tuy nhiên, do tốc độ tăng trưởng nhanh nên ngành gỗ Việt Nam đang gặp phải thách thức là khan hiếm nguồn gỗ nguyên liệu. Cạnh tranh thể hiện ở cả nguồn cung nguyên liệu nhập khẩu và nguồn cung từ thị trường trong nước. Cụ thể, về nguồn cung nhập khẩu, chính sách cấm khai thác gỗ rừng tự nhiên của chính phủ Trung Quốc cùng với chính sách siết chặt việc khai thác, thương mại và xuất khẩu gỗ nguyên liệu tại một số quốc gia cung cấp gỗ rừng tự nhiên từ rừng nhiệt đới đã làm nguồn cung gỗ thiếu hụt, gây ra tình trạng cạnh tranh mua gỗ trên phạm vi toàn cầu. Về nguồn cung trong nước, cạnh tranh về nguồn cung nguyên liệu trong nước đặc biệt gay gắt đối với gỗ rừng trồng và gỗ cao su, giữa các công ty chế biến đồ gỗ và các công ty chế biến dăm gỗ; giữa các công ty trong nước và nước ngoài...

1.1.2 Các khó khăn, thuận lợi và cơ hội.

• Khó khăn:

Nguyên liệu phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến gỗ Việt Nam hiện đang rất khó khăn, chủ yếu từ 2 nguồn cơ bản: Nguồn nguyên liệu gỗ trong nước (gỗ tự nhiên và gỗ rừng trồng) và nguồn gỗ nguyên liệu nhập khẩu. Về nguồn nguyên liệu gỗ trong nước thì kể từ năm 2014 Chính phủ quyết định đóng cửa rừng tự nhiên, do vậy nguồn nguyên liệu gỗ nội địa chỉ còn trông chờ vào gỗ rừng trồng.

Nguyên liệu gỗ rừng trồng hiện đạt khoảng 3,2 triệu ha, với trữ lượng gỗ đạt khoảng 60 triệu m3. Sản lượng gỗ rừng trồng đạt khai thác đạt trên 5 triệu m3/năm, tuy nhiên lượng gỗ này chủ yếu là keo và bạch đàn (loại gỗ khai thác ở độ tuổi từ 6-10 năm, đường kính nhỏ, chất lượng chưa đáp ứng được yêu cầu).

Doanh nghiệp Việt Nam gặp rất nhiều khó khăn khi xuất sang hai thị trường lớn là Châu Âu và Hoa Kỳ đều bắt buộc phải sử dụng 70% nguyên liệu có chứng chỉ FSC, 30% còn lại là gỗ có nguồn gốc. Ngoài ra, từ tháng 3/2013, doanh nghiệp xuất khẩu gỗ vào EU còn phải gánh thêm đạo luật FLEGT (tăng cường luật pháp, quản lý và thương mại lâm sản) cũng yêu cầu các lô đồ gỗ nhập vào EU phải minh bạch, rõ ràng về nguồn gốc gỗ nguyên liệu mới cho nhập khẩu.

Tuy nhiên, nguồn gỗ trong nước không phù hợp với nhu cầu sản xuất đồ gỗ xuất khẩu và cũng chưa có chứng chỉ FSC. Hiện nay, trên địa bàn cả nước mới có khoảng 20.000 ha rừng được cấp chứng chỉ, trong đó có 9.900 ha vùng nguyên liệu để phục vụ nhà máy giấy của Nhật tại Quy Nhơn, trên 10 ngàn ha là nguyên liệu của Công ty giấy Bãi Bằng.

Hình 1.3: Gỗ là nguồn nguyên liệu chính cho các nhà máy giấy

Chính vì vậy nguồn nguyên liệu gỗ của Việt Nam bị ảnh hưởng đáng kể từ gỗ nhập khẩu. Lượng gỗ nhập khẩu tương đối lớn chiếm 30-50%. Kim ngạch nhập khẩu gỗ nguyên liệu bằng 30% kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ. Về thị trường nhập khẩu, Việt Nam đang nhập khẩu từ trên 100 quốc gia và vùng lãnh thổ. Hiện nay, chủ yếu nguyên liệu gỗ được nhập khẩu từ Lào và Campuchia nhưng nguồn cung này đang cạn kiệt. Kể từ năm 2005 đến nay, Malaysia và Indonesia đã đóng cửa mặt hàng gỗ xẻ, gây nhiều khó khăn cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. Giá nhiều loại gỗ đã tăng bình quân từ 5% - 7%, đặc biệt gỗ cứng đã tăng từ 30% - 40%, làm cho nhiều doanh nghiệp Việt Nam rơi vào tình trạng khó khăn. Về loại gỗ, gỗ nguyên liệu nhập khẩu chủ yếu có giá trị cao, chất lượng tốt, vì vậy chủ yếu để chế biến đồ gỗ xuất khẩu. Còn phần gỗ nguyên liệu nội địa tham gia phục vụ xuất khẩu chỉ ở mức thấp.

Ngoài ra các nguồn lâm sản ngoài gỗ như tre, mía, song, mây, tinh dầu nhựa, keo… rất phong phú. Tuy nhiên, để phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến gỗ chỉ có có tre nứa và song mây là hai nguồn nguyên liệu cơ bản. Khác với nguồn nguyên liệu gỗ có thể nhập khẩu, nguồn nguyên liệu tre nứa, song mây phục vụ sản xuất hầu hết được đáp ứng từ trong nước.

Hiện tại nước ta có khoảng 1,4 triệu ha tre, tương đương 6,2 tỷ cây. Trong đó, khoảng 6% diện tích rừng trồng, phần còn lại là rừng tự nhiên. Cả nước có 37 tỉnh có rừng tre tập trung nhưng chỉ có 23 tỉnh có diện tích tre từ 10.000 ha trở lên. Trong số 40 loài tre nứa, có 9 loài có giá trị kinh tế là vầu, lồ ô, tre, tre gai, mạnh tông, luồng, tầm vông, trúc sào, mai và diễn. Các loài tre có giá trị thương mại cao là luồng, trúc và tầm vông. Cả nước có khoảng 30.000 ha mây, phân bố ở 28 tỉnh trên cả nước và hầu hết là mây tự nhiên, diện tích mây trồng rất ít.

Hình 1.4: Khai thác gỗ trồng ở Việt Nam

Với trữ lượng như hiện nay, nguồn nguyên liệu gỗ rất khó khăn. Về lâu dài, theo Hiệp hội Gỗ và lâm sản cho rằng Chính phủ cần điều chỉnh cơ cấu rừng trồng cho phù hợp, ổn định khoảng 3,8 triệu ha rừng trồng sản xuất vào năm 2020, nâng cao chất lượng rừng để đạt sản lượng gỗ thương phẩm bằng 80% trữ lượng, trong đó có 40% là gỗ lớn. Xây dựng các vùng nguyên liệu gỗ tập trung ở vùng Đông Bắc, Bắc Trung bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ để cung cấp nguyên liệu gỗ nhỏ cho các khu vực gần nhà máy và cung cấp nguyên liệu gỗ lớn cho ngành công nghiệp chế biến gỗ tại địa phương và khu vực lân cận. Bên cạnh đó cần đầu tư giải pháp công nghệ để nghiên cứu, tuyển chọn các giống cây cho năng suất cao, chất lượng tốt, có đặc tính phù hợp với sản xuất công nghiệp, đáp ứng nhu cầu sử dụng nguyên liệu trong nước và xuất khẩu. Để đảm bảo uy tín cho sản phẩm gỗ, Nhà nước cũng cần kiểm soát một cách chặt chẽ nguồn gỗ chuyển tải từ công ty mẹ ở nước ngoài vào các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài ở Việt Nam, ngăn ngừa việc trốn thuế và lẩn tránh xuất xứ. Các doanh nghiệp chế biến gỗ Việt Nam nên tập trung phát triển sản phẩm có ưu thế cạnh tranh cao như đồ gỗ nội thất, đồ gỗ ngoài trời, đồ mộc mỹ nghệ và sản phẩm mây tre và xây dựng hệ thống phân phối sản phẩm có hiệu quả đối với cả thị trường trong và ngoài nước.

           Bên cạnh đó, một số nước là thị trường xuất khẩu chính của Việt Nam sẽ tăng cường kiểm soát tính pháp lý của nguồn gốc gỗ. Theo ông Tô Xuân Phúc, chuyên gia phân tích chính sách tại tổ chức Forest Trends, Mỹ đang có chính sách hướng nội, mong muốn mang lại công việc trở lại nước Mỹ. Như vậy, sau Trung Quốc (hàng năm xuất khẩu khoảng 8 tỷ USD mặt hàng gỗ vào Mỹ), Việt Nam có thể là nước tiếp theo bị “để ý" khi kim ngạch xuất khẩu năm 2016 của Việt Nam sang thị trường này đã vào khoảng 2,7 tỷ USD.

           Ngoài ra, tại các thị trường xuất khẩu chính khác, có những tín hiệu cho thấy sẽ có những thay đổi lớn trong chính sách của chính phủ nhằm quản lý chặt hơn các mặt hàng gỗ nhập khẩu. Tín hiệu rõ ràng nhất có thể thấy ở thị trường Hàn Quốc và Nhật Bản, là 2 trong 5 thị trường tiêu thụ các mặt hàng gỗ lớn nhất của Việt Nam. Nếu đúng theo lộ trình của Chính phủ Hàn Quốc, cuối năm 2017 các nhà nhập khẩu Hàn Quốc bắt đầu phải thực hiện trách nhiệm giải trình về nguồn gốc gỗ. Tiến trình tương tự sẽ diễn ra ở Nhật Bản nhưng có thể muộn hơn, khoảng tháng 3-2018). Việc thực hiện các quy định này sẽ tác động trực tiếp đến tình hình xuất khẩu của Việt Nam vào các thị trường này.

           Do đó, việc tìm ra các biện pháp hiệu quả để giảm thiểu rủi ro là chiến lược phát triển lâu dài cho mỗi doanh nghiệp và cả ngành gỗ của Việt Nam trong tương lai.

• Thuận lợi và cơ hội:

            Ước tính giá trị xuất khẩu gỗ và các sản phẩm gỗ tháng 1/2018 đạt 709 triệu USD, tăng 18,5% so với cùng kỳ năm 2017. Hoa Kỳ, Trung Quốc, và Nhật Bản là 3 thị trường nhập khẩu lớn nhất của Việt Nam.

            Ông Nguyễn Quốc Khanh, Chủ tịch Hội Mỹ nghệ và chế biến gỗ Tp.HCM (HAWA), cho biết, trong vài năm gần đây các khu vực sản xuất đồ gỗ đều không tăng, ngoại trừ châu Á - Thái Bình Dương. Áp lực cạnh tranh toàn cầu không tăng, tiềm năng doanh nghiệp còn nhiều vì xuất phát điểm của ngành thấp, khả năng tăng thị phần cao, lao động phù hợp, năng lực cạnh tranh toàn ngành tốt.

            Trung Quốc bị kiện chống bán phá giá tại Mỹ khiến đồ nội thất của nước này giảm sức cạnh tranh. Nhu cầu đồ gỗ nội thất trên thế giới tăng trưởng, trong khi sản xuất đồ nội thất là thế mạnh của doanh nghiệp Việt Nam.

            Bên cạnh đó, những thuận lợi về Luật Lâm nghiệp, các Hiệp định FTA mới được ký sẽ nâng mức thuế xuất khẩu nông sản thô, sự ổn định về chính sách và sự quan tâm của Nhà nước đến ngành gỗ và lâm sản sẽ thúc đẩy ngành gỗ tiếp tục phát triển.

            "Chúng ta có đầy đủ thuận lợi để phát triển ngành gỗ. Nếu bỏ lỡ thì các nước như Indonesia, Malaysia chắc chắn sẽ vượt qua Việt Nam để giành lấy thị trường, giành ngôi quán quân trong khu vực Asean", ông Khanh nhấn mạnh.

            Ở góc độ quản lý, ông Cường cho rằng, để thực hiện thắng lợi mục tiêu 4 tỷ USD tiêu thụ nội địa và 10 tỷ USD xuất khẩu vào năm 2020, ngành chế biến gỗ nói riêng cần tiếp tục phát huy những thành tựu của năm 2017.

            Đặc biệt, cần đẩy mạnh việc trồng rừng nguyên liệu, ứng dụng tiến bộ khoa học công nghệ vào sản xuất, từ khâu tạo cây giống, trồng và chăm sóc đến công nghệ chế biến nhằm nâng cao năng suất, giá trị rừng trồng, đáp ứng nhu cầu nguyên liệu ngày càng tăng cho ngành chế biến gỗ phục vụ tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

 

1.1.3 Tương lai ngành gỗ Việt Nam.

Hình 1.5: Tọa đàm về ảnh hưởng của Brexit tới ngành gỗ VN

            Hiện tại, ngành gỗ Việt Nam đã xuất khẩu sang hơn 100 nước và vùng lãnh thổ. Các doanh nghiệp gỗ và chế biến lâm sản trong nước tập trung đầu tư vào nâng cao chất lượng sản xuất, kinh doanh, tích cực liên kết theo chuỗi giá trị sản phẩm trong lâm nghiệp.

 

            Đến nay, đã có nhiều mô hình hợp tác, liên kết giữa công ty chế biến, sản xuất sản phẩm đồ gỗ với người trồng rừng gỗ lớn, có chứng nhận quản lý rừng bền vững tại các tỉnh Yên Bái, Tuyên Quang, Quảng Trị…

 

            Cùng với những thị trường quen thuộc như Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc hiện EU là thị trường xuất khẩu đồ gỗ lớn của các doanh nghiệp Việt Nam. Năm 2017, ngành này đã đạt hơn 7 tỷ USD và dự kiến sẽ còn tiếp tục tăng cao trong năm 2018.

 

            Triển vọng phát triển ngành gỗ và thủ công mỹ nghệ được dự báo sẽ tăng trưởng khả quan hơn nhờ tác động của Hiệp định thương mại tự do Việt Nam – EU (EVFTA) dự kiến có hiệu lực vào đầu năm 2018 và Hiệp định đối tác tự nguyện về thực thi lâm luật, quản trị rừng, thương mại gỗ và sản phẩm gỗ (VPA/FLEGT) vừa được Việt Nam và EU ký tắt vào tháng 5/2017.

 

            Phát biểu tại hội thảo mới đây về đẩy mạnh xuất khẩu đồ gỗ và thủ công mỹ nghệ vào thị trường châu Âu, bà Bùi Thị Thanh An, Phó Cục trưởng Cục Xúc tiến Thương mại – Bộ Công Thương cho biết, triển vọng phát triển ngành gỗ và thủ công mỹ nghệ tại thị trường châu Âu đươc dự báo tăng trưởng khả quan nhờ các hoạt động xây dựng thị trường tại EU được đẩy mạnh, tác động của Hiệp định EVFTA và Hiệp định VPA/FLEGT.

 

            Sắp tới, hầu hết các sản phẩm thủ công mỹ nghệ và nội thất xuất khẩu từ Việt Nam sang EU sẽ được hưởng mức thuế 0% khi EVFTA có hiệu lực. Mức thuế này được áp dụng cho các sản phẩm gỗ chế biến và sản phẩm gỗ (mức thuế trước EVFTA là 3%); đồ nội thất bằng tre hoặc mây (mức thuế trước là 5,6%); ván ép gỗ (trước là 4%), đồ trang trí bằng gỗ (trước là 3%).

 

            Tuy nhiên, để nắm bắt được cơ hội xuất khẩu là vấn đề không hề đơn giản đối với các doanh nghiệp nội. Theo ông Huỳnh Văn Hạnh, Phó Chủ tịch Hội Mỹ nghệ và Chế biến gỗ TP HCM (HAWA), hiện kim ngạch xuất khẩu sản phẩm gỗ của Việt Nam còn chiếm một tỷ trọng quá nhỏ bé so với giá trị tiêu thụ đồ gỗ trên toàn thế giới đạt khoảng 467,7 tỉ USD/năm.

 

            Điểm mấu chốt vẫn là sản phẩm có giá trị cao, hướng tới các thị trường khó tính luôn đòi hỏi các quy trình nghiêm ngặt về nguồn gốc gỗ, trong khi các doanh nghiệp trong nước chưa gây dựng được uy tín đối với thị trường này, ông Hạnh cho biết.

 

            Do đó, các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh gỗ và sản phẩm thủ công mỹ nghệ truyền thống cần chủ động nắm bắt thông tin, kiểm soát tốt nguồn nguyên liệu cũng như hoạt động sản xuất, chế biến để có thể tận dụng được lợi thế từ các cam kết trong quan hệ hợp tác.

 

1.2 Các loại máy sơ chế gỗ nguyên liệu.

            Trong ngành sản xuất và chế biến gỗ, để sản xuất đồ cửa gỗ, tủ bếp, nội thất gỗ…các xưởng gia công và các doanh nghiệp sử dụng rất nhiều loại máy khác nhau để phục vụ cho hoạt động sản xuất và kinh doanh của mình.

            Nguồn gốc xuất xứ của các loại máy chủ yếu nhập khẩu từ Đức, Ý, Hà Lan, Thụy Điển, Nhật Bản, Đài Loan, Trung Quốc…và một số máy gia công tại Việt Nam.

            Ngành chế biến gỗ rất đa dạng và phong phú, tuy nhiên mỗi doanh nghiệp và mỗi lĩnh vực trong ngành chế biến gỗ chỉ sử dụng một số loại máy phù hợp với tính năng và yêu cầu.

1.2.1 Máy cưa vòng (máy cưa cd nằm).

            Máy cưa vòng là loại máy làm mộc dùng để xẻ phôi gỗ lớn, chuyên dùng để gia công những cây gỗ to thành các phôi gỗ có độ dày khác nhau. Chúng ta thường thấy chúng được dùng tại các xưởng xẻ gỗ, dùng để chế biến gỗ thô.

Hình 1.6: Máy cưa vòng nằm

1.2.2 Máy cưa panel.

            Máy cưa panel là loại máy cưa khổ lớn chuyên dùng để cắt ván công nghiệp (như MDF, HGF, Gỗ dán, gỗ ghép,…) với độ chính xác và độ mịn của đường cưa rất cao. Máy cưa panel có thể có 1 hoặc 2 lưỡi cưa và thiết lập chế độ cưa khác nhau thậm chí có thể lập trình cưa theo theo yêu cầu.

Hình 1.7: Máy cưa panel

Chúng thường được sử dụng trong sản xuất đồ gỗ nội thất văn phòng, nội thất trang trí. Chúng tiết kiệm rất nhiều nhân công lao động.

1.2.3 Máy cưa bàn trượt.

            Tương tự như máy cưa panel, máy cưa bán trượt là loại máy làm mộc chuyên dùng để cắt ván với yêu cầu phải có độ chính xác và độ mịn của đường cắt cao chuyên cắt hàng ván tấm như MDF, HDF, veneer… Máy có thể có 1 hoặc 2 lưỡi cưa, có thể nghiêng được lưỡi hoặc không. Thường được dùng trong sản xuất đồ gỗ nội thất.

Hình 1.8: Máy cưa bàn trượt

1.2.4 Máy cưa lọng.

            Máy cưa lọng, một số nơi ngoài Bắc gọi theo tên máy cưa vanh là loại máy chuyên dùng để cưa các chi tiết phức tạp có độ cong hay uốn lượn theo hình vẽ nào đó. Ngoài ra máy cũng có thể dùng để xẻ pha anh gỗ trong sản xuất đồ gỗ nội thất.

Hình 1.9: Máy cưa lọng

1.2.5 Máy xẻ lưỡi.

Máy xẻ nhiều lưỡi là loại máy làm mộc chuyên dùng để xẻ có nhiều lưỡi nằm sát nhau, có mạch cưa rất mỏng, mịn và độ chính xác cao. Chúng ta thường thấy máy này được dùng xẻ các loại gỗ thịt như căm xe, gõ, lim…từ 1 thanh gỗ thành nhiều thanh gỗ mỏng (từ 1 đến 3mm) để ép lên mặt trong sản xuất ván sàn hoặc trang trí nội thất.

Hình 1.10: Máy xẻ lưỡi

1.2.6 Máy cắt đầu mộng.

            Máy cắt mộng là loại máy chuyên dùng để cắt đầu thanh gỗ và tạo mộng đầu. Máy thường có từ 2-4 lưỡi cắt theo cả chiều ngang và dọc. Máy thường được dùng nhiều trong sản xuất khuôn cửa gỗ tự nhiên như cửa phòng hay cửa mặt tiền, cắt và tạo mộng chủ yếu trong sản xuất nội thất gỗ tự nhiên.

Hình 1.11: Máy cắt đầu mộng

1.2.7 Máy bóc gỗ lạng.

            Máy bóc gỗ lạng hay tên gọi khác là máy bóc gỗ veneer là loại máy chuyên dùng để lạng các tấm veneer mỏng từ 0.2 – 1.0mm dùng để tạo lớp mặt trong sản xuất ván veneer. Máy thường dùng cho các nhà máy chế biến nguyên liệu thô có quy mô sản xuất rất lớn.

Hình 1.12: Máy bóc gỗ lạng

1.2.8 Máy đánh mộng finger.

Máy đánh mộng finger là loại máy làm mộc chuyên đánh mộng kiểu răng lược, dùng trong sản xuất nội thất và sản xuất ván ghép finger và gỗ ghép thanh. Thường thấy máy này ở các xưởng mộc chuyên làm ván nguyên liệu thô.

Hình 1.13: Máy đánh mộng finger

1.2.9 Máy ép nhiệt.

Có nhiều kích cỡ máy tuy nhiên máy ép nhiệt chuyên dùng là máy ép khổ lớn 1400 x 2500mm. Thường thì có từ 3 tới 6 tầng ép hoạt động. Nhiệt sử dụng điện hoặc nồi hơi.

Hình 1.14: Máy ép nhiệt

Máy thường được dùng để ép veneer, ép cánh cửa gỗ công nghiệp, … Thời gian cho 1 mẻ ép là từ 1 – 5 phút một mẻ. Máy ứng dụng nhiều trong ép ván phôi nguyên liệu hay sản xuất cửa gỗ công nghiệp.

 

1.2.10 Máy dán cạnh.

            Máy dán cạnh là loại chuyên dùng trong sản xuất nội thất gỗ công nghiệp như mdf phủ melanine, hdf phủ melanine hay gỗ phủ veneer, dán cạnh cửa gỗ công nghiệp, nội thất văn phòng như bàn ghế từ gỗ công nghiệp. Máy sử dụng keo nhiệt, chuyên dùng để dán cạnh cửa, cạnh bàn,…

Hình 1.15: Máy dán cạnh

1.3 Các loại gỗ công nghiệp thông dụng.

1.3.1 Tấm MFC.

Hình 1.16: Tấm MFC

            MFC là viết tắt của Melamine faced chipboard, và phần lớn các đồ nội thất văn phòng, các công trình công cộng được sản xuất với chất liệu này. Có một số các độ dày được sử dụng, nhưng thông thường các tiêu chuẩn công nghiệp là dày 25mm. Một số phạm vi sử dụng khác có độ dày yêu cầu là 18. Ngày nay MFC đã tiến thêm một chặng đường dài và được sử dụng rộng rãi cho các nhà sản xuất đã nâng cao khoa học kỹ thuật khiến tấm ván thật hơn và chất lượng hơn.

– Ưu điểm: Dễ thi công, sử dụng cho các công trình đơn giản, kích thước bề mặt gỗ lớn.

– Nhược điểm: Là gỗ công nghiệp được dán ép kết hợp giữa gỗ dăm và keo nên sợ nước. Gặp nước thường bị phồng. Khi dùng ở môi trường ẩm ướt như nhà tắm, tủ bếp nên sử dụng các loại cốt chống ẩm.

– Thường được sử dụng làm bàn ghế, tủ kệ trong nội thất.

1.3.2 Ván dăm (Partical Board).

Hình 1.17: Ván dăm

            Ván dăm (Particle board) là gỗ công nghiệp được sản xuất từ nguyên liệu gỗ rừng trồng (bạch đàn, keo, cao su…), có độ bền cơ lý cao, kích thước bề mặt rộng, phong phú về chủng loại. Ván dăm được sản xuất bằng quá trình ép dăm gỗ đã trộn keo, tương tự như MDF Cốt Ván dăm chủ yếu được phủ Melamine (MFC) MELAMINE FACED CHIPBOARD tạo thành nguyên liệu phục vụ trong lĩnh vực nội thất văn phòng.

            Có hai loại ván dăm phổ biến đó là Ván dăm thường và Ván dăm chống ẩm, tùy theo điều kiện môi trường sử dụng để lựa chọn giữa hai loại ván dăm này.

– Ưu điểm: Dễ thi công, sử dụng cho các công trình đơn giản, kích thước bề mặt gỗ lớn.

– Nhược điểm: Là gỗ được dán ép kết hợp giữa gỗ dăm và keo nên rất sợ nước. Gặp nước thường bị bở.

– Thường được sử dụng làm bàn ghế, tủ kệ trong nội thất. Để có bề mặt đẹp thường được sơn phủ hoặc dán lớp Veneer.

1.3.3 Ván MDF.

Hình 1.18: Ván MDF

            Ván ép thông dụng nhất trên thị trường hiện nay là MDF (Medium Density Fiberboard – Gỗ ép tỉ trọng trung bình) . Đây là loại cốt gỗ công nghiệp được tạo thành từ các cành cây, nhánh cây sau đó được đưa vào máy nghiền nát thành bột và trộn với keo đặc chủng để ép ra thành các tấm ván với kích thước: 1220mm x 2440mm,các độ dày khác nhau từ 3ly, 6ly, 9ly, 12ly, 15ly, 18ly, đến 25ly.

            Có thể nhìn thấy sự khác biệt hoàn toàn giữa ván dăm và ván mịn. Tấm ván MDF nhìn bằng mắt thường đều thấy được sự nhẵn nhụi, bằng phẳng của bề mặt cốt gỗ. Với công nghệ phức tạp hơn, nên MDF có giá trị cao hơn so với ván dăm.

            Ván MDF được ứng dụng nhiều trong nghành sản xuất nội thất nói chung và nội thất văn phòng nói riêng. Nó có khả năng thay thế gỗ tự nhiên với những ưu và nhược điểm khác nhau. Gô MDF đảm bảo không bị đàn hồi hay co ngót đồng thời với giá thành sản phẩm thấp và ván có khổ lớn đồng đều. Do vậy, ván MDF được sử dụng nhiều trong sản xuất bàn, giường ngủ, tủ quần áo, nội thất gia đình, nội thất văn phòng.

            Ngoài ván MDF thường còn có loại MDF chống ẩm: Với tính năng ưu việt là khả năng chống ẩm cùng với bề mặt nhẵn phẳng tuyệt đối sử dụng làm vách ngăn của phòng, vách ngăn phòng vệ sinh, và nhất là dùng làm tủ bếp…sản xuất các sản phẩm trong môi trường ẩm ướt.

1.3.4 Gỗ dán ( Plywood).

Hình 1.19: Gỗ dán

            Gỗ dán ( Plywood) là một tấm vật liệu gỗ công nghiệp được sản xuất từ các lớp gỗ lạng bóc mỏng có độ dày khoảng 1mm, được xếp vuông góc liên tục theo hướng vân gỗ ngang, dọc của mỗi lớp và được ép dưới nhiệt độ và áp suất cao. Keo kết dính trong sản xuất gỗ dán thường là Phenol Formanldehyde. Chính vì cách xếp lớp như vậy nên gỗ dán không bị nứt nẻ, co ngót, cong vênh trong điều kiện thông thường. Gỗ dán có các loại phổ biến như sau:

- Ván ép thường: thường được dung làm bao bì gỗ hoặc nội thất.

- Ván ép cốp pha và ván ép cốp pha phủ phim: được dung nhiều trong các công trình công nghiệp, thương mại và dân dụng do lớp màng phim được tẩm keo Phenolic ngăn thấm nước và giúp cho bề mặt tránh trầy xước.

- Ván ép chịu nước thông thường ( dung keo phenolic hoặc Melamine) Dùng làm đồ gỗ ở nơi có độ ẩm cao.

            Kích thước: 1220 x 2440mm

            Độ dày đa dạng từ 5mm đến 18mm

– Ưu điểm: Dễ thi công, sử dụng cho các công trình đơn giản, kích thước bề mặt gỗ lớn.

– Nhược điểm: Bề mặt gỗ xấu, là gỗ được dán keo nên rất sợ nước. Gặp nước thường bị bong giữa các lớp gỗ.

Hình 1.20: Gỗ ghép thanh

            Thường được sử dụng làm bàn, vách, tủ kệ trong nội thất. Và cần phải phủ một lớp gỗ Veneer làm bề mặt.

1.3.5 Gỗ ghép thanh.

Gỗ tự nhiên ghép thanh (gỗ ghép thanh) được sản xuất từ nguyên liệu chính là gỗ rừng trồng. Những thanh gỗ nhỏ đã qua xử lý hấp sấy, trên dây chuyền công nghệ tiên tiến. Ván ghép thanh được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sản xuất đồ mộc, trang trí nội thất, sản xuất ván sàn và nhiều sản phẩm nội thất khác.

Có 4 cách thức gỗ ghép song song, mặt, cạnh, giác: Gỗ ghép song song gồm nhiều thanh gỗ cùng chiều dài, có thể khác chiều rộng, ghép song song với nhau. Gỗ ghép mặt gồm nhiều thanh gỗ ngắn, ở hai đầu được xẻ theo hình răng lược rồi ghép lại thành những thanh có chiều dài bằng nhau, rồi tiếp tục ghép song song các thanh thành tấm gỗ có bề mặt rộng.

Hiện nay, nội thất làm từ gỗ tự nhiên ghép thanh đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết các đô thị lớn và các tỉnh công nghiệp phát triển. Gỗ ghép thanh có nhiều tính năng ưu việt mới như: Không bị mối mọt, không bị co ngót cong vênh, mẫu mã đa dạng phong phú, bề mặt được xử lý nên có độ bền màu tốt, có khả năng chịu va đập và chống xước cao.

1.3 Kết luận:

            Nền công nghiệp sản xuất, chế biến và xuất khẩu gỗ là một trong những ngành đang có xu thế phát triển rất mạnh trong thời gian tới đã được đảng và nhà nước nhân mạnh là khuynh hướng phát triển trong tương lai.       

            Để phát triển ngành công nghiệp này cũng như tất cả các ngành công nghiệp khác, việc ứng dụng công nghệ tự đông hóa vào quy trình sản xuất là điều tất yếu để phát triển. Các thành tựu của công nghiệp hiện đại hóa chính là chìa khóa cho sự phát triển của ngành gỗ và có tính cấp thiết, cạnh tranh với các nước trong khu vực.

            Để đóng góp cho sự phát triển của ngành, chúng em xin chọn cho nhóm mình Đề tài Thiết kế máy xẻ gỗ với mục tiêu thiết kế một hệ thống xử lý gỗ thô (gỗ tròn) thành gỗ qua sơ chế (gỗ xẻ) vì gỗ xẻ là nguyên liệu phổ biến và cơ bản để chế tạo các sản phẩm gỗ công nghiệp hiện nay.

Chương 2: Tính toán các thông số kỹ thuật của máy xẻ gỗ

2.1 Yêu cầu thiết kế và các khuyết tật thường gặp

2.1.1 Yêu cầu thiết kế

Yêu cầu thiết kế máy cưa xẻ gỗ là phải xẻ được cây gỗ có đường kính lớn nhất là D = 1000mm, chiều dài cây gỗ L = 6000mm, xẻ gỗ với chiều dày giới hạn S_min = 20mm.

Để thực hiện quá trình xẻ gỗ đảm bảo được hai thông số cơ bản đó, trong thực tế cần giải quyết hai vấn đề sau :

Một là: Cần có những thông số cơ bản ban đầu (lực, công suất, mối tương quan giữa các yếu tố…) dựa trên những thông số cơ 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, thiết bị, công cụ, gỗ… cần xác định chế độ gia công hợp lý để đạt năng suất cao nhất, hao tốn ít về nhiên, nguyên liệu… mà thành phẩm đạt chất lượng cao nhất hoặc theo yêu cầu cho trước. Từ đó chúng ta thấy yêu cầu của thiết kế là: xác định mối tương quan của ba đối tượng: vật liệu được gia công, công cụ cắt gọt, và máy. Ngoài ra yêu cầu thiết kế phải tìm các biện pháp gia công mới khoa học hơn, đạt kết quả cao hơn về năng suất, chất lượng, ứng dụng thực tế vào sản xuất để tạo ra các sản phẩm mới. Để đáp ứng được những yêu cầu cấp thiết của công nghiệp cưa xẻ gỗ đòi hỏi các nhà thiết kế phải đưa ra được những máy móc phù hợp với từng điều kiện hoàn cảnh của từng vùng miền để có thể cung cấp được nhu cầu nguyên liệu gỗ cho thị trường. Bên cạnh đó ta có thể cải tiến một số thiết bị, máy móc làm tăng năng suất, giảm sức lao động của công nhân.

Ngoài ra còn có một số yêu cầu sau đây:

- Các chỉ tiêu về hiệu quả sử dụng: máy thiết kế phải có năng suất cao, tốn ít năng lượng, độ chính xác cao, chi phí về lao động, vận hành máy ít, kích thước trọng lượng nhỏ, gọn nhẹ.

- Khả năng làm việc: Phải hoàn thành được các chức năng và các yêu cầu  ban đầu đặt ra là: máy phải xẻ được những cây gỗ tròn có đường kính lớn nhất là 1000mm. Đây là thông số kỹ thuật cơ bản để ta đi tính toán và thiết kế máy.

- Độ tin cậy cao: máy phải thực hiện được các chức năng đã định là: xẻ được gỗ tròn có đường kính lớn nhất là 1000mm. Năng suất làm việc tốt, độ chính xác trong suốt thời gian làm việc.

- An toàn trong sử dụng: máy dễ sử dụng, trong lúc làm việc không gây ra tai nạn nguy hiểm cho người sử dụng, không gây hư hại cho các đối tượng và thiết bị xung quanh.

- Tính công nghệ và kinh tế: máy phải có hình dạng, kết cấu và vật liệu chế tạo phù hợp với điều kiện cụ thể, khối lượng và kích thước nhỏ nhất, tốn ít vật liệu nhất.

Bên cạnh đó ngày nay đa số ở các xưởng chế biến gỗ xẻ phá (xẻ những cây gỗ lớn thành sản phẩm) thì công việc cưa xẻ tốn rất nhiều nhân công và đặc biệt lao động bằng tay trong quá trình đưa gỗ vào máy, yêu cầu của máy được thiết kế là phải cơ giới hoá được phần chạy dao tự động, mà không cần sức lao động của công nhân.

2.1.2 Các khuyết tật thường gặp và cách khắc phục

a, Mắt gỗ

            - Mắt gỗ là nhánh mọc lẩn khuất trong thân cây gỗ trong quá trình sinh trưởng gỗ.

  - Cành nhánh của gỗ là cơ quan sinh trưởng của cây gỗ có tồn tại là hiện tượng bình thường, nhưng sự tồn tại của mắt gỗ phá hỏng tính thẳng thông của mạch gỗ. Thớ mạch gỗ vòng năm thân cây gần chung quanh vùng mắt sẽ hình thanh vân xoáy quận thành các nếp nhăn làm ảnh hưởng đến tính chất vật lý, tính chất cơ học của gỗ. Do đó về phương diện lợi dụng gỗ đều cho đó là khuyết tật chủ yếu.

- Hình dạng của mắt gỗ biểu hiện trên mặt cắt (mạch xẻ) tùy thuộc vào khi xẻ gỗ tròn mạch xẻ hợp với mắt gỗ một góc như thế nào.Cành nhánh của thân cây là mọc từ tủy tâm theo hướng đường kính ra ngoài, cho nên đường kính trục của cạnh vuông góc với vòng năm. Khi xẻ gỗ mạch xẻ vuông góc với vòng năm gỗ xẻ thu được là gỗ xuyên tâm, hình dạng trên mặt ván dài có hình dạng dai. Nếu mạch xẻ song song với vòng năm ván thu được là tuyến tính, hình dạng mắt gỗ thu được là hình tròn hoặc hình trứng Cho nen mắt gỗ trên bề mặt gỗ xẻ có độ lớn nhỏ và hình dạng hoàn toàn phụ thuộc vào mạch khi xẻ gỗ.

b, Mục và biến màu

            Đa số các trường hợp mục và biến màu là do khuẩn. Khuẩn là một loại thực vật bâc thấp sống ký sinh vào thân cây gỗ. Loài thực vật này không thể tự tổng hợp CO2 hay hô hấp do không có chất diệp lục nên phải sống ký sinh và hút chất dinh dưỡng từ thân cấy gỗ.

- Mục:

            Có rất nhiều chủng loại khuẩn nhưng loại gây ra mục là chủng khuẩn mục gỗ. Sau khi khuẩn ký sinh vào gỗ, kết cấu của gỗ sẽ bị phá hoại chát gỗ và trở nên mền và xốp, dễ nát vụn, cuối cùng biến thành khối mêm khô hoặc ướt. trạng thái này gọi là mục.

            Gỗ mục làm thay đổi kết cấu toàn bộ của gỗ về màu sắc, kết cấu, tính chất cơ lý hóa học của gỗ. Gỗ mục nghiêm trọng làm mất đi hoàn toàn giá trị sử dụng của gỗ.

   Cách khắc phục duy nất là bỏ loại bỏ phần gỗ mục cách xa phần gỗ khỏe để tránh lây lan sang các phần gỗ khác.

- Biến màu:

            Có một loại khuẩn gọi là khuẩn biến màu. Loại khuẩn này sau khi ký sinh vào gỗ màu sắc binh thường của gỗ sẽ biến đổi. Màu sắc có thể màu xanh da trời, xanh lam. vàng, đỏ. Loại khuẩn này không chỉ làm mất cường độc gỗ mà còn làm mất mỹ quan.

- Nấm men:

            -Nấm men chỉ ký sinh trên bề mặt gỗ, sợi nâm không tiến sâu vào bên trong tế bào gỗ mà chie bám trên bề mặt gỗ, nhất là đối với các tấm gỗ xẻ xếp dày đặc không khí được lưu thông, nó phát triển như bông hoa có màu vàng hoặc đen. Dù nấm men không ảnh hưởng đến tính chất của gỗ nhưng nêu không xử lý nhanhvà kém thoáng sẽ rất dễ gây ra mục.

c, Khuyết tật do hình dạng thân cây

            Trong quá trình sinh tưởng của cây do các yếu tố ngoại cảnh luôn dấn đến hình dạng của cây gỗ không bình thường như cong, vót ngọn, lõm, banh vè.

- Cong:

            Do quá trình sinh trưởng cây bị ảnh hưởng của các yếu tố như độ dốc, ánh sang, sức gió, áp lực trong thời gian dài khiến cho đường trung tâm của cây bị lồi về phía trước, sau hay 2 bên. Nếu độc cong dưới 2% thì tỉ lệ lợi dụng của gỗ nhìn chung không đổi. Nếu độ công mà tiếp tục tăng sẽ ảnh hưởng trục tiếp tơi tỉ lệ lợi dụng gỗ.

            Giảm độ cong của gỗ sẽ làm tăng tỉ lệ lợi dụng gỗ. Cách đơn giản nhất để giảm độ cong của gỗ là cắt ngắn thanh gỗ cong thành nhiều đoạn ngắn phù hợp. Do đó, trược khi xẻ gỗ cong cần yên cầu chiều dài sản phẩm trước khi tiến hành cắt. Tuy nhiên một số cáu kiện cong của một sản phẩm nào đó như bàn trượt, tay ghế lại thích hợp dùng gỗ cong.

- Thót ngọn:

            Gỗ tròn thót ngọn lớn ngoài việc tạo ra những thớ xiên của gỗ xẻ khi xẻ gỗ ra, về mặt sử dụng ảnh hưởng cua thót gọn cũng không lớn lắm. Nhưng khi cắt khúc gỗ cây có độ thót ngọn lớn cũng nên lựa chọn độ thót ngọn thích ứng đối với từng khúc gỗ tròn có như vậy thể tích của phần trụ gỗ của gỗ tròn mới đạt giá trị lớn nhất nhằm thu được lược gỗ xẻ có chiều dài lớn nhất. Vì vậy tỉ số giữa đường kính đầu nhỏ và lớn không quá 0,71.

- U bạnh và bọng lõm :

             Bạnh và bọng lõm là chỉ hình dạng lồi lõm không bình thương tại phần gốc của thân cây. Phần này còn gọi là bạnh vè của thân gốc. Chu vi tiết diện ngang không phải là đường tròn hoàn chỉnh mà là đường lồi lõm. Gỗ tròn có dạng khuyết tật này thường kèm theo cong và nứt , ảnh hưởng tới tỷ lệ lợi dụng.

            Biếu của gỗ là một phần lớn lên đặc biệt của gỗ, loại gỗ tròn như vậy khi xẻ sẽ sinh ra thớ xiên. Nhũng cây gỗ bạnh vè u bướu cũng thường kèm theo mục.

Hình 2.2: Gỗ tròn bạnh vè

d, Khuyết tật do cấu tạo của gỗ.

            Các loại khuyết tật được hình thành bởi kết cấu của gỗ không bình thường tồn tại trong thân cây. ví dụ như thớ xiên, loạn thớ, thớ vặn vòng năm lệch, tủy tâm, đai tâm đều thuộc loại khuyết tật này.

- Thớ xiên:

            Sự xắp xếp của các tế bào trong thân gỗ không song song với trục của

nó mà tạo nên độ xiên nhất định, trên thân gỗ tròn dọc theo thân cây có tạo

thành đường xoắn ốc, vì vậy còn gọi là thớ xoắn (Hình 2.3). Mặt cắt tiếp

tuyến của gỗ xẻ, thớ gỗ xắp xếp theo dạng xiên.

Hình 2.3: Gỗ tròn thớ vặn

            Thớ vặn tồn tại trên những cây thường lớn dần từ gốc đến ngọn. Trên tiết diện nằm ngang độ xiên thớ nhỏ dần từ ngoài vào trong. Gỗ tròn có độ vặn thớ bên ngoài lớn thì sẽ nhanh chóng giảm dần vào giữa.

            Thớ xiên xuất hiện trên gỗ xẻ, ngoài việc do bản thân gỗ tròn tồn tại thớ xiên tự nhiên ra mà còn có thể do những nguyên nhân khác cũng dẫn đến xiên thớ trên gỗ xẻ đó là cong, vót ngọn, bạnh vè u bưới. Cũng có những khúc gỗ tròn thớ thẳng nhưng do đặt mạch xẻ không chính xác mà cắt đứt các thớ thẳng tạo nên xiên thớ nhân tạo. Gỗ xiên thớ có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ kéo dọc thớ của gỗ xẻ thớ đến cường độ nỗn tính, còn với cường độ cắt nén dọc thớ thì ảnh hưởng không lớn lắm. Gỗ xẻ từ gỗ tròn vặn thớ thưòng dễ phát sinh cong vênh. Do đó khi gia công xẻ những gỗ tròn thì vặn nên xẻ thành gỗ hộp tà vẹt là thích hợp, tránh xẻ thành ván đặc biệt là ván mỏng.      

- Loạn thớ, xoắn thớ:

            Loạn thớ là một loại kết cấu không có quy luật nó được biểu hiện bởi sự sắp xếp cuả các sợi celluloze gỗ quá cong hoặc hỗn loạn. Loạn thớ làm giảm cường độ uốn tĩnh và modun đàn hồi của gỗ, nhưng lại làm tăng thêm độ kháng cắt và cường đội tách dọc thớ. Gia công gỗ loạn thớ khó khăn, bề mặt bào không dễ trơn nhẵn dễ sinh lông thô ráp. Ngoài điều kiện nó không ảnh hưởng lớn trong sử dụng cho nên nói chung không cần phải có hạn chế gì. Một số loại gỗ có loại thớ kiểu này, có thể bóc được hoa văn mĩ quan dùng trong trang sức đồ mộc và sản suất gỗ dán là rất có giá trị.  

            Xoáy thớ lá sự hình thành cong cục bộ của vòng năm tại vùng mất gỗ hay lân cận nơi có giắt vỏ, thớ của nó hiện ra hình xoáy, xoáy thớ làm giảm lực nên dọc thớ, uốn tĩnh và cường độ xuy kích. Loại khuyết tật này tuỳ theo sự tồn tại đồng thời của mắt và giắt vỏ do trong tiêu chuẩn gỗ thông dụng đã quy định rõ đối với mắt, nên trừ đối với gỗ đặc biệt ra thường thì không cần xem xét.

- Gỗ lệch tâm:

            Trên tiết diện ngang thân cây có một bộ phận vòng năm đặc biệt rộng gọi là vòng năm rộng lệch (lệch tâm) (Hình 2.4). Thân cây lệch tâm tuỷ tâm lệch về một bên, tiết diện ngang của thân cây lệch tâm thường có dạng là hình trứng hoặc tam giác. Nhưng cũng có một số vòng năm rộng lệch chỉ xuất hiện cục bộ trên vòng năm trong tiết diện ngang mà lại không có sự lệch tâm do vậy với loại này gọi là vòng năm rộng lệch cục bộ.

Hình 2.4: Vòng năm rộng lệch

            Nguyên nhân sản sinh vòng năm rộnh lệch do cây trong quá trình sinh trưởng chịu ảnh hưởng tác động của nhân tố ngoại giới như cây lớn lên ở sườn dốc núi, hoặc chịu ảnh hưởng của một phía của ánh sáng, gió, tuyết mà dẫn đến thân cây bị cong. Cử phần gỗ có vòng năm rộng lệch của cây lá kim phát sinh trên phần chịu nén của thân cây cong được gọi là gỗ chịu nén. Còn với gỗ cây lá rộng thì hoàn toàn ngược lại, phần gỗ vòng năm rộng lệch lại phát sinh ở phía trên của thân cây cong tức là phần chịu kéo vì vậy gọi nó là gỗ chịu kéo. Gỗ chịu kéo và chịu nén thì tính chất gỗ có chỗ tương đồng cũng có chỗ khác nhau như gỗ chịu nén hàm chứa Lignin nhiều, chất gỗ tương đối cứng còn gỗ chịu kéo hàm lượng Celluloze nhiều chất gỗ thô xốp.

            Gỗ có vòng năm rộng lệch do sự co rút theo phương ngang dọc có sự sai khác lớn mà sự co rút theo chiều dọc lớn hơn rất nhiều lần so với gỗ bình thường, làm cho gỗ nằm rộnh lệch phát sinh cong vênh hoặc nứt. Khi tiến hành xẻ nên đặt mạnh xẻ sao cho phần gỗ vòng năm rộnh lệch tách rời phần gỗ vòng năm bình thường. Không nên trên cùng một tấm gỗ xẻ đồng thời có vòng năm rộng lệch và vòng năm bình thường. Trong sử dụng gỗ vòng năm rộng lệch cần được quy định thêm trong sử dụng gỗ cao cấp thông thường không có hạn chế gì.

- Tủy tâm:

            Đó là chỉ phần tuỷ của gỗ và phần gỗ sơ sinh chung quanh nó. Nó là tổ chức bình thường của cây cối mỗi một cây đều có tổ chức này. Trên mặt cắt ngang nó được thể hiện bởi vòng tròn nhỏ có màu nâu sẫm hoặc nhạt (Với loại gỗ khác nhau thì độ lớn nhỏ, hình dạng của nó cũng khác nhau) trên mặt cắt dọc nó thể hiện là hình dải.

            Khi đường kính gỗ rất bé thì chất gỗ ở tuỷ tâm không có gì khác với gỗ bình thường. Tuỷ tâm ngoài gỗ dùng đặc biệt nói chung không có gì hạn chế.

- Hai tâm:

            Đó là chỉ trên mặt cắt ngang của gỗ tròn có tồn tại 2 tuỷ tâm, đây là do sự hình thành của hai cành thân. Gỗ trong hai tâm ở giữa thường có giắt vỏ. Khi tiến hành xẻ gỗ mạch xẻ nén vuông góc với đường nối liền hai tâm làm cho phần giắt vỏ tập trung vào 1,2 tấm gỗ xẻ. Nếu xẻ theo phương pháp ngược lại thì đa phần gỗ xẻ đều bị giắt vỏ, đồng thời dễ bị nứt vỏ và cong vênh

e, Tình trạng khuyết tật tồn tại trên mặt cắt ngang gỗ tròn

            Vị trí của các loại khuyết tật trong gỗ tròn và gỗ xẻ độ lớn nhỏ và mức độ nghiêm trọng là những căn cứ chủ yếu quyết định phẩm chất hạng gỗ của gỗ tròn và gỗ xẻ. Chất lượng của gỗ xẻ được quyết định phần lớn là do chất lượng của gỗ tròn nên phải nắm vững tình hình khuyết tật của gỗ tròn có thể cắt bỏ khuyết tật tập trung trên một số ít gỗ xẻ hoặc tìm biện pháp làm cho khuyết tật bị thu hẹp đồng thời phân tán trên nhiều tấm gỗ xẻ. Cách làm đầu tiên có thể thu được một bộ phận gỗ xẻ có chất lượng cao, còn cách làm thứ hai có thể nâng cao được chất lượng nói chung của gỗ xẻ.

            Tình trạng tồn tại khuyết tật của gỗ trên tiết diện ngang của gỗ tròn, xem xét từ góc độ xẻ gỗ có thể quy nạp thành 5 loại hình:

            (1). Khuyết tật dần dần giảm bớ từ trung tâm gỗ tròn đến bề mặt của nó, đó là mắt gỗ của gỗ tròn ở đoạn gốc và đoạn giữa thân cây.

            (2). Khuyết tật dần dần tăng lên từ trung tâm gỗ tròn đến bề mặt của nó đó là thớ vặn, biến màu nứt khô.

            (3). Khuyết tật chỉ hạn chế ở độ sâu nhất định trên mặt ngoài của gỗ tròn đó là mục ngoài biến màu, lỗ sâu mọt giắt vỏ ngoài.

            (4). Khuyết tật chỉ hạn chế tại phần trung tâm gỗ tròn đó là mục trong nứt hướng kính, nứt vòng, giắt vỏ trong.

            (5). Khuyết tật phân bố đều trên mặt cắt ngang gỗ tròn đó là mắt gỗ của gỗ tròn ở phần ngọn.

            Nắm chắc được tình hình phân bố khuyết tật trên gỗ tròn. Khi tiến hành xẻ sử dụng phương pháp xẻ khác nhau là hoàn toàn có thể nâng cao được phẩm chất gỗ xẻ.

2.1.3 Các phương pháp và nguyên tắc khi cắt gỗ

            Cây gỗ sau khi chặt hạ, loại bỏ cành nhánh và được cắt thành những khúc gỗ cho phù hợp với yêu cầu sản xuất. Căn cứ vào kích thước, hình dạng, chất lượng, tiêu chuẩn quốc gia về gỗ và kế hoạch sản xuất của xí nghiệp mà tiến hành cắt khúc thành những loại gỗ nhất định.

a, Phương pháp cắt khúc gỗ cây

Phương pháp cắt khúc gỗ cây có hai loại:

            Cắt theo chiều dài: Lấy độ dài làm cơ sở để cắt khúc gỗ tròn thành các loại khúc gỗ có chiều dài khác nhau. Phương pháp này phù hợp với độ dài gỗ xẻ mà sản xuất yêu cầu, nhưng có nhiều cấp đường kính gỗ tròn cùng một loại chiều dài. ở nước ta thường dùng phường pháp này để tiến hành cắt khúc.

            Cắt theo đường kính: Lấy đường kính gỗ tròn làm cơ sở cắt khúc, các loại khúc gỗ thu được phù hợp với độ rộng và độ dày gỗ xẻ mà sản xuất yêu cầu, rất có lợi cho việc nâng cao tỷ lệ xuất của gỗ tròn. Nhưng quy cách độ dài của gỗ tròn rất nhiều, dẫn đến yêu cầu lớn về diện tích của kho gỗ tròn và kho gỗ xẻ, và gây khó khăn trong sản xuất.

b, Nguyên tắc cắt khúc gỗ cây

            Trước khi cắt khúc gỗ cây phải tiến hành xem xét đánh giá gỗ cây. Xem xét đánh giá gỗ cây là chỉ căn cứ vào công dụng và khuyết tật của gỗ mà tiến hành thiết kế cắt gỗ cây thành một số khúc gỗ tròn có chiều dài khác nhau. Do đó công việc xem xét đánh giá gỗ cây là một bước quan trọng trong công đoạn cắt khúc gỗ cây để nâng cao tỷ lệ sử dụng gỗ, là khâu then chốt lợi dụng hợp lý tài nguyên rừng triệt để.

            Yêu cầu cơ bản của việc hợp lý đánh giá xem xét gỗ và cắt khúc đó chính là chấp hành chính xác tiêu chuẩn quốc gia và yêu cầu đặt hàng. Xem xét đánh giá gỗ chính xác, tiến hành cắt khúc làm cho với gỗ cây nguyên trên cơ sở nâng cao giá trị lợi dụng, chất lượng tốt trước tiên là gỗ tròn đặc biệt sau đến gỗ tròn thông thường.

- Căn cứ vào kích thước chủng loại gỗ tròn mà tiến hành xem xét đánh giá cắt khúc hợp lý. Chủng loại gỗ tròn, độ dài và đường kính đã được xác định trong các điểm chuẩn có liên quan và tiêu chuẩn quốc gia, vì để hợp lý lợi dụng gỗ cây, nâng cao tỷ suất lợi dụng gỗ của gỗ cây, với những cây gỗ có thân cây thẳng một, độ vít ngọn bé, ít có mấu mắt, không có bệnh tật phải triệt để lợi dụng phần thân, phải căn cứ vào kích thước trong tiêu chuẩn liên quan và tiêu chuẩn quốc gia để cắt khúc trước hết là gỗ công dụng đặc biệt, sau đó là gỗ thông thường. Gỗ đã được cắt khúc, trước tiên là gỗ dài sau là gỗ ngắn, là gỗ chất lượng cao sau đó là kém hơn, phải được xử dụng hết.

            Do hình dạng của thân cây gỗ và sự tồn tại của khuyết tật cũng như các nhân tố phân bố phức tạp, nó quyết định đến các phương án đánh giá xem xét gỗ khác nhau.

            Nếu xưởng xẻ yêu cầu gỗ tròn có quy cách nhất định thì phải nên thoả mãn yêu cầu về độ dài, đường kính, chất lượng gỗ tròn đối với xưởng xẻ đó, đặc biệt là yêu cầu với gỗ đường tâm và loại đặc biệt.

- Căn cứ vào hình dạng dặc thù của gỗ mà tiến hành xem xét đánh giầm tiến hành xắt khúc. Khi cắt khúc gỗ cây thành gỗ tròn nhất thiết phải xem xét đến đặc điểm hình dạng của thân cây ví như độ vót và độ cong của nó.

Hình 2.5: Khúc gỗ tròn

            Tại những nơi có độ thon lớn của gỗ cây khi cắt khúc nên là gỗ ngắn, với phần gỗ có độ thon nhỏ có thể cắt khúc tuỳ ý theo các độ dài khác nhau, với những phần gỗ có độ thon bé nên cắt thành gỗ dài.

Hình 2.6: Cắt khúc gỗ cong

            Khi cắt khúc gỗ cong cần phải cố gắng hạn chế mức độ cong phải xem xét đầy đủ yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng gỗ đối với từng loại gỗ tròn, chỗ vượt quá hạn định của độ cong thì nên cắt khúc tại chỗ cong đó (Hình 2.3.2) ma nguyên tắc của nó là khi gặp ‘Cong’ phải lấy ‘Thẳng’. Cong lớn biến thành cong bé trên cơ sở đó mà tạo nên gỗ tròn phù hợp với yêu cầu của loại gỗ.

 

- Căn cứ vào yêu cầu chất lượng gỗ tròn mà tiến hành xem xét đánh giá cắt khúc hợp lý. Khi cắt khúc gỗ cây có tồn tại khuyết tật nếu sự phân bố khuyết tật tương đối tập trung thì làm cho tất cả các khuyết tật đó tập trung vào một khúc gỗ tròn. Nếu khuyết tật phân bố đều đặn thì phải suy xét đến mức độ cho phép của loại khuyết tật nào trên loại gỗ nhất định nào, những loại gỗ nào không cho phép tồn tại khuyết tật mà phải triệt để lợi dụng giá trị kinh tế của gỗ cây có khuyết tật đó, gỗ tròn đã được cắt phải sử dụng hết, gỗ tốt không dùng vào việc xấu, gỗ to không dùng vào việc nhỏ.

       Công việc cắt khúc gỗ cây có thể tiến hành tại bãi gỗ cuối cùng trong khu khai thác chặt hạ và cũng có thể được thực hiện tại bãi gỗ ở xưởng xẻ. Tại khu vực khai thác có thể tổng hợp các loại gỗ mà tiến hành cắt khúc có thể càng lợi dụng được tính kinh tế đối với gỗ đồng thời có thể đạt được sự phù hợp giữa khai thác với các loại gỗ tròn. Việc tiến hành cắt khúc tại bãi gỗ của xưởng xẻ có thể căn cứ vào yêu cầu về độ dài, độ rộng, hạng của gỗ cần xẻ mà cung cấp gỗ tròn: Có thể tiết kiệm diện tích bãi gỗ giảm bớt được thiết bị bốc dỡ, đảo đống và xếp đống, tiết kiệm lao động và vận chuyển. Rút ngắn được chu kỳ sản suất tăng nhanh tốc độ quay vòng vốn, thuận tiện cho việc quản lý sản xuất.

 

2.2 Lựa chọn phương án thiết kế

Để thỏa mãn các yêu cầu ở trên, ta chọn máy cưa vòng đứng.

Ưu điểm:

- Tránh được rung động.

- Kết cấu vững chắc.

- Bàn máy có khả năng di chuyển, và nghiêng một góc nhất định.

 

Nhược điểm:

     - Khó điều chỉnh độ nghiêng của bánh đà.

      - Chỉ xẻ được gỗ vuông.

      -Không xẻ được những phôi gỗ có đường kính lớn.

 

Nguyên lý hoạt động

Động cơ điện 1 truyền chuyển động quay cho bánh đà chủ động 3 qua bộ truyền đai 2. Lưỡi cưa 5 được lồng vào hai bánh đà chủ động 3 và bị động 4 và cùng nằm trên trục chính 6. Tay quay 7 dùng để nâng hạ bánh đà bị động 4.

Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.7: Sơ đồ máy cưa vòng đứng

 

1. Động cơ.

2. Bộ truyền động đai.                                 5. Lưỡi cưa.

3. Bánh đà chủ động.                                   6. Gỗ gia công.

4. Bánh đà bị động.                                      7.Tay quay.

 

2.3 Tính toán động lực học hệ thống cưa gỗ

Đây là hệ thống có nhiệm vụ gia công khối gỗ sau khi đã được chuyển đến và thực hiện xong gá đặt. Đây là hệ thống chính và quan trọng, cần tính toán độ cứng vững và chính xác khi gia công nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm đầu ra.

2.3.1 Tính bánh đà

• Đường kính bánh đà:

Khi chọn phải đảm bảo đường kính bánh đà và đường kính cây gỗ lớn nhất theo quan hệ như sau:

(mm)                                    (2-1)

Trong đó:

D - đường kính bánh đà (mm)

     d - đường kính lớn nhất cây gỗ, d= 1000mm

D= (1,21,6)= 1,6. 1000= 1600 (mm)

 

• Đường kính bề mặt bánh đà:

Đường kính bề mặt bánh đà càng lớn, thì bề rộng mặt bánh đà càng lớn, có như vậy mới bảo đảm cho lưỡi cưa làm việc tốt.

Quan hệ giữa đường kính bánh đà và bề rộng mặt bánh đà đảm bảo theo công thức sau:

D’= (0,10,15)D

Trong đó:

            D’ - là bề rộng mặt bánh đà (mm).

            D - đường kính bánh đà. D= 1600(mm)

D’= 0,15. 1600= 240 (mm)

2.3.2 Tính toán lưỡi cưa

• Chiều dài lưỡi cưa

Chiều dài lưỡi cưa được tính chọn theo đường kính D của bánh đà và khoảng cách L_0­max giữa hai bánh đà:

L= D+ 2L_0max + l                                  (2-2)

Trong đó:

L - Chiều dài lưỡi cưa (mm).

D - đường kính bánh đà D= 1600 (mm).

L_0max - khoảng cách giữa hai bánh đà, L_0max= 2,2. d= 2,2. 1000= 2200 (mm).

l - bộ phận chiều dài mối nối lưỡi cưa (mm). Chọn l = 0,5 (mm).

 L = 3,14.1600 + 2.2200 + 0,5 = 9425 (mm)

 

• Chiều dày lưỡi cưa

Chiều dày lưỡi cưa vòng chọn theo công thức thực nghiệm dựa trên cơ sở biến dạng và ứng suất sinh ra trong bản cưa khi chạy qua bánh đà. Vì lưỡi cưa vòng khi chạy qua bánh đà bản thân lưỡi cưa bị cuốn. Mặt trong lưỡi cưa bị nén và mặt ngoài bị kéo. Ứng suất kéo, nén vượt qua ứng suất kéo nén cho phép của kim loại chế tạo lưỡi cưa, sẽ làm cho lưỡi cưa dễ bị đứt. Ứng suất sinh ra ở đây lại phụ thuộc vào đường kính bánh đà.

Công thức chọn chiều dày lưỡi cưa vòng theo đường kính bánh đà.

 (mm)                                          (2-3)

 

Trong đó:

B - Chiều dày lưỡi cưa vòng (mm)

D - Đường kính bánh đà (mm)

= 1,6 (mm)

 

• Bề rộng lưỡi cưa

Bề rộng của lưỡi cưa phụ thuộc vào bề rộng mặt bánh đà, được xác định trong khoảng sau:

                                         (2-4)

B là bề rộng của lưỡi cưa và D’ là bề rộng mặt puly. Khi mới dùng, lưỡi cưa rộng khoảng D’+5(mm). Trong quá trình làm việc lưỡi cưa bị mòn dần cho đến lúc đạt đến 3/5D’ thì coi như lưỡi cưa bị phá hủy.

. Chọn B = 245 (mm)

 

Hình 2.8: Lưỡi cưa

Bước răng

t = (1,52)(mm)  (2-5)

Trong đó:

t - Bước răng (mm)

B - Bề rộng lưỡi cưa (mm)

t = 2.= 31 (mm)

• Chiều cao răng cưa

h = (0,250,3).t                                       (2-6)

Trong đó:

h – Chiều cao của răng cưa (mm)

t – Bước răng (mm)

h = 0,3.31 = 9 (mm)

• Chiều dài chân hầu cưa

t₀’ = (0,60,65).t                                     (2-7)

Trong đó:

t₀’- Chiều dài chân hầu cưa (mm)

 t – Bước răng (mm)

 t₀’= 0,65. 31 = 20 (mm)

2.3.3 Tốc độ đẩy gỗ tối đa

(mm)                              (2-8)

Trong đó :

n - Số vòng quay của bánh đà (v/ph)

D - Đường kính của bánh đà, D = 1600(mm)

U_z - Lượng đẩy gỗ cho phép trên một răng cưa

t - Bước răng (mm) t = 31 (mm)

Số vòng quay của bánh đà trong một phút thường được chọn n= 300750, chọn n = 500 (v/ph).

Lượng đẩy gỗ cho phép trên một răng cưa U_z = 0,4.

Thay vào công thức trên ta có:

= 32 (m/ph)

 

2.3.4 Tốc độ cắt

 (m/ph)                                    (2-9)

Trong đó:

U - Tốc độ đẩy gỗ, U= 32 (m/ph)

t - Bước răng (mm) với t = 31 (mm)

U_z - Lượng đẩy gỗ cho phép trên một răng cưa, U_z = 0,4 (mm)

Thay vào công thức trên ta có:

 (m/ph)

2.3.5 Lực cắt dọc

Khi cắt chỉ có lực cắt dọc tham gia vào quá trình cắt gọt nên ta chỉ tính cho lực cắt dọc.

P_dọc = [(9,2.a+ 39,2.c + 0,0318.H.c).d + (2.2,26.c + 2.1,6.c² + 0,10.H.c)]. (2-10)

Trong đó :

 a- Hệ số độ tù, a= 1,3

c - Chiều dày của phoi, cU_z = 0,4 (mm)

H - Bề dày của ván xẻ, H= 80 (mm)

d - Chiều dày lớp gỗ bị hớt đi, d = b = 1,3 (mm)

t - Bước răng, t = 31 (mm)

a - Hệ số loại gỗ, chọn a = 1,7

 P= [(9,2.a+ 39,2.c + 0,0318.H.c).d + (2.2,26.c +2.1,6.c² + 0,10.H.c)].

= [(9,2.1,3 + 39,2.0,4 + 0,0318.80.0,4).1,3 + (2.2,26.0,4 + 2.1,6.0,4² + 0,1.80.0,4]

= 187,7 (N)

2.3.5 Tính toán năng suất máy

(m/ca)                                     (2-11)

Trong đó:

A - Năng suất máy trong một ca tính bằng chiều dài gia công (m)

t - Thời gian làm việc một ca (phút)

T - Thời gian cần thiết để xẻ xong một cây gỗ (phút)

l – Chiều dài cây gỗ (m)

K - Hệ số lợi dụng thời gian của máy

Chọn thời gian làm việc một ca t = 4h = 240 (phút)

Chiều dài cây gỗ l = 6 (m)

Chọn K = 0,830,9

Thời gian t được tính như sau:

T= t₁ + nt₂ + t₃ + t₄ + t₅

Trong đó:

t₁ - Thời gian lấy gỗ lên goòng gồm: thời gian đưa gỗ lên goòng; thời gian điều chỉnh gỗ; thời gian cố định gỗ (phút). Chọn t₁ = 4 (phút)

t₂ - Thời gian lật gỗ và điều chỉnh gỗ. Chọn t₂= 2,5(phút)

n – Số lần lật gỗ. Chọn n= 1

t_3­ - Thời gian đưa gỗ vào xẻ được tính như sau:

(phút)

Trong đó:

l - Chiều dài cây gỗ l = 6 (m)

Z - Số mạch cưa. Chọn Z = 10

V₁ - Tốc độ ăn gỗ, V₁= 41 (m/ph)

Thay vào công thức ta có :

(phút)

t₄ - Thời gian chạy không của máy:

(phút)

Trong đó :

l - Chiều dài cây gỗ l = 6 (m)

Z - Số mạch cưa. Chọn Z = 10

V₂ - Tốc lùi gỗ, V₂ = 5 (m/ph)

Thay vào công thức ta có :

(phút)

t₅ - Thời gian đẩy gỗ xuống goòng. Chọn t₅ = 0.5 (phút)

Thay vào công thức ta có :

T = 4 + 1.2,5 + 1,5 + 12 + 0,5 = 20,5 (phút)

Vậy năng suất của máy là :

(m/ca)

 

2.3.6 Công suất

Công suất cần thiết của máy được tính theo công thức sau :

                                      (2-12)

Trong đó :

K - Cản cắt riêng, K = 1,5

b - Chiều rộng lớp gỗ bị hớt đi, b = 1,6 (mm)

d - Chiều dày lớp gỗ bị hớt đi, d = b = 1,6 (mm)

U - Tốc độ đẩy gỗ, U = 32 (m/ph)

Ta chọn động cơ điện với các thông số sau:        

Kiểu ĐC	Công suất (KW)	Số vòng quay n (v/p)	Trọng lượng (Kg)
ĐK62-4	10	1460	1,3	2,3	170

 

2.3.7 Tỉ số truyền của hệ thống

• Tỷ số truyền của bộ truyền động đai từ động cơ đến bánh đà:

                                                   (2-13)

Mà  n_lv=

Trong đó: V - Tốc độ cắt, V= 41 (m/ph)

                 D - Đường kính của bánh đà, D = 1600 (mm)

 (v/ph)

= 3

 Thỏa mãn bộ truyền đai thang.

• Mômen xoắn truyền trên các trục

M_x1= 9,55.10⁶.                                  (2-14)

Trong đó: N₁ - Công suất của động cơ, N = 10 (KW)

                 n₁ - Số vòng quay của động cơ, n₁= 1460 (v/ph).

= 65410,9 (N.mm)

M_x2= i_ht1._1-2.M_x1= 3,2.0,96.65410,9 = 200942,4 (N.mm) = 200,942(N.m)

 Ta chọn được loại đai thang B.

2.3.8 Tính toán thiết kế bộ truyền động đai thang

• Chọn loại đai

Đai thang là chi tiết tiêu chuẩn, chúng được chế tạo hàng loạt từ vật liệu vải cao su theo chiều dài và tiết diện quy chuẩn. Ta đã tính toán và chọn được loại tiết diện đai B.

 

• Xác định đường kính bánh đai

Chọn đường kính bánh đai nhỏ D₁= 200(mm).

Kiểm nghiệm vận tốc đai theo điều kiện:

(3035)m/s, thỏa mãn điều kiện.       

- Tính đường kính bánh đai lớn D₂ theo công thức:

D₂ = i_ht1.D_1.(1-)                                     (2-15)

Trong đó:

i – Tỉ số truyền bộ truyền đai, chọn i = 3

D₁ - Đường kính bánh đai nhỏ, D₁= 200 (mm)

- Hệ số trượt  0,02.

Thay vào công thức ta có:

D₂= i_ht1.D₁.(1-) = 3.200.(1 - 0,02)  600 (mm)

 

• Chọn sơ bộ khoảng cách trục A_sb

Khoảng cách trục A_sb:

A_sb= 0,9.D₂= 0,9.600 = 540 (mm)

 

• Xác định chính xác chiều dài L và khoảng cách trục A

Tính chiều dài đai sơ bộ:

  (2-16)

 (mm)

Kiểm tra số vòng chạy của đai theo điều kiện

10                                (2-17)

Thay vào ta có:

 (thỏa mãn điều kiện)

 

• Kiểm nghiệm góc ôm trên bánh đai

Theo điều kiện:

              (2-18)

  (thỏa mãn điều kiện)

 

• Xác định số đai cần thiết

Số đai Z được xác định theo điều kiện tránh xảy ra sự trượt trơn giữa đai và bánh đai:

              (2-19)

Với [σ_p]₀ - ứng suất có ích cho phép (N/mm²). Chọn ứng suất căng ban đầu là σ₀  =  1,2 N/mm² và theo D₁ = 200 mm, ta có [σ_p]₀ = 1,51 N/mm²

F – tiết diện đai, F = 300 mm²

C_t – hệ số xét đến ảnh hưởng của chế độ tải, ta có C_t = 1

C_α – hệ số xét đến ảnh hưởng của góc ôm, ta có C_α = 0,89

C_v – hệ số xét đến ảnh hưởng của vận tốc, ta có C_v = 0,6

v – vận tốc đai(m/s), v  = 15,28 m/s,

N – công suất bộ truyền (KW), N = 10 KW

Suy ra , số đai cần thiết:

Suy ra chọn  Z  = 3

 

• Xác định kích thước bánh đai

a, Chiều rộng bánh đai:

B = (Z-1).t + 2.S             (2-20)

Với: t = 26 (mm)

  S = 17 (mm)

B = (3-1).26 + 2.17 = 86 (mm)

b, Đường kính ngoài của bánh đai:

D_a = D + 2.Y₀                                (2-21)

D_n1  =  D₁  + 2.Y₀

D_n2  =  D₂  + 2.Y₀

Với: D₁ = 200 (mm)

   D₂ = 600 (mm)

         Y₀ = 4,8 (mm)

Vậy:

D_n1 = 200 + 2.4,8 = 209,6 (mm)

D_n2 =  600 + 2.4,8 = 609,6 (mm)

• Xác định lực tác dụng lên trục

Lực căng ban đầu đối với mỗi đai:

Lực tác dụng lên trục:

 (N)

 

2.4 Tính toán thiết kế hệ thống gá kẹp gỗ

            Hệ thống gá kẹp gỗ có nhiệm vụ đảm bảo gỗ được gá đặt chắc chắn và chính xác trên bàn máy. Đây là 1 hệ thống quan trọng, góp phần đảm bảo độ chính xác gia công và độ cứng vững của toàn bộ máy khi gia công.

2.4.1 Tính chọn hệ thống thủy lực gá kẹp trên gỗ

Yêu cầu của hệ thống:

- Hành trình kẹp: S= 600 (mm)

- Lực ở đầu cần mỗi piston: F=1000 (N)

- Áp suất làm việc: P= 50 (bar)

- Thời gian hành trình kẹp: t­₁= 2 (s)

- Thời gian hành trình nhả: t₂= 3 (s)

* Tính toán thiết kế hệ thống kẹp thủy lực:

Hình 2.9: Sơ đồ hệ thống thủy lực kẹp trên

a) Tính toán xylanh

Hình 2.10: Sơ đồ lực xilanh

Tính đường kính trong xylanh:

Ta có:

                   (2-22)

Trong đó:       F: là lực tạo ra ở đầu cần piston (N)

P: là áp suất  làm việc của xylanh (N/m²)

D: là đường kính trong của xylanh (m)

A1: là diện tích tác dụng (m²)

• Áp suất làm việc khi ép: P= 50 (bar)

Diện tích tính toán:

Đường kính tính toán của xy lanh:

(m) = 15,96 (mm)

Chọn xy lanh theo bảng tiêu chuẩn ISO 6022

+  Đường kính piston: D=40(mm)= 0,04(m)

+  Đường kính cần piston: d=25(mm)=0,025(m)

Tính lại:

Diện tích làm việc của xy lanh:

Vì hành trình kẹp thực hiện ở bên có diện tích bé hơn

 (m²)

Áp suất làm việc:

b) Tính toán các thông số động học

• Lưu lượng cấp cho xylanh:

Q=F.v                         (2-23)

Trong đó:       Q: là lưu lượng cấp cho xylanh (m³)

F: là diện tích tác dụng của xylanh (m²)

v: là vận tốc của cần piston (m/s)

-  Tốc độ của cần piston trong hành trình tịnh tiến là:

(m/s)=18 (m/ph)

Lưu lượng cấp cho xylanh trong hành trình ép là:

-  Tốc độ cần piston trong hành trình lùi về là:

(m/s)=12 (m/ph)

Lưu lượng cấp cho xylanh trong hành trình lùi về là:

(l/ph)

Vì hành trình về là hành trình tạo lực kẹp nên chọn lưu lượng: Q₁

Q₁ tính chó một xi lanh công tác nên lưu lượng cần là:

c) Tính toán đướng ống thủy lực

- Trong đường ống thủy lực, chất lỏng công tác được vận chuyển từ bể dầu qua bơm nguồn đến các van, cơ cấu chấp hành rồi hồi về bể nhờ hệ thống các đường ống dẫn thủy lực.

- Đường ống thủy lực cần đảm bảo những yêu cầu sau:

+ Đảm bảo độ bền cần thiết

+ Đảm bảo hao phí áp suất là thấp nhất

+ Đảm bảo không rò rỉ

+ Đảm bảo không chứa và tạo bong bóng khí, nước

- Vì áp suất làm việc của hệ thống cao và môi trường hoạt động của máy ép nên ta chọn ống dẫn cứng được sản xuất từ thép.

- Chia đường ống thủy lực của máy ép làm 3 đoạn:

+  Đường ống hút: là đoạn từ bể dầu đến bơm nguồn.

Vận tốc hút: v₁=(0,8÷1,5)m/s

+  Đường ống đẩy: Từ bơm nguồn đến các van rồi vào xylanh.

Vận tốc đẩy: v₂=(3÷5) m/s

+  Đường ống xả: là đường ống hồi về bể dầu.

Vận tốc xả: v₃=(1÷1,6)m/s

-  Đường kính trong của đường ống được tính theo công thức:

                  (2-24)

Trong đó:       d: là đường kính trong của ống (m)

Q: là lưu lượng chảy qua ống (m³/s)

v: là vận tốc của dầu qua ống (m/s)

- Bề dày ống được tính theo công thức:

                  (2-25)

Trong đó:       : là bề dày ống (m)

................................

3.3.1 Cấu tạo

            Hệ thống gá kẹp gỗ bao gồm:

- Bàn xe cùng đường ray

Bàn xe có nhiệm vụ chống đỡ cả hệ thống, đồng thời thực hiện vận chuyển gỗ cùng hệ thống cũng như thực hiện chuyển động chạy dao.

Bàn xe có gắn móc ở 2 đầu để nhận chuyển động từ động cơ bên ngoài. Qua dây dẫn và móc, động cơ truyền chuyển động đến xe, làm xe chuyển động tịnh tiến, giúp vận chuyển gỗ cũng như thực hiện chuyển động đi dao khi cưa.

- Bàn gá gỗ

Bàn gá gỗ có đặc điểm chính là các rãnh mang cá. Bộ phận này có nhiệm vụ làm mặt phẳng để đặt và gá khối gỗ cũng như điểm đặt, di chuyển cho hệ thống gá thủy lực.

Hệ thống gá kẹp gỗ gồm nhiều bộ phận nhỏ, được liên kết với nhau bằng mối hàn hoặc các bulông-ốc vít. Riêng bộ phận xilanh thủy lực và bàn gá gỗ liên kết với nhau bằng các rãnh mang cá. Toàn bộ bộ phận xilanh thủy lực sẽ di chuyển trên các rãnh mang cá nhờ các xilanh đẩy gỗ.

- Hệ thống xilanh thủy lực kẹp trên, dưới và đẩy gỗ

Đây là bộ phận chính của hệ thống gá kẹp gỗ. Xilanh gá trên và dưới có nhiệm vụ chính là gá đặt khối gỗ trên bàn gá, trong khi xilanh đẩy gỗ có nhiệm vụ di chuyển khối gỗ cùng bộ phận gá theo phương vuông góc với hệ thống cưa và hệ thống chuyền, lật gỗ.

Hình 3.7: Kết cấu xilanh gá kẹp gỗ

- Thùng dầu

Thùng dầu được đặt trên bàn gá, cùng với các xilanh thủy lực, có nhiệm vụ cung cấp dầu cho các hệ thống thủy lực và là nơi đặt các bộ phận của hệ thống thủy lực như van, động cơ,…

 

3.3.2 Nguyên lý hoạt động

            Nguyên lý hoạt động của hệ thống gá đặt gỗ bao gồm các bước sau:

- Bước 1: Sau khi nhận gỗ từ hệ thống chuyền và lật gỗ, các xilanh kẹp trên và dưới bắt đầu thực hiện kẹp chặt dần khối gỗ. Sau khi đã kẹp khối gỗ chắc chắn, xilanh đẩy gỗ đưa khối gỗ cùng cả bộ phận gá kẹp thủy lực lùi sâu vào bàn gá.

- Bước 2: Bàn xe nhận chuyển động từ động cơ bên ngoài, đưa cả hệ thống cùng khối gỗ sang hệ thống cưa để tiến hành cưa gỗ.

- Bước 3: Xilanh đẩy gỗ lúc này sẽ điều chỉnh vị trí tương quan của gỗ so với mặt phẳng cắt của cưa 1 đoạn bằng với lượng gỗ cần cắt cho mỗi lượt cắt. Bàn xe đưa khối gỗ cùng cả hệ thống đi với tốc độ bằng tốc độ cắt đã tính toán để thực hiện chuyển động cắt.

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động khi cưa

- Bước 4: Sau khi đã đi hết chiều dài khối gỗ, xilanh đẩy đưa gỗ ra khỏi mặt phẳng cắt của cưa, đồng thời bàn xe đưa cả hệ thống quay lại vị trí chuẩn bị cắt ban đầu. Quá trình được lặp đi lặp lại đến khi cắt đủ lượng gỗ yêu cầu.

Hình 3.9: Hình ảnh thực tế hoạt động cưa gỗ

- Bước 5: Bàn xe đưa khối gỗ cùng cả hệ thống quay lại hệ thống chuyển và lật gỗ để thực hiện lật khối gỗ sang mặt cần gia công tiếp theo. Xilanh kẹp trên và dưới nhả khối gỗ, đồng thời xilanh đẩy gỗ đưa khối gỗ đến băng chuyền để bộ phận lật gỗ tiến hành lật khối gỗ theo yêu cầu.

 

3.4 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống chuyền và lật gỗ

3.4.1 Cấu tạo

Hình 3.10: Kết cấu hệ thống chuyền và lật gỗ

 

            Cấu tạo của hệ thống chuyền và lật gỗ bao gồm:

- Dây chuyền vận chuyển gỗ:

Hình 3.11: Kết cấu dây chuyền theo chiều ngang

Dây chuyền có nhiệm vụ đặt để gỗ đã được khai thác, sơ chế qua và vận chuyển gỗ tới hệ thống gá đặt gỗ để chuẩn bị cho các nguyên công tiếp theo.

Dây chuyền bao gồm hệ thống khung đỡ và các cụm xích chạy song song bên dưới phần khung.

- Bộ phận lật gỗ:

Bộ phận lật gỗ có nhiệm vụ chính là kết hợp với hệ thống gá đặt lật khối gỗ sang mặt tiếp theo được gia công cưa. Ngoài ra, bộ phận này còn có tác dụng giữ cho khối gỗ nằm ổn định trên bàn gá trong quá trình gá đặt của hệ thống thủy lực gá trên, dưới.

Hình 3.12: Kết cấu bộ phận lật gỗ

Bộ phận lật gỗ gòm 2 thành phần: xilanh thủy lực bên dưới có tác dụng làm tay lật di chuyển lên xuống, đồng thời chịu tải trong của khối gỗ khi tiến hành lật; xích lật gồm xích gắn thêm các thanh vuông để thực hiện việc lật gỗ.

Các phần xích của hệ thống còn đi kèm thêm các động cơ điện nhằm truyền chuyển động khi thực hiện việc vận chuyển hoặc lật gỗ.

 

3.4.2 Nguyên lý hoạt động

            Nguyên lý hoạt động của hệ thống chuyền và lật gỗ gồm 2 phần, tương ứng với 2 chức năng của hệ thống:

- Nguyên lý vận chuyển gỗ:

Gỗ từ nơi khai thác được sơ chế qua, sau đó được đặt lên dây chuyền để chuẩn bị cho các nguyên công. Khi xích quay, các tấm phẳng gắn trên xích sẽ đẩy các khối gỗ tịnh tiến về bàn gá của hệ thống gá đặt gỗ. Sau khi gỗ đã lăn xuống bàn gá, các tay của bộ phận lật gỗ sẽ đưa lên và giữ gỗ cố định trên bàn gá, nhằm giữ gỗ ổn định khi các xilanh gá gỗ tiến hành kẹp chặt.

Hình 3.13: Mô phỏng 3D hệ thống chuyền và lật gỗ

- Nguyên lý lật gỗ:

Gỗ sau khi đã gia công xong 1 mặt sẽ được hệ thống gá đặt đưa trở lại hệ thống chuyền và lật gỗ. Tại đây, gỗ được xilanh đẩy gỗ đẩy trở lại dây chuyền 1 phần. Các tay của bộ phận lật gỗ lúc này sẽ đưa lên đón lấy khối gỗ, đồng thời xích tại các tay sẽ quay, làm khối gỗ được lật dần dần đến khi đạt yêu cầu. Sau đó, các tay lại đẩy gỗ về bàn máy và tiến hành kẹp chặt như khi vận chuyển gỗ. Gỗ sau đó được hệ thống gá kẹp gỗ đưa trở lại hệ thống cưa để tiến hành nguyên công tiếp theo.

Chương 4: Lắp đặt, sử dụng và bảo quản hệ thống máy xẻ gỗ

4.1 Lắp đặt

            Việc lắp đặt máy xẻ gỗ cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Việc vận chuyển các bộ phận, hệ thống cần đảm bảo đúng cách, đúng quy trình, tránh va đập gây hỏng hóc.

Hình 4.1: Lắp đặt hệ thống gá kẹp gỗ

- Xưởng sản xuất nơi lắp đặt máy xẻ gỗ cần đảm bảo đủ diện tích, vị trí đặt máy nên hợp lí để dây chuyền chế biến và sản xuất gỗ diễn ra được liên tục và thuận lợi. Vì là máy sơ chế gỗ đầu vào nên tốt nhất nên đặt máy phía ngoài, nơi nhận gỗ mới được khai thác về xưởng để chế biến.

- Nền cần phải phẳng, đủ độ cứng vững. Lưu ý hệ thống cưa đặt thấp hơn so với trung bình mặt nền của xưởng nên phải thiết kế khu vực đặt hệ thống cưa cho hợp lí, tránh chênh lệch độ cao quá lớn hoặc ảnh hưởng đến các hệ thống làm việc khác.

- Việc lắp đặt các bộ phận cần đảm bảo đúng cách, đúng trình tự. Việc lắp đặt cần cẩn thận, sử dụng các dụng cụ cần thiết, tránh gây hư hại cho các bộ phận của máy.

 

4.2 Sử dụng

Việc sử dụng máy xẻ gỗ trong gia công chế biến gỗ cần tuân thủ đúng theo hướng dẫn sử dụng và dựa theo nguyên lý hoạt động, chức năng của máy:

- Các khối gỗ đầu vào cần đảm bảo đã sơ chế qua (cưa đúng kích thước yêu cầu, không vượt quá kích thước tối đa cho phép, loại bỏ trước các khuyết tật của gỗ như mắt lồi, các phần gỗ mục,…) cũng như đảm bảo đúng loại gỗ cần gia công sơ chế.

Hình 4.2: Các khối gỗ đảm bảo cho sơ chế

- Với các khổi gỗ lớn, nên dùng cần cẩu đủ tải trọng cho phép hoặc các cơ cấu khác để đưa gỗ vào dây chuyền một cách ổn định và an toàn nhất.

- Bật tắt, vận hành máy theo đúng hướng dẫn sử dụng.

4.3 Bảo quản

            Bảo quản máy đúng theo hướng dẫn sử dụng để đảm bảo máy hoạt động trong trạng thái tốt nhất và tăng tuổi thọ cho máy:

- Bật tắt máy đúng quy trình. Chỉ cho máy ngừng hoạt động khi không còn khối gỗ nào đang trong tình trạng chế biến, gia công dang dở.

- Luôn vệ sinh máy sạch sẽ sau khi sử dụng, dùng máy nén khí thổi các phần vụn gỗ, bụi bặm khỏi máy. Vệ sinh xưởng máy sạch sẽ, tránh để bụi bặm, mùn gỗ, vụn gỗ sau gia công làm ảnh hưởng đến các bộ phận của máy.

Hình 4.3: Xưởng sản xuất gỗ đảm bảo luôn sạch sẽ, vệ sinh

- Đảm bảo các cơ cấu như tay quay, rãnh mang cá, trục quay,… luôn được tra dầu đầy đủ. Tránh để bụi bặm, mùn cưa,… vào các phần trên.

- Luôn kiểm tra mức dầu cũng như nhiệt độ của bể dầu để đảm bảo các hệ thống thủy lực luôn làm việc trong trạng thái tốt nhất.

KẾT LUẬN

            Thực tế cho thấy Việt Nam hiện nay đang sở hữu những thế mạnh đáng kể để phát triển ngành công nghiệp gỗ đầy tiềm năng, tuy nhiên không thể không kể đến những khó khăn vẫn còn tồn tại. Một trong số đó là trình độ kỹ thuật về khai thác, chế biến gỗ vẫn còn lạc hậu, thủ công, công cụ lao động còn thô sơ, dựa vào sức người là chính.

            Vì thế, chúng em đã đặt ra mục tiêu nghiên cứu và thiết kế đề tài về một hệ thống máy hoàn toàn tự động giúp cắt gọt và sơ chế gỗ để cung cấp nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp gỗ, đảm bảo đủ chỉ tiêu về chất lượng và số lượng, đó là Đề tài Hệ thống máy xẻ gỗ.

            Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng em đã hết sức cố gắng trong việc tìm kiếm tài liệu và tìm hiểu thực tế sản xuất. Qua ba tháng thực hiện đề tài này, chúng em đã đạt được những mục tiêu ban đầu đề ra, đó là: tìm hiểu, nghiên cứu đầy đủ các lý thuyết về các loại gỗ, cách cắt gọt và sơ chế; tính toán các thông số cần thiết của hệ thống; thiết kế kết cấu và nguyên lý hoạt động của từng bộ phận cũng như cả hệ thống.

Chúng em cũng gặp không ít khó khăn vì đề tài về máy cưa vòng đứng là một đề tài khá mới, cũng như thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình tính toán cũng như thiết kế. Vì vậy em rất mong được sự đóng góp ý kiến chân thành từ quý thầy cô cùng các bạn để đề tài của chúng em được hoàn thiện hơn.

            Lời cuối, em xin cảm ơn PGS.TS Phạm Văn Nghệ cùng các thầy cô trong bộ môn Gia công áp lực và các bạn đồng môn đã nhiệt tình giảng dạy, chỉ bảo, giúp đỡ và tạo điều kiện hết sức để chúng em có thể hoàn thành Đề tài Thiết kế hệ thống máy xẻ gỗ này.