Phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanh cơ sở để sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, làm cơ sở định mức tiêu hao nguyên liệu khi sản xuất ván ghép thanh

Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
Chơng 1 :Tổng quan
1.1 Mục tiêu đề tài
Xây dựng phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanh cơ
sở đẻ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm, làm cơ sở định mức tiêu hao
nguyên liệu khi sản xuất ván ghép thanh từ loại gỗ này.
1.2 Phạm vi đề tài nghiên cứu:
Loại gỗ keo lá tràm 7- 8 tuổi, ở núi luốt Trờng Đại học Lâm Nghiệp.
Loại ván ghép thanh thông dụng không phủ mặt
1.3 Nội dung chủ yếu của đề tài:
- Cơ sở lý luận
- Thực nghiệm
- Kết quả đề tài, kết luận và kiến nghị
1.4 Phạm vi nghiên cứu :
Việc xác định tỷ lệ thành khí định mức, tỷ lệ lợi dụng gỗ trong công nghệ
xẻ, xác định mức tiêu hao nguyên liệu trong chế biến là một việc hết sức cần
thiết và quan trọng. Nó không chỉ là cơ sở cho chúng ta đánh gía chất lợng
công nghệ, năng lực gia công của công nhân, mà còn giúp chúng ta xác định đ-
ợc phơng pháp gia công cần thiết giúp nâng cao tỷ lệ thành khí,nâng cao thành
quả lao động. ở Trờng Đại học Lâm Nghiệp đã có một số đề tài tốt nghiệp của
sinh viên khoa chế biến lâm sản đề cập đến vấn đề nghiên cứu lựa chọn phơng
pháp xẻ và xây dựng bản đồ xẻ hợp lý khi xẻ thanh cơ sở cung cấp cho công
nghệ ván ghép thanh từ loại gỗ keo lai, keo tai tợng.
Keo lá tràm là một trong những loại cây trồng chủ lực hiện nay của ch-
ơng trình 661. Tuy nhiên, nó cha đợc nghiên cứu một cách thấu đáo cả về cấu
tạo, tính chất cơ vật lí và sử dụng. Chính vì thế, đợc sự cho phép của khoa chế
biến lâm sản, và sự hớng dẫn của thầy giáo Nguyễn Phan Thiết chúng tôi đi sâu
nghiên cứu về loại gỗ này. Đề tài tập trung vào 2 vấn đề chủ yếu :
- Xác định các bớc xác định tỷ lệ thành khí định mức .

- Xác định tỷ lệ thành khí định mức khi xẻ thanh cơ sở đẻ sản xuất ván
ghép thanh có phủ mặt từ gỗ keo lá tràm.
1
Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
Chơng 2: cơ sở lý thuyết
2.1 Khái niệm về tỷ lệ thành khí, tỷ lệ thành khí định mức
2.1.1 Tỷ lệ thành khí:
Là tỷ số giữa thể tích gỗ xẻ(bao gồm cả sản phẩm chính và phụ) và thể
tích gỗ tròn đem vào xẻ trong cùng điều kiện tính bàng phần trăm.
.100%;
x
v
p
v
=
Trong đó p: Tỷ lệ thành khí (%)
V
x
: Thể tích gỗ xẻ thu đợc (m
3
)
V: Thể tích gỗ tròn đa vào xẻ
Tỷ lệ thành khí là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá trình độ kỹ thuật xẻ của
một số cơ sở sản xuất, một ngành, một nớc. Nâng cao đợc tỷ lệ thành khi xẻ có
ý nghĩa rất lớn về kỹ thuật về mặt sử dụng gỗ và cung cấp gỗ. Rộng hơn nữa là
tiết kiệm đợc lợng gỗ khai thác góp phần bảo vệ môi trờng, bảo vệ rừng.
2.1.2 Tỷ lệ thành khí địng mức:
Là chỉ tiêu tỷ lệ thành khí phải đạt đợc của một cơ sở sản xuất nó mang

tính trung bình tiên tiến và có kể đến ảnh hỏng của các yếu tố khách quan chủ
yếu dựa trên cơ sở thống kê.
Tỷ lệ thành khí là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá tình hình sản
xuất của xí nghiệp sản xuất xẻ, tỷ lệ thành khí do ảnh hởng của nhiều yếu tố
khách quan nên đề ra tỷ lệ thành khí định mức.
Nhờ công cụ tính toán thống kê ta có thể xây đợc tỷ lệ thành khí đảm bảo
độ chính xác.
2.1.3 Các yếu tố ảnh tới tỷ lệ thành khí.
2.1.3.1 Nguyên liệu gỗ:
Tính chất cơ học và tính chất vật lý của gỗ: Giữa vào các cấu tạo khác
nhau của gỗ mà các tính cơ lý của gỗ cũng khác nhau. Gỗ càng cứng (tính chất
cơ học cao) tỷ lệ thành khí gỗ sẽ cao.
Kích thớc gỗ tròn: Kích thớc gỗ tròn đợc trng bằng chiều dài và đờng
kính. Qua nghiên cứu ở nhiều cơ sở sản xuất cho thấy nếu chiều dài càng giảm
thì cho tỷ lệ thành khí cao, vì nếu gỗ càng dài thì khả năng xuất hiện bệnh tật
càng nhiều. Với đờng kính kính gỗ càng lớn thì tỷ lệ thành khí thu đợc càng lớn
do khả năng thu đợc sản phẩm chính nhiều hơn.
Hình dạng gỗ tròn ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Hình dạng gỗ tròn đặc tr-
ng bởi độ cong, độ thót ngọn, độ bầu dục.
+ Độ cong gỗ tròn đợc tính bằng tỷ số giữa độ võng h và chiều dài L
F =
h
L
.100%
F: độ cong tính bằn %
H:Độ vọng (cm)
L:Tính bằng (m)
Độ càng lớn thì tỷ lệ thành khí càng giảm do gỗ càng cong khẳ năng xuất hiện
các sản phẩm có kích thớc nhỏ hơn, ngắn hơn dự tính ban đầu
2

Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
+ Độ bầu dục của gỗ: Độ bầu dục đợc tính bằng tỷ số giữa hiệu đờng
kính lớn nhất và đơng kính vuông góc với nó đo trên cùng một tiết diện ngang
của gỗ với đờng kính lớn nhất đó.
1 2
1
.100
d d
E
d

=

d
1
: đờng kính lớn nhất của tiết diện
d
2
: đờng kính vuông góc của tiết diện
+Độ thót ngọn của gỗ: Là tỷ số giữa hiệu hai đờng kính đầu và cuối của
khúc gỗ so với chiều dài của cây gỗ
.100(%)
D d
s
L

=
Trong đó: D: đờng kính đầu gốc của cây gỗ

d:đờng kính đầu ngọn của cây gỗ
+ Bệnh tật gỗ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Các loại bệnh tật gỗ tự nhiên:
Mắt gỗ, mục mọt, chéo thớ, vặn thớ, cong, bành vè Không chỉ làm giảm chất
lợng sản phẩm mà còn làm tỷ lệ thành khí. Vớ từng loại bệnh tật của gỗ sẽ có
mức độ ảnh hởng khác nhau tới tỷ lệ thành khí. Bệnh tật gỗ càng nhiều thì tỷ lệ
thành khí thu đợc khi ca xẻ càng thấp. Mắt gỗ (Mắt sống và mắt chết) là một
khuyết tật của gỗ. Số lợng mắt gỗ càng nhiều, kích thớc mắt lớn thì tỷ lệ thành
khí thu đợc càng thấp. Mỗi loại khuyết tật của gỗ nó lam giảm đáng kể tỷ lệ
thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ. Các loại khuyết tất này nó ảnh rất khác nhau trong
quá trình ca xẻ. Vì vậy dạng khuyết tật gỗ mà lựa chọn phơng pháp xẻ cho hợp
lý để thu đợc tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng, hiệu quả kính tế cao nhất.
+ Sản phẩm gỗ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Nói đến sản phẩm là nói đến
quy cách, kích thớc của sản phẩm gỗ có ảnh hởng rất lớn đến tỷ lệ thành khí.
Bởi vì khi ca xẻ kích thớc sản phẩm không hợp lý thì sẽ làm giảm tỷ lệ thành
khí, tăng lợng hao hụt gỗ.
+ Máy móc thiết bị ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Máy móc thiết bị nó
hiện ở độ chính xác của công cụ cắt gọt. Máy móc có chính xác cao, công cụ
cắt tốt thì quá trinh của xẻ sẻ thu đợc sản phẩm tốt, tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi
dụng gỗ cao. Độ chính xác máy móc thiết bị góp phần làm giảm các khuyết tật
của sản phẩm xẻ: Nứt nẻ, nứt đầu gỗ, nứt mặt ván, đầu to,đầu nhỏ, dày mỏng,
lem cạnh, độ bằng phẳng của gia công, lợn sóng. Công cụ cắt phải đảm bảo
yêu cầu về độ sắt, độ mở ca, bóp me, chiều dày lỡi cắt .Chiều dầy lỡi cắt quá
lớn sẽ làm tăng kích thớc mặt xẻ, làm giảm tỷ lệ tý lệ thành khí, tăng hao hụt
gỗ.
+ Yếu tố công nghệ ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí : Yếu tố công nghệ gồm
có quy trình công nghệ và phơng pháp xẻ( bản đồ xẻ). Quy trình công nghệ
không hợp lý, máy móc thiết bị không đảm bảo yêu cầu thì khi ca xẻ tỷ lệ lợi
dụng gỗ không cao, chất lợng sản phẩm không đạt yêu cầu. Do đó phải có một
quy trình công nghệ hợp lý để làm đợc điều đó phải căn cứ vào sản phẩm, yêu
cầu chất lợng sản phẩm và tiến độ sản xuất. Nhng có một qui trình công nghệ

hợp lý mà không có phơng pháp xẻ hợp lý thì tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng sẽ
không cao. Vì vậy việc lập đợc một bản đồ xẻ hợp lý cho từng khúc gỗ là một
yêu cầu cấp thiết ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí.
3
Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
Các yếu tố khác ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí: Bao gồm trình độ tay nghề
công nhân, kỹ thuật xẻ, độ rộng mạch xẻ ... Độ roongj xẻ càng lớn thì hao hụt
gỗ càng lớn. Trình độ tay ng0hề công nhân cao,ổn định thì sản phẩm thu đợc
khi ca xẻ sẽ có chất lợng đảm bảo,tỷ lệ thành khí cao, năng suất lao động đợc
nâng lên.
2.2 Các phơng pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức:
2.2.1. Phơng pháp thống kê bình quân:
Qua điều tra khảo sát thực tế đẻ có đợc giá trị tỷ lệ thành khí định mức
với các điều kiện tơng của các cơ sở sản suất khác, trên cơ sở đó xác địng tỷ lệ
thành khí định mức cho cơ sở mình.
Phơng pháp này thực hiện theo hai bớc:
Bớc 1: Đi thực tế các xởng xẻ có điều kiện tơng tự (máy móc thiết bị điều kiện
sản phẩm) để xác định tỷ lệ thành khí định mức.
P
đm1
, P
đm2
, P
đm3
, ... P
đmn
Bớc 2:Tỷ lệ thành khí trung bình
đm đm

1
1
n
i
p p
n
=
=
ồ
Trong quá trình công nghệ có rất nhiều yếu tố ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí vì
vậy chúng ta biết lọai bỏ những yếu tố không quan trọng để bài toán đợc đơn
giản hơn:
P
đm
= f(d, l, s, ... )
2.2.2 Xác định tỷ lệ thành khí bằng phơng pháp hệ số:
+ Tỷ lệ thành khí thực tế : Đợc tính bằng thể tích khối lợng gỗ xẻ đem
chia cho tổng thể tích khối lợng thể tích gỗ tròn đa vào xẻ ta đợc tỷ lệ thành khí
thực tế của cơ sở sản xuất.
+ Tỷ lệ thành khí định mức: Đem tỷ lệ thành khí thực tế nhân với các hệ số ảnh
hởng đến tỷ lệ thành khí qua tính toán thống kê ta đợc tỷ lệ thânh khí định mức
cho cơ sở sản xuất. So sánh tỷ lệ thành khí thực tế với tỷ lệ thành khí định mức
cho ta phân tích đợc tình hình sản xuất tốt hay xấu của cơ sở sản xuất đó.
P
đm
= H.p
c
Trong đó: p
đm
là tỷ lệ thành khí định mức (%)

P
c
là tỷ lệ thành khí thực tế (%)
H là hệ số ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí
+ Phơng pháp xác định các hệ số ảnh hởng tới tỷ lệ thành khí:
Hệ số ảnh của đờng kính gỗ tròn: Khi xác định ảnh hởng bởi đờng kính gỗ tròn
ta phải cố định các yếu tố khác. Giả sử có một khối lợng gỗ với các số liệu sau:
- Đờng kính gỗ d
1
, d
2
... d
n
- Thể tích tơng ứng k
1
, k
2
,.., k
n
Chọn một tỷ lệ thành khí nào đó trong các tỷ lệ thành khí đợc làm chuẩn ta lập
hệ số:

1
1
k
k
H
k
=
;

2
2
1
k
H
k
=
;
n
n
n
k
H
k
=
Từ đó ta có: k
1
= H
1
.k
k
; k
2
= H
2
.k
k
; k
3
= H

3
.k
k
4
Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
Nếu gọi thể tích gỗ xẻ thu đợc là Q
1
, Q
2
, Q
n
thì theo công thức tính tỷ lệ thành
khí ta có:
1 1 1
1 1 1
. . . .
n n n
i i i k i i i
i i i
d k
n n n
i i i
i i i
k v H k v H v
k k
v v v
= = =
= = =

= = =


Đặt:
1
1
.
n
i i
i
n
n
i
i
H v
H
v
=
=
=


là hệ số ảnh hởng tỷ lệ thành khí bởi đờng kính cây gỗ ta
có: k
d
= H
d
.k
k
.

+ Hệ số ảnh ảnh hởng độ cong cây gỗ tròn: Giả sử khối lợng gỗ có các số liệu
thống kê sau: Đờng kính cây gỗ d
k
Độ cong tơng ứng f
1
, f
2
, ..., f
n
Thể tích tơng ứng v
1
d
f
, v
2
d
f
, ... v
2
d
f
Tỷ lệ thành khí tơng ứng k
1
d
f,
, k
2
d
f
.... k

n
d
f
hệ số so sánh t-
ơng ứng H
1
, H
2
, ... H
n
, với
1 1 1
1 1 1
. . .
; ; ;
. . .
n n n
k n k n k n
k k k k k k
H H H
k d k d k d
= = =
k
n
.d
f
: Tỷ lệ thành khí thứ do ảnh hởng của đờng kính và độ cong gỗ tròn.
k
n
.d

f
: Là tỷ lệ thành khí nào đó lấy trong số tỷ lệ thành khí k
i
d
f
làm chuẩn. Nh
vậy tỷ lệ thành khí khi đờng kính và độ cong thay đổi sẽ là:
Trong đó các hệ số H
d
, H
c
, gọi là hệ số ảnh hởng của đờng kính và độ cong gỗ
tròn đến tỷ lệ thành khí tổng quát khi tính toán tới các yếu tố khác nh, mục,mọt,
độ thót ngọn, qui cách sản phẩm ta dùng công thức chung sau để tính toán các
hệ số ảnh hởng.

1
x
1
.
n
i i
i
n
i
i
H v
H
v
=

=
=



Trong đó: H
x
là hệ số ảnh hởng của yếu tố X nào đó đến tỷ lệ thành khí
V
i
thể tích gỗ tròn tơng ứng
Tỷ lệ thành khí định mức chung sẽ là:
K = K
k
(
1
n
i
i
H
=
ế
)
Ưu điểm của phơng pháp này là kể đến ảnh hởng của nguyên liệu, chất lợng của
sản phẩm, phơng pháp xác định tơng đối đơn giản. Nhng nhợc điểm của phơng
5
f f i f f f
1 1
f d
i f i f

1 1
d . d d d . d
d d
n n
i i i i
i i
d k c
n n
i i
k v k H v
k k H H
v v
= =
= =
= = =


Ng/ liệu
Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
pháp này là mất nhiều thời gian, tốn nhiều vật t, thực chất đây là phơng pháp
thực nghiệm đơn yếu tố,độ chính xác thấp
2.3. Công nghệ sản xuất ván ghép thanh và các yếu tố ảnh hởng.
2.3.1. Công nghệ sản xuất ván ghép thanh.
Để ghép các thanh thành phần theo kirllop có một số cách ghép sau:
+ Ghép đối xứng vòng năm theo phơng tiếp tuyến
+ Ghép đối xứng vòng năm theo phơng xuyên tâm
+ Ghép các thanh thành phần theo kiểu ngón:
2.3.2 Các yếu tố ảnh hởng tới công nghệ sản xuất ván ghép thanh.

Có rất nhiều yếu tố, liên quan đến đề tài nghiên cứu, chúng tôi chỉ xem xét đến
một số yếu tố :
2.3.2.1 Cấu tạo gỗ:
Gỗ là loại vật liệu có cấu tạo từ nhiều hợp chất hữu cơ, thành phần
chủ yếu cấu tạo nên gỗ là xenlulo, hêmixenlulo và lipgin trong cấu tạo của phân
tử xenlulo có chứa nhóm OH, khi gỗ tiếp xúc với keo các phần tử có cực tính
trong keo sẽ liên kết với nhóm OH tạo nên sự dán dính. Cấu tạo gỗ rất phức tạp
6
Tạohanh Sấy thanh
Chuẩn KT
thanh
XL thanh Tráng keo Xếp ván ép ván
Xứ lí mặt
Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
đối với một số loại gỗ phải lựa chọn một loại keo và chế độ ép sao cho phù hợp
với từng loại gỗ.
2.3.2.2 Độ ẩm gỗ:
Trong quá trình dán dính, dung môi từ dung dịch keo chủ yếu thông
qua con đờng khuếch tán vào bề mặt gỗ và xung quanh vì thế gỗ có dộ ẩm tăng
lên. Trong thực tế dung môi bay hơi ra ngoài là rất ít. Phần giữa mối dán hầu
nh không bay hơi, nếu độ ẩm gỗ cao làm đọng dung môi trong màng keo cản
trở quá trình hình thành mối gián, làm giảm cờng độ gián dính. Vì vậy trong
công nghệ ván ghép thanh độ ẩm của gỗ sau khi sấy là 8 10%.
2.3.2.3 Kích thớc thanh cơ sở:
Kích thớc thanh cơ sở sử dụng trong ván ghép thanh phụ thuộc vào
yêu cầu của sản phẩm và khẳ năng tận dụng gỗ của từng, vùng từng nhà máy.
Nừu kích thớc thanh cơ sở nhỏ sẽ hạn chế đợc khuyết tật do gỗ tự nhiên gây ra:
Mắt, mục, nứt ... Khẳ năng tận dụng gỗ cao sự chênh lệnh khối lợng thể tích

giữa các thanh không lớn nên mức độ co ngót giữa các chiều nhỏ, chất lợng ván
ghép đồng đều và ổn định hơn. Nhng kích thớc thanh nhỏ chi phí tạo thanh lớn,
hao hụt gỗ nhiều, tốn keo
Theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ kích thớc thanh cơ sở của ván ghép thanh dùng
cho hàng mộc đợc chia nh sau:
Chiều rộng thanh 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, ... 55 (mm)
Chiều dày thanh 8, 10, 12, 14, 16, 19, 20, ... 45 (mm)
Để thu đợc yêu cầu, chất lợng sử dụng gỗ cũng nh nâng cao khẳ năng tận dụng
gỗ, chúng tôi chọn kích thớc thanh cơ sở nh sau:
S.B.L = 22.40.450
Đối với phơng pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thớc thanh xẻ là:
S.B.L = 26.45.500
2.4 Phơng pháp xẻ và bản đồ xẻ.
2.4.1 Phơng pháp xẻ.
2.4.1.1 Phơng pháp xẻ xuyên tâm.
+ Cách xẻ hình quạt: Đây là cách xẻ đợc thực hiện trên 1/4 tiết của cây gỗ.
Phơng pháp này có khả năng thu đợc lợng gỗ xuyên tâm cao nhng nh-
ợc điểm lớn nhất là khó cố định gỗ, cần có công cụ chuyên dùng đặc biệt
trong quá trình xẻ vì vậy đây cũng là một phơng pháp xẻ cho những loại sản
phẩm có yêu cầu đặc biệt.
+ Cách xẻ hình cung:
7
[

]
[a]
Nghiên cứu khoa học

khoa chế biến lâm sản
Bằng cách xẻ hình cung chúng ta cũng thu đợc ván xuyên tâm, pnơng

pháp này cũng đợc thực hiện trên nửa tiết diện hình tròn của cây gỗ.
Giả sử miền ABCD là miền cho phép xẻ ván xuyên tâm ta phải xác
định miền cho phép Z, phải thoả mãn điều kiện cho trớc
[ ]
à
Ta có:
Vì Z1 là khoảng giữa hai đờng trung tâm tấm ván ngoài cùng nên thực
tế khoảng cách lợi dụng gỗ hay chiều rộng của miền cho phép z Là:
1
2
1 4
d
z z e e
tg
a
= + = +
+
Trong đó d: Đờng kính gỗ tròn.
E: Chiều dày mạch xẻ.
Mở rộng bài toán trên khi xẻ ván xuyên tâm thực hiện trên một phần
nửa hình tròn.
Nếu xẻ xuyên tâm cho một phần của nửa hình tròn

Miền cho phép tính theo công thức :
8