Thiết kế máy ép ván OKAL năng suất 5m3 CA

Lời nói đầu

LỜI NÓI ĐẦU
-----  ----

Trong thời đại ngày nay, trước sự phát triển của các ngành công nghiệp và
nguồn tài nguyên rừng ngày càng bò thu hẹp cùng với nhu cầu sử dụng gỗ của
con người ngày càng nhiều, đòi hỏi con người phải tìm cách làm sao để nâng
cao hiệu quả sử dụng gỗ tránh lãng phí và phải tìm cách tái sử dụng những phế
liệu từ gỗ. Vớiø những yêu cầu cấp thiết đó, công nghệ sản xuất ván dăm được
ra đời. Đây là sản phẩm từ dăm gỗ có kích thước và độ ẩm phù hợp được liên
kết nhờ tác dụng của một chất kết dính (keo) dưới nhiệt độ và áp suất nhất
đònh. Ván dăm với công nghệ lợp mặt tốt sẽ thay thế gỗ trong lónh vực sản xuất
đồ mộc và trang trí nội thất.
Hơn nữa, yêu cầu nguyên liệu cho ván dăm không cao, có thể dùng phế
liệu từ các xưởng cưa, gỗ tỉa thưa, cành, nhánh nhỏ… Đây chính là một trong
những phương pháp tận dụng phế liệu của gỗ một cách tích cực và có tính kinh
tế cao trong sản xuất. Do đó công nghệ sản xuất ván dăm dần dần trở thành
ngành công nghiệp có tốc độ phát triển nhanh và là ngành có tính chất chiến
lược trong kinh doanh phát triển ngành lâm nghiệp, góp phần tích cực và tận
dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng.
Trong dây chuyền sản xuất ván dăm thì máy ép là thiết bò đóng vai trò
quan trọng trong sản xuất ván dăm. Đây là khâu trực tiếp tạo ra kích thước,
hình dáng của sản phẩm và góp phần tạo ra chất lượng cho sản phẩm ván dăm .
Do vậy việc thiết kế và chế tạo thiết bò đòi hỏi rất nhiều điều kiện cụ thể để

i


Lời nói đầu

sản xuất ra sản phẩm đạt chất lượng, giá thành phù hợp với nhu cầu của người
sử dụng và có tính cạnh tranh cao đối với sản phẩm cùng loại trên thò trường.
Tuy nhiên, đây là luận án nghiên cứu đầu tiên cùng với những kinh
nghiệm thực tế còn hạn chế nên việc thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, rất
mong nhận được sự góp ý của Quý Thầy Cô và các bạn để quyển luận văn
được hoàn thiện hơn và có thể ứng dụng vào thực tiễn.

ii


Mục lục

MỤC LỤC
Chương 1. Tổng Quan Về Sản Phẩm Ván Dăm .............................................. Trang 2
1.1 Đặc điểm của dăm và phân loại dăm ............................................................ Trang 2
1.2 Tính chất của sản phẩm ván dăm ................................................................. Trang 5
1.3 Ảnh hưởng của công nghệ đến tính chất của sản phẩm ván dăm ................ Trang 8
Chương 2. Quy Trình Công Nghệ Sản Xuất Ván Dăm ................................. Trang 13
2.1 Qui trình công nghệ sản xuất ván dăm ....................................................... Trang 13
2.2 Máy ép ván dăm ......................................................................................... Trang 15
Chương 3. Tính Toán Sơ Bộ Các Thông Số Ban Đầu ................................... Trang 20
3.1 Các thông số ban đầu .................................................................................. Trang 20
3.2 Tính toán năng suất máy ép ........................................................................ Trang 21
Chương 4. Tính Toán Khung Của Máy p Ván Dăm .................................. Trang 24
4.1 Mô hình tính toán chung .............................................................................. Trang 24
4.2 Tính toán kết cấu khung của máy ép ván .................................................. Trang 26
4.3 Tính toán mối nghép khung ........................................................................ Trang 31
Chương 5. Tính Toán Hệ Thống Thủy Lực ................................................... Trang 34
5.1 Giới thiệu về máy ép, các thông số ban đầu và mô hình tính .................... Trang 34
5.2 Tính toán hệ thống thủy lực ........................................................................ Trang 37

5.3 Các tính toán phụ khác ................................................................................ Trang 45
Chương 6. Tính Toán Cơ Cấu Đẩy Bánh Dăm ............................................. Trang 48
6.1 Mô hình tính toán cơ cấu đẩy bánh dăm ..................................................... Trang 48
6.2 Tính toán hệ thống truyền động của cơ cấu đẩy ván .................................. Trang 51
Chương 7 . Tính Toán Cơ Cấu Vận Chuyển Ván Thành Phẩm .................. Trang 62

iii


Mục lục

7.1 Sơ đồ nguyên lý cơ cấu vận chuyển ván thành phẩm ................................ Trang 62
7.2 Tính toán hệ thống truyền động băng lăn ................................................... Trang 65
Chương 8. Vận Hành, Bảo Trì Máy ............................................................... Trang 74
9.1 Mạch điều khiển cho máy ép ...................................................................... Trang 74
9.2 Mạch điều khiển cho cơ cấu đẩy bánh dăm ............................................... Trang 75
9.3 Mạch điều khiển cho cơ cấu vận chuyển ván thành phẩm ......................... Trang 77
9.4 Các hư hỏng thường gặp và bảo trì máy ..................................................... Trang 78
Chương 9. Kết Luận ......................................................................................... Trang ix
Tài Liệu Tham Khảo ........................................................................................ Trang xi

iv


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM VÁN DĂM

1.1. ĐỊNH NGHĨA
Ván dăm là một loại ván được chế tạo từ dăm gỗ và chất kết dính là keo dưới
tác dụng của áp suất và nhiệt độ. Ván dăm có những đặc tính cao hơn gỗ mà gỗ
không thể đáp ứng được đó là: kích thước, giá thành, ngoài ra ván dăm còn tận
dụng được phế liệu do việc sản xuất gỗ nguyên để lại… Với những tính chất ưu việt
đó, ván dăm hiện nay được sử dụng rất nhiều trong xây dựng cũng như trong sản
xuất đồ mộc và đồ dùng trang trí nội thất.
1.1.1. ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN LOẠI VÁN DĂM
a. ĐẶC ĐIỂM CỦA VÁN DĂM
Ván dăm có thể sản xuất với một kích thước lớn, tức là có thể tạo được ván
diện rộng. Kích thước này chỉ bò khống chế bởi thiết bò ép mà không bò chi phối bởi
nguyên liệu gỗ. Các kích thước ván dăm được sản xuất phổ biến hiện nay và giá cả
thực tế ngoài thò trường như sau:
Độ dày

Các kích thước

9mm

2440x1220

2440x1830

3660x1220

-------------

12mm

2440x1220

2440x1830

3660x1220

-------------

16mm

2440x1220

2440x1830

3660x1220

3660x1830

18mm

2440x1220

2440x1830

3660x1220

3660x1830

25mm

2440x1220

2440x1830

3660x1220

3660x1830

32mm

-------------

2440x1830

-------------

3660x1830

BẢNG GIÁ VÁN DĂM (OKAL) (áp dụng từ ngày 16/03/2004)
1220 x 2440 mm

QUY CÁCH

Đơn giá VAT 5% Giá có VAT

Ván dăm 12ly 1220 x 2440

80.000

4.000

84.000

Ván dăm 15ly 1220 x 2440

82.857

4.143

87.000

Ván dăm 18ly 1220 x 2440

85.714

4.286

90.000

Ván dăm formica 1 mặt các màu 18 ly

95.238

4.762

100.000

(Nguồn: Công Ty Chế Biến Gỗ Tân Mai- )

2

Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Hình 1.1: KIỂU CÁCH VÀ KÍCH THƯỚC VÁN DĂM
Hiện nay có khả năng sản xuất ra những tấm ván có kích thước:
Rộng đến 2,55m
Dài đến 15m
Dày từ 4-50mm
Các tính chất cơ lý của ván dăm tương đương với gỗ lá kim (gỗ thông) và đặc
biệt độ co rút của ván dăm ưu việt hơn hẳn gỗ nguyên.
Theo các chiều thớ khác nhau, các tính chất của ván rất đồng đều, đặc biệt là các
tính chất cơ lý, vật lý của ván.
Ván dăm có thể sản xuất đáp ứng được những yêu cầu phù hợp với yêu cầu sử
dụng tức là có khả năng điều tiết được quá trình công nghệ để tạo ra sản phẩm ván
dăm có được những đặc tính mong muốn như: khối lượng riêng, độ bền cơ học và
hình thức bề ngoài phù với yêu cầu sử dụng.
Có khả năng lợp mặt bằng các loại vật liệu, trang sức khác nhau như: sơn, lợp
mặt bằng ván mỏng, giấy, nhựa… rất hợp với thò hiếu của sản xuất mộc hiện nay.
Dễ gia công bằng các dụng cụ gia công bình thường như cưa, bào, khoan,
phay, đánh nhẵn….Và có độ bám dính tốt phù hợp với kỹ thuật công nghệ gia công
đồ gỗ.

3


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Hình 1.2: SẢN PHẨM CỦA VÁN DĂM
b. PHÂN LOẠI VÁN DĂM
 Theo nguyên lý ép



Ván dăm ép bằng



Ván dăm ép dảy

 Theo cấu trúc ván
Có các loại:


Ván dăm 1 lớp



Ván dăm 3 lớp và nhiều lớp



Ván dăm chuyển tiếp lớp

 Theo khối lượng riêng của ván


Ván dăm có khối lượng riêng thấp :< 500 kg/m



Ván dăm có khối lượng riêng trung bình: 500-600 kg/m3



Ván dăm có khối lượng riêng cao: >659 kg/m3

4


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

 Theo loại nguyên liệu


Ván dăm sản xuất bằng dăm công nghệ



Ván dăm sản xuất từ phế liệu gia công gỗ



Ván dăm sản xuất bằng mùn cưa

 Theo độ bền chòu nước


Ván chòu nước cao: dùng keo phenol, urê-melamin
hoặc ure-formanldehyde +chất chống ẩm



Ván chòu nước trung bình: keo urê-formaldehyde



Ván chòu nước thấp: keo động vật

 Theo hình thức gia công bề mặt


Ván dăm không lợp mặt



Ván dăm có lợp mặt bằng ván mỏng, mica, nhựa…

1.2. TÍNH CHẤT CỦA SẢN PHẨM VÁN DĂM
1.2.1. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VÁN DĂM

 Chất lượng bề mặt
Bề mặt của sản phẩm ván dăm phải trơn láng, sạch sẽ. Trong công nghiệp sản
xuất ván dăm những biểu hiện sau đây được xem như là những khuyết tật bề mặt:
những lằn ngấn, những vết xước, những mảnh bìa, mảnh dăm thô nằm trên bề mặt
ván và những chỗ sứt mẻ của cạnh ván, những vết dầu nhựa cũng như những chỗ bò
bong, phồng dộp….
Mức độ bằng phẳng trơn láng bề mặt tuỳ thuộc vào từng loại ván mà có
những yêu cầu khác nhau:

5

Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Hạng độ nhám 0CT 7016-68
Đã qua đánh nhẵn Chưa qua đánh nhẵn

Loại ván

 Ván dăm sản xuất theo phương
pháp ép bằng:
- ván dăm một lớp
- ván dăm ba lớp
 Ván dăm sản xuất theo phương
pháp ép dảy, lợp mặt bằng ván bóc
- Từ gỗ lá rộng
- Từ gỗ lá kim

 Ván dăm sản xuất theo phương
pháp ép dảy, lợp mặt bằng ván lạng
 Ván dăm sản xuất theophương
pháp ép dảy, lợp mặt bằng giấy

5
6

4
5

-

6
5
6(7)

-

4

 Độ đồng đều của ván dăm
Độ đồng đều của ván là một chỉ tiêu quan trọng về chất lượng ván dăm bởi vì
nó sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho việc tiến hành nhiều khâu công nghệ, tạo điều
kiện thuận lợi cho việc cơ giới hóa và tự động hóa dây chuyền sản xuất. Do vậy bề
dày của ván cần bảo đảm dung sai cho phép:
- Đối với ván dày từ 16-19 mm: ± 0.3mm
- Đối với ván dày 22-25 mm

: ±0.4mm

 Độ cong vênh
Ván dăm nói chung ít bò vênh và bò cong mo hơn so với gỗ nguyên. Độ cong
được đánh giá qua mức độ cong tối đa trên một mét dài, đo theo đường chéo của bề
mặt tấm ván.
Độ cong cho phép đối với ván dăm:
Bề dày ván
(mm)
10-16
15-18
19-25
18-52

Độ cong tính bằng mm trên 1m chiều dài đường chéo
ván
p bằng
p dảy(ép liên tục)
1,2
1,5
1,0
1,2

6


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

 Khối lượng riêng của ván dăm
Khối lượng riêng của ván là một chỉ tiêu quan trọng quyết đònh hầu hết tính
chất cơ học và vật lý khác của ván dăm, ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của ván
dăm. Ván dăm tốt nhất là loại có khối lượng riêng thấp và đạt được yêu cầu ứng
suất (độ bền) cần thiết. Để thoả mãn yêu cầu này người ta thường là sản xuất loại
ván dăm có khối lượng riêng từ 600-1200 kg/m3.

 Độ ẩm của ván dăm
Trong ván dăm độ ẩm của ván thành phẩm cũng được quy đònh như đối với gỗ
nguyên, tức là độ ẩm của ván thành phẩm phải bằng hoặc gần bằng độ ẩm thăng
bằng phù hợp với điều kiện sử dụng ván thông thường W=8% ±2%

 Khả năng hút nước của ván dăm:
Độ hút nước biểu thò khả năng hút nước của ván dăm khi tiếp xúc với nước,
được xác đònh qua tỷ lệ giữa nước hút vào ván so với trọng lượng ban đầu của ván.
Điều này phụ thuộc vào loại ván và khối lượng riêng của ván, phụ thuộc vào liều

lượng và loại keo sử dụng trong thời gian sản xuất ván dăm và thời gian tiếp xúc
với nước.
Để tăng hiệu quả chống nước của ván người ta cho thêm chất chống thấm như:
paraffine, petrolatum…

 Tính chất dẫn nhiệt của ván dăm
Tính chất dẫn nhiệt của ván có ý nghóa lớn trong việc ứng dụng ván dăm trong
xây dựng kiến trúc, như hệ số dẫn nhiệt, tỷ nhiệt và hệ số phát nhiệt.
Hệ số dẫn nhiệt của ván dăm biểu thò khả năng dẫn nhiệt của ván dăm, nó có
giá trò nhỏ hơn gỗ có cùng khối lượng riêng. Hệ số dẫn nhiệt tăng khi khối lượng
của ván tăng do khi tăng khối lượng riêng thì số lượng các khoảng trống không khí
trong ván ít đi và hệ số dẫn nhiệt tăng khi độ ẩm của ván tăng.
Nhiệt lượng riêng của ván dăm không phụ thuộc vào khối lượng mà phụ thuộc
vào độ ẩm của ván.
Hệ số phát tán nhiệt của ván dăm tăng khi khối lượng riêng của ván tăng và
độ ẩm tăng. Tuy vậy giá trò của nó cũng không vượt quá 4,5kcal/m2 tính cho mỗi
giờ và độ.

7


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

 Tính cách âm của ván dăm
Tính chất cách âm biểu thò qua hệ số giảm âm, nó là tỷ lệ giữa năng lượng âm
thanh thu được so với năng lượng âm thanh đến.
Ván dăm là loại vật liệu hấp thụ âm thanh cao. Hệ số hấp thụ âm thanh của
ván phụ thuộc vào khối lượng riêng của ván và tần số âm thanh và nằm trong
phạm vi giữa 0,2 ÷0,7. Do vậy, ván dăm có thể dùng làm để lợp vách tường, làm
vách ngăn và lót nền như kiểu ván sàn trong nhiều nhà công cộng và nhà ở.

1.2.2. TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA VÁN DĂM

 Giới hạn bền và modul đàn hồi uốn tónh
ng suất uốn tónh và modul đàn hồi của ván là chỉ tiêu cơ học quan trọng
nhất của ván dăm, bởi vì nó đóng vai trò quan trọng quyết đònh phạm vi và đặc
trưng của việc ứng dụng ván dăm. Giới hạn bền trong uốn tónh biểu thò mức độ của
ứng suất phá hoại và tính bằng kg/cm2.
ng suất uốn tónh của ván phụ thuộc vào khối lượng riêng của ván, liều lượng
và loại keo sử dụng, loại dăm, loại gỗ phụ thuộc vào độ ẩm của hỗn hợp dăm và
keo trong giai đoạn đầu của quá trình ép và phương pháp sản xuất ván dăm. Giới
hạn bền uốn tónh của ván dăm biến động trong khoảng 20 kg/cm2 đến 500 kg/cm2.

 Lực bám đinh và bám đinh ốc của ván dăm
- Lực bám đinh ốc (vít): là tỷ lệ giữa lực cần thiết để nhổ đinh ốc và chiều
sâu của phần đinh ốc vặn vào ván, tính bằng kg/mm. Lực cản bám đinh ốc ở cạnh
mỏng của ván dăm sản xuất theo phương pháp ép bằng khi ván có khối lượng riêng
từ 400-1000 kg/m3 khoảng từ 3-10 kg/mm; khi vuông góc với bề mặt ván là từ 3,516 kg/mm.
Lực bám đinh: là tỷ lệ giữa lực cần thiết để nhổ đinh (kG) và diện tích bề mặt
cạnh ván dăm sản xuất theo phương pháp ép bằng có khối lượng riêng từ 350-800
kg/m3 là từ 3-26 kG/cm2 và khi vuông góc với bề mặt ván từ 8-44 kG/cm2.
1.3. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA
VÁN DĂM
1.3.1. KHỐI LƯNG RIÊNG CỦA VÁN

8


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Khối lượng riêng của ván có tác dụng ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất cơ

bản của ván dăm. Nếu khối lượng riêng tăng lên thì độ bền (ứng suất) của ván tăng
lên rất mạnh và độ hút nước giảm đi. Ngoài ra độ bám đinh và đinh ốc cũng tăng
lên rất mạnh, đặc biệt đối với ván dăm có khối lượng riêng trên 600 kg/m3.
Tuy vậy việc tăng tính chất cơ lí của ván thông qua việc tăng khối lượng riêng
của ván không phải bao giờ cũng có thể thực hiện được và cũng không phải là biện
pháp hữu hiệu nhất. Bởi vì, chi phí nguyên liệu gỗ sẽ tăng lên và trọng lượng của
ván dăm sẽ lớn lên, như vậy sẽ không kinh tế và không tiện lợi trong sử dụng.
Do vậy chỉ nên sản xuất loại ván dăm có khối lượng riêng tương đối thấp với
các chỉ tiêu cơ học và vật lý tốt. Những yêu cầu đó phù hợp đối với ván có khối
lượng riêng từ 600 - 650 kg/m3. Do đó, phần lớn xưởng sản xuất ván dăm đều sản
xuất ra ván có khối lượng riêng trong khoảng này.
1.3.2. LOẠI KEO VÀ HÀM LƯNG KEO
Loại keo sử dụng trong sản xuất ván dăm chủ yếu là keo urê-formaldehyde
và đôi khi cũng sử dụng keo phenol formaldehyde.
Ván dăm sử dụng keo phenol formanldehyde và Urê-mêlamin-formaldehyde
có những đặc tính ưu việt hơn so với ván dăm sử dụng keo urê-formanldehyde ở
chỗ dưới tác dụng đồng thời của độ ẩm và nhiệt độ trên 60 0C nó có được độ bền
vững về khí hậu tốt hơn (cao hơn).
Các loại keo sử dụng trong sản xuất ván dăm phải đáp ứng được các yêu cầu
kinh tế và công nghệ nhất đònh như sau:


Keo phải rẽ tiền.



Keo phải ít bắt lửa và không phải là chất dễ nổ, phải có độ độc thấp.



Độ nhớt của dung dòch keo sử dụng phải nằm trong khoảng14s÷22s để có
thể phun keo với áp suất phun từ 3÷4 at.



Keo phải có thời gian bảo quản đảm bảo tối thiểu 2 tháng. Bởi vì thời
gian ninh kết của keo quá ngắn sẽ gây khó khăn cho việc vận chuyển,
bảo quản và sử dụng keo.



Dung dòch keo sau khi pha chế hoàn chỉnh phải đóng rắn nhanh ở nhiệt
độ 100◦C.

9


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Liều lượng keo sử dụng trong sản xuất ván dăm có ảnh hưởng rất mạnh đến
chỉ tiêu cơ lý của ván dăm. Nếu sử dụng càng nhiều keo trộn với một khối lượng
dăm nhất đònh thì tính chất cơ lý của ván càng tốt.
Giá thành keo chiếm khoảng 25-30% giá thành của sản phẩm. Do đó, khi tăng
lượng keo sử dụng thì sẽ dẫn đến việc tăng chi phí keo kéo theo giá sản phẩm tăng.
Vì vậy cần có tỉ lệ pha trộn keo phù hợp để vẫn đảm bảo tính chất cơ lý của sản
phẩm mà vẫn giữ được giá thành ở mức chấp nhận được.
1.3.3. HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC DĂM
Để sản xuất ván dăm thì người ta có thể sử dụng dăm có hình dạng và kích
thước khác nhau. Tuy nhiên muốn có ván dăm đạt chất lượng thì nên sử dụng loại
dăm dăm đặc biệt. Ứng suất của ván dăm sản xuất từ dăm cắt sẽ cao hơn loại ván

sản xuất bằng mùn cưa và dăm bào trong điều kiện cùng khối lượng riêng và hàm
lượng keo.
Chiều dài dăm tăng đến 50 mm ứng suất của ván sẽ lớn lên, nếu tiếp tục tăng
bề dày dăm thì mức độ tăng ứng suất sẽ giảm đi rất mạnh. Tuy nhiên, khi sử dụng
dăm dài sẽ dẫn đến một loạt khó khăn khi vận chuyển, trong khâu trộn keo cũng
như trong khâu đònh hình ván. Do vậy nên trong thực tế sản xuất không nên sử
dụng dăm có chiều dài hơn 20 - 40mm. Bề rộng của dăm tăng sẽ làm giảm ứng
suất của ván, cho nên người ta quy đònh bề rộng của dăm tối đa chỉ đến 12 mm.
nh hưởng lớn nhất đến tính chất cơ học của ván dăm phải nói đến đó là bề
dày của dăm, nó quyết đònh tỷ lệ diện tích bề mặt dăm và khối lượng dăm. Do chi
phí keo quy đònh theo khối lượng dăm cho nên lượng keo bám trên đơn vò bề mặt
dăm cũng sẽ phụ thuộc vào bề dày dăm.
Khi giảm bề dày dăm thì diện tích riêng của mỗi đơn vò khối lượng dăm sẽ lớn
lên và khi đó lượng keo tráng trên mỗi đơn vò bề mặt dăm sẽ giảm nhưng ứng suất
uốn tónh của ván vẫn tăng. Khi giảm bề dày dăm từ 1,0 mm xuống đến 0,1mm thì
diện tích riêng của mỗi đơn vò khối lượng dăm tăng từ 0,47 m2 lên đến 4,7 m2 tính
cho 100 g, qua đó chi phí keo riêng sẽ giảm đi từ 17,2 g/m2 xuống còn 1,17 g/m2
(khi sử dụng tỷ lệ keo trộn là 8%) .
Từ các cơ sở có tính quy luật trên ta có thể sử dụng các chỉ tiêu về kích thước
dăm sau đây trong sản xuất ván dăm:

10


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

Loại
ván dăm
Ván dăm 3 lớp:
Lớp mặt

Lớp giữa
Ván dăm 1 lớp

Kích thước dăm
Rộng (mm)

Dài (mm)
20
40
20

Đến 3
Đến 12
2-6

Dày (mm)
0,15-0,25
0,35-0,45
0,25-0,35

Để sản xuất ván ta nên sử dụng dăm có tỷ lệ kích thước như sau:
Dày: rộng: dài = 1: 10: 100, tức là nếu chọn bề dày dăm cho lớp mặt là 0,2
mm thì bề rộng của dăm là 2 mm và chiều dài dăm là 20 mm.
1.3.4. LOẠI GỖ
Trong thành phần ván dăm gỗ chiếm tỷ lệ từ 85 - 90%, do vậy loại gỗ có ảnh
hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu cơ học và vật lý của ván. Ứng suất của ván càng lớn
nếu khối lượng riêng của gỗ càng thấp, điều đó có nghóa là gỗ càng mềm sẽ cho ta
ván dăm càng cứng.
cùng một loại keo như nhau, ván dăm sản xuất từ gỗ lá kim và gỗ lá rộng
loại mềm và với cùng khối lượng riêng của ván như nhau ta thấy ván có ứng suất

cao hơn ~ 20 % so với ván sản xuất từ gỗ bạch dương và cao hơn ~40 % so với gỗ
sồi. Điều này có thể giải thích là trong quá trình ép ván, sự liên kết các phần tử gỗ
(dăm) tiến hành chặt chẽ hơn nếu dăm có thể tích lớn (xốp).
Để tăng các chỉ tiêu cơ học của ván, trong quá trình sản xuất ván dăm ba lớp
ta nên sử dụng gỗ lá kim và lá rộng mềm để sản xuất lớp dăm mặt, còn đối với lớp
giữa thì sử dụng gỗ rộng lá cứng. Làm như vậy ta vừa có ván có ứng suất uốn tónh
cao mà khả năng bám đinh ốc của ván cũng tăng theo.
1.3.5. CÁC ẢNH HƯỞNG KHÁC
Tỷ lệ vỏ trong dăm phải được khống chế theo tiêu chuẩn. Đối với ván dăm
sản xuất theo phương pháp ép bằng thì tỷ lệ vỏ trong dăm không được quá 5% vì tỷ
lệ vỏ nhiều sẽ làm ứng suất của vỏ sẽ giảm.
Tỷ lệ bụi cho phép trong dăm trong khoảng không quá 15%. Sự có mặt của
bụi trong dăm sẽ làm cho tính chất cơ học của ván được cải thiện. Tuy nhiên không

11


Chương 1: Tổng quan về sản phẩm ván dăm

nên có quá nhiều vì sẽ làm cho ứng suất của ván giảm và làm cho xưởng sản xuất
bò ô nhiễm bụi.
Độ ẩm của dăm trong bánh dăm cần phải được khống chế trong phạm vi cho
phép. Vì nếu độ ẩm quá cao sẽ làm cho quá trình ép lâu hơn do thoát hơi nước lâu
hơn. Trong sản xuất ván dăm 3 lớp thì độ ẩm sau khi sấy cần không chế ~ 3 – 5 %
đối với dăm giữa và ~ 5 - 7,5 % đối với dăm mặt. Độ ẩm tổng thể của bánh dăm
không vượt quá 13 – 15 %.
1.3.6. CẤU TRÚC CỦA VÁN DĂM 3 LỚP
Để sản xuất ván dăm 3 lớp, đối với lớp mặt người ta sử dụng dăm mòn và với
lượng keo trộn nhiều hơn. Vấn đề đặt ra ở đây là bề dày của lớp mặt chiếm tỷ lệ
bao nhiêu so với bề dày ván? Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: trong sản xuất

ván dăm 3 lớp người ta thường chọn tỷ lệ bề dày của lớp mặt và lớp giữa như sau:
1:4:1, tức là tỷ lệ bề dày lớp mặt là 34% và lớp giữa là 66.

12


Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế

Chương 2:

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN

DĂM – LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÁN DĂM
Công nghệ sản xuất ván dăm có thể khái quát bằng các quá trình chính như
sau:
Dăm bào
Mùn cưa

Phân loại
dăm

Sấy dăm

Phun,
trộn keo

Kiểm tra

p nóng

p đònh
hình dăm

Rải dăm

Rọc cạnh
ván

Xử lý bề
mặt

Kiểm tra
chất lượng
lần cuối

Lưu kho

 Nguyên liệu
Nguyên liệu dùng để sản xuất ván dăm là từ dăm bào, mùn cưa. Loại nguyên liệu
này có thể được điều chế từ gỗ, cành nhỏ, đầu mẩu… hoặc có thể lấy trực tiếp từ
các xưởng chế biến gỗ, làm mộc. Loại gỗ tốt nhất dùng để sản xuất ván dăm là gỗ
lá kim.

 Phân loại dăm
Nguyên liệu dăm được đưa qua máy phân loại dăm để tách thành các loại dăm
dùng cho lớp mặt, hoặc lớp ruột.

 Sấy dăm
13

Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế

Dăm sau khi phân loại được đưa qua buồng sấy để khống chế độ ẩm cho phù
hợp với quá trình sản xuất ván dăm. Nhiệt độ sấy được tính toán cho phù hợp tuỳ
theo kiểu máy sấy, độ ẩm ban đầu của dăm sao cho độ ẩm cho phép của dăm trong
khoảng 5 – 7 % (dăm lớp mặt) và 3 - 5 % (dăm lớp ruột).

 Phun trộn keo
Dăm sau khi sấy được đònh lượng và đưa vào thiết bò trộn dăm với keo để có
thể ép trên máy ép. Keo sử dụng có thể là keo urê-formanldehyde hay keo phenolformaldehyde. Dăm sau khi đã được trộn đều keo nhờ hệ thống băng chuyền đưa
đến máy rải dăm để đònh hình ván.

 Rải dăm
Dăm sau khi trộn được đònh lượng và đưa qua thiết bò rải dăm để tạo thành
từng lớp dăm riêng biệt. Tạo thành bánh dăm để chuẩn bò đưa vào máy ép.

 p đònh hình :
Bánh dăm được ép trước với áp lực 50-100 kG/cm2 để đònh hình ván và tránh
cho dăm bò rơi vãi trong khi vận chuyển.

 p nóng :
Bánh dăm được đưa qua máy ép nóng, ở đây bánh dăm được ép với một áp suất từ
120-250 kG/cm2 và được gia nhiệt với nhiệt độ từ 120-180 0C làm cho keo dán dính
các phần tử dăm thành một khối tạo ra ván dăm.

 Kiểm tra
Ván sau khi ép được kiểm tra xem có đạt yêu cầu không.
Quá trình này sẽ loại bỏ các sản phẩm bò bong rộp, tách lớp, bề mặt quá xấu…

 Rọc cạnh
Ván sau khi kiểm tra được đưa qua máy cưa để rọc cạnh ván để đạt kích thước
yêu cầu, thông thường là 1,2m x2,4m. Ngoài ra còn có thể cắt theo kích thước mà
khách hàng yêu cầu.

 Xử lý bề mặt
Ván được phủ lên bề mặt một lớp simili, mica, sơn… nhằm làm tăng tính thẩm
mỹ và chất lượng của ván.
14


Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế

 Kiểm tra chất lượng lần cuối
Ván được kiểm tra chất lượng lần cuối sau khi hoàn thành các công đoạn công
nghệ.

 Lưu kho
Ván đạt tiêu chuẩn chất lượng được lưu vào kho và chờ bán ra thò trường.
2.2. MÁY ÉP VÁN DĂM
Dăm sau khi được đònh hình thành bánh dăm thì người ta sẽ đưa vào công
đoạn ép để gia nhiệt và dưới áp suất cao tạo thành ván dăm. Theo Graser (tài liệu
tham khảo [1]) trong quá trình ép nóng ván dăm ta có thể phân biệt 5 giai đoạn
diễn biến của nhiệt độ ván như sau:


Giai đoạn làm nóng (không tăng nhiệt độ).



Giai đoạn tăng nhiệt độ đến điểm sôi (tăng nhanh nhiệt độ).



Giai đoạn bay hơi (tăng nhiệt độ từ từ).



Giai đoạn thoát hơi (nhiệt độ không đổi).



Giai đoạn quá nhiệt (tăng nhiệt độ từ từ một lần nữa).

Nhiệt độ sôi ở trong ván (nhiệt độ không đổi) đối với ván dăm có khối lượng
riêng khoảng 0,6g/cm3 khoảng 105 0C (đối với ván mẫu nhỏ thí nghiệm), trong ván
có kích thước lớn thì có thể cao hơn.
p suất phần lớn phụ thuộc vào khối lượng riêng của ván dăm, loại gỗ, dạng
dăm và độ ẩm của dăm. Đối với ván dăm loại trung bình thì áp suất nằm trong
khoảng từ 12-25kG/cm2. Sau khi kết thúc quá trình nén ván (tăng áp cho đến khi
đạt được bề dày ván quy đònh) thì áp suất giảm xuống.
Thời gian ép phụ thuộc vào loại keo và chất đóng rắn, vào bề dày ván, nhiệt
độ của bàn ép cũng như độ ẩm của dăm, thường phải qua thí nghiệm để xác đònh.
Đối với keo Kresol, xylenol, ở nhiệt độ 170 0C thì thời gian ép có thể tính với 1
phút trên mm bề dày ván (1 phút/mm bề dày ván dăm) .
Đối với keo urê thì tính 0,2 phút/mm bề dày ván (máy ép một tầng) và từ 0,25
đến 0,50 phút /mm bề dày ván (máy ép nhiều tầng).

15

Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế

2.2.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ÉP VÁN DĂM
2.2.1.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY ÉP NÓNG VÁN DĂM KIỂU ÉP BẰNG

Hình 2.1: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY ÉP
1
Bánh dăm (2) sau khi được đònh hình sơ bộ

2

Hệ thống đẩy bánh dăm
vào máy ép
Bánh dăm

được đưa vào tấm ép gia nhiệt (4) thông qua hệ

3

Bệ đỡ

thống nạp bánh dăm (1). Bánh dăm được gia nhiệt

4

Tấm ép gia nhiệt

bằng cách sử dụng nhiệt từ hệ thống cung cấp

5

VÁN DĂM.

xylanh (9) thông qua hệ thống phân phối thủy lực.

6

Hệ thống cung cấp hơi
nước gia nhiệt
Buồng đốt

Ván thành phẩm (7) được lấy ra khỏi máy ép

7

Ván sau khi ép

thông qua hệ thống lấy sản phẩm (8).

8
9

Hệ thống lấy sản phẩm
sau khi ép
Xi lanh tạo lực ép

10

Hệ thống phân phối dầu

nhiệt (5), (6). p suất được duy trì bởi hệ thống

 Ưu điểm :


Cho sản phẩm chất lượng.



Dễ vận hành, có thể tự động hoá.

16


Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế



Giá thành chế tạo phù hợp.



Dễ bảo trì, sửa chữa, thay thế.

 Nhược điểm:


Năng suất không cao.



Khó kiểm soát chất lượng.



Kích thước sản phẩm bò giới hạn.

2.2.1.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY ÉP NÓNG KIỂU LIÊN TỤC:

1

Băng tải lấy ván

2

Băng tải ép bánh dăm

3

Con lăn căng băng tải

4

Con lăn ép bánh dăm

5

Thanh chòu lực

6

Khung chòu lực

7

Tang cuốn nguyên liệu

8

Băng tải cấp nguyên
liệu

9

17

Hệ thống gia nhiệt cao


Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế

tầng

Hình 2.2: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY ÉP NÓNG
- Băng tải (8) sẽ đẩy dăm đã đònh hình vào
máy ép. Dăm trong quá trình bò ép sẽ được cung

10 xy lanh tạo lực ép

11 Tấm duy trì lực

cấp áp lực ép và nhiệt độ nhờ hệ thống xy lanh
(10), hệ thống gia nhiệt (11).Hệ thống (10) sẽ

12 Hệ thống thủy lực

truyền áp lực thông qua thanh chòu lực (5). Để bề mặt ván được trơn láng và bằng
phẳng thì bề mặt dăm sẽ tiếp xúc với tấm băng bằng thép (2). Ván thành phẩm sẽ
được đưa ra ngoài thông qua băng tải (1).
 Ưu điểm:


Ván được ép liên tục nên cho năng suất cao



Cho kích thước dài tùy ý



Chất lượng sản phẩm đồng đều



Có khả năng tự động hóa cao

 Nhược điểm


Kết cấu phức tạp, giá thành chế tạo lớn.



Yêu cầu hệ thống họat động liên tục do vậy yêu cầu hệ thống
kiểm soát chất lượng phải cao để cho máy có thể hoạt động liên
tục.



Nếu sản phẩm bò sai hỏng thì sẽ làm cho khối lượng sai hỏng
nhiều do dây chuyền vận hành liên tục.



Nguyên liệu đầu vào phải được kiểm soát chặt chẽ, hệ thống điều
khiển tự động phức tạp.



Nhân công phải có trình độ kỹ thuật.

2.2.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MÁY ÉP VÁN DĂM:

18

1

Hệ thống cấp nhiệt

Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất ván dăm – Lựa chọn phương án thiết kế

2

ng dẫn hơi gia nhiệt

3

Băng tải đỡ ván

4

Hệ thống thủy lực

5

Van cài đặi áp suất

6

Xylanh ép ván

7

Khung máy ép ván

8

Xích dẫn động

9

Công tắc hành trình

10 Con lăn đỡ bánh dăm
-

Sau khi tham khảo tài liệu cũng như từ thực tế sản

11

Xe đẩy bánh dăm

xuất ván dăm, và từ đặc tính kỹ thuật em xin lựa

12

Hệ thống truyền động

chọn thiết kế máy ép theo nguyên lý ép bằng. Để
tăng năng suất thì ta có thể ép đồng thời nhiều tấm một lúc. Trong phương án
này số lượng ván ép cùng lúc là 4 tấm.

19


Chương 3: Tính toán sơ bộ các thông số ban đầu

Chương 3:

TÍNH TOÁN SƠ BỘ CÁC THÔNG SỐ
BAN ĐẦU

3.1. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU

Ván ép sau khi rọc cạnh có kích thước là 1,2m x 2,4 m, có bề dày trong
khoảng 12-25 mm.
Số lượng ván trong mỗi chu kỳ ép là 4 tấm /chu kì ép. Do vậy sẽ có 5 tấm ép
gia nhiệt. Kích thước của tấm ép tương đương với kích thước ván dăm chưa rọc
cạnh khoảng 1,3 m x 2,5 m. Bề dày tấm ép phải phù hợp để có thể chòu lực ép lớn
nhưng vẫn truyền đủ nhiệt để ép ván. Trong thực tế thì bề dày tấm ép trong khoảng
6-10cm.

20


Chương 3: Tính toán sơ bộ các thông số ban đầu

Khoảng cách giữa hai tấm ép trong khoảng 5-10 cm tuỳ thuộc độ dày ván cần
ép, loại dăm ép.
p lực hơi cung cấp cho tấm ép trong khoảng 2-8 at.
p suất riêng cần để ép ván trong khoảng 12-30 kG/cm2 tuỳ thuộc độ dày,
kích thước của ván ép.
Khối lượng riêng của ván trong khoảng 600-1200 kg/m3 .
 Để thuận tiện trong tính toán ta chọn sơ bộ các thông số tính toán


Kích thước chưa rọc cạnh là l, b, h là 2500, 1300, 18 mm. Kích
thước ván sau khi rọc cạnh l,b,h là 2400,1200,18 (mm) .



Số khoang ép n=4



Khoảng cách giữa 2 khoang là he =10 cm



p suất riêng tính toán của ván là prtt = 15 kG/cm2



p lực hơi tính toán phtt=5 at



Nhiệt độ ép tính toán: 140 0C -1500C.

3.2. TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT MÁY ÉP
Theo TLTK [1], tập 2, trang150 thì năng suất của máy ép ván thủy lực nhiều
tầng kiểu chu kỳ được tính theo công thức sau đây:
A=

l.b.h.n.k p
t

(m3/ca)

Trong đó: - l, b, h là chiều dài, bề rộng và bề dày của ván thành phẩm.
- n: số lượng khoang ép.
- T: thời gian làm việc trong một ca tính bằng phút.
- t: thời gian của một chu kỳ làm việc hoàn chỉnh của máy ép (phút)
- Kp hệ số sử dụng thời gian làm việc của máy ép thường lấy trong
khoảng 0,96-0,98.
 Các thông số tính toán :
- l = 2,4 m; chiều dài ván thành phẩm

21


Chương 3: Tính toán sơ bộ các thông số ban đầu

- b = 1,2 m; chiều rộng ván thành phẩm
- h = 0,018m; chiều dày ván thành phẩm
- T = 8 giờ x 60 phút = 480 phút/ca
- Kp = 0,98
 Tính chu kỳ ép t
Theo TLTK [1], tập 1, trang 104 ta có: t=t1 + t2 + t3 +t4 + t5 + t6 + t7
Với:

- t: thời gian chu kỳ ép.
- t1: thời gian nạp ván vào máy ép.
- t2: thời gian đóng khoang ép.
- t3: thời gian tạo áp suất max.
- t4: thời gian duy trì lực ép max.
- t5: thời gian giảm áp lực ép.
- t6: thời gian mở khoang ép.

- t7: thời gian dỡ ván.

Thời gian nạp ván vào máy ép là:
t1 =
Với:

1 2500.4
1 L
(
 2) = 0,588 (phút)
(  b) =
60 300
60 v n

- L: hành trình nạp ván L=2500 mm
- b: thơiø gian đáp ứng của cơ cấu nạp ván, chọn b=2 s
- vn: vận tốc nạp ván của cơ cấu nạp ván, chọn Vn=0,3 m/s

Thời gian đóng khoang ép:
t2=

1 h  S i
1 100  70
).4 =1 phút
(
).n = (
60
2
60
vd

Với:

- h: chiều cao khoang ép, chọn sơ bộ h = 100 mm
- si : tổng chiều dày lớp dăm, chọn tính toán sơ bộ si = 70 mm
- vđ: vận tốc đóng khoang ép, chọn tính toán sơ bộ Vđ = 2mm/s.

22