Thiết kế kỹ thuật máy cưa xẻ gỗ có bề rộng mạch gỗ đến 800 mm

1

MỤC LỤC
CHƯƠNG I...........................................................................................................................2
I.3. ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI CƯA XẺ GỖ..................................................................6

LỜI NÓI ĐẦU
Tại đại hội IV Đảng ta đã nêu ra: “ Phát triển công nghiệp chế biến gỗ, sử
dụng hợp lý và tiết kiệm 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 thực hiện tốt
nghị quyết đó, 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
hóatiến 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 : nâng
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


2

là nhờ vào sự tiến bộ vượt bậc của khoa học và kỹ thuật, ngành kỹ thuật phát
triiển 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 đời sống ngày càng cao của nhân dân và các ngành công nghiệp khác.
Chúng em, những kỹ sư chế tạo máy tương lai cũng đang không ngừng ra
sức học tập, rèn luyện kỹ năng thực tế cũng như lý thuyết để có trình độ, kỹ
năng vững chắc để tạo cho mình một sự nghiệp tốt sau này và góp một phần
sức nhỏ của mình vào công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, đưa
đất nước ngày một phồn vinh và giàu mạnh.

Tác giả

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG GỖ
I.1.TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CƯA XẺ GỖ.
Ngành cưa xẻ gỗ ra đời gắn liền với sự phát triển của xã hội loài người.
Đầu tiên con người chỉ mới biết đẽo, gọt những sản phẩm đồ gỗ thô sơ. Dần
dần do sự phát triển tiến lên không ngừng của xã hội, công cụ lao động ngày
càng được đổi mới sự phát sinh của lưỡi cưa ra đời; từ đó sản phẩm gỗ xẻ
chiếm một vị trí thích đáng trong đời sống hằng ngày. Nhất là những năm
cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20, nhờ phát minh ra máy móc hiện đại, đã thúc
đẩy mạnh bước tiến của ngành, từ thủ công chuyển qua sản xuất cơ giới hóa
theo lối dây chuyền. Sự tiến bộ kỹ thuật trong những năm gần đây đã cung
cấp cho ta những thiết bị cưa xẻ có năng suất cao, như cưa sọc, máy liên hợp


3

phay xẻ, cưa vòng kiểu ghép bộ… đã làm dây chuyền sản xuất ngày càng
hoàn thiện.
Công dụng rộng rãi của gỗ xẻ có từ lâu đời, ở miền xuôi cũng như miền
núi, ở thành thị cũng như ở nông thôn, trong sản xuất cũng như trong đời
sống. Từ các ngành giao thông vận tải, kiến trúc xây dựng , bưu điện truyền
thanh, dệt, thực phẩm công nghiệp nhẹ v.v… hàng năm đều sử dụng một khối
lượng gỗ xẻ lớn. Vì vậy không riêng ngành lâm nghiệp mà ngay đến các
ngành khác, kể cả nông trường, hợp tác xã đều có xí nghiệp cưa xẻ gỗ.
Trong kiến trúc gỗ xẻ được dùng với khối lượng lớn nhất, để xây dựng nhà
ở, kho tàng xí nghiệp.
Đối với giao thông vận tải, gỗ là một trong những vật liệu quan trọng dùng
để làm cầu cống, đường xe lửa, toa xe, thùng xe…

Ở nước ta hiện nay gỗ xẻ là một vật liệu xây dựng hết sức quan trọng. Mỗi
năm ta khai thác trên một triệu tấn gỗ tròn chủ yếu cung cấp cho ngành cưa
xẻ. Nhìn về lâu dài, trong quá trình công nghiệp hóa xã hội chủ nghĩa, một số
ngành chế biến gỗ khác sẽ dần xuất hiện và phát triển như gỗ ép, ván sợi ép…
Cũng như các ngành công nghiệp khác, ngành cưa xẻ cũng phát triển qua
các giai đoạn khác nhau. Từ phân tán đến tập trung, từ thủ công đến cơ giới
hóa, tự động hóa. Nhưng trong công nghiệp cưa xẻ có những đặc điểm nổi
bật là:
1. Công nghiệp cưa xẻ gỗ chỉ làm thay đổi hình dáng kích thước nguyên
liệu, nhưng không làm thay đổi tính chất của nó.
2. Công nghệ sản xuất theo hướng dây chuyền liên tục.
Công nghiệp cưa xẻ gỗ vừa có tính chất phân tán và tập trung, vừa thô sơ
và hiện đại.
Thứ nhất, nguyên liệu gỗ tròn được khai thác từ miền rừng núi và phân tán
trên một địa bàn rất rộng. Do đó các xưởng xẻ cũng được xây dựng theo các


4

nguồn nguyên liệu để giảm khâu vận chuyển gỗ tròn và cung cấp gỗ xẻ kịp
thời cho các địa phương tiêu thụ. Mặt khác các thành phố lớn là nơi tiêu thụ
gỗ xẻ cho thị trường trong nước và xuất khẩu. Vì thế ở đây thường xây dựng
những xí nghiệp cưa xẻ lớn, các xí nghiệp liên hợp cưa xẻ và gia công gỗ. Xí
nghiệp này thiết bị chế biến hiện đại dây chuyền sản xuất được cơ giới hóa và
tự động hóa.
Thứ hai: Gỗ xẻ là vật liệu sử dụng rộng rãi cho rất nhiều ngành khác. Vì
thế nhiều ngành công nghiệp khác đầu tư xây dựng được xưởng xẻ phục vụ
cho ngành mình.
Cơ sở chế biến cưa xẻ gỗ của nước ta trước cách mạng tháng Tám chỉ có
vài xí nghiệp nhỏ, sản xuất hàng năm trên mười nghìn mét gỗ tròn như là Hải

phòng, Biên hòa, Hà nội….Đến năm 1954 hòa bình lập lại ngành chế biến gỗ
dần được phát triển. Đã có hàng nghìn xí nghiệp trung bình sản xuất hàng
năm trên 30 nghìn mét khối gỗ tròn. Đội ngũ công nhân cán bộ trong ngành
chế biến gỗ được đào tạo tốt hơn và đang ngày càng ra sức xây dựng ngành
chế biến gỗ phát triển hơn.
I.2. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÁY XẺ GỖ.
I.2.1. Khái niệm.
Theo sự phát triển của xã hội, nhu cầu và đời sống ngày một tăng. Nhiều
ngành công nghiệp ra đời và phát tiển. Ngành cưa xẻ gỗ là một trong những
ngành công nghiệp sớm phát triển theo nhu cầu đòi hỏi của sản xuất cũng như
của đời sống xã hội. tuy có từ lâu đời nhưng trình độ sản xuất của nó phụ
thuộc nhiều vào sự tiến bộ của khoa học và kỹ thuật chung của thế giới. từ khi
ngành chế tạo máy phát triển, đã cung cấp cho ngành cưa xẻ gỗ nhiều máy
móc cưa xẻ hiện đại, kỹ thật cưa xẻ bước vào thời kỳ hoàn chỉnh, chuyển từ
thủ công qua cơ giới


5

Công nghiệp cưa xẻ gỗ theo nghĩa hẹp của nó là quá trình xẻ gỗ tròn thành
sản phẩm gỗ xẻ . Không những vậy nó còn bao gồm nhiều vấn đề khác có liên
quan trong lĩnh vực sản xuất như bán thành phẩm, tận dụng phế liệu, bảo
quản, sấy…
Công nghệ cưa xẻ gỗ là một ngành nghiên cứu về kỹ thuật sản xuất, thiết
bị sử dụng, đặc tính và phương pháp bảo quản nguyên liệu, sản phẩm. Mục
đích là tìm ra phương pháp xẻ gỗ hợp lý, tiết kiệm nguyên vật liệu, giảm nhẹ
sức lao động, nâng cao năng suất…
I.2.2. Phân loại các xí nghiệp cưa xẻ
Do điều kiện và tình hình khác nhau, ta có thể phân ra nhiều loại và mỗi
loại đều có đặc điểm riêng.

I.2.2.1.Căn cứ vào thời gian sản xuất kinh doanh. Ta có thể chia làm 3 loại
1. Xí nghiệp cưa xẻ có tính chất tạm thời: Loại này thường được xây dựng
trong rừng, tại những lâm trường khai thác gỗ. Mục đích của nó là chế biến
các loại gỗ tròn không đạt quy cách, phục vụ tại chỗ. Thiết bị dùng đơn giản,
phần lớn là nửa thủ công nửa cơ giới. Sản phẩm chủ yếu là đồ mộc sơ chế,
bao bì, nan nẹp. Tỉ lệ thành khí gỗ xẻ rất thấp, trong số này chia làm hai loại:
loại bán cố định sử dụng trong vòng hai đến ba năm, xây dựng tại một địa
điểm cố định và loại di động thông thường dùng để sản xuất tạm thời.
2. Xí nghiệp bán vĩnh cửu: xây dựng ở những nơi tương đối ổn định, thời
gian sản xuất trong vòng 10 đến 20 năm, khi nào nguyên liệu không đủ hoặc
không cần thiết thì xí nghiệp ngừng sản xuất. Loại xí nghiệp này thường gây
dựng ở bãi hai của lâm trường, những nơi giao điểm của đường thủy và
đường bộ thuận tiện cho việc vận chuyển gỗ từ rừng ra.
3. Xí nghiệp cố định lâu dài: loại này có năng lực sản xuất lớn. Phạm vi
cung cấp nguyên liệu và thị trường tiêu thụ rất lớn. Địa điểm xây dựng là ở
thành phố, trung tâm công nghiệpv.v…thời gian từ 50 - 100 năm trở lên.


6

Trình độ cơ giới hóa rất cao. Hiện nay được thành lập theo kiểu liên hợp chế
biến gỗ, có khả năng tận dụng nguyên liệu rất cao.
I.2.2.2.Căn cứ theo năng lực sản xuất: Có thể chia làm mấy loại sau đây:
1. Xí nghiệp gỗ loại nhỏ: Năng lực sản xuất thấp, mỗi ca có thể sản xuất
200 mét khối gỗ với đường kính loại gỗ trung bình, trình độ cơ giới hóa thấp.
Khâu vận chuyển hầu hết là thủ công
2. Xí nghiệp loại vừa: Năng lực sản xuất mỗi xa trên 200 mét khối gỗ tròn.
Thường có 4 máy để xẻ phá. Khâu vận chuyển trong xưởng vừa thủ công vừ
cơ giới.
3. Xí nghiệp loại lớn: Năng lực sản xuất rất cao. Mỗi ca có sản xuất trên

600 mét khối gỗ tròn. Thiết bị được cơ giới hóa toàn bộ, vận chuyển trong
xưởng bằng cơ giới hóa tiến sang tự động hóa.
I.2.2.3. Căn cứ vào thết bị cưa xẻ chính:Ta có thể chia làm mấy loại như
sau:
1. Thiết bị chính là cưa vòng
2. Thiết bị chính là cưa sọc
3. Thiết bị chính là cưa đĩa
4. Thiết bị chính hỗn hợp
I.2.2.4. Căn cứ vào mặt hàng sản xuất: Có thể phân làm 4 loại cơ bản sau
đây
1. Xí nghiệp cưa xẻ gỗ thông dụng.
2. Xí nghiệp cưa xẻ gỗ chuyên dùng
3. Xí nghiệp cưa xẻ gỗ tổng hợp.
I.3. ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI CƯA XẺ GỖ.
I.3.1. Định nghĩa:
Cưa xẻ là dạng cắt gọt chuyên dùng nhằm mục đích phân chia phôi ( cây
gỗ, phiến gỗ, gỗ thanh, gỗ ván) thành hai, ba hoặc nhiều phần để được những


7

sản phẩm có kích thước nhỏ hơn hoặc ngắn hơn phôi. Sự phân chia này
thường được thực hiện theo một hướng định trước. Sản phẩm tạo ra thường
có dạng hình khối và không bị biến dạng lớn do quá trình cắt gọt gây ra. Quá
trình phân chia này có thể biến một phần vật chất giữa hai sản phẩm thành
phoi ( mùn cưa)

Các dạng cưa xẻ:

8
Cưa xẻ

Dạng cưa

Dạng cđ của
lưỡi cưa

Động lực

Xuất hiện
của phoi

T. tiến khứ
hồi

Thủ công
bằng tay

Có phoi

Cưa dọc

Cưa ngang

Tròn vô
tận

Động cơ
điện

Không
phoi

Vòng vô
tận

Thủy lực

Thẳng

Chất khí

Cưa hỗn
hợp

Dạng của
công cụ

Bản thép

Đĩa thép

Lưỡi cưa
vòng

Cưa đĩa
tròn các
loại

Lưỡi cưa
dọc

Cưa đĩa
xoắn ốc

Lưỡi cưa
tay

Đĩa phay
các loại

Dạng khối
rỗng
Cưa xích
Dòng
thủy lực
Tia laze

Hình trụ rỗng

Hình chóp nón

Dạng
dao bào
Dạng
dao phay

Hình 1.1: Sơ đồ phân chia các dạng cưa xẻ gỗ.

I.3.2. Phân loại.
1) Theo hướng cưa với chiều thớ gỗ có: xẻ dọc, cưa ngang và cưa hỗn hợp.
- Cưa dọc: dùng chủ yếu là để phân chia cây gỗ, phiến, thanh, hoàn thành
những thanh nhỏ, gỗ bị phân chia theo chiều dọc thớ.
- Cưa ngang: dùng chủ yếu là để cưa ngang cây gỗ, súc gỗ, cắt mẫu…
hướng phân chia vuông góc với chiều thớ gỗ, sản phẩm tạo ra có chiều dài
ngắn hơn chiều dài phôi.
- Cưa hỗn hợp: là cưa trung gian kết hợp cả giữa cưa ngang và cưa dọc.
2) Theo dạng chuyển động của lưỡi cưa có: chuyển động tịnh tiến khứ hồi
(cưa sọc); chuyển động tròn (cưa đĩa); chuyển động vô tận (cưa vòng);
chuyển động thẳng (tia laze, dòng thủy lực)…
3) Theo động lực của bộ phận cắt gọt có: bằng sức người, động cơ điện,
động cơ thủy lực, động cơ chất khí v.v…


9

4) Theo sự xuất hiện các hình thái phế liệu cưa có: xuất hiện phoi và không
tạo ra phoi.
5) Theo dạng cấu trúc của công cụ cắt có: lưỡi cưa là đoạn bản thép mỏng,
bản thép khép kín, có dạng băng tải, bản thép tròn dạng hình đĩa, dạng tròn
rỗng một đầu có răng cưa, dạng xích, dòng thủy lực và cuối cùng là tia laze.
I.3.3.Các bộ phận cơ bản của máy.
Máy gia công gỗ có ba bộ phận cơ bản là: động lực, truyền động và cắt
gọt.
- Cơ cấu động lực gồm: động cơ điện, động cơ thủy lực hoặc các loại động
lực khác, nhằm cung cấp năng lượng cho máy làm việc.
- Cơ cấu truyền động: là bộ phận chuyển tiếp, truyền chuyển động tự động
đến cơ cấu cắt gọt.
- Cơ cấu cắt gọt: thực hiện chuyển động để gia công nguyên liệu.

Dưới đây là những dạng kết cấu chính của máy
I.3.3.1.Cơ cấu thực hiện việc gia công.
• Cơ cấu cắt gọt: Trục quay (trục dao).
• Cơ cấu đưa gỗ vào máy: Trục quay, băng truyền, giá đỡ.
I.3.3.2. Cơ cấu phụ trợ
• Bộ phận kẹp, giữ phôi: Giữ chặt phôi trong quá trình gia công.
• Mặt chuẩn và mặt dẫn hướng: Đường tâm của máy tiện và máy chép
hình . Những tấm cữ và thước tựa của máy.
• Cơ cấu cấp liệu: Hòm tiếp liệu, máng trữ và cấp liệu tự động.
• Cơ cấu đóng mở máy và phanh hãm: Cơ cấu xoay, cơ cấu định chuẩn
và phanh hãm.
• Những dụng cụ để kiểm tra: Cơ cấu để kiểm tra chất lượng, kích thước
và sự làm việc của máy.
• Cơ cấu điều chỉnh: Bằng tay, cơ giới hóa hay tự động hóa.


10

I.3.3.3. Cơ cấu động lực
• Động lực cho quá trình cắt gọt: Bằng điện thủy lực hay khí nén.
• Động lực cho quá trình đưa gỗ vào máy.
• Động lực cho các cơ cấu phù trợ khác.
I.3.3.4 Cơ cấu truyền chuyển động và điều chỉnh
• Cơ cấu truyền động bằng cơ khí: Bộ truyền động đai, bánh răng, vítđai ốc, truyền động bằng ma sát. Hộp tốc độ, bộ đảo chiều.
• Truyền động bằng thủy lực và khí nén: Xi lanh, van chuyển mạch. Cơ
cấu điều chỉnh áp lực, tốc độ.
• Truyền động bằng điện.
I.3.3.5. Các bộ phận khác của máy.
• Thân máy: Đúc, hàn.
• Bộ phận an toàn: Vỏ che chắn, các cơ cấu chuyên dùng cho từng loại

máy.
• Các dụng cụ kiểm tra và tính toán sự làm việc của máy: Các đồng hồ
đo công suất áp suất, tốc độ, nhiệt độ.
• Đồ gá: Dùng cho các máy vạn năng như quả mẫu dưỡng, dẫn hướng
v…
I.4. NGUYÊN LÝ CẮT GỌT CƠ BẢN
I.4.1. Lưỡi cắt cơ bản. Mặt cắt và góc cắt
Lưỡi cắt cơ bản- lưỡi cắt để gia công gỗ có nhiều kiểu kết cấu khác nhau.
Dụng cụ cắt có thể là một lưỡi dao, hoặc có nhiều lưỡi dao (lưỡi phay, lưỡi
cưa).
Lưỡi cắt cơ bản có (hình 1.2) có dạng hình nêm. Trong lưỡi cắt người ta
phân chia ra, mặt trước abdf, mặt sau acef và hai mặt cạnh abc và fde. Mặt
trước tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với mặt gia công.


11

b
c

a

e

v

f
d

Hình 1.2. Lưỡi cắt cơ bản abdf – mặt trước, acef – mặt sau,

abc và fde mặt cạnh, af – cạnh cắt

Giao tuyến của mặt trước và mặt sau là cạnh cắt. Nếu chiều rộng lưỡi cắt
nhỏ hơn chiều rộng của nguyên liệu, thì ngoài mặt trước ra, các mặt bên cũng
tham gia quá trình cắt gọt.
Theo mối quan hệ giữa quá trình cắt gọt ta chia ra các bề mặt như sau
(hình 1.3 và 1.4)
3
1

5

2

1-2-3-4
3
4

Hình 1.3: Khi lưỡi cắt chuyển động thẳng

Hình 1.4: Khi lưỡi cắt quay tròn

Mặt gia công 1: là mặt lấy đi một lớp phoi (khi lưỡi cắt chuyển động
thẳng) hoặc một số lớp phoi (khi lưỡi cắt quay tròn)
Mặt đã gia công 2: là mặt đã được lấy đi các lớp phoi.


12

Mặt cắt 3: là mặt đang được lưỡi dao lấy đi lớp phoi. Khi lưỡi dao chuyển

động thẳng tịnh tiến thì mặt gia công và mặt cắt trùng nhau. Với lưỡi dao
quay tròn thì mặt cắt bao giờ cũng là hình cong .
Mặt phẳng 4: tiếp tuyến với mặt cắt và đi qua cạnh cắt của lưỡi dao gọi là
mặt phẳng cắt. Khi lưỡi dao chuyển động thẳng tịnh tiến thì mặt phẳng cắt
từng với mặt cắt. Còn khi quay tròn, ở từng vị trí sẽ xác định được một mặt
phẳng cắt thích hợp.
Góc cắt: khi cắt gọt, người ta chia thành các góc sau (hình 1.5)
v
A

B

a)

b)

Hình 1.5: Các góc cơ bản khi cắt gọt
a) Trường hợp lưỡi cắt chuyển động thẳng.

b) Trường hợp lưỡi cắt chuyển động quay.
Góc mài β (bê ta): nằm giữa mặt truớc và mặt sau của lưỡi cắt.
Góc cắt δ (đen ta): tạo thành giữa mặt trước của lưỡi cắt và mặt phẳng cắt
Góc trước γ (gam ma): nằm giữa mặt trước của lưỡi cắt và mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng cắt
Góc sau α (an pha): tạo thành giữa mặt sau của lưỡi cắt và mặt phẳng cắt.
Các góc trên thường được xác định trong mặt phẳng vuông góc với mặt
phẳng cắt và trùng với hướng chuyển động của lưỡi cắt. Trong trường hợp
lưỡi cắt quay tròn, tại mỗi thời điểm trong quá trình chuyển động đều kẻ
được một đường cắt (đường AB trên hình 1.5b).
I.4.2. Các trường hợp cắt gọt

13

Từ quan hệ giữa hướng chuyển động của dao cắt với chiều thớ gỗ, người
ta phân ra 3 trường hợp cắt gọt cơ bản: cắt mặt đầu, cắt dọc và cắt ngang.
Cắt mặt đầu khi hướng mặt phẳng cắt vuông góc với thớ gỗ, phoi dập vỡ,
liên kết rời rạc với nhau hoặc bị tách ra từng miếng.
Trong trường hợp cắt dọc hướng chuyển động cắt trùng với chiều thớ gỗ,
phoi tạo thành có dạng các dải mỏng, bị nứt từng đoạn.
Cắt ngang tiến hành khi lưỡi cắt chuyển động trong mặt phẳng vuông góc
với thớ theo chiều dài, phoi liên kết với nhau rời rạc.
Các trường hợp trên, lực cản cắt rất lớn khi cắt mặt đầu và nhỏ nhất khi cắt
dọc thớ.
Ngoài các trường hợp cơ bản đã nêu, còn phân ra các trường hợp cắt mặt
đầu- ngang, cắt mặt đầu- dọc, cắt dọc – ngang và các trường hợp khác.
Trong khi gia công lưỡi cắt tạo thành một mặt phẳng cắt, gọi là cắt mở.
Trong trường hợp này phoi là tất cả mặt phẳng gia công, còn chiều rộng của
lưỡi cắt có thể lớn hơn hoặc bằng chiều rộng của phôi. Nếu có hai hoặc 3 mặt
phẳng cắt thì gọi là cắt bít. Sơ đồ cắt bít như (hình 1.6). Trong trường hợp này
cạnh trước của dao và một phần mặt trước tạo thành đáy của rãnh (mặt phẳng
cắt thứ nhất), còn các mặt bên và mặt trước tạo ra thành của rãnh (mặt phẳng
cắt thứ hai và thứ ba).

2

3

1

4


14

Hình 1.6: Cắt bít
1. Lưỡi cắt; 2. Đáy của rãnh; 3. Thành của rãnh 4. Phoi.

Khi dao cắt vào gỗ, mặt trước của nó làm phoi biến dạng và bị nứt sâu
thêm, nên chiều dầy phoi không đồng đều và các bề mặt gia công không bằng
phẳng.
Để hạn chế hiện tuợng này, trong máy có bộ phận thước nén đặt ở phía
trước dao cắt (hình 1.7a). Trong các máy có dao quay tròn đặt bộ phận bẻ
phoi ở phía trước (hình 1.7b).

a)

b)

Hình 1.7: Sơ đồ cơ cấu thước nén (a), và bộ phận bẻ phoi (b)
1. Thước nén; 2. Bộ phận bẻ phoi

I.4.3. Lực cắt gỗ.
Lực sinh ra khi cắt và dao cắt chuyển động theo một hướng nhất định gọi
là lực cắt. Lực cắt đơn vị là KG, ký hiệu là P.
Lực cắt cần đạt được trị số như thế nào để thắng được lực cản khi cắt gỗ.
(hình 1.8a) ký hiệu là Pe. Các lực ma sát T1 và T2, tác động lên mặt trước của
dao cắt; Nph và Nbd tác động lên mặt sau của dao cắt.

15

Nếu phân tích lực Nph và Nbd ra hai thành phần, thì lực cắt phải thắng được
lực hai thành phần nằm ngang của lực đó, còn thành phần thẳng đứng chính là
áp lực qua dao cắt và bộ phận của máy.
Thí dụ, trong trường hợp bào, lực tác dụng lên dao bào N bd có thể phân
thành hai thành phần: ngang Nbd và thẳng đứng Nbd’’(hình 1.8b). Lực Nbd’
ngược chiều tác dụng với lực cắt, còn lực Nbd’’ lại tác dụng lên các vít kẹp
chặt lưỡi dao hơn.
Trường hợp lưỡi dao quay tròn (hình 1.8c) lực N bd’’ là thành phần thẳng
đứng của Nbd, có tác dụng vào bộ phận nén của trục quay.
v

Nbd
Pe
Npd

T1

N''bd

Nph
T2
v

a)

N'bd

N'bd

b)
V

c)

Nbd

N''bd

Hình 1.8 : Các lực cản cắt gỗ.
a) Sơ đồ lực tác dụng ; b) Tổng hợp lực khi bào,
Nbd song song với hướng chuyển động, N’bd vuông góc với hướng chuyển
động ; c) Tổng hợp lực khi phay

Tổng hợp lực tác dụng từ các hướng của gỗ lên lưỡi cắt kí hiệu bằng lực S
(hình 1.9). Trong đó hướng tác dụng thẳng góc của thành phần lực S thay đổi
tùy thuộc vào điều kiện cắt. Thí dụ, khi cắt phoi mỏng, góc cắt lớn, góc sau
nhỏ, lưỡi dao cùn, dao ít ăn vào gỗ thì thành phần vuông góc của lực hướng


16

lên trên (hình 1.9a). Ở trường hợp khác, dao cắt ăn vào gỗ nhiều khi đó thành
phần vuông góc của lực S hướng xuống dưới (hình 1.9b). Lực tác dụng trong
các trường hợp đầu gọi là lực nới ra khỏi gỗ P n, trường hợp thứ hai gọi là lực
ép chặt vào gỗ Pe.

pn

s
p
p

pe

s

Hình 1.9 : Sơ đồ trường hợp lực nới ra (a) và lực ép chặt (b)
của lưỡi cắt vào gỗ

I.4.4. Chuyển động cắt và đẩy.
Chuyển động của lưỡi dao cắt vào gỗ tạo ra phoi gọi là chuyển động cắt,
còn tốc độ của chuyển động cắt đó gọi là tốc độ cắt đơn vị là m/s, ký hiệu là
v. Đoạn đường mà lưỡi dao cắt vào gỗ để lấy đi một lớp phoi, gọi là quỹ đạo
cắt
Khi lưỡi dao chuyển động quay tròn tốc độ cắt xác định theo công thức:
V=

πD n
(m/s)
60.1000

Theo [2, Tr30]

Ở đây:
D- Đường kính dụng cụ cắt, tính bằng (mm)
n- số vòng quay của dụng cụ cắt trong một phút.
Khi lưỡi dao cắt chuyển động thẳng, tốc độ cắt tính theo công thức:
V=

L
(m/s)
t

Theo [2, Tr30]


17

Ở đây:
L- quãng đường đi của lưỡi dao khi cắt phoi, tính bằng (m)
t- thời gian lưỡi dao đi hết quãng đường, tính bằng (s)
Trong quá trình thực hiện cắt gọt, ngoài chuyển động cắt còn chuyển động
làm thay đổi vị trí tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi để có những lớp phoi
mới. Chuyển động ấy gọi là chuyển động đẩy, còn tốc độ chuyển động gọi là
tốc độ đẩy. Tốc độ đẩy tính bằng (m/ph), ký hiệu là U. Tốc độ cắt về trị số
luôn luôn lớn hơn tốc độ đẩy.
Chuyển động đẩy trong hầu hết các trường hợp các máy đều thực hiện
đồng thời với chuyển động cắt, tuy vậy cũng có các loại máy (như máy đột,
máy chép hình) dụng cụ cắt có một hoặc vài lưỡi cắt, trong đó quá trình máy
làm việc thực hiện chuyển động tịnh tiến qua lại trong một hướng (làm việc)
cắt gọt phoi, còn hướng khác (không làm việc) thì trở về vị trí ban đầu.
Phôi sau mỗi lần dịch chuyển vào máy (khi dụng cụ cắt chuyển động
thẳng), hoặc sau mỗi vòng quay của dụng cụ (dụng cụ quay tròn) gọi là lượng
ăn dao. Lượng ăn dao tính bằng (m), ký hiệu là u o. Người ta còn phân ra
lượng ăn dao của một răng cưa, ký hiệu là Uz, đơn vị tính cũng bằng (mm).
Lượng ăn dao sau một vòng quay của dụng cụ u 0 có thể xác định bằng
công thức:
u0 =

u.1000
(mm). Theo [2, Tr30]
n

Còn lượng ăn dao của một răng cưa, theo công thức:
Uz =

u.1000
(mm)
Z .n

Trong đó: U- Tốc độ đẩy (m/ ph)

Theo [2, Tr30]


18

Z- Số lượng răng cưa, số lưỡi phay hoặc số dao lắp trên trục.
n- Số vòng quay của dụng cụ trong một phút.
Trường hợp lưỡi cưa vòng thì công thức là:
Uz =

Ở đây :

u.t
( mm)
60.v

Theo [2, Tr30]

t- bước răng (mm)
v- tốc độ cắt (m/s)

Thí dụ: Xác định tốc độ cắt v và trị số lượng ăn dao một răng cưa u z của
máy cưa đĩa khi biết, đường kính lưỡi cưa D= 500 mm, n= 2000 v/ph, u=
20m/ph.
Cách giải:
V=

πD.n
3,14.500.2000
=
= 52 m/s
60.1000
60.1000

Uz =

u.1000 20.1000
=
= 0.25 mm
Z .n
40.2000

I.4.5. Công cắt riêng và công cắt
Năng lượng tiêu hao trong quá trình cắt gọt gỗ được biểu thị dưới dạng
công cắt riêng và công suất cắt.
Công cắt riêng: là lượng năng lượng, tính bằng kilogam mét, dùng để

chuyển hóa tạo ra một cm3 phoi gỗ. Công cắt riêng ký hiệu là K, đơn vị là
kG.m/cm3. Công cắt riêng phụ thuộc vào: các tham số góc của lưỡi cắt, loại
gỗ, độ ẩm của gỗ, chiều dày phoi, góc gặp (cắt ngang thớ), tốc độ cắt và nhân
tố khác.


19

Công suất cắt: là lượng năng lượng dùng để chuyển hóa tạo ra một thể tích
phoi trong thời gian 1 giây. Công suất cắt được tính bằng kG.m/s, ngoài ra
còn tính bằng Hp hoặc kW.
Thể tích phoi q, có thể tính theo công thức:
q=

b.h.U
cm3
60

Theo [2, Tr35]

Ở đây: b,h – là chiều rộng và chiều dày lớp phoi gỗ được hớt đi tính bằng
mm.
U – là tốc độ đẩy tính bằng m/phút.
Khi cưa xẻ, chiều rộng lớp gỗ được lấy đi bằng chiều rông mạch cưa, còn
h thì bằng chiều cao của mạch cưa.
Biết thể tích phoi q và trị số công cắt riêng, K có thể xác định được công
suất cắt N
N = K.q(kgm/s) Theo [2, Tr35]
Thay giá trị của q, ta có:
N=K

b.h.U
(kGm/s) Theo [2, Tr35]
60

Hoặc là:
N=K

b.h.U
(HP)
60.75

N=K

b.h.U
(kW).
60.102

Theo [2, Tr35]

Hoặc là:
Theo [2, Tr36]

Lực tác dụng lên 1mm2 diện tích của tiết diện ngang phoi cắt gọi là cản cắt
riêng, ký hiệu là K, đơn vị là kG/ mm2.


20

Khi biết trị số của cản cắt riêng, ta có thể xác định được lực cắt P:

P= K. b. etb (kG)

Theo [2, Tr36]

Ở đây: K- cản cắt riêng, tính bằng kG/ mm2 δ
b. etb- Diện tích tiết diện ngang của phoi, tính bằng mm2
Nếu có đồng thời một số lưỡi cắt cùng tham gia thì lực cắt bằng:
P= K. b. etb. Z’

Theo [2, Tr36]

Trong đó: Z’- Số lưỡi cắt đồng thời cùng tham gia cắt
Cản cắt riêng K (kG/cm 2) dùng để xác định lực và công suất cắt theo biểu
đồ hoặc bảng, nó phụ thuộc vào nhiều điều kiện trong quá trình cắt gọt.
I.4.6. Những nhân tố ảnh hưởng đến công cắt riêng.
Hướng cắt- Theo ba mặt phẳng, mặt cắt đầu, xuyên tâm. Tiếp tuyến gỗ có
những tính chất khác nhau. Bởi vậy, theo các hướng khác nhau thì trị số cản
cắt sẽ khác nhau. Ví dụ khi cắt đầu mút của phôi gỗ thông công cắt riêng bằng
1,75 kGm/cm3, khi cắt dọc bằng 0,5 kGm/cm 3; Còn trường hợp cắt ngang
0,30 kGm/cm3. Vì thế cho nên công suất cắt lớn nhất trong trường hợp cắt đầu
và nhỏ nhất khi cắt ngang.
Loại gỗ: Loại gỗ khác nhau tính chất của gỗ cũng khác nhau, bởi vậy nên
trị số công cắt riêng phụ thuộc vào loại gỗ. Nếu công cắt cho gỗ thông khi cắt
đầu bằng 0,75 kGm/cm3 thì cũng trong điều kiện ấy cắt gỗ xẻ bằng
3,15kGm/cm3, gỗ bạch dương 2,85kGm/cm3. Từ đó ta thấy công suất của máy
trong trường hợp gỗ thông là lớn nhất.
Độ ẩm của gỗ: Gỗ có độ ẩm càng lớn thì trở lực cản cắt càng nhỏ và cũng
dễ bị sơ tướp. Đối với trường hợp cắt dọc và cắt ngang thớ, khi độ ẩm gỗ lớn
thì công cắt riêng giảm, nhưng đối với cắt đầu thì giảm không đáng kể.

21

Chiều dày phoi: Khi chiều dày phoi tăng thì công cắt riêng giảm. Phoi
càng dày thì trị số góc cắt riêng càng giảm và ngược lại.
Góc cắt δ , góc sau α , góc mài β - trị số góc cắt tăng lên (khi góc sau
không đổi) trị số công suất cắt sẽ tăng lên. Chẳng hạn người ta nghiên cứu,
nếu tăng góc cắt thay đổi từ 45 đến 90 0 thì công cắt riêng sẽ tăng lên hai lần.
Điều này có thể giải thích là công cắt tăng lên do hao tổn vào việc làm biến
đổi dạng gỗ ở mặt trước của lưỡi cắt.
Khi tăng góc sau, trong một giới hạn nhất định thì công suất cắt sẽ giảm
xuống, nhưng nếu trị số góc sau tiến gần tới 00, thì không được bởi vì cạnh cắt
sau của lưỡi cắt sẽ tiếp với nhiều gỗ gây nên sự biến dạng. Tăng góc sau,
giảm góc mài làm cho lưỡi cắt chóng bị mòn, như vậy dẫn tới công cắt riêng
tăng, những thông số hợp lý của góc được chỉ dẫn trong bảng 1.
Mức độ cùn của dao: Lưỡi dao bao giờ cũng có một độ cùn nhất định,
trong khi làm việc nó ngày càng bị cùn hơn làm công suất cắt tăng lên, và
giảm độ chính xác gia công.
Tốc độ cắt: khi tăng tốc độ cắt từ 30 đến 50- 60 m/s cônhg cắt riêng giảm,
nhưng tăng tốc độ cắt cao hơn nữa thì trị số công cắt riêng lại tăng lên.

Các thông số hợp lý của lưỡi cắt

Bảng 1

Dụng cụ

α0

β0

γ0

δ0

Lưỡi bào

10-15

35-40

45-35

45-55


22
Lưỡi phay

10-15

35-40

45-35

45-55

Lưỡi cưa đĩa xẻ dọc

15-20

35-40

40-25

45-55

Lưỡi cưa vòng

20-30

40-50

30-10

60-80

I.4.7. Chế độ cắt.
Để thực hiện một nguyên công cắt gọt gỗ , cần phải có nhiều điều kiện
khác nhau gọi là chế độ cắt. Những điều kiện đó là các thông số của dao, tốc
độ cắt và tốc độ đẩy.
Người thợ máy trong quá trình làm việc phải biết chọn các loại dụng cụ cắt
và tốc độ đẩy cho thích hợp, còn tốc độ cắt, đa số các máy là trị số không thay
đổi. Trong lựa chọn chế độ cắt phải nhằm mục đích đạt được năng suất cao
nhất của máy.
Cần tính toán từng yếu tố trong chế độ để có bề mặt gia công đạt độ nhẵn
cần thiết, sử dụng hết công suất và khả năng gia công của dụng cụ cắt. Thí dụ
đối với máy cưa đĩa khi tính toán thấy là muốn đạt được độ nhẵn gia công, tốc
độ đẩy không được vượt quá 20m/ph, trong khi nếu sử dụng hết khả năng làm
việc của lưỡi cưa thì tốc độ đẩy là 40m/ph, còn khả năng tải của động cơ điện

chỉ trong khoảng 30m/ph là tối đa. Ta nên chọn tốc độ đẩy 20m/ph là hợp lý.

I.5. CÁC LOẠI MÁY CƯA XẺ GỖ THƯỜNG GẶP.


23

Hình 1.10. Máy cưa cắt ngang ЦПΑ-40
1. Bàn đạp, 2. Tay quay nâng hạ cột, 3. Tay điều khiển kẹp chặt, 4. Bàn có con
lăn, 5. Bao che, 6. Lưỡi cưa đĩa, 7. Động cơ điện, 8. Thước tựa, 9. Bàn dao, 10.
Xi lanh, 11. Thân máy, 13. Động cơ điện.

I.5.1. Máy cưa cắt ngang, lưỡi cưa chuyển động theo đường thẳng II,A-40
Có cấu tạo như hình 1.10
Dùng để cắt những tấm ván rộng, hộp để gia công rãnh. Trong thân máy
phía trên 11 có các con lăn để trục của bàn dao 9 có thể chuyển động qua lại
dễ dàng. Tay quay 2 và tay điều khiển kẹp chặt 3 nâng hạ cột theo chiều cao.
Lưỡi cưa chuyển động tịnh tiến bằng xi lanh 10, động cơ điện 7 có gắn
lưỡi cưa 6 ngay trên trục, bàn thao tác có các con lăn 4 để phôi chuyển động
dọc theo bàn được nhẹ nhàng. Trên mặt bàn có thước tựa 8.


24

Hình: 1.11. Máy cưa đĩa một lưỡi đẩy gỗ bằng băng xích Ц Д К 4-2.
1. Trục cưa, 2. Bàn thao tác, 3. Thước góc, 4. Bao che chống lùi, 5.
Thước tựa, 6. Tay quay, 7. Giá động cơ, 8. Động cơ điện.

I.5.2. Máy cưa đĩa một lưỡi đẩy gỗ bằng băng xích Ц Д К 4-2:
Máy cưa đĩa một lưỡi đẩy tay (có nơi còn gọi là máy cưa đĩa vạn năng hay

bàn cưa đĩa) hầu hết các xí nghiệp chế biến gỗ nước ta dùng loại này, tự chế
tạo hoặc của nhà máy Đồng Tháp sản xuất mang nhãn hiệu BCĐ 11-500.
Dạng hoàn chỉnh của máy có cấu tạo như trên. Máy dùng để xẻ dọc ván và
hộp, ngoài ra còn có thể dùng phay nữa. Trục cưa 1 đặt dưới mặt bàn, nâng hạ
được nhờ tay quay 6. Người thao tác đẩy gỗ trên mặt bàn 2 theo thước tựa 5.
Các cơ cấu bao che và chống lùi 4 đặt trên lưỡi cưa để bảo đảm an toàn cho
người thao tác.
I.5.3. Máy cưa vòng đứng.
Có cấu tạo như hình 1.12
Động cơ 13 được nối với vô lăng trên 1 và vô lăng dưới 5 để truyền
chuyển động cho máy. Khoảng cách giữa hai vô lăng được điều khiển bằng
vô lăng điều khiển 6 điều khiển vô lăng trên. Trong quá trình làm việc nếu
khoảng cách giữa hai vô lăng bị thay đổi thì quả tạ tự căng 3 sẽ có nhiệm vụ
tự điều chỉnh. Khi cắt gỗ tùy thuộc vào đường kính gỗ lớn hay nhỏ mà ta điều
khiển giá lựa 11 nâng hạ gỗ băng tay điều khiển 10.


25

Hình: 1.12. Máy cưa vòng đứng
1. Vô lăng trên, 2. Lưỡi cưa, 3. Quả tạ tự căng, 4. Đế máy, 5.Vô lăng dưới, 6.
Vô lăng điều khiển nâng hạ vô lăng trên, 7. Bánh xe goòng, 8. Bánh xe goòng tam
giác, 9. Bánh răng đẩy cữ, 10. Tay điều khiển giá lựa, 11. Giá lựa, 12. Ngàm kẹp
lưỡi cưa, 13. Động cơ điện.

I.5.4.Máy cưa vòng mộc ЛC 80-4
Thân máy được hàn từ những tấm thép góc, ở phần trên dược kết cấu
thành một khối cứng vững để chịu rung động thường xuyên khi làm việc. Bàn
máy ngoài vị trí nằm ngang có thể xoay được quanh trục theo hình quạt 3
nghiêng một góc nhất định. Lưỡi cưa vòng 15 được lồng vào hai bánh đà,

bánh đà bị động có thể nâng hạ được theo chiều cao nhờ tay quay 9, bánh đà
dưới chủ động được gắn vào thân máy phía dưới qua hai ổ bi. Một đầu trục
bánh đà có gắn bánh đai thang của bộ truyền đai 11.
Trong quá trình làm việc lưỡi cưa vòng dễ bị bong ra khỏi bề mặt bánh đà,
để khắc phục hiện tượng này, người ta làm cho bánh đà bị động nghiêng một
góc nhất định so với mặt phẳng nằm ngang nhờ tay quay 6. Như vậy chuyển
động cắt của lưỡi cưa vòng là chuyển động quay theo vòng khép kín vô tận
trên hai bánh đà của máy. Muốn dừng máy được nhanh, sau khi tắt điện, dùng
chân đạp vào bàn đạp 1 để hãm bánh đà lại.