1

Luận văn
XÂY DỰNG PHƯƠNG 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

2
Chương 1 :TỔNG QUAN

1.1 Mục tiêu đề tài
Xây dựng phương 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 Trường 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
3

Chương 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 được (m
3
)
V: Thể tích gỗ tròn đưa 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 nước. Nâng cao được 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 được lượng gỗ khai thác góp phần bảo vệ môi trường, bảo vệ rừng.
2.1.2 Tỷ lệ thành khí địng mức:
Là chỉ tiêu tỷ lệ thành khí phải đạt được của một cơ sở sản xuất nó mang
tính trung bình tiên tiến và có kể đến ảnh hưỏng của các yếu tố khách quan chủ

+ Độ bầu dục của gỗ: Độ bầu dục được tính bằng tỷ số giữa hiệu đường
kính lớn nhất và đương kính vuông góc với nó đo trên cùng một tiết diện ngang
của gỗ với đường kính lớn nhất đó.

1 2
1
.100
d d
E
d



d
1
: đường kính lớn nhất của tiết diện
d
2
: đường kính vuông góc của tiết diện
+Độ thót ngọn của gỗ: Là tỷ số giữa hiệu hai đường kính đầu và cuối của
khúc gỗ so với chiều dài của cây gỗ

.100(%)
D d
s
L


Trong đó: D: đường kính đầu gốc của cây gỗ
d:đường kính đầu ngọn của cây gỗ

nghệ hợp lý mà không có phương pháp xẻ hợp lý thì tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi
dụng sẽ không cao. Vì vậy việc lập được một bản đồ xẻ hợp lý cho từng khúc
gỗ là một yêu cầu cấp thiết ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí.
Các yếu tố khác ảnh hưởng 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 được
khi cưa xẻ sẽ có chất lượng đảm bảo,tỷ lệ thành khí cao, năng suất lao động
được nâng lên.
2.2 Các phương pháp xác định tỷ lệ thành khí định mức:
2.2.1. Phương pháp thống kê bình quân:
Qua điều tra khảo sát thực tế đẻ có được giá trị tỷ lệ thành khí định mức
với các điều kiện tương của các cơ sở sản suất khác, trên cơ sở đó xác địng tỷ lệ
thành khí định mức cho cơ sở mình.
Phương pháp này thực hiện theo hai bước:
Bước 1: Đi thực tế các xưởng xẻ có điều kiện tương 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

Bước 2:Tỷ lệ thành khí trung bình

®m ®m
1
1

là tỷ lệ thành khí định mức (%)
P
c
là tỷ lệ thành khí thực tế (%)
H là hệ số ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí
+ Phương pháp xác định các hệ số ảnh hưởng tới tỷ lệ thành khí:
Hệ số ảnh của đường kính gỗ tròn: Khi xác định ảnh hưởng bởi đường kính gỗ
tròn ta phải cố định các yếu tố khác. Giả sử có một khối lượng gỗ với các số
liệu sau:
- Đường kính gỗ d
1
, d
2
d
n

- Thể tích tương ứng k
1
, k
2
, , k
n6
Chọn một tỷ lệ thành khí nào đó trong các tỷ lệ thành khí được làm chuẩn ta lập
hệ số:

1
1

= H
2
.k
k
; k
3
= H
3
.k
k

Nếu gọi thể tích gỗ xẻ thu được 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

d
= H
d
.k
k
.
+ Hệ số ảnh ảnh hưởng độ cong cây gỗ tròn: Giả sử khối lượng gỗ có các số liệu
thống kê sau: Đường kính cây gỗ d
k
Độ cong tương ứng f
1
, f
2
, , f
n

Thể tích tương ứng v
1
d
f
, v
2
d
f
, v
2
d
f

Tỷ lệ thành khí tương ứng k

  

k
n
.d
f
: Tỷ lệ thành khí thứ do ảnh hưởng của đường 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. Như
vậy tỷ lệ thành khí khi đường kính và độ cong thay đổi sẽ là:
Trong đó các hệ số H
d
, H
c
, gọi là hệ số ảnh hưởng của đường kính và độ cong
gỗ tròn đến tỷ lệ thành khí tổng quát khi tính toán tới các yếu tố khác như,
mục,mọt, độ thót ngọn, qui cách sản phẩm ta dùng công thức chung sau để tính

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
 
 
  
 
 

7
Ng/ liệu
V
i
thể tích gỗ tròn tương ứng
Tỷ lệ thành khí định mức chung sẽ là:
K = K
k
(
1
n
i
i
H


+ Ghép các thanh thành phần theo kiểu ngón:

Chu
ẩ
n KT
thanh
S
ấ
y thanh

Tạohanh
XL thanh Tráng keo
X
ế
p ván

ép ván

X
ứ

lí m
ặ
t8
2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng 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

Đối với phương pháp xẻ bán xuyên tâm, bán tiếp tuyến kích thước thanh xẻ là:
S.B.L = 26.45.500
2.4 Phương pháp xẻ và bản đồ xẻ.
2.4.1 Phương pháp xẻ.
2.4.1.1 Phương pháp xẻ xuyên tâm.
+ Cách xẻ hình quạt: Đây là cách xẻ được thực hiện trên 1/4 tiết của cây gỗ.
Phương pháp này có khả năng thu được lượng gỗ xuyên tâm cao nhưng

9

[a]
nhược 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 phương pháp xẻ cho những loại sản
phẩm có yêu cầu đặc biệt.

+ Cách xẻ hình cung:
Bằng cách xẻ hình cung chúng ta cũng thu được ván xuyên tâm,
pnương pháp này cũng được 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 trước  
[
]

µ

Ta có:


Trong đó: Z = Z1 + e
Z: Chiều rộng thực tế của miền xẻ Z.
Z1: Chiều rộng miền xẻ ( khoảng cách tâm của hai tấm ván ).
E: Chiều dày mạch xẻ .
B: Là nửa chiều dài miền xẻ.
: Là góc xuyên tâm của ván xẻ.
D: Là đường kính tiết diện cây gỗ.
2.4.1.2 Phương pháp xẻ suốt
Ưu điểm của phương pháp này là khả năng tận dụng gỗ lớn , có thể đáp
ứng được nhiều chủng loại sản phẩm trong đó có ván ghép thanh. Quá trình
xẻ tiến hành đơn giản, gỗ rất dễ cố định phù hợp với các xí nghiệp loại vừa và
nhỏ.
Là phương pháp xẻ mà sản phẩm thu được tất cả đều là ván chưa sạch
bìa, xẻ theo phương pháp này rất linh động trong sản xuất, nhất là nguyên
liệu có nhiều bệnh tật, có điều kiện nâng cao tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi dụng
gỗ tuy nhiên phương pháp này bộc lộ một số nhược điểm: Chi phí để rọc rìa
các tấm ván tương đối lớn, quy cách kích thước chiều rộng ván không thống
nhất nên gây khó khăn cho khâu cơ giới hoá và tự ddộng hoá.
2.4.1.3 Phương pháp xẻ hộp:
Là các phương pháp mà các sản phẩm thu được đa số đã rạch rìa, cạnh,
phương pháp này áp dụng để xẻ ván, xẻ hộp . Nó phù hợp với quy mô xưởng
vừa và lớn, để cơ giới hoá và tự động hoá quy cách sản phẩm đảm bảo chính
xác, có khả năng nâng cao năng suất lao động và tỷ lệ thành khí và tỷ lệ lợi
dụng gỗ. Nhưng phương pháp này kém linh động, với những loại gỗ có hình
dạng phức tạp, không ổn định. Trong quá trình xẻ khó loại bỏ được khuyết tật
ra khỏi sản phẩm, khả năng tận dụng gỗ cao.
2.4.2 Bản đồ xẻ
Bản đồ xẻ có một vị trí quan trọng trong quá trình xẻ. Nó cũng ảnh
hưởng tới tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ. Một bản đồ xẻ chỉ phù hợp với
một khúc gỗ với đường kính, độ cong, độ thót ngọn Vì vậy lập bản đồ xẻ

khoảng biến thiên của biến thứ i.
Theo cách biểu diễn này, mức trên cần biến là X
i max
= +1; mức dưới
là X
i min
= -1; mức cơ sở là X
io
= 0 hay ta ghi (=); (-); (0).
Ta có bảng 01 xác định khoảng biến động

12Tên
yếu tố
-1 0 1 L
X1 14 17 20 3
X2 40 50 60 10

2.5.2 Chọn kế hoạch thực nghiệm:
Nhiệm vụ chính của bước này là lập kế hoach thực nghiệm sao cho có
thể nhận được biểu thức toán học biểu diễn mối quan hệ giữa các tham số ra
Y với các yếu tố vào Xi (1,2,3 n) tức là Y = f(x1, x2, x3, xn) (hàm hồi
quy).
Quá trình này được tiến hành theo hai bước:
Lập hàm hồi quy ở dạng mã.
Y = f(x1, x2, x3, xn).
Chuyển hàm hồi quy về dạng thực nhờ phép biến đổi
Y = f(x1, x2, x3, xn).

7 0 -
8 0 +
9 0 0
Sau khi xác định được phương trình tương quancác hệ số của phương
trình ta tiến hành kiểm tra các số liệu.
2.5.5 Các phép kiểm tra:
+ Kiểm tra tính đồng nhất của các phương sai. Giá trị này tra bảng.
+ Kiểm tra mức độ ảnh hưởng của các yếu tố
Kiểm tra tính có ý nghĩa của các hệ số
B
i
 S
bi
T
Trong đó: B
i
là trị tuyệt đối của hệ số bi
S
bi
là hệ số của phương sai tương ứng với hệ số bi .
T là giá trị Studen (tra bảng).
+ Kiểm tra tính tương thích của mô hình theo tiêu chuẩn Fisher Fp <
Fb Chương 3 :XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỶ LỆ THÀNH
KHÍ ĐỊNH MỨC.
3.1. Xây dựng mô hình lý thuyết:
3.1.1. Tính toán kích thước thực tế:
Kích thước thực tế của thanh cở = kích thước danh nghĩa + lượng dư
gia công.
3.1.1.1. Tính toán kích thước phôi của thanh:
Nguyên liệu cung cấp cho quá trình xẻ thanh cơ sở là gỗ tròn keo lá
tràm. Kích thước thanh sau khi đã đánh nhẵn (đã qua gia công gồm sấy, bào,
đánh nhẵn ) là:
S * B * L = 20 * 32* 450 (mm).
Vậy kích thước thô của thanh bao gồm:
Sth = S + S1 + S2.
Bth = B + B1 + B2.
Lth = L + L1 + L2.
Trong đó: S, B, L là kích thước danh nghĩa của thanh tương ứng chiều
dày, chiều rộng, chiều dài

15

S1, B1, L1 là lượng dư do sấy.
S2, B2, L2 là lượng dư do gia công.
+ Hao hụt do gia công trên máy bào thẩm, bào cuốn hoặc bào bốn mặt
qua kinh nghiệm thực tế cho thấy lượng dư cho bề mặt qua khâu bào phảI là
1.1  1.5 (mm) và lương dư cho công đoạn đánh nhẵn mỗi mặt là 0.1  0.2
(mm). Như vậy lượng dư gia công cho mỗi bề mặt là 1.7 (mm). Để đảm bảo
cho chất lượng bề mặt cho mỗi thanh chúng tôi chọn lượng dư do gia công

2
= 20.28
,
d
3
=18.16, d
4
=20.18, ,

16

d
6
= 20, d
7
= 14.32, d
8
= 15.28, d
9
= 14 Việc tạo thanh cơ sở được thực hiện trên máy cưa vòng nằm và máy
cưa đĩa xẻ dọc. Quá trình xẻ được thực hiện với ba cấp đường kính gỗ:
d
1
= 14 (cm), d
2
= 17 (cm)., d
3

tiếp tuyến.
3.1.2.1. Xác định hàm mục tiêu:
Bất cứ một nhà máy, xí nghiệp sản xuất và chế biến gỗ nào cũng không
ngừng tìm các biện pháp khả thi nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên
liệu, tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, giá thành phù hợp. Muốn làm được
điều đó cần phải giải quyết những vấn đề sau:
+ Nâng cao tỷ lệ thành khí.
+ Nâng cao chất lượng công cụ gia công cắt gọt.
+ Nâng cao tay nghề, ổn định tay nghề công nhân.
+ Xác định được phương pháp xẻ hợp lý nhằm bảo đảm được chất
lượng sản phẩm phù hợp với công nghệ hiện đại.

17

Như vậy nếu khi cố định máy móc, tay nghề công nhân, thì tỷ lệ thành
khí sẽ là mục tiêu thể hiện hiệu quả sử dụng gỗ để thu được tỷ lệ thành khí
cao nhất.
3.1.2.2. Xác định các thông số ảnh hưởng:
Các thông số ảnh hưởng cố định:
Tỷ lệ thành khí, tỷ lệ lợi dụng gỗ và biến dạng thanh cơ sở chịu ảnh
hưởng của rất nhiều yếu tố. Mỗi yếu tố này có một vai trò và vị trí rất quan
trọng trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm. Tuy nhiên do sự hạn hẹp về
thời gian nghiên cứu và khả năng tư duy lý luận logic còn hạn chế nên chúng
tôI không thể khảo sát được hết các yếu tố này mà chỉ lưu tâm tới một số yếu
tố chính có ảnh hưởng trực tiếp, rõ nét tới mục tiêu và phương pháp nghiên
cứu. Chúng ta có thể xem xét các yếu tố như: hình dạng gỗ, bệnh tật gỗ, độ
ẩm gỗ, chế độ sấy, chế độ gia công, tình trạng kỹ thuật là các yếu tố cố định.
Các tông số có ảnh hưởng thay đổi:
Các nhân tố có thể điều khiển được là hình dạng gỗ tròn, vị trí lấy gỗ
trên tiết diện ngang (phương pháp xẻ) của nguyên liệu, quy cách kích thước

và tỷ lệ lợi dụng, tỷ lệ thành khí khi xẻ thanh cơ sở cho ván ghép thanh từ gỗ
keo lá tràm. Chúng tôi chọn vùng nghiên cứu là vùng bán xuyên tâm và bán
tiếp tuyến với khoảng biến động của góc:

1
= 40, 
2
= 50, 
3
= 60
Như vậy ở trong khoảng này, qua tính toán và thực tế sản xuất, chúng
tôi thấy khi  dịch chuyển được 10 sẽ thu được thêm hai lớp ván.
Khoảng biến động của các yếu tố qua điêù tra:
X
1
: Đường kính nguyên liệu(cm): X
1min
< X
10
<X
1 max.

X
2
: Góc xẻ  (độ): X
2min
< X
20
<X
2 max.

xẻ cung xuyên tâm tôi chọn góc  = 40; 50 ; 60 tương ứng ba cấp đường
kính là: d = 15 (cm); 20 (cm); 25 (cm).
Z được tính theo công thức thực nghiệm:

19Trong đó e là chiều dày mạch xẻ, ta lấy e = 3 (mm).
Ta có bảng 03: Chiều rộng miền xẻ Z.

d
40 50 60
15 8 6 5
20 11 8 6
25 13 10 7

Lập ma trận thực nghiệm
STT X1 X2 P1 P2 P3
1 -1 -1

2 1 -1

3 -1 1

4 1 1

5 -1 0

6 1 0


0

- Tiến hành với khúc gỗ có d = 170mm
Góc xẻ  = 40
0 Với góc xẻ = 50
0
:

21
Với góc xẻ  = 60
0- Với khúc gỗ d = 200
Góc xẻ 40
0

Với góc xẻ 50
0
thanh trong một khúc: ∑Vth (m
3
);
áp dụng công thức tỷ lệ thành khí ta có: Trong đó:
V
x
: là thể tích gỗ xẻ (m
3
)
Xây dựng mô hinh phương trình lý thuyết :
Theo nội dung qui hoạch thực nghiệm đối 2 yếu tố, ta phải tiến hành 9 thí
nghiệm với số lần lập lại k= 0 ( vì chỉ tính toán lý thuyết). Kết quả như sau :

STT X1 X2 P(%)
1 -1 -1 30.42

23

2 1 -1 44.70
3 -1 1 30.42
4 1 1 40.98
5 -1 0 30.42
6 1 0 44.70
7 0 -1 46.42
8 0 1 25.79
9 0 0 41.26



Sử dụng phần mềm OPT, chúng ta có phương trình thực nghiệm như sau :
P = -12.87 + 2.36 d - 0.37 d2 + 1.1 [] + 0.001 d[] - 0.02 []2
3.2.2. Xác định tỷ lệ thành khí định mức
P = -12.87 + 2.36 d - 0.37 d2 + 1.1 [] + 0.001 d[] - 0.02 []2
Giải phương trình trên ta có p đạt cực đại khi:

24

d = 3,2
 = 27,42
Như vậy với giá trị d và  trên ta ta không thể tiến hành xẻ xuyên tâm được
mà chỉ tiến hành xẻ suốt thông thường.
Chương 4:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1 Kết luận.

thanh.
Tuy nhiên cần phải nghiên cứu thêm về phương pháp xẻ loại gỗ này vì ván xẻ
ra rất dễ bị nứt do trong gỗ tồn tại ứng suất sinh trưởng. Các tấm ván càng gần
tâm thì tỷ lệ nứt càng cao. Ván càng mọng thì khả năng nứt đôi ván lá rất lớn .
4.2 Kiến nghị.
- Gỗ Keo lá tràm là loại gỗ có tính chất cơ học thấp vì vậy việc nhiên cứu để
tìm ra các giải pháp nhằm nâng cao chât lượng sản phẩm. Đặc biệt là các loại
ván nhân tạo , đồ mộc gia dụng , đồ mộc ván ghép thanh là rất cần thiết.
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất ván ghép thanh từ gỗ keo lá tràm.