Nghiên Cứu và Đề Xuất Biện Pháp Nâng Cao Chất Lượng Chế Tạo Bộ Khuôn Ép Viên Gỗ

• Tác giả: Quách Thị Bình
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Minh Đức
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên Cứu, Đề Xuất Các Biện Pháp Công Nghệ Nhằm Nâng Cao Chất Lượng Chế Tạo Bộ Khuôn Ép Viên Gỗ
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng nghiên cứu
• 0.4. Phương pháp nghiên cứu
• 0.5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
• 0.6. Nội dung luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG VÀ SẢN XUẤT VIÊN GỖ NÉN
• 1.1. Tổng quan về nhiên liệu gỗ nén dạng viên
• 1.1.1. Hiện trạng và nhu cầu sử dụng viên gỗ nén
• 1.1.2. Tổng quan về các thiết bị ép viên gỗ nén hiện nay
• 1.1.3. Yêu cầu kĩ thuật của viên gỗ nén mùn cưa
• 1.1.4. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng của bộ khuôn ép viên gỗ của máy ép viên khuôn phẳng
• 1.1.4.1. Độ bền mòn
• 1.1.4.2. Khả năng chống ăn mòn hóa học
• 1.1.4.3. Độ bền cơ học
• 1.2. Tổng quan các nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng khi gia công bộ khuôn ép viên gỗ trong và ngoài nước
• 1.2.1. Khái quát về tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.2.2. Khái quát về tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
• 1.2.3. Dự kiến vấn đề nghiên cứu
• 1.3. Kết luận chương
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG KHI CHẾ TẠO KHUÔN ÉP VIÊN GỖ NÉN
• 2.1. Vật liệu làm khuôn
• 2.2. Chế độ công nghệ khi nhiệt luyện
• 2.2.1. Cơ sở lý thuyết nhiệt luyện thép
• 2.2.2. Nhiệt luyện chân không
• 2.2.3. Nhiệt luyện thép SKD61
• 2.3. Các yếu tố công nghệ khi gia công
• 2.3.1. Ảnh hưởng của vật liệu dụng cụ cắt
• 2.3.2. Ảnh hưởng của chế độ cắt
• 2.3.3. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội và chế độ bôi trơn
• 2.4. Giới hạn nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.6. Kết luận chương
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA v, S ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC HÌNH DÁNG HÌNH HỌC VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CỦA HỆ LỖ TRỤ KHI CHẾ TẠO KHUÔN ÉP VIÊN GỖ NÉN
• 3.1. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 3.1.1. Nguyên tắc không lấy toàn bộ các trạng thái đầu vào
• 3.1.2. Nguyên tắc phức tạp dần mô hình toán học
• 3.1.3. Nguyên tắc đối chứng với nhiễu
• 3.1.4. Nguyên tắc ngẫu nhiên hoá
• 3.1.5. Nguyên tắc tối ưu của quy hoạch thực nghiệm
• 3.2. Mục đích nghiên cứu thực nghiệm
• 3.3. Thiết kế thí nghiệm
• 3.4. Xây dựng hệ thống thí nghiệm
• 3.5. Yêu cầu của hệ thống thí nghiệm
• 3.6. Hệ thống thí nghiệm
• 3.7. Dụng cụ cắt
• 3.8. Kết quả thí nghiệm và nhận xét
• 3.9. Ảnh hưởng của v,S đến nhám bề mặt
• 3.10. Ảnh hưởng của v,S đến sai lệch độ trụ
• 3.11. Chế tạo, chạy thử nghiệm và đánh giá chất lượng sản phẩm
• KẾT LUẬN CHUNG
• 0.1. Kết luận chung
• 0.2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• ẢNH PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Về Khuôn Ép Viên Gỗ Tầm Quan Trọng 55

Trong bối cảnh nhu cầu sử dụng năng lượng sinh khối ngày càng tăng, viên gỗ nén nổi lên như một giải pháp thay thế hiệu quả cho nhiên liệu hóa thạch. Để sản xuất viên gỗ nén chất lượng cao, khuôn ép viên gỗ đóng vai trò then chốt. Khuôn không chỉ định hình viên nén mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng viên. Việc chế tạo khuôn ép viên gỗ đòi hỏi sự chính xác cao, vật liệu bền bỉ và quy trình công nghệ tiên tiến. Nghiên cứu và cải tiến khuôn ép viên gỗ là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất và đáp ứng nhu cầu thị trường.

1.1. Vai Trò Của Khuôn Ép Viên Gỗ Trong Sản Xuất 58

Khuôn ép viên gỗ là bộ phận quan trọng của máy ép viên, trực tiếp tạo ra hình dạng và kích thước của viên nén. Khuôn quyết định độ nén chặt, độ bền và chất lượng bề mặt của viên gỗ. Khuôn tốt giúp viên nén cháy đều, lâu và ít tạo tro. Thiết kế khuôn ép viên gỗ ảnh hưởng đến năng suất và hiệu quả của toàn bộ quy trình sản xuất.

1.2. Tiêu Chí Đánh Giá Chất Lượng Khuôn Ép Viên Gỗ 59

Chất lượng khuôn ép viên gỗ được đánh giá dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm độ bền, khả năng chống mài mòn, độ chính xác kích thước và khả năng chịu nhiệt. Khuôn chất lượng cao phải đảm bảo tuổi thọ dài, ít bị biến dạng và duy trì được hiệu suất ép ổn định. Các tiêu chuẩn khuôn ép viên gỗ cần đáp ứng yêu cầu kỹ thuật khắt khe để sản xuất ra viên nén đạt chuẩn.

II. Thách Thức Trong Chế Tạo Khuôn Ép Viên Gỗ Hiện Nay 59

Quá trình chế tạo khuôn ép viên gỗ đối mặt với nhiều thách thức. Vật liệu làm khuôn phải chịu được áp lực lớn, nhiệt độ cao và ma sát liên tục. Sai số trong gia công có thể dẫn đến viên nén không đạt tiêu chuẩn, giảm năng suất và tăng chi phí sản xuất. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp, áp dụng quy trình nhiệt luyện tối ưu và kiểm soát chặt chẽ các yếu tố công nghệ là rất quan trọng. Ngoài ra, vấn đề bảo trì khuôn ép viên gỗ cũng cần được quan tâm để kéo dài tuổi thọ và đảm bảo hiệu suất làm việc.

2.1. Vấn Đề Mài Mòn Tuổi Thọ Khuôn Ép Viên Gỗ 57

Mài mòn là vấn đề lớn nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ của khuôn ép viên gỗ. Ma sát giữa nguyên liệu và thành khuôn trong quá trình ép gây ra mài mòn, làm thay đổi kích thước lỗ khuôn và giảm độ nén chặt của viên nén. Để khắc phục, cần sử dụng vật liệu chế tạo khuôn ép viên gỗ có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt và áp dụng các phương pháp gia công bề mặt tiên tiến.

2.2. Ảnh Hưởng Của Nhiệt Độ Đến Khuôn Ép Viên Gỗ 58

Nhiệt độ cao phát sinh trong quá trình ép viên có thể làm giảm độ bền của khuôn, gây biến dạng và nứt vỡ. Để giảm thiểu tác động của nhiệt độ, cần lựa chọn vật liệu chịu nhiệt tốt, thiết kế hệ thống làm mát hiệu quả và kiểm soát nhiệt độ ép phù hợp. Nhiệt luyện khuôn ép viên gỗ đúng cách cũng giúp tăng khả năng chịu nhiệt và độ bền của khuôn.

2.3. Sai Số Gia Công Chất Lượng Khuôn Ép Viên Gỗ 59

Sai số trong quá trình gia công có thể dẫn đến kích thước lỗ khuôn không đồng đều, ảnh hưởng đến chất lượng viên nén. Để đảm bảo độ chính xác, cần sử dụng máy móc hiện đại, công nghệ gia công tiên tiến và kiểm tra chất lượng nghiêm ngặt. Quy trình chế tạo khuôn ép viên gỗ cần được chuẩn hóa và tuân thủ chặt chẽ để giảm thiểu sai số.

III. Giải Pháp Nâng Cao Chất Lượng Chế Tạo Khuôn Ép 59

Để nâng cao chất lượng chế tạo khuôn ép viên gỗ, cần áp dụng đồng bộ nhiều giải pháp. Lựa chọn vật liệu phù hợp, tối ưu hóa quy trình nhiệt luyện, cải tiến công nghệ gia công và tăng cường kiểm soát chất lượng là những yếu tố then chốt. Nghiên cứu và phát triển các loại vật liệu mới, công nghệ gia công tiên tiến và phương pháp xử lý bề mặt hiệu quả cũng đóng vai trò quan trọng. Bên cạnh đó, việc đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề và đầu tư vào trang thiết bị hiện đại là cần thiết để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của sản xuất.

3.1. Lựa Chọn Vật Liệu Chế Tạo Khuôn Ép Viên Gỗ 58

Vật liệu làm khuôn phải có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn tốt, chịu được nhiệt độ cao và áp lực lớn. Các loại thép hợp kim như SKD11, D2, hoặc các loại thép đặc biệt được xử lý nhiệt luyện phù hợp thường được sử dụng. Việc lựa chọn vật liệu chế tạo khuôn ép viên gỗ phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể sẽ giúp kéo dài tuổi thọ và nâng cao hiệu suất của khuôn.

3.2. Tối Ưu Hóa Quy Trình Nhiệt Luyện Khuôn Ép Viên Gỗ 59

Nhiệt luyện là quá trình quan trọng để cải thiện độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn của khuôn. Quy trình nhiệt luyện cần được kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, thời gian và môi trường để đạt được kết quả tốt nhất. Nhiệt luyện chân không là một phương pháp tiên tiến giúp giảm thiểu biến dạng và oxy hóa bề mặt khuôn.

3.3. Cải Tiến Công Nghệ Gia Công Khuôn Ép Viên Gỗ 58

Sử dụng máy móc CNC hiện đại, công nghệ cắt dây EDM, và các phương pháp gia công chính xác khác giúp tạo ra khuôn có độ chính xác cao, bề mặt nhẵn và kích thước đồng đều. Quy trình chế tạo khuôn ép viên gỗ cần được thiết kế tối ưu để giảm thiểu thời gian gia công và chi phí sản xuất.

IV. Nghiên Cứu Thực Nghiệm Ảnh Hưởng Của Chế Độ Cắt 60

Nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của chế độ cắt (vận tốc cắt v, lượng chạy dao S) đến độ chính xác hình học và chất lượng bề mặt của hệ lỗ trụ trên khuôn ép viên gỗ nén là rất quan trọng. Các thí nghiệm được thực hiện để xác định các thông số cắt tối ưu, giúp giảm thiểu sai số, cải thiện độ nhám bề mặt và nâng cao tuổi thọ của khuôn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc lựa chọn chế độ cắt phù hợp trong quá trình chế tạo khuôn ép viên gỗ.

4.1. Phương Pháp Quy Hoạch Thực Nghiệm Thiết Kế Thí Nghiệm 59

Phương pháp quy hoạch thực nghiệm được sử dụng để thiết kế các thí nghiệm một cách khoa học và hiệu quả. Các yếu tố đầu vào (v, S) được thay đổi theo một quy luật nhất định, và các yếu tố đầu ra (độ nhám bề mặt, sai lệch độ trụ) được đo lường và phân tích. Thiết kế thí nghiệm giúp xác định mối quan hệ giữa các yếu tố đầu vào và đầu ra, từ đó tìm ra các thông số cắt tối ưu.

4.2. Xây Dựng Hệ Thống Thí Nghiệm Dụng Cụ Cắt 58

Hệ thống thí nghiệm bao gồm máy CNC, dụng cụ cắt (mũi khoan, dao phay), và các thiết bị đo lường (máy đo nhám, máy đo tọa độ). Dụng cụ cắt được lựa chọn phù hợp với vật liệu làm khuôn và yêu cầu gia công. Hệ thống thí nghiệm cần đảm bảo độ chính xác và ổn định để thu được kết quả tin cậy.

4.3. Kết Quả Thí Nghiệm Ảnh Hưởng Của V S Đến Chất Lượng 60

Kết quả thí nghiệm cho thấy vận tốc cắt và lượng chạy dao có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt và sai lệch độ trụ của hệ lỗ trụ. Vận tốc cắt cao và lượng chạy dao thấp thường cho kết quả tốt hơn về độ nhám bề mặt, nhưng có thể làm tăng sai lệch độ trụ. Cần tìm ra sự cân bằng giữa hai yếu tố này để đạt được chất lượng gia công tốt nhất.

V. Ứng Dụng Thực Tế Đánh Giá Chất Lượng Khuôn Ép 55

Sau khi chế tạo, khuôn ép viên gỗ được chạy thử nghiệm trên máy ép viên để đánh giá chất lượng sản phẩm. Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm năng suất ép, độ bền của viên nén, độ đồng đều kích thước và hình dạng viên. Kết quả đánh giá giúp xác định hiệu quả của các giải pháp nâng cao chất lượng chế tạo khuôn và đưa ra các điều chỉnh cần thiết. Việc bảo trì khuôn ép viên gỗ định kỳ cũng giúp duy trì hiệu suất làm việc và kéo dài tuổi thọ của khuôn.

5.1. Chế Tạo Chạy Thử Nghiệm Khuôn Ép Viên Gỗ 57

Khuôn ép viên gỗ được chế tạo theo quy trình công nghệ đã được tối ưu hóa. Sau đó, khuôn được lắp vào máy ép viên và chạy thử nghiệm với các loại nguyên liệu khác nhau. Quá trình chạy thử nghiệm giúp kiểm tra khả năng làm việc của khuôn và đánh giá chất lượng viên nén.

5.2. Đánh Giá Chất Lượng Sản Phẩm Viên Nén 58

Chất lượng viên nén được đánh giá dựa trên các tiêu chí như độ bền, độ nén chặt, kích thước đồng đều, và hàm lượng tro. Viên nén đạt chất lượng cao phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và phù hợp với mục đích sử dụng.

5.3. Bảo Trì Khuôn Ép Viên Gỗ Để Kéo Dài Tuổi Thọ 59

Bảo trì định kỳ là yếu tố quan trọng để kéo dài tuổi thọ của khuôn ép viên gỗ. Các công việc bảo trì bao gồm vệ sinh khuôn, kiểm tra độ mòn, bôi trơn và thay thế các bộ phận bị hỏng. Bảo trì đúng cách giúp khuôn hoạt động ổn định và duy trì hiệu suất làm việc.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Khuôn Ép 59

Nâng cao chất lượng chế tạo khuôn ép viên gỗ là yếu tố then chốt để sản xuất viên gỗ nén chất lượng cao và đáp ứng nhu cầu thị trường. Các giải pháp như lựa chọn vật liệu phù hợp, tối ưu hóa quy trình nhiệt luyện, cải tiến công nghệ gia công và tăng cường kiểm soát chất lượng đã được chứng minh là hiệu quả. Hướng nghiên cứu tiếp theo tập trung vào phát triển các loại vật liệu mới, công nghệ gia công tiên tiến và phương pháp xử lý bề mặt hiệu quả hơn nữa. Ngoài ra, cần nghiên cứu về thiết kế khuôn ép viên gỗ tối ưu để nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất.

6.1. Tổng Kết Các Giải Pháp Nâng Cao Chất Lượng Khuôn Ép 58

Các giải pháp nâng cao chất lượng khuôn ép viên gỗ bao gồm lựa chọn vật liệu tốt, nhiệt luyện tối ưu, gia công chính xác và bảo trì định kỳ. Áp dụng đồng bộ các giải pháp này giúp khuôn hoạt động ổn định, bền bỉ và sản xuất ra viên nén chất lượng cao.

6.2. Định Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Khuôn Ép Viên Gỗ 59

Hướng nghiên cứu tiếp theo tập trung vào phát triển các loại vật liệu mới có độ bền cao, khả năng chống mài mòn tốt và chịu được nhiệt độ cao. Ngoài ra, cần nghiên cứu về công nghệ ép viên gỗ tiên tiến để nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất. Thiết kế khuôn ép viên gỗ cũng cần được cải tiến để tối ưu hóa quá trình ép và tạo ra viên nén có chất lượng tốt nhất.