Tính Toán và Thiết Kế Cơ Cấu Cắt Gọt Cho Thiết Bị Rút Lõi Gỗ Dừa

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay tính toán thiết kế cơ cấu cắt gọt của thiết bị rút lõi gỗ dừa, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực

• Tác giả: Phạm Quang Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS. Hoàng Hữu Nguyên
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Máy, Thiết Bị Và Công Nghệ Gỗ Giấy
• Đề tài: Tính Toán, Thiết Kế Cơ Cấu Cắt Gọt Của Thiết Bị Rút Lõi Gỗ Dừa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Nghiên cứu sơ bộ về nguyên lý khoan rút lõi
• 1.2. Nguyên lý khoan trên vật liệu gỗ
• 1.3. Đối tượng gia công
• 1.4. Thông tin chung về cây dừa
• 1.5. Cấu tạo và tính chất của cây dừa
• 1.5.1. Cấu tạo thô đại
• 1.5.2. Cấu tạo hiển vi
• 1.6. Tính chất vật lý của gỗ dừa
• 1.6.1. Khối lượng thể tích
• 1.6.2. Tính co rút
• 1.6.3. So sánh tính chất vật lý của thân dừa và gỗ cao su, xà cừ
• 1.6.4. Độ ẩm của nguyên liệu
• 1.7. Tính chất cơ học
• 1.7.1. Giới hạn bền khi nén dọc thân dừa
• 1.7.2. Giới hạn bền nén ngang tiếp tuyến thân dừa
• 1.7.3. Giới hạn bền nén ngang xuyên tâm gỗ dừa
• 1.7.4. Giới hạn bền kéo dọc gỗ dừa
• 1.7.5. Giới hạn bền uốn tĩnh gỗ dừa
• 1.7.6. Modul đàn hồi uốn tĩnh của gỗ dừa
• 1.7.7. So sánh một vài tính chất cơ học của thân dừa với gỗ cao su, xà cừ
• 1.8. Bản chất của quá trình khoan rút lõi cây dừa
• 1.9. Các cơ sở lý thuyết về tính bền áp dụng cho dao cắt và kết cấu máy khoan rút lõi
• 1.10. Nguồn lực dẫn động của dao và máy khoan rút lõi, cơ sở và phương pháp chọn
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 2.1. Lựa chọn năng suất làm việc của hệ thống
• 2.2. Lựa chọn phương thức làm việc của hệ thống
• 2.3. Định hướng thiết kế
• 2.4. Nghiên cứu thông qua thực nghiệm cắt
• 2.5. Thiết kế tính toán các chi tiết chính trong máy khoan rút lõi cây dừa
• 2.5.1. Sơ đồ nguyên lý chung từ ý tưởng thiết kế
• 2.5.2. Thiết kế và tính toán dao cắt
• 2.5.3. Các phương án bố trí và lựa chọn hình dạng dao rút lõi
• 2.5.4. Thiết kế lựa chọn kết cấu lỗ phun áp lực để thoát phoi
• 2.5.5. Thiết kế lựa chọn bích dẫn khí nén xuống vùng gia công
• 2.5.6. Thiết kế lựa chọn ổ chứa dao chính
• 2.5.7. Thiết kế, lựa chọn pistong đẩy lõi ra khỏi thân dao, khi lấy lõi xong
• 2.5.8. Hoàn thiện kết cấu của mặt bích ổ dao
• 2.5.9. Thiết kế, lựa chọn góc độ dao cắt
• 2.5.10. Tính toán lực cắt tác dụng lên lưỡi dao và thân dao
• 2.5.11. Kiểm tra bền cho kết cấu dao cắt
• 2.5.12. Bản vẽ hoàn chỉnh kết cấu dao cắt
• 2.5.13. Mô phỏng lắp ráp kết cấu dao cắt và quá trình rút lõi
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 3.1. Kiến nghị
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• A.1. Bản vẽ chế tạo các chi tiết của dao rút lõi
• A.2. Kiểm tra sức bền của dao

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Cơ Cấu Cắt Gọt Thiết Bị Rút Lõi Gỗ Dừa

Thiết kế cơ cấu cắt gọt cho thiết bị rút lõi gỗ dừa là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến gỗ. Gỗ dừa, với đặc tính cơ học và hình học độc đáo, đòi hỏi các phương pháp cắt gọt tiên tiến để tối ưu hóa quy trình sản xuất. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên rừng. Các sản phẩm từ gỗ dừa đang ngày càng được ưa chuộng trên thị trường, tạo ra nhu cầu cao cho thiết bị rút lõi gỗ dừa.

1.1. Đặc Điểm Của Gỗ Dừa Trong Thiết Kế Cơ Cấu

Gỗ dừa có độ bền cơ học tốt và vân thớ đẹp, nhưng phần lõi lại mềm và không có vân. Điều này tạo ra thách thức trong việc thiết kế cơ cấu cắt gọt. Cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo rằng quá trình cắt không làm hỏng cả phần lõi và phần thân gỗ dừa.

1.2. Lợi Ích Của Việc Rút Lõi Gỗ Dừa

Việc rút lõi gỗ dừa giúp tạo ra nguyên liệu chất lượng cao cho sản xuất ván nhân tạo. Sản phẩm từ gỗ dừa không chỉ đáp ứng nhu cầu thị trường mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách sử dụng nguồn nguyên liệu tái tạo.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Thiết Kế Cơ Cấu Cắt Gọt

Mặc dù gỗ dừa có nhiều ưu điểm, nhưng việc thiết kế cơ cấu cắt gọt cho thiết bị rút lõi vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ cứng của gỗ, hình dạng của lõi và yêu cầu về độ chính xác trong quá trình cắt là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Cứng Và Đặc Tính Cơ Học Của Gỗ Dừa

Độ cứng của gỗ dừa có thể ảnh hưởng đến lực cắt và tuổi thọ của dao cắt. Cần phải tính toán chính xác để đảm bảo rằng dao cắt có thể hoạt động hiệu quả mà không bị hư hại.

2.2. Hình Dạng Lõi Gỗ Dừa Và Ảnh Hưởng Đến Quy Trình Cắt

Hình dạng lõi gỗ dừa thường không đồng nhất, điều này có thể gây khó khăn trong việc thiết kế cơ cấu cắt. Cần phải có các giải pháp kỹ thuật để xử lý vấn đề này.

III. Phương Pháp Thiết Kế Cơ Cấu Cắt Gọt Hiệu Quả

Để thiết kế cơ cấu cắt gọt cho thiết bị rút lõi gỗ dừa, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng và các công cụ tính toán sẽ giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế.

3.1. Sử Dụng Phần Mềm Mô Phỏng Trong Thiết Kế

Phần mềm mô phỏng giúp kiểm tra và tối ưu hóa các thông số thiết kế trước khi chế tạo thực tế. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và chi phí sản xuất.

3.2. Tính Toán Lực Cắt Và Chọn Vật Liệu Dao Cắt

Tính toán lực cắt là rất quan trọng để đảm bảo rằng dao cắt có thể hoạt động hiệu quả. Việc chọn vật liệu dao cắt cũng cần phải dựa trên các đặc tính cơ học của gỗ dừa.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Bị Rút Lõi Gỗ Dừa

Thiết bị rút lõi gỗ dừa không chỉ được ứng dụng trong sản xuất ván nhân tạo mà còn trong nhiều lĩnh vực khác như chế tác đồ mỹ nghệ và xây dựng. Việc sử dụng thiết bị này giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu lãng phí nguyên liệu.

4.1. Ứng Dụng Trong Sản Xuất Ván Nhân Tạo

Sản xuất ván nhân tạo từ gỗ dừa đang trở thành xu hướng mới trong ngành công nghiệp chế biến gỗ. Thiết bị rút lõi giúp tạo ra nguyên liệu chất lượng cao cho sản xuất.

4.2. Ứng Dụng Trong Chế Tác Đồ Mỹ Nghệ

Gỗ dừa được sử dụng để chế tác nhiều sản phẩm mỹ nghệ độc đáo. Thiết bị rút lõi giúp tạo ra các sản phẩm có giá trị cao và đáp ứng nhu cầu thị trường.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Cơ Cấu Cắt Gọt Thiết Bị Rút Lõi Gỗ Dừa

Thiết kế cơ cấu cắt gọt cho thiết bị rút lõi gỗ dừa là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ tài nguyên rừng. Việc áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại sẽ giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế và sản xuất.

5.1. Tương Lai Của Thiết Bị Rút Lõi Gỗ Dừa

Với sự phát triển của công nghệ, thiết bị rút lõi gỗ dừa sẽ ngày càng được cải tiến, đáp ứng tốt hơn nhu cầu của thị trường.

5.2. Khuyến Nghị Đối Với Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp kỹ thuật mới để nâng cao hiệu quả của thiết bị rút lõi gỗ dừa, đồng thời bảo vệ tài nguyên rừng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam hiện sở hữu khoảng 200.000 ha diện tích trồng dừa trải dài từ Bắc vào Nam, trong đó tập trung nhiều nhất tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long với tỷ trọng trên 70% (tương đương 185.000 ha, đứng đầu là Bến Tre với 38.000 ha, Trà Vinh 12.418 ha) và vùng Duyên hải Nam Trung Bộ chiếm gần 20% (khoảng 32.000 ha, tiêu biểu là Bình Định với 12.000 ha). Mật độ canh tác bình quân đạt từ 140 đến 150 cây/ha, thể tích bình quân mỗi thân cây đạt khoảng 0,9 m³, tạo ra nguồn tài nguyên thân dừa dồi dào ước tính từ 18 đến 19 triệu m³. Khi diện tích rừng tự nhiên ngày càng thu hẹp, việc chuyển hướng sang khai thác thân dừa sau chu kỳ lấy trái (25 đến 30 năm tuổi) để sản xuất ván nhân tạo trở thành đòi hỏi cấp thiết của ngành lâm sản.

Tuy nhiên, gỗ dừa có đặc tính dị hướng phức tạp: lớp vỏ ngoài rất cứng nhưng phần lõi bên trong lại mềm xốp, chứa nhiều mô mềm và có độ ẩm tự nhiên cao từ 183% đến 267%. Phương pháp bóc tách thủ công truyền thống không chỉ tốn nhiều nhân công, năng suất thấp mà còn dễ làm dập nát phôi liệu. Luận văn thạc sĩ kỹ thuật của tác giả Phạm Quang Tuấn (chuyên ngành Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ giấy, mã số 60.24, Trường Đại học Lâm nghiệp, bảo vệ năm 2012 tại Đồng Nai dưới sự hướng dẫn của PGS. Hoàng Hữu Nguyên) đã tập trung giải quyết bài toán: "Tính toán, thiết kế cơ cấu cắt gọt của thiết bị rút lõi gỗ dừa". Nghiên cứu giới hạn phạm vi gia công trên các đoạn phôi dừa tiêu chuẩn có chiều dài 1000 mm và đường kính từ 130 đến 150 mm. Đề tài mở ra giải pháp cơ giới hóa quy trình bóc tách lõi tự động, giúp tăng năng suất bóc tách lên hơn 250% và bảo đảm tận dụng 100% giá trị vật liệu cho ngành sản xuất ván ép công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự kết hợp liên ngành giữa cơ học cắt gọt vật liệu gỗ, lý thuyết sức bền vật liệu và công nghệ khoan bao tâm địa kỹ thuật:

• Lý thuyết cắt gọt gỗ và cơ chế hình thành phoi trượt: Phân tích động học quá trình cắt gọt phoi bằng dao hình ống quay tròn với vận tốc cắt $V = 2\pi Rn$ kết hợp bước tiến tịnh tiến $u$, tạo nên quỹ đạo cắt đường cong Xycloid. Quá trình cắt được mô hình hóa theo dạng cắt ngang thớ kín nhưng mang bản chất cắt hở do cấu trúc xốp mềm của gỗ dừa.
• Nguyên lý khoan rút lõi bao tâm kế thừa từ cơ học đá và bê tông: Kế thừa nguyên lý khoan ống trụ từ kỹ thuật khoan địa chất công trình và khoan mẫu bê tông hiện đại, chuyển hóa thành kết cấu dao mỏng chuyên dụng cắt sợi hữu cơ mà không làm vỡ lõi.
• Các khái niệm và thông số cốt lõi: Vận tốc cắt $V$, tốc độ ăn dao của một lưỡi cắt $u_z$, thông số góc dao (góc trước $\gamma$, góc sau $\alpha$, góc sắc $\beta$, góc cắt $\delta$), mật độ bó mạch phân bố xuyên tâm, khối lượng thể tích khô kiệt ($g/cm^3$) và giới hạn bền cơ học ($\sigma, \tau$).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu và mẫu thực nghiệm: Khảo sát thực địa và lấy mẫu thực nghiệm trên 30 thân dừa 30 năm tuổi tại huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre. Các thân dừa được cưa cắt đồng nhất thành từng đoạn phôi tiêu chuẩn có chiều dài chính xác 1000 mm, đường kính từ 130 đến 150 mm.
• Phương pháp giải tích toán học: Thiết lập hệ phương trình cân bằng lực cắt tổng hợp $R$, mô-men xoắn $M$, lực dọc trục $N_z$ và lực đẩy phôi $Q = (1 \div 1,6)P$. Phương pháp này cho phép tối ưu hóa kích thước hình học thân dao và kiểm tra độ bền chống xoắn, nén, uốn của dụng cụ cắt.
• Phương pháp đo kiểm thực nghiệm chuẩn hóa: Đo đếm mật độ bó mạch trên 10 ô phân vùng tiếp tuyến từ vỏ vào tâm; xác định tính chất cơ lý theo hệ thống Tiêu chuẩn Quốc gia gồm TCVN 360-70 (độ hút nước), TCVN 361-70 (tỷ lệ co rút), TCVN 362-70 (khối lượng thể tích), TCVN 363-70 (giới hạn bền nén), TCVN 364-70 (kéo dọc) và TCVN 365-70 (uốn tĩnh).
• Phương pháp mô phỏng số và tối ưu hóa hệ thống: Ứng dụng phần mềm đồ họa kỹ thuật để mô phỏng phân rã chi tiết, tính toán trường ứng suất tập trung và mô phỏng khí động học dòng khí nén thổi phoi qua thân dao trong thời gian thực hiện đề tài từ năm 2011 đến 2012.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Sự phân hóa mật độ bó mạch nghiêm trọng theo bán kính: Mặt cắt ngang thân cây dừa chia thành 3 vùng rõ rệt. Mật độ bó mạch ở Vùng 1 (vỏ ngoài) đạt từ 140 đến 190 bó mạch/cm², giảm đột ngột sang Vùng 2 (vùng giữa) còn 48 đến 70 bó mạch/cm² (giảm khoảng 63%), và chỉ còn 28 đến 42 bó mạch/cm² tại Vùng 3 (vùng lõi, giảm trên 77% so với lớp vỏ). Kích thước đường kính bó mạch biến động từ 648 µm ở vỏ lên 1053 µm ở vùng giữa trước khi thu nhỏ lại 817 µm tại vùng tâm.
• Độ ẩm và cơ lý tính suy giảm từ vỏ vào tâm và từ gốc lên ngọn:
  • Khối lượng thể tích khô kiệt ở Vùng 1 phần gốc đạt 0,78 g/cm³ (tương đương nhóm gỗ III), nhưng giảm sâu xuống chỉ còn 0,12 đến 0,15 g/cm³ ở Vùng 3 (thuộc nhóm gỗ rất nhẹ).
  • Độ ẩm trung bình tăng đột biến từ 50% ở gốc lên 183% ở thân và đạt tới 267% ở ngọn.
  • Giới hạn bền nén dọc của gỗ dừa tại Vùng 1 đạt 38,47 đến 58,2 MPa, trong khi Vùng 3 chỉ đạt 12,0 đến 20,4 MPa (giảm trên 65%). Giới hạn bền uốn tĩnh Vùng 1 đạt 46,72 đến 62,5 MPa, mô đun đàn hồi uốn tĩnh đạt từ 5667 đến 7800 MPa, nhưng ở vùng lõi giảm xuống dưới 30%.
• Chế tạo hoàn thiện cụm dao cắt rút lõi hình ống đa năng: Thiết kế dao dạng trụ rỗng đường kính cắt 130 đến 150 mm với các răng cắt bố trí so le nhằm triệt tiêu rung động và giảm hơn 25% mô-men cắt $M$. Tích hợp hệ thống rãnh thoát phoi thẳng kết hợp bích dẫn khí nén áp lực cao và piston thủy lực tự động đẩy lõi ra khỏi lồng dao sau khi khoan sâu 1000 mm.

Thảo luận kết quả

Cấu tạo giải phẫu của cây dừa thuộc lớp thực vật một lá mầm (Monocotyledon), không có vòng năm tăng trưởng, không có mô phân sinh thứ cấp và không có tia gỗ như các loại gỗ thân gỗ lá rộng (gỗ xà cừ hay cao su). Các bó mạch sợi dày đặc phân bố chủ yếu sát vỏ ngoài đóng vai trò chịu lực cơ học chính cho toàn bộ cây chống lại gió bão, trong khi phần lõi trung tâm là mô mềm xốp chứa nước.

Số liệu thực nghiệm cho thấy phần vỏ Vùng 1 hoàn toàn có các chỉ tiêu cơ lý (khối lượng thể tích 0,78 g/cm³, độ bền uốn 62,5 MPa) tương đương gỗ cao su (khối lượng thể tích 0,633 g/cm³, độ bền uốn 75,1 MPa) và gỗ xà cừ (khối lượng thể tích 0,588 g/cm³, độ bền uốn 88,8 MPa). Dữ liệu này được thể hiện rõ nét qua các biểu đồ phân bố mật độ bó mạch và biểu đồ so sánh cơ tính giữa các phân đoạn thân dừa. Do đó, việc tách bỏ phần lõi mềm xốp (độ bền nén chỉ 12 MPa) để xử lý riêng biệt với công nghệ ván ép bổ sung keo nén áp lực cao là hoàn toàn chính xác về mặt công nghệ chế biến lâm sản.

Đề xuất và khuyến nghị

• Hoàn thiện chế tạo hệ thống máy khoan rút lõi công nghiệp: Gia công hoàn chỉnh mô hình máy rút lõi công suất động cơ 7,5 kW đến 11 kW, vận tốc ăn dao điều chỉnh từ 0,5 đến 1,2 m/phút, đảm bảo chu kỳ rút lõi một đoạn thân dừa 1000 mm diễn ra trong vòng 45 đến 60 giây. Thực hiện hoàn thành trong 6 tháng bởi Xưởng Cơ khí Thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp.
• Chuẩn hóa quy trình phân loại và sơ chế phôi dừa: Thiết lập tiêu chuẩn thu mua và phân loại phôi dừa có đường kính 130 đến 150 mm, độ cong vặn nhỏ hơn 2%, tiến hành hạ ẩm sơ bộ từ 183% xuống dưới 40% để giảm 30% lực cản ma sát lên thân dao. Triển khai trong 3 tháng tại các hợp tác xã chế biến dừa tỉnh Bến Tre và Trà Vinh.
• Ứng dụng hệ thống điều khiển tự động hóa biến tần và khí nén: Tích hợp bộ điều khiển PLC và biến tần điều chỉnh tốc độ quay trục chính từ 300 đến 800 vòng/phút, đồng bộ van cấp khí nén áp suất 4 đến 6 bar để thổi phoi liên tục, giúp tăng tuổi thọ cạnh sắc dao thêm 35%. Thực hiện trong 6 tháng bởi Nhóm nghiên cứu Kỹ thuật Máy và Tự động hóa.
• Phát triển chuỗi sản xuất ván nhân tạo từ 100% thân dừa: Phối hợp các nhà máy chế biến gỗ ép sử dụng phần vỏ Vùng 1 làm ván ghép thanh cao cấp, đồng thời ép nén phần lõi xốp Vùng 3 với tỷ lệ phụ gia kết dính 10% đến 14% để tạo ván cách âm, cách nhiệt đạt tiêu chuẩn TCVN. Triển khai trong 12 tháng bởi các Doanh nghiệp chế biến gỗ Đồng bằng sông Cửu Long.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Thiết bị Lâm nghiệp & Cơ khí Chế tạo: Tiếp cận phương pháp luận tính toán động học cắt gọt vật liệu xơ sợi dị hướng, công thức cân bằng lực cắt và quy trình thiết kế dao cắt định hình phức tạp.
• Kỹ sư thiết kế máy chế biến lâm sản: Ứng dụng trực tiếp bản vẽ phân rã chi tiết, thông số góc độ lưỡi dao, kết cấu bích phân phối khí nén và cơ cấu piston đẩy phôi vào các dòng máy khoan rút lõi công nghiệp.
• Chủ doanh nghiệp sản xuất ván ép và thủ công mỹ nghệ: Khai thác ngân hàng dữ liệu thực nghiệm về cơ lý tính gỗ dừa 3 vùng để nâng cao tỷ lệ thu hồi phôi gỗ từ 45% lên trên 85%, giảm thiểu hao phí nguyên liệu.
• Cán bộ quản lý ngành nông nghiệp và phát triển nông thôn các tỉnh trồng dừa: Tham khảo cơ sở khoa học để hoạch định chuỗi giá trị chế biến sâu cây dừa, tạo đầu ra kinh tế cao cho hơn 200.000 ha vườn dừa già cỗi cần cải tạo.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao bắt buộc phải rút lõi thân cây dừa trước khi sản xuất ván nhân tạo?
  Thân cây dừa có cấu tạo dị hướng nghiêm trọng: vỏ ngoài đặc chắc với khối lượng thể tích 0,78 g/cm³, nhưng vùng lõi lại rất mềm xốp, khối lượng thể tích chỉ 0,12 đến 0,15 g/cm³ và độ ẩm lên tới 267%. Nếu không bóc tách riêng, ván ép thành phẩm sẽ bị cong vênh, co rút không đều và suy giảm hơn 50% độ bền uốn.

• Cơ cấu dao rút lõi giải quyết hiện tượng nghẹt phoi dừa tươi như thế nào?
  Do phoi dừa chứa hàm lượng nước và xơ sợi cao dễ gây bó kẹt dao, thiết bị đã tích hợp các rãnh thoát phoi dọc trục trên thân ống và cụm mặt bích dẫn khí nén áp lực từ 4 đến 6 bar thổi trực tiếp vào vùng cắt, giúp tống phoi trượt ra ngoài liên tục trong suốt chiều sâu khoan 1000 mm.

• Góc độ dao cắt được thiết kế như thế nào để giảm tối đa lực cản cắt?
  Dao cắt dạng ống tròn được thiết kế với góc trước $\gamma = 10^\circ - 15^\circ$, góc sau $\alpha = 8^\circ - 12^\circ$, kết hợp mài các răng cắt so le lệch góc. Thiết kế này giúp giảm 25% mô-men cản xoắn $M$ và triệt tiêu đáng kể hiện tượng rung lắc thân dao khi tiến sâu vào thân dừa.

• Gỗ dừa sau khi bóc tách có tương đương với các loại gỗ rừng thông dụng không?
  Phần vỏ Vùng 1 của thân dừa 30 năm tuổi có giới hạn bền nén dọc đạt 58,2 MPa và độ bền uốn đạt 62,5 MPa, hoàn toàn tương đương với gỗ cao su (uốn 75,1 MPa, nén 45,1 MPa) và gỗ xà cừ (uốn 88,8 MPa, nén 39,4 MPa), đủ tiêu chuẩn xếp vào nhóm gỗ III và V theo TCVN 1072-71.

• Thiết bị rút lõi có thể gia công được các phôi gỗ dừa có kích thước bao nhiêu?
  Hệ thống cơ cấu cắt gọt được tính toán thiết kế chuẩn hóa để xử lý các đoạn phôi dừa có chiều dài tiêu chuẩn 1000 mm và đường kính rút lõi dao động linh hoạt từ 130 mm đến 150 mm, phù hợp với quy cách thân dừa trưởng thành tại Việt Nam.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng bộ cơ sở dữ liệu thực nghiệm toàn diện về đặc tính giải phẫu, vật lý và cơ học của thân cây dừa 25 đến 30 năm tuổi theo tiêu chuẩn TCVN 360-70 đến TCVN 370-70.
• Làm sáng tỏ bản chất động học quá trình cắt gọt phoi trượt dọc thớ bằng dao hình ống, xác lập công thức giải tích tính toán chính xác lực cắt $P$ và mô-men xoắn $M$.
• Thiết kế hoàn chỉnh kết cấu cơ cấu cắt gọt rút lõi gỗ dừa đường kính 130 đến 150 mm, tích hợp cơ chế thổi phoi khí nén và piston đẩy lõi tự động đạt hiệu quả kỹ thuật vượt trội.
• Kiểm tra sức bền kết cấu dao cắt dưới tải trọng làm việc lớn, khẳng định tính khả thi và độ an toàn tuyệt đối khi đưa vào vận hành thực tế.
• Mở ra giải pháp công nghệ mang tính đột phá nhằm công nghiệp hóa việc tận dụng nguồn tài nguyên 18 đến 19 triệu m³ gỗ dừa thay thế gỗ rừng tự nhiên đang cạn kiệt.

Quý độc giả, kỹ sư và nhà nghiên cứu có thể liên hệ trực tiếp với Thư viện Trường Đại học Lâm nghiệp hoặc tác giả để tiếp cận trọn bộ bản vẽ chế tạo cơ khí và phụ lục tính toán sức bền chuyên sâu của đề tài.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU  LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dừa là loại cây có giá trị kinh tế cao, các sản phẩm từ cây dừa rất đa dạng. Ngoài các sản phẩm từ quả dừa, lá dừa thì thân cây dừa cũng được sử dụng để chế tác đồ mỹ nghệ, sử dụng cho các công trình xây dựng đơn giản… Cho đến nay các quốc gia thành viên của Hiệp Hội Dừa Châu Á - Thái Bình Dương (APCC) đã sản xuất và xuất khẩu được hơn 70 chủng loại sản phẩm từ dừa. Tại Việt Nam, các xưởng thủ công mỹ nghệ sản xuất hơn 50 mặt hàng từ gỗ dừa xuất khẩu đi nhiều quốc gia trên thế giới. Theo số liệu của ngành Dầu thực vật thì diện tích dừa Việt Nam đạt đến 330.000 ha vào cuối thập niên 80.

Sau đó đã giảm sút nhanh còn 154. Hiện nay diện tích trồng dừa ở nước ta đạt khoảng 200.000 ha, được trồng từ Bắc đến Nam nhưng nhiều nhất là ở vùng ĐBSCL với trên 70%, kế đến là các tỉnh Nam Trung Bộ (từ Đà Nẳng trở vào) chiếm gần 20%. Ở ĐBSCL, diện tích trồng dừa nhiều nhất là Bến Tre (38.000 ha), kế đến là Trà Vinh (12.418 ha), Bình Định (12. Từ năm 2004 đến nay do hoạt động chế biến dừa trái gia tăng, giá bán nguyên liệu dừa trái lên rất cao nên diện tích trồng dừa ở các địa phương liên tục tăng, riêng tỉnh Bến Tre đã tăng thêm gần 3.

Cây dừa mọc thẳng đứng, suôn, bền chắc, càng lầu năm càng dẻo dai nhiều vân, màu sắc. Gỗ dừa có độ bền cơ học khá tốt, có vân thớ đẹp, khả năng đáp ứng cho công nghệ sản xuất ván nhân tạo rất cao. Tuy nhiên, không như các loại gỗ khác, phần lõi cây dừa thường rất mềm, thớ dạng sợi, không có vân. Đây chính là vấn đề cần giải quyết khi sử dụng gỗ dừa cho mục đích sản xuất ván nhân tạo.

Như chúng ta đã biết hiện nay gỗ đang có xu hướng cạn kiệt do tài nguyên về rừng ngày càng bị thu hẹp lại, trong khi đó những sản phẩm từ gỗ còn rất đa LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 dạng và phong phú và không thể thiếu trong sản xuất các đồ dùng trang trí cũng như trang trí nội ngoại thất, chính vì vậy việc tìm các nguyên liệu tương tự khác thay thế cho gỗ là một yêu cầu rất cấp bách hiện nay. Với các đặc tính gần như gỗ và là một nguồn nguyên liệu chế biến gỗ rất tốt trong tương lai, thân cây dừa sẽ là một trong những giải pháp tốt nhất để thay thế cho gỗ trong công nghiệp nhất là công nghệ làm ván ép nhân tạo. Thân cây dừa có 2 phần, phần lõi và phần thân cả 2 phần đều có thể chế biến thành ván nhân tạo, tuy nhiên công nghệ chế biến có khác nhau, Với phần thân cứng bên ngoài việc tạo ván nhân tạo sẽ nhanh và ít tốn công hơn phần lõi. Phần lõi mềm hơn, để tạo ra ván ép nhân tạo chúng phải được thêm vào một số chất phụ gia khác và trải qua quá trình ép mới trở thành sản phẩm có giá trị.

Việc tách phần thân và phần lõi có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau, đơn giản nhất là thực hiện bằng thủ công ,tuy nhiên thực hiện bằng thủ công có thể làm hỏng cả 2 phần này nếu không được thực hiện tốt, mặt khác hiệu quả kinh tế bằng phương pháp này mang lại cũng không cao. Một phương pháp hữu hiệu và mang tính công nghiệp hơn đó là chế tạo một loại máy có thể bóc tách một cách tự động 2 phần này.