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 luanvanchat@agmail.com 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. Từ những vấn đề đã phân tích trên đây người nghiên cứu thấy rằng việc chế tạo thành công máy tách vỏ và lõi dừa sẽ mang một ý nghĩa rất quan trọng trong công nghệ tìm nguồn nguyên liệu thay thế gỗ và sản xuất các loại ván ép từ thân cây dừa và cũng chính vì vậy tác giả đã quyết định chọn đề tài “TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CƠ CẤU CẮT GỌT CỦA THIẾT BỊ RÚT LÕI GỖ DỪA” làm đề tài nghiên cứu. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu khả năng cắt gọt và tính toán, thiết kế cơ cấu cắt gọt của thiết bị rút lõi trên vật liệu gỗ dừa.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Để tạo ra một dây chuyền khoan lõi hoàn chỉnh cần phải có rất nhiều công đoạn bao gồm các công đoạn thu gom cây dừa, cắt thành các đoạn dài yêu cầu, lựa chọn các đoạn tiêu chuẩn đồng nhất để làm phôi liệu đưa vào máy khoan lõi, máy khoan lõi phải bao gồm tổ hợp các kết cấu gá đặt, hệ thống định vị và lắp dao, hệ thống quay dao…, việc nghiên cứu toàn bộ hệ thống này là một vấn đề rất lớn, vì vậy trong đề tài này người nghiên cứu chỉ đi sâu vào 2 vấn đề chính đó là nghiên cứu góc độ kết cấu và vật liệu làm dao cắt, nghiên cứu kết cấu của máy khoan lõi nhằm tạo ra được một hệ thống khoan lõi hoàn chỉnh tương đối, kích thước của phôi liệu dừa đã được chọn lựa tương đối ở dải kích thước là chiều dài 1m, đường kính từ 130 tới 150mm. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu quá trình cắt gọt của quá trình rút lõi trên vật liệu là thân cây dừa. Thết kế và tính toán lý thuyết cơ cấu cắt gọt cho thiết bị rút lõi dừa với đường kính tối đa là 150mm và chiều sâu khoan không quá 1000mm. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp tiếp cận hệ thống Về nguyên lý chung phương pháp tách lấy lõi và vỏ cây dừa tương đương với một loại máy khoan địa chất đang được sử dụng, tuy nhiên xét về bản chất chúng có khác nhau một vài điểm, máy khoan thăm dò địa chất sẽ tạo ra một lỗ khoan trên nền đất hay đá và phoi sau khi khoan không nhất thiết phải giữ nguyên hình dáng của lỗ khoan, với máy tách lõi không những chúng ta phải giữ lại hình dáng của thân cây dừa mà còn phải giữ lại nguyên dạng phần lõi đã tách.
Khi thiết kế nếu chúng ta đi từ điểm bắt đầu thì sẽ gặp rất nhiều khó khăn và sẽ tốn nhiều thời gian thử nghiệm vì vậy để giảm bớt thời gian này chúng ta sẽ tiến hành nghiên cứu các dạng mũi khoét lõi và kết cấu máy khoan địa chất để LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 cải tiến và xây dựng thành một hệ thống khoan tách lõi cây dừa hoàn chỉnh, cụ thế đề tài này sẽ kế thừa các thành tựu đã có bao gồm: Nguyên lý khoan địa chất công trình. Cơ sở lý thuyết về các thiết kế dao cắt khi cắt vật liệu gỗ. Nguyên lý tách lõi cơ bản. Phương pháp tính lực trong quá trình tiện, khoan, phay.
- Phương pháp giải tích toán học Trong quá trình tính toán các công thức và giải các phương trình để tìm ra các thông số thiết kế, đòi hỏi phải vận dụng các phép giải tích toán học thông thường và cơ bản, hơn nữa để biết được nhanh chóng sự ảnh hưởng của góc độ dao tới lực sinh ra trong toàn hệ thống cần phải xây dựng một công thức toán học bao quát các thông số ảnh hưởng tới lực cắt sinh ra. Phương pháp giải tích toán học đóng một vai trò rất quan trọng, trong việc tính toán và đưa ra các thông số chính xác để tối ưu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng và kinh tế của hệ thống - Phương pháp tối ưu hoá Trong quá trình thiết kế cũng như tính toán các thông số chế tạo, yếu tố kinh tế cùng chất lượng của hệ thống phải được đặt lên hàng đầu, tổng hợp các nhân tố đó sẽ tối ưu hoá bài toán, với bài toán tách lõi, hệ thống phải có hệ thống điều chỉnh được tốc độ quay của dao (tốc độ cắt lõi) và tốc độ tiến của dao (thời gian tách lõi) cho phù hợp với sự khác biệt của cơ tính cây dừa khi đưa vào tách lõi. - Phương pháp xác định thông số nghiên cứu của máy Trên cơ sở tính toán thiết kế các thông số hình học của máy theo các chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế, sẽ thiết kế ra hình dáng hình học sơ bộ của mô hình, sau đó tuỳ thuộc vào vị trí lắp đặt hệ thống điều kiện làm việc và các yêu cầu về độ bền của vật liệu làm chi tiết, xác định lại các thông số và chọn vật liệu thích hợp. Ngoài ra trong quá trình thiết kế các chi tiết để lắp ráp thành hệ thống hoàn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 chỉnh cần thiết kế sao cho sự thay đổi của chi tiết này sẽ không ảnh hưởng nhiều đến sự lắp ráp so với các chi tiết khác, đồng thời tính toán đến quá trình thay thế sửa chữa sau này.
Các chi tiết trong hệ thống máy còn có thể sử dụng lại khi cải tiến thiết kế theo một sự cải tiến mới, tốt nhất là khi điều kiện làm việc thay đổi chỉ nên thay đổi phần mềm, phần cứng ít hoạc không có sự thay đổi. - Phương pháp tiếp cận công nghệ mới Hiện nay vơí sự phát triển như vũ bão của khoa học máy tính và những ứng dụng tích cực của nó trong việc giải quyết các bài toán phức tạp, đã giảm thiểu rất nhiều về thời gian tính toán đồng thời kết quả thu được rất chính xác so với phương pháp giải thông thường trước đây. Các phần mềm xử lý số liệu ngày nay cũng rất đa đạng và phong phú, việc ứng dụng nó để mô phỏng quan sát sự ảnh hưởng của các yếu tố lên hệ thống khi hệ thống làm việc là thật sự cần thiết, hơn nữa sau các quá trình tính toán cần phải có một công cụ để kiểm tra mức độ chính xác của kết quả, việc ứng dụng các phần mềm ở công đoạn này là hoàn toàn phù hợp.