Xác Định Phương Pháp Xẻ Suốt Hợp Lý Khi Xẻ Thanh Cơ Sở Cho Sản Xuất Ván Ghép Thanh Từ Gỗ Thồng Đuôi Ngựa Pinus Massoniana Lamb

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

ĐẶNG TRẦN MINH

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP XẺ SUỐT HỢP LÝ KHI XẺ

THANH CƠ SỞ CHO SẢN XUẤT VÁN NGHÉP THANH TỪ GỖ

THÔNG ĐUÔI NGỰA (Pinus massoniana Lamb.)

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Tây - 2006

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

ĐẶNG TRẦN MINH

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP XẺ SUỐT HỢP LÝ KHI XẺ

THANH CƠ SỞ CHO SẢN XUẤT VÁN NGHÉP THANH TỪ GỖ

THÔNG ĐUÔI NGỰA (Pinus massoniana Lamb.)

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy

Mã Số: 60 - 52 - 24

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Văn Thiết

Hà Tây - 2006

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện này, ván ghép thanh đang là một là một trong những loại ván nhân

tạo có xu hướng phát triển rất mạnh mẽ. Theo thống kê mới đây cho thấy, ở

Việt Nam có khoảng 1200 doanh nghiệp sản xuất kinh doanh các sản phẩm

gỗ. Trong đó, có khoảng 5060% doanh nghiệp sản xuất các loại ván ghép

thanh. Điều đó, có thể cho thấy rằng ván ghép thanh đang là một trong những

sản phẩm đáp ứng được yêu cầu của thị trường.

Ván ghép thanh là loại sản phẩm có tính đa dạng về kích thước, không

kén chọn nguyên liệu, vốn đầu tư máy máy thiết bị thấp, công nghệ sản xuất

đơn giản. Sản phẩm gần với gỗ tự nhiên nên đáp ứng được thị hiếu sử dụng

gỗ tự nhiên theo truyền thống của người tiêu dùng.

Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ván ghép thanh là các loại gỗ

mọc nhanh rừng trồng. Đặc điểm của gỗ rừng trồng có khối lượng thể tích

thấp đến trung bình, tỷ kệ co rút theo các chiều lớn nhưng không đồng đều,

tính chất cơ lý biến động, độ bền cơ học thấp. Trong công nghệ gia công

thường xảy ra những khuyết tật như cong vênh, nứt nẻ,... những khuyết tật

này thường xuất hiện sau khâu xẻ và đặc biệt sau khâu sấy làm giảm tỷ lệ lợi

dụng gỗ, giảm chất lượng thanh cơ sở, làm tăng giá thành sản phẩm.

Để hạn chế những khuyết tật xảy ra trong quá trình xẻ và đặc biệt là sau

khâu sấy. Trong sản xuất thanh cơ sở cho ván ghép thanh người ta sử dụng rất

nhiều các phương pháp xẻ khác nhau nhưng: xẻ suốt, xẻ xuyên tâm, xẻ xoay

tròn, ...

+ Nếu xẻ theo phương pháp xẻ xoay tròn, sẽ hạn chế được sự co rút,

cong vênh làm tăng tỷ lệ lợi dụng gỗ và chất lượng ván ghép. Tuy nhiên,

phương pháp xẻ xoay tròn cho tỷ lệ thành khí thấp, phức tạp trong khâu xẻ,

điều này ảnh hưởng xấu tới hiệu quả kinh doanh của doanh nghiệp.

2

+ Nếu xẻ theo phương pháp xẻ xuyên tâm: Xẻ theo phương pháp này sẽ

hạn chế được sự co rút của gỗ, làm tăng chất lượng ván ghép thanh. Tuy

nhiên xẻ theo phương pháp xuyên tâm, tỷ lệ thành khí sẽ giảm, điều này có

thể ảnh hưởng đến hiệu quả kinh doanh của xí nghiệp.

+ Nếu xẻ theo phương pháp xẻ suốt: Phương pháp xẻ này thông thường

thu được các sản phẩm là các ván xẻ bán xuyên tâm và bán tiếp tuyến. Đây là

phương pháp xẻ đơn giản, thường cho tỷ lệ thành khí cao nhưng tỷ lệ lợi dụng

thấp.

Trong thực tế sản xuất, đa số các xưởng sản xuất ván ghép thanh, khi

xẻ thanh cơ sở từ gỗ rừng trồng đều xẻ theo phương pháp xẻ suốt. Qua khảo

sát thực tế tại các xưởng xẻ gỗ Cao su ở thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai,

Bình Dương, Hà Nội, Nghệ An, ...., cho thấy, tất cả các xưởng sản xuất xẻ

đều xẻ theo phương pháp xẻ suốt khi xẻ thanh cơ sở. Vậy, vấn đề đặt ra là sử

dụng phương pháp xẻ suốt như thế nào để đạt tỷ lệ lợi dụng cao trong sản

xuất. Do đó, việc nghiên cứu xác định phương phán xẻ suốt hợp lý nhằm góp

phân nâng cao tỷ lệ lợi dụng và hiệu quả kinh tê là vấn đề hết sức có ý nghĩa.

Từ những lý do này, đề tài nghiên cứu “Xác định phương pháp xẻ

suốt hợp lý khi xẻ thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh từ gỗ Thông

Đuôi Ngựa (Pinus massoniana Lamb.)”, nhằm xác định phương pháp xẻ

suốt và kích thước thanh cơ sở hợp lý cho các cấp đường kính khác nhau của

gỗ Thông Đuôi Ngựa. Nghĩa là, phương pháp xẻ suốt và kích thước thanh cơ

sở, một mặt phải cho tỷ lệ lợi dụng gỗ cao, mặt khác, phải đảm bảo hiệu quả

kinh tế.

3

Chương 1

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG

1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ván ghép thanh là một dạng ván nhân tạo mà sản phẩm thu được bằng

cách ghép các thanh lõi lại với nhau nhờ keo dán trong những điều kiện nhất

định. Thanh lõi có thể là thanh gỗ nguyên hoặc do nhiều mẫu gỗ ghép nối với

nhau bằng keo (ghép thường) hoặc bằng mộng ngón (fingerjoint) kết hợp với

keo.

Đặc điểm chung của loại sản phẩm này là tính đa dạng về kích thước,

không kén chọn nguyên liệu so với ván dán, vốn đầu tư máy móc thiết bị

thấp, công nghệ sản xuất đơn giản. Mặt khác, do sản phẩm có tính đa dạng về

kích thước, đồng đều về độ ẩm, có thể sử dụng nhiều loại liên kết khác nhau,

đặc biệt nó gần với gỗ tự nhiên nên được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi.

Ván ghép thanh được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: Xây

dựng, đồ mộc, tàu thuyền và hàng không,... Ván ghép thanh xuất hiện từ rất

sớm, tuy nhiên nó chỉ phát triển mạnh từ sau năm 1970, Châu Âu là nơi sản

xuất có khối lượng ván ghép thanh lớn nhất, tiếp đến là Châu Mỹ và một số

khu vực khác. Ở Châu Á, Nhật Bản là nước đứng đầu về sản xuất ván ghép

thanh, sau đó là Hàn Quốc, Inđônêsia. Ván ghép thanh được đưa vào nước ta

vào khoảng những năm 1990 và được phát triển với tốc độ rất nhanh.

Ở Việt Nam, theo thống kê mới đây có khoảng 1200 doanh nghiệp sản

xuất kinh doanh các sản phẩm gỗ. Trong đó, có khoảng 5060% doanh

nghiệp sản xuất các loại ván ghép thanh. Điều đó có thể chứng minh rằng, ván

ghép thanh đang là một trong những loại ván nhân tạo được phát triển mạnh

mẽ và được thị trường ưa chuộng.

Trong thực tế sản xuất, đa số các xưởng sản xuất ván ghép thanh, khi

xẻ thanh cơ sở từ gỗ rừng trồng đều xẻ theo phương pháp xẻ suốt. Qua khảo

4

sát thực tế tại các xưởng xẻ gỗ Cao su ở thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai,

Bình Dương, Hà Nội, Nghệ An, ...., cho thấy, tất cả các xưởng sản xuất xẻ

đều xẻ theo phương pháp xẻ suốt khi xẻ thanh cơ sở. Với phương pháp xẻ

suốt, người ta tiến hành xẻ chủ yếu theo kinh nghiệm là chính. Đầu tiên ván

được xẻ theo chiều dày thanh sau đó được xẻ lại theo chiều rộng. Phương

pháp xẻ này thường cho năng suất và tỷ lệ thành khí cao nhưng tỷ lệ lợi dụng

thấp.

Do chưa có những nghiên cứu cụ thể về những khuyết tật xảy ra trong

khâu xẻ, đặc biệt, những khuyết tật xảy ra sau khâu sấy. Các khuyết tật chủ

yếu do kích thước thanh cơ sở chưa hợp lý và ứng suất sinh trưởng của gỗ

sinh ra làm cho chất lượng thanh cơ sở sau khi sấy rất thấp, giảm tỷ lệ lợi

dụng của gỗ.

Do đó, việc xác định kích thước thanh hợp lý trên lý thuyết và thực

nghiệm đối với các phương pháp xẻ là một trong những vấn đề hết sức quan

trọng và có ý nghĩa. Đặc biệt, đối với các phương pháp xẻ suốt, việc tính toán

xác định kích thước thanh cơ sở và lựa chọn phương pháp xẻ hợp lý sẽ quyết

định đến tỷ lệ lợi dụng gỗ và hiệu quả kinh tế. Vì vậy, bài toán đặt ra là, phải

tính toán kích thước thanh cơ sở và lựa chọn phương pháp xẻ suốt như thế

nào để đạt được 2 mục tiêu nêu trên.

Từ những lý do này, đề tài nghiên cứu “Xác định phương pháp xẻ

suốt hợp lý khi xẻ thanh cơ sở cho sản xuất ván ghép thanh từ gỗ Thông

Đuôi Ngựa (Pinus massoniana Lamb.)”, nhằm xác định kích thước thanh cơ

sở và phương pháp xẻ suốt hợp lý cho các cấp đường kính khác nhau của loại

Thông Đuôi Ngựa. Nghĩa là, kích thước thanh cơ sở và phương pháp xẻ suốt

được chọn, một mặt phải cho tỷ lệ lợi dụng gỗ cao, mặt khác, phải đảm bảo

hiệu quả kinh tế.

5

1.2. LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Ván ghép thanh xuất hiện từ rất sớm, tuy nhiên nó chỉ phát triển mạnh

từ sau năm 1970, Châu Âu là nơi sản xuất có khối lượng ván ghép thanh lớn

nhất, tiếp đến là Châu Mỹ và một số khu vực khác. Ở Châu Á, Nhật Bản là

nước đứng đầu về sản xuất ván ghép thanh, sau đó là Hàn Quốc, Inđônêsia.

Ván ghép thanh được đưa vào nước ta vào khoảng những năm 1990 và được

phát triển với tốc độ rất nhanh.

Theo tiêu chuẩn Anh (BS 6100 - 1984), ván ghép thanh có 03 loại chủ

yếu: ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt (Lamilated board), ván ghép thanh

lõi đặc có phủ mặt (Block board, Core plywood), ván ghép thanh khung rỗng

(Veneer spaced Lumber).

Mỗi loại ván ghép thanh đều có những ưu, nhược điểm riêng và yêu

cầu công nghệ nhất định. Tuy nhiên, do giới hạn của đề tài nên chúng tôi chỉ

quan tâm đến loại ván ghép thanh lõi đặc không phủ mặt.

Sơ đồ phân loại vá ghép thanh:

Hình 1.1. Sơ đồ phân loại ván ghép thanh

Ván ghép

thanh

Ghép dài Ghép rộng

Có phủ mặt Không phủ mặt

Liên kết

chốt

Liên kết

mộng

Liên kết

keo Nền rỗng Nền đặc

Liên kết

chốt

Liên kết

mộng

Liên kết

keo

6

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, trong qúa trình sản xuất có một số

yếu cầu bắt buộc sau:

- Các thanh thành phần phải gia công đúng quy cách;

- Phải đảm bảo độ kín khít khi xếp các thanh ghép;

- Độ ẩm thanh ghép trong khoảng MC = 8  12%;

- Xếp các thanh ghép kế tiếp nhau theo phương đối xứng với vòng năm;

- Lượng keo tráng 150 ÷ 180 g/m2

;

- Áp suất ép cạnh phụ thuộc vào chất lượng bề mặt thanh song không

nhỏ hơn 10 kgf/cm2

.

Trong sản xuất ván ghép thanh, khâu xẻ thanh cơ sở đóng vai chò quan

trọng tới chất lượng ván, tỷ lệ lợi dụng và giá thành sản phẩm. Sản phẩm gỗ

xẻ thu được từ nguyên liệu trong cùng một điều kiện nhiều hay ít, tốt hay xấu

hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình xẻ gỗ. Khi nghiên cứu về công nghệ sản

xuất ván ghép thanh người ta thường tập trung vào các vấn đề sau:

+ Nghiên cứu về nguyên liệu, nhằm tìm kiếm các loại nguyên liệu mới

hay nâng cấp chất lượng nguyên liệu và sản phẩm;

+ Nghiên cứu về kích thước thanh cơ sở, nhằm tạo ra các cặp kích

thước thanh chuẩn;

+ Nghiên cứu về sản phẩm, nhằm tạo ra sản phẩm ván ghép thanh mới

hoặc nâng cao chất lượng ván hiện có;

+ Nghiên cứu về các yếu tố công nghệ: Bao gồm nghiên cứu về công

đoạn tạo thanh cơ sở với các khâu xẻ, sấy và gia công thanh. Nghiên cứu về

công đoạn ghép ván và hoàn thiện sản phẩm.

Do phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài, tôi tập chung nghiên

cứu về các công đoạn tạo thanh cơ sở mà chủ yếu là khâu xẻ.

Trong thực tế hiện nay, để sản xuất thanh cơ sở cho ván ghép thanh nói

riêng và ván xẻ nói chung người ta thường sử dụng các phương pháp xẻ sau: