Xác định chế độ uốn cong gỗ cao su trong sản xuất đồ mộc
Công nghiệp rừng
XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ UỐN CONG GỖ CAO SU
TRONG SẢN XUẤT ĐỒ MỘC
Phạm Ngọc Nam, Nguyễn Thị Ánh Nguyệt, Đặng Minh Hải
Trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh
TÓM TẮT
Nghiên cứu này đã được tiến hành để xác định chế độ uốn cong của gỗ cao su có qui cách 21×35×460 mm, bán
kính uốn cong R1000 (mm) dùng trong sản xuất đồ mộc bằng phương pháp uốn định hình, gia nhiệt bằng hơi
nước, nhiệt độ uốn 100 - 1050C,, áp suất uốn 6 kG/cm2... Nghiên cứu được tiến hành tại công ty TNHH Khang
Huy (tại huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương) và Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh từ tháng 12 năm
2016 đến tháng 9 năm 2017. Thí nghiệm được thiết kế khoa học và hoàn toàn ngẫu nhiên. Kết quả nghiên cứu
đã xây dựng phương trình tương quan thể hiện mối quan hệ giữa thời gian luộc và thời gian uốn với tỷ lệ mẫu
2
2
hỏng Y1= 1,36 – 0,84 X1 – 1,12 X2 + 0,92 X1 + 0,74 X2 và độ đàn hồi trở lại của bán kính cong Y2 = 1,42 –
2
0,48 X1 – 1,00 X2 + 0,67 X12 + 0,69 X2 ; đồng thời cũng xác định được các thông số tối ưu cho quá trình uốn:
thời gian luộc 29,6 phút và thời gian uốn 46,4 phút; tương ứng với chế độ uốn đó là tỉ lệ mẫu hỏng đạt 0,74%
và độ đàn hồi trở lại của bán kính cong là 0,97mm.
Từ khóa: độ đàn hồi trở lại của bán kính cong, gỗ cao su, quá trình uốn, tỷ lệ mẫu hỏng.
lý làm mềm gỗ Bồ đề bằng thiết bị vi sóng và
xác định điểm chuyển trạng thái thuỷ tinh thể
của gỗ ở độ ẩm thăng bằng là 100oC, và 85oC
với trạng thái gỗ đạt độ ẩm bão hoà nước để
ứng dụng trong công nghệ ép chỉnh hình từ tiết
diện tròn thành sản phẩm có tiết diện vuông từ
nguyên liệu là lõi gỗ bóc. Lê Ngọc Phước và
cộng sự (năm 2018) đã hoá mềm gỗ Keo lai
bằng phương pháp hấp 110oC trong 30 phút
sau đó làm mềm, nén ép gỗ trên máy ép nhiệt ở
nhiệt độ 140 - 150oC, kiểm tra mẫu gỗ bằng
công nghệ SEM cho thấy độ rỗng của gỗ (trên
mặt cắt ngang) giảm 28,9%. Phạm Văn
Chương và cộng sự (năm 2019) thực hiện hoá
dẻo và nén ép gỗ Keo lai, Thông nhựa và Bạch
đàn Urô xử lý bằng phương pháp nhiệt-cơ với
tỷ lệ nén 10, 20, 30, 40 và 50%. Kết quả
nghiên cứu chỉ ra rằng cùng một chế độ nén ép,
tỷ suất nén ảnh hưởng rõ nét đến độ đàn hồi trở
lại của gỗ (độ đàn hồi trở lại lớn nhất đối với
gỗ Bạch đàn và nhỏ nhất đối với gỗ Thông
nhựa); khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh và
mô đun đàn hồi của gỗ tăng khi tỷ suất nén
tăng; Vũ Huy Đại và cộng sự (2011) đã nghiên
cứu thành công công nghệ uốn gỗ tự nhiên
nhằm tạo ra các chi tiết cong cho các sản phẩm
gỗ, làm đồ trang trí nội, ngoại thất và công
trình dân dụng như: tựa lưng ghế, tay ghế, chân
ghế, chân bàn, tay vịn, các chi tiết trang trí nội
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Gỗ cao su thẳng thớ, cấu tạo đồng đều, khối
lượng thể tích cơ bản 0,55 g/cm3, cường độ
chịu lực trung bình, hệ số phẩm chất khá tốt
thích hợp gia công uốn cong gỗ. Gỗ cao su
hiện là loại gỗ sử dụng khá phổ biến trong gia
công sản xuất ván ghép thanh và hàng mộc
xuất khẩu, đặc biệt là sản xuất các chi tiết cong
ít chịu lực trong sản xuất hàng mộc. Công nghệ
uốn cong gỗ là biện pháp kỹ thuật làm tăng tỷ
lệ lợi dụng nguyên liệu và chất lượng sản phẩm
cong so với biện pháp cưa vanh trực tiếp từ gỗ
nguyên. Để có thể uốn cong gỗ thì một trong
những bước công nghệ bắt buộc phải xử lý đó
là làm mềm gỗ. Khi áp dụng giải pháp “luộc”
để làm mềm gỗ cao su (chi tiết gỗ nguyên)
trước khi uốn thì cần nghiên cứu tìm ra chế độ
uốn cong gỗ cao su phù hợp (tương ứng với
thời gian luộc gỗ và thời gian uốn cong tối ưu).
Thực hiện giải pháp làm mềm gỗ ở nước ngoài
có một số nghiên cứu điển hình như: Xử lý làm
mềm gỗ trước khi uốn như sử dụng gia nhiệt
bằng dòng điện cao tần của D. Sandberg và J.
Johansson (năm 2006); sử dụng vi sóng để làm
mềm gỗ của Ikuho, I. và M. Norimoto (năm
1981) và sử dụng hơi nước để hấp gỗ của
David Smith (năm 2004). Các nghiên cứu làm
mềm, uốn ép gỗ trong nước có nghiên cứu của
các tác giả: Nguyễn Minh Hùng (2007) đã xử
136
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
Công nghiệp rừng
thất… Trong bài viết này, chúng tôi trình bày
kết quả nghiên cứu chế độ uốn cho gỗ cao su
để sản xuất chi tiết cong cho sản phẩm ghế tựa.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
cong. Kiểm tra áp suất uốn, chiều dày, bán
kính cong của gỗ uốn… bằng dụng cụ đo.
+ Phương pháp xác định khuyết tật của gỗ
sau khi uốn cong: Sau khi kết thúc mẻ uốn
kiểm tra lại các thanh đã uốn và xác định tỷ lệ
khuyết tật của gỗ trên từng mẻ. Các dạng
khuyết tật của gỗ sau khi uốn cong như: tóp,
nứt tét, đàn hồi, độ cong không đạt, gãy nứt…
+ Độ đàn hồi trở lại của bán kính cong
sau khi uốn (mm) được xác định bằng hiệu số
(độ chênh lệch) bán kính cong khi tháo định vị
khung uốn R1000 và bán kính cong của gỗ uốn
sau khi đã ổn định hình dạng. Mẫu sau khi uốn
cong được lưu giữ (ít nhất) trong vòng 24 giờ
cho đến khi ổn định kích thước. Số liệu thu
thập qua 3 lần đo liên tiếp khác biệt không quá
0,3 mm. Độ đàn hồi trở lại của bán kính cong
trong trường hợp này được được xác định qua
độ võng của mẫu theo công thức sau:
2.1. Vật liệu nghiên cứu
- Gỗ nguyên liệu được gia công từ cây cao
su (Hevea brasiliensis) có độ tuổi khoảng 30
năm khai thác ở Phù Riềng, tỉnh Bình Phước.
- Đặc điểm của nguyên liệu: Gỗ cao su có
chiều hướng thớ gỗ khá thẳng, cấu tạo đồng
đều giác lõi không phân biệt, vân thớ và màu
sắc đẹp, khối lượng thể tích cơ bản 0,55 g/cm3,
cường độ chịu lực trung bình, hệ số phẩm chất
khá tốt thích hợp gia công uốn cong gỗ. Gỗ cao
su thích hợp sản xuất ván ghép thanh và hàng
mộc xuất khẩu, đặc biệt là sản xuất các chi tiết
cong ít chịu lực trong sản xuất hàng mộc
(Phạm Ngọc Nam và Nguyễn Trọng Nhân,
2003).
f = f1 - f2 mm)
(1)
(
- Mẫu gỗ thí nghiệm dùng trong nghiên cứu
được tiến hành qua các bước: Gỗ cao su sau
khi thai thác được vận chuyển về công ty để
tiến hành xẻ, tẩm, sấy về độ ẩm 8 - 12%, sau
đó bào nhẵn và gia công mẫu có qui cách
21×35×460 mm (dày×rộng×dài), loại bỏ các
mẫu gỗ chưa đạt yêu cầu (độ ẩm, qui cách,
khuyết tật). Mẫu gỗ được đem luộc trước khi
uốn với nhiệt độ 95- 1000C trong thời gian 10-
40 phút. Sau đó, gỗ được uốn trên khuôn có
bán kính cong cố định R1000 (mm). Quá trình
uốn gỗ được thực hiện ở trạng thái nóng ẩm.
- Máy móc, trang thiết bị của Phòng thí
nghiệm Khoa Lâm nghiệp – Trường Đại học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh: Hệ thống máy
uốn ép gỗ; thước kẹp điện tử Mitutoyo độ
chính xác 0,01 mm; cân điện tử Ohaus độ
chính xác 0,01 gam; máy đo độ ẩm gỗ Extech
độ chính xác 0,1%; tủ sấy Memmert độ chính
xác 0,10C.
Trong đó:
f - Độ đàn hồi trở lại của bán kính cong
sau khi uốn (mm);
f1 - Độ võng của gỗ sau khi tháo định vị;
f2 - Độ võng của gỗ khi ổn định hình dạng.
+ Tỉ lệ mẫu hỏng khi uốn là tỷ lệ phần
trăm (%) giữa những chi tiết bị hư hỏng so với
chi tiết đưa vào uốn. Xác định tỷ lệ mẫu hỏng
khi uốn bằng công thức:
Tỷ lệ mẫu hỏng = ꢀꢁ × 100 (%)
(2)
ꢀ
ꢂ
Trong đó:
Mh - Số mẫu hỏng;
Mv - Tổng số mẫu thí nghiệm.
Chi tiết mẫu bị hỏng là các chi tiết có ít nhất
một trong các khuyết tật sau: đứt thớ gỗ, nứt
dăm bề mặt gỗ, gẫy, dập…
Ma trận thí nghiệm được lập theo phương án
bất biến quay bậc hai của BOX và HUNTER
+ Phương án quy hoạch thực nghiệm bậc 2
bất biến quay của Box và Hunter.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thực nghiệm:
Theo phương án bậc 2 mô hình toán học
được biểu diễn bằng phương trình hồi quy sau:
+ Theo dõi trực tiếp: Theo dõi thời gian uốn
là ghi nhận thời gian của một mẻ uốn bắt đầu
từ lúc nạp nguyên liệu vào thiết bị uốn đến lúc
kết thúc giai đoạn uốn nhằm đánh giá năng
suất và chất lượng của từng mẻ uốn
n
n
n
Y
bo
b x
b x 2
b x x
j
i
i
i
ij
i
ii i
i
1
i
j
1
i
1
(3)
Trong đó:
Yi - Các yếu tố đầu ra;
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
137
Công nghiệp rừng
Xi, Xij - Các yếu tố đầu vào;
bo; bi; bij - Các ước lượng hệ số hồi quy, gọi
tắt là hệ số hồi quy
N0 - Số thí nghiệm tại tâm (N0= 3);
n - Số yếu tố nghiên cứu n = 2.
Ma trận thí nghiệm bậc II theo phương án
quay Box – Hunter có số thí nghiệm được tính
theo công thức: N = N1 + Nα + N0 = 11
Số thí nghiệm 11 và số lần lặp lại 3 =>Tổng
số thí nghiệm 33.
Số thí nghiệm N = N1+Nα+ N0,
Trong đó:
N1= 2n - Số thí nghiệm ở mức cơ sở;
Nα =2n - Số thí nghiệm ở mức sao;
X1 Thời gian luộc (phút)
X2 Thời gian uốn (phút)
Y1 Tỉ lệ mẫu hỏng (%)
Y2 Độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn (mm)
QUÁ TRÌNH
NGHIÊN
CỨU
Hình 1. Quá trình nghiên cứu
Bảng 1. Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu
Mức và khoảng
biến thiên
Mức sao dưới
Thời gian luộc gỗ
Thời gian uốn
Giá trị mã
X1 (phút)
10,9
15
X2 (phút)
13,85
20
-1,41
-1
Mức dưới
Mức cơ sở
0
25
35
Mức trên
+1
35
50
Mức sao trên
Khoảng biến thiên
+1,41
l
39,1
10
56,15
15
vào là thời gian luộc gỗ và thời gian uốn cong;
thông số đầu ra là tỉ lệ mẫu hỏng gỗ sau uốn và
độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn (đối với bán kính
cong khi uốn là R1000).
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn
phương pháp luộc để hóa mềm gỗ; sau đó dùng
nhiệt để uốn cong gỗ theo khuôn mẫu. Thí
nghiệm được tiến hành với các thông số đầu
Bảng 2. Ma trận thí nghiệm và kết quả uốn cong gỗ cao su với R1000 mm
Tỷ lệ mẫu hỏng Độ đàn hồi trở lại của
Số TN
X1
X2
Y1 (%)
1,3
2,4
3,6
5,4
1,7
4,4
1,4
4,0
1,2
1,4
1,5
gỗ uốn Y2 (mm)
1,33
1
2
3
4
5
6
7
8
9
+
-
+
-
+
+
-
-
0
0
2,40
2,63
3,13
1,77
4,10
1,19
4,74
1,25
+ 1,41
- 1,41
0
0
0
0
0
+ 1,41
- 1,41
0
0
0
10
11
1,77
1,25
phần mềm Statgraphics - Vers 7.0 để thiết lập
các phương trình tương quan.
* Kết quả xử lý số liệu xác định các phương
trình hồi quy
Tiến hành xử lý số liệu trên máy vi tính, bằng
138
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
Công nghiệp rừng
Bảng 3. Phân tích phương sai ANOVA for Y1000
Effect
Sum of Squares
DF
Mean Sq.
F-Ratio
P-value
A:x1
5.642073
10.073216
.122500
1
1
5.642073
10.073216
.122500
241.80
431.71
5.25
.0041
.0023
.1490
.0049
.0074
.1040
B:x2
AB
1
AA
4.745098
3.106275
.614711
1
4.745098
3.106275
.204904
203.36
133.13
8.78
BB
1
Lack-of-fit
Pure error
Total (corr.)
R-squared = 0.970764
3
.046667
2
.023333
22.6218182
10
R-squared (adj. for d.f.) = 0.941527
2
2
Y1= 1,36 – 0,84X1 – 1,12X2 + 0,18X1X2 + 0,92X1 + 0,74X2
(3)
(4)
2
2
Y2 = 1,42 – 0,48X1 – 1,00X2 - 0,39X1X2 + 0,67 X1 + 0,69 X2
Các mô hình hồi quy (3); (4) được kiểm tra
theo các tiêu chuẩn: tính đồng nhất phương sai,
tính có ý nghĩa của các hệ số, tính tương thích
của mô hình toán.
Y2=1,42–0,48X1 –1,00X2+0,67 X12 +0,69 X22 (6)
Ta có: R2 = 0,97 tương quan rất chặt.
- Phân tích mô hình toán bằng đồ thị khi
uốn cong gỗ cao su với R = 1000 mm
Chúng tôi áp dụng phương pháp vẽ đồ thị
bề mặt biểu diễn để nghiên cứu ảnh hưởng của
các thông số nghiên cứu.
- Đối với hàm tỷ lệ mẫu hỏng của gỗ cao
su Y1 (%)
Kiểm tra mức có ý nghĩa các hệ số của mô
hình (1) với mức ý nghĩa = 0,05. Mô hình (3)
có hệ số P(X1X2) = 0,149 > 0,05 không đảm bảo
mức có ý nghĩa nên loại khỏi mô hình. Sau khi
loại bỏ hệ số hồi quy không đảm bảo độ tin cậy
ra khỏi mô hình (3), phương trình hồi quy có
dạng như sau:
Y1= 1,36 – 0,84X1 – 1,12X2 + 0,92X12 + 0,74X22 (5)
Ta có: R2 = 0,97 tương quan rất chặt.
- Đối với hàm độ đàn hồi trở lại của bán
kính cong Y2 (mm)
* Phân tích hàm tỷ lệ mẫu hỏng sau khi uốn
Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tỷ
lệ mẫu hỏng khi uốn gỗ cao su được trình bày
ở bảng 2. Dựa vào hàm Y1 ở dạng mã hóa (5)
để tiến hành phân tích mức độ ảnh hưởng của
các yếu tố nghiên cứu đến tỷ lệ mẫu hỏng của
gỗ cao su sau khi uốn như sau:
Dấu cộng (-) đứng trước X1 chứng tỏ khi
giảm thời gian luộc gỗ thì tỷ lệ mẫu hỏng của
gỗ uốn tăng lên. Đây là mối quan hệ tỷ lệ
nghịch.
Kiểm tra mức có ý nghĩa các hệ số của mô
hình (4) với mức ý nghĩa = 0,05. Mô hình (4)
có hệ số P(X1X2) = 0,12 > 0,05 không đảm bảo
mức có ý nghĩa nên loại khỏi mô hình. Sau khi
loại bỏ hệ số hồi quy không đảm bảo độ tin cậy
ra khỏi mô hình (4), phương trình hồi quy có
dạng sau:
Dấu cộng (-) đứng trước X2 tương tự như
tác động đối với yếu tố X1, khi tăng thời gian
uốn lên, đây là mối quan hệ tỷ lệ nghịch.
Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy ở
dạng mã hóa ảnh hưởng đến tỷ lệ mẫu hỏng
của gỗ uốn được trình bày như hình 2.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
139
Công nghiệp rừng
Pareto Chart for Y_1
Diagnostic Plot for Y_1
6
5
4
3
2
1
0
B:X2
A:X1
AA
-15.25
-11.41
10.65
8.66
BB
AB
1.68
4
0
8
12 16
0
1
2
3
4
5
6
standardized effects
predicted
Hình 2. Đồ thị so sánh và ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến tỷ lệ mẫu hỏng
Qua hình 2 cho thấy đường lý thuyết và đường
thực nghiệm rất gần với nhau. Thể hiện mức độ
sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm là nhỏ.
Vẽ đồ thị biểu diễn và nhận dạng các đồ
thị của hàm Y1:
Dựa vào hàm Y1 ở dạng mã hóa để vẽ đồ thị
theo từng cặp yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ mẫu
hỏng của gỗ uốn. Đồ thị vẽ biểu diễn ở dạng
mã hóa được trình bày ở hình 3.
Bảng 4. Nhận dạng đồ thị hàm tỷ lệ mẫu hỏng gỗ cao su khi uốn R=1000 (Y1)
STT
Quan hệ
đồ thị
Hệ số chính tắc ở dạng mã hóa
Dạng đồ thị
Cực trị
λ11
λ22
1
Y1 – x1 – x2
4,265
4,265
Paraboloid elliptic
Cực tiểu
Qua bảng 4 cho thấy các hệ số chính tắc ở
dạng mã hóa λ11, λ22 cùng dấu nên hàm tỷ lệ
mẫu hỏng của gỗ cao su khi uốn cong có cực
trị tại điểm dừng và bề mặt biểu diễn có dạng
là Paraboloid elliptic. Mặc khác, các giá trị λ11,
λ22 xác định dương nên hàm tỷ lệ mẫu hỏng gỗ
uốn cong có cực tiểu tại điểm dừng.
Hình 3. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y1 – X1 – X2
được trình bày ở bảng 2. Dựa vào hàm Y2 ở
dạng mã hóa (4) để tiến hành phân tích mức độ
ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến độ
đàn hồi trở lại của gỗ uốn như sau:
* Phân tích hàm độ đàn hồi trở lại của bán
kính cong
Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy
ảnh hưởng đến độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn
140
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
Công nghiệp rừng
đây là mối quan hệ tỷ lệ nghịch.
Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy cả
ở dạng thực và ở dạng mã hóa ảnh hưởng đến
độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn được trình bày
như hình 4.
Dấu cộng (-) đứng trước X1 chứng tỏ khi
giảm thời gian xử lý gỗ thì đàn hồi trở lại của gỗ
uốn tăng lên. Đây là mối quan hệ tỷ lệ nghịch.
Dấu trừ (-) đứng trước X2 tương tự như tác
động đối với yếu tố X1, khi giảm thời gian xử
lý thì độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn tăng lên,
Pareto Chart for Y_2
Diagnostic Plot for Y_2
5
4
3
2
1
0
B:X2
BB
-9.48
5.45
5.33
AA
A:X1
AB
-4.55
-2.61
0
2
4
6
8
10
0
1
2
3
4
5
standardized effects
predicted
Hình 4. Đồ thị so sánh và ảnh hưởng của các hệ số hồi quy đến độ đàn hồi bán kính cong
Qua hình 4 cho thấy đường lý thuyết và đường
thực nghiệm rất gần với nhau. Thể hiện mức độ
sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm là nhỏ.
Vẽ đồ thị biểu diễn và nhận dạng các đồ
thị của hàm Y2:
Dựa vào hàm Y2 ở dạng mã hóa để vẽ đồ thị
cặp yếu tố ảnh hưởng đến độ đàn hồi trở lại
của gỗ uốn. Đồ thị vẽ biểu diễn ở dạng mã hóa
được trình bày ở hình 5.
Bảng 5. Nhận dạng đồ thị hàm độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn (Y2)
STT
Quan hệ
đồ thị
Hệ số chính tắc ở dạng mã hóa
Dạng đồ thị
Cực trị
λ11
λ22
1
Y2 – x1 – x2
0,865
0,554
Paraboloid elliptic
Cực tiểu
Qua bảng 5 cho thấy các hệ số chính tắc ở
dạng mã hóa λ11, λ22 cùng dấu nên hàm độ đàn
hồi trở lại của gỗ uốn có cực trị tại điểm dừng
và bề mặt biểu diễn có dạng là Paraboloid
elliptic. Mặc khác, các giá trị λ11, λ22 xác định
dương nên hàm độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn
có cực tiểu tại điểm dừng.
Hình 5. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y2 – X1 – X2
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
141
Công nghiệp rừng
- Hàm mục tiêu độ đàn hồi trở lại của gỗ
uốn tính theo phương trình: Y2 YMin
Thỏa mãn các điều kiện ràng buộc:
* Xác định các thông số tối ưu
- Hàm mục tiêu về tỷ lệ mẫu hỏng tính theo
phương trình: Y1 YMin
Thỏa mãn các điều kiện ràng buộc:
–1,41 < Xi < + 1,41;
i = 1, 2.
–1,41 < Xi < + 1,41;
i = 1, 2.
Bảng 6. Kết quả tính toán tối ưu hàm một mục tiêu uốn cong gỗ với R1000 mm
Thời gian
luộc (ph)
29,6
Thời gian
uốn (ph)
47,3
STT
Chỉ số tối ưu
X1
X2
1
2
Tỷ lệ mẫu hỏng Y1 = 0,66 (%)
Độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn
Y2 = 0,97 (mm)
0,46
0,36
0,82
0,72
28,6
45,8
Kết quả của bài toán tối ưu một mục tiêu
cho thấy với thời gian luộc gỗ 29,6 phút và
thời gian uốn 47,3 phút thì tỷ lệ mẫu hỏng đạt
giá trị thấp nhất là 0,66%; thời gian luộc gỗ
28,6 phút và thời gian uốn 45,8 phút thì độ đàn
hồi trở lại của gỗ uốn đạt giá trị thấp nhất là
0,97 mm.
ưu hóa hàm mục tiêu có điều kiện như sau:
Cực tiểu hóa tỷ lệ mẫu hỏng với điều kiện ràng
buộc là biên của miền thí nghiệm và độ đàn hồi
trở lại của gỗ uốn nhỏ hơn 3 mm.
Y1 => Ymin
-
- Y2 < 3
- Thỏa mãn điều kiện -1,41 xi 1,41.
Kết quả của bài toán tối ưu hàm đa mục tiêu
được trình bày ở bảng 7.
* Bài toán tối ưu hóa hàm mục tiêu có
điều kiện
Theo nội dung nghiên cứu ta có bài toán tối
Bảng 7. Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm đa mục tiêu
Thời gian
luộc (ph)
29,6
Thời gian
uốn (ph)
46,4
Y-1
Y-2
X1
X2
0,74
0,97
0,46
0,76
Từ kết quả ở bảng 7 cho thấy với thời gian
luộc gỗ 29,6 phút và thời gian uốn là 46,4 phút
thì tỷ lệ mẫu hỏng sau khi uốn là 0,74% và độ
đàn hồi trở lại của gỗ uốn 0,97 mm.
Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm đa mục tiêu
đối với chi tiết uốn cong gỗ cao su có qui cách
21×35×460 mm, R1000 mm cho thấy với thời
gian luộc gỗ 29,6 phút và thời gian uốn là 46,4
phút thì tỷ lệ mẫu hỏng sau khi uốn là 0,74% và
độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn 0,97 mm.
4. KẾT LUẬN
Nghiên cứu đã xác định được các thông công
nghệ uốn cong tối ưu đối với gỗ cao su có qui
cách 21×35×460 mm, R1000 mm hoàn toàn
phù hợp với kích thước của các chi tiết cong
dùng trong sản xuất hàng mộc (chi tiết cong của
ghế). Chất lượng các sản phẩm gỗ uốn có kích
thước, bán kính uốn dùng trong nghiên cứu có ít
khuyết tật sau khi uốn (vết nứt, rạn, gẫy, xé…)
và độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn nhỏ hơn 0,3mm
hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Khi uốn
đúng qui trình kỹ thuật, độ cong, vênh gỗ ít xuất
hiện. Khi tăng nhiệt độ uốn thì tỷ lệ khuyết tật
của gỗ tăng lên rất nhanh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. D. Sandberg, J. Johansson (2006). A new method
for bending solid wood − high frequency heating of
beech.
2. David Smith (2004). Steam bending wood. Lulu
Enterprises, Inc.
3. Ikuho, I., M. Norimoto (1981). Wood bending
utilizing microwave heating. Nihon Rheology
Gakkaishi 9(4):162-168
4. Nguyễn Cảnh, Nguyễn Đình Soa (1985). Tối ưu
hoá thực nghiệm trong hoá học và kỹ thuật hoá học.
Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM, 241 trang.
5. Phạm Văn Chương, Vũ Mạnh Tường, Nguyễn
Trọng Kiên, Lê Ngọc Phước (2019). Ảnh hưởng của tỷ
suất nén đến một số tính chất của gỗ Keo lai, Thông
142
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
Công nghiệp rừng
nhựa và Bạch đàn Uro xử lý bằng phương pháp nhiệt-cơ.
Tạp chí KHCN Lâm nghiệp – số 1, tr. 88-95.
6. Vũ Huy Đại (2011). Công nghệ uốn gỗ. Nhà xuất
bản Nông nghiệp.
10. Phạm Ngọc Nam, Nguyễn Thị Ánh Nguyệt
(2005). Khoa học gỗ. Nhà xuất bản Nông Nghiệp.
11. Phạm Ngọc Nam (2006). Công nghệ sản xuất ván
nhân tạo. Nhà xuất bản Nông nghiệp.
7. Phan Hiếu Hiền (2001). Phương pháp bố trí thí
nghiệm và xử lý số liệu. Nhà xuất bản Nông nghiệp Tp.
HCM, 267 trang.
8. Nguyễn Minh Hùng (2007). Nghiên cứu làm
mềm gỗ Bồ đề bằng xử lý nhiệt phục vụ cho công nghệ
gỗ nén. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn –
số 16, tháng 9/2007, tr. 75-79.
12. Lê Ngọc Phước, Phạm Văn Chương, Vũ Mạnh
Tường, Trần Minh Sơn (2018). Ảnh hưởng của nhiệt độ
và thời gian nén ép đến một số tính chất vật lý, cơ học
gỗ Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis).
Tạp chí KHCN Lâm nghiệp - số 3, tr. 193-200.
13. Quách Văn Thiêm (2009). Nghiên cứu xây dựng
các thông số công nghệ uốn ép gỗ Keo lai. Luận văn
thạc sỹ, ĐH Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh.
9. Phạm Ngọc Nam, Nguyễn Trọng Nhân (2003). Kỹ
thuật chế biến gỗ xuất khẩu. Nhà xuất bản Nông nghiệp.
STUDY OF DETERMINING A BENDING REGIME OF RUBBER WOOD
Pham Ngoc Nam, Nguyen Thi Anh Nguyet, Dang Minh Hai
Nong Lam University - Ho Chi Minh City
SUMMARY
This study was conducted to determine a bending regime of Rubber wood for furniture production 21×35×460
mm (thickness×width×length), R1000 mm by shaped molding method using steam heating, bending
temperature 100 - 1050C, bending pressure 6 kG/cm2. It was conducted at Khang Huy one member limited
company (Di An District, Binh Duong Province) and Nong Lam University - Ho Chi Minh City from
December 2016 to September 2017. The experiment was scientifically designed completely random. The
research results have developed the correlation equation showing the relationship between boiling time and
2
2
bending time with the broken sample rate Y1 = 1.36 – 0.84 X1 – 1.12 X2 + 0.92 X1 + 0.74 X2 and the elasticity
2
2
of curvature radius Y2 = 1.42 – 0.48 X1 – 1.00 X2 + 0.67 X1 + 0.69 X2 ; At the same time, the optimal
parameters for bending process were also determined: boil time of 29.6 minutes and bending time of 46.4
minutes; Corresponding to the bending mode is the failure sample rate of 0.74% and the elasticity of the radius
of curvature is 0.97 mm.
Keywords: Bending process, failure sample rate, return elasticity of curvature radius, rubber wood.
Ngày nhận bài
: 01/10/2018
: 02/11/2018
: 20/6/2019
Ngày phản biện
Ngày quyết định đăng
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019
143
8 trang
20/04/2022
1400
Bạn đang xem tài liệu "Xác định chế độ uốn cong gỗ cao su trong sản xuất đồ mộc", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- xac_dinh_che_do_uon_cong_go_cao_su_trong_san_xuat_do_moc.pdf
