Xác định chế độ uốn cong gỗ cao su trong sản xuất đồ mộc

ờng Đại học 
 Mv - Tổng số mẫu thí nghiệm. 
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh: Hệ thống máy Chi tiết mẫu bị hỏng là các chi tiết có ít nhất 
uốn ép gỗ; thước kẹp điện tử Mitutoyo độ một trong các khuyết tật sau: đứt thớ gỗ, nứt 
chính xác 0,01 mm; cân điện tử Ohaus độ dăm bề mặt gỗ, gẫy, dập 
chính xác 0,01 gam; máy đo độ ẩm gỗ Extech Ma trận thí nghiệm được lập theo phương án 
độ chính xác 0,1%; tủ sấy Memmert độ chính 
 0 bất biến quay bậc hai của BOX và HUNTER 
xác 0,1 C. + Phương án quy hoạch thực nghiệm bậc 2 
2.2. Phương pháp nghiên cứu bất biến quay của Box và Hunter. 
 - Phương pháp thực nghiệm: Theo phương án bậc 2 mô hình toán học 
 + Theo dõi trực tiếp: Theo dõi thời gian uốn được biểu diễn bằng phương trình hồi quy sau: 
là ghi nhận thời gian của một mẻ uốn bắt đầu n n n
 Y b b x b x x b x 2
từ lúc nạp nguyên liệu vào thiết bị uốn đến lúc i o  i i  ij i j  ii i
 i 1 i j 1 i 1 (3)
kết thúc giai đoạn uốn nhằm đánh giá năng 
 Trong đó: 
suất và chất lượng của từng mẻ uốn 
 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; N0 - Số thí nghiệm tại tâm (N0= 3); 
 bo; bi; bij - Các ước lượng hệ số hồi quy, gọi n - Số yếu tố nghiên cứu n = 2. 
tắt là hệ số hồi quy Ma trận thí nghiệm bậc II theo phương án 
 Số thí nghiệm N = N1+Nα+ N0, quay Box – Hunter có số thí nghiệm được tính 
 Trong đó: theo công thức: N = N1 + Nα + N0 = 11 
 n
 N1= 2 - Số thí nghiệm ở mức cơ sở; Số thí nghiệm 11 và số lần lặp lại 3 =>Tổng 
 Nα =2n - Số thí nghiệm ở mức sao; số thí nghiệm 33. 
X Thời gian luộc (phút) X Y Tỉ lệ mẫu hỏng (%) 
 1 QUÁ TRÌNH2 1 
X2 Thời gian uốn (phút) NGHIÊN Y2 Độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn (mm) 
 CỨU 
 Hình 1. Quá trình nghiên cứu 
 Bảng 1. Mức và khoảng biến thiên của các yếu tố nghiên cứu 
 Mức và khoảng Thời gian luộc gỗ Thời gian uốn 
 Giá trị mã 
 biến thiên X1 (phút) X2 (phút) 
 Mức sao dưới -1,41 10,9 13,85 
 Mức dưới -1 15 20 
 Mức cơ sở 0 25 35 
 Mức trên +1 35 50 
 Mức sao trên +1,41 39,1 56,15 
 Khoảng biến thiên l 10 15 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN vào là thời gian luộc gỗ và thời gian uốn cong; 
 Trong nghiên cứu này, chúng tôi lựa chọn thông số đầu ra là tỉ lệ mẫu hỏng gỗ sau uốn và 
phương pháp luộc để hóa mềm gỗ; sau đó dùng độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn (đối với bán kính 
nhiệt để uốn cong gỗ theo khuôn mẫu. Thí cong khi uốn là R1000). 
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 (%) gỗ uốn Y2 (mm) 
 1 + + 1,3 1,33 
 2 - + 2,4 2,40 
 3 + - 3,6 2,63 
 4 - - 5,4 3,13 
 5 + 1,41 0 1,7 1,77 
 6 - 1,41 0 4,4 4,10 
 7 0 + 1,41 1,4 1,19 
 8 0 - 1,41 4,0 4,74 
 9 0 0 1,2 1,25 
 10 0 0 1,4 1,77 
 11 0 0 1,5 1,25 
* Kết quả xử lý số liệu xác định các phương phần mềm Statgraphics - Vers 7.0 để thiết lập 
trình hồi quy các phương trình tương quan. 
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 1 5.642073 241.80 .0041 
B:x2 10.073216 1 10.073216 431.71 .0023 
AB .122500 1 .122500 5.25 .1490 
AA 4.745098 1 4.745098 203.36 .0049 
BB 3.106275 1 3.106275 133.13 .0074 
Lack-of-fit .614711 3 .204904 8.78 .1040 
Pure error .046667 2 .023333 
Total (corr.) 22.6218182 10 
R-squared = 0.970764 R-squared (adj. for d.f.) = 0.941527 
 2 2
 Y1= 1,36 – 0,84X1 – 1,12X2 + 0,18X1X2 + 0,92X1 + 0,74X2 (3) 
 2 2
 Y2 = 1,42 – 0,48X1 – 1,00X2 - 0,39X1X2 + 0,67 X1 + 0,69 X2 (4) 
 2 2
 Các mô hình hồi quy (3); (4) được kiểm tra Y2 = 1,42 – 0,48X1 – 1,00X2 + 0,67 X1 + 0,69 X2 (6) 
theo các tiêu chuẩn: tính đồng nhất phương sai, Ta có: R2 = 0,97 tương quan rất chặt. 
tính có ý nghĩa của các hệ số, tính tương thích - Phân tích mô hình toán bằng đồ thị khi 
của mô hình toán. uốn cong gỗ cao su với R = 1000 mm 
 - Đối với hàm tỷ lệ mẫu hỏng của gỗ cao Chúng tôi áp dụng phương pháp vẽ đồ thị 
su Y1 (%) bề mặt biểu diễn để nghiên cứu ảnh hưởng của 
 Kiểm tra mức có ý nghĩa các hệ số của mô các thông số nghiên cứu. 
hình (1) với mức ý nghĩa = 0,05. Mô hình (3) * Phân tích hàm tỷ lệ mẫu hỏng sau khi uốn 
có hệ số P(X1X2) = 0,149 > 0,05 không đảm bảo Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy tỷ 
mức có ý nghĩa nên loại khỏi mô hình. Sau khi lệ mẫu hỏng khi uốn gỗ cao su được trình bày 
loại bỏ hệ số hồi quy không đảm bảo độ tin cậy ở bảng 2. Dựa vào hàm Y1 ở dạng mã hóa (5) 
ra khỏi mô hình (3), phương trình hồi quy có để tiến hành phân tích mức độ ảnh hưởng của 
dạng như sau: các yếu tố nghiên cứu đến tỷ lệ mẫu hỏng của 
 2 2
Y1= 1,36 – 0,84X1 – 1,12X2 + 0,92X1 + 0,74X2 (5) gỗ cao su sau khi uốn như sau: 
 2
 Ta có: R = 0,97 tương quan rất chặt. Dấu cộng (-) đứng trước X1 chứng tỏ khi 
 - Đối với hàm độ đàn hồi trở lại của bán giảm thời gian luộc gỗ thì tỷ lệ mẫu hỏng của 
kính cong Y2 (mm) gỗ uốn tăng lên. Đây là mối quan hệ tỷ lệ 
 Kiểm tra mức có ý nghĩa các hệ số của mô nghịch. 
hình (4) với mức ý nghĩa = 0,05. Mô hình (4) Dấu cộng (-) đứng trước X2 tương tự như 
có hệ số P(X1X2) = 0,12 > 0,05 không đảm bảo tác động đối với yếu tố X1, khi tăng thời gian 
mức có ý nghĩa nên loại khỏi mô hình. Sau khi uốn lên, đây là mối quan hệ tỷ lệ nghịch. 
loại bỏ hệ số hồi quy không đảm bảo độ tin cậy Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy ở 
ra khỏi mô hình (4), phương trình hồi quy có dạng mã hóa ảnh hưởng đến tỷ lệ mẫu hỏng 
dạng sau: 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
 B:X2 -15.25 5
 A:X1 -11.41 4
 AA 10.65 3
 BB 8.66 observed 2
 AB 1.68 1
 0
 0 4 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 Dựa vào hàm Y1 ở dạng mã hóa để vẽ đồ thị 
thực nghiệm rất gần với nhau. Thể hiện mức độ theo từng cặp yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ mẫu 
sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm là nhỏ. hỏng của gỗ uốn. Đồ thị vẽ biểu diễn ở dạng 
 Vẽ đồ thị biểu diễn và nhận dạng các đồ mã hóa được trình bày ở hình 3. 
thị của hàm Y1: 
 Bảng 4. Nhận dạng đồ thị hàm tỷ lệ mẫu hỏng gỗ cao su khi uốn R=1000 (Y1) 
 STT Quan hệ Hệ số chính tắc ở dạng mã hóa Dạng đồ thị Cực trị 
 đồ thị 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 là Paraboloid elliptic. Mặc khác, các giá trị λ11, 
dạng mã hóa λ11, λ22 cùng dấu nên hàm tỷ lệ λ22 xác định dương nên hàm tỷ lệ mẫu hỏng gỗ 
mẫu hỏng của gỗ cao su khi uốn cong có cực uốn cong có cực tiểu tại điểm dừng. 
trị tại điểm dừng và bề mặt biểu diễn có dạng 
 Hình 3. Đồ thị biểu diễn quan hệ giữa Y1 – X1 – X2 
* Phân tích hàm độ đàn hồi trở lại của bán được trình bày ở bảng 2. Dựa vào hàm Y2 ở 
kính cong dạng mã hóa (4) để tiến hành phân tích mức độ 
 Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy ảnh hưởng của các yếu tố nghiên cứu đến độ 
ảnh hưởng đến độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn đàn hồi trở lại của gỗ uốn như sau: 
140 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019 
 Công nghiệp rừng 
 Dấu cộng (-) đứng trước X1 chứng tỏ khi đây là mối quan hệ tỷ lệ nghịch. 
giảm thời gian xử lý gỗ thì đàn hồi trở lại của gỗ Mức độ ảnh hưởng của các hệ số hồi quy cả 
uốn tăng lên. Đây là mối quan hệ tỷ lệ nghịch. ở dạng thực và ở dạng mã hóa ảnh hưởng đến 
 Dấu trừ (-) đứng trước X2 tương tự như tác độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn được trình bày 
động đối với yếu tố X1, khi giảm thời gian xử như hình 4. 
lý thì độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn tăng lên, 
 Pareto Chart for Y_2 Diagnostic Plot for Y_2
 5
 B:X2 -9.48
 4
 BB 5.45
 3
 AA 5.33
 2
 A:X1 -4.55 observed
 AB -2.61 1
 0
 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 Dựa vào hàm Y2 ở dạng mã hóa để vẽ đồ thị 
thực nghiệm rất gần với nhau. Thể hiện mức độ cặp yếu tố ảnh hưởng đến độ đàn hồi trở lại 
sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm là nhỏ. của gỗ uốn. Đồ thị vẽ biểu diễn ở dạng mã hóa 
 Vẽ đồ thị biểu diễn và nhận dạng các đồ được trình bày ở hình 5. 
thị của hàm Y2: 
 Bảng 5. Nhận dạng đồ thị hàm độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn (Y2) 
 STT Quan hệ Hệ số chính tắc ở dạng mã hóa Dạng đồ thị Cực trị 
 đồ thị 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 elliptic. Mặc khác, các giá trị λ11, λ22 xác định 
dạng mã hóa λ11, λ22 cùng dấu nên hàm độ đàn dương nên hàm độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn 
hồi trở lại của gỗ uốn có cực trị tại điểm dừng có cực tiểu tại điểm dừng. 
và bề mặt biểu diễn có dạng là Paraboloid 
 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 
* Xác định các thông số tối ưu - Hàm mục tiêu độ đàn hồi trở lại của gỗ 
 - Hàm mục tiêu về tỷ lệ mẫu hỏng tính theo uốn tính theo phương trình: Y2 YMin 
phương trình: Y1 YMin Thỏa mãn các điều kiện ràng buộc: 
 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 Thời gian 
 STT Chỉ số tối ưu X X
 1 luộc (ph) 2 uốn (ph) 
 1 Tỷ lệ mẫu hỏng Y1 = 0,66 (%) 0,46 29,6 0,82 47,3 
 2 Độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn 0,36 28,6 0,72 45,8 
 Y2 = 0,97 (mm) 
 Kết quả của bài toán tối ưu một mục tiêu ưu hóa hàm mục tiêu có điều kiện như sau: 
cho thấy với thời gian luộc gỗ 29,6 phút và Cực tiểu hóa tỷ lệ mẫu hỏng với điều kiện ràng 
thời gian uốn 47,3 phút thì tỷ lệ mẫu hỏng đạt buộc là biên của miền thí nghiệm và độ đàn hồi 
giá trị thấp nhất là 0,66%; thời gian luộc gỗ trở lại của gỗ uốn nhỏ hơn 3 mm. 
28,6 phút và thời gian uốn 45,8 phút thì độ đàn - Y1 => Ymin 
hồi trở lại của gỗ uốn đạt giá trị thấp nhất là - Y2 < 3 
0,97 mm. - Thỏa mãn điều kiện -1,41 xi 1,41. 
 * Bài toán tối ưu hóa hàm mục tiêu có Kết quả của bài toán tối ưu hàm đa mục tiêu 
điều kiện được trình bày ở bảng 7. 
 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 Thời gian 
 Y-1 Y-2 X1 X2 
 luộc (ph) uốn (ph) 
 0,74 0,97 0,46 29,6 0,76 46,4 
 Từ kết quả ở bảng 7 cho thấy với thời gian Kết quả tính toán tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 
luộc gỗ 29,6 phút và thời gian uốn là 46,4 phút đối với chi tiết uốn cong gỗ cao su có qui cách 
thì tỷ lệ mẫu hỏng sau khi uốn là 0,74% và độ 21×35×460 mm, R1000 mm cho thấy với thời 
đàn hồi trở lại của gỗ uốn 0,97 mm. gian luộc gỗ 29,6 phút và thời gian uốn là 46,4 
4. KẾT LUẬN phút thì tỷ lệ mẫu hỏng sau khi uốn là 0,74% và 
 Nghiên cứu đã xác định được các thông công độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn 0,97 mm. 
nghệ uốn cong tối ưu đối với gỗ cao su có qui TÀI LIỆU THAM KHẢO 
cách 21×35×460 mm, R1000 mm hoàn toàn 1. D. Sandberg, J. Johansson (2006). A new method 
phù hợp với kích thước của các chi tiết cong for bending solid wood − high frequency heating of 
dùng trong sản xuất hàng mộc (chi tiết cong của beech. 
 2. David Smith (2004). Steam bending wood. Lulu 
ghế). Chất lượng các sản phẩm gỗ uốn có kích Enterprises, Inc. 
thước, bán kính uốn dùng trong nghiên cứu có ít 3. Ikuho, I., M. Norimoto (1981). Wood bending 
khuyết tật sau khi uốn (vết nứt, rạn, gẫy, xé) utilizing microwave heating. Nihon Rheology 
và độ đàn hồi trở lại của gỗ uốn nhỏ hơn 0,3mm Gakkaishi 9(4):162-168 
hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Khi uốn 4. Nguyễn Cảnh, Nguyễn Đình Soa (1985). Tối ưu 
 hoá thực nghiệm trong hoá học và kỹ thuật hoá học. 
đúng qui trình kỹ thuật, độ cong, vênh gỗ ít xuất Trường Đại học Bách Khoa Tp. HCM, 241 trang. 
hiện. Khi tăng nhiệt độ uốn thì tỷ lệ khuyết tật 5. Phạm Văn Chương, Vũ Mạnh Tường, Nguyễn 
của gỗ tăng lên rất nhanh. 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. 10. Phạm Ngọc Nam, Nguyễn Thị Ánh Nguyệt 
Tạp chí KHCN Lâm nghiệp – số 1, tr. 88-95. (2005). Khoa học gỗ. Nhà xuất bản Nông Nghiệp. 
 6. Vũ Huy Đại (2011). Công nghệ uốn gỗ. Nhà xuất 11. Phạm Ngọc Nam (2006). Công nghệ sản xuất ván 
bản Nông nghiệp. nhân tạo. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 
 7. Phan Hiếu Hiền (2001). Phương pháp bố trí thí 12. Lê Ngọc Phước, Phạm Văn Chương, Vũ Mạnh 
nghiệm và xử lý số liệu. Nhà xuất bản Nông nghiệp Tp. Tường, Trần Minh Sơn (2018). Ảnh hưởng của nhiệt độ 
HCM, 267 trang. và thời gian nén ép đến một số tính chất vật lý, cơ học 
 8. Nguyễn Minh Hùng (2007). Nghiên cứu làm gỗ Keo lai (Acacia mangium x Acacia auriculiformis). 
mềm gỗ Bồ đề bằng xử lý nhiệt phục vụ cho công nghệ Tạp chí KHCN Lâm nghiệp - số 3, tr. 193-200. 
gỗ nén. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn – 13. Quách Văn Thiêm (2009). Nghiên cứu xây dựng 
số 16, tháng 9/2007, tr. 75-79. các thông số công nghệ uốn ép gỗ Keo lai. Luận văn 
 9. Phạm Ngọc Nam, Nguyễn Trọng Nhân (2003). Kỹ thạc sỹ, ĐH Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh. 
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 
 Ngày phản biện : 02/11/2018 
 Ngày quyết định đăng : 20/6/2019 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 3 - 2019 143