Đồ án Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy ép nhang nụ (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy ép nhang nụ (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP NHANG NỤ GVHD: ThS. TRẦN VĂN TRỌN SVTH : NÔNG VĂN CHÍNH 12144011 NGUYỄN THAO 12144107 S KL 0 0 4 7 3 8 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2016
2. KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: MSSV: 1. NÔNG VĂN CHÍNH 12144011 2. NGUYỄN THAO 12144107 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP NHANG NỤ. Họ và tên Giáo viên hƣớng dẫn: THS. TRẦN VĂN TRỌN. NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 2. Ƣu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: (Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên hƣớng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii
3. KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: MSSV: 3. NÔNG VĂN CHÍNH 12144011 4. NGUYỄN THAO 12144107 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP NHANG NỤ. Họ và tên Giáo viên phản biện: THS. NGUYỄN TRỌNG HIẾU NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lƣợng thực hiện: 4. Ƣu điểm: 5. Khuyết điểm: 4. Câu hỏi phản biện (nếu có): 5. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 6. Đánh giá loại: 7. Điểm: (Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii
4. LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp là kết quả của một quá trình, trong đó kiến thức chuyên ngành đƣợc áp dụng dƣới dạng một công trình nghiên cứu khoa học. Quá trình thực hiện đồ án gợi lên lòng nhiệt huyết, niềm say mê và đặc biệt là tinh thần làm việc nhóm triệt để và bản lĩnh trong suốt quá trình nghiên cứu. Sau hơn 4 tháng nỗ lực nghiên cứu và thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH MÁY ÉP NHANG NỤ” đến nay đã hoàn thành. Sự cố gắng của nhóm, những khích lệ và sự hỗ trợ hết mình từ nhà trƣờng chính là yếu tố quan trọng giúp nhóm hoàn thành đề tài. Xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Trọn đã nhiệt tình giúp đỡ về lời khuyên vô cùng có ích đem đến nhiều ý tƣởng mới cho nhóm đồ án tốt nghiệp. Đồng kính gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy làm việc tại trung tâm Công Nghệ Cao trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật Tp. HỒ CHÍ MINH đã giúp đỡ nhóm rất nhiều về kỹ năng và kỹ thuật chuyên môn. Gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. HỒ CHÍ MINH đã cho nhóm nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trƣờng. Nhóm chân thành cảm ơn công ty nhang thiền đã hỗ trợ tối đa về ý tƣởng và kỹ thuật trong quá trình nghiên cứu và chế tạo. Quá trình xây dựng từ ý tƣởng đến việc hiện thực hóa ý tƣởng cần có kiến th ức rộng và nhiều kinh nghiệm thực tế và nhiều yếu tố liên quan. Đƣợc duyệt và kiểm tra xuyên suốt quá trình nghiên cứu nhƣng đề tài không tránh khỏi những thiếu xót ảnh hƣởng đến nội dung và ý nghĩa khoa học của đề tài. Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý giá từ quý Thầy, Cô và mọi ngƣời nhằm hoàn thiện đề tài tốt nhất. Nhóm sinh viên thực hiện iv
5. TÓM TẮT Đề tài tốt nghiệp “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy ép nhang nụ” đƣợc tiến hành trong khoảng thời gian từ 02/2016 đến 06/2016. Tập trung thiết kế và chế tạo hệ thống ép nhang tự động với kích thƣớc nụ dài 40mm, đƣờng kính đáy 10mm, từ khâu ép tạo hình cho nụ, tạo lỗ trên nụ đến khâu tách nụ thành phẩm. Toàn bộ quá trình trên đƣợc cơ khí hóa hoàn toàn vào cơ cấu và hệ thống điều khiển tự động. Quá trình thiết kế, chế tạo và hoạt động đòi hỏi độ chính xác và hiệu quả cao, vì vậy việc tính toán và chế tạo đòi hỏi độ chính xác nhất định và đồng bộ nhắm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cũng nhƣ lợi ích về kinh tế. Mô hình đƣợc thiết kế trên phần mềm chuyên dụng từ việc bố trí các cơ cấu chấp hành đến kích thƣớc và hình dáng mô hình. Các phần từ điều khiển chính sử dụng khí nén có thể tháo và lắp linh hoạt vì vậy mô hình có tính mở trong việc cái tiến các cơ cấu chấp hành. Kết quả đạt đƣợc: Chế tạo mô hình máy ép nhang nụ hoàn chỉnh với các khâu hoạt động chính xác ứng với yêu cầu đặt ra. Phần điện điều khiển hoạt động chính xác và điều khiển bộ phận khí nén hoạt động ổn định đáp ứng yêu cầu điều khiển trong hệ thống. ABSTRACT Thesis "Caculating, design and fabricate pressing machine for cone incese" was conducted on 02/2016 to 06/2016. Designed and manufactured systems automatically pressed incense cone size 40 mm long, 10 mm diameter bottom from the pressed incense cone, creating holes and split stitch finished products. All mechanized process on based on the automated control systems. Design, manufacturing and operation requires precision and high efficiency, so the calculations and fabrication requires a certain precision and synchronization to ensure that technical requirements and benefits economy. The model is designed based on specialized software from the arrangement of the actuators with size and shape of the model. The main control system using compressed air can be removed and flexible model upgrade there for openness in improving the actuators. Result: Incense cone machine presses complete and work correctly with the requirements. Power control section works correctly and controls for operating pneumatic components to stability control system. v
6. MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp i BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN ii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ x CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài 2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài 2 1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài 2 1.4.2. Giới hạn đề tài 2 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 3 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN 4 2.1. Giới thiệu 4 2.1.1. Nguồn gốc và phân bố 4 2.1.3. Nhu cầu và thị trƣờng mua bán trầm hƣơng 6 2.1.4. Tình hình trồng cây dó bầu tạo trầm hƣơng ở Việt Nam 7 2.2. Vài nét về sự phát triển của công nghệ thủy lực - khí nén 7 2.2.1. Ƣu – nhƣợc điểm của khí nén 8 2.2.2. Nguồn khí nén 8 2.2.3. Các phần tử trong hệ thống điều khiển 9 2.3. Các phần mềm hỗ trợ thiết kế 11 2.3.1 Phần mềm hỗ trợ thiết kế cơ khí 11 2.3.2. Phần mềm thiết kế mạch điều khiển điện và khí nén 11 vi
7. 2.4. Biểu đồ quy trình làm việc 12 2.5. Quá trình tìm hiểu 13 2.5.1. Các thiết bị làm thủ công 13 2.5.2. Máy ép nhang nụ tự động 13 2.5.3. Máy ép bán tự động 14 2.5.4. Kết luận 15 CHƢƠNG 3. Ý TƢỞNG VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ 16 3.1. Phân tích đối tƣợng thiết kế 16 3.2. Quy trình làm nhang nụ thủ công 16 3.3. Đề xuất quy trình ép nhang nụ tự đông bằng máy 17 3.4. Các yêu cầu cho máy 17 3.5 Các phƣơng án thiết kế máy ép nhang nụ tự động 17 3.5.1. Phƣơng án 1: Sử dụng một xylanh và cơ cấu trƣợt. 17 3.5.2. Phƣơng án 2: Sử dụng 3 xylanh. 18 3.5.3. Phƣơng án 3: Sử dụng bốn xylanh và hai động cơ nhỏ. 19 3.5.4.Phƣơng án 4: Sử dụng 10 xylanh khí nén. 20 3.6. So sánh các phƣơng án thiết kế 21 3.7. Lựa chọn phƣơng án thiết kế 21 CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÁY 23 4.1. Các công việc tính toán và thiết kế 23 4.1.1 Tính toán và thiết kế lòng khuôn 23 4.1.2 Tính toán thiết kế bộ phận ép và cắt phôi dƣ 23 4.1.3 Tính toán thiết kế bộ tạo lỗ và tách sản phẩm 25 4.2.4 Tính toán thiết kế phôi 27 4.2.5 Tính toán thiết kế bộ phận nâng 28 4.2.6 Tính toán thiết kế mạch điện và khí nén 29 CHƢƠNG 5. CHẾ TẠO VÀ KIỂM NGHIỆM 34 5.1. Chế tạo các bộ phận 34 5.1.1. Chế tạo cụm 1 bộ phận tạo lỗ và tách sản phẩm 34 vii
8. 5.1.2. Chế tạo cụm 2 bộ phận nâng 36 5.1.3. Chế tạo cụm 3 bộ phận ép 37 5.1.4. Chế tạo cụm 4 bộ phận cắt phôi dƣ 38 5.1.5. Chế tạo khung 39 5.1.6. Lắp ráp các bộ phận cơ khí thành máy hoàn chỉnh 40 5.1.7. Tủ điện điều khiển 41 5.1.8. Lắp bộ phận điều khiển vào máy 42 5.2. Kiểm nghiệm 42 5.2.1. Kiểm nghiệm khả năng ép 42 5.2.2. Kiểm nghiệm khả năng cắt phôi dƣ 44 5.2.3. Kiểm nghiệm khả năng tách sản phẩm 46 5.3. Hoàn chỉnh thiết kế 49 CHƢƠNG 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 6.1. Kết luận 51 6.2. Kiến nghị 51 viii
9. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1: So sánh các phƣơng án thiết kế 21 Bảng 5.1: Danh mục các chi tiết chế tạo cụm 1 34 Bảng 5.2: Danh mục các chi tiết chế tạo cụm 2 36 Bảng 5.3: Danh mục các chi tiết chế tạo cụm 3 37 Bảng 5.4: Danh mục các chi tiết chế tạo cụm 4 38 Bảng 5.5: Danh mục các chi tiết chế tạo khung 39 Bảng 5.6: Số liệu kiểm nghiệm ép thử 44 Bảng 5.7: Số liệu kiểm nghiệm cắt phôi dƣ 45 Bảng 5.8: Số liệu kiểm nghiệm tách sản phẩm 47 Bảng 5.9: Bảng thông số máy 50 ix
10. DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Hình 2.1: Van đảo chiều và ký hiệu 10 Hình 2.2: Van tiết lƣu 10 Hình 2.3: Xylanh khí nén 10 Biểu đồ 2.1: Quy trình làm việc 12 Hình 2.4: Các thiết bị làm thủ công 13 Hình 2.5: Máy ép nhang tự động 14 Hình 2.6: Máy ép nhang bán tự động 15 Hình 3.1: Nhang nụ 16 Hình 3.2: Quy trình làm nhang nụ thủ công 16 Hình 3.3: Phƣơng án 1- Sử dụng một xy lanh và cơ cấu trƣợt 17 Hình 3.4: Phƣơng án 2 - sử dụng 3 xylanh 18 Hình 3.5: Phƣơng án 3- Sử dụng 4 xy lanh và 2 động cơ 19 Hình 3.6: Phƣơng án 3 20 Hình 4.1: lòng khuôn dƣới 23 Hình 4.2: lòng khuôn trên 23 Hình 4.3: Bộ phận ép 24 Hình 4.4: Bộ phận cắt phôi dƣ 25 Hình 4.5: Bộ phận tạo lỗ và tách sản phẩm 26 Hình 4.6: khoảng cách giữa các thanh 27 Hình 4.7: Bộ phận nâng 29 Hình 4.8: Mạch điều khiển và sơ đồ trạng thái 31 Hình 5.1: Bộ phận gồm các thanh và chốt tạo lỗ 35 Hình 5.2: Bộ phận gồm các xylanh 35 Hình 5.3: Bộ phận tạo lỗ và tách phôi hoàn chỉnh 36 Hình 5.4: Bộ phận nâng hoàn chỉnh 36 Hình 5.5: Bộ phận ép 37 Hình 5.6: Bộ phận cắt phôi dƣ hoàn chỉnh 38 Hình 5.7: Khung máy 40 x
11. Hình 5.8: Lắp khung máy 40 Hình 5.9: Lắp bộ phận ép 40 Hình 5.10: Lắp bộ phận nâng 40 Hình 5.11: Lắp bộ phận tạo lỗ 41 Hình 5.12: Lắp bộ phận cắt phôi dƣ 41 Hình 5.13: Bảng điều khiển 41 Hình 5.14: Tủ điều khiển 41 Hình 5.15: Cụm van điều khiển 42 Hình 5.16: Lắp bộ phận điều khiển 42 Hình 5.17: Cơ cấu ép 43 Hình 5.18: Phôi ép 43 Hình 5.19: Cấp phôi 43 Hình 5.20: Ép sản phẩm 43 Hình 5.21: Bộ phận cắt phôi dƣ 44 Hình 5.22: Ép sản phẩm 45 Hình 5.23: Cắt phôi dƣ 45 Hình 5.24: Cơ cấu tách sản phẩm 46 Hình 5.25: Ép sản phẩm 46 Hình 5.26: Cắt phôi dƣ 47 Hình 5.27: Tạo lỗ cho sản phẩm 47 Hình 5.28: Cắt phôi dƣ 47 Hình 5.29: Tách sản phẩm 47 Hình 5.30: Kết quả thử nghiệm 1 48 Hình 5.31: Kết quả thử nghiệm 2 48 Hình 5.32: Kết quả thử nghiệm 3 48 Hình 5.33: Kết quả thử nghiệm 4 48 Hình 5.34: Thiết kế máy hoàn chỉnh 49 Hình 5.35: Máy hoàn chỉnh 49 Biểu đồ 5.1: Sơ đồ các bƣớc hoạt động của máy 50 xi
12. CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Phong tục thắp nhang đã có từ xƣa, ngày nay việc thắp nhang đã trở thành một nét văn hóa trong đời sống tâm linh của ngƣời Việt. Dù là ngày tết, ngày giỗ, hay mỗi khi lễ chùa, chuẩn bị đi xa, khi bắt đầu làm một việc gì đó quan trọng nhiều ngƣời thƣờng có thói quen thắp nhang. Thông qua nén nhang, ngƣời thắp cầu mong may mắn, hạnh phúc trong cuộc sống và bình an trong tâm hồn. Làm nhang không chỉ là ngành sản xuất mang lại nhiều thuận lợi cho nhà đầu tƣ mà nó góp phần giải quyết việc làm cho lao động ở địa phƣơng, cải thiện đời sống góp phần xóa đói giảm nghèo. Đối với hộ gia đình sản xuất nhỏ lẻ thì nguồn vốn đầu tƣ không nhiều, sản phẩm làm ra đƣợc tiêu thụ tại địa phƣơng. Nghề làm nhang dùng nguyên liệu có sẵn trong nƣớc, cách thức giản dị, vốn ít và nhân công gia đình từ trẻ tới già ai cũng có thể làm đƣợc. Hiện nay, các làng nghề truyền thống trong nƣớc có dấu hiệu mai một bởi nguồn nguyên liệu ngày càng ít và công việc không ổn định nên đã có nhiều ngƣời bỏ nghề. Hơn nữa, sản phẩm trên thị trƣờng ngày càng nhiều, vừa đẹp vừa rẻ nên các mặt hàng thủ công khó cạnh tranh. Thiết bị máy móc có sẵn trong nƣớc chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu thực tế nhƣ năng suất thấp, chất lƣợng sản phẩm không đồng đều gây lãng phí lớn về nguyên vật liệu, dẫn tới chi phí giá thành cao. Do đó việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất nhang rất đƣợc quan tâm nghiên cứu, tuy vấn đề này còn gặp nhiều hạn chế, khó khăn do chƣa đƣợc đầu tƣ đúng mức. Việc nghiên cứu, phát triển máy ép Nhang nụ hiện nay chƣa nghiên cứu nhiều trên Thế Giới, ở Việt Nam chỉ có một số ít công trình nghiên cứu về vấn đề này. Thị trƣờng hiện có máy ép nhang tự động, máy phóng tăm tự động, máy ép nhang nụ tự động giải phóng sức lao động cho công nhân. Không phải bất cứ loại nhang nào cũng có hình dáng và tính chất nhƣ nhau và đề tài nghiên cứu THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY ĐỊNH HÌNH NHANG NỤ- Nguyễn Hữu Sang- 2008 cho thấy máy đƣợc chế tạo thành công và ép ra sản phẩm tự động. Máy đƣợc dùng trong nghiên cứu và học tập của sinh viên ngành sản xuất tự động và cơ điện tử. Nhận thấy đề tài trên còn nhiều hạn chế nhƣ tính thẩm mỹ của máy và các yêu cầu kỹ thuật nhƣ năng suất làm việc, độ ổn định hoạt động và chất lƣợng sản phẩm đều không đạt. Cùng với sự hỗ trợ từ Công ty NHANG THIỀN nhằm nghiên cứu và phát triển máy với mục đích giải phóng con ngƣời, tăng năng suất nhằm đáp 1
13. ứng nhu cầu tâm linh trong văn hóa Việt. Nhóm thiết kế máy ép nhang trầm hoạt động bán tự động điều khiển bằng hệ thống thuần khí nén dựa trên chuyển động máy ép nhang trầm bán tự động có tại Ấn Độ (hiện chƣa có trên thị trƣờng Việt Nam) nhằm giảm chi phí, tăng giá trị sản phẩm và nâng cao giá trị đời sống tinh thần của ngƣời dân. 1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài Nhu cầu sử dụng nhang đặc biệt là nhang nụ ở nƣớc ta ngày càng cao, cần đƣợc chế biến và sản xuất ở quy mô công nghiệp nhằm duy trì, phát triển làng nghề làm nhang. Quá trình sản xuất trƣớc đây đƣợc làm thủ công với công cụ thô sơ năng suất thấp, cần nhiều công nhân dẫn đến giá thành sản phẩm cao và khó cạnh tranh. Đề tài thực hiện cho phép giải quyết:  Cơ khí hóa quá trình ép nhang nụ.  Đem lại hiệu quả cao về kinh tế và giải phóng sức lao động.  Làm tăng thu nhập và phát triển nghề làm nhang. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đề tài đƣợc triên khai nghiên cứu hƣớng đến các mục tiêu sau:  Bản vẽ thiết kế chi tiết hoàn chỉnh, bản vẽ lắp hoàn chỉnh máy ép nhang nụ.  Mô hình máy ép nhang nụ hoàn chỉnh.  Mô hình máy ép nhang nụ phù hợp với yêu cầu sử dụng. 1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1. Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài  Nhang nụ.  Quy trình làm nhang nụ.  Cơ cấu ép và tách sản phẩm tự động. 1.4.2. Giới hạn đề tài Máy ép nhang nụ là hệ thống phức tạp đòi hỏi sự kết hợp của nhiều ngành kỹ thuật cao: Cơ khí và điều khiển tự động. Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, cùng với những hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tế cũng nhƣ kinh phí, đề tài chỉ dừng lại ở mức độ mô hình. Bao gồm những nội dung công việc nhƣ sau:  Thiết kế và chế tạo cơ cấu cơ khí vững chắc, năng suất 3 (nụ/giây). 2
14.  Kích thƣớc nụ: Dài 40mm, đƣờng kính đáy 10mm.  Máy hoạt động tự động.  Gồm 3 khâu: Khâu ép tạo hình cho nụ. Khâu tạo lỗ cho nụ. Khâu tách nụ thành phẩm. Phần cấp liệu và thu liệu không đƣợc nghiên cứu và đƣợc chỉ định thực hiện bằng tay để có thể phù hợp với các cơ sở làm nhang ở quy mô vừa, nhỏ hay hộ gia đình có nhu cầu. Các thiết bị liên quan khác không thuộc phạm vi nghiên cứu của để tài. 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp phân tích lý thuyết: Thu thập tài liệu từ các nguồn báo chí, tạp chí, sách, internet có liên quan đến nội dung nghiên cứu. Qua phân tích, xử lý thông tin và đề xuất quy trình ép và lấy sản phẩm nhang nụ tự động. Phƣơng pháp thực nghiệm: Tiến hành chế tạo thử nghiệm máy ép Nhang nụ tự động, kiểm nghiệm hoạt động của máy và hoàn chỉnh thiết kế. 3
15. CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN 2.1. Giới thiệu Trầm hƣơng là phần gỗ của cây dó bầu nhiễm dầu. Một số loài dó (tên khoa học Aquilaria), trong quá trình sinh trƣởng, do những tác động gây ra những "tổn thƣơng hay nhiễm bệnh" lâu ngày cây tích tụ một chất dạng nhựa (dầu) rồi lan dần ra làm biến đổi các phân tử gỗ tạo nên nhiều màu sắc (đen, nâu, chàm, xám, ), nhiều tính chất (cứng, mềm, dẻo, dòn ), nhiều vị (đắng, cay, chua, ngọt, ), nhiều hình dáng (tròn, xoắn, nhọn, dài, ), ở nhiều vị trí (thân, cành, rễ) trong cây dó bầu. Đó chính là trầm hƣơng, có tên Quốc tế là Agarwood hay Eaglewood. Đặc điểm nổi bật của trầm hƣơng là hƣơng thơm đặc biệt nhất là lúc đốt. Với hàm lƣợng dầu lớn trên 25%, trầm hƣơng có thể chìm trong nƣớc. Lọai trầm hƣơng cao cấp có thể đạt hàm lƣợng dầu 60-80% nên rất quý và hiếm. Theo Đông y, trầm hƣơng là vị thuốc quý hiếm vị cay, tính ôn, có tác dụng dáng khí, nạp thận, bình can tráng nguyên dƣơng, chữa các bệnh đau bụng, đau ngực, nôn mửa, hen suyễn, lợi tiểu, giảm đau, trấn tĩnh, hạ sốt, cấm khẩu, thổ huyết, khó thở Theo Lê Trần Đức trong sách: " Thân thế và sự nghiệp y học của Hải Thƣợng Lãn Ông " (1971) thì từ thế kỷ thứ II trƣớc Công nguyên nhân dân ta đã dùng trầm hƣơng để phòng và chữa bệnh.Vào thế kỷ thứ XIV, trong Nam dƣợc thần hiệu, Tuệ Tĩnh đã viết về trầm hƣơng: " Vị cay, khí rất thơm, tính ấm, thông quan, trị phong độc, trúng độc, trừ tà, ấm dạ dày, bổ nguyên dƣơng, tiêu hoá ". 2.1.1. Nguồn gốc và phân bố Cây dó bầu sinh trƣởng trên nhiều loại đất núi, đất đỏ xám, đỏ vàng, đất feralit, thích hợp nhất là đất nâu vàng, đất thịt pha cát còn tính chất rừng, có tầng canh tác sâu và nhiều mùn. Loài dó có khả năng cho trầm là cây bản địa có diện phân bố rộng khắp rừng núi nƣớc ta tập trung ở vùng núi Bắc Trung bộ, Trung Trung bộ, Nam Trung bộ, Tây nguyên, Đảo Phú Quốc tỉnh Kiên Giang, vùng Bảy núi tỉnh An Giang. 2.1.2. Phân loại Dựa trên mức độ nhiễm dầu, màu sắc, hƣơng vị, hình dáng, trọng lƣợng, xuất xứ trầm hƣơng có các tên gọi khác nhau nhƣ: Trần mắt tử, trầm mắt đảo, trầm bọ sánh, trầm bông, trầm da báo, trầm điệp lá, trầm điệp trai, trầm kiến xanh, trầm kiến lọn Theo phẩm cấp, trầm hƣơng đƣợc xếp thành 3 hạng và mỗi hạng chia thành nhiều loại nhƣ sau: 4
16. 2.1.2.1. Hạng nhất là kỳ nam hay còn gọi là kỳ Là loại trầm hƣơng có phẩm cấp cao nhất, cho nhiều dầu, nhẹ, mềm, dẻo, nhuyễn, khi nếm có đủ vị chua, cay, đắng, ngọt; tỏa hƣơng thơm tự nhiên, khi đốt hƣơng thơm đặc biệt, khói xanh, bay thẳng và dài lên không trung. Kỳ nam đƣợc chia thành 4 loại:  Bạch kỳ: Sắc trắng ngà, xám nhạt, vô cùng qúy hiếm, ít khi có, đắt giá nhất.  Thanh kỳ: Sắc xanh xám, ánh lục, rất qúy hiếm, đắt giá sau bạch kỳ.  Huỳnh kỳ: Sắc vàng sẩm, vàng nâu, qúy hiếm và đắt giá sau thanh kỳ.  Hắc kỳ: Sắc đen chàm, hắc ín, qúy và đắt giá sau huỳnh kỳ. Sách xƣa xếp loại kỳ nam: nhất Bạch, nhì Thanh, tam Huỳnh, tứ Hắc. 2.1.2.2. Hạng hai là trầm Là lọai trầm hƣơng ít dầu, nặng, vị đắng, hầu hết khi đốt mới tỏa mùi thơm, khói màu trắng, bay quanh rồi tan ngay. Theo phẩm cấp, trầm đƣợc xếp thành 6 loại:  Loại 1, sắc sáp trắng, giá trị cao nhất trong 6 loại trầm.  Loại 2, sắc xanh đầu vịt giá trị sau lọai 1.  Loại 3, sắc sáp xanh, gía trị sau lọai 2.  Loại 4, sắc sáp vàng, giá trị sau lọai 3.  Loại 5, sắc vằn lông hổ, giá trị sau lọai 4 .  Loại 6, sắc vàng đốm dầu, giá trị thấp nhất trong 6 loại trầm. Sách xƣa chia trầm hƣơng thành 5 loại: Hoàng lạp trầm, hoàng trầm, giác trầm, tiến hƣơng, kê cốt hƣơng, trong đó hoàng lạp trầm là tốt nhất. 2.1.2.3. Hạng ba là tốc Phần lớn tốc có mức nhiễm dầu ít hơn trầm, chủ yếu là từ bên ngoài và dọc theo thớ gỗ. Có khoảng vài chục lọai tốc với các tên gọi nhƣ: tốc kiến, tốc đá, tốc cá ngừ, tốc hƣơng, tốc lọn, tốc dây, tốc đỉa Tuy nhiên, có thể xếp các dạng tốc thành 4 nhóm nhƣ sau:  Tốc đỉa là nhóm tốc có mức độ nhiễm dầu nhiều trong các thớ gỗ, dạng nhỏ, cở ngón tay, đầu đũa con hoặc nhƣ con đỉa.  Tốc dây là nhóm tốc có mức độ nhiễm dầu xen, tạo nhiều vòng giữa các thớ gỗ, thƣờng có dạng tròn, dài, dáng rễ cây. 5
17.  Tốc hƣơng là nhóm tốc có mức độ nhiễm dầu dạng mảnh, hƣơng thơm nổi trội hơn các lọai tốc khác.  Tốc pi là nhóm tốc có mức độ nhiễm dầu mỏng, bao quanh bên ngòai các thớ gỗ theo dạng hình tháp, hình ống lớn. Trong 4 nhóm tốc thì tốc đỉa đƣợc đánh giá cao hơn về chất lƣợng. Tuy nhiên, việc xếp nhóm tốc không nhất thiết theo thứ bật phẩm cấp. Hiện nay chƣa có quy định của Nhà nƣớc hoặc của tổ chức phi Chính phủ về tiêu chuẩn phân lọai, đánh giá phẩm cấp trầm hƣơng. Theo TS Lê Công Kiệt, tiêu chuẩn đánh giá trầm hƣơng thƣờng đựa vào: Nguyên xứ, cƣờng độ, loại hƣơng, hình thù, kích cở, màu sắc, trọng lƣợng, tỷ trọng, độ tinh khiết và loài cây dó tạo ra trầm hƣơng. Trong giao dịch mua bán, việc phân loại trầm hƣơng phần lớn dựa vào cảm nhận, kinh nghiệm, đồng thuận, thông qua hành vi trực tiếp của con ngƣời nhƣ nhìn, sờ, gọt, bấm, đốt, nếm, ngửi 2.1.3. Nhu cầu và thị trƣờng mua bán trầm hƣơng Trầm hƣơng có nhiều công dụng đặc biệt mà khó có sản phẩm thay thế. Nhu cầu trầm hƣơng vào mục đích làm thuốc chữa bệnh, làm hƣơng liệu sản xuất hoá mỹ phẩm và dùng vào mục đích tín ngƣỡng ngày càng gia tăng. Theo CITES, khối lƣợng mua bán trầm hƣơng trên thị trƣờng thế giới thời kỳ 1995 - 1997 khoảng 1.350 tấn (số liệu của Đài Loan trong khoảng thời gian này hơn 2.050 tấn). Theo thống kê của TRP, khoảng 5 năm gần đây khu vực Đạo giáo và Hồi giáo sử dụng hơn 2.500 tấn trầm các loại. Ngành hoá mỹ phẩm mỗi năm nhu cầu khoảng 5.000 lít tinh dầu trầm hƣơng loại tốt, nhƣng chỉ mới đáp ứng đƣợc khoảng 100 lít. Trầm hƣơng mua bán trên thị trƣờng đều khai thác từ thiên nhiên. Các nƣớc có nguồn trầm hƣơng cung cấp cho thế giới tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Á và vài nƣớc Nam Á nhƣ Ấn Độ, Bangladesh, Bhutan. Tuy nhiên, nạn khai thác trầm hƣơng vào những thập niên cuối của thế kỷ XX có tính chất hủy diệt cây dó bầu và làm cho nguồn cung cấp trầm hƣơng trên thị trƣờng ngày càng cạn kiệt. Chẳng hạn năm 1993, Indonesia khai thác và xuất khẩu hơn 661 tấn thì năm 1997 chỉ còn 302 tấn; tƣơng tự nhƣ Indonesia; Malaysia từ 43,6 tấn còn 21,6 tấn; Campuchia năm 1995 khai thác và xuất khẩu 133,8 tấn thì 3 năm sau chỉ còn 13,2 tấn; Ấn Độ năm 1995 xuất khẩu 15,1 tấn thì năm 1997 chỉ còn 1,4 tấn. Thị trƣờng mua bán trầm hƣơng và các sản phẩm trầm hƣơng chủ yếu là Đài Loan, Thái Lan, Hồng Kông, Singapore ( chiếm70% ); thị trƣờng tiêu thụ trực tiếp 6
18. là các nƣớc Ả rập, Nhật Bản (lọai trầm hƣơng tốt), khu vực Hồi giáo, Phật giáo và các ngành hƣơng liệu mỹ phẩm, đông y, dƣợc phẩm. 2.1.4. Tình hình trồng cây dó bầu tạo trầm hƣơng ở Việt Nam 2.1.4.1. Trồng cây dó bầu Những năm cuối thập niên 80 của thề kỷ XX, một số ngƣời chuyên khai thác trầm hƣơng (dân điệu) ở Tiên Phƣớc (Quảng Nam), Hoài Ân (Bình Định) đã đƣa cây dó bầu từ rừng tự nhiên về trồng ở vƣờn nhà và bƣớc đầu có kết quả. Từ đây cây dó bầu đƣợc trồng rãi rác ở các tỉnh miền Trung và một số dự án, đề tài nghiên cứu về cây dó và trầm hƣơng đƣợc khởi động, trong đó một số đề tài nghiên cứu đáng lƣu ý nhƣ: Biện pháp gây tạo giống cây dó; các nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình hình thành trần hƣơng trên cây dó; kỹ thuật tạo trầm hƣơng trên cây dó (1987 - 2000) của Trung tâm nghiên cứu lâm đặc sản thuộc Viện khoa học lâm nghiệp Việt Nam và dự án sản xuất cây giống, tạo trầm trên cây dó (2001 - 2006) của Tổ chức rừng mƣa nhiệt đới (TRP). Theo ghi nhận của Hội trầm hƣơng Việt Nam, diện tích trồng cây dó bầu cả nƣớc hiện nay khoảng 15.000-18.000 ha (tƣơng ứng với 15 - 18 triệu cây dó từ 1 măm tuổi trở lên). Nơi có diện tích trồng cây dó bầu nhiều nhất là Hà Tĩnh khoảng 3.000 ha, Bình Phƣớc khoảng 1.000 ha. Tính pháp lý của việc trồng cây dó bầu đã đƣợc Bộ NN & PTNT xác lập tại quyết định số 16/QĐ.BNN, ngày 15/3/2005 (cây dó bầu - Aquilaria crassna thuộc danh mục cây trồng rừng sản xuất ở 6/9 vùng sinh thái lâm nghiệp). 2.2. Vài nét về sự phát triển của công nghệ thủy lực - khí nén Không khí xung quanh ta có nhiều vô kể và nó là nguồn năng lƣợng rất lớn mà con ngƣời đã biết sử dụng chúng từ trƣớc công nguyên. Tuy nhiên sự phát triển và ứng dụng khí nén lúc đó còn rất hạn chế do chƣa có sự phối hợp giữa các ngành vật lý, cơ học, Mãi cho đến thế kỷ 17, nhà kỹ sƣ chế tạo ngƣời Đức Otto Von Guerike, nhà toán học và triết học ngƣời pháp Blaise Pascal, cũng nhƣ nhà vật lý ngƣời pháp Denis Papin đã xây dựng nên nền tảng cơ bản ứng dụng khí nén. Trong thế kỷ 19, các máy móc thiết bị sử dụng năng lƣợng khí nén lần lƣợt đƣợc phát minh nhƣ: Thƣ vận chuyển trong ống bằng khí nén (1835) của Josef Ritter, phanh bằng khí nén (1880), búa tán đing bằng khí nén (1835) Với sự phát triển mạnh mẽ của năng lƣợng điện, vai trò sử dụng năng lƣợng bằng khí nén bị 7
19. giảm dần. Tuy nhiên việc sử dụng năng lƣợng bằng khí nén vẫn đóng một vai trò cốt yếu trong nhiều lĩnh vực mà khi sử dụng năng lƣợng điện sẽ nguy hiểm. Sử dụng năng lƣợng khí nén ở những dụng cụ nhỏ nhƣng chuyển động với vận tốc lớn, ví dụ nhƣ: Búa hơi, dụng cụ dập, phun sơn, gá kẹp chi tiết và nhất là các dụng cụ đồ gá kẹp chặt trong các máy. Cùng với sự phát triển không ngừng của lĩnh vực tự động hóa, ngày nay các thiết bị truyền dẫn, điều khiển bằng thủy lực – khí nén ở trong máy móc trở nên rộng rãi ở hầu hết các lĩnh vực công nghiệp nhƣ máy công cụ CNC , phƣơng tiện vận chuyển, máy dập, máy uốn, máy ép phun do những thiết bị này làm việc linh hoạt, điều khiển tối ƣu, đảm bảo chính xác cao, công suất lớn, với kích thƣớc nhỏ gọn, lắp đặt dễ dàng ở những không gian chật hẹp so với các thiết bị truyền động mà điều khiển bằng cơ khí hay điện. 2.2.1. Ƣu – nhƣợc điểm của khí nén  Ưu điểm: - Do khả năng chịu nén ( đàn hồi) lớn của không khí, cho nên có thể trích chứa khí nén một cách thuận lợi. Nhƣ vậy có khả năng ứng dụng để thành lập các trạm trích chứa khí nén. - Có khả năng truyền tải năng lƣợng xa, bởi vì độ nhớt của động cơ khí nén nhỏ và tổn thất áp suất trên đƣờng dẫn ít. - Không gây ô nhiễm môi trƣờng. - Chi phí thấp để thiết lập một hệ thống truyền động bằng khí nén, bởi vì phần lớn trong các xí nghiệp hệ thống đƣờng dẫn đã có sẵn. - Hệ thống phòng ngừa quá áp suất giới hạn đƣợc đảm bảo.  Nhược điểm: - Lực truyền tải trọng thấp. - Kho tải trọng trong hệ thống thay đổi thì vận tốc truyền cũng thay đổi, bởi vì khả năng đàn hồi của khí nén lớn, cho nên không thể thực hiện đƣợc những chuyển động thẳng hay quay đều. - Dòng khí thoát ra ở đƣờng dẫn gây ra tiếng ồn. - Hiện nay, trong lĩnh vực điều khiển, ngƣời ta thƣờng kết hợp hệ thống điều khiển khí nén với cơ, hoặc với điện, điện tử. Cho nên rất khó xác định một cách chính xác, rõ ràng ƣu nhƣợc điểm của tùng hệ thống điều khiển. 2.2.2. Nguồn khí nén 8
20.  Máy khí nén: Máy nén khí là thiết bị tạo ra áp suất khí, ở đó năng lƣợng cơ học của động cơ điện hoặc động cơ đốt trong đƣợc chuyển đổi thành năng lƣợng khí nén và nhiệt năng. Máy nén khí theo nguyên lý có thể thay đổi thể tích: Máy nén khí kiểu pittông, máy nén khí kiểu cách gạt, máy nén khí kiểu root, máy nén khí kiểu trục vít. Máy nén khí tuabin, máy nén khí ly tâm và máy nén khí theo chiều trục.  Bình trích chứa khí nén: Khí nén sau khi ra khỏi máy nén khí và đƣợc sử lý thì cần phải có 1 bộ phận lƣu trữ để sử dụng. Bình trích chứa khí nén có nhiệm vụ cân bằng áp suất khí nén từ máy nén khí chuyển đến trích chứa, ngƣng tụ và tách nƣớc. Kích thƣớc bình trích chứa phụ thuộc vào công suất máy nén khí và công suất tiêu thụ của các thiết bị sử dụng, ngoài ra kích thƣớc này còn phụ thuộc vào phƣơng pháp sử dụng. Ví dụ, sử dụng liên tục hay gián đoạn. 2.2.3. Các phần tử trong hệ thống điều khiển Một hệ thống điều khiển bao gồm ít nhất là 1 mạch điều khiển vòng hở ( Open – loop control system ) với các phần tử sau: Phần tử đƣa tính hiệu: Nhận những giá trị của đại lƣợng vật lý nhƣ đại lƣợng vào là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển. Ví dụ: Van đảo chiều, rơle áp suất. Phần tử xử lí tín hiệu: Xử lí tính hiệu nhận vào theo 1 quy tắc logic nhất định, làm thay đổi trạng thái của phần tử điều khiển. Ví dụ: Van đảo chiều, van tiết lƣu, van logic or hoặc and. Cơ cấu chấp hành: Thay đổi trạng thái của đối tƣợng điều khiển, là đại lƣợng ra của mạch điều khiển. Ví dụ: Xi lanh, động cơ khí nén. 2.2.3.1. Van đảo chiều Van đảo chiều có nhiệm vụ điều khiển dòng năng lƣợng bằng cách đóng, mở hay chuyển đổi vị trí, để thay đổi hƣớng của dòng năng lƣợng. Nguyên lý hoạt động (van 5/2) Khi chƣa có tín hiệu điện tác động vào cửa (14), thì cửa (3) bị chặn, cửa (1) nối với cửa (2) và cửa (4) nối với cửa (5). Khi có tín hiệu điện tác động vào cửa (14) thì vòng nan sẽ dịch chuyển sang phải, cửa (2) nối với cửa (3) và cửa (1) nối với cửa (4) còn cửa (5) bị chặn. khi tín hiệu tác động vào cửa (14) mất đi thì dƣới tác động của lò xo vòng nan trở về vị trí ban đầu. 9
21. Hình 2.1: Van đảo chiều và ký hiệu 2.2.3.2. Van tiết lƣu Van tiết lƣu có nhiệm vụ điều chỉnh lƣu lƣợng dòng chảy, tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian của cơ cấu chấp hành. Ngoài ra van tiết lƣu cũng có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian chuyển đổi vị trí của van đảo chiều. nguyên lý làm việc của van tiết lƣu là lƣu lƣợng dòng chảy qua van phụ thuộc vào sự thay đổi tiết diện. Van tiết lƣu 1 chiều điều chỉnh bằng tay Nguyên lý hoạt động: Tiết diện chảy Ax thay đổi bằng điều chỉnh vít điều chỉnh bằng tay. Khi dòng khí nén từ A qua B, lò xo đẩy màn chắn xuống và dòng khí nén chỉ đi qua tiết diện Ax. Khi dòng khí nén đi từ B sang A, áp suất khí nén thắng lực lò xo đẩy màn chắn lên và nhƣ vậy dòng khí nén sẽ đi qua khoảng hở giữa mành chắn và mặt tựa màn chắn, lƣu lƣợng không đƣợc điều chỉnh. Hình 2.2: Van tiết lƣu 2.2.3.3. Xylanh khí nén Cấu tạo của 1 số loại xi lanh khí nén thông dụng 1/ Miếng đệm 7/ Vỏ bọc 2/ Nam châm 8/ Mặt dẫn khí 3/ Đệm ống ngoài 9/ Công tắc từ 4/ Vỏ ngoài 10/ Cần pittông 5/ Ống dẫn thanh đẩy 11/ Vòng 6/ Miếng đệm 12/ Đệm pittông Hình 2.3: Xylanh khí nén 10
22. S K L 0 0 2 1 5 4