Вплив розмірів структурних елементів клеєних щитів на їх формостійкість
Раціональні способи використання деревини для меблевих виробів. Технологічний процес виготовлення клеєних щитів із кускових відходів деревини. Регресійна залежність впливу довжини і ширини структурних елементів клеєного щита на його формостійкість.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 09.01.2019 |
| Размер файла | 232,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
НЛТУ України
Вплив розмірів структурних елементів клеєних щитів на їх формостійкість
І.О. Кійко, аспірант
м. Львів
Анотація
Зважаючи на економічні та технологічні переваги, одним із раціональних способів використання деревини для меблевих виробів є клеєні щити. Клеєні щити, виготовлені з деревних відходів, вдало поєднують красу матеріалу і значно здешевлюють виробництво, сприяючи вирішенню питань ресурсоощадності. Запропоновано технологічний процес виготовлення клеєних щитів із кускових відходів деревини. Отримано регресійну залежність, що дає змогу ідентифікувати вплив довжини і ширини структурних елементів клеєного щита на його формостійкість. Визначено розміри структурного елементу, за яких відхилення від площинності є мінімальним.
Ключові слова: клеєний щит із кускових відходів, відхилення від площинності, лінійні розміри структурних елементів.
Кийко И.О. Влияние размеров структурных элементов клееных щитов на их формоустойчивость
Учитывая экономические и технологические преимущества, можно считать, что одним из рациональных способов использования массивной древесины для мебельных изделий являются клееные щиты. Клееные щиты, изготовленные из кусковых древесных отходов, удачно сочетают красоту материала и значительно удешевляют производство, способствуя решению вопросов ресурсосбережения. Предложено технологический процесс изготовления клееных щитов из кусковых отходов древесины. Получена регрессионная зависимость, которая позволяет идентифицировать влияние длины и ширины структурных элементов клееного щита на его формоустойчивость. Определены размеры структурного элемента, при которых отклонение от плоскостности является минимальным.
Ключевые слова: клееный щит из кусковых отходов, отклонения от плоскостности, линейные размеры структурных элементов.
Kiyko I.O. The Impact of the Structural Element Sizes on the Furniture Board Form Stability
Glued panels can be assumed to be one of the reasonable ways to use solid wood for furniture products, considering the economic and technological advantages. Glued panels made of lumpy wood waste material successfully combine beauty and are much cheaper for production, contributing to the solution of saving wood material problems. The technological process of glued panel manufacturing using lumpy wood waste is suggested. Regressive dependence that allows us to identify the impact of the length and width of individual items of furniture board on its shape stability is obtained. Structural element dimensions in which the deviation from flatness is minimal are defined.
Key words: glued timber, lump waste, flatness deviation, linear dimensions, structural elements.
Актуальність стану питання
Із зростанням попиту на продукцію, виготовлену з деревини, збільшується кількість і потужність виробництв, а відтак - і об'єми деревних відходів. Оскільки деревина має надзвичайно важливе екологічно-промислове значення, пошук нових способів переробляння деревних відходів є актуальним питанням.
Огляд літературних джерел. У процесі роботи над цією темою проаналізовано низку наукових праць і статей, дотичних до теми досліджень. Серед них праці В.Н. Биковського, Б.С. Соколовського [1], Л.М. Ковальчук [2], Н.А. Попова [3], В.Н. Волинського [4], О.О. Кривик та В.О. Маєвського [5]. Внаслідок аналізу вище перелічених робіт зроблено висновок про те, що технологічний процес виготовлення клеєних щитів із кускових відходів деревини є не до кінця вивченим і проаналізованим, оскільки дослідники не пропонували виготовлення клеєних щитів, власне з кускових відходів масивної деревини невеликих розмірів.
Постановка стану питання. З метою підвищення ресурсоощадності і покращення естетичних властивостей меблевих виробів запропоновано використання клеєного щита, виготовленого із кускових відходів, нагромаджених у процесі деревооброблення [1, 2]. Оскільки лінійні розміри кускових відходів варіюються в широких межах, які визначаються наявністю вад оброблюваної деревини (пиломатеріалів, чорнових меблевих заготовок, невідповідності розмірів висоти, ширини, довжини пиломатеріалів) та функціональним призначенням виробу, що виготовляється, логічно б припустити, що саме лінійні розміри одиничних елементів клеєного щита здійснюватимуть деякий вплив на формостійкість таких меблевих щитів (рис. 1).Мета роботи - встановлення закономірностей такого впливу.
Методика досліджень
У процесі досліджень із вивчення впливу розмірних характеристик структурного елемента клеєного щита на його формостійкість реалізований B-план, доповнений додатковим дослідом у центрі плану (табл. 1). Кількість дубльованих досліджень - 3.
Таблиця 1
Матриця планування, доповнена результатами експериментальних досліджень
|
№ з/п |
Вхідні фактори |
||||
|
нормалізовані значення |
натуральні значення |
||||
|
X, |
X2 |
L, мм |
B, мм |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1 |
- |
+ |
40 |
60 |
|
|
2 |
- |
- |
40 |
40 |
|
|
3 |
+ |
- |
60 |
40 |
|
|
4 |
+ |
+ |
60 |
60 |
|
|
5 |
0 |
- |
50 |
40 |
|
|
6 |
0 |
+ |
50 |
60 |
|
|
7 |
- |
0 |
40 |
50 |
|
|
8 |
+ |
0 |
60 |
50 |
|
|
9 |
0 |
0 |
50 |
50 |
З метою реалізації експериментальних досліджень виготовлено дев'ять типорозмірів експериментальних зразків клеєного щита із кускових відходів деревини вільхи (рис. 1).
Рис. 1. Загальний вигляд експериментального зразка J№1 клеєного щита, виготовленого із структурних одиничних елементів
Технологічний процес виготовлення експериментальних зразків клеєних щитів (300x300 мм) реалізовано таким чином:
* сортування кускових відходів, отриманих у процесі виготовлення різних виробів, зокрема меблевих фасадів рамко-тахлевої конструкції (рис. 2) з метою відбраковування за якісними (вади та дефекти оброблення) та розмірними характеристиками (задоволення вимог проведення експерименту);
Рис. 2. Меблеві фасади рамко-тахлевої конструкції (W = 8±2%)
• розкрій відсортованих кускових відходів у розмір за шириною і довжиною відповідно до розмірів структурних елементів згідно з планом експерименту (довжина структурного елементу L = 40...60 мм; ширина структурного елементу B = 40...60 мм). Розкрій здійснювали на круглопилкових верстатах Metabo TKHS 315 С та Metabo KS 216. Зокрема вибір інтервалу варіювання ширини і довжини структурних елементів клеєного щита спричинений реальними розмірними характеристиками відходів та естетичними вимогами до виготовлення клеєних щитів;
• склеювання структурних елементів на гладку фугу у ламель. Структурні елементи перед склеюванням сортували, підбирали за текстурою відповідно до спроектованого зовнішнього вигляду. Як клейовий матеріал використано полівінілацетатний клей холодного отвердіння Jowacol 102.20. Ламель, зібрану зі структурних елементів, на крайки яких попередньо нанесений клей, витримували протягом двох годин у пристосуванні, утвореному із гвинтових струбцин, що забезпечувало стискання у трьох напрямках. Після склеювання у цьому пристосуванні ламель витримували у кліматичних умовах (вологість 50+-5%, температура 20+2°C) протягом 12 год;
• фрезерування склеєних ламелей у розмір за товщиною на рейсмусовому верстаті Metabo HC 260C;
• склеювання ламелей на гладку фугу у щит. Ламелі перед склеюванням сортували. Як клейовий матеріал використано полівінілацетатний клей холодного отвердіння Jowacol 102.20. Щит, зібраний із ламелей, на крайки яких попередньо нанесений клей, витримували протягом двох годин у пристосуванні, утвореному із гвинтових струбцин, що забезпечувало стискання у трьох напрямках. Після склеювання у цьому пристосуванні щит витримували у кліматичних умовах (вологість 50+-5%, температура 20+-2°C) протягом 12 год;
• форматний розкрій експериментальних зразків клеєних щитів у розмір за шириною і довжиною (круглопилковий верстат Metabo TKHS 315 С);
• шліфування площин щита з метою видалення залишків клею та калібрування.
Вимірювання стріли прогину (відхилення від площинності) як однієї з основних характеристик формостійкості здійснювали після двотижневої витримки експериментальних зразків у кімнатних умовах. Вимірювання проводили за допомогою експериментальної установки з числовим програмним управлінням. Покази числового індикатора ИЧЦ (3)-25-0,01 (точність вимірювання 0,001 мм) зчитували за допомогою програмного забезпечення фірми МІКРОТЕХ (Україна) типу УИС-Р1-СОМ та передавали у середовище Microsoft Excel для запису і оброблення.
Заміри знімали з експериментальних зразків клеєних щитів у двох напрямках (напрямок вздовж волокон - напрямок А, вздовж довжини щита; напрямок поперек волокон - напрямок Б, вздовж ширини щита). У кожному із напрямів клеєного щита вимірювання проводили за 6-ма умовними лініями (всього 12 умовних ліній з кроком між лініями у 30 мм) (рис. 3).
Рис. 3. Схема траєкторії руху числового індикатора по площині взірця
меблевий формостійкість структурний клеєний щит
Внаслідок вимірювань на кожній лінії фіксували від 300 до 360 точок. Таким чином за результатами одного вимірювання отримували вибіркову сукупність обсягом від 3600 до 4320 (12*(300...360)). За проміжкове значення стріли прогину приймали середнє значення цієї вибіркової сукупності.
Таблиця 2
Порівняння експериментальних та розрахункових значень із стандартизованими значеннями
|
№ пп |
Вхідні фактори |
Функція мети |
||||
|
натуральні значення |
стандартизовані значення відхилення від площинності для щитової складальної одиниці |
функція відгуку еспериментальне значення Уексп |
функція відгуку розрахункове значення Урозр |
|||
|
L, мм |
B, мм |
300*300 мм |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
|
|
1 |
40 |
60 |
0,25 |
0,332 |
0,344 |
|
|
2 |
40 |
40 |
0,25 |
0,258 |
0,265 |
|
|
3 |
60 |
40 |
0,25 |
0,127 |
0,111 |
|
|
4 |
60 |
60 |
0,25 |
0,173 |
0,161 |
|
|
5 |
50 |
40 |
0,25 |
0,102 |
0,111 |
|
|
6 |
50 |
60 |
0,25 |
0,176 |
0,176 |
|
|
7 |
40 |
50 |
0,25 |
0,243 |
0,224 |
|
|
8 |
60 |
50 |
0,25 |
0,027 |
0,055 |
|
|
9 |
50 |
50 |
0,25 |
0,072 |
0,063 |
Експериментальне значення функції відгуку (табл. 2) отримували як різницю середніх значень вибірок, отриманих за результатами першого і останнього вимірювання (за абсолютною величиною), причому перше вимірювання здійснювали орієнтовно після двох тижнів від моменту виготовлення експериментального зразка клеєного щита, а останнє вимірювання визначали незмінністю стріли прогину (вимірювання стріли прогину не продовжували у випадку, якщо величина стріли прогину останнього вимірювання відрізнялась від попереднього не більше ніж на 5 %) У здійсненому експерименті проведено чотири серії вимірювань і значення стріли прогину (табл. 2) визначене як різниця між першим і четвертим дослідом.
Результати досліджень
Внаслідок оброблення даних експерименту отримано рівняння регресії другого порядку, яке описує залежність стріли прогину від лінійних розмірів структурних елементів:
S = 4,083 - 0,0817L-0,0738B - 0,00007LB+0,00077L2+0,00080B2, (1)
де: L - довжина структурного елемента клеєного щита;
B - ширина структурного елемента клеєного щита.
Графічна інтерпретація отриманої регресійної залежності представлена на рис. 4.6. Як видно з рис. 4, збільшення довжини структурного елемента призводить до зменшення відхилення S. Натомість, тенденція щодо залежності впливу ширини структурного елемента на відхилення клеєного щита від площинності є зворотною (рис. 5).
Варто зазначити, що характер впливу лінійних розмірів структурного елемента на усереднене відхилення є нелінійним, хоча внаслідок можна з певною імовірністю припустити наявність тенденцій оберненої (рис. 4) та прямої пропорційності (рис. 5).
Порівняння результатів експерименту і стандартизованих значень [3] (табл. 2.) засвідчило, що тільки реальні відхилення від площинності експериментальних зразків № 1 (L = 40 мм; В = 60 мм) та №2 (L = 40 мм; В = 40 мм) є більшими за допустимі. Відхилення від площинності за стрілою прогину всіх інших експериментальних зразків задовольняють вимоги стандарту (табл. 2).
Рис. 4. Залежність усередненого відхилення S (від площинності) клеєного щита від довжини структурного елемента L
Рис. 5. Залежність усередненого відхилення S (від площинності) клеєного щита від ширини структурного елемента L
За результатами експерименту здійснено оптимізацію лінійних розмірів структурних елементів за допомогою градієнтного методу, внаслідок якої виявлено, що мінімальне значення відхилення Smin = 0,037 мм, взяте за абсолютною величиною можна отримати зафіксувавши розмірні параметри структурного елемента клеєного щита наступним чином: L=55 мм; В= 48 мм (рис. 6).
Рис. 6. Залежність усередненого відхилення S (від площинності) клеєного щита від лінійних розмірів структурного елемента
Висновки
1. Розроблено технологічний процес виготовлення клеєних щитів із деревинних кускових відходів, реалізація якого у виробничих умовах дасть змогу отримати якіснішу продукцію.
2. Отримано рівняння регресії другого порядку, з використанням В-плану, що описує залежність впливу зміни лінійних розмірів структурних елементів клеєних щитів на їх формостійкість.
3. Здійснено оптимізацію лінійних розмірів структурних елементів, внаслідок якої встановлено лінійні розміри структурних елементів клеєних щитів, за яких можна досягнути мінімального відхилення від площинності.
Література
1. Быковский В.Н. Деревянные клееные конструкции / В.Н. Быковский, Б.С. Соколовский. - М.: Изд-во Машстройиздат, 1949. - С. 151-153.
2. Ковальчук Л.М. Технология склеивания / Л.М. Ковальчук. - М.: Изд-во "Лесн. пром-сть", 1973. - 208 с.
3. Попов H.A. Склеивание древесины (производство клееных заготовок) / H.A. Попов. - М.: Изд-во "Лесн. пром-сть", 1972. - С. 33.
4. Волынский В.Н. Технология клееных материалов: учебн. пособ. [для студ. ВНЗ] / В.Н. Волынский. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.]. - Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2003., 280 с.
5. Кривик О.О. Динаміка зміни формостійкості щитів клеєних з поєднанням різних порід деревини / О.О. Кривик, В.О. Маєвський // Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість: міжвідомч. наук.-техн. зб. - Львів: Вид-во НЛТУ України. - 2011. - Вип. 37.1. - С. 30-33.
6. Кійко І.О. Визначення ролі деревини та деревних матеріалів в меблевому виробництві на основі соціологічного дослідження / І.О. Кійко // Лісове господарство, лісова, паперова і деревообробна промисловість: міжвідомч. наук.-техн. зб. - Львів: Вид-во НЛТУ України. - 2013. - Вип. 39.1 - С. 113-117.
7. Kiyko I.O. Possibilities of the woodworking industry's wastes using for manufacturing of the furniture boards with improved aesthetic properties / I.O. Kiyko // Pokroky vo vyrobe a pozuiti lepidiel v drevopriemysle (adhesives in woodworking industry). Technical University in Zvolen (Slovakia). Proceedings of the XXI symposium. Vydavatelstvo TU Zvolen. - 2013. - S. 107-112.
8. ГОСТ 6449.3-82 "Допуски формы и расположения поверхностей".
Размещено на allbest.ru
...Подобные документы
Передові методи організації виробничих процесів. Характеристика виробу, його призначення та будова. Вибір деревини для виготовлення виробу. Технологічний процес виготовлення виробу. Підрахунок об’єму заготовок для виготовлення виробу.
курсовая работа [77,5 K], добавлен 31.01.2007Інкрустація як вид мозаїки по дереву, технологічні особливості виконання різних її видів. Вибір матеріалів та інструментів та організація робочого місця. Методичне та технічне забезпечення навчання оздоблення виробів із деревини технікою інкрустація.
дипломная работа [213,6 K], добавлен 30.09.2014Технологія виготовлення біопалива з деревини, рапсу, відходів, спиртів та інших органічних матеріалів. Отримання біопалива з водоростей ламінарії. Характеристика застосування біологічного пального на виробництві та перспективи його виготовлення в Україні.
реферат [19,5 K], добавлен 15.11.2010Особливості процесу різання при шліфуванні. Типи і основні характеристики абразивного матеріалу. Кінематичні схеми головного руху металорізальних верстатів, способи закріплення на валах елементів приводу та технологічний процес виготовлення деталі.
курсовая работа [510,0 K], добавлен 14.10.2010Історія відкриття, загальна характеристика та технологічний процес виготовлення поліуретанів. Застосування пінополіуретана, поліуретанових каучуків, масла, волокна та лаків. Розрахунок сушильного апарату для сушки поролону, розмірів та довжини барабана.
курсовая работа [457,4 K], добавлен 29.11.2015Види обробки деревини в столярно-меблевому виробництві. Конструкція підставки під парасолю, її поєднання з інтер'єром приміщення. Необхідні інструменти та матеріали для виготовлення виробу. Особливості та недоліки деревини. Розмітка і з'єднання деталей.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 01.02.2011Призначення та область використання конвективної сушарки деревини, її технічна характеристика. Опис та обґрунтування вибраної конструкції сушильної камери. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність конструкції. Рівень стандартизації.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 24.05.2012Дослідження ринку пиломатеріалів України, формування їх споживних властивостей та якості. Вибір хвойних порід, з яких виготовляють пиломатеріали: модрина, сосна, ялина, кедр та ялівець. Технологічний процес виготовлення елементів стропильної системи.
курсовая работа [202,0 K], добавлен 17.12.2012Аналіз впливу легувальних елементів та домішок на технологічну зварність сталі 16ГНМА. Методика та розрахунок фазового складу металу зварного шва. Кількість структурних складових металу навколошовної ділянки. Схильність до утворення тріщин при зварюванні.
курсовая работа [847,8 K], добавлен 06.04.2012Загальна характеристика сталей, технологічний процес виготовлення штампу, режими термічної обробки. Перетворення під час нагрівання, охолодження та загартування. Удосконалення технологічних процесів на основі аналізу фазово-структурних перетворень сталі.
курсовая работа [301,6 K], добавлен 08.11.2010Технічні вимоги до виготовлення деталі "Палець шнека": точність розмірів, матеріал деталі і його хімічні та механічні властивості; аналіз технологічності і конструкції, якісна та кількісна оцінки. Тип виробництва, метод одержання заготовки, обладнання.
курсовая работа [602,5 K], добавлен 13.03.2011Визначення технологічного процесу виготовлення заготовки. Технологічний процес виготовлення машинобудівної заготовки та проектування її. Особливості проектування литої заготовки. Проектування цільної, комбінованої та зварюваної машинобудівної заготовки.
курсовая работа [57,7 K], добавлен 24.01.2010Проектування технологічних процесів. Перевірка забезпечення точності розмірів по варіантах технологічного процесу. Використання стандартного різального, вимірювального інструменту і пристроїв. Розрахунки по визначенню похибки обробки операційних розмірів.
реферат [20,7 K], добавлен 20.07.2011Особливості процесу сушіння деревини. Камерне й атмосферно-камерне сушіння. Лісосушильна камера як об’єкт регулювання. Розрахунок контуру регулювання температури. Вибір та обґрунтування структури системи управління. Система команд мікроконтролера.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 25.08.2010Різальні інструменти для розкроювання деревини. Профілі зубців плоских пилок. Принципіальні схеми рейсмусового верстата. Особливості організації робочого місця. Визначення норм часу праці. Комплекс виконання поопераційних дій на виготовлення шафи.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 12.01.2013Особливості використання та влаштування батарейних циклонів, оцінка його аеродинамічного опору. Методика визначення загальної кількості батарейних елементів та довжини вихлопної трубки циклонного елементу. Аналіз руху газу в корпусі батарейного циклону.
контрольная работа [137,5 K], добавлен 01.11.2010Проектування лісопильних підприємств. Раціональне та комплексне використання деревини шляхом переробки її на повноцінну продукцію. Розробка плану розкрою половника. Розрахунок сировини, вибір і розрахунок технологічного обладнання лісопильного цеху.
курсовая работа [151,5 K], добавлен 27.07.2015Службове призначення ступінчастих валів, їх конструктивні різновиди і технічні умови на виготовлення. Матеріали і способи одержання заготовок. Схеми базування, типові технологічні маршрути. Методи виконання окремих операцій в умовах серійного виробництва.
реферат [1,7 M], добавлен 16.08.2011Характеристика деревинної сировини та її використання, вимоги до лущеного шпону. Схема технологічного процесу лущення деревини, підготовка сировини та її гідротермічна обробка. Обладнання і верстати для сортування шпону. Охорона праці на підприємстві.
курсовая работа [91,9 K], добавлен 31.05.2012Розробка технологічного процесу виготовлення деталі "тяга": вибір методу виготовлення заготовки, устаткування і інструмента для кожної операції технологічного процесу, призначення послідовності виконання операцій, розрахунок елементів режимів різання.
курсовая работа [459,6 K], добавлен 27.09.2013
