CC BY
25
УДК 674.02: 621.923 Проф. В.М. Голубець, д-р техн. наук;
астр. Б. О. Магура - УкрДЛТУ
ДО ПИТАННЯ ШЛ1ФУВАННЯ ФАНЕРИ АБРАЗИВНИМ 1НСТРУМЕНТОМ БАГАТОШАРОВО1 СТРУКТУРИ
Описано переваги i недолiки юнуючого обладнання для шлiфування фанери. Розглядаеться можливiсть використання абразивних цилiндрiв на операци шлiфуван-ня фанери.
Prof. V.M. Golubec; Doctorate B.O. Magura - USUFWF
To the problem of plywood grinding by abrasive tools with multilayer structure
Advantages and disadvantages of existing equipment for grinding of plywood is briefly described in the article. The opportunity of using of abrasive cylinders for grinding of plywood is considered.
У рiзних регюнах i кра'нах свгту дина]Шчно розвиваеться виробництво листових деревних MaTepiMiB (деревостружкових i деревоволокнистих плит, а також фанери). Ц матерiали ефективно замiняють пиломатерiали в рiзних сферах споживання. Розширюються обсяги споживання листових деревних матерiалiв в будiвництвi.
Основною класифiкацiйною ознакою фанери i фанерно!' продукци е ii' призначення. За цiею ознакою фанеру можна розглядати як конструкцшний матерiал i як матерiал, призначений для опорядження, наприклад, в меблево-му виробництвi. До iнших класифшацшних ознак вiдносяться: порода дере-вини, формат листа, товщина фанери, конструкщя листа, фiзико-механiчнi властивостi (мiцнiсть, водостшюсть, щiльнiсть та iн.), наявнiсть захисного або опоряджувального покриття тощо.
Для забезпечення гладко! поверхш листа (як правило для наступного опорядження) i вирiвнювання його по товщинi, усунення забруднень i подря-пин фанеру шлiфують.
Шорсткiсть поверхнi нешлiфовано'i фанери, личковано! струганим шпоном дуба, ясена, в'яза, сосни i модрини, повинна бути RM max =200 мкм, не бшьше, а для шших порiд RM max=100 мкм, не бшьше, по ГОСТ 7016-82.
Шорстюсть поверхнi шлiфованоi' фанери, личковано!' струганим шпоном дуба, ясена, в'яза, сосни i модрини, повинна бути RM max=100 мкм, не бшьше, а для шших порвд RM max=60 мкм, не бiльше, по ГОСТ 7016-82.
Шорстюсть поверхш зовшшнього шару фанери з лущеного березового шпону повинна ввдповщати вимогам ГОСТ 3916.1-96.
Для шлiфування фанери використовують цилiндровi та широкострiч-ковi шлiфувальнi верстати. Цилiндровi верстати бувають одностороннього шлiфування з верхнiм або нижшм розташуванням трьох-чотирьох шлiфу-вальних цилiндрiв та двостороннього шлiфування, як мають шiсть-вiсiм по три-чотири цилшдри зверху i знизу.
За видом подачi розрiзняють верстати з валковою i гусеничною подачею. Цилiндровi шлiфувальнi верстати мають невелику продуктившсть, вщ-
рiзняються трудомютюстю налагоджування i особливо замши шлiфувальноí шкурки. Використовують верстати Шл3 ЦВ-3, Шл3 Ц-19, а також фшсько! фiрми "Рауте" типу 8КУ.
Продуктивнiсть трицилiндрових шлiфувальних верстатiв односто-
роннього шлiфування при швидкостi подачi 8___17 м/хв. становить 100...250
листав/год для фанери з берези довжиною 1525 мм.
До сучасного обладнання по обробщ фанери належать широкос^ч-ковi шлiфувальнi верстати. Завдяки значнш довжинi шлiфувальних с^чок (2,6 м i бiльше), фанеру можна обробляти одночасно з двох боив при швид-костях подачi до 24_50 м/хв. Продуктивнiсть 1хня в 3_4 рази бiльша, шж продуктивнiсть верстатiв типу Шл3 ЦВ-3, а конструкщя дозволяе швидко i точно налагоджувати на товщину шару, що знiмаеться. Замiнюють ввдпраць-оваш шлiфувальнi стрiчки за 3_5 хв. на ввдмшу вiд 40_45 хв. у цилшдро-вих верстатах.
Промисловiстю випускаеться верстат ДКШ-1, призначений для калiб-рування i шлiфування деревостружкових плит. Коли шлiфувальнi стрiчки ма-ють ввдповвдну зернистiсть, його можна використовувати i для шлiфування фанери. До переваг шлiфувального верстата ДКШ-1 вiдноситься жорстюсть конструкци (гарантуе надiйну i стабшьну роботу) i значна потужнiсть приводу контактних валив (яю забезпечують високу продуктивнiсть). Верстат з одшею парою шлiфувальних стрiчок може бути використаний для шлiфуван-ня фанери при зернистосл шлiфувальноí шкурки 40(50^ швидкостях подачi не бiльше 15 м/хв.
Для обробки фанери ввддають перевагу шлiфувальним верстатам з двома-трьома парами шлiфувальних стрiчок, якi дозволяють поеднувати про-дуктивнiсть процесу, точшсть обробки i потрiбну чистоту поверхт. Принци-пово рiзнi типи широкос^чкових верстатiв, придатних для шлiфування фанери, вiдрiзняються кiлькiстю шлiфувальних агрегатав (2,4,6) i видом контактних притискних елементав (контактний валок, балка i комбiнований притискач).
У свiтовiй практищ шлiфування фанери найбiльше визнання отримали верстати фiрм "Бiзон" (Нiмеччина), "Штейнеман" (Швейцарiя), "Беттхер-Гес-снер" (Нiмеччина), "Бафтершг" (Нiмеччина) та ряд американських фiрм.
Верстати фiрми "Бiзон" (Кмеччина) типу В8М виготовляються з двома, чотирма i шiстьма шлiфувальними агрегатами, тобто з одшею, двома i трьома парами шлiфувальних стрiчок шириною 1300, 1600, 1900, 2200 i 2600 мм.
Найпоширешший i найпридатнiший для шлiфування фанери - верстат В8М/190, на якому послiдовно виконують калiбрування i чистове шлiфуван-ня матерiалу. Верстат випускають у двох виконаннях: з розташуванням ка-лiбрувальних агрегатав в однiй калiбрувальнiй площинi i з розташуванням аг-регатiв по довжиш верстата у напрямку подачь Агрегати для чистового шль
фування мають контактш притискнi балки з робочою шириною 80___110 мм.
Верстат оснащений тиристорним електроприводом подач^ що забезпечуе безступеневе 11 регулювання вiд 0 до 30 м/хв. Переваги верстата В8М/190: висока надштсть, зручнiсть обслуговування i хороша якiсть обробки завдяки використанню контактних притискних балок.
Верстат ТВО76-4 (США, Фiнляндiя) також мае чотири шлiфувальнi агрегати i призначений для катбрування i чистового шлiфування листових деревних матерiалiв. Верстат високопродуктивний, компактний, забезпечуе високу точшсть обробки i задовiльну якiсть. До недолiкiв слiд вiднести ручне управлiння швидкiстю подач^ можливiсть шлiфування фанери з рiзнотов-щиннiстю не бiльшою 0,5 мм i вiдсутнiсть пристрою для поздовжньо! орiентацil листiв, що може призводити до 1х перекосу i застрягання в процес шлiфування.
Верстати фiрми "Штейнеман" типу О8И8 випускаються з двома, чо-тирма i шштьма шлiфувальними агрегатами. Верстати гами О8И8 2000 ма-ють тiльки один верхнш i один нижнiй шлiфувальнi агрегати, кожен з яких оснащений контактним валиком, а iнодi додатково - контактною притискною балкою. Контактш валики, яю несуть шлiфувальну стрiчку, мають профшь-оване резинове покриття, яке забезпечуе потрiбний тиск на матерiал i чистоту обробки. Натягування стрiчок i 1хня поперечна осцилящя здiйснюеться iз зас-тосуванням пневматики. Подача здшснюеться фрикцiйними роликами, швид-кiсть яких регулюеться безступенево. Верстати цього типу, як правило, вико-ристовують в складi шлiфувальних лшш з установкою двох-трьох агрегатiв залежно вiд потрiбноl продуктивностi i якоста обробки.
Верстати, якi випускае фiрма "Беттхер-Гесснер", типу иП90 також мають 2-6 шлiфувальних вузлiв. Вони оснащеш патентованим пристроем для центрування листав перед подачею ввдносно верхнього i нижнього контак-тних валикiв, що гарантуе точне зшмання припуску з обох сторш матерiалу. Верстати марки иИ90, маючи шiсть шлiфувальних вузлiв, забезпечують ка-лiбрування, промiну i чистову обробку i в результата високопродуктивне i ви-сокоякiсне шлiфування.
Продуктивнiсть двохстороннiх широкострiчкових шлiфувальних вер-статiв, м3/змiна, визначаеться за формулами:
П=ТУпКрК3 В8, (1)
П=ТУпКрК3, (2)
де: Т - тривалкть змши, хв; Уп - швидкiсть подач^ м/хв; Кр - 0,9_0,94-ко-ефщент використання робочого часу верстату; К3 - 0,9_0,95 - коефiцiент заповнення верстату; В, 8 - ширина i товщина фанери, м.
Годинна продуктившсть двохстороннiх широкострiчкових шлiфуваль-них верстатав при обробцi березово! фанери форматом 1525x1525 мм при швидкостях подачi 12_25 м/хв. змiнюеться в межах 400_800 листiв.
Здатнiсть до обробки матерiалiв i зносостiйкiсть шлiфувальних шкурок значною мiрою залежить ввд наступних факторiв: зернистостi, тобто розмiру абразивних зерен; виду абразивного матерiалу; матерiалу основи; виду зв'язки; способу насипання абразивних зерен; щшьноста насипання - кiлькостi абразивного матерiалу на одиницi площi основи; довжини штфувально1 шкурки.
Але шлiфувальна шкурка, яка використовуеться для шлiфування фанери, не завжди ввдповщае вимогам виробництва. II основними недолiками е мала продуктившсть, через тонкий абразивний шар, ввдносно низька зносос-
тшюсть, висока собiвартiсть. В Укра'нському державному лкотехшчному унiверситетi в результатi експериментальних дослiджень було створено но-вий високопродуктивний абразивний шструмент для шлiфування плит на ба-зi абразивних цилiндрiв. Абразивний цилiндр являе собою металеву оправу, на яку нарощуеться абразивний шар потрiбноi' товщини, зернистосп, струк-тури i твердостi. В наш час ц круги впроваджеш на рядi меблевих та дерево-обробних пiдприемств Укра'ни, Роси та Бшорусь Цi абразивнi цилiндри вста-новлюються на модернiзованi iснуючi верстати ДКШ, МКШ. У цих верстатах верхнш i нижнiй шлiфувальнi агрегати базово'1 моделi замiненi шлiфувальни-ми агрегатами з абразивними цилшдрами.
Перюд роботи абразивного цилiндра - 4-6 мкящв залежно вiд режиму завантаження. Для порiвняння термiн роботи шлiфувальноi' шкурки стано-вить 3-10 робочих дшв залежно вiд типу, зернистосп та способу '11 виготов-лення, режиму завантаження.
У результата аналiзу техшко-економiчноi' ефективностi калiбрування-шлiфування плитних матерiалiв абразивними цилшдрами на епоксиднш зв'язцi виявлено, зокрема, наступне [1]:
• собiвартiсть обробки одиницi продукци в 2,2 рази нижча, нiж при к^бру-ванш струганням i фрезеруванням, в 3,2 рази - ш^внянно з обробкою шль фувальною стрiчкою;
• продуктившсть шроцесу калiбрування-шлiфування зросла майже в два рази за рахунок збшьшення шодачi шорiвняно з шрийнятою при обробщ струганням, фрезеруванням i шлiфуванням шлiфшкурками;
• точнiсть обробки становить ±(0,07...0,10) мм, що в 2...5 разiв вище, нiж при таких способах калiбрування, як шлiфування шлiфшкуркою, стругання i торцьове фрезерування.
Орiентовна варткть модернiзацii верстата ДКШ-1, у тому чи^ вузлiв модершзаци та комплекту абразивних цилiндрiв становить 2000 доларiв США, що дае тдприемству змогу зекономити значнi кошти саме на операцн калiбрування-шлiфування.
Тому, зважаючи на динамiку росту виробництва фанери та техшко-економiчну ефектившсть абразивних цилiндрiв при шлiфуваннi ДСП, в лабо-ратори шлiфування УкрДЛТУ ведеться робота по дослвдженню можливосп використання абразивних цилiндрiв на операци шлiфування фанери.
На даний момент проведено дослвдження залежностi твердостi абразивних крупв вiд процентного вмiсту зерна, зв'язуючого матерiалу та зернистость Отримано математичну модель залежносп твердоста круга вiд дослвд-жуваних факторiв у виглядi полiному другого порядку:
У = 5092.82 - 223.22Х1 + 0.73Х2 + 244.84Х3 + 0.13Х1Х3 - 2.18Х1Х3 + 0.16 Х2 Х3 + 2.46- Х2 + 0.42- Х2 - 636.5-Х^, (3)
де: У - нормалiзоване позначення твердостi круга; Х! - нормалiзоване позна-чення процентного вмiсту зерна; Х2 - нормалiзоване позначення процентного вмiсту зв'язуючого; Х3 - нормалiзоване позначення коефiцiента зернистостi.
Також було проведено дослвдження впливу технолопчних факторiв (швидкостi рiзання, швидкостi подач^ глибини шлiфування) на показники
процесу шлiфування фанери (довжина шлiфування, висота нерiвностей шль фовано1 поверхнi, величина зношення круга) кругами твердiстю 120 МПа i зернистiстю 50. Незважаючи на позитивш показники по довжинi шлiфування та висотi нерiвностей (Яштах < 100 мкм за ГОСТ 3916-1-96) щ круги не мож-на вважати придатними для шлiфування фанери, так як вони працюють в ре-жимi iнтенсивного самозаточування, або зношування, що становить А=0,8-1,0 мм на 1000 м прошлiфованоl фанери. Тому е доцшьним проводити дос-лiдження з кругами вищих твердостей (Нкр = 160; 200 МПа) та шших зернис-тостей (2=32; 63), над чим i працюе зараз колектив лаборатори.
Л^ература
1. Грицишин С.И. Разработка абразивного инструмента на эпоксидной связке и исследование процесса калибрования-шлифования плитных древесных и других материалов: Авто-реф. дис. _ канд. техн. наук - Львов, 1982. - 22 с.
УДК 658.52.011:674.05.075 Доц. С.В. Гайда, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
ОСОБЛИВОСТ1 ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОБОТИЗАЦИ МЕБЛЕВО1 ПРОМИСЛОВОСТ1 УКРА1НИ
Висв™юються особливост роботизаци деревообробних пiдприeмств з вико-ристанням оброблювальних центрiв (ОЦ) та промислових робо™ (ПР) рiзних конструкцiй провiдних фiрм свiту. Наводяться i'x коротка класифiкацiя та перспекти-ви використання в Украíнi.
Doc. S. V. Gayda - USUFWT Features and outlooks robotic furniture industry of Ukraine
The features robotic of wood-working firms with usage of processing centers of different designs of leading firms of a world are illuminated. Their brief classification and outlooks of usage in Ukraine is given.
У наш час незначна кшьюсть ПР використовуеться для автоматизаци деревооброблювального виробництва (ДОВ), але деяка шформащя про кшь-юсш та яюсш сторони роботизаци у цш галузi промисловосп вже е. Наваль-ний розвиток високих технологш пов'язаний i3 використанням ОЦ, яю в пер-спективi стануть основою гнучких виробничих модулiв (ГВМ). Технолопя використання ПР i ОЦ у деревообробленш знаходиться зараз на такому етат розвитку, коли роботизацiя ДОВ розглядаеться як один iз засобiв перебудови виробництва. Доцiльнiсть роботизаци ДОВ сьогодш оцiнюеться трьома характеристиками:
• витратами на mexuonozi4He обладнання, осюльки варткть ОЦ залежно вщ р1вня виконання становить ввд $20 до $200 тис. i бшьше;
• ступенем OKynmcmi катталовкладень, осюльки окушшсть цього обладнання ш^вняно з традицiйним, може бути не прийнятною для ДОВ;
• досягнутим piBrnM якостi продукци, осюльки дана властивкть ДОВ дае змогу не тшьки шолiшшити сшоживчi якосп останньо!, а й знизити и собiвар-тiсть завдяки лмвдаци браку та зниженню витрат на виробництво.
