CC BY
89
9. Химический состав пищевых продуктов: справ. Кн. 1 / под ред. И.М. Скурихина и М.Н. Волгарева. - М.: ВО "Агропромиздат", 1987. - 224 с.
10. Шульц, Г. Принципы структурной организации белков / Г. Шульц, Р. Ширмер. - М.: Мир, 1982. - 279 с.
УДК 674.5: 658.512.2 Ж.А. Корнева, М.М. Герасимова
ДОЛГОВЕЧНОСТЬ СТОЛЯРНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Рассмотрены факторы, влияющие на долговечность изделий из древесины, исследовано влияние отделки поверхности древесины лакокрасочными покрытиями на изменение влажности и линейных размеров деталей.
Ключевые слова: долговечность, лакокрасочные покрытие, шиповые соединения, влажность.
Zh. A. Korneva, M.M. Gerasimova CABINET-BUILDING PRODUCTS DURABILITY
The factors affecting the durability of wood products are considered. The influence of wood surface finishing off by different paint film on the change of moisture content and line sizes of parts is researched.
Key words: durability, paint film, pin connections, moisture content.
Повышение качества выпускаемых изделий, обеспечение необходимой прочности, функциональной надежности и долговечности работы их в эксплуатационных условиях - основные и определяющие задачи промышленности. Однако в практике встречаются явления, когда прочность соединений нарушается даже в первый период эксплуатации, в результате чего нормальная работа соединения (изделия) или затрудняется, или исключается.
Изделия из древесины имеют различные конструктивные формы и образуются соединением между собой отдельных деталей и сборочных единиц [1]. В изделиях из древесины возможны разъемные и неразъемные соединения. Объектом исследования выбраны неразъемные соединения (применяемые в конструкциях окон, дверей и т.д.), так как при появлении брака после склеивания изменить что-либо в шиповом соединении невозможно.
В данной работе уделено внимание вопросам долговечности столярно-строительных изделий как одного из основных производственных показателей.
Этот показатель определяется опытным путем и регламентируется в гарантии качества. Каждый производитель должен знать; какое гарантированное время может эксплуатироваться изделие и какую кратковременную прочность оно будет иметь. Нормируемая долговечность изделия может обеспечиваться только при гарантируемой прочности шипового соединения изделия. Под долговечностью шипового соединения понимается его способность сохранять прочность, полученную в период изготовления в течение периода эксплуатации, или изменять ее незначительно [3].
Чтобы определить, от чего зависит прочность соединения изделий из древесины, необходимо выявить нарушения функций всего изделия во время эксплуатации и требования, предъявляемые к изделиям. У дверей и окон наблюдаются следующие нарушения функции: большие зазоры (сквозняки), неправильное крепление (преждевременный износ), неправильное соотношение сторон при рамной конструкции, что снижает срок службы элемента, недостаточные функциональные зазоры в фальцах и т.д. В этом случае большое значение для долговечности изделия имеет формо- и размероустойчивость его конструкции и наличие на изделии защитно-декоративного покрытия. Эти изменения необходимо учитывать при выборе и раскрое древесины. Для деталей дверного каркаса применяют доски радиального распила, для филенок - боковые доски, чтобы более полно использовать красоту древесины, ее текстуру. Разную степень усадки центральной и боковой досок необходимо учитывать при склеивании [5].
Как показал анализ [2], нарушения прочности соединений могут происходить от несоответствия между начальной, производственной влажностью сопрягаемых деталей и той влажностью, которую они получают в условиях эксплуатации. Также наблюдается разброс во влажности отдельных досок в высушенной партии пиломатериалов.
В результате анализа теоретических исследований было выявлено, что прочность и долговечность шиповых соединений является основным фактором, определяющим их качество. Прочность шиповых соединений зависит от размеров шипов и соотношения их с размерами гнезда, прочности склеивания, рациональной конструкции, выбора материала (вида древесного материала, породы древесины, вида клея), точности исполнения и взаимозаменяемости деталей, условий эксплуатации, несоответствия между начальной, производственной влажностью сопрягаемых деталей и той влажностью, которую они получают в условиях эксплуатации.
На долговечность изделий из древесины может влиять периодическое кратковременное воздействие влажности. Древесина является гигроскопичным материалом. Изделия из нее эксплуатируются в условиях изменяющейся относительной влажности воздуха.
Связанные с изменением влажности явления набухания и усушки древесных материалов могут приводить к нежелательной деформации (короблению) и растрескиванию деталей. В этом случае большое значение для долговечности изделия имеет форма и размероустойчивость его конструкции и наличие на изделии защитно-декоративного покрытия.
Вопрос размероустойчивости учитывается еще при конструировании изделий. Учитывая физикомеханические свойства древесины как исходного материала, ее анизотропию и гигроскопичность, а также условия современного производства, надлежащее качество изделий обеспечивается соблюдением элементарных правил конструирования. Отдельные детали изделия будут в процессе эксплуатации изменять свою влажность, как показывают наблюдения, примерно на 4-8%. По этой причине детали изделий из древесины будут изменять свои размеры в зависимости от коэффициента усушки и разбухания. Учитывая эту особенность древесины, необходимо конструировать изделие из нее таким образом, чтобы неизбежные изменения размеров и формы деталей в процессе их возможного увлажнения и усушки происходило свободно, без разрушения целостности изделия и изменения его формы.
Г истерезис поглощения и характеризующие это явление размеренные характеристики влажностного и размерного гистерезисов определяют те пределы, при которых в условиях производства и эксплуатации влажность древесины не изменяется, и следовательно, не изменяются и линейные размеры деталей. Однако из этого следовало и другое положение, а именно, что за пределами граничных значений гистерезиса поглощения происходит изменение влажности древесины, а следовательно, и соответствующее изменение линейных размеров деталей. Изменения линейных размеров цельной детали в зависимости от различных факторов (клеевых материалов, относительной влажности воздуха, отделочных матералов), полученные нами в виде конечных (результативных) зависимостей, свидетельствуют об этом. Практически в целях улучшения внешнего вида и защиты изделии из древесины от воздействия окружающей среды, поверхности деталей, узлов и изделия в целом отделывают декоративными защитными покрытиями (лакокрасочными и другими материалами). Целью данной работы является исследование влияния отделки поверхностей древесины различными лакокрасочными покрытиями на изменение влажности и линейных размеров деталей и узлов в условиях эксплуатации во времени. В целях изучения этого вопроса было проведено соответствующее исследование [4].
Промышленный эксперимент проводился в мебельном цехе ОАО "Лесосибирский ЛДК №1”. В ходе проведения эксперимента была обследована древесина сосны. Образцы изготовлялись из брусков, прошедших камерную сушку до конечной влажности 8±2%. Все бруски, из которых изготовлялись образцы, подвергались поштучному испытанию на влажность. Проверка равномерности разбухания при увлажнении образцов размером 35 > 35 х 500 мм с покрытыми и непокрытыми смоляным клеем торцами показала, что в течение 18 суток в условиях с параметрами воздуха ср= 0,8 и ? = 20°С обмазка торцов полностью исключила разбухание образцов и обеспечила условия для равномерного разбухания по всей длине. По толщине и ширине образцы изготовляли с точностью в пределах ± 0,5 мм, а по длине - в пределах ± 1 мм. Измеряли образцы следующим образом. Обмеряли одно сечение, расположенное посередине образца, т.е. на расстоянии 250 мм от торцов. Каждую сторону сечения измеряли в трех точках: посередине и по краям на расстоянии 5 мм от кромок образца.
Измерения линейных размеров определяли при помощи рычажного микрометра с ценой деления
0,002 мм. Предварительно исследуемые образцы в течение длительного времени (с 28 февраля по 5 мая) выдерживались в условиях с относительной влажностью ср = 0,4 и температурой I = 20 ± 1 °С.
Влажность древесины измеряли с помощью кондуктометрического электровлагомера, основанного на измерении электропроводности древесины. Ввиду необходимости получения показателей размероизменяе-мости образцов с нанесенными на них лакокрасочными покрытиями в несколько более жестких условиях были приняты следующие параметры воздуха: ср = 0,8 и I = 20 ± ГС. Испытание проводили в эксикаторах. Продолжительность эксперимента составляла 80 суток. Взвешивали и измеряли образцы после первых, четвертых, десятых, двадцатых, сороковых и восьмидесятых суток. Так как образцы испытывались в несколько более жестких условиях (при ф=0,8), что соответствует работе изделий из древесины в условиях наружного воздуха, были приняты три вида покрытия: перхлорвиниловыми эмалями; нитроцеллюлозными эмалями и масляными эмалями, обладающими хорошей сопротивляемостью механическим и атмосферным возд ействиям.
Нанесение эмалей производилось по типовым технологическим процессам непрозрачной отделки поверхностей древесины принятым видом эмали.
Результаты изменения влажности и линейных размеров образцов во времени в условиях нахождения их в воздухе с параметрами ср = 0,8 и I = 20 ± 1 °С приведены на рисунке.
Время увлажнения, сутки
Изменение линейных размеров окрашенных образцов при увлажнении в среде воздуха ср = 0,8 при ¡=20 ±1 °С: 1 - образцы, окрашенные перхлорвиниловой эмалью; 2 - нитроэмалью;
3 - масляной эмалью
В результате анализа экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
1. Для всех трех групп образцов, окрашенных тремя видами различных эмалей, наблюдается как увеличение влажности, так линейных размеров.
2. Увеличение влажности составляет 2,5% для образцов, окрашенных перхлорвиниловой эмалью, 3,4 и 3,9% соответственно для образцов, окрашенных нитроэмалью и масляной эмалью.
3. Увеличение линейных размеров составляет 0,255 мм для образцов, окрашенных перхлорвиниловой эмалью, 0,358 мм и 0,406 мм соответственно для образцов, окрашенных нитроэмалью и масляной эмалью.
4. При сравнении полученных значений изменения линейных размеров образцов на 1% изменения влажности древесины, окрашенной тремя принятыми эмалями, с показателем, полученным дл я н еокраш е н -ных образцов с чистой строганой поверхностью, для которых ДВср = 0,105 мм, видно, что он и оч ень близки между собою и практически их можно считать одинаковыми. Увеличивается лишь время, необходимое для достижения древесиной равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации.
5. При работе соединений из деталей с одинаковой или различной начальной влажностью древесины в условиях эксплуатации с различными параметрами воздуха и отделанных различными лакокрасочными покрытиями во многих случаях будет как изменение влажности сопрягаемых элементов, так и соответствующее им изменение линейных размеров. Это необходимо учитывать при изготовлении изделий в условиях производства и эксплуатации для обеспечения высокого их качества, запроектированной прочности, плотности или подвижности и удлинения сроков эксплуатации.
При условии качественного изготовления соединений, состоящих из взаимозаменяемых деталей, остается открытым вопрос о причинах размероустойчивости и формостойчивости, деформаций и растрескивания деталей, влияющих на прочность и как следствие на долговечность шиповых соединений.
В области повышения долговечности изделий из древесины представляют интерес следующие мероприятия:
1. Значительное ужесточение требований к допустимым отклонениям величин влажности древесины в партиях высушенных пиломатериалов (для I и II категории качества сушки - минимум в 2 раза) [2].
2. Разработка методов и способов влажностной взаимозаменяемости, т.е. селективного подбора сопрягаемых деталей и узлов по группам влажности [4].
3. Химическая обработка древесины.
4. Технология паростабилизации.
5. Применение клееных материалов, значительно превосходящих по свойствам цельную древесину.
Литература
1. Гончаров, Н.А. Технология изделий из древесины: учеб. для вузов. - 2-е изд., испр. и доп. / Н.А. Гончаров, В.Ю. Башинский, Б.М. Буглай. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 528 с.
2. Гооховский, А.Г. Исследование влияния разброса влажности сухих пиломатериалов на качество продукции деревообработки / А.Г. Гроховский // Деревообрабатывающая пром-сть. - 2007. - №4. - С. 16-18.
3. Ильинский, С.А. Надежность и качество: Технический контроль в деревообрабатывающей и мебельной промышленности / С.А. Ильинский, В.В. Кислый. - М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 232 с.
4. Куликов, И.В. Новое в технологии сборки изделий из древесины / И.В. Куликов. - М.: Лесн. пром-сть, 1968. - 432 с.
5. Цитц, Г. Производство оконных и дверных блоков / Г. Цицт. - М.: Лесн. пром-сть, 1981. - 224 с.
УДК 667.646.42 МА Чижова
ОСОБЕННОСТИ ОТДЕЛКИ ДРЕВЕСИНЫ ХВОЙНЫХ ПОРОД
Рассмотрены вопросы, связанные с особенностями отделки древесины хвойных пород.
Ключевые слова: древесина, хвойные, породы, анизотропия, капилляры, поры, ранняя, поздняя, строение, плотность.
M.A. Chizhova PECULIARITIES OF CONIFEROUS SORT WOOD FINISHING OFF
The issues connected with the peculiarities of coniferous sort wood finishing off are considered.
Key words: wood, coniferous, sorts, anisotropy, capillaries, pores, early, late, constitution , density.
Производство высококачественных изделий из древесины в основном определяется формированием защитно-декоративных покрытий. Создание покрытий в настоящее время осуществляется преимущественно нанесением различных видов лакокрасочных материалов.
Отделка древесины жидкими лакокрасочными материалами отличается большим разнообразием, как технологических процессов, так и материалов. Связано это с необходимостью отделки изделий различного вида и назначения. Для получения покрытий высокого качества в последнее время используются в основном импортные лакокрасочные материалы. Зарубежные производители предлагают целые комплексы лакокрасочных материалов для выполнения большинства стадий процесса отделки. При этом в недостаточной степени учитываются свойства древесины, существенно влияющие на качество получаемых покрытий. При взаимодействии с жидкими
