CC BY
84
Висновки
Внаслiдок виконаного дослiдження, пов'язаного з виявленням впливу карт розкрою вщповщних базових конфiгурацiй та ПДМ рiзних типорозмiрiв на змiну продуктивност роботи розкршного обладнання, з'ясовано такi ос-новнi аспекти даного питання.
1. На пщстав1 статистичного оброблення значень вщгуюв спостережень кожного з дослщв експерименту встановлено, що при фшсованих картах розкрою вщповщних базових конф1гурацш, залежно вщ р1зних типорозм1р1в плит продуктивности роботи розкршного обладнання зм1нюються у таких межах:
• КР з 1-ею "сггкою" - з 56,20 до 100,88 %, тобто на 44,68%;
• КР з 2-ма "сгтками" - з 28,30 до 64,87 %, тобто на 36,58%;
• КР з 3-ма "сгтками" - з 21,52 до 47,86 %, тобто на 26,35%;
• КР з багатьма "сгтками" - з 14,65 до 33,91 %, тобто на 19,26%.
2. На щдстав1 проведеного двофакторного диспершйного анал1зу встановлено числов1 значення компонент, з яких складаються вщгуки кожного з дослщв експерименту, а також з'ясовано ступет вплив1в на них ефекпв р1втв варь ювання яюсних фактор1в { 1х взаемодш з позици вагомост кожного з них:
• середне виб1ркове значення - 25.27 м /зм.;
• ефекти вплив1в фактора А на р1внях варшвання - 69.85, 33.84, 16.83 1 2.88;
• ефекти вплив1в фактора В на р1внях варшвання - -16.38, -6.02, -7.59 1 2.28;
• ефекти вплив1в взаемодш фактор1в А 1 В вщповщно на р1внях 1х варшван-ня - вщ -22.54 до 2.28;
• помилки спостережень на р1внях варшвання - ±1,11.
3. Встановлено, що ефекти вплив1в яюсних фактор1в А { В та 1х взаемодш на зм1ну значень вщгуюв кожного з дослщв експерименту е значущими, тобто вш розглянут в експерименп базов1 конф1гураци карт розкрою мають знач-ний вплив на змшу продуктивности роботи розкршного обладнання. Однак, якщо ефекти яюсних фактор1в А { В мають домшуюч1 впливи (на р1вт вщ-повщно 1039.00 { 425.86), то 1х взаемоди тшьки частков1 (на р1вт 18.25).
Л^ература
1. Грицюк Ю.1. Дослщження впливу базових конф1гурацш карт розкрою на ефектив-тсть використання плитного деревного матер1алу// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2005, вип. 15.2. - С. 81-95.
2. Грицюк Ю.1. Дослщження впливу базових конф1гурацш карт розкрою та типорозмь р1в плитних деревних матер1ашв на зм1ну ефективносп 1х використання// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2005, вип. 15.3. - С. 92-106.
3. Грицюк Ю.1. Оптим1защя технологичного процесу розкрою плитних деревних мате-р1ашв на меблев1 заготовки: Монограф1я. - Льв1в: Вид. д1м "Панорама", 2004. - 484 с.
4. Пижурин А. А., Розенблит М.С. Исследование процессов деревообработки: Учебн. для вузов. - М.: Лесн. пром-сть, 1984. - 232 с.
УДК 674.04 Доц. Б.Я. Кшивецький, канд. техн. наук -НЛТУ Украти, м. Львы
ДОСЛ1ДЖЕННЯ МЩНОСТ1 ТА ДОВГОВ1ЧНОСТ1 КЛЕЙОВИХ З'еДНАНЬ ТВЕРДОЛИСТЯНИХ ПОР1Д ДЕРЕВИНИ ЗАЛЕЖНО В1Д
ВОЛОГОСТ1
Наведено результати дослщжень змши мщносп та довгов1чносп клейових з'еднань твердолистяних порщ деревини (дуб) клеями на основ1 ПВАД та "Jowacoll" прискореними температурно-вологюними методами залежно вщ вологост деревини.
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
Assist. prof. B. Ya. Kshivetsky - NUFWT of Ukraine, L'viv
The results investigation strength and longevity jointing of hard wood in dependence humidity
Investigation changing of strength and longevity joining of conifer bearing wood (oak) by glues on PVA base and Jowacoll by speed-up thermo-humidity methods in dependence humidity of wood are given.
Виготовлення сучасних B^o6iB з деревини не можна уявити без вико-ристання клейових матерiалiв. Саме, за допомогою кле!в вщбуваеться з'ед-нання як однорщних, так i рiзнорiдних матерiалiв у меблевому та деревооб-робному виробництвi. Це дае змогу полегшувати технологiчний процес, зменшувати енергетичнi затрати, полiпшувати експлуатацiйнi показники i т.д. Тому клейовi матерiали стали невiд,емною часткою будь-якого деревооб-робного та меблевого виробництва.
Поряд з тим, шдвищуються вимоги до клейових матерiалiв та матерь алiв на 1х основi. Кле! повинш вiдповiдати певним технологiчним, економiч-ним, експлуатацшним та екологiчним вимогам. Саме, еколопчш вимоги до клейових з'еднань на сьогоднi е основними, особливо у виробах, як викорис-товуються у житлових, офiсних та побутових примщеннях.
До кле!в, якi практично не видшяють шкiдливих речових, належать термопластичш клейовi композици. Одними з перших i найбiльш поширени-ми серед них е кле! на основi полiвiнiлацетату (ПВА), якi завдяки своему складу i фiзико-механiчним властивостям широко використовуються для склею-вання деревини.
3i швидкими темпами використання кле!в на основi ПВА як вггчизня-ного, так i закордонного виробництв постае проблема вивчення та прогнозу-вання довговiчностi клейового з'еднання.
Прогнозування довговiчностi е однiею з найбшьш складних задач у науцi про клейовi з'еднання. Складнiсть прогнозування довговiчностi клейових з'еднань зумовлена тим, що змша 1х властивостей з часом пов'язана з низкою процеЫв: послаблення деревини, змшою когезшних i адгезiйних властивостей клею, випаровуванням низькомолекулярних компоненлв i т.д. Щ про-цеси накладаються один на шший, але в рiзнi перiоди експлуатаци може пе-реважати вплив якого-небудь одного чинника.
У цш статл наведено результати дослщження змiни мiцностi клейових з'еднань на основi ПВА залежно вщ вологостi деревини перед руйнуван-ням. Для дослщження вибрано двокомпонентну клейову композицiю Jowacoll 102.20 iз затверджувачем 195.30, яка забезпечуе навантаження за катего-рiею Д4, зпдно з европейським стандартом EN-204. Для порiвняння проводили аналогiчнi дослщження з клейовою композицiею на основi (полiвiнiлаце-татно! дисперси) ПВАД втизняного виробництва. Пiдкладкою була деревина твердолистяно! породи - дуб.
Дослщження проводили вiдповiдно до стандарту (ГОСТ 17580-82), який включае 40 цикшв випробувань, а саме: вимочування зразюв у ванш з водою за температури +20 °С протягом 20 год.; заморожування у морозиль-нш камерi з температурою -20 °С протягом 6 год.; витримування протягом
16 год. за температури 18...20 °С на стелажах; 6-годинна витримка зразюв у термошафi за температури +60 °С i вiдноснiй вологостi повггря 60.70 %. Один цикл тривае 48 год.
Дослiдження проводили з використанням лабораторного устаткування зпдно з чинними стандартами. Склеювання взiрцiв проводили вщповщно до запропонованих технологiчних режимiв склеювання для кле!в ПВАД та До-wacoll. Пiдготовка зразкiв та випробування проводили зпдно зi стандартом (ГОСТ 15613.1-84). Результати дослщження наведено в табл. 1, та рис. 1.
Як видно з результат дослщжень, мщшсть клейових з'еднань конт-рольних зразкiв на основi ПВАД i Jowacoll практично однакова (11,53 i 11,84 МПа вiдповiдно).
Табл. 1. Результати температурно-вологкних випробувань з'еднань деревини
дуба на основi клею ПВАД та Jowacoll
№ з/п т О -Н о & О и Марка клею Мщшсть склеювання, МПа
мщшсть тсля ввдповвдних цикл1в випробувань
конт-рольн1 вз1рщ 4 8 14 20 29 33 40
1 8±2 % ПВАД 11,53 3,81 0,30 0,22 0,04 0,0 0,0 0,0
волоп 11,53 3,04 0,19 0,12 0,01 0,0 0,0 0,0
2 8±2 % Jowacoll 102.20 1з зат-верджувачем 195.30 11,84 12,05 10,41 9,79 9,47 8,22 7,61 7,09
волоп 11,84 7,08 6,07 5,04 4,52 4,02 3,76 2,95
Однак, шд час температурно-волопсних випробувань клейовi з'еднан-ня реагують по-рiзному.
Проаналiзуемо клейовi з'еднання на основi ПВАД, це двi нижнi кривi, якi зображено на рис. 1 (•,▲). До них вiдносимо взiрцi, якi тддавались меха-нiчному руйнуванню з волопстю 8±2 % (•), та взiрцi, якi руйнувались пiсля вiдповiдного циклу випробувань iз набутою вологою (▲).
14
12
« 10
г
£ 8
т б
=Г
5 4
2
0
Рис. 1. Змта мiцностi клейових з'еднань:
■ - з'еднання на основ1 клею Jowacoll висушеш до вологосп 8±2; ♦ - з'еднання на основ! Jowacoll волоп; з'еднання на основ1 клею ПВАД волоп; • - з'еднання на основ! клею ПВАД, висушеш до вологосп 8±2.
Мщшсть такого клейового з'еднання зменшуеться зi збiльшенням кшь-
костi циклiв випробувань, але з рiзною iнтенсивнiстю. Особливо рiзке змен-
^цшнальний лicoтeхнiчний yнiвeрcитeт УкраТни
шeння мщноеп cпocтeрiгaeтьcя на пeршиx циклах випрoбyвaнь i вона практично дoрiвнюe нулю пicля 20 циклу. Причому дeщo iнтeнcивнiшe змeншeн-ня мщноел cпocтeрiгaeтьcя у вологих взiрцяx.
Ц можна пoяcнити тим, що ПBAД - водна диcпeрciя пoлiвiнiлaцeтaтy, отримана шляхом пoлiмeризaцiï вiнiлaцeтaтy. Прoцec формування клeйoвoгo шва, в ocнoвнoмy, вiдбyвaeтьcя на дифузному злипaннi oкрeмиx чаетин у cy-цiльнy плiвкy, а те на yтвoрeнi ciтчacтиx мaкрoмoлeкyл, якi здaтнi витримувати знaкoзмiннi тeмпeрaтyрнi нaвaнтaжeння та вiдштoвxyвaти воду. Тому клeйoвi з'еднання на ocнoвi ПBAД мпрaцeздaтнiм до тeмпeрaтyри 40 °С, ocкiльки тeмпe-ратура cклeювaння ПBA нeвиcoкa (27 .. .34 °С) [4]. Пщ чac виcyшyвaння зрaзкiв за тeмпeрaтyри 60 °С, ПBA пeрexoдить у виcoкoeлacтичний cтaн, внacлiдoк чо-го, поряд з чacткoвoю дифyзieю мaкрoмoлeкyл ПBA у дeрeвинy, рiзкo збшь-шyeтьcя дифyзiя i руйнування етруктури клeйoвoгo шва. Kрiм того, при нагрь вaннi збiльшyeтьcя жоретюеть клeю, в рeзyльтaтi чого проходить етаршня по-лiмeрy, а при заморожуванш до тeмпeрaтyри -20°С клeйoвe з'еднання поолаб-люeтьcя за рахунок зaмeрзaння води в нeпрoклeeниx мюцях та трiщинax.
Kрiм того, ПBAД мicтить вoдoрoзчиннi кoмпoнeнти - пoлiвiнiлoвий cпирт, який пocтyпoвo вимивaeтьcя з клeйoвoгo з'еднання, що також отричи-няе змiнy cтрyктyри клeйoвoгo шва i знижeння як кoгeзiï caмoгo шва, так i його адгези до дeрeвини. Ocoбливo iнтeнcивнo щ прoцecи, oчeвиднo, протжа-ють на терших циклах тeмпeрaтyрнo-вoлoгicниx випробувань i те ветигають чacткoвo вiднoвити cвoï фiзикo-мexaнiчнi влacтивocтi у звoлoжeнoмy стат.
По-шшому поводять клeйoвe з'еднання на ocнoвi клeю Jowacoll (риc. 1) (■,♦). На вiдмiнy вiд ПBAД, мiцнicть клeйoвoгo з'еднання на ocнoвi клeю Jowacoll 102.20 зi зaтвeрджyвaчeм 195.2, якi випрoбoвyвaлиcь вологими (♦) змeн-шyeтьcя пocтyпoвo зi збiльшeнням циклiв випробувань i дocягae 2,95 MПa пicля
40 циклу. Pyйнyвaння вiдбyвaeтьcя, в ocнoвнoмy, по пoвeрxнi клeйoвoгo шва.
±2
Kлeйoвe з'еднання зрaзкiв, виcyшeниx до вологоеп 8 % (■) пoвoдитьcя пo-iншoмy. На початкових циклах ïx мiцнicть зрocтae i cтaнoвить 12,05 M^ на 4-му циклi випробувань (контрольш взiрцi 11,84). 3i збiльшeнням впливу во-логи та тeмпeрaтyри мiцнicть цих з'еднань пocтyпoвo змeншyeтьcя i дocягae 7,09 MПa шаля зaвeршeння циклiчниx тeмпeрaтyрнo-вoлoгicниx випробувань, що у ceрeдньoмy на 40 % мeншe вiд мiцнocтi контрольних зразюв.
Пoяcнити пoвeдiнкy мiцнocтi клeйoвиx з'еднань на ocнoвi клeю Jowacoll обгрунтовувати важко, однак дeякi припyщeння можна зробити. Kлeй Jowacoll, як i ПBAД, cклaдaeтьcя з ПBA i (пoлiвiнiлoвoгo cпиртy) ПBС. Однак ^й клeй, на вiдмiнy вiд ПBAД, е двoкoмпoнeнтним - ocнoвa 102.20 i за^рджувач 195.30.
Пoпeрeднiй aнaлiз зaтвeрджyвaчa показав, що цe теоднорщна рeчoвинa, яка мoжe мicтити хлоровмюш крeмнiйoргaнiчнi cпoлyки, якi здaтнi за нор-мальних умов рeaгyвaти з гiдрoкcильними групами ПBС, утворюючи cmaCTi мaкрoмoлeкyли з ПBС, якi те розчинш у вoдi. Bнacлiдoк чого рiзкo збшь-шyeтьcя вoдocтiйкicть ктейового з'еднання, чому додатково cприяe ш£ й пдро-фiльнicть caмиx крeмнiйoргaнiчниx cпoлyк, а також i його тeрмocтiйкicть.
Збiльшeння мiцнocтi клeйoвиx з'еднань на початкових eтaпax цикшч-них тeмпeрaтyрo-вoлoгicниx випробувань з 11,84 до 12,05 Müa мoжe вщбува-
тися за рахунок того, що релаксащя внутрiшнiх напружень пiсля склеювання краше проходить у зволоженому стат. Подальша дiя вологи за рахунок набу-хання деревини i клейового шва веде до зменшення мiцностi. Вщомо, чим бiльш пориста деревина, набухання е меншим, а коли деревина шiльнiша, то набухае бiльше. Деревина дуба, яка використовувалась пiд час склеювання, мае густину 650 кг/м3, для порiвняння сосна - 470 кг/м3. Тому стiйкiсть кле-йових з'еднань пористо! деревини при змш вологи - вища.
Пiд час висушування зразкiв i переходу лшшних макромолекул ПВА у високоеластичний стан вщбуваеться !х дифузiя у деревину, швидюсть яко! на початку випробувань у цьому випадку, очевидно, значно перевищуе швидюсть дифузп води у клейове з'еднання. Цей процес зумовлюе збiльшення ад-гези клейового шва до деревини i, вщповщно, зростання мiцностi клейового з'еднання. У подальших циклах вода, хоча i поволi, але все-таки проникае у клейове з'еднання i поступово руйнуе структуру клейового шва, що спричи-няе поступове зменшення його мщносп.
Л^ература
1. Кшивецький Б.Я., Гупало О.П. Проблеми використання клейових з'еднань на основ1 термопластичних клев// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. -2001, вип. 11.2. - С. 23-24.
2. Кшивецький Б.Я., Гупало О.П. Температурно-волопсна стшюсть клейових з'еднань на термопластичнш основа/ Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2002, вип. 12.5. - С. 26-28.
3. Б.Я. Кшивецький. Дослщження довгов1чносп з'еднань твердолистяних порщ деревини клеями на основ! пол1в1н1лацетату// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць -Льв1в: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 14.7. - С. 99-103.
4. Химический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 456.
5. Фрейдин А.С., Вуба К.Т. Прогнозирование свойств клеевых соединений древесины. -М.: Лесн. пром-сть, 1980. - 224 с_
УДК630.377.4 Проф. М.П. Мартинщв, д-р. техн. наук; доц. Й.С. Бадера,
канд. техн. наук - НЛТУ Украти, м. nbeie; acnip. О.В. Житенко - НУ "Львiвська nолiтехнiкa"
ДОСЛ1ДЖЕННЯ СПЕКТР1В ВЕРТИКАЛЬНИХ ПРИСКОРЕНЬ
АВТОНАВАНТАЖУВАЧА
Розроблено розрахункову схему двомасово! модел1 автонавантажувача для лагран-ж1ана 1з врахуванням дисипативних сил. Отримаш р1вняння руху чисельно проштегро-вано у систем! MATLAB для дослщження спектра вертикальних прискорень системи.
Prof. M.P. Martynziw; assist. prof. Yo.S. Badera-NUFWTof Ukraine, L'viv;
post-graduate O.V. Zhytenko - NU "L'vivs'ka Politekhnika"
Research of spectrums of vertical accelerations of autoloader
In this work the calculation chart of two-mass model of autoloader is developed for langragian with the account of forces. Equalizations of motion are got numeral it is calculated in the system of MATLAB for research of spectrum of vertical accelerations of the system.
Вступ. Дослщження динамжи руху колюних машин проводилося, зде-бшьшого, для традицшно! автомобшьно! схеми (передш колеса кероваш, а задш - ведуч^.
