CC BY
9
V СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ДЕРЕВООБРАБОТКИ
УДК 674
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПАНЕЛЕЙ, СКЛЕЕННЫХ ИЗ ТОНКИХ
ДВП
RESEARCH OF THE PANELS'S PROPERTIES GLUED FROM THIN
FIBERBOARDS
Бегунков О. И., Бегункова Н. О.
(Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск, РФ) Begunkov О. I., Begunkova N. O.
(Pacific National University, Khabarovsk, Russia)
В статье исследуются свойства склеенных тонких ДВП средней плотности для использования их в производстве фасадов мебели.
The article investigates the properties of glued thin medium density fiberboards for use at the production of furniture facades.
Ключевые слова: ДВП, склеивание, мебель, свойства Key words: fiberboards, gluing, furniture, properties
Древесноволокнистые плиты (ДВП) средней плотности (MDF) широко применяются в производстве мебели, в частности, при изготовлении фасадов. Однако в сложившейся в некоторых регионах ситуации нет производства плит необходимых толщин. Поэтому ряд предприятий [1] успешно используют клееные панели из ДВП в конструкциях своих изделий (фасадов встроенной, корпусной, кухонной мебели; профильных и погонажных изделиях). Технология изготовления клееных панелей дает разнотолщинность в пределах ±0,3 мм, что позволяет отказаться от калибрования и тем самым оправдать расходы, связанные с дополнительными расходами на связующее, энергию, оплату труда и амортизацию оборудования. Кроме того, такая технология позволяет целенаправленно менять свойства отдельных слоев и тем самым придавать материалу нужные потребителю качества. Имеющиеся в материале клеевые швы практически не влияют на обработку режущим инструментом.
В статье отражены результаты поисковых исследований по получению толстых плит (панелей) из выпускаемых местными предприятиями тонких ДВП.
В качестве исходных материалов и их характеристик использовались: древесноволокнистая плита средней плотности с влажностью 8 ± 2 % и толщиной 6 мм, клей карбамидоформальдегидный марки КФ-МТ-15, отверди-тель - хлористый аммоний. Продолжительность желатинизации при 100оС составляла не более 75 с, а вязкость по вискозиметру ВЗ-4 с соплом диаметром 4 мм - 175-235 с. Клей на основу наносили вручную, контроль расхода клея осуществляли весовым методом.
Склеивание ДВП осуществлялось на лабораторном прессе модели ВН-0916 с размером нагревательных плит 400 х 400 мм. Для контроля параметров режима прессования использовались: термопреобразователь сопротивления ТС 1088 100П, двухканальный микропроцессорный измеритель-регулятор ТРМ202-НР и 2ТРМ1-НР, микропроцессорное реле времени УТ 24-НР, автоматический преобразователь интерфейсов АСЗ-М, датчик давления МИДА-ДИ-13П-01. Прочностные характеристики получаемых образцов определялись с помощью испытательной машины WDW-50Е (универсальная электромеханическая испытательная машина с компьютерным управлением).
В ходе эксперимента определялись следующие показатели свойств клееных панелей: величина упрессовки пакета, плотность, предел прочности при изгибе, предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти. Все показатели рассчитывались по соответствующим стандартам. Отбор образцов осуществлялся с учетом требований соответствующих ГОСТов.
Раскрой панелей для физико-механических испытаний осуществлялся по специальной карте раскроя, представленной на рис. 1.
Рисунок 1 - Карта раскроя клееной панели: 1, 2, 3 - образцы для испытаний на статический изгиб; 4-13 -образцы для испытаний на прочность при растяжении перпендикулярно пласти
В исследованиях изучалось влияние продолжительности прессования и расхода клея на свойства панели. В качестве переменных факторов приняты продолжительность прессования и расход клея. Постоянные факторы: толщина плиты-основы, ее качество, влажность, давление прессования, температура плит горячего пресса. Уровни некоторых факторов приняты в соответствии с рекомендациями [1] для склеивания плит:
- давление прессования - 0,7 МПа;
- температура плит пресса - 150°С;
- вязкость клея по вискозиметру ВЗ-4 - 185 с;
- толщина панели 51 = 12 мм;
- толщина плиты-основы - 6,3 мм;
- панель двухслойная.
В качестве математической модели при проведении эксперимента приняли полином первой степени:
у = Ь0 + Ь1х1 + Ь2х2 + Ь12х1х2, где .XI - расход клея, х2 - продолжительность прессования.
Нахождение коэффициентов уравнения выполняли по известной методике [2]. Матрица планирования эксперимента приведена в табл. 1.
Таблица 1 - Матрица планирования эксперимента
Номер опыта Факторы Выходные функции
Х1 Х2 Х1Х2 У1 У2 Уз У4
1 - + - У11 У 21 У 31 У 41
2 + + + У12 У22 У 32 У 42
3 - - + У13 У23 Узз У43
4 + - - ^14 У24 У 34 У 44
В табл. 1 х1 - качественный фактор, характеризующий расход клея:
2 2
верхний уровень принят 130 г/м , нижний - 90 г/м ; Х2 - продолжительность прессования: верхний уровень принят 7,0 мин, нижний - 4,0 мин; у1 - предел прочности при изгибе; у2 - предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти; у3 - плотность; у4 - упрессовка.
Результаты обработки данных приведены в табл. 2 - 5.
Таблица 2 - Предел прочности при статическом изгибе
Номер опыта Факторы Выходной параметр в параллельном опыте, МПа Среднее значение У1, МПа
Х1 Х2 Х1Х2 У11 У12
1 - + - 25,96 22,0 23,98
2 + + + 22,29 15,18 18,74
3 - - + 21,92 18,52 20,22
4 + - - 12,80 13,31 13,06
Таблица 3 - Предел прочности при растяжении перпендикулярно пла-
сти
Номер опыта Факторы Выходной параметр в параллельном опыте, МПа Среднее значение у2, МПа
Х1 Х2 Х1Х2 У21 У22
1 - + - 0,217 0,152 0,1845
2 + + + 0,156 0,117 0,1365
3 - - + 0,173 0,136 0,1545
4 + - - 0,075 0,092 0,0835
Таблица 4 - Плотность
Номер опыта Факторы Выходной параметр в параллельном опыте, кг/м3 Среднее значение уз, кг/м
Х1 Х2 Х1Х2 У 31 У2
1 - + - 861,16 854,76 857,96
2 + + + 856,03 886,76 871,4
3 - - + 879,36 874,70 877,03
4 + - - 838,64 853,54 846,09
Таблица 5 - Величина упрессовки
Номер опыта Факторы Выходной параметр в параллельном опыте, % Среднее значение у4, %
Х1 Х2 Х1Х2 У41 У42
1 - + - 9,6 6,8 8,2
2 + + + 5,7 12,2 8,95
3 - - + 8,6 10,5 9,55
4 + - - 5,3 6,4 5,85
Полученные уравнения регрессии выглядят следующим образом: ух = 19 — 3,1х! + 2,36х2 + 0,48х1х2, у2 = 0,14 — 0,119х1 + 0,083х2 + 0,023х1х2, Уз = 863,13 — 4,375х1 + 1,56х2 + 11,09х1х2, у4 = 27,455 — 2,95х1 + 1,75х2 + 4,45х1х2.
Проверка на адекватность подтвердила пригодность только первой модели. Измерения толщины плиты показали также, что разнотолщинность ее находится в требуемых пределах.
Полученные результаты исследований позволяют сделать некоторые предварительные выводы:
- при увеличении расхода клея х1 прочность при статическом изгибе и при растяжении перпендикулярно пласти уменьшается, уменьшаются и другие показатели: плотность и упрессовка пакета;
- при увеличении продолжительности прессования х2 можно говорить о тенденции роста выходных функций.
Исследования также показали необходимость изменения модели и увеличения количества наблюдений и параллельных опытов.
Список использованных источников
1. Завражнов Л.М., Усольцев С.И., Яковлева Л.И. Клееные панели на основе древесноволокнистых плит средней плотности // Деревообрабатывающая промышленность. 2001. № 1. С. 8-10.
2. Пижурин А.А., Пижурин А.А. Основы научных исследований в деревообработке: учебник для вузов. М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. 305 с.
