CC BY
8
Розшл III
ТЕХНОЛОГ1Я ТА УСТАТКУВАННЯ ДЕРЕВООБРОБНИХ 111ДН1ЧЮ1СТВ
УДК674.213:69.025 Проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук;
проф. М.Д. Крик, д-р техн. наук; ст. наук. ствроб. П.П. Онуфрик, канд.
техн. наук; доц. А. С. Григор'ев, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
ОПТИМВАЦ1Я РЕЖИМ1В СКЛЕЮВАННЯ ПАРКЕТНИХ ВИРОБ1В НА СОТОПЛАСТОВ1Й ОСНОВ1
Проведенi випробування паркетних дошок з використанням математичного планування експериментiв. Одержано рiвняння регресп. Встановлено оптимальну температуру плит преса, час витримки у пресi, тиск пресування i витрату клею.
Prof. V.V. Shostak;prof. N.D. Kiryk; doc. P.P. Onufryk; doc. A.S. Grigoriev- USUFWT
Optimization of conditions of pasting together fabricated wood block floorings on honeycomb a foundation
The trials fabricated wood block floorings with usage of a mathematical design of experiments are carried out. The equation of a regression is obtained. The press, time of endurance in press, pressure of pressing and expenditure of glue is established optimal temperature of plates.
Склеювання e одшею з основних операцш технолопчного процесу ви-готовлення виробiв з деревини. Теоретичш засади процесу склеювання закла-деш в роботах Михайлова А.Н., Губенко Д.Б., Янсон Е.Р. та ш. [1-4]. Автори проанашзували процес сухого гарячого способу склеювання фанери та будь вельних деталей. Склеювання паркетних дощок дослщжено в робот [5], де показано, що на мщшсть склеювання основний вплив мають температура плит преса, тиск пресування, тривалють витримки у прес i витрата клею на одиницю плошд. Нова конструкщя паркетно! дошки на сотопластовш основi з лицевим покриттям орнаментного набору [6] показана на рис. 1. У такш конструкци приклеювання планок лицевого покриття здшснюеться до осно-ви, яка мае вiдкритокомiркову структуру i зменшену плошу контакту мiж по-верхнями, що склеюються.
З метою визначення режимiв процесу склеювання таких виробiв, якi забезпечать досягнення у виробi необхщно! мiцностi клейового з'еднання з мiнiмально можливою витримкою у багатопромiжковому гарячому пресi бу-
ли проведет лабораторш дослiдження. Режимнi фактори змшювались в таких дiапазонах:
• температура плит преса Тпл вщ 80 до 160°С, з кроком 20°;
• тривалють витримки у прес1 1вт ввд 14 до 26 хв., з кроком 3 хв.;
• тиск пресування р ввд 0,5 до 1,7 МПа, з кроком 0,3 ПА;
2 2
• витрата клею g ввд 70 до 270 г/м , з кроком 50 г/м .
Рис. 1. Фрагмент паркетное дошки на сотопластовш основ^ 1 - планки лицевого покриття орнаментного набору; 2 - пром1жковий змщнювалъний шар; 3 - середшй сотопластовий шар; 4 - армуючий шар; 5 - нижнй вир1внювалъний шар
В основу плану експерименту покладено центральне композицшне ро-тотабельне планування другого порядку. Було проведено 31 дослщ. З них 16 дослщв утворили повний факторний експеримент, що враховуе лшшт ефекти, 7 дослщв у цен^ експерименту i 8 дослщв у зiркових точках з величиною плеча а =2. Пщ час складання методично! сггки дослщв виходили з умов, що взаемозв'язаш фактори та рiвняння регресп (функцiональна залеж-нiсть вихщного параметра у - мiцностi клейового з'еднання) з достатнiм сту-пенем точност описуеться полiномом другого порядку. Сотопластова основа паркетно! дошки виготовляеться з гофрокартону товщиною 0,25 мм i шпону товщиною 1,2 мм. Планки лицевого покриття з деревини твердих листяних по-рiд товщиною 4 мм. Паркетш дошки склеювали карбомiдофенольним клеем КФЖ за ГОСТ 142231-88. Волопсть деревини становила вщ 8 до 12 %. Досль ди проводились з використанням лабораторного пресу, оснащеного пристро-ями для автоматичного шдтримування температури i тиску у заданому режи-мi. Перед пресуванням планки з нанесеним клеем витримували 15.. .17 хв. Для вирiвнювання внутрiшнiх напружень пiсля склеювання паркетш дошки протя-гом 4 дiб знаходились у стисненому станi Мщшсть клейового з'еднання визна-чали величиною на вщривання планок за ГОСТ 862.3-86. Режими склеювання та отримаш результати наведено в табл. 1, де с - середньоквадратичне вдаи-лення мщност клейового шва, и - коефщент варiацil.
3. Технолопя та устаткування деревообробних пiдприeмств
99
Табл. 1. Методична Ытка дослШв
№ досл1ду Т °С 1пл ■> ^ гвт, хв- р, МПа g, г/м2 у , МПа а, МПа и, %
1 100 17 0,8 120 0,3889 0,02296 5,90
2 140 23 0,8 120 0,4253 0,03768 8,86
3 140 17 1,4 120 0,4458 0,02075 4,65
4 140 17 0,8 220 0,4993 0,03249 6,51
5 100 23 1,4 120 0,4612 0,02866 6,21
6 100 23 0,8 220 0,5125 0,03972 7,45
7 100 17 1,4 220 0,4738 0,02021 4,27
8 140 23 1,4 220 0,4789 0,02632 5,50
9 140 17 0,8 120 0,4493 0,02919 6,50
10 140 17 0,8 120 0,4302 0,02805 6,52
11 100 17 1,4 120 0,4727 0,03694 7,81
12 100 17 0,8 220 0,4981 0,02747 5,51
13 140 23 1,4 120 0,4483 0,3574 7,97
14 140 17 1,4 220 0,4623 0,02237 4,84
15 100 23 1,4 220 0,4894 0,03652 7,46
16 140 23 0,8 220 0,5625 0,03742 6,65
17 80 20 1,1 170 0,5483 0,02311 4,21
18 160 20 1,1 170 0,5594 0,02251 4,02
19 120 14 1,1 170 0,5125 0,03136 6,12
20 120 26 1,1 170 0,5621 0,03747 6,67
21 120 20 0,5 170 0,4511 0,02709 6,01
22 120 20 1,7 170 0,4564 0,02766 6,06
23 120 20 1,1 70 0,4257 0,02432 5,71
24 120 20 1,1 270 0,5418 0,02483 4,58
25 120 20 1,1 170 0,7325 0,02039 2,78
26 120 20 1,1 170 0,7243 0,02686 3,71
27 120 20 1,1 170 0,7412 0,03101 4,18
28 120 20 1,1 170 0,6829 0,02265 3,32
29 120 20 1,1 170 0,6815 0,02827 4,15
30 120 20 1,1 170 0,6912 0,02789 4,03
31 120 20 1,1 170 0,7454 0,02928 3,93
Необхщне число т дубльованих дослiдiв для вибраного плану експе риментiв визначали, задавшись точшстю регресивно! моделi за формулою:
-2 • ^ М+йср)
г
т =
т "у у ■ "СР!, (1)
в2 • У "2 • N '
2
де: гт - табличне значення критерш Ст'юдента, гт = 2,01; Б у - оцiнка дис-перси для окремо! сери дослiдiв, проведено! в цен^ експерименту,
2 4
Буу =7,86740 ; N - кшьюсть дослiдiв за планом експериментiв; йСр - серед-
ня дисперсiя передбачуваних значень регресивно! функцi!, йСр = 10,6; в -
вщносне вдаилення середньо! величини вiд розрахункових значень вщгуку, приймаемо в= 0,1; у - середне значення вiдгуку в окремiй серi! дослiдiв проведено! в цен^ експерименту, у = 0,714.
Для проведених експерименпв прийняли число дубльованих дослiдiв
т = 5.
Шсля статистично! обробки результатiв експериментальних дослщ-жень одержали рiвняння регреси у виглядi полiнома другого ступеня:
у = 0,714 + 0,002788 • Х1 + 0,009056 • Х2 - 9,58-10-4 • Х3 + 0,02864 • х4 -
- 9,25-10-5 • Х1 • Х2 - 0,0105 • Х1 • Х3 + 8,51-10-4 • Х1 • Х4 - 0,00448 • Х2 • Х3 +
+ 0,0634 • Х2Х4 - 0,0189 • Х3 • Х4 - 0,0465 • х^ - 0,0506 • х2 -
- 0,0715 • х32 - 0,064 • х2, (2)
де: у - опiр на вщривання планок, МПа; Х1, Х2, Х3, Х4 - впливаючi фактори у нормалiзованому виглядi, якi визначають за формулами:
х Тпл-12°. х = гвт ~20 . (3)
Х1 = Х2 = (3)
Р -1,1. § -170
Х3 = --. Х4 =-.
3 0,3 4 50
Адекватшсть одержаного рiвняння регреси перевiряли за критерiем Фiшера, розрахункова величина якого дорiвнювала 1,76. Табличне значення критерш Фiшера для достовiрностi д = 0,05 i /ад = 10, /у = 434 дорiвнюе
^= 1,83.
Для знаходження експериментальних точок функци вiдгуку диферен-щюемо 11 за кожною змшною i прирiвнюемо до нуля 11 частковi похiднi. От-римуемо систему лшшних рiвнянь
- 0,09299 • Х1 - 9,25 40-5 • Х2 - 0,01053 • Х3 + 8,512 40-4 • Х4 =-0,002788;
- 9,25 40-5 • Х1 -1,0126 • Х2 - 0,004475 • Х3 + 0,006344 • Х4 =-0,009056 (4)
- 0,01053 • Х1 - 0,004475 • Х2 - 0,14303 • Х3 - 0,01891 • Х4 =-9,583 40-4;
8,5125 40-4 • Х1 + 0,006344 • Х2 - 0,01891 • Х3 - 0,128024 • Х4 =-0,02864. Пiсля розв'язування системи лшшних рiвнянь
Х1= 3,700740-2; Х2= 1,1061; Х3= -4,3898^ 10-2; Х4= 0,2357. Значення функци вщгуку для оптимальних точок у = 0,718 МПа. Дис-перЫя в центрi дослiду ^ = 7,867•Ю-4, а середньоквадратичне вщхилення
а =0,028 МПа. Враховуючи поле розсшвання с = ±3 • а = 0,084 МПа, мшь мальне значення мiцностi клейового шва буде 0,634 МПа, що перевищуе до-пустиме за стандартом значення 0,6 МПа.
Замiнивши Х за формулами (3) отримаемо режим склеювання паркет-них дошок в екстремальнiй точщ в явному виглядi Тпл = 120,7 °С; 1вт = 19,87 хв.; р = 1,13 МПа; § = 181,8 г/м2.
У результат проведених дослщжень можна зробити таю висновки.
3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств
101
Застосування сучасно! теори планування багатофакторного експери-менту дозволило зменшити обсяг проведених дослщв.
У рiвняннi регреси вперше вщображено лiнiйнi ефекти, ефекти другого порядку i парнi взаемоди, що неможливо отримати за класично! методики планування експерименту.
Отримане рiвняння регреси, що виражае залежшсть мiцностi клейово-го шва вiд основних режимних факторiв, дозволяе у виробничих умовах виб-рати оптимальнi режими склеювання, якi будуть забезпечувати необхiдну мщшсть склеювання при мiнiмальнiй тривалостi витримки у пресi.
Л1тература
1. Михайлов А.Н. Процессы, протекающие при склеивании. - Л.: ЛТА, 1965. - 89 с.
2. Чудинов Б.С., Приходько Е.П. Расчет времени и скорости нагрева клеевого слоя при горячем фанеровании// Деревообраб. пром-сть. - 1955, № 4. - С. 20-21.
3. Янсон Э.Р. Склеивание пиленных поверхностей древесины// Деревообраб. пром-сть. - 1956, № 4. - С. 3 - 5.
4. Губенко А.Б. Изготовление клеенных деревянных конструкций из деталей. - МЛ.: Гослесбумиздат, 1957. - 347 с.
5. Серебряный Н.М., Шостак В.В., Гинцбург А.А. Оптимизация режимов склеивания паркетных досок// Механическая обработка древесины: Реферативная информация. ВНИ-ПИЭИлеспром. Вып.9, 1972. - С. 9 - 10.
6. Патент УкраТни на промисловий зразок № 4449 (25 - 02) Паркетна дошка "Сота" (два вар1анти)/ Онуфрик П.П., 1льницький Б.С., Онуфрик 1.П. - 2001. Опубл. Бюл. № 1. Держ. департамент штелекгуально! власност Укра!ни.
УДК 674.02: 621.923 Проф. В.М. Голубець, д-р техн. наук;
acnip. Б.О. Магура - УкрДЛТУ
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ РЕЖИМНИХ I СТРУКТУРНИХ ПАРАМЕТР1В АБРАЗИВНОГО 1НСТРУМЕНТА НА ДОВЖИНУ
ШЛ1ФУВАННЯ ФАНЕРИ
Наведено результати експериментальних дослщжень залежносп довжини шль фування вщ режимних та структурних параметрiв абразивного шструмента. Отрима-но математичну модель залежносп довжини шлiфування фанери вщ досшджуваних факг^в.
Prof. V.M. Golubec; doctorateB.O. Magura- USUFWT
Investigation of the influence of the operational and structural parameters of the abrasive tool on the plywood grinding length
The results of the experiments on the dependence of the grinding length from the abrasive tools' operational and structural parameters have been proposed in the article. Mat-hematic model of the plywood grinding length dependence from the investigated factors is obtained.
Одним з основних показниюв, як характеризують процес обробки де-ревини абразивними кругами i цилшдрами, е 1хня стшюсть, тобто перюд ро-боти шструмента мiж двома правками в хвилинах. За перюд стшкосл абра-зивний шструмент обробляе певну кшьюсть деревини, яка вимiрюеться у по-
