CC BY
8
зменшуеться у 5,6...8,0 разiв порiвняно iз змшою вологостi у дiапазонi 80<W<40 %. У зв'язку з тим, що у кiнцi атмосферного процесу швидюсть су-шiння не перевищуе значення 0,025 % за годину його слщ припинити i про-водити наступне камерне сушшня. Отже, атмосферне сушшня доцiльно про-
водити до досягнення кшцево! вологостi Wka =20.22 %, бо у подальшому процес атмосферного сушшня е дуже повшьним. Але тривала витримка ма-терiалу пiсля атмосферного сушiння мае i позитивну ознаку - йде поступове вирiвнювання вологостi матерiалу за товщиною. Однак, як показують ре-зультати дослщження пошарово! вологостi, перепад вологосп, за товщиною у процесi атмосферного сушшня е незначним - 5...6 %. Прийнятий в основу яюсного проведення процесу сушшня деякими зарубiжними фiрмами показ-ник градiента сушшня (Тгосknungsgefаlle - ТО) не перевищуе значення 1,6 для атмосферного шдсушування. Для порiвняння, у процесi камерного сушшня пиломатерiалiв дуба товщиною 32.60 мм, допустиме значення ТО=2,4. для соснових пиломатерiалiв товщиною 32.60 мм допустиме значення Т0=3,0 [2]. Наведет вище значення градiента сушiння приймаються до досягнення деревиною вологост точки насичення волокна (у середньому прийнято, що Wтн=30 %), а нижче точки насичення цей коефщент можна шдвищувати для дуба - до ТО=3,8 i для сосни - до ТО=4,4.
Найважлившою умовою атмосферного сушiння пиломатерiалiв е ство-рення своерiдного мiкроклiмату для штабелiв, в якому оптимальною величиною рiвноважноl вологостi е значення Wp =14.20 %. Якщо рiвноважна волопсть стае вищою вiд верхнього значення, то це означае, що деревина перебувае у во-логому серед овищд i тут обов'язково слiд застосовувати штучну вентиляцiю. Якщо рiвноважна вологiсть деревини стае нижчою вщ нижнього значення, повiтря слiд зволожувати, щоб не допустити iнтенсивного атмосферного шдсушування. Цих умов слiд незаперечно дотримуватись, коли вологiсть матерiалу е вищою за точку насичення. Наведеним вище окреслено основш окремi вимоги до технологи атмосферного сушшня пиломатерiалiв i заготовок.
Користуючись дiаграмою розрахункових коефiцiентiв вологопровщ-ностi деревини поперек волокон [1] можна орiентовно визначити перевщний коефiцiент Сп у формулi 1, який враховуватиме вплив породи на тривалють атмосферного сушшня. Отже, при атмосферному сушшт пиломатерiалiв дуба Сп=3,24, для бука Сп=1,92, для берези Сп=1,40, для модрини Сп=2,59. Вщ-повiдно, розрахункове значення коефщента вологопровiдностi для атмосферного сушшня становитиме: для дуба а-0,38-10-6, см2/с; для бука а' =0,64-10-6, см2/с; для берези а-0,89-10-6, см2/с; для модрини а'=0,48-10-6, см2/с. За цими значеннями коефiцiента вологопровщност можна орiентовно за формулою (1) визначати тривалють атмосферного сушшня вказаних вище порщ, коли вiдомi середнi значення температури i вщносно! вологостi середовища (умов сушiння) та значення початково! i кшцево! вологост матерiалу.
Рацiональний режим камерного досушування пиломатерiалiв визна-чимо за наступними мiркуваннями. Згiдно з КТМ [3] нормативними показни-ками якостi пиломатерiалiв та заготовок передбачено три дiапазони кшцево! експлуатацшно! вологостi деревини, а саме у дiапазонах: 6<Wk<8 %,
8<Wk<11 % та 11<Wk<15 %. Для того, щоб висушити пиломатерiали до пер-шого дiапазона кшцево1 вологост n0Tpi6H0 мати рiвноважну вологiсть де-ревини у дiапазонi Wj,=3,5...5,0 %. Для другого дiапазону кшцево1 вологост значення piвноважноl вологостi доцiльно збшьшити до Wj,=4,0...6,0 %, а для третього дiапазону кшцево1 вологостi значення piвноважноl вологостi до-цiльно збшьшити до Wp=5,0...8,0 %. Якщо прийняти, що середня кiнцева во-
лопсть атмосферного пiдсушування становить Wka =20.22 %, то гpадiент сушiння для одноступеневого процесу сушшня становитиме: для першого дь апазону кшцево1 вологост камерного досушування, TG=4,0...6,3; для другого дiапазону кшцево1 вологостi, TG=3,3.. .4,4; для третього дiапазону кшце-во! вологостi, TG=2,5.. .4,4.
Згiдно з pекомендацiями фipми Brunner-Hildebrand [2] гpадiент сушшня, коли волопсть е нижчою за точку насичення, становить для пилома-теpiалiв i заготовок з деревини сосни, ялини, ялищ, берези - TG=4,4 для всього дiапазона товщин матеpiалу. Для бука i дуба цей гpадiент мае меншi значення. У бука: для S1<30 мм, TG=4,2; для 30< S1<60 мм, TG=4,0; для -S1>60 мм, TG=3,8. У дуба: для S1<30 мм, TG=4,0; для 30< S1<60 мм, TG=3.8; для - S1>60 мм, TG=3,6. Отже, дат рекомендаци можна прийняти за основу для складання pежимiв камерного досушування пиломатеpiалiв.
Л1тература
1. Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 360 с.
2. Brunner-Hildebrand. Die Schnitholztrocknung (5. Auflage): Buchdruckwerkstatten, Hannover. GmbH, 1987. - 322 s.
3. Кер1вш техшчш матеpiали з технологи камерного сушшня пиломатеpiалiв. За ре-дакщею Бiлея П.В. - Львiв: РВЦ, УкрДЛТУ. - 2003 - 72 с.
УДК 674.02:621.923 Доц. О.А. Кшко, канд. техн. наук - УкрДЛТУ
СПРАЦЮВАННЯ ЖОРСТКОГО АБРАЗИВНОГО ЦИЛ1НДРА ЗА ЙОГО ПЕР1ОД СТ1ЙКОСТ1 У ПРОЦЕС1 КАЛ1БРУВАННЯ-ШЛ1ФУВАННЯ ДЕРЕВНОСТРУЖКОВО1 ПЛИТИ
Розроблена iмiтацiйна модель для визначення спрацювання жорстких абразив-них цилiндpiв за lx иерюд стiйкостi у пpоцесi калiбpування-шлiфування дерев-ностружкових плит. Здiйснено поpiвняльний аналiз роботи iнстpументiв iз врахуван-ням та без врахування флуктаци товщини плити.
Doc. O.A. Kyiko - USUFWT
Actuation of the rigid abrasive cylinder for its period of stability during calibrating - sanding of particle board
The simulation model for definition of rigid abrasive tool's actuation for their period of stability during calibrating - sanding of particle boardis is designed. The comparative operational analysis of tools with the registration and without the registration variability of particle board thickness is carried out.
Постiйне зростання об,емiв продукци у деревообробнiй та меблевш промисловостi спричиняе постiйне вдосконалення iснуючих технологiй. Проблема замiни масивно! деревини, як основного конструкцiйного матерь алу у виробництвi меблiв, виршуеться сьогоднi зростаючими темпами вико-ристання плитних деревних матерiалiв.
Процес кашбрування (оброблення в розмiр за товщиною) дерев-ностружкових плит е одним iз найбiльш трудомiстким, а вщтак таким, що потребуе детального вивчення i удосконалення.
В Укра!нському державному люотехшчному унiверситетi [1-4] роз-роблений i впроваджений у виробництво жорсткий абразивний цилiндр для здiйснення процесу калiбрування шлiфування ДСП - ефективний замшник дорого! i малопродуктивно! шлiфувально! шкурки. Недолiком проведених в УкрДЛТУ дослщжень iз вивчення особливостей роботи абразивних цилш-дрiв е те, що у них не враховано випадковий характер товщини оброблювано-го матерiалу. Натомiсть, iснуюча рiзнотовщиннiсть деревностружково! плити (результати попереднiх дослiджень показали, що рiзнотовщиннiсть ДСП тс-ля пресування може становити 3.4 мм) суттево впливае на основш показни-ки процесу оброблення.
Таким чином, завданням ще! роботи е визначення спрацювання абразивного шструмента у процес калiбрування-шлiфування ДСП iз врахуванням флуктацi! товщини плити.
У результат обробки даних експерименту, проведеного на iмiтацiйнiй моделi, отримане рiвняння регресi! у виглядi полшому другого порядку для визначення спрацювання шлiфувального iнструмента за перiод стшкост для випадку оброблення одним шифувальним агрегатом, що складаеться з двох симетрично розмщених абразивних цилiндрiв:
р = 0,00003 + 0,00098-Н + 0,51855-Б(Н) + 0,00034-Нн + 0,00002-У +
+0,00002-Уб - 0,23709-К - 0,11123-Нц + 35,19288-Н-8(Н) + + 34,80559-Н-Нн - 27,39812-Н-У + 9,48520-Н-Уб - 36,48934-Н-К + + 0,00004-Н-Нц + 53,46620-Б(Н)-Нн - 5,11519-Б(Н)-У - 1,40680-8(Н)-Уб +
+ 0,01952-8(Н)-К - 5,20107-Б(Н)-Нц + 24,84966-Нн-У - , (1)
- 13,48117-Нн-Уб - 58,02524-Нн-К + 0,00003-Нн-Нц + 2,20161-У-Уб + + 55,15343-У-К - 0,00004-У-Нц - 25,77380-Уб-К + 0,05691-Уб-Нц + + 4,19143-К2-Нц + 0,00001-Н2 + 0,50117-Б(Н)2 - 30,55861-Нн2-0,00001-У2+ + 0,00001-Уб2 + 0,68557-К22 - 0,00211-Нц2
де: р - спрацювання абразивного цилшдра за його перюд стiйкостi, мкм; Н -середня товщина ДСП шсля пресування, мм; Б(Н) - середне квадратичне вщ-хилення товщини плити, мм; Нн - налагоджувальна товщина процесу оброблення - вщстань мiж абразивними цилiндрами, мм; У - швидюсть рiзання, м/с; Уб - швидкiсть подачi, м/хв; Нц - твердють абразивного цилiндра, МПа; К2 - коефiцiент зернистостi шлiфувальних iнструментiв.
Збiльшення величини середньо! товщини плити суттево збшьшуе величину р (рис. 1).
0,25
Спрацювання абразивного 0,20 цил1ндра за перюд його ст1йкост1 р, мм
0,15
17,50 17,30
10 Середня товщина плити до оброблення Н, мм
0,1 0,2 0,3 0,4
Середне квадратичне в1дхилення товщини плити 3(1-1), мм
0,5
Рис. 1. Залежшсть спрацювання абразивных цилiндрiв шлiфувального агрегату за перюд стшкост1 р вiд середньо'1 товщини плиты мсля пресування Н i середнього квадратичного вiдхилення товщини плити 8(Н): налагоджувалъна товщина Нн = 16,45 мм; швидк1стъ подач1 Уз = 20,5 м/хв., швидк1стъ р1зання V = 24 м/с; твердость абразивних инструментов: Нц=245 МПа; коефщент зернистости
абразивних цил1ндр1в: Кг=0,3
0,30
0,25
Спрацювання абразивного цилшдра за перюд його стшкосл р, мм'
0,20
0,15
0,10
0,05
17,50
17,30
Середня товщина плити до оброблення Н, мм
16,70
15,8 16,0 16,2 16,4 16,6 Налагоджувальна товщина шл1фувального агрегату Нн, мм
Рис. 2. Залежшсть спрацювання абразивних цилiндрiв шлiфувального агрегату за перюд стшкост1 р вiд середньо'1 товщини плити мсля пресування Н i налагоджувально'1 товщини Нн: середне квадратичне вгдхилення товщини плити 8(Н)=0,1мм; швидк1стъ подач1 Уз = 20,5 м/хв., швидк1стър1зання V = 24 м/с; твердость абразивних инструментов: Нц=245 МПа; коефщент зернистости
абразивних цил1ндр1в: Кг=0,3
Украшський дсржкавмии лiсотeхнiчний унiвeрситeт
1нтенсивне збiльшення спpaцювaння шлiфувaльного iнстpументa в ре-зультaтi збiльшення середньо!" товщини плити пояснюеться зpостaнням тов-щини мaтеpiaлу, який зiшлiфовуеться з обpоблювaноï поверхш дерев-ностружково!' плити. Збiльшення сили piзaння у дaному випaдку призводить до штенсивного pуйнувaння мiсткiв aбpaзивне зерно - зв'язуючий мaтеpiaл.
Збшьшення величини середнього квaдpaтичного вiдхилення зa дaних умов призводить до зменшення величини спpaцювaння р (рис. 1). Рiзнa штен-сивнiсть тaкого зменшення для piзних знaчень H дозволяе припустити таявшее piзного зa хapaктеpом впливу величини pозсiювaння m спpaцювaння iнстpументa зa його перюд стiйкостi. TaK, зa умови, що S = G,1 мм, збшьшення величини нaлaгоджувaльного pозмipу процесу оброблення тa зменшення сеpедньоï товщини плити призводять до зменшення величини р (рис. 2), при-чому штенсившсть цього зменшення зэлежить вщ величини Н.
Якщо величинa середнього квaдpaтичного вiдхилення S = G,3 мм, то при Н=17,5 мм збшьшення нaлaгоджувaльноï величини зумовлюе нгявшсть дiлянки зpостaння i спaдaння величини спpaцювaння (рис. 3).
Налагоджувальна товщина шлiфyвального агрегату Нн, мм
Рис. 3. Залeжнicть спрацювання абразивних цилiндpiв шлiфувального агpeгату за nepiod cтiйкоcтiр вiд середньо'1'товщини плити мсля пресування Н i налагоджувально'1'товщини Нн: середне квадратичне вiдxилення товщини плити S(Н)=0,3мм; швидтсть подачi Vs = 20,5 м/хв., швидтсть рiзання V = 24 м/с; твердеть абразивнт iнструментiв: Нц=245 МПа; коефщент зернистостi
абразивнт цилiндрiв: Kz=0,3
Збшьшення величини S до зтачення G,5 мм, зa умови постшносл величини шших чинниюв, суттево змшюе гартину i призводить вже до збшьшення величини спpaцювaння (рис. 4).
Мaксимaльнa кшьюсть дшянок з товщиною плити, близькою до середнього зшчення Н=17,5 мм у витадку, коли S=G,1 мм, спричиняе зменшення величини спpaцювaння aбpaзивного iнстpументa у пpоцесi збшьшення та-
лагоджувально! величини оброблення, тобто зменшення товщини стружки, що зiшлiфовуеться з оброблювано! поверхнi. Цей варiант близький за своею сутшстю до класичного дослщження, проведеного в лабораторних умовах iз заготовками, отриманими розкроюванням одше! або декшькох повноформат-них плит, коли товщину оброблювано! плити наближено можна вважати пос-тiйною величиною. Тодi навiть незначне збiльшення налагоджувально! вели-чини оброблення (збшьшення ще! величини вщ 15,8 до 16,6 мм призводить до номшального зменшення глибини калiбрування шлiфування на 0,4 мм) спричиняе за умов малого розсдавання полегшення умов роботи i, як насль док, зменшення величини спрацювання.
Налагоджувальна товщина шлiфувального агрегату Нн, мм
Рис. 4. Залежшсть спрацювання абразивних цилiндрiв шлiфувального агрегату за перюд стшкост1 р вiд середньо'1 товщини плити мсля пресування Н i налагоджувально'1 товщини Нн: середне квадратичне вгдхилення товщини плити $>(Н)=0,5мм; швидк1стъ подач1 Уз = 20,5 м/хв., швидк1стър1зання V = 24 м/с; твердость абразивних инструментов: Нц=245 МПа; коефщент зернистости
абразивних цил1ндр1в: Кг=0,3
Очевидно, що в таких умовах, коли саме в результат значного розсь ювання, обробленню шдлягають д^нки плити, товщина яких вiдрiзняеться на значну величину вщ середнього значення (при Нд=18,7 мм i Нн=15,8 мм одним цилшдром номшально буде з поверхш ДСП зшматись шар товщиною 1,45 мм, а при Нд=16,7 мм i Нн=15,8 мм - 0,55 мм) величина спрацювання за-лежатиме вщ питомого вкладу у загальну працездатнiсть iнструмента наявнос-тi дiлянок iз максимальною та мшмальною товщинами. Характер змiни величини спрацювання при Б=0,5 мм (рис. 2) дозволяе припустити, що збшьшення налагоджувально! товщини шшфування (зменшення глибини оброблення) у результат попршуе умови роботи. Негативнi наслiдки для роботи абразивного цилшдра вiд збшьшення величини розсшвання товщини оброблюваного мате-рiалу не компенсуються незначним зменшенням глибини оброблення.
