CC BY
27
Mayevskyy V.O., Vus A. Ya., Maksymiv V.M. Simulation of log sawing by through-and-through method at the angle to its axis and with consideration of surface real log shape
Mathematical model of log sawing at the angle to its linear regressive axis by thro-ugh-and-through method into lumber with consideration of surface shape of real log based on results of scanning for surface shape of log cross sections was developed. The features of calculation for mathematical model of sawing pattern taking account log rotation or sawing pattern around log axis at the fixed angle under cutting (sawing) by vertical and horizontal cutting planes were validated.
Keywords: log, simulation, mathematical model, sawing, angle, sawing pattern, linear regressive axis, lumber, rotation of log.
УДК 674.048 1нж. Б.М. Перетятко, майор служби цив. захисту -
Львiвський ДУ БЖД, м. Львiв
ОСОБЛИВОСТ1 ТЕХНОЛОГ1ЧНОГО ПРОЦЕСУ ВОГНЕЗАХИСТУ ДЕРЕВИНИ
Показано способи та режими просочення деревини холодними ваннами iз по-передшм пда^ванням, отриманим на основi проведеного аналiзу л^ературних да-них, а також описано та показано рiзнi установки для просочення лiсоматерiалiв.
Вщомо, що способи х1м1чного захисту деревини класиф1кують залеж-но вщ забезпечуваного ними р1вня захищеносп 1 ф1зично! суп самих проце-ив [1, 3 та ш.]. Ц способи умовно можна роздшити на два, а саме:
• споиб поверхнево! оброблення або антибювогнесентування (бювогнезахис-ту), коли антитрен або антисептик вводять у легко просочувальну зону деревини на глибину не бшьше шж 1 мм (переважно використовуеться для деревини, коли вона служить у вщносно легких умовах, тобто коли ймов1ршсть и враження грибами або загоряння понижена);
• споиб глибинного просочення (консервування), коли х1м1чний препарат захисту вводять у легко просочувальну зону на глибину, бшьшу за 1 мм, а також у важко просочувальну зону - бшьше шж 0,50 мм.
Останнш спошб х1м1чного захисту можна роздшити на дв1 тдгрупи:
• споиб, що базуеться переважно на дифузшному проникненш антитрена в деревину;
• споиб, що базуеться на капшярному проникненш антитрена в деревину (сюди необхщно вщнести просочення вимочуванням, у холоднш ванш з по-передшм прогршанням об'екта просочення, а також просочення способом подвшного вакууму [ тд тиском).
Шдготовка деревини до х1м1чного захисту антитренами зводиться до операцш, що будуть забезпечувати досягнення заданого р1вня захищеносп за найменших затрат часу та пращ. До тдготовчих операцш вщносять окорю-вання, сушшня, мехашчне оброблення, наколювання деревини. Варто зазна-чити, що необхщшсть 1 час проведення т1е! чи шшо! операцп визначаеться, головним чином, способом захисту, антисептиком та породою деревини. Зок-рема, деревину, яка тдлягатиме просочуванню дифузшними методами, не потр1бно сушити. Для збереження високо! вологосп деревину варто окорюва-ти безпосередньо перед просоченням.
Треба зазначити, що окорювання е обов'язковим за вшх способiв бь овогнезахисту (за винятком просочення iз торця). При цьому необхiдно зш-мати не тшьки кору, але й луб, який затруднюе проникнення розчину захис-ного засобу. Зазвичай, окорювання здшснюють на окорувальних верстатах В-2, ОК-35, ОК-63, ОК-66, ОК-66М, а також оцилшдровувальних верстатах типу ДГ-140, ДС-1, СЦ-6,5 або оцилшдровувальному комплексi ЛОТ 1БТД-03.000, ЛОТ 1МТД-03.000.02 [141].
Варто наголосити, що сушшня е обов'язковим для способiв глибинно-го просочення, тобто консервування деревини. Необхщно також зауважити, що волопсть, до яко! висушуеться деревина, визначаеться властивостями ан-типiрена, а в деяких випадках i техшчними вимогами до виробiв або сорти-ментiв. Для важких умов роботи (1-У11 класи) деревину потрiбно сушити до вологостi, що не перевищуе 25 %. Деревину, що призначена для середшх i легких умов роботи (експлуатацп), можна сушити до кшцево! вологостi 35.. .40 %. Щд час визначення вологостi перед просоченням необхщно керува-тися очiкуваною рiвноважною вологiстю в зовнiшнiх умовах експлуатацп для того, щоб уникнути розтрюкування дерев'яних деталей у процесi !х сушiння.
Через значну тривалiстю атмосферного сушшня [126] останшми роками устшно використовують сушiння в пдрофобних рiдинах (наприклад пет-ролатуумом за температури 120... 130 °С), коли висушена деревина далi пере-завантажуеться iз ванни в автоклав для подальшого просочення пiд тиском.
Треба зауважити, що цей спошб мае низку вад. Зокрема, висок температури сприяють утворенню внутрiшнiх трщин i зменшенню в'язкостi деревини, а необхщнють перезавантаження деревини iз ванн в автоклав тдвищуе трудомютюсть робiт i вартiсть самого просочення.
Наколювання необхiдне для збiльшення глибини просочення важко просочувальних порiд деревини (ялини, ялицi, ядра сосни тощо). Наколювання здiйснюеться на спещальних верстатах ножами, що вмонтованi в обер-
Рис. 1. Загальний вид оприскувача
тальнi барабани. Щд час наколювання здебiльшого вщбуваеться розсування i лише незначне перерiзання волокон деревини.
Наколювання здiйснюють зпдно з ГОСТ 20022.3-75 "Деревина. Кон-сервування. Передпросочувальнi пiдготовки наколюванням". Його викону-ють по всiй поверхт лiсоматерiалiв i виробiв з деревини (за винятком тор-цiв). Розташування наколiв на поверхнi мае забезпечувати рiвномiрне просо-чення деревини, що досягаеться використанням сiток наколiв (рис. 1, 2). Наколювання проводить не ратше нiж за 24 год до просочення. Необхщно заз-начити, що глибина наколювання лiсоматерiалiв та виробiв iз деревини повинна вщповщати таким значенням глибини просочення: для круглих люома-терiалiв - 20 мм; для пиломатерiалiв i виробiв з деревини товщиною бiльше 50 мм - 15 мм, для пиломатерiалiв i виробiв з деревини товщиною 25.. .50 мм - % 1х товщини. Розмiр наколу в напрямку поперек волокон деревини дорiвнюе 2.. .3 мм, а в напрямку вздовж волокон деревини - 10.. .20 мм.
Рис. 2. Стка наколiв круглих лiсоматерiалiв: а - яю тдлягають просоченню маслами; б - 2-1 та 3-1 груп iз вологктю быьше 40 % при просоченю водорозчинними антисептиками; в - 1-о! групи просочення iз вологктю быьше 40 % при просоченю водорозчинними антисептиками; г - пиломатерiалiв та виробiв з деревини 2-1 та 3-1 груп просочення з вологктю не быьше 25 % водорозчинними антисептиками
Щодо подальшого мехашчного оброблення деревини, то його потрiб-но виконувати до просочення. Попередне мехатчне оброблення е доречним як з метою економп антитрена, так i задля дотримання техтки безпеки. А-дже воно дае змогу уникнути забруднення повпря шюдливим пилом, який утворюеться за мехатчного оброблення просочено! деревини.
Упродовж остантх роюв за кордоном набули поширення вант установки, вальцевi зi сприскуванням або наливним пристроем. Таю установки
вирiзняються конструктивними особливостями основних вузлiв або ж з наяв-нiстю додаткових вузлiв i механiзмiв 3i спецiальними функщями.
Рис. 3. Установка для просочення лгсомат£р1алгв: 1 - рама установки; 2 - ванна;
3 - притискний стрiчковий конвеер;4 - тдпружинет ролики; 5 - очищувач кон-веерноI стрiчки; 6 - подавальн ролики; 7 - просочувальний лiсоматерiал; 8 - виступ для наколювання лiсоматерiалу; 9 - ролики для нанесення антитрена; 10 - щтки;
11 - привiднi ремет
От прием- —--tl
_ пых резервуаров
Рис. 4. Установка для просочення методом подвшного вакууму: 1 - автоклав;
2 - маневровий автоклав; 3 - бак для приготування розчину ХЗЗ; 4 - eumpamoMip;
5 - вiдцентровий насос
Наприклад, фiрма Sehmidt GmbH Cakt (Кмеччина) випускае вальцевi установки для нанесення захисного засобу на балки, дошки та ш. деталi (рис. 3.). Завдяки верхньому i нижньому розташуванню розчин захисного засобу наноситься вальцями на вш боки об'екта просочення, що подаеться вручну. Зразу тсля нанесення просочувального засобу волосяною щикою або губкою його рiвномiрно розподшяють по поверхш деревини. При цьому ретельно (старанно) обробляють гребенi профiльованих дошок i деталей. Надлишки ХЗЗ використовують повторно.
Необхiдно зазначити, що суть способiв, якi базуються на дифузшному просоченнi антипiрену, полягае в нанесенш його у виглядi концентрованого розчину на поверхню деревини iз подальшою 11 витримкою в умовах, що вик-лючають або сповiльнюють 11 просихання. Волопсть деревини, що просо-чуеться шляхом дифузп, не повинна бути нижчою 50 % по заболош i 30...40 % по ядру. Швидюсть просочення, як вщомо [1, 3], пропорцiйна воло-госп i температурi просочувального матерiалу.
Щодо cnoco6iB просочення, якi базуються на капшярному проникнен-ш антипiрена (просочування в холоднш ваннi i3 попереднiм про^ванням, просочування способом подвiйного вакууму та тд тиском), то якiсть погли-нання антипiрена i глибина його проникнення в деревину буде визначатися рiвнем вакууму, що утворюегься в деревиш, який залежить вiд перепаду температур тд час про^вання та охолодження деревини.
Треба зазначити, що на практищ використовують три варiанти техно-логiï просочення в холоднш ванш iз попереднiм пда^ванням. За першим ва-рiантом про^вання та просочення здiйснюються в однш i тiй же ваннi. Для про^вання використовують гарячий розчин захисного засобу, який потам замiнюeться холодним розчином антитрена. За другим варiантом спочатку прогрiвання здiйснюeться гарячим розчином захисного препарату iз подаль-шим залишенням в розчинi деревини для застигання. За трелм варiантом про^вання деревини здiйснюeться розчином захисного засобу або парою, а просочення здшснюеться у двох ваннах iз подальшим перенесенням просочу-вальноï рiдини iз однieï ванни в iншу ванну. Необхщно зазначити, що пiд час про^вання гарячим розчином захисного засобу в деревину вводиться до 20...30 % вiд загальноï кiлькостi поглиненого розчину антипiрена.
Аналiз трьох варiантiв засвiдчуe, що кожний iз них мае своï переваги i недолжи. Зокрема, найпродуктивнiшим е перший варiант, який внаслiдок прогрiвання деревини парою дае достатньо високий для цього способу рiвень захищеноста Але для нього необхщно використовувати досить складне об-ладнання. Другий варiант при забезпеченш такого ж рiвня захищеност менш продуктивний, нiж два названих.
Третш варiант, з позицiï необхщного обладнання, е менш складним, шж перший. Адже внаслiдок контакту деревини iз повiтрям пiд час переван-таження iз ванни в шшу ванну зменшуеться поглинання, що можна пояснити явищем термодифузiï.
Параметрами режиму просочення е температура про^вання деревини та ïï просочення, а також тривалють кожного iз цих цикшв. Перепад тем-ператури здшснюе визначальний i головний вплив на процес просочення. Тому деревину потрiбно прохвати за можливо висо^ температури, а просо-чувати за низь^ температури.
Зауважимо, що в разi використання як теплоносiя водних розчишв за-хисних засобiв, температура про^вання обмежуеться точкою ïх кишння i практично не перевищуе 95.98 °С. Для натуральних маслянистих бювогне-захисних препаратiв температура прогрiвання обмежуеться точкою ïх спала-ху i впливом високих температур на деревину. Тому вона не повинна переви-щувати 95.110 °С.
Нижня межа температури водних розчишв тд час просочування лiмi-туе важюсть ïх охолодження (залежить вщ клiмату регiону та пори року) i становить 40.60 °С. Тривалють просочення буде визначатися заданою гли-биною просочення i товщиною сортименту. У табл. 1 наведено режими просочення холодними ваннами iз попередшм пда^ванням, отриманим на ос-новi проведеного аналiзу лгтературних даних.
Науковий вкни Табл. 1. к НЛТУ Украгни. - 2011 Режими просоченн - Вип. 21.15 я у холодн ш вант з попереднш пiдiгрiванням
Вид антисептика Вид сортимента просочення Товщина матер1- алу, мм П рогр1вання-просочення
температура, °С трива-лють, хв температура, °С трива-лють, хв
Водороз-чинш Детал1 будинкiв 25 25.50 >50 90 30 60 90 20 30 60 90
Маслянист Кругл л1соматер1али - 95 240 40.50 150.210
У табл. 2 наведено мшмальш втримання (витрати) розчишв ХЗЗ у ра-зi одноразового оброблення здорово! деревини вологютю не бiльше 25 % за-лежно вiд способу нанесення захисного препарату, отриманими Сенежською лабораторieю (Росiя) [3].
Табл. 2. Мшшальш витрати розчишв бювогнезахисних препаратгв
Антисептики Мшмальш витрати в раз1 одноразового оброблення, г/м
занурювання нанесенням пензлем оприскуванням
неструга-но! по-верхш стругано! повер-хт фане-ри неструга-но! по-верхш стругано! повер-хт фане-ри неструга-но! по-верхш стругано! повер-хт фане-ри
Водш та орга-шчш речовини антисептиюв 200 120 100 200 120 80 140 80 50
Натуральш масляш антисептики 350 250 230 350 200 120 - - -
Щд час просочення подвшного вакууму деревину розмiщують у герметично закриту мюткють (автоклав, камеру), вакуумують, попм заливають розчином хiмiчного засобу захисту (перюд просочення), пiсля чого знову вакуумують. Весь цикл "вакуум-просочення-вакуум" займае декiлька хвилин. При цьому способi просочення захисний препарат вводять у деревину на гли-бину 4... 5 мм. На рис. 4. показано установку для просочення деревини подвшного вакууму.
Найбшьш поширеними i такими, як можуть забезпечити будь-який рiвень бiовогнезахисту деревини, е способи просочення тд тиском в автоклавах. Ц способи за незначних затрат часу i вщносно невелико! енергомюткос-тi дають змогу вводити потрiбнi кiлькостi захисного засобу на велику глиби-ну. Крiм того, автоклав не дае змогу значно регулювати просочення величиною поглинання. На сьогодш значного поширення набули такi способи автоклавного просочення сухо! деревини [1]:
а) "вакуум - тиск - вакуум" (ВТВ);
б) "тиск - тиск - вакуум" (ТТВ);
в) "вакуум - атмосферний тиск - вакуум" (ВАТВ);
г) "тиск - вакуум" (ТВ);
д) автоклавно-дифузшне просочення;
е) сушшня (поеднання) сушшня - просочення.
Л1тература
1. Калниныш А.Я. Консервирование и защита древесины : справочник / А.Я. Калниныш и др. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1971. - 424 с.
2. Горшин С.Н. Консервирование древесины / С.Н. Горшин. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1977. - 336 с.
3. Озарив 1.М. Бювогнезахист деревини: як це робиться / 1.М. Озарив, З.П. Копинець // Деревообробник, 2005. - № 10. - С. 8.
4. Озарив 1.М. Бюпошкодження будiвельних матерiалiв та конструкцш / 1.М. Озаркiв, З.П. Копинець // Деревообробник, 2004. - № 24 (114). - С. 6-7.
5. Озарив 1.М. Основи бювогнезахисту деревини : навч. поабн. / 1.М. Озарюв, Ю.М. Губер, Л.Я. Сорока, З.П. Копинець. - Львiв : Вид-во НЛТУ Укра1ни, 2007. - 72 с.
6. Горшин С.Н. Консервирование древесины / С.Н. Горшин. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1977. - 336 с.
7. Горбачова Л.Н. Технолопя дерев'яного домобудування : нормат.-дов. матер. / Л.Н. Горбачова. - Львiв : Вид-во НЛТУ Украши, 2006. - 115 с.
Перетятко Б.М. Особенности технологического процесса огнезащиты древесины
Показаны способы и режимы пропитки древесины холодными ваннами с предыдущим подогреванием, полученным на основе проведенного анализа литературных данных, а также описаны и показаны разные установки для пропитки лесоматериалов.
Peretyatko B.M. The features of technological process of fire protection of wood
The methods and modes of wood impregnation by means of cold baths with previous heating up, got on basis of my own literature data analysis, are presented in the paper. Different timber impregnation plants are described and shown here as well.
УДК 674.093.24.06-416 Асист. Р.Й. Салдан, канд. техн. наук;
доц. О.О. Шепелюк, канд. техн. наук - НЛТУ Украши, м. Львiв
РЕКОНСТРУЙОВАНИЙ СТРУГАНИЙ ШПОН - FINE-LINE
Проаналiзовано види сировини для струганого шпону, виготовленого за техно-лопею файн-лайн. Описано основш стади технолопчного процесу виготовлення струганого шпону файн-лайн та його характеристику. Наведено переваги та недолжи шпону файн-лайн, порiвняно iз традицшним струганим шпоном та шшими оздоблю-вальними матерiалами.
Ключовг слова: струганий шпон, файн-лайн, стругання, личкування, текстура.
Постановка науковоУ проблеми. Основним сировинним ресурсом для виробництва струганого шпону е лю-кругляк: твердолистяних (в'яз, бук, дуб, ясен, клен, гор1х); шпилькових (модрина, сосна та ш.); екзотичних порщ (амарант, венге, евкалшт, л1мба, платан, сандал, та ш.); "червоне дерево" (ебь ара, лайсвуд, падук, куеро, макоре, та ш.), запаси якого е обмежеш [1].
На жаль, шд час виробництва шпону половина сировини перетво-рюеться на вщходи: вщструги, тирсу. Сировини для виробництва традицшно-го шпону стае дедал1 менше й пдабрати матер1ал однакового кольору та тек-стури довол1 важко. Ц проблеми й усувае шпон, виготовлений за техноло-пею "файн-лайн".
Анал1з останшх дослщжень та публжацш. Струганий шпон виго-товляють з багатошарових клеених блоюв, що отримав назву fine-line (файн-лайн), i в перекладi означае "дивна лiнiя" [2].
