CC BY
35
ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ДСтП ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕБЕЛИ
Плотников С.М., Руденко Б.Д (СибГТУ, г. Красноярск, РФ)
Possibilities and economic advantages of increase in durability ofproblem zones of wood boards to furniture elements are shown.
В настоящее время основным потребителем древесностружечных плит (ДсТП) является мебельное производство - туда идут до 80% производимых плит. Такой показатель ДсТП, как удельное сопротивление выдергиванию шурупов, имеет важное значение в мебельной промышленности. Основной фактор, от которого зависит этот показатель - плотность плит. В [1] установлено, что с увеличением плотности плиты в 1,5 раза удельное сопротивление выдергиванию шурупов возрастает почти в 2 раза, что объясняется большей упаковкой частиц в плитах высокой плотности.
Однако для улучшения данного показателя увеличивать плотность всей плиты экономически нецелесообразно, а целенаправленное увеличение плотности плиты в местах будущих кромок («проблемные зоны») сопряжено с техническими трудностями процесса формирования ковра. Данную проблему позволяет решить устройство для формирования стружечного ковра [2], представляющее собой насыпное приспособление, которое дает возможность насыпать дополнительный стружечный слой заданной толщины в виде полос как вдоль, так и поперек направления изготовления. Схема такой насыпки определяется картой раскроя готовых ДСтП. Для плит, производимых в современных прессах непрерывного действия, повышение плотности в отдельных местах стружечного ковра не приводит к их разнотолщинности. В данных прессах подвод тепла к стальным прессующим лентам осуществляется нагретым до 200оС силиконовым маслом, которое выполняет также роль смазки. Для сдавливания масляной пленки до половины ее толщины требуется 8-кратное усилие прессования [3]. Локальное утолщение стружечного ковра вследствие его пересыпки ведет к местному сужению зазора для смазки, усилие прессования концентрируется в зонах с пересыпкой, создавая там высокие локальные усилия прессования, поэтому в изготовляемой плите неровности толщины исходного стружечного ковра выравниваются.
Экономическую эффективность локального повышения плотности изготовляемой плиты рассмотрим на примере элементов кухонного шкафа. Принимаем, что для крепления элементов между собой необходимо завышать плотность кромок элемента на глубину а = d = 30 мм, для крепления задней стенки -на глубину b = 20 мм, для крепления фурнитуры дверного крепления на боковом элементе - на глубину c1 = 40 мм, а на самой двери - на глубину c2 = 50 мм. При этом дополнительную насыпку стружечного ковра можно проводить как непрерывно (рисунок 1 ), так и дискретно (рисунок 2). В последнем случае технология формирования плит несколько усложняется. Углом скоса дополнительно насыпанных полос стружечного ковра пренебрегаем.
Рисунок 1 - Зоны повышенной плотности элементов кухонного шкафа с непрерывной дополнительной насыпкой: а, ё - для крепления горизонтальных элементов; Ь - для крепления задней стенки; с - для крепления фурнитуры
Долю площади повышенной плотности ДБ относительно площади элемента (в процентах) при непрерывной насыпке определяем по выражениям:
- для вертикального элемента с фурнитурой крепления двери:
(В - Ь - с) ■ (2а + п • ё) + Ь(Ь + с)
ДБ = -- т р ----100% ;
Ь ■ В
- для вертикального элемента без фурнитуры крепления двери:
(В - Ь) ■ (2а + п ■ ё) + Ь ■ Ь ДБ = 1- ' „ -100% ;
Ь ■ В
- для горизонтальных элементов:
2 В ■ ё + (Б-2ё) ■ Ь ДБ =--100% ;
- для двери:
ДБ =
Ь ■ с-
100%
Ь(Б + 2И)
где Ь - высота шкафа; В - длина (глубина) шкафа; Э - ширина горизонтальных элементов; (В+2И) - ширина шкафа; п - количество полок; И - толщина плиты.
Считаем, что при дискретной насыпке достаточно частичного уплотнения проблемных зон, при которой плотность полосы дополнительной насыпки повышена только на 1/3 длины элемента и на 1/5 высоты элемента. При этом полоса дополнительной насыпки для крепления задней стенки остается непрерывной. Тогда долю площади повышенной плотности ДБ определяем по выражениям:
- для вертикального элемента с фурнитурой крепления двери:
(В-Ь-е,) • (2 а + п • ё) /3 + Ь (Ь + с/3)
ДБ = --—-----—100% ;
Ь • В
- для вертикального элемента без фурнитуры крепления двери:
(В-Ь) • (2 а + п • ё) /3 + Ь • Ь ДБ = 1- , „ -100% ;
Ь • В
- для горизонтальных элементов:
- для двери:
2 В • ё /3 + (0-2ё) • Ь
ДБ =--— 100%
В • о
Ь • е0
ДБ =
5 Ь(Б + 2Ь)
100% .
1_
Рисунок 2 - Зоны повышенной плотности элементов кухонного шкафа с дискретной дополнительной насыпкой: а, ё - для крепления горизонтальных элементов; Ь - для крепления задней стенки; с - для крепления фурнитуры двери
Проблемными зонами в элементах мебели являются места их креплений между собой, поэтому, делая данные зоны более плотными, можно снижать плотность остальной площади элемента, т.к. изгибающие и сжимающие нагрузки в большинстве случаев значительно меньше, нагрузок, приходящихся на крепления.
Считаем, что в зонах с дополнительной насыпкой плита имеет высокое значение плотности р2 = 820 кг/м . В остальных зонах плиты целесообразно создание низкой плотности, имеющей значение р1 = 550 кг/м . Средневзвешенную плотность плиты определяем из выражения:
Р ср = Р 2
ДS (100 - ДS) -+ Р1--^
100
100
Процентное снижение веса плиты при неизменном значении выдергиванию шурупов определяем из выражения:
Р ср
Ар = (1 - —) 100% . Р 2
Данные расчетов для кухонного шкафа с одной полкой (п = 1), имеющего размеры L = 600 мм, В = 300 мм и D = 400 мм, сводим в таблицу 1.
Таблица 1 - Доля повышенной плотности и усредненная плотность плит
Элементы Сплошная насыпка Дискретная насыпка
AS, % Рср, кг/м Ар, % AS, % рср, кг/м Ар, %
Вертикальный без фурнитуры двери 32,0 636 22,4 15,1 591 27,9
Вертикальный с фурнитурой двери 20,7 606 26,1 10,7 579 29,4
Горизонтальные 21,5 608 25,8 11,5 581 29,1
Дверь 11,4 581 29,1 2,3 556 32,2
Полученные результаты показывают, что снижение плотности ДСтП и использование дополнительной локальной насыпки стружечной массы в процессе формирования ковра позволяет снизить общую массу кухонного шкафа от 22 % до 32 % при повышенной прочности крепления между собой отдельных элементов шкафа. Для другого вида мебели, имеющего большие площади элементов данный эффект будет сказываться еще сильнее.
Литература
1. Шварцман, Г. М. Производство древесностружечных плит / Г.М. Шварцман, Д.А. Щедро / 4-е изд. - М. : Лесн. пром-сть, 1987. - 320 с.
2. А.с. 1328203 СССР, МПК В 27 J 3/12, Устройство для формирования стружечного ковра / Плотников С.М., Лурье М.С. - 1987, Бюл. № 29.
3. Карасев, Е. И. Прессы непрерывного действия для древесных плитных материалов / Е.И. Карасев, М.В. Кохреидзе, А.А. Никитин.- М.: МГУЛ, 1977.- 45 с.
