CC BY
29
УДК 674.815-41
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ПРОГРЕВА
СТРУЖЕЧНОГО КОВРА IMPROVING THE SURFACE HEATING PARTICLEBOARD MAT
Плотников С.М., Захаров Ю.В., Колмаков О.В., Руденко Б.Д.
(Красноярский институт железнодорожного транспорта, г. Красноярск, РФ) Plotnikow S.M., Zaharov J.V., Kolmakov O.W., Rudenko B.D.
(Krasnoyarsk Institute of Railway Transport, Krasnoyarsk)
Рассмотрена возможность повышения поверхностной прочности стружечного ковра, предназначенного для прессования в прессе периодического действия.
The possibility of increasing the strength of the chip surface of the mat, designed for pressing the batch press.
Ключевые слова: стружечный ковер, пресс периодического действия
Key words: particle mat, press batch operation
В России древесные плиты (древесностружечные, MDF и др.) прессуют в основном в одно- и многоэтажных прессах периодического действия. При загрузке пресса его этаж (этажи) размыкают на максимальную высоту, рассчитанную на загрузку наибольшего по толщине стружечного пакета вместе с полкой загрузочной этажерки, поэтому путь, проходимый подвижной плитой пресса до соприкосновения с поверхностью прессуемого материала, может составлять 20 см и более.
При изготовлении древесных плит и других изделий из материалов с мелкоструктурной поверхностью интенсивность смыкания прессов периодического действия ограничена предельно допустимой скоростью среды (воздушного потока), выходящей из пространства между прессующей плитой и верхней поверхностью прессуемого материала. Этот воздушный поток способен разрушить не только мелкоструктурную поверхность пакета, но и сам пакет. Очевидно, что чем больше формат плит пресса, тем больше вытесняемый объем воздуха и тем выше скорость среды, выходящей из межплитного пространства. Поэтому непродуктивное время смыкания прессов приходится увеличивать, что не только снижает производительность оборудования, но и ухудшает качество изготовляемой плиты, т.к. нижняя сторона стружечного пакета (до прессования) и готовой плиты (после прессования) контактирует с горячей поверхностью прессующей плиты дольше, чем верхняя сторона. Одним из последствий такой несимметрии является покоробленность готовой плиты.
Поэтому для получения качественной поверхности плит необходимо увеличить скорость смыкания пресса. С другой стороны, перед посадкой на ковер скорость смыкания следует резко уменьшить, чтобы предотвратить разрушение поверхности ковра воздушным потоком, выходящим из пространства между ковром и греющей плитой.
Производительность пресса является наиболее «узким местом», она определяет производительность всей линии по производству плит, т.к. количество почти всех агрегатов в ней (стружечных станков, сушилок, смесителей, формирующих машин и
т.д.) может меняться, а пресс в линии может быть только один.
Современные многоэтажные прессы, оборудованные механизмом одновременного смыкания, смыкаются в конечное положение (для плит толщиной 15 - 20 мм) за 20 - 40 с [1]. При этом из межплитного пространства каждого этажа в течение этого времени выходит до 10 м воздуха. Данный воздушный поток разрушает верхние слои стружечных пакетов, состоящие, как правило, из наиболее мелких частиц, что ухудшает качество изготовляемых плит. Поэтому закрытие пресса осуществляется со скоростью, не превышающей 7 мм/с [1]. При этом увеличивается непродуктивное вспомогательное время в цикле прессования и снижается производительность прессов.
Прессы для предварительного прессования (подпрессовки) не решают проблемы, т.к. в них уменьшается толщина ковра и возрастает его транспортная прочность, однако отверждения связующего не происходит, и ковер имеет рыхлую поверхность. Также не дают отвержения связующего и современные устройства для высокочастотного нагрева стружечного ковра [2].
В [3] предложено изменять скорость смыкания пресса по определенному закону, при котором скорость выдувания воздушной среды не превышает допустимого значения. Однако такая мера существенно усложняет гидравлическое оборудование пресса и не всегда реализуема.
В КрИЖТ разработано устройство для поверхностного нагрева стружечного ковра (рисунок 1), включающее свободно лежащий на стружечном ковре нагревательный прессующий валец, выполненный в виде полого металлического цилиндра весом около 20 кг с возможностью вращения от соприкосновения с ковром [4].
Рисунок 1 - Общий вид нагревательного приспособления: 1 - формирующий конвейер; 2 - нагревательный валец; 3 - стойки; 4 -кронштейны; 5 - контактные кольца; 6 - щетки
Нагревательный валец с торцов шарнирно закреплен на кронштейнах, противоположные концы которых размещены на стойках, установленных по обе стороны формирующего конвейера. На внутренней поверхности вальца уложен нагревательный элемент, концы которого электрически соединены с контактными кольцами, размещенными на одном из торцов вальца (рисунок 2). К контактным кольцам прижаты графитовые щетки.
С
С
J
с
J
Рисунок 2 - Развертка нагревательного вальца: 2 - нагревательный валец; 5 - контактные кольца; 6 - щетки; 7 - нагревательный элемент
Устройство работает следующим образом. Щетки подключают к источнику постоянного или переменного тока, температура внешней поверхности вальца повышается до значения, превышающего температуру отверждения связующего, например, выше 2000С. Стружечный ковер перемещают под нагревательным вальцом, который свободно лежит на ковре и вращается за счет соприкосновения с ним. В месте этого соприкосновения температура тонкого поверхностного слоя ковра повышается по всей его ширине, связующее этого слоя толщиной до 1 мм отверждается, образуя тонкую пленку, в которой стружка приклеена друг к другу и к нижнему слою. За счет того, что термическое воздействие на ковер кратковременно (до 2 секунд), а давление на ковер незначительно из-за малого веса вальца, связующее полимеризуется только в поверхностном слое, а в остальной массе ковра деструкции связующего не происходит. Таким образом, образуется «пленка» из затвердевшей стружечно-клеевой смеси, за счет которой мелкоструктурная поверхность ковра перестает быть рыхлой.
Далее ковер разделяют на пакеты и загружают в пресс. При этом смыкание прессующих плит пресса производят с большой скоростью, т.к. за счет повышения поверхностной прочности стружечного пакета скорость выдувания воздуха из межплитного пространства можно повысить от 0,5 м/с до 2 м/с и более. Пакеты прессуют в одно- или многоэтажном прессе при температуре прессующих плит 170...200°С. Готовую древесную плиту шлифуют, при этом сошлифовывается как нижний слой, так и верхний слой плиты, в котором произошло раннее отверждение связующего.
Опыт показал, что данное устройство свободно встраивается в действующие линии по производству древесных плит и позволяет повысить их производительность до 5% за счет сокращения непроизводительного времени смыкания пресса.
Список использованных источников
1. Мелони, Т. Современное производство древесностружечных плит и древесноволокнистых плит: пер. с англ. В. В. Амалицкого и Е. И. Карасева / Мелони Т. - М. : Лесн. пром-сть, 1982. - 416 с.
2. Патент Канады 2443799, B27N 3/18. Microwave preheat press assembly. - 10.04.2007.
3. Плотников, С. М. Оптимизация операции по смыканию плит крупноформатных прессов для изготовления ДСП / С. М. Плотников // Деревообрабатывающая промышленность. - 2008. - № 4. - С.7-9.
4. Патент РФ на полезную модель № 149239, МПК В 27 N3/18, Устройство для поверхностного уплотнения стружечного ковра / Плотников С. М. - опубл. 27.12.2014. Бюл. № 36.
