Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Повышение формоустойчивости щитовых изделий из древесины с использованием эластичных клеевых композиций

Диссертация: Повышение формоустойчивости щитовых изделий из древесины с использованием эластичных клеевых композиций
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Апробация работы. Научные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических семинарах кафедр древесиноведения и механической технологии древесины ВГЛТАна международной научно-технической конференции «Интеграция фундаментальной науки и высшего математического образования по проблемам ускоренного воспроизводства использования и модификации древесины» (Воронеж… Читать ещё >

Повышение формоустойчивости щитовых изделий из древесины с использованием эластичных клеевых композиций (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования
    • 1. 1. Обзор и анализ конструкций щитовых изделий
    • 1. 2. Факторы, обуславливающие возникновение внутренних напряжений в паркетных щитах
    • 1. 3. Анализ способов обеспечения стабильности размеров древесины при переменных температурно-влажностных условиях
    • 1. 4. Анализ способов повышения эластичности клеевых соединений
    • 1. 5. Выводы 38 1.5 Цель и задачи исследования
  • Глава 2. Теоретическая разработка исследуемого вопроса
    • 2. 1. Разработка математической модели возникновения напряжений в паркетном щите
    • 2. 2. Обоснование толщины клеевой прослойки
  • Выводы
  • Глава 3. Методика исследования
    • 3. 1. Исследования геометрических характеристик торцовых поверхностей древесины
    • 3. 2. Определение объема впадин микронеровностей
    • 3. 3. Определение предела прочности и модуля упругости клеевых пленок
    • 3. 4. Определение усадки клея
    • 3. 5. Разработка математических регрессионных зависимостей
  • Глава 4. Результаты экспериментов
    • 4. 1. Исследование геометрических характеристик торцовых поверхностей древесины
    • 4. 2. Определение объема впадин микронеровностей и толщины клеевой прослойки
    • 4. 3. Исследование влияния рецептуры на свойства клеевых композиций
  • Выводы
    • 4. 4. Многокритериальная оптимизация клеевой композиции
  • Глава 5. Технико-экономическая эффективность внедрения научной разработки в производстве 100 Основные
  • выводы и рекомендации 104 Библиографический
  • список
  • Приложение 1. Результаты расчетов параметров параграммой МаКЖгк!

Приложение 2 Расчетные и экспериментальные кривые опорной поверхности 131 Акты замеров прогибов щитовых деталей на ОАО «Графская кухня»

Протокол производственных испытаний комбинированного клея

Актуальность темы

Основными и наиболее распространенными формообразующими конструктивным элементом изделий из древесины в настоящее время являются щитовые детали. Номенклатура изделий, включающих в свой состав щитовые детали, чрезвычайно разнообразна. В первую очередь это щитовые паркетные изделия, корпусная мебель, щитовые двери, стеновые панели и т. п. Качество этих изделий определяется качеством изготовления щитовых деталей, составляющих конструкцию, поэтому к ним предъявляют высокие требования по формоустойчивости и прочности.

Согласно правилам конструирования изделий из древесины детали изделий следует конструировать так, чтобы неизбежные изменения их размеров и формы при эксплуатации были минимальными. Это условие достигается применением клееных конструкций.

Одними из наиболее распространенных конструкциями щитов являются щиты, склеенные из реек из массивной древесины по кромке. Для обеспечения формоустойчивости щита рейки изготавливают с соотношением сторон сечения 1:1,5. При этом для уменьшения коробления используют короткие делянки, стыки которых располагаются по длине щита вразбежку. Кроме того делянки подбирают по расположению годовых слоев, делают обвязку щита рамкой, устанавливают шпонки. Часто щиты делают переклеенной конструкции путем склеивания нескольких тонких щитов пластями с перекрестным расположением волокон древесины в смежных слоях. Такие щиты наиболее формоустойчивы и прочны, но сложны в изготовлении. Широкое распространение получили щиты, изготовленные из столярной плиты, а также щиты рамочной конструкции с ячеисто-реберными или сотовым заполнением, обклеенные с обеих сторон древес-но-волокнистой плитой. Такие конструкции широко используют при изготовлении дверных полотен.

Широкой гаммой клееных конструкций щитов представлены паркетные изделия.

В производстве мебели в настоящее время в преобладающем большинстве все щитовые детали изготавливают из древесностружечных плит или МДФ, которые обладают относительно изотропными свойствами.

Несмотря на все принимаемые меры, коробление в настоящее время является, пожалуй, самым распространенным к непредсказуемым дефектом при изготовлении щитовых деталей.

Причин, вызывающих коробление щитов, множество однако в основе всех их лежит нарушение симметричности щита относительно оси, проходящий через центр сечения параллельно пласти. Ассиметрия может быть вызвана конструкцией щита, разными упруго-пластическими свойствами материалов, применяемых при изготовлении щита, а также технологическими факторами. Обеспечить абсолютную симметричность щита практически невозможно, поэтому коробление на сегодняшний день остается основным дефектом в производстве изделий из древесины.

Целью настоящего исследования является повышение формо-устойчивости щитовых изделий из древесины путем использования при их склеивания эластичных клеевых композиций.

Объектом исследования является технология склеивания щитовых изделий из древесины.

Методика исследований. Поставленные задачи решались посредством теоретических и экспериментальных исследований. Методика исследований соответствовала действующим стандартам и общепринятой в деревообработке. Экспериментальные данные обрабатывались методами математической статистики с использованием стандартных прикладных программ для современного персонального компьютера. При проведении экспериментальных исследований использовался униформротатабедьный план и методы многокритериальной оптимизации.

Научная новизна работы.

• Разработана математическая модель коробления под действием внутренних напряжений в паркетном щите, учитывающая возможность отслаивания лицевого слоя от основания по периметру щита.

• Разработана геометрическая модель торцевых поверхностей древесины, отличающаяся использованием параметров, определяющих ее адекватность реальной поверхности и дано математическое описание ее микропрофиля.

• Предложены формулы для расчета объема впадин микронеровностей поверхности древесины и усредненной толщины клеевой прослойки. 7.

• Получены регрессионные уравнения зависимости реологических и прочностных показателей композиционных клеев от количества вводимых пластификаторов и наполнителей и определена оптимальная рецептура клея.

Значимость для теории и практики.

• Предложен математический аппарат для определения величины прогиба щита под действием усушки древесины и усадки клеевой прослойки, а также усредненной толщины клеевой прослойки.

• Подобраны пластификатор и наполнитель, а также их оптимальные соотношения, обеспечивающие повышение формоустойчивости щитов.

Положения выносимые на защиту.

• Математический аппарат численного расчета величины прогиба щита под действием напряжений, возникающих от усушки лицевого покрытия и усадки клея.

• Математические зависимости, определяющие условия, исключающие отслаивание лицевого слоя от основания по периметру щита.

• Геометрическая модель торцевой поверхности древесины и математическое описание ее микропрофиля для определения толщины клеевой прослойки.

• Уравнения зависимости прочностных и реологических показателей от рецептуры клея.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается адекватностью математических моделей, относительной погрешностью результатов экспериментов, не превышающей 5%, совпадением результатов, полученных теоретическими расчетами и экспериментальным путем.

Апробация работы. Научные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических семинарах кафедр древесиноведения и механической технологии древесины ВГЛТАна международной научно-технической конференции «Интеграция фундаментальной науки и высшего математического образования по проблемам ускоренного воспроизводства использования и модификации древесины» (Воронеж, 2004) — на Всероссийской научно-технической конференции (Москва, 2004) — на ежегодных научно-практических конференциях ВГЛТА 2001;2005 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, из которых 5 в соавторстве.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 99 страницах машинописного текста. Работа содержит 34 рисунка, 14 таблиц, список использованной литературы из 87 наименований.

Основные выводы и рекомедации.

Одним из наиболее распространенных дефектов щитовых изделий является коробление, вызванное асимметричностью конструкции и внутренними напряжениями, возникающими при склеивании.

Установлено, что формоустойчивость щитов в значительной мере зависит от модуля упругости клеевой прослойки, ее толщины и степени усадки при отвердении клея. Толщина клеевой прослойки зависит от геометрических характеристик микропрофиля поверхности склеиваемых материалов.

В результате проведенных исследований установлено:

• микрогеометрия профиля поверхности склеиваемых деталей описывается уравнениями кубической параболы;

• экспериментальным путем получены кривые опорной поверхности и определены коэффициенты уравнений для торцовых поверхностей древесины дуба, березы и осины;

• определены оптимальные значения толщины клеевой прослойки при склеивании паркетных щитов с лицевым покрытием из торцовых плашек;

• предложен в качестве пластификатора карбамидоформальдегид-ной смолы дибутилсебацинат и изучено его влияние на модуль упругости, усадку и прочность клеевых пленок;

• путем многокритериальной оптимизации определено оптимальное соотношение компонентов композиционного клея при использовании в качестве пластификатора поливинилацетатной дисперсии и дибутилсебаци-ната, а в качестве наполнителя гипса и монтмориллонита;

• проведены производственные испытания клеевой композиции и определен ожидаемый экономический эффект от внедрения.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Справочник мебельщика. Конструкции и функциональные размеры. Материалы. Технологии производства Текст. / под ред. к.т.н. В. П. Бухтиярова. М.: Лесная промышленность. 1985. — 182 с.
  2. , В. В. Луценко В.Д. Покрытия полов из древесины и древесных материалов Текст. /ВНИПИЭИлеспром. М., 1986. — 44 с. -Обзор, информ.
  3. И.А. Технология и оборудование паркетного производства Текст. — М.: Лесная промышленность. 1974. 124 с.
  4. А.М. Состояние производства паркетных покрытий в СССР и за рубежом Текст. /ВНИПИЭИлеспром. М., 1978. — 61 е.: Обзор.
  5. Развитие производства однослойных паркетных щитов. Экс-пресс-информ.: Отеч. произ.опыт. Текст. — М.: ВНИПИЭИлеспром, 1985. -32 с.
  6. E.H. Оборудование и технология производства паркетных покрытий //Механическая обработка древесины- Экспресс-информ. Текст. / ВНИПИЭИлеспром. М., 1974. — 8 с.
  7. Справочник по древесиноведению, лесоматериалам и деревянным конструкциям. Текст. М.- Гослесбумиздат, 1959. — 320 с.
  8. A.C. 400 681, Кл. Е 04fl5/04, В 27 м3/04. Способ изготовления паркетного щита. /О.С. Бабков, P.A. Квитайшвили, A.C. Муджирн. Опубл. 01. 10. 1973, Бюл. № 40. — 2с.
  9. A.A., Тарасова А. И., Чернышев А. Н. Паркет из низкосортной модифицированной древесины Текст. // Сб. тезисов докл. на ме-ждунар. симпоз. Позрань, 1993. с. 152.
  10. A.A., Глазков С. С. Покрытия для пола из низкосортной древесины Текст. / ЦНТИ- Воронеж, 1997, 2 е.- Инф.л. -№ 335−97.
  11. A.A. Использование маломерной древесины в производстве паркетных щитов и точенных изделий. Текст. Воронеж: ВГЛТА, 1998. 120 с.
  12. A.M., Уголев Б. Н. Справочник по древесине. Текст. -М.: Лесная промышленность. 1989. 296 с.
  13. B.C., Филонов A.A. Форомоустойчивость паркетных щитов с лицевым покрытием из торцовых плашек. Текст. // Вестник Центрально-Черноземного отделения наук о лесе РАЕН и ВГЛТА. — 1998. № 1.
  14. H.A., Башинский В. Ю., Буглай Б. М. Технология изделий из древесины: Учебник для вузов. Текст. 2-е изд. — М.: Лесн. пром-сть, 1990.-528 с.
  15. Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. Текст. М.: Лесн. пром-сть, 1978. — 224 с.16Харук Е. В. Проницаемость древесины жидкостями и газами. Текст. Новосибирск: Наука, 1976. — 190 с.
  16. Клеи и процесс склеивания древесины. B.C. Мурзин Текст. Воронеж. лесотехн. ин-т. Воронеж, 1993. 88 с.
  17. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания. Текст. Москвитин Н. И. «Лесная промышленность», 1964. — 248 с.
  18. В.М. Прочность клеевых соединений. Текст. М.: Стройиздат, 1973.-81 с.
  19. В.М. Долговечность клеевых соединений древесины. Текст. -М.: Гослесбумиздат, 1962.- 158 с.
  20. ГОСТ 24 329–80. Древесина модифицированная. Способы модифицирования. Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1980. — 7 с.
  21. В.А. Технология и оборудование химико-механического модифицирования древесины карбамидом.: Дис. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук. Воронеж, 1995.-318 с.
  22. Bender F. Dimensional stabilization of wood. Ottawa, 1964. — 186 p.
  23. Borgan K. The effekt of water repellents on the dimensional stability of. // Norsk skogint, 1961. 15. — p. 507−521.
  24. Szamajew W. Niektore aspekty stabilizacje drewna sciesnianego // Modifikacja drewna: Materialy na VI Simposium naukowe. — Rydnyza — 1987. s. 324−329.
  25. Szamajew W. Modifikacja drewna samopressovaniem / Modifikacja drewna 89. Poznan. — 1989. — s.287−293.
  26. A.C. 74 350 СССР, МКИ В 27 К 3/02. Способ снижения гигроскопичности древесины / Изумрудова Г. В., Генель С. В. (СССР). — 4 с.
  27. Г. М., Михайлова М. В., Легчилова Г. Д. Получение трудносгораемой и атмосферостойкой древесины Текст. // Технол. и оборуд. за-гот. и перераб. древ.: Респ. сб. научн. тр. Минск, 1990, — № 2. — с.95−97.
  28. К.А., Гуибис Л. К. Особенности свойств модифицированной древесины Текст. // Зинатне. Рига. — 1983. — 207 с.
  29. Проблемы модификации древесины, перспективы производства и применения в народном хозяйстве Текст. // Полымя. Минск, 1979. — с. 34.
  30. Г. М. Модифицирование древесины термохимическим способом Текст. // Бел НИИНТИ. Минск, 1982. — 60 с.
  31. A.n. Влияние термической обработки плит из древесины частиц в петролатуме: Сб. науч. тр. Текст. /Уральский лесотехн. ин-т- -Свердловск, 1972. Вып. 26. — с. 18.
  32. Ю.А. Полимеризация мономеров в структуре древесины Текст. // Теоретические аспекты модифицирования древесины: Тез. док. всесоюз. научн. конф. Рига, 1983. — с. 23−26.
  33. Ю.В. К вопросу о модификации древесины фенолоселер-тами. Текст. Сб. науч.тр. // Пластификация и модификация древесины. -Рига, 1970.
  34. Г. М. Современное состояние проблемы модификации древесины. Текст. -Минск.: Бел НИИНТИ, 1979.-38 с.
  35. Ю.В., Шутов Г. М., Эрдман М. Е. Древеснопластические материалы на основе полимеров фуранового типа. Текст. // Деревообрабатывающая пром-сть 1972. — № 2. — с. 12−14.
  36. Seborg R.M., Stamm A.J. Staipak // Mechanical Engineering. 1945. -67.-p. 25−91.
  37. A.C. 70 700 СССР МКИ В 27 JI 5/00. Способ пропитки древесины /Генель C.B. (СССР). 4 с.
  38. Barnnes Н.М., Choong Е.Т. Mollhenny R.S. Several vapr chemical treatments for dimensional stabilization of wood // Forest Prod. J/ 1969. -V.19. — № 3. — p.35−39.
  39. Taschenbuch cler Hoeztechnologie. VEB, Leipzig, -887 s.
  40. A.A. и др. Модификация низкосортной древесины отходами нефтехимии Текст. / A.A. Филонов, С. С. Глазков, А. И. Тарасова, С. С. Никулин //Тезисы докл. на междунар. конф. Томск. — 1995, — с. 35.
  41. A.A., Глазков С. С., Томин A.A. Модификация низкосортной древесины хвойных пород с целью рекуперации тонкомерных отходов Текст. //Сб. науч. тр. Воронеж. — 1996, — с. 76−80.
  42. A.A. и др. Повышение формоустойчивостидревесины хвойных пород Текст. / A.A. Филонов, А. И. Тарасова, С. С. Глазков, С. С. Седых //Лесной журнал. 1994, — № 4. — с. 108−110.
  43. A.A., Глазков С. С. Покрытия для пола из низкосортной древесины Текст. //ЦНТИ. Воронеж. — 1997, — 2 е.: Инф. л. — № 335−97.
  44. A.A. Влияние начальной влажности древесины на качество ее пропитки олигомерами. Текст. / Тезисы докл. на Всеросс. конф. -Воронеж. 1998, -с. 138.
  45. Ю.М., Ленарский Л. О., Ковальчук Л. М. Прочность и напряжения клеевых соединений древесины. Текст. М.: Лесная пром-сть, 1984.- 160с.
  46. Ю.М. Прочность и напряжения клеевых соединений древесины. Текст. -М.: Лесная пром-сть, 1973.
  47. Л.М. Производство деревянных клееных конструкций. Текст. ИЗД. 2-е перераб. И дополн. М.: Лесн. про-сть, 1987. -248с.
  48. Р.З. Синтетические клеи в деревообработке. Текст. 2-е изд., М.: «Лесная промышленность», 1971. 288с.
  49. Клеи и процесс склеивания древесины: Учеб. Пособие Текст. /B.C. Мурзин- Воронеж, лесотехн. ин-т. Воронеж, 1993. 89 с.
  50. В.П. Технология склеивания древесины. Учебное пособие Текст. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1981, 80с.
  51. Справочник по клеям Текст. / Составители Айрапетян Л. Х., Заика В. Д., Елецкая Л. Д., Яншина Л. А. Л.: Химия, 1980. — 340с., ил.
  52. O.A., Бельчинская Л. И., Филонов A.A. Влияние глинистого минерала на содержание свободного формальдегида и физико-химического свойства карбамидоформальдегидных клеев Текст. // Сб. науч. тр. Воронеж, ВГЛТА. — 2000. — с. 73−75.
  53. O.A., Филонов A.A., Бельчинская Л. И. Карбамидофор-мальдегидный клей для приклеивания паркетных щитов Текст. // Тезисы докл. на наунно-практич. семенаре. М. — 2002, — с. 27.
  54. Л.И., Лавлинская О. В. Перспективные наполнители карбамидоформальдегидных клеев для изготовления экологически чистой фанеры. Текст. // Сб. науч. тр. Воронеж, ВГЛТА. — 2000. — с. 130.
  55. О.В. и др. Влияние различных наполнителей на свойства фанеры на карбамидоформальдегидных клеях. Текст. /Мат.лы науч.-техн. конф. Воронеж. — ВГЛТА, 2001. — 305 с.
  56. В.М. Прочность клеевых соединений. Текст. М.: Стройиздат, 1973.-81 с.
  57. А.Н. Формирование клеевых соединений древесины. Текст. С.-Петербург, 1992.- 163 с.
  58. А.И., Червинский В. А., Мурзин B.C. склеивание древесины в притык.: Сб. механическая технология древесины. Текст. М. -ВНИПИЭИлеспром, 1973., вып.2-с.12.
  59. B.C., Червинский В. А. Склеивание кусковых отходов ДСтП.: Сб.мебель. Текст. М. — ВНИПИЭИлеспром, 1974., вып. 6. — с. 18.
  60. B.C., Червинский В. А. Клеевые композиции технология торцового сращевания отрезков древесины и ДСтП. Текст. // Сб. науч. тр. -Минск, 1974.-с. 48.
  61. Способ получения КФ модифицированной смолы. /Пат. 2 161 855. С 8 812/40. Россия мкк7. Опубл. 22.12.2000 г.
  62. Клей для древесных материалов. / SU167822. C09J161/24./ СССР. Опубл. 23.09.91 г.
  63. Е.Е., Дувакина Н. И., Карбамидные смолы модифицированные синтетическим латексом. Текст. / Сн. Пет. Технал. Ин-т. СПб. 1992.-9с.
  64. Ю.В., Мазина Г. Р., Штейнберг С. А., Тематический обзор. Клеи на основе латексов Текст. М.: ЦНИИИТЭ нефтехим, 1984. — 72 с.
  65. Ю.П. Теория эксперимента: прошлое, настоящее, будущее Текст. / Ю. П. Адлер, Ю. В. Грановский, Е. В. Маркова. М.: Знание, 1982. -64 с.
  66. A.A. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки Текст. /A.A. Пижурин, М. С. Розенблит. М.: Лесн. пром-сть, 1988. — 296 с.
  67. A.A. Исследование процессов деревообработки Текст. /A.A. Пижурин, М. С. Розенблит. М.: Лесн. пром-сть, 1984. — 232 с.
  68. В.М., Арисланов О. Н. Технология склеивания модифицированной древесины. Текст. /Минлесбумпром СССР. М., 1984. — 34 с. -(Механическая обработка древесины: Обзор.информ.- Вып.1).
  69. Г. М. Современное состояние проблемы модифицирования древесины. Текст. -Минск.: БелНИИНТИ, 1979.-38с.
  70. В.М., Склеивание древесины, модифицированной фурфу-ролацетоновым мономером ФА.: Сб.науч.тр. Текст. /Пластификация и модификация древесины. Рига.: Знание, 1970. — 256.262 с.
  71. A.A. Филонов, Фактическая площадь контакта и объем поверхности при облицовке древесностружечных плит термопластами. Текст. // Лесной журнал, № 4, 1974 г. С. 87.92.
  72. A.A. Филонов, Влияние режима облицовывания древесностружечных плит на объем впадин микронеровностей. Текст. / Деревообрабатывающая промышленность, № 11, М.: «Лесная промышленность» 1974 г. С. 6.9.
  73. A.A., Михайлов H.A. Некоторые вопросы технологии и конструирования изделий из древесины. Текст. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1978.-34 с.
  74. В.А., Михайлов H.A. Технология изделий из древесины: Учеб. пособие. Текст. Воронеж: Изд-во ВГУ. 1985. — с. 94.
  75. Краткая химическая энциклопедия Том 4. Текст. М.: «Советская энциклопедия». 1965. — 1182 с.
  76. Краткая химическая энциклопедия Том 2. Текст. М.: «Советская энциклопедия». 1965. — 1216 с.
  77. A.A., Макаренко A.B. Проблемы паркетного производства. Межвузовский сборник научных трудов. Выпуск 2 Текст. / Науч. ред. В. А. Пашарников Ф. Воронеж: Воронежская государственная лесотехническая академия 2004. С. 290−294.
  78. A.B. Использование дибутилсебацината для повышения формоустойчивости щитовых деталей. Деревообрабатывающая промышленность. Текст. № 3 2005г.-С. 19−20
  79. A.B. Влияние рецептуры на прочность клеевых пленок Технология и оборудование деревообработки в XXI веке. Сборник нуач.тр. Текст. /Науч. ред. В. А. Шамаев Воронеж: Воронежская государственная лесотехническая академия 2005. С. 89−90
  80. А. В. Макаренко Оптимизация состава клеевой композиции Сборник нуач.тр. Текст. /Науч. ред. Петровского B.C. Воронеж: Воронежская государственная лесотехническая академия 2005.
  81. X := data Y := data n := rows (data)
  82. Enter degree of polynomial to fit: k:= 3
  83. Number of data points: n= 10z:= regress (X, Y, k)
  84. Polynomial fitting function: fit (x) := interp (z, X, Y, x) c := submatrix (z, 3, Iength (z) 1,0,0)1. Coefficients: cT = (0.0425 -0.620 872 3.177 448 -1.592 852)1. Y mean (Y))0.9 991 441. Degrees of freedom: n-k-1 = 61. Plots
  85. Polynomial Regression ofYon X0 1 +++• X-Ydata1.ast-squares fit
  86. Расчет для образца дуба после пиления01 0.0302 0.0803 0.1504 0.2505 0.3806 0.5307 0.6808 0.809 0.91 1
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!