Материалы 64-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые кгту – производству»



страница14/17
Дата31.07.2016
Размер3.24 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17

УДК 674.812-419


ОЦЕНКА РАЗНОТОЛЩИННОСТИ ШПОНА НА УЧАСТКЕ СБОРКИ ПАКЕТОВ ФАНЕРЫ

А.Н. Лазаренко, С.А. Угрюмов (КГТУ)


Целью работы является оценка толщины сырого лущеного шпона, выходящего с лущильных станков и сухого шпона, поступающего на участок сборки применительно к условиям ОАО «Фанплит», г. Кострома. Для оценки разнотолщинности были произведены замеры сырого шпона номинальной толщиной 1,5 мм, в количестве 230 листов в 4 точках и замеры сухого шпона 230 листов в 4 точках. В качестве измерительного прибора был применен штангенциркуль DIGINAL CALIPER с точностью измерения 0,01 мм.

На рисунке представлено фактическое распределение толщин сырого и сухого шпона в границах интервалов.



а

б

Рис. 1. Гистограммы распределения в границах интервалов:

а – толщин сырого шпона; б – толщин сухого шпона

Основные статистические характеристики представлены в таблице.

Таблица


Наименование показателя

Значения показателей

для толщины сырого шпона

для толщины сухого шпона

Среднее арифметическое, мм

1,53

1,43

Среднеквадратическое отклонение, мм

0,03

0,025

Коэффициент вариации, %

1,57

1,75

Ошибка среднеарифметического

0,0008

0,0009

Ошибка СКО

0,00057

0,0006

Показателя точности, %

0,052

0,06

Расчетное значение критерия Кохрена

65,08

207

Табличное значение критерия Кохрена

16,9

14,1

Результаты расчетов показали, что обе выборки не подчиняются закону нормального распределения. Отклонение от нормальности распределения может быть вызвано влиянием неслучайных, дестабилизирующих факторов.

Согласно ГОСТ 99–96 браком является сухой шпон толщиной меньше 1,35 мм и больше 1,55 мм, все значения толщин сухого шпона входят в допустимое поле допуска, т.е. в данных выборках брака нет. Однако шпон в основном идет заниженной толщины (1,43 мм относительно номинального значения 1,5 мм), что может вызвать получение фанеры заниженной толщины. В целом лущильные станки работают стабильно с выпуском качественного шпона с малой разнотолщинностью.


УДК 674.812-419


ДРЕВЕСНЫЕ ПЛИТЫ НА ОСНОВЕ ФУРАНОВЫХ ОЛИГОМЕРОВ

Д.А. Смирнов, С.А. Угрюмов (КГТУ)


Производство древесно-стружечных композитов является одним из рациональных путей использования древесных материалов для строительства мебельной промышленности. Мировое производство и потребление древесно-стружечных плит возрастают с каждым годом, находя новые сферы применения и вытесняя изделия из натуральной древесины.

На сегодняшний день в качестве связующих чаще всего применяются карбамидоформальдегидные и фенолоформальдегидные олигомеры. Плиты, изготовленные с их применением, обладают множеством преимуществ, а именно, относительно малой стоимостью материала, достаточной прочностью, однородностью материала, легкостью в обработке, хорошей способностью удерживать крепежную фурнитуру, обладание тепло- и звукоизолирующими свойствами. В то же время основная часть плит имеет невысокую водостойкость, что приводит к деформациям от воздействия влаги или воды и ограничивает их применение, особенно в строительной сфере.

В данной работе решены вопросы получения древесно-стружечных плитных материалов с улучшенными эксплуатационными показателями, повышенной водостойкостью и огнестойкостью на основе применения фурановых смол.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что на основе фурфуролацетонового мономера ФА, а также иных видов фурановых олигомеров, можно получить прочные и водостойкие плиты. Наибольшая прочность достигается при максимальной плотности плиты и расходе связующего, при этом плиты на основе лиственных пород древесины более прочные, что объясняется более полной смачиваемостью и большей когезионной прочностью лиственных частиц. В то же время водостойкость выше у плит на основе хвойных пород древесины, так как кроме защитных свойств клеевого шва дополнительную защиту оказывают смолистые вещества, присутствующие в древесине, а также перешедшие в отвержденное состояние при термообработке в процессе прессования.

Полученные плиты подвергались также кипячению в воде. Проведенный эксперимент показал, что плиты выдерживают не только длительное воздействие холодной воды, но и кипячение при незначительном разбухании по толщине, что позволяет их отнести к группе материалов повышенной водостойкости.

Плиты на основе фурановых смол обладают высокой прочностью, повышенной водостойкостью, достаточными огнезащитными свойствами, что позволяет их эффективно использовать в различных сферах с переменными температурно-влажностными условиями.

УДК 674.8

Исследование физико-механических показателей

древесно-стружечных плит

И.В. Никулинский, Т.Н. Вахнина (КГТУ)


Целью данной работы является проверка возможности снижения продолжительности прессования плит в цехе ДСтП ОАО «Фанплит», г. Кострома. В исследовании получены зависимости прочностных показателей ДСтП от продолжительности прессования, результаты представлены на рис. 1, 2.

При уменьшении времени цикла горячего прессования прослеживается тенденция к снижению прочностных показателей. Это позволяет сделать вывод, что возможности снижения продолжительности прессования без принятия дополнительных технологических мероприятий исчерпаны.

В работе принято решение о предварительном прогреве стружечного брикета токами высокой частоты, это позволит сократить продолжительность прессования и увеличить годовой выпуск продукции.

↑σр, МПа



τ, с→


Рис. 1. Зависимость прочности ДСтП на растяжение перпендикулярно пласти

от продолжительности прессования

↑σи, МПа

τ, с→


Рис. 2. Зависимость прочности плит при статистическом изгибе

от продолжительности прессования

УДК 674.8

ИССЛЕДОВАНИЕ огнезащищеннОСТИ ДРЕВЕСНО-стружечных плит

В.А. Соколова, Т.Н. Вахнина (КГТУ)


Целью данного исследования является экспериментальное обоснование выпуска огнезащищенных древесно-стружечных плит (ДСтП) на Череповецком фанерно-мебельном комбинате (ЧФМК).

Основным горючим компонентом ДСтП является древесный наполнитель, масса которого составляет примерно 90%. Для придания ДСтП огнезащищенности в композицию вводят антипирены различными методами: обработкой древесных частиц антипиреном перед стадией осмоления; введением антипирена в рабочий раствор связующего; введением мелкодисперсного антипирена в массу древесных частиц одновременно с их осмолением; нанесением антипирена на поверхность плиты. Технологически наименее трудоемким является внесение антипирена на стадии осмоления стружки. Однако при этом возникает проблема совместимости антипирена и связующего. Антипирены по-разному влияют на прочность при статическом изгибе, разбухание по толщине и другие показатели, причем часто трудно сделать вывод, являются ли колебания показателей качества плит случайными, или они обусловлены составом и методом внесения антипирена. Так как исследования показали, что в производстве ДСтП на ЧФМК существуют значительные колебания показателей качества плит, был выбран метод поверхностного нанесения антипирена на готовые плиты, оказывающий наименьшее воздействие на физико-механические показатели ДСтП.

В эксперименте использовались антипирены промышленного производства «Огнебор», «Фенилакс», «КСД», «Пирекс», Определялись потеря массы плит при горении (методом «огневой трубы»), время самостоятельного горения, время тления, обугливание плит по пласти и кромке. Графическая зависимость средней потери массы плит при горении от вида антипирена и кратности нанесения представлена на рисунке.

Рис. График средней потери массы при горении образцов

при однократном и двукратном нанесении антипиренов, %
По результатам эксперимента были сделаны следующие выводы:

- все использованные антипирены придают плитам повышенную огнезащищенность (потеря массы при горении менее 9%);

- способ нанесения антипирена за два раза не дает преимуществ по показателям огнезащищенности, при этом приводит к значительному усложнению технологического процесса;

- наилучшие результаты показал промышленный антипирен «Огнебор», при однократном нанесении потеря массы плит при горении менее 3%.

УДК 674.8

РАЗРАБОТКА ПЛИТНОГО МАТЕРИАЛА С наружНЫМИ СЛОЯМИ ИЗ коры

О.М. Мазаева, Т.Н. Вахнина (КГТУ)


В конце ХХ – начале ХХI вв. в развитии производства древесно-стружечных плит наступил новый этап, характеризующийся расширением области используемого древесного сырья. Одно из направлений – изготовление вафельных плит, органично переросло в производство плит из ориентированной стружки. Однако идея формирования наружных слоев из крупноразмерных частиц на этом себя не исчерпала. Канадские исследователи разработали плиты, на 70 % состоящие из коры. Подтолкнули их к этой разработке участившиеся акции движения «зеленых» против сжигания огромного количества отходов, образующихся при окорке древесины.

В нашей стране кора до сих пор сжигается в топках или вывозится на свалку. Такое положение нельзя назвать удовлетворительным, проблему использования коры необходимо решать в рамках повышения полезного использования древесины. Сложности производства плит из коры обусловлены тем, что ее физико-механические свойства отличаются от показателей древесины, частицы коры плохо склеиваются карбамидоформальдегидным связующим между собой и с частицами древесины.

В работе изготавливались плиты с наружными слоями из коры, в качестве связующего использовалась фенолоформальдегидная смола (ФФС). По результатам обработки экспериментальных данных получены регрессионные математические модели зависимостей прочности плит при статическом изгибе σи, МПа (У1), прочности на отрыв наружного слоя σн, МПа (У2), разбухания по толщине за 24 ч Рh 24, % (У3) от варьируемых факторов – температуры прессования Т, °С (Х1), удельной продолжительности прессования τ′, мин/мм (Х2), доли добавки коры Д, (Х3):

Y1 = 14,87 – 1,43x1 + 0,86x2 –1,72x3 + 0,57x1x3 – 0,82x2x3,

Y2 = 0,75 – 0,18x3 + 0,08 x1x3 + 0,14x2x3,

Y3 =23,83 + 1,21x1 + 2,49x2 + 3,85x1x2 – 0,77x2x3.

При возрастании температуры прессования и доли коры в наружных слоях прочность плит при статическом изгибе и при отрыве наружных слоев убывают, а при возрастании продолжительности прессования возрастают, это объясняется тем, что для ФФС требуется большая продолжительность прессования для углубления степени поликонденсации связующего.

При минимальной доле коры в наружных слоях (в пределах диапазона варьирования), минимальной удельной продолжительности прессования и максимальной температуре изготовленные плиты имеют физико-механические показатели, соответствующие требованиям ГОСТ 10632–2007, предъявляемым к древесно-стружечным плитам. Плиты имеют мозаичную структуру, могут использоваться для интерьерных решений.

УДК 674.8



ИССЛЕДОВАНИЕ показателей качества ДРЕВЕСНО-стружечных плит на Череповецком фанерно-мебельном комбинате

В.А. Соколова, А. Дерунов1 (КГТУ)


В работе исследовалась стабильность основных физико-механических показателей древесно-стружечных плит (ДСтП) на Череповецком фанерно-мебельном комбинате (ЧФМК). В настоящее время комбинат выпускает ДСтП и ламинированные плиты мебельного назначения. Расширение ассортимента за счет выпуска ДСтП со специальными свойствами возможно, однако этому должен предшествовать анализ показателей качества выпускаемых плит.

До 2008 г прессование плит производилось на физически устаревшем оборудовании – двадцатипролетном прессе ПР-6Б. Износ головного оборудования обуславливал значительные припуски на шлифование и, как результат, перерасход древесного сырья и энергии. В 2008 г. была установлена формовочно-прессовочная линия непрерывного прессования фирмы «Dieffenbacher». В исследовании проанализированы средние результаты определения прочности плит при статическом изгибе, при растяжении перпендикулярно пласти плиты, разбухания по толщине за 24 ч и плотности ДСтП за 2005–2010 гг. График средней прочности плит при статическом изгибе представлен на рисунке.

Исследование показало, что, несмотря на замену головного оборудования, тенденция снижения прочности не устранена, существуют также значительные колебания показателей в течение года по месяцам. Причиной этого могут быть неконтролируемые колебания породного состава сырья и доли добавки мягких отходов деревообработки (стружки-отходов и опилок). По результатам исследования рекомендован контроль, исключающий колебания вида и породного состава сырья.
, МПа


Рис. 1. График прочности плит при статическом изгибе за 2005–2010 гг.
В данных условиях разработку плит специального назначения необходимо начинать с мероприятий, направленных на стабилизацию показателей качества ДСтП. На начальных этапах возможно придание специальных свойств плитам путем использования методов, не оказывающих негативного воздействия на клеевую композицию, а следовательно, и на показатели ДСтП.

УДК 674.8



Производство ДРЕВЕСНО-стружечных плит

с металлизированной поверхностью

М.О. Попова1 (КГТУ)


В условиях, когда Россия вступила в ВТО, насущной необходимостью для отечественного плитного производства становится завоевание своей ниши на мировом рынке древесно-стружечных плит (ДСтП). Основным потребителем ДСтП является мебельное производство. В настоящее время Россия по объему мирового импорта мебели занимает четвертое место среди стран-клиентов ЕС. Со снижением пошлин на импортную мебель и древесные плиты отечественные товары могут стать неконкурентоспособными.

В новых рыночных условиях для того, чтобы завоевать и удержать потребителей ДСтП – производителей мебели, недостаточно просто выпускать плиты, соответствующие требованиям нормативной документации. Необходимо предложить тот продукт, который им нужен, причем высокого качества. Л


Рис.

идеры мирового плитного производства – производители Германии в условиях мирового экономического кризиса для предотвращения падения продаж совершенствуют технологии и увеличивают инвестиции на исследовательские работы.

Европейские производители выпускают плиты широкого ассортимента. В последнее время в Европе наметилась тенденция использования ламинированных плит, имитирующих различные минералы, металлы, шифер серых и антрацитовых тонов, а не только текстуру древесины различных пород. Ведутся также разработки в области производства металлизированных плит. В нашей стране таких работ пока нет.

На кафедре МТД КГТУ выполнена разработка плит с поверхностью из металлической фольги (рис.). Облицовывание производится в процессе горячего прессования, клеевой материал – фенолоформальдегидная смола с модифицирующей добавкой для улучшения сродства к металлу.


В исследовании получены регрессионные математические модели зависимостей прочности плит при статическом изгибе σи, МПа (У1), прочности на отрыв наружного слоя σн, МПа (У2), разбухания по толщине за 2 ч Рh 2, % (У3), разбухания по толщине за 24 ч Рh 24, % (У4) от варьируемых факторов – температуры прессования Т, °С (Х1), удельной продолжительности прессования τ′, мин/мм (Х2), доли добавки модификатора Д, (Х3):

Y1 = 17,62 – 0,347X1 + 0,009X2 +1,04 X3 – 0,55X1X2 + 0,26X1X3 – 1,29X2X3,

Y2 = 1,11– 0,12X1 – 0,04X2 + 0,05X3 – 0,02X1X2 – 0,03X1X3 – 0,08X2X3,

Y3 = 11,55 – 0,06X1 +1,54X2 +1,054 X3 –2,77X1X2+ 0,29X1X3 – 0,52X2X3,

Y4 = 13,16 + 0,47X1+ 0,79X2 + 0,55 X3 – 2,27X1X2 + 1,22X1X3 –1,42X2X3.

Анализ моделей позволил разработать технологические рекомендации для выпуска плит с поверхностью, облицованной в процессе горячего прессования металлической фольгой. Данные плиты могут расширить ассортимент продукции, выпускаемой отечественными плитными предприятиями и послужить основой для дизайнерских разработок в области интерьера и мебельных изделий.

УДК 674.8

ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНые композиты

с добавкой измельченных полиэтиленовых отходов

И.С. Константинова, Т.Н. Вахнина (КГТУ)


В настоящее время производство полимеров, используемых в качестве упаковочных материалов, растет как в России, так и в мире в целом. В связи с этим актуальной становится проблема переработки бытовой полимерной упаковки. Основной объем полимерных отходов утилизируется захоронением в почву или сжиганием, однако эти способы решения проблемы имеют много недостатков. Простая утилизация полимерных отходов в захоронениях малоэффективна. Разложение данных материалов происходит за период от 50 до 100 лет. При сжигании полимерных отходов выделяется большое количество диоксинов и других вредных веществ. В связи с ущербом для экологии от утилизации полимерной упаковки, в некоторых странах Европы, таких как Италия, в бытовых целях вместо полиэтиленовых пакетов используют более дорогостоящие, но экологически более чистые бумажные.

Повторное использование полиэтилена для производства упаковочных материалов ограничивается тем, что переработанные полимерные отходы можно использовать только в качестве добавки к основному сырью, причем в количестве, не превышающем 10 % от общего объема сырья. В противном случае качество полимерного материала значительно ухудшается.

Одним их направлений использования данного вида отходов может быть производство древесно-полимерных композитов. Измельченные отходы полиэтиленовой упаковки необходимо добавлять в наружные слои плит, поскольку полиэтилен плавится в интервале 240–260°С, а в середине прессуемого стружечного брикета температура составляет 100–105 С. Сложность переработки отходов полиэтилена в древесно-полимерные композиты с хорошим балансом физико-механических показателей заключается также в отсутствии в нем свободных активных группировок, а также в повышенной гидрофильности древесной составляющей композита.

Если обеспечить технологическую возможность введения полиэтилена в композицию в качестве активной, а не инертной составляющей, можно наряду с решением проблемы утилизации полиэтиленовых отходов разработать новый вариант плитного материала повышенной водостойкости.

Для разрабатываемого композита эффективным решением данной задачи будет использование сочетания методов заполнения капилляров древесины и пор плиты расплавленным полиэтиленом как гидрофобным веществом и предотвращение процесса гидролитической деструкции отвержденного связующего за счет повышения степени поликонденсации связующего, т. е. углубления процесса структурообразования.

Для исследования влияния температуры и давления на эксплуатационные показатели композитов был использован 2-факторный дисперсионный анализ.



Фактор – температура прессования:

Фактор – давление прессования:

– Т = 250°С; – Т = 260°С; – Т = 270°С.

– р = 4 МПа; – р = 5 МПа.

Согласно плану проводился эксперимент. В каждой точке плана, то есть при каждом сочетании уровней факторов и изготавливались образцы композита и проводились их испытания на прочность при статическом изгибе и разбухание по толщине. Результаты исследования приведены в табл. 1, 2.

Таблица 1

План эксперимента и результаты определения прочности композитов

при статическом изгибе σи. МПа



Уровни фактора

Уровни фактора









7,22; 7,96; 10,19; 11,32; 9,85

8,36; 9,45; 9,37; 11,29; 11,86

11,71; 12,02; 12,53; 13,99; 12,34



21,01; 16,87; 18,20; 18,54; 18,27

17,10; 15,64; 11,46; 12,11; 14,8

11,23; 18,79; 14,55; 13,14; 13,89

Таблица 2

План эксперимента и результаты определения разбухания композитов

по толщине за 24 ч, %

Уровни фактора

Уровни фактора









16,02; 13,91; 14,25; 12,82; 13,76

14,16; 13,96; 13,52; 12,89; 13,54

14,90; 12,47; 13,56; 11,58; 13,98



8,46; 11,77; 12,25; 11,48; 11,28

10,60; 7,35; 5,31; 5,08; 9,17

8,27; 8,21; 8,20; 8,24; 8,19

Прочность при статическом изгибе композитов, полученных при давлении 5 МПа, значительно больше, чем у полученных при давлении 4 МПа. Статистически обоснованный вывод о значимости влияния давления на прочность плит сделать нельзя, т.к. между факторами «давление» и «температура прессования» существует значительный эффект взаимодействия. На разбухание по толщине оба фактора влияют значимо, причем давления влияет больше, чем температура прессования. Исходя из результатов обработки экспериментальных данных методом двухфакторного дисперсионного анализа, принято решение выбрать уровень давления 5 МПа.

Результаты этапа исследования подтвердили правильность разрабатываемого направления и позволили обосновать выбор давления прессования.

УДК 658.382.502.3




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   17


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница