авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Совершенствование формирования и прессования древесностружечных плит

-- [ Страница 4 ] --

Значения стрелы прогиба f в зависимости от несимметрии заданных в эксперименте параметров и плотности плит форматом 420420 мм2 представлены на рисунке 14.

 Зависимость стрелы прогиба от-61

Рисунок 14 – Зависимость стрелы прогиба от плотности плит и асимметрии параметров: а, б – асимметрия масс и влажности наружных слоев; в – асимметрия поверхностной влажности; г – асимметрия температур прессующих плит

Распространенные в настоящее время способы уменьшения покоробленности ДСтП (выдержка плит в плотных стопах, несимметричное калибрование пластей покоробленных плит, приложение обратной прогибу деформации в условиях определенной влажности и температуры) никак не связаны с технологическим процессом изготовления плит, они осуществляются уже на готовых плитах, и их можно отнести к пассивным способам устранения покоробленности. В отличие от пассивных способов, при которых воздействие на плиты осуществляют после их изготовления, разработанные в диссертации активные способы предусматривают изменение одного или нескольких технологических параметров на определенную величину с целью задания плите обратного прогиба, компенсирующего покоробленность. На основании информации о покоробленности изготовленной плиты производится изменение в технологии изготовления последующих плит, т.е. активное воздействие на процесс производства.

Главное достоинство активных способов – возможность автоматического устранения покоробленности изготовляемых плит. При наличии достаточно простых датчиков коробления, устанавливаемых на участке кондиционирования или обрезки готовых плит, и корректной начальной настройке САУ покоробленностью активные способы легко реализуются автоматически. При этом не требуется сложных расчетов для задания температурно-влажностного воздействия, необходимого для выпрямления плит.

Следует выделить четыре основных способа устранения покоробленности, относящихся к активным. При их реализации либо целенаправленно изменяются структурные параметры исходного стружечного ковра (послойная или поверхностная влажность, послойный фракционный профиль), либо создается определенная температурная асимметрия прессующих плит. Разработанная автором классификация способов представлена на рисунке 15.

  Классификация способов-62

Рисунок 15 – Классификация способов устранения покоробленности древесно-стружечных плит

Преобразовав (29), можно решить обратную задачу, т.е. получить значения асимметрии послойной влажности U, поверхностной влажности W, асимметрии масс наружных слоев или температурной асимметрии Т, необходимой для компенсации покоробленности определенной величины. В данные значения необходимо ввести поправки, связанные со временем измерения стрелы прогиба и форматом плиты.

Поправка на время измерения покоробленности составляет:

. (30)

Коэффициент 0,851 отражает тот факт, что уравнение регрессии (29) справедливо для периода, соответствующего 20 минутам после выгрузки плиты из пресса. При подстановке в (30) t = 20 получим К1 = 1. Для того, чтобы уравнение регрессии (29) имело допустимую массу определенности, время t должно быть не менее 5 мин.

Экспериментальные исследования показали, что величина f подчиняется условию подобия, т.е. для квадратной плиты с длиной сторон L [мм] стрела прогиба отличатся в L/400 от стрелы прогиба плит, для которых получено уравнение (29), т.е. для плит с длиной сторон 400 мм. Коэффициент подобия, задающий поправку на формат плиты, имеет вид: К2 = . Для плиты неквадратной формы вместо L следует подставлять среднее арифметическое между длиной и шириной плиты.

Наиболее эффективным в смысле быстродействия является способ управления покоробленностью за счет создания температурной асимметрии плит пресса. При этом для плит толщиной 16 мм минимальное время реакции системы составит около 3 минут, для плит толщиной 19 мм - около 3,5 минут. За этот период возможно изготовление одной покоробленной плиты, во всех последующих плитах покоробленность будет скомпенсирована.

Активный способ управления покоробленностью посредством введения температурной асимметрии при прессовании заключается в том, что через 5-40 минут после выгрузки готовой плиты из пресса измеряют направление и величину покоробленности плиты f (стрела прогиба в центре плиты на пересечении ее диагоналей). В зависимости от измеренного значения при прессовании последующих плит создают разность температуры между прессующими поверхностями (Т в 0С), исходя из выражения:

, (31)

причем более высокую температуру создают на прессующей поверхности, в сторону которой изгибается середина измеряемой плиты, сохраняя неизменной среднюю температуру прессования. Например, при изгибе середины плиты вверх создают температуру верхней и нижней прессующих поверхностей соответственно:

, .

При этом средняя температура прессования остается неизменной: .

В результате такой разницы температур между верхней и нижней прессующими поверхностями перенос тепла внутрь прессуемого пакета становится несимметричным относительно центральной горизонтальной плоскости, связующее в верхних и нижних слоях пакета отверждается не одновременно. Это приводит к образованию в готовой плите внутренних механических напряжений, которые начинают уравновешиваться сразу после раскрытия пресса, деформируя плиту на определенную величину, причем данная деформация компенсирует покоробленность плиты. При этом предполагается, что вызывающие коробление технологические погрешности (подсыхание поверхности стружечного пакета, просеивание мелкой стружки внутрь пакета, засорение тепловых каналов пресса и т.д.) практически не изменяются в период между моментом измерения величины покоробленности и моментом соответствующего изменения температуры прессующих поверхностей. Такие меняющиеся производственные условия, как порода исходной древесины, температура и влажность окружающей среды и т.п., воздействуют на обе стороны стружечного пакета и не влияют на покоробленность плит.

Для подтверждения эффективности предложенных способов в лабораторных условиях на электрообогреваемом прессе было изготовлено две серии ДСтП (по 10 плит в каждой серии).

Плита А: трехслойная из промышленно изготовленной сосновой стружки на фенолформальдегидном связующем толщиной 16 мм, форматом 420420 мм2, плотностью 0,7 г/см3. Влажность верхнего и нижнего наружных слоев исходных пакетов составляла 10% и 50% соответственно, внутреннего слоя – 10%, массовое соотношение слоев 1:3:1. Плиты прессовались при одинаковой температуре верхней и нижней прессующих плит, равной 160 оС.

Плита Б: параметры и условия изготовления те же, что и для плиты А, но температура верхней и нижней плит пресса составляла соответственно 195 и 125 оС.

После выгрузки плит из пресса они выдерживались в горизонтальном состоянии, охлаждаясь до 30 оС, после чего измерялась стрела их прогиба. Для плиты А средняя по 10 измерениям стрела прогиба составила 3,8 мм (середина выгнута вверх), для плиты Б – 0,6 мм (середина выгнута вниз). Таким образом, искусственно вызванная покоробленность в плите А за счет разности влажности слоев исходного пакета была значительно снижена за счет заданного температурного дисбаланса прессующих плит. Данный результат можно трактовать иначе: покоробленность плиты, вызванная разностью температур при прессовании, была скомпенсирована дисбалансом послойной влажности исходного стружечного пакета.

Схема формирующей машины с управлением покоробленностью за счет создания необходимой послойной асимметрии стружечного ковра представлена на рисунке 16.

  Структурная схема машины для-71

Рисунок 16 – Структурная схема машины для формирования однослойного ковра с управлением продольной и поперечной покоробленностью:

1–питающий транспортер; 2–дозирующий валец; 3–формирующий транспортер; 4 – обтекатель; 5 – щелевые сопла; 6 – исполнительные механизмы; 7 – датчики уровня плиты; 8 – конечный выключатель; 9 – САУ положением обтекателя

Покоробленность готовых плит в продольном и поперечном направлениях измеряется на участке обрезки или кондиционирования четырьмя датчиками, сигналы от которых обрабатываются в САУ обтекателем.

На рисунке 17 представлена схема пресса, в котором возможно управление покоробленностью одно- и многослойных плит за счет создания определенной асимметрии верхней и нижней прессующих поверхностей. Эта асимметрия создается подводящими к прессу обогревательную среду теплорегуляторами, которые могут управляться вручную или автоматически.

  Схема тепловых соединений-72

Рисунок 17 – Схема тепловых соединений пресса: 1 - верхняя прессующая плита; 2 - нижняя прессующая плита; 3 – продольные каналы; 4 – поперечные каналы; 5, 6 – теплорегуляторы

В диссертации разработаны также аналогичные системы для прессов непрерывного действия на основе температурной асимметрии прессующих лент и гибкого прессового канала.

Пятая глава работы посвящена исследованию асимметричных ДСтП и оценке возможности изготовления на оборудовании для плоского прессования плит, имеющих формы пологих оболочек.

До 30 % ДСтП в строительных конструкциях и в элементах мебели постоянно находятся в горизонтальном положении (в книжных полках – более 80 %) и являются несущими, т.е. подвергаются изгибающей нагрузке, при которой верхняя половина плиты работает на сжатие, а нижняя – на растяжение параллельно пласти.

Известно, что предел прочности на сжатие параллельно пласти в 1,5-1,7 раз превышает предел прочности на растяжение при прочих равных условиях. Под действием изгибающей нагрузки излом однородной плиты всегда начинается на нижней стороне, испытывающей растяжение, в то время как верхняя часть плиты имеет «завышенную прочность». Очевидно, для максимальной прочности на изгиб плита должна быть равнопрочной конструкцией относительно изгибающей нагрузки. Делая верхнюю и нижнюю стороны плиты (относительно центральной горизонтальной плоскости) равнопрочными, возможно либо экономить связующее в верхних слоях плиты, либо использовать в них низкокачественное сырье. Экономия связующего в слое, работающем на сжатие, %:

, (32)

где – содержание связующего в данном слое по сухому остатку, % к массе абсолютно сухой стружки;

– коэффициент отношение прочностей на сжатие и растяжение.

Экспериментальные исследования показывают, что за счет создания несимметричной конструкции трехслойной плиты можно экономить около 7% связующего без потери прочности на изгиб. При этом плита будет иметь несимметричный профиль плотности, что является одной из причин ее покоробленности. Данный дефект, как было рассмотрено выше, устраняется активными способами.

Измерения показали, что при равномерном распределении температур нагревательных плит пресса по пластям изготовляемой плиты готовая ДСтП имеет форму, близкую к эллиптическому гиперболоиду (рисунок 18), расстояние произвольной точки которого до плоскости плана определяется выражением:

, (33)

где а, b – соответственно длина и ширина плиты;

f – стрела прогиба плиты.

  Плита в виде пологой оболочки-77

Рисунок 18 – Плита в виде пологой оболочки (эллиптический гиперболоид)

Данная форма плиты в полной мере подходит под определение пологой оболочки, т.е. оболочки, у которой стрела подъема не превышает одной пятой наименьшего линейного размера плана. Подобные формы древесных плит могут представлять большой интерес для мебельного производства и строительства.

В таблице 5 показаны основные формы пологих оболочек, получающихся при определенных зонах повышенной температуры (темный фон) прессующих поверхностей.

Таблица 5 – Температурная асимметрия пресса и форма плит

Зоны повышенной температуры прессующих плит Форма пологой оболочки Название и формула поверхности плиты
Эллиптический гиперболоид
Эллиптический цилиндр ,
Эллиптический цилиндр ,
Цилиндрическая поверхность ,
Цилиндрическая поверхность
Гиперболический параболоид
Поверхность с параболами в сечениях


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.