CC BY
2УДК 674.028.9
А. Н. Чубинский,
доктор технических наук, профессор А. А. Тамби, аспирант
МЕТОД КОНТРОЛЯ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА КЛЕЕНЫХ БРУСКОВ ИЗ ЦЕЛЬНОЙ ДРЕВЕСИНЫ
Введение
Для получения требуемой прочности изделия при формировании клееных брусков из массивной древесины необходимо учитывать множество различных естественных и технологических факторов. Улучшение качества склеивания, увеличение объемов и уровня автоматизации производства требуют разработки новых методов контроля технологического процесса на всех стадиях производства.
Под клееными балками и брусками понимают сортименты из пиломатериалов, склеенные по пласти и по кромке. На рис. 1 представлена классификация факторов, влияющих на формирование клеевого соединения.
Основными из них, определяющими качество готовой продукции, являются сортность пиломатериалов, а также сплошность и толщина клеевого соединения. Прочность клеевого соединения зависит и от качества подготовки поверхности древесины, и от свойств связующего.
При создании сплошного клеевого слоя между склеиваемыми поверхностями о прочности клеевого соединения можно судить по глубине проникновения связующего в древесину [1; 3]. Под клеевым соединением понимают непосредственно клеевой слой и зону древесины пропитанную клеем.
Древесина является сложным материалом, имеющим по длине одной заготовки различную плотность, шероховатость поверхности, геометрические размеры, наклон волокон, естественные пороки, непосредственно влияющие на физико-механические свойства клееных сортиментов [2].
Снижения негативного влияния различных факторов можно добиться, используя различные технологические приемы, а также осуществляя входной, промежуточный и послеоперационный контроль качества заготовок и готовых изделий.
{РАСЕ}
{ SHAPE \* MERGEFORMAT }
Рис. 1. Классификация факторов, влияющих на формирование клеевых соединений пиломатериалов
►та A G и
Используемые в настоящее время методы контроля качества по методикам ГОСТа дают всю необходимую информацию о прочности клеевых соединений, однако имеют ряд недостатков:
- длительность проведения испытаний;
- определение прочности одного конкретного образца, а не всей партии;
- разрушение испытываемых сортиментов.
Так как количество влияющих на качество склеивания факторов велико, и они не зависят друг от друга, то достичь одинаковых условий склеивания практически невозможно. Таким образом, даже при проведении испытаний методами ГОСТа случайно выбранных образцов, в производство могут пойти балки с недопустимыми дефектами.
Внедрение метода рентгенографического контроля предполагает сплошной контроль производства в режиме реального времени.
При использовании рентгенографии можно определять наличие не-проклеенных мест в клеевых соединениях, а также форму, размеры и местоположение скрытых пороков древесины, характеризующихся отличной от древесины плотностью (сучки, гнили).
Методика исследования
Метод базируется на определении величины «рентгеновской тени» клеевого соединения. Заготовки проходят через рентгеновский аппарат, а на рентгеновской пленке или специальных экранах определяется толщина клеевого соединения (включающего зону древесины, пропитанную клеем). При использовании рентгеновского излучения клеевое соединение представляется светлой частью, так как имеет большую плотность в результате заполнения клеем пустот в поверхностных слоях пиломатериалов.
На рис. 2 представлена иллюстрация метода рентгенографии. Через источник рентгеновского излучения был пропущен клееный брусок, имеющий два клеевых соединения, а также скрытые пороки строения древесины. На рентгенограмме четко отображены границы зоны древесины, пропитанной клеем, а также размер и местоположение пороков древесины.
Толщина светлого поля, образованного телом с большей плотностью, в процессах склеивания - зоны древесины, пропитанной клеем, может служить критерием прочности клеевого соединения, при условии нахождения корреляционной связи между ней и существенно влияющими технологическими факторами.
{РАСЕ}
{ EMBED Visio.Drawing. 11 }
Рис. 2. Иллюстрация метода рентгенографии
Размер рентгеновской тени h может быть определен по следующему алгоритму:
1) сканирование рентгеновского изображения (сканер, лазер, средства компьютерного моделирования и т. д.) для получения изображения, как на рис. 3. В лабораторных исследованиях для определения толщины клеевого слоя и наличия пороков древесины использовали стандартный рентгеновский аппарат с рентгеновской трубкой марки CHIRAGRAFS, мощностью 48 кВт и фокусным расстоянием 110 мм, время экспозиции - 0,04 с. В зону изображения попадали клеевое соединение и 0,5 h высоты ламели. Это ограничение служит для повышения скорости обработки без деления изображения на зоны, а также для возможности обработки цельного изображения клеевой балки без потерь и наложения изображения;
{ EMBED Visio.Drawing.6 }
Рис. 3. Толщина клеевого соединения
2) с помощью градиентного перехода цвета (черное-белое) при помощи программных средств с требуемой точностью определяли высоту белой тени h, характеризующей клеевой слой;
3) пороки древесины могут быть определены графическим способом (используя фильтр градиентного перехода черное-белое), при котором клеевое соединение и скрытые пороки древесины будет характеризоваться белым цветом (см. рис. 2), а цельная древесина будет представлена черным цветом;
4) определение реальной прочности клеевого соединения по графику соответствия толщины «рентгеновской тени» и разрывного усилия представлено на рис. 4. Прочность склеивания определялась согласно ГОСТ 15613-77 «Древесина клееная. Метод испытания клеевого соединения на скалывание вдоль волокон». Согласно данному ГОСТу, предел прочности по клеевому соединению вдоль волокон должен быть не менее 6 МПа.
{ EMBED Word.Picture.8 }
Рис. 4. График зависимости прочности клеевого соединения от величины «рентгеновской тени»
Выводы
1. Внедрение предложенной технологии контроля качества клеевых соединений позволяет оценить не только качество склеивания, но и невидимые при внешнем осмотре пороки древесины.
2. Определяя толщину «рентгеновской тени», можно контролировать процесс производства, отбраковывая балки, содержащие дефекты, не допуская их в дальнейшее производство.
3. Руководствуясь требованиями ГОСТ 15613-77, прочность клеевого соединения должна быть не менее 6 МПа, таким образом, при толщине «рентгеновской тени» менее 2,3 мм, прочность склеивания может быть признана удовлетворительной.
Библиографический список
1. Чубинский, А. Н. Моделирование процессов склеивания древесных материалов [Текст] / А. Н. Чубинский, В. В. Сергеевичев. - СПб.: Герда, 2007. - 187 с.
2. Кармадонов, А. Н. Дефектоскопия древесины [Текст] / А. Н. Кармадонов. -М.: Лесн. пром-сть, 1987. - 120 с.
3. Тамби, А. А. Целесообразность введения методов ионизационной дефектоскопии в процессе производства конструкционных пиломатериалов [Текст] / А. А. Тамби: материалы Международной научно-практической конференции, 3031 марта. - СПб.: ЦСИ, 2007. - С. 71-74.
Предложена методика определения качества клеевых соединений при помощи рентгеновского излучения. Определены параметры источника излучения. Найдена взаимосвязь между прочностью клеевых соединений клееных брусков из цельной древесины и величиной «рентгеновской тени».
* * *
The method of the definition of the quality of glued laminated beam by the x-ray radiation is considered. Parameters of a source of radiation are defined. The interrelation between the durability of glued beam and size of «a x-ray shade» is found.
Файл: чубинский
Каталог: C:\Documents and Settings\User\Мои документы\выпуски\185\ворды-185
Шаблон: C:\Documents and Settings\user.LAUTNER\Application
Data\Microsoft\Шаблоны\Normal.dot
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки: Дата создания: Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати: При последней печати страниц: слов: знаков:
Х
Лена
02.11.2010 10:44:00 2
02.11.2010 10:44:00 user
2 мин.
02.11.2010 12:10:00
5
1 123 (прибл.)
6 402 (прибл.)
