CC BY
8
3. ТЕХНОЛОГИЯ ТА УСТАТКУВАННЯ ДЕРЕВООБРОБНИХ
шдприемств
I
УДК 647.047 Доц. I.M. Озармв, к.пин.; доц. €.В. Басалига, к.т.н. - УкрДЛТУ;
ДА. Лелюк - IladeipunttchKuii Л К
ВИЗНАЧЕННЯ ИОТЕНЦ1АЛУ ВОЛОГОПРОВ1ДНОСТ1 ПРИ КОНВЕКТИВНОМУ СУШППП ДЕРЕВИНИ
Наведено методику визначення потемшалу вологопровщносп деревини при п су-niiiiiii.
Doc. I.M. Ozark iv; doc. E. V. Basalyga - USUFWT; D.L Lelyuk - Nadvirna Timber
Plant Deputy
Moisture conductivity during convcctivc wood dryring determination.
The equation for potential of moisture conductivity during wood dryring has bun presented.
При cyminni деревиии iT технолопчш властивосп t'icho взаемопов'язаш 13 потеншалом вологотеплопереносу, енерпею зв'язку вологи ¡з матер1алом, пито-мою масосмшстю i т.п. (
I Потеншалом переносу паропод!бноТ вологи в noeiTpi, як вщомо, е х1м1чний потеншал, який залежить в1д температури i паршального тиску пари.
О.П.Ликов [II як потеншал вологоперепосу запропоиував використовувати функшю вологовм1сту i napavieTpiB середовища.
Необхщно зазначити, що дослщженню потеншалу вологоперепосу (коеф1-шента вологопровщиосп) присвячеш роботи П.Д.Лебедева, П.С.Серговського, Г.С.Шубша, В.А.Кииша, Ю.В.Книша та in. Бшышсть з метод1в визначеипя потеншалу вологопров1*дност1 а'т базуеться на стацюнариому i нестацюнарному потоках перенесения вологи, тобто основан*! на експериментальному визначенш поша-рового вологовм!сту деревини в pi3Hi моменти часу.
На наш погляд, найбЫын вигщним е метод дослщного визначення кинетики нроцесу, бо умови дослщу повшетю i достов1рно вщдзеркалюють виробни'п умови самого нроцесу суннння. Тому отримаш таким чином експериментальш за-KOHOMipHOCTi коеф1Ц1сита вологопровщност! мають важливе практичне значения. У зв'язку з чим ми бшми детапыпше зупннимося на методах визначення а'т, як! базуються на кривих суннння i швидкосп суннння.
Перший метод визначення а'т базуеться на використанш р1вняння волого-провщносл внгляду:
DU , d'U m
От дх
з внкористанням граничних умов 3-го роду, тобто
Ч'т = -о'рАМ/дх)^ = а[р0{1]п - ГУ, \ (2)
де — штенсившсть випаровування вологи з поверхш деревини в оточуюче се-редовище, кг/(м2 с); - густина деревини в абсолютно сухому стан!, кг/м3; ИП,ИГ - вщповЦшо вологовмкт на поверхш матер1алу 1 ртноважний вологовм1ст, кг вол./кг сух. мат.; а'„ - коефЩент вологовм1сту деревнни, що вынесений до рЬни-ш вологовм1спв, кг/м2.
3 другого боку, представивши значения ^ як
Я'т ={Ш1<1т)рбЯ, (3)
¡, поставивши останне в р1вняння (2), отримаемо вираз:
ип-иг
.3.
(4)
де рл - базова густина деревини, кг/м ; Я - визначальний розм1р (Л=5/2, 5 -товщина матер!апу).
Розв'язання р1внянь (2) 1 (4) 1з врахуванням ряду допущень дае можлив1сть отримати р1вняння у виглядк
~ и „ „1 1
в=,и-~\ = /?-+
[аи/атЩ 3 а'я а'„
(5)
де и - середнш поточний вологовм1СТ матер1алу.
Тут можлив! два способи розв'язання останнього р1вняння. Перший - гра-фоанаштичний, який полягае в побудов1 граф1чно1 залежносп В = /(я) для одних 1 тих самих значень б1жучого (поточного) вологовм!сту и в перюд1 падаючоТ швидкост1 суннння деревини р!зноТ товщини для р!зних режим1в суипння, що дае можлив'1СТЬ отримати ам'ю прямих лппй. Останш будуть вщсжати на ос1 ординат величини, обернет до а'ы, а тангенс кута нахилу цих прямих для необмеженоУ пластини буде дор1внювати:
1
або
За'т
• 1 = _{<Ш/<1г)К Яку ^ХУ ЪХЧ' Значения кута Уможе бути знайдене 1з сшввщношення:
_ и Кр и„ Кр
(6)
(7)
Другий споЫб визначення а'т базуеться на графоанал1тичному розв'язанш р1'вняння виду (2,3]:
= ,_
и,
(8)
1 може бути використаним тшьки для тих випадюв, де мае мюце критична воло-г5сть, тобто е перший перюд сушшня. 1накше кажучи, маючи запежност! критичного вологовмюту вщ величини /? для р1зних, постжних режим1в сушшня, завжди можна визначити а'т для будь-якого режиму, тобто:
(9)
(10)
7; - нос-пиний коеф'пнент (для пластини 7Г=3); о - кут, утворений прямими на оа ординат.
Третш споаб визначення а'т базуеться на дослщжешп пошарового волого-в\нсту (сШ/сЬс) на поверхш матер1алу. Тому, в даному випадку потеншал вологоп-ровщност1 визначаеться за формулою:
1накше кажучи, значения а'я визначаеться за допомогою кривоУ швидкост1 сушпшя \ криво!' розмщення вологовмкту на поверхш об'екта сушпшя, а також його товщини.
П.С.Серговський |2| для визначення середжх значень в рад1алыюму наирямку запропонував використати р^вняння вигляду:
(•♦&} «о
де а'к Т - коефМент вологопровшносп в тангентальному напрямку; Упр - об'ем се-рцевинних промежв в деревиншй маа (для сосни - 6%, берези - 11%, клена -15%, бука - 35%, дуба - 25%).
Зпдно з рекомендашями П.С. Серговського для деревини ядра вах порщ деревини
а'я Т = 0,235 • 10"11 • 7*10 • (12)
а для заболонно? частини хвойних порщ \ деревини заболонних листяних порщ
«;г =0,235-10-" •Тп-р-*>. (13)
Г.С.Шубш 131 для вщ'емних температур (10= -2...-30 °С) пропонуе вирази для визначення а'п:
а) ядра \ сшлоУ деревини, см2/с:
а'т,т ~ 0.093 • 10~78 • Г29 • р~£ 2; (14)
б) заболош \ деревини заболонних порщ
а'„ т= 1,57-10" ■Тя-р;,\ (15)
В.А.Книш (4| рекомендуе р1вняння для шпону р!зних порщ деревини, см2/с:
МГ и
100) ^ 100
яке дозволяе визначи ги значения а'к для конвективного \ терморад1ащйно-конвек-тивного сушпшя.
Необхщно зазначити, шо р!вняння (11-15) отримаш для низькотемперату-рного процесу, де головним потеншалом перенесения вологи виступае волопров!-дн1сть, а Кд<75 °С. Кр1м того, б1лышсть дослщнишв вимтрювання температури проводили не по матер1алу 0М), що давало можливкть отримувати занижен! значения а' .
я' =0,955-Ю-
-и ( Т„.м
1 +
(16)
Це доводить, що досшджень по визначенню потеншалу вологопереносу в межах 3MÎH температури деревини tM =75... 100 °С явно недостатньо. Про це говорить й той факт, що в poôoTi Г.С.Шубша [3] на номограм1 визначения а'т дшьниця температур tM>75 °С нанесена штрихпунктирними лппями.
Ю.В.Книш |5| на ocHoei експериментальних дослщжень отримав формули для визначення коефщ1ента а'т (м2/с) вигляду:
• деревини бука
а'т.т = 0,78 •10-,1(Гви/273)"; (17)
а'я.Р ~ U32 -10"'1 (7"„ м /273)21; (18)
• деревини дуба
а'яТ = 0,54 • 10"1' (7V„/273)" ; (19)
o'»j, «033-Ю-"(Г, и/273)"; (20)
На ociioBi обробки результате власних досл1джень i дослщжень рпних ав-TopiB нами була отримана формула визначення а'„ (м2/с) при сунишн вологим повоям i парою, коли tM =60... 100 °С, тобто, коли перенесения вологи в деревит здшснюеться за рахунок явищ капшярного змочування, молекулярноТ дифузп i молекулярного перенесения, яка мае вигляд:
а'я =23,5-10 4^ и/273)"{pR/рс)"3,tf 1 + 2К> (21)
v п ./ ; ^ 100 sin90 J t V '
де pc - базова густина деревини сосни, рс = 400 кг/м3; 3 - кут, утворений дотич-ною до рпних iuapie i нормаллю, проведеною до зовшшньоТ пласт1 посередиш пластини (для рад1ального напрямку перемЫення вологи |3 = 90°, а тангентально-го р = 0°). Отримане нами р1вняння (4) дае можлив1сть д1агностувати, регулювати i направляти процеси перенесения вологи при cyiiiiimi за рахунок самого мехашз-му переносу вологи в деревиш при р1зних способах п1дведення теплоти.
Лггература
1. Лыков Л.В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968.-472 с.
2. Серговский U.C. Вяшхл1роволиость древесины// Деревообрабатывающая пром-сть. -1955.-№2.-С. 3-8.
3. Шубин Г.С. Сутнка и тепловая обработка древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1990,- 336 с.
4. Кньпп В.Л. Исследование процесса конвективной и радиационно-конвективной сушки шпона// Дисс. на соиск. канд. техн. наук. - Львов, 1968. - 290 с.
5. Кимт IO.B. Интенсификация конвективной сутки пиломатериалов твердых лиственных пород древесины// Автореф. дисс. на соиск. канд. техн. наук. - Львов, 1991. - 21 с.
УДК684.001.2 Доц. C.B. Гайда, к.т.н. - УкрДЛТУ
ОСОБЛИВОСТ1 РОЗРАХУНКУ КОРПУСНИХ ВИРОБ1В НА
мщшсть
Наводиться характеристика корпусних меблевих вироб1в. Обгрунтовуються особли-boctï рочрахунюн експлуаташйноТ довговишосл, мщносп та жорсткосп вироб^в з деревини в залежносп в1д ступеня рацюнальносп ïx конструювання. »
S.V. Gay da - USUFWT
Body workpicces on strength
The characteristic of body furniture workpieces is given the features of calculations of operation life, strength, longevity, stability and rigidity of workpieces from timber are considered depending on a degree of rationality of their designing.
Характеристика будь-якого виробу з деревиии визначаеться затратами на його проектування та виготовлення. Експлуатацшна довгов1чшсть, вщповщшеть функцюнальним вимогам та вартють виробж з деревиии залежать вщ ступеня ра-шональносп Ух конструювання. Ilj показники визначаються обгрунтуванням оп-тимальност1 вибору конструкш иного матер1алу, поперечними перер!зами деталей, що забезпечують потр*1бну мщшеть i надшшеть, застосуванням вщповщних технологий виготовлення тощо. Досить зазначити, що вщ загальних витрат на виготовлення виробу варт1сть основних i допом1жннх матер1алш, як1 використовуються, знаходиться в межах 50...85 %. При цьому варт1сть тшьки конструкш йних мате-pianie становить 35...65 % вартост1 Bcix основних i допом1жних MaTepianiB.
Важливими вимогами до вироб1в з деревнни с Ух мщшеть та надтшеть, яю характеризуються безвщмовшетю, довговшшетю, ремонтопридатшетю i здатше-тю до збер1гання. У npoueci визначення габаритних та функшоналышх po3Mipie вироб1в, в першу чергу, належить керуватися вщповщними стандартами для дося-гнення зручност1 користування виробами. У npoueci роботи над формою виробу po3MipH коригуються з метою забезпечення ТУ композицжноУ досконалостк
На розм1ри елемешчв мебл!в впливають зовншпп навантаження на вироби, властивосл MaTepianie та умови експлуаташУ, що пов'язано i3 забезпеченням мш-nocTi i надшносл вироб1в мебл1в. За характером прикладання та змшою в 4aci зо-Buiiiiui навантаження, ям дноть на вироби корпусних мебл1в, можна роздшити на чотнрн типн: виникають вщ власноУ ваги елемеипв виробт; виникають вщ ваги предмет1в, що в них збер1гаються; прикладеш до виробу пщ час користування; виникають гид час транспортування вироб1в у з!браному виглядк
Навантаження першого типу нанбтыи стабшын i д1ють постншо. BaroBi навантаження другого типу також бшыи-менш стабшып i визначаються з достат-ньою точшетю. Але вони можуть змпноватнея в 4aci як за значениям, так i за характером розподшу. Навантаження третного типу виникають при перемшеши вироб1в, випадково створюються пщ час користування ними (навантаження на вщкрип двер1, шухляди i т.д.). Пщ час транспортування з1браний вир1б може при-ймати р1зномаштш випадков1 навантаження. Але пщеилювати конструкшю виробу на час його транспортування недошльно, оскшьки вщбувасться воно 2...3 рази за весь перюд експлуаташУ. Для них внпадюв краще нередбачити iiniii заходи (транспортування виробу в роз1браному вигляд!, закршлення вироб1в у транспортному 3aco6i тощо).
Значения для зовннншх навантажень Qi.m,T, ям виникають вщ власноУ ваги (I тип) визначають, виходячи з об'ем5в елемеипв Viim„ i приведено!* питомоУ ваги матер1алу pj.m„ за такою формулою:
к
•Pi (I)
1 = 1
де к - кшьюсть внд1в MaTepianiB для виготовлення виробу._
3. ТинолпНя тя устяткупаиня леревпоброСним Ыдмрнгмстп I 5 I
Максимальне навантаження вщ власноТ ваги предметов, яю збер!гаються (тип II), визначаеться площею горизоитальних щитових елеменлв i максимально можливим значениям питомого поверхневого навантаження., Межу горизонтально! сили Р, яку необхщно прикласти до боковоУ стшки виробу для його горизонтального перем1щення (тип III), визначають з умови меж1 статично! pißHOBarn за формулами, яю будуть наведеш нижче при розрахунку корпуса виробу. Зовншни навантаження, яю д1ють на вир1б в nponeci використання, заминоють реальними за величиною, напрямком та м1сцем прикладання силами. Матер1али, з яких виго-товлено BHpi6, вважаються в розрахунковж cxeMi однорщними або неоднор'щни-ми, ¡зотропними або ашзотропними з визначеними мехашчними властивостями.
Конструкци меблевих вироб1в рЬномаштш. Однак, мають под1бш ознаки, яю допускають застосування загальннх метод1в розрахунку. У корпусних меблях елементом, який несе основш навантаження, е коробчастий корпус, що склада-еться з ropiuiHboro i долшшього горизоитальних щгтв, бокових, середшх та зад-Hix стшок i дверей. Bei вони зв'язаш м!ж собою жорсткими, шаржрними або пру-жно-податливими з'еднаннями. Шухляди, полиш сприймають i передають на корпус експлуатацжш навантаження, але практично не впливають на силову схему робота конструкци.
Проектування сучасних корпусних вироб1в е досить складним завданням, BHpiuieHHH якого можливо тшьки завдяки епшьним зусиллям дизайнер!в, констру-KTopiß, технолопв, мехашкш, л1кар!в-ф1зюлопв та еколопв. На вщмшу вщ ¡нших вироб1в меблевоТ промисловосп, до корпусних вироб1в ставляться найр1зномашт-ninii та, часом, найсуперечливш! вимоги, що повишп враховуватися пщ час Yx проектування.
Насамперед, корпусн1 вироби повишп повшетю вщповщати своему при-значенню, тобто повишп волод1ти при заданих габаритах максимальною MicTKic-тю для схову вщповщних предметш побуту, виробничих деталей, промислових то вар i в або об'еетчв культурно-комунального призначення. Водночас при великж MicTKOcri Kopnycui мебл1 не повинш бути занадто гром1здю. Проте занадто поле-nueni вироби при неповному Ухньому заповненш дуже незручш пщ час користу-вання. Отже, перед конструктором виннкае завдання вибору вироб1в оптимально! ваги. Необхщно зазначити, що рекомендацн щодо кршлення легких вироб1в до пщлоги або до ¡нших предмет1в побуту не завждн е прийнятними i здшененними.
Друга, не менш важлива особлив!сть проектування корпусних вироб1в, визначаеться функцюнальними та художньо-естетичними вимогами. 1нтер'ер сучас-ноТ малогабаритноУ квартири створюеться шляхом вдалого сполучення формн, po3Mipiß, кольору та художнього опорядження вироб1в. €дшсть арх!тектурного ансамблю повинна забезпечуватися виразшетю форми вироб1в, гармошйною про-порцшшетю YxHix po3Mipie, умшим пщбором вщтшмв i текстури матер'юпу, вибо-ром фурштури.
Третя особливкть полягае в тому, що при художньому опорядженш корпусних вироб!в необхщно враховувати "ix соб1варт5сть: занадто дороп вироби не придатш для масового виробництва. Kopnycui вироби повинш бути npoeri за конструкшею; ochobhI вузли, детал1 й елементи повинш виготовлятися з недорогих MaTepianie. У технолопУ виготовлення вироб1в повинна передбачатися можли-Bicn. opraHi3auiY масового виробництва, максимально!' автоматизаци найбшьш
вщповщальних технолопчних операцш, що визначають доскоиагйсть та надш-шсть вироб1в.
Кр1м того, корпусы! вироби повннш бути яккиими -мати сертифжат якос-т1. Iпакте шяке розширеппя виробиичих потужпостей не зможе задовольнити попит у виробах меблевоУ промисловостк Домогтися того, щоб в умовах тривалоУ експлуаташУ вироби залишалнся мшними та надшними, можна, насамперед, ви-бором найбшмп рашональних конструктивпих та силових схем вироб1в, Ух основних вузл1в та елементт, розробкою найбшмн оптимальних рппень Ух з'еднуваль-них елемент1в та кршильних деталей, вибором найбшып рашональних розм1р1в \ матер1атв.
На вщмшу вщ проектування шших конструкшй, не ва розмфи вироб1в меблевоУ промисловост! можуть бути вибраш довшыю. Функцюнальне призна-чення вироб1в з деревиии значно обмежуе Ух роз\при, що визначаються зручнос-тями пщ час користування. Так, штанга-вппалка в шафах для одягу повинна зна-ходитися на вщсташ не мешпе 1,4 м. але не бшине 1,9 м вщ тндлоги помешкання, ширина секшТ для схову одягу повинна бути не менше 0,6 м, вщстань м1ж поли-цями книжкових шаф - не менше 0,25 м тощо.
Пщ над!й1пстю корпусних внроб1в з деревиии, яка визначае його безвщ-мовну роботу, розум1ють здатшсть виробу нормально виконувати свое призна-чення, тобто витримувати иредмети, яю збер1гаються в ньому, без руйнування ву-зл!в та елеменлв 1 без виникнення великих деформацж, яю заважають нормальному функцюнуванню виробу або значно попршують його зовншппй вигляд. Тому, пщ час анашзу надншосп корпусних мебл1в насамперед необхщно визначити основш фактори, яю мають найбшмпий вплив на мщшеть та жорстюсть вироб1в. 11ей важливий етап дослщження називають вибором розрахунковоУ схеми виробу. 11а основ1 детального анал1зу роботи конструкцп в процеа експлуаташУ з враху-ванням д1ючих статистичних даних експлуаташУ та результатт експернменталь-них дослщжеиь вир1б представляють у вигляд1 простих геометричних елемеггпв, а реалып юнематичш зв'язки м1ж його окремими вузлами та елементами дещо щеа-л1зують, з метою максимального сирощенпя математичного анашзу конструкщУ. 11роте, ш спрощепня не повннш бути наспльки значними, щоб схибити реалыту роботу конструкщУ пщ час експлуаташУ та взаемодто и вузл1в.
Дослщження мщносп та жорсткосл корпусних мебл1в ускладнюеться тим, що навантаження, як! дтоть на абсолютно однаков! вироби, е рпними. Крш того, вони змппоються протягом певного часу \ за характером прикладання, тобто вони мають явно виражений випадковий характер та важко шддаються контролю чи статистичному анашзу. Мехашчш характеристики матер1ал1в, яю викорнсто-вуються для виготовлення вироб1в ¡з деревиии, е иестабшьними та визначаються при мехашчних випробуваннях ¡з значним розаюванням. Дослщження з цих пи-тань е першим дуже важливим етапом пщ час оц'шки надшностк
Методи буд1вельноТ мехашки дають можлив1сть отримувати об'ективш даш про величину напружень деформацш 1 прогишв, яю виникають в конструкщях в процеа експлуаташУ. 11а основ1 цих даних встановлюють, чи зможе даний вирШ безвщмовно служити протягом заданого термшу, тобто вщ початку виготовлення до виходу його з ладу.
б1в можуть служити статистичш даш про види дефектов внроб!в, ям надходять для ремонту на пщприемства побутового обслуговування.
Основш дефекта вироб1в з деревини об'еднаш в групи, близью за своТми конструктивними I технолопчними ознаками. Середньостатистичш даш характе-ризуються такими показниками: пошкодження лакофарбових покритпв - 44,0 % дефеюмв вщ загальноТ Ух юлькостц послабления \ руйнування ншпових з'сднань -25,5 %; поломка деталей, пружин, фурштури - 17,7 %; пошкодження личкованих покригпв ¡з шпону, штучних шпвок \ тканин - 12,8 %.
УДК 674.815-41 Доц. В.В. Шостак, д.тм. - УкрДЛТУ
ДОСЛ1ДЖЕННЯ РЕМ011Т0НРИДАТП0СТ1 КШЕМАТИЧНО! П1ДЧАСТИНИ ЛШН ПРЕСУВАННЯ ДЕРЕВНОСТРУЖКОВИХ
ПЛИТ
Встановлено, шо тривагнсть вшновлення кшематичноТ тдчастинн мае розподш Гт-денка-Вейбулла. Визначеш законом ipnocri змши показнию'в ремонтопридатност1 залежно вщ виду виконаного ремонту i тривалосп експлуатацп обладнання.
Doc. V.Shostak - USUFWT
Research of maintainability of a kinematic part of a line of pressing particle
boards
Have defined, that the duration of restoring of a kinematic part has distribution Gnidenko-Vejbull. The legitimacies of change of parameters of maintainability are certain depending on a kind of the executed repair and duration of operation of the equipment.
Линя формування i пресування деревностружкових плит (ДСП) включае двоступенев1 пневмосепаратори, зм1шувач1 стружки з клеем, формувалып маши-ни, холодний i гарячий преси, транспортери, верстат для обр1зування плит за форматом та ¡нше обладнання. Для дослщження все обладнання лшп подшили на дв! частини: мехашчну i електричну. У мехашчнш частиш окремо розглядали кшема-тичну i гщравл1чну шдчастани. В цж робот1 наводяться результата дослщження кшематичноУ пщчастини.
За трудом¡стк!стю вшновлення Bci вщмови поднялись на три групи склад-Hocri: до першоУ групи належали вщмови, що усувались ремонтом або замшою деталей, розм1щених назовш вузлш i агрега^в (усунення вщмов проводились без розбирання вузл1в), а також непланов1 види техшчного обслуговування. Трудом1-стк1сть цих вщмов становила не бшьше двох людино-годин. До другоУ групи складное™ належали вщмови, що усувалися регулюванням, ремонтом або зам1-ною легкодоступних вузл1в i агрегат1в, а також непланов1 onepauii складних вид1в техничного обслуговування. Трудомктюсть усунення цих вщмов становила не 6i-льше 10 людино-годин. До третьоУ групи складносп належали вщмови, для усунення яких необхщно вщкривати BHyTpiiHHi робоч1 порожнини найвщповщальш-ших вузл1в i агрегате, а також проводити Ух розбирання. Трудомктюсть усунення цих вщмов становила понад 10 людино-годин. Дослщження експлуаташйноУ на-flifinocTi обладнання проводили протягом двох роюв. За цей час було виконано 22
