Всичко за дървесината - Реферат - Modern Design
Home » dyrvesinata , referat , vskichko , za , архитект , архитектура , дървесина , дърво , реферати » Всичко за дървесината - Реферат
Всичко за дървесината - Реферат
Written By Katya Vicheva on Thursday, 22 October 2009 | 09:31
1. ДЪРВЕСИНАТА КАТО СУРОВИНА
1.1. ЗНАЧЕНИЕ НА ДЪРВЕСИНАТА. ИЗТОЧНИЦИ НА ДЪРВЕСИНА
1.1.1. Значение на дървесината като суровина
Дървесината е не само една от най-старите и най-лесно обработвани суровини, но и по стойността си е една от най-важните за човечеството. Понастоящем използваната дървесина в света надхвърля по стойност производството на въглища с около 60%, а на стоманата и земното масло със 100% [12]. Между суровините в Германия дървесината заема трето място по обем и участвува с повече от 50% в стойността на всички суровини [29]. Културното и стопанското развитие на човечеството е тясно свързано с дървесината като суровина. То е започнало с опита на човечеството да произвежда оръдия, инструменти и други предмети от дървесина и с използуването й като гориво. Дървесината е универсална суровина за задоволяване на различни потребности на човечеството в еднаква степен както в естествен вид, така и след подобряване на свойствата й или след преработване. С намаляване на значението на дървесината като строителен материал и енергиен източник се увеличава значението й като суровина за производството на плочи и за химичната промишленост. Областите, в които се използва дървесината, могат да се разделят грубо на 4 главни групи: а) употреба на дървесината в естествено състояние; б) употреба на дървесината след подобряване на нейните свойства, но при запазване на строежа й; в) употреба на дървесината при разрушаване на нейния строеж с превръщането й в трески или влакна и образуването на нови материали; г) употреба на дървесината в химичната промишленост и като гориво, при което нейният строеж се разрушава от химикалите или топлината. Много е трудно да се даде оценка за бъдещото значение на дървесината като суровина. Би трябвало да се очаква както относително намаляване употребата на дървесина на глава от населението, така и увеличаване на населението на земята (с около 100% за период от 100 години). Следователно общото използване на дървесината ще нарасне значително, поради което тя ще остане основна суровина. През 1951 година Sandermann [21] състави прогноза за бъдещото значение на дървесината като суровина във връзка е изменението на потреблението на някои от най-важните суровини на човечеството (фиг. 1/1). Според нея дървесината ще се използува все по-малко като гориво, а предимно като материал за химичната промишленост и производството на плочи. Според статистиката на ФАО при Обединените нации населението на земното кълбо е използвало през 1970 година над 2375 млн. m3 дървесина. От нея дървесината за горене заема все още над 45%. Тези оценки трябва да се приемат много внимателно, понеже само 2/3 от изчисления добив се основава на точни статистически данни (табл. 1/1). От някои области в света все още не се събират и представят сведения на ФАО. Поради това се смята, че не е отчетена дървесина от около 700?800 млн. m3, и то предимно горивна дървесина.
1.2. ДЪРВЕСИНАТА КАТО ХИМИЧНА СУРОВИНА
1.2.1. Общ преглед
Дървесината е нехомогенна органична материя. Тя се състои от химичните елементи въглерод С (около 50%), кислород О (около 43%), водород Н (около 6%). Азот N (около 0,1 до 0,2%) и незначително съдържание на минерални вещества (съставни части на пепелта) – около 0,2 до 0,6%. Според значението и количеството им в дървесината химичните вещества се подразделят на главни н второстепенни. Към главните се отнасят: целулоза, дървесни полиози и лигнин, а към второстепенните – мазнини, восъци, белтъчини, смоли, скорбяла, захари, дъбилни вещества, алкалоиди, минерални вещества и др. Чрез химична преработка отделните главни или второстепенни съставни части на дървесината се довеждат до състояние за непосредствено използване. При тази преработка целулозната решетка на дървесината се освобождава от отложените в нея други вещества и се получават целулозни влакна, които имат подобни свойства на памучните целулозни влакна. От друга страна, високомолекулните въглехидрати в дървесината се разпадат с помощта на киселини до най-простите градивни единици (напр. захари) или чрез суха дестилация (овъгляване на дървесината) се получават редица важни продукти за по-нататъшна преработка.
1.3. АНАТОМИЧЕН СТРОЕЖ НА ДЪРВЕСИНАТА
1.3.1. Терминология
Анатомията – учение за вътрешния стрсеж на дървесината. е тясно свързана с развитието на микроскопа. Wagentuehr [33] я подразделя на систематична и приложна анатомия. В съответствие с увеличението, при което се разглежда дървесината, се различават макроскопски, микроскопски и субмикроскопски строителни елементи. Дървесината не е еднородна материя. Тя е съставена от много клетки, които представляват най-малките единици в строежа на дървесината. Съвкупността от еднакви клетки се нарича тъкан. В съответствие с различните задачи в живото дърво се образуват различни съвкупности от клетки (тъкани): проводящи, механични н запасни. За някои специални задачи дърветата си образуват и специални тъкани, напр. Насочващи, калусни (за зарастване на раните), подпорни (фиг. 1/8). Най-напред се образуват проводящите тъкани, по които през вегетационния период се придвижва водата с разтворените в нея минерални соли по ксилема (дървесната част)от корените към короната. Образуваните в короната хранителни вещества се придвижват по проводящите тъкани във флоема (кората) към стъблото, съответно корена. Механичните тъкани, които се образуват през втората половина на вегетационния период, изпълняват изключително механична служба. В запасните тъкани дървото отлага всички образувани хранителни вещества, които не са необходими през вегетационния период като резерви. Подпорните, насочващите и калусните тъкани служат за възстановяване (след освобождаване от натоварване на извитото стъбло) съответно за зарастване на раните. Фиг. 1/9а. Клиновидно парче от младо бялборово стъбло А – челна или напречна площ; В – тангенциална площ; С – радиална площ 1 – сърцевинни лъчи; 2 – смолни канали; 3 – ранна дървесина; 4 – късна дървесина; 5 – камбий; 6 – сърцевина; 7 – граница между годишните пръстени; 8 – сърцевинни лъчи; 9 – корк; 10 – лико Фиг. 1/9б. Клиновидно парче от четиригодишно кръгопоресто широколистно дърво А – челна или напречна площ; В – тангенциална площ; С – радиална площ 1 – съдове в ранната дървесина; 2 – ранна дървесина; 3 – съдове в късната дървесина; 4 – късна дървесина; 5 – камбий; 6 – сърцевина; 7 – граница между годишните пръстени; 8 – сърцевинни лъчи; 9 – корк; 10 – лико Външният вид на рисунъка или текстурата се определя главно от разреза на стъблото: напречен, тангенциален и радиален (фиг. 1/9). Докато напречният разрез винаги е напречно на оста на стъблото и има повече или по-малко кръгла форма, тангенциалният и радиалният разрез преминават надлъжно на оста на стъблото. Тангенциалният разрез е допирателен към годишните пръстени. Радиалният разрез преминава през сърцевината на стъблото и разполовява напречната му площ. За определяне на дървесния вид най-голямо значение има напречната площ, а при използуването на дървесината от най-голямо значение е тангенциалното сечение.
1.4. НАРАСТВАНЕ НА ДЪРВЕСИНАТА
През годината в дърветата се извършва определен прираст по дължина и диаметър. Изходният пункт с тъканта, запазила способността си да се дели, наречена образуваща тъкан (меристема). Тя е съставена от тънкостенни клетки, богати на протоплазма. Тя се намира във върха на леторастите на надземните части и на коренчетата, а също така и в тесния пръстен на нарастване, намиращ се между дървесината и ликото и съставен от няколко реда клетки. Образуващата тъкан, която се съдържа във върха на леторастите и на корените (във вегетационния конус, съответно вегетационния връх), се нарича първична меристема, а тази, която се съдържа в нарастващия пръстен около дървесината – камбий. Определени хормони, произведени от растението при обмяната на веществата, управляват дейността на меристемата. В незначителна концентрация тези хормони на нарастването задържат или ускоряват жизнените процеси. В климатичните условия на Средна Европа периодът на делене е от месец април до септември. При повечето дървесни видове той започва още с появяването на листата, при което образуването на първите клетки на дървесината и ликото трябва да се извърши за сметка на резервните вещества на дървото, отложени в запасните тъкани по време на вегетационния период. Фиг. 1/16- Схематично представяне на развитието на един млад надземен летораст а-а – първична тъкан на вегетационния конус: b-b – начало на образуването на епидермисовия майчин слой в кората (дерматоген) D и на верижката от клетки, която образува прокамбия Рh около сърцевината М; с-с – най-вътрешен слой на кората (ендодермис) Е, разграничаващ централната част, в която прокамбият обкръжава сърцевината във вид на затворен пръстен, начало на образуване на първичната дървесина рН и на първичното лико рВ във вътрешността на пръстена от прокамбий; d-d – по-нататъшно развитие на първичната дървесина рН и първичното лико рВ в прокамбия; е-е – тъканта на прокамбия се дели и образува широк пръстен, съставен от един ред клетки на камбия К (преход между първичното и вторичното нарастване); f-f – камбият започва да отделя кръгове вторична дървесина sН и навън вторичното лико sB; g-g – по-нататъшно развитие и вторичен растеж по дебелина (камбият отделя елементите на дървесината и кората, във вътрешността на дървесното стъбло първичната дървесина ограничава сърцевината във вид на сьрцевинната корона) Фиг. 1/17. Микроснимка на вегетационния конус на нарастване 1 – зачатък на лист; 2 – зачатък на страничен клон; 3 – вегетационен връх с първична меристема Растежът на дървото по височина се осъществява чрез делене на първичната меристема, която се намира във вегетационния конус, и чрез по-нататъшното диференциране и нарастване по дължина на образуваните клетки (фиг. 1/16 и 1/17). При този процес в надземните леторасти се образува около сърцевината затворен пръстен от тъкан прокамбий, която запазва способността си да се дели (фиг. 1/16, b-b). Прокамбият отделя от вътрешната страна първичния прираст по дебелина (първичната дървесина), съставен от първите дървесни клетки, а навън – първите ликови клетки (първичното лико). За разлика oт двусемедeлните дървета, които растат в Средна Европа, задебеляването на летораста при едносемеделните дървета се извършва по пътя на първичния растеж, докато се достигне действителният диаметър на дървото. Чак тогава започва нарастването в короната по дължина [22]. В леторастите на местно растящите дървесни видове през втората година се оформя от прокамбия камбиален пръстен, съставен по дебелина от няколко (2 до 6) реда клетки. Посредством по-нататъшното делене на клетките при т. нар. вторичен растеж по дебелина камбият образува елементите на дървесината и кората. Клетките на първичната меристема са малки и с почти еднакъв размер в различните направления. а камбиалннте клетки са удължени по направление на влакната (в тангенцнално – широки, а в радиално тесни). В напречно сечение те имат форма на широк и сплеснат правоъгълник. След образуването на разделителната стена, успоредна на повърхността на стъблото, от разделянето на една майчина камбиална клетка се образуват две еднакви дъщерни клетки. Едната от тях запазва способността на майчината клетка да се дели, увеличава се до началните си размери и се дели наново като нова майчина клетка. От втората дъщерна клетка се получава клетка на трайна тъкан, която няма способност за по-нататъшно делене и има определена задача (фиг. 1/18). Все още не е установена закономерна зависимост, но по принцип камбиалната клетка отделя повече дървесни клетки навътре, отколкото ликови клетки навън. При иглолистните дървесни видове това отношение е средно 3:1, а при широколистните – 10:1. Причината за тази разлика е стремежът на дървото към ползуване иа светлината, свързан с необходимостта от нарастване по височина, а с това и повишени изисквания към якостта на стъблото. С увеличаване на периферната дървесна част съществува опасност от разкъсване на камбиалния пръстен, поради което някои от камбиалннте клетки се делят и в тангенциално направление. В този случай по посока на годишните пръстени от една майчина клетка се получават две дъщерни клетки, които запазват способността си да се делят. Камбиалните клетки, които се намират една над друга по посока на оста на дървото, отделят дървесни клетки с еднаква служба (напр. клетки на проводящата тъкан, механичната тъкан, сърцевинните лъчи), което се дължи на разликата в концентрацията на хормоните на нарастването. Например намаляването на концентрацията в определени граници има за резултат повишаване на образуваната късна дървесина [20]. На същата причина се дължи и получаването на различни видове клетки в ранната и късната дървесина на годишните пръстени.
1.5. ТЕХНИЧЕСКИ И ФИЗИЧНИ СВОЙСТВА НА ДЪРВЕСИНАТА
1.5.1. Общи сведения
Дървесината реагира по различен начин на влиянието на външните условия. Външните влияния са главната причина за различния строеж на дървесината (годишни пръстени, обем на порите, отлагания в дървесината, растежни недостатъци и т. н.), който не е еднакъв в отделните части на едно и също дърво и в различните дървета от един и същи дървесен вид. Строежът на дървесината оказва влияние върху техническите и физичните свойства на дървесината. За да може да се обхванат всички свойства и да се прецени възможността за употреба на дървесината за определени цели, трябва да се познават, от една страна, плътността, еластичността, якостта, твърдостта и съпротивлението спрямо изтриване, а от друга – отнасянето на дървесината спрямо течностите, топлината, звука, електричеството и триенето. Досега се е разчитало предимно на опита, но вече в повечето случаи се използуват данни, получени от проведени научни изследвания.
1.6. НЕДОСТАТЪЦИ НА ДЪРВЕСИНАТА
1.6.1. Общи сведения
Понятието недостатъци на дървесината има относително значение, понеже много отклонения от нормалната форма на стъблото или от строежа и цвета на дървесината повишават нейната стойност за определени области на употреба, докато за други области могат да ги понижат. Под недостатъци на дървесината се разбират тези неправилности в строежа, които намаляват стойността на дървесината за някои области на употреба. Най-важните недостатъци на дървесината по дължината и в напречното сечение на стъблото се получават от климатичните фактори или следствие повредите, предизвикани от човека, животните и растенията. В рамките на тази част не е възможно да се опишат многобройните недостатъци на дървесината и причините за появяването им. Поради това се дава само най-важното относно влиянието им върху употребата на дървесината. По-големи подробности са дадени в действащите стандарти и специалната литература „Werkstoff Holz“ [7], „Holzfehlег in Wort und Bild“ [5] и „Rohholz“ [32].
2. МАТЕРИАЛИ ОТ ДЪРВЕСЕН ПРОИЗХОД
2.1. БИЧЕНИ МАТЕРИАЛИ
2.1.1. Производство на бичени материали в Германия и неговото стопанско значение
Природните запаси от растяща дървесина в Германия не са достатъчни за производството на необходимите количества бичени материали. Това налага най-ефективно да се използват запасите от растяща дървесина с оглед да се сведе до минимум вносът на дървесина и дървени материали. Дървесните ресурси трябва да се използват въз основа на принципа на комплексно оползотворяване на дървесината. Наред с постигане на максимален рандеман при производството на бичени материали се цели и максимален добив на т. нар. съпътстваща продукция, като технологични трески за целулозно-хартнената промишленост и за производството на дървесни плочи, както и създаване на условия за пълно промишлено използване на дървесните стърготини и талаш. Успоредно с това е необходимо да се осигури производството на такива бичени материали, които по отношение на асортимента да задоволят нуждите на потребителите. Само на тази база необходимостта от внос на дървесина може да се сведе до минимум.
2.2. ФУРНИР
2.2.1. Производство на фурнир и класификация на фурнирите
Фурнирът се произвежда по различни начини и се използва за различни цели. Той представлява полуфабрикат, който в миналото се е използувал за декоративно оформяне на повърхности в комбинация с други материали, като метали, слонова кост, декоративни камъни и др. По-късно се е използвал за самостоятелно декоративно оформяне и за детайли със сложни форми. Постепенно с усвояването на техниката и технологията за изработване на многопластови детайли от фурнир чрез слепване неговото приложение и стопанско значение нараства значително. За това особено допринася кръстосаното слепване на фурнирите, в резултат на което се получават материали от дървесина с високи технико-експлоатацнонни качества. Приложението на фурнирите се определя до голяма степен от вида на дървесината, от която те са получени, и може да бъде твърде различно. Многостранността на използването на фурнира се простира от приложения за декоративни цели до технически приложения от най-различен вид, от облицоване на плочи от дървесни частици и от дървесни влакна до изработване на опаковки. В техническо отношение в Германия фурнирите се класифицират в съответствие с тяхното приложение на: облицовъчни, вътрешни, нелицеви и лицеви. Облицовъчните фурнири осигуряват здравина и възпрепятстват набъбването и съсъхването на шперплата и многопластовите плочи. Вътрешните фурнири (блиндфурнирите) предотвратяват напукването на лицевите фурнири. Облепването на лицевите фурнири върху вътрешните се извършва кръстосано под 90? или диагонално на направлението на дървесните влакна. Нелицевите фурнири (контрафурнирите) предотвратяват изкривяването на шперплата и многопластовите плочи. С тях се облепват нелицевите повърхности на плочи, които от лицевата страна са облепени с лицеви фурнири. Към техния вид изисквания не се предявяват. Лицевите фурнири определят външния вид и декоративния ефект на шперплата, многопластовите плочи, фурнированите детайли от масивна дървесина и фурнированите плочи от дървесни частици. Едновременно с класифицирането на фурнирите според предназначението им те се подразделят и според начина на производството на: развивани, рязани и бнчени. Развиваните фурнири от своя страна се произвеждат чрез концентрично и чрез ексцентрично развиване. Концентрично развиваните фурнири се произвеждат чрез развиване от въртяща се концентрично центрирана цилиндрична стъблена секция. Един специален вид развивани фурнири са микрофурнирите. Те представляват развиван фурнир с дебелина 0,08 или 0,1 mm, облепени върху специална хартия на рула. Ексцентрично развиваните фурнири се произвеждат чрез дъговидно рязане на въртящи се цилиндрични стъблени секции. Текстурата им е близка до тази на фурнирите, произвеждани чрез рязане. Рязаните фурнири се произвеждат чрез плоско рязане от масивни блокове при постъпателно и възвратно тактово движение на ножа, подобно на рязането при хобелуване. Биченнте фурнири се произвеждат чрез стружково рязане с триони с чапраз на зъбите. Производството им е много ограничено, тъй като рандеманът е много нисък поради големите загуби на дървесина в стърготини. Освен описаните три основни метода за производство на фурнири е известен и методът за производство на радиални фурнири. Те се получават чрез конично развиване от ротираща стъблена секция, при което ножът е разположен косо спрямо оста на въртене. Рязането протича по подобие на остренето на молив с острилка. Голяма част от фурнирите се произвеждат от вносна дървесина. Това обстоятелство налага оптимално използване на дървесината за производство на фурнири в количествено и качествено отношение. От своя страна фурнирите трябва да се използват рационално и икономично.
2.3. СЛОЕСТА ДЪРВЕСИНА
2.3.1. Класификация
Многото разновидности на слоестата дървесина затрудняват класификацията на този материал. Тя се извършва по различни показатели, но точно определяне и разграничаване на вснчкн видове слоеста дървесина не е възможно. Слоестата дървесина представлява материал, изграден от фурнирни листове, напоени със синтетични смоли. Комплектуването на фурнирите в пакети е симетрично. Класификацията на слоестата дьрвесина се извършва по следните показатели. 1. Степен на уплътняване. 2. Съдържание на синтетично лепило. 3. Ориентация на дървесните влакна на фурнирите. 4. Вид на лепилото. 5. Вид на дървесината. 6. Дефекти и недостатъци на дървесината. Според уплътняването се разграничават: 1. Нормална слоеста дървесина, съкратено означавана само като „слоеста дървесина“. 2. Високопльтна слоеста дървесина. Обемното тегло на дървесината, от която е изградена чрез слепване на фурнири нормалната слоеста дървесина, се запазва след слепването почти непроменено. По изключение се констатира уплътняване в размер до 1 %, дължащо се на спресуването, възникващо прн рязането на фурнирите. Високоплътната слоеста дървесина е уплътнена в резултат на спресуването при слепването. Класификацията според съдържанието на синтетични смоли разграничава: 1. Слоеста дървесина, която съдържа синтетични смоли, необходими за слепване на фурнирните листове. Това е най-широко разпространеният материал от групата на многопластовата дървесина, за която се извършва самостоятелна класификация в зависимост от вида на лепилото, взаимното разположение и направлението на дървесните влакна на слепваните фурнирии листове, и по други белези. 2. Пластмасова слоеста дървесина. Тя е изградена от слепени фурнирни листове, които по цялата дебелина са напоени със синтетична смола (пластмаса). В зависимост от ориентацията на дървесните влакна в слепваните фурнирни листове се различават: слоеста успоредно слепена дървесина, шперплат и звездовидно комбинирано слепена дървесина. Слоестата успоредно слепена дървесина е изградена от фурнирни листове с успоредно ориентирани дървесни влакна. Отклонението на дървесните влакна от основното направление може да бъде до 15°. Шперплатът се изработва от кръстосани под 90° съседни фурнирни листове. Когато шперплатът се изработва от четен брой фурнирни листове, направлението на влакната на двата средни фурнирни листа съвпада (вж. фиг. 2/20 и 2/21). Звездовидно слепената дървесина е изградена от симетрично. постепенно изместващи се под ъгъл съседни фурнирни листове. Техните проекции образуват звезда. Ъгълът на кръстосването на дървесните влакна между съседните фурнирни листове е от 15° до 45° (вж. фиг. 2/22).
2.4. ОБЛАГОРОДЕНА МАСИВНА ДЪРВЕСИНА
2.4.1. Видове
Облагородената масивна дървесина представлява материал със свойства, отговарящи на определени изисквания, постигнати чрез специално третиране и обработка на масивна дървесина. Познати са следните видове облагородена масивна дървесина: 1. уплътнена масивна дървесина; 2. пропита масивна дървесина; 3. формована масивна дървесина; 4. мико-дървесина.
2.5. ПЛАСТОВОСЛЕПЕНИ (ШПЕРВАНИ) ПЛОЧИ
2.5.1. Определение и видове
Понятието „пластовослепени плочи“ е сборно и се отнася до голям брой материали, в това число и материали от недървесен произход. Научните и техническите постижения създават постоянно нови възможности и предпоставки за производство на нови изделия със специални свойства на базата на комбинирането на различни материали. Съгласно стандарт на Германия (TGL 18977) [20] пластовослепените плочи се изработват от дървесни и други материали при налягане и нагряване. За отношението на дължините и широчините към дебелините се дава пояснението „материал с малка дебелина“. За изработване на различни видове пластовослепени плочи се използват следните материали: 1) за среден слой – фурнири, рейки от масивна дървесина, плочи от дървесни частици, хартии, пластмаси и др.; 2) за лицеви слоеве – фурнири, плочи от дървесни влакна, шперплат, азбестови плочи и др. Голямото многообразие на изходните материали не дава възможност за подробен преглед върху всички видове пластовослепени плочи. В цитирания стандарт на Германия са обхванати пластовослепени плочи със среден слой от масивна дървесина, който е съставен от рейки или ивици от дебел фурнир (блинд). Средният слой е облепен лицево с фурнири, кръстосани под 90° спрямо направлението на влакната на рейките. Разграничават се следните видове плочи: 1. Плочи със среден слой от масивни неслепени рейки. Изработват се от неслепени помежду си пълнежни рейки с широчина от 16 до 25 mm. 2. Плочи със среден слой от масивни слепени рейки. Изработват се от пълнежен слой от слепени помежду си рейки с широчина от 16 до 25 mm. 3. Плочи с пълнеж от тесни рейки. Средният слой на тези плочи е изграден от слепени помежду си пълнежни рейки с широчина под 10 mm.
2.6. ПЛОЧИ ОТ ДЪРВЕСНИ ВЛАКНА (ПДВ)
2.6.1. Общи положения
2.6.1.1. Определение
Плочите от дървесни влакна се изработват от дървесина или други лигноцелулознн материали с влакнест строеж. Те са изградени от равномерно, плътно преплетени влакна или групи от влакна, получени в резултат на развлакняването на изходната суровина и при добавяне на свързващи вещества. Свойствата се регулират в съответствие с предназначението им чрез прилагане на подходящо налягане и температура на пресуване и чрез добавяне на облагородяващи и влияещи по определен начин химикали и вещества. Най-същественият показател, по който се разграничават различните видове плочи, е степента на уплътняване, определена от режимите на пресуване. Плочите от дървесни влакна съгласно съществуващия в Германия стандарт биват: а/ с ниска плътност (до 400 kg/m3) известни още като меки или порьозни плочи – те имат високи топло- и звукоизолационни свойства; б/ със средна плътност (от 400 – 850 kg/m3 ), т. нар. полутвърди плочи; в/ с висока плътност (над 850 kg/m3), наречени още твърди плочи. Плочите от дървесни влакна се класифицират и по структурата на напречното си сечение на еднослойни, трислойни и многослойни. Според вида и особеностите на лицевите си повърхности – на ПДВ с една или с две гладки повърхности, шлайфани, перфорирани, фурнировани, ламинирани, лакирани, с пластмасови покрития и др.
2.7. ПЛОЧИ ОТ ДЪРВЕСНИ ЧАСТИЦИ (ПДЧ)
2.7.1. Обши положения
2.7.1.1. Определение
Изработват се от частици, главно от дървесен произход, чрез слепване при загряване под налягане, както следва: дървесни и растителни частици, добити чрез нарязване на изходната суровина се изсушават, олепиляват се със синтетични лепила, насилват се в килим от частици, който чрез горещо пресуване се оформя в плочи. Чрез регулиране на размерите и ориентацията на частиците, вида и количеството на лепилото и на степента на уплътняването може да се изменят плътността, дебелината и якостите на плочите в съответствие с изискванията на потреблението. Плочите от дървесни частици се класифицират по следните показатели: – в зависимост от степента на уплътняване те биват с ниска, средна и висока плътност; – в зависимост от начина на ориентиране на частиците в тях, определен от производствената технология, плочите се делят на плоско-пресувани и бутално-пресувани; – в зависимост от произхода и вида на частиците – на плочи от частици от редовна дървесина за плочи и плочи от частици от дървесни отпадъци, а специално по отношение вида на частиците, изграждащи лицевите слоеве – на плочи с лицеви слоеве от нормални частици и плочи с лицеви слоеве от фини частици; – в зависимост от строежа по напречно сечение – на еднослойни, трислойни, плочи с безстепенен структурен преход по дебелина; – в зависимост от вида на лепилото – на: слепени с карбамидни, с фенолни или с други видове лепила; – в зависимост от състоянието и вида на повърхностите – на нешлайфани, шлайфани, облагородени (фурнировани или облепени с декоративни покрития), със завършени покрития – напр. облепени с термопластични фолия, ламинирани плочи от дървесни частици и др. Съдържанието и смисъла на понятията и термините относно плочите от дървесни частици се дават в стандарт ТGL 18977.
3. МАТЕРИАЛИ ОТ ПЛАСТМАСА
Пластмасите са високомолекулни органични съединения, които се получават по синтетичен път или чрез модифициране на естествени продукти. Те се характеризират със способността си към пластични изменения в определен температурен интервал. Означението „синтетичен материал“ обхваща всички получени по синтетичен начин материали. Понятието „пластмаси“ включва тази група материали. Класификацията на пластмасите се извършва по различни признаци, което се вижда от табл. 3/1 и 3/2.
3.1. МОДИФИЦИРАНИ ПРИРОДНИ МАТЕРИАЛИ
3.1.1. Вулканфибър (ВФ)
Неимпрегнирани хартиени ленти с добра абсорбционна способност се прекарват през вани, съдържащи топъл (30 – 50?С) разтвор ог цинков хлорид или сярна киселина. Силно набъбналите ленти се прилепят една към друга с помощта на притискащи валяци до получаване на желана дебелина от еднородна маса. Чрез допълнително промиване с вода се отстранява останалият цинков хлорид. В зависимост от свойствата на влакнестия материал и разтвора от цинков хлорид се получава специален лек или роговиден фибър. Вулканфибърът притежава голяма жилавост, висока якост на огъване при удар и еластичност. Има гладка повърхност и е химично устойчив на органични разтворители. Естественият му цвят е сив, но при обработване с пигменти може да се обагри в различни цветове. При нормална влажност на въздуха вулканфибърът съдържа 5 – 10% вода, което е предпоставка за добра якост на удар и еластичност.
3.2. ТЕРМОПЛАСТИ
3.2.1. Поливинилхлорид (ПВХ)
Мономерният винилхлорид се получава от ацетилен и хлороводород. Полимеризацията се извършва във воден разтвор и е от емулсионен или суспензионен тип. Непреработеният ПВХ е бял прах без миризма и вкус, физиологично безвреден, незапалим, термопластичен. Емулсионните полимеризати съдържат остатъци от влагания емулгатор, поради което изделията от тях имат повишено водопоглъщане и склонност към помътняване. Суспензионните полимеризати се преработват по-трудно, но отсъствието на емулгатори ги прави по-устойчиви на вода. От ПВХ могат да се произвеждат чисти, кристалноясни, прозрачни изделия. Прахообразният ПВХ се получава с различна степен на полимеризация. Полимеризатът се означава като твърд ПВХ поради якостта му. Чрез смесване с пластификатори се получава мек ПВХ, който наподобява гума. Ако към ПВХ прахообразен се прибавят вещества, които отделят газове, след обработка се получава порест продукт – клетъчен ПВХ. Твърд поливинилхлорид (ПВХ-Т). Търговски наименования екадур, децелит-Н, гьолцалит, винидур, тровидур, хосталит (Германия). Освен суспензионните и емулсионните полимеризати на твърдия ПВХ се произвеждат и съполимеризати от тези типове винилацетат. Блендите са полимеризатни смеси, напр. хлориран полиетилен, който в сравнение с чистия ПВХ се отличават с по-висока якост на удара и устойчивост на остаряване. Получените от прахообразния ПВХ полуфабрикати или готови изделие са твърди, рогообразни. Без пигменти, под влияние на прилаганото налягане и температура изделията придобиват тъмножълт до кестеняв цвят. Всички цветни тонове, получени с пигменти, са непрозрачни. От суспензионните полимеризати обаче могат да се изготвят прозрачни, безцветни или цветни изделия от ПВХ. Твърдият ПВХ е физиологически безвреден. Той е устойчив на повечето концентрирани киселини и основи, различните органични съединения (бензин, низши алкохоли, минерални масла, масла и мазнини). Не е устойчив на етер, ароматни въглеводороди, хлорирани въглеводороди, естери и кетони. Той няма миризма и вкус и не влияе върху вкуса на хранителните продукти, с които се е намирал дълго време в допир. Твърдият ПВХ, вкаран в пламък, гори, но след изваждане се самоизгасява. Настъпилото при това въздействие химично разлагане предизвиква отделяне на хлороводород. Най-важните физични свойства (при 20°С) са характеризирани с ориентировъчните стойности, поместени на табл. 3/4. Твърдият ПВХ се преработва много добре. Употребяват се същите инструменти, както при преработването на леки метали. Формоването на твърдия ПВХ е възможно чрез пресуване при температура 130°С, дълбоко изтегляне и др.; освен това той може да се заварява.
3.3. РЕАКТОПЛАСТИ
3.3.1. Фенопласти (ФП)
Фенопласти е събирателно понятие за група пластмаси със или без пълнители, които се получават чрез поликондензация на фенол или негови хомолози с формалдехид. В зависимост от съотношението между фенола и формалдехида, както и вида на употребения катализатор, съществува киселинна и алкална кондензация. При кисела реакция се получава новолак, а при алкална – резол. Новолакът е разтворим в разтворители даже при висока степен на кондензация, като в това състояние не може да се втвърдява. Ако към него се прибави хексамелтилентетрамин, той вече може да се втвърди. Резолът е кондензирана термореактивна смола с частично омрежени молекули. Годна е за производство на пресувани материали и за леярска смола. В зависимост от степента на омрежване на макромолекули във фенопласта се различават три състояния в общата химична схема :
3.4. ПОРЕСТИ МАТЕРИАЛИ
3.4.1. Полиуретан-пеноматериал (ПУ-пяна)
Полиуретановите пеноматериали са синтетични, леки с полиедрична, равномерна, клетъчна структура. Различават се меки, полутвърди и твърди ПУ-пени. Получаването на пеноматериала се основава на степенна полимеризация. Изграждането на микромолекулата им се извършва чрез образуване на уретанови мостове, резултат на реакция между съдържащите се в използвания полиестер или полиетер хидроксилни групи и изоцианатни групи на диизоцианатите. При пенообразуването като газообразувател се използва въглероден двуокис, който се получава от вода и изходния диизоцианат. В зависимост от това, дали единият компонент – диизоцианатът, реагира с разклонени или линейни полиестери или полиетери, може да се получи по-твърд или по-мек пеноматериал. За укоряване на процеса на получаване на пеноматериала се прибавят ускорители, каквито са напр. третичните амини, органо-калаените съединения като освен това се добавят още емулгатори и стабилизатори. Характерно за получаването на пеноматериалите е, че производственият им процес протича без вкарване на външна топлина и налягане. Изработването на мека ПУ-пяна (топла или студена) може да се извърши чрез разпенване в блок или във форма. Меките ПУ-пени представляват интерес за производството на мека мебел поради изключителните им свойства – плътност от 20 kg/m3 до 45 kg/m3. Най-важните показатели са обобщени в табл. 3/14.
3.5. РАЗЛИЧАВАНЕ НА ПЛАСТМАСИ
Тъй като различаването на пластмасите по външен вид не е възможно, трябва да се извърши нагряване в епруветка, проба за разтворимост или т.нар. тест на изгаряне. При теста на изгаряне част от пластмасовия материал се разлага механично, като се поставя с пинцети в безцветния пламък на Бунзенова горелка. За целта се употребява незапалима подложка, върху която може добре да се наблюдава капенето на евентуално топимия продукт. При изследването особено внимание трябва да се обърне на пламъка и на миризмата на изгарящия продукт. На табл. 3/18 са обобщени характерните показатели.
4. ЛЕПИЛА В ДЪРВОПРЕРАБОТВАТЕЛНАТА ПРОМИШЛЕНОСТ
Дървесината и дървесните материали са порьозни, хигроскопични и набъбващи материали. Поради това за свързването на дървесни детайли не е достатъчна само термодинамичната адхезия на лепилата, а трябва да се създаде и допълнително сцепление чрез нарязаните съдове и свързаното с тях увеличаване на повърхността на дървото. Адхезионният ефект се дължи на силно полярните свойства на повърхността на дървото, който обаче може да бъде силно намален от намиращите се в дървото материали, като смоли, мазнини и др. Климатичното влияние предизвиква набъбване или свиване на дървото, което води до разрушаване на термопластичните адхезионни връзки. По тази причина трябва безупречно да се извършва залепването на дървесния образец, подлаган на изпитване за якост на срязване при счупване на дърво, за да се получи ясна оценка за качеството на залепванията, подложени на влиянието на климатичните фактори. Тъй като почти всички известни лепила за дърво (клей или лепилни дисперсии) съдържат вода като разтворител или дисперсна среда, то лепилният слой се обезводнява чрез дифузия. Ниският вискозитет на лепилото обуславя лесното му преминаване от лепилния слой в капилярите на дървото. Погрешните залепвания или намаленото участие при счупване на дървото са честа последица от тези явления. Определянето на якостта на свързване при изпитване на лепилата за дърво и изпитването на фурнированите плоскости се регламентират от стандарти в Германия.
4.1. ВИДОВЕ ЛЕПИЛА ЗА ЗАЛЕПВАНЕ НА ДЪРВО
Прилаганите в практиката лепила могат да се разделят, както следва: А. Глутинови лепила: кожени и костени лепила, казеинови лепила Б. Лепила от синтетични суровини: а) поликондензационни: карбамидформалдехидни смоли: меламинформалдехидни смоли или смеси с карбамидформалдехидни; фенолни формалдехидни смоли (вкл. крезолни и ксиленолови смоли); резорцинформалдехидни смоли. б) полимеризационни: поливинилацетатни дисперсии; стапящи се лепила Наред с тези съдържащи предимно разтворими или диспергирани във вода основни вещества за лепене на пластмаси с дърво се употребяват редица лепила, при които синтетичните основни вещества до голяма степен се разтварят в органични разтворители.
4.2. ЛЕПИЛА ЗА ИЗРАБОТВАНЕ НА МЕБЕЛИ
Употребата на лепила за фурнир и монтаж при производството на мебели се определя на първо място от целта на приложението. В Средна Европа относителната влажност на въздуха в затворени помещения се движи в зависимост от сезона между 20 и 70%, или средно около 50%. Нашите домашни мебели могат да се изработят с приведените в част 4.1 лепила. Не така стои въпросът с музикалните и кухненските мебели. По-голяма температурна устойчивост е необходима при кутиите за телевизори, особено при цветни телевизори. Температури от около 70?С съвпадат с интервала на размекване на термопластичните поливинилацетатни лепила. Кухненските мебели често са подложени на по-висока относителна влажност на въздуха. Лепила, които са чувствителни на вода и водни пари, като глутиновото лепило и ПВА-дисперсиите, трябва в такива случаи да бъдат заменени с водоустойчиви поликондензационни лепила. Поликондензационните лепила могат да намерят приложение и в производството на лепени мебели, които се употребяват в областта с тропически дъждовен климат. Най-високи климатични изисквания се поставят към градинските мебели. При тях залепването трябва да бъде устойчиво на атмосферните влияния. Според досегашния опит за тази цел са подходящи киселиновтвърдяващите се фенолни смоли. В мебелната промишленост се провежда в големи мащаби залепване на фурнир. При серийното производство то се извършва в нагрети преси или други приспособления, като е възможна употребата и на карбамидни лепила. Правилната обработка осигурява във всички случаи лепилна връзка, устойчива на вода. В занаятчийските предприятия се прави студено фурнироване, при което се употребява студено втвърдяващо се поликондензационно лепило, ПВА-дисперсия или дори топло глутиново лепило. При монтаж в нарастваща степен се употребява ПВА-дисперсия, докато в производството на столове и тапицирани мебели се прилага глутиново лепило. Внедрените фурнирни машини за малки размери позволяват употребата на стапящи се лепила по горещо-студения метод.
4.3. ЛЕПИЛА ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ФУРНИРОВАНИ И СЪЕДИНЕНИ ПЛОСКОСТИ
Качествените изисквания по отношение на залепването на фурнировани и съединени плоскости са определени по ТGL 3007. Фурнировани и съединени плоскости JF 20: устойчиви на очакваната в отоплени и неотоплени помещения влажност на въздуха. Фурнировани и съединени плоскости JW 67: устойчиви на по-висока влажност на въздуха (не са подложени непосредствено на атмосферни влияния). Фурнировани и съединени плоскости А 100: ограничено устойчиви на атмосферни влияния на открито (ограничено устойчиви на времето). Фурнировани и съединени плоскости АW 100: устойчиви на всички атмосферни влияния. Този стандарт не съдържа предписание за употребата на специфични лепила. Изборът се получава от кратките изпитвания, на които залепванията трябва да издържат. Кратки изпитвания по ТGL 7448 на фурнированите и съединени плоскости: JF 20 24 h във вода при 20?С±2 deg JW 67 З h във вода от 67?С±0,5 А 100 6 h във вряща вода АW 100 6 h във вряща вода 16 h на сух въздух от 60°С±0,5 deg 4 h във вряща вода бързо охлаждане в студена вода Посочените кратки изпитвания важат само при употреба на необратимо втвърдяващи се лепила. За залепването могат да се употребят следните лепила: Лепила за фурнировани и съединени плоскости от сорт JF 20. За производството на тези плоскости се употребяват обикновените карбамидформалдехидни лепила, напр. с втвърдител 240 или 212. Към тези разтвори могат да се прибавят пълнители (особено при лепилата Лойна 4511). Отношението на пълнителя към водата зависи от вискозността на лепилото и от хигроскопичността на пълнителя. Ръжени брашна и трици са за предпочитане като пълнители. Общият напълващ разтвор (състоящ се от пълнител и вода) като добавяно количество се означава като степен на напълване в масови проценти спрямо течното лепило. Степента на напълване при тези залепвания е между 120 – 150%. Лепила за фурнировани и съединени плоскости от сорт JW 67. Безупречни якости на лепене при лагеруване се постигат само с чисти карбамидни лепила. Подходящ е само втърдителят 212, а при употреба на лепило Лойна 1310 – втвърдител 230 или 280. Сгъстяването на нисковискозен разтвор е възможно само чрез употреба на кръвен албумин или кокосово брашно. Съдържащите нишесте пълнители не са подходящи за устойчиви на гореща вода залепвания. Лепила за фурнировани и съединени плоскости от сорт А 100. Тези кратки изпитвания се понасят само от меламинови лепила или смеси от меламинови и карбамидни лепила. За да се постигне устойчивост на вряла вода, се употребява лепило Лойна 1310 или 4110, при което във втвърдителя 510 се съдържа меламинова усилваща добавка. Залепвания на плоскости от качеството А 100 се провеждат само там, където поради свойствата на лепилен слой не могат да се използуват фенолни смоли. Лепила за фурнировани и съединени плоскости от сорт АW 100. Според досегашните опити само фенолните смоли са устойчиви на атмосферни влияния. Смята се за доказано, че тяхната устойчивост на изваряване същевременно е мярка за устойчивостта им на атмосферни влияния. Фурнированите и съединени плоскости трябва да издържат на такива условия, затова се лепят с течни фенолформалдехидни смоли (резоми), които се втвърдяват над 140°С.
4.4. ЛЕПИЛА ЗА СТРОИТЕЛНИ ЕЛЕМЕНТИ
Употребата на лепила за строителни елементи се разграничава според вида на строителния елемент: за носещи конструкции; за пътни, водни и въздушни превозни средства; за прозорци, врати, облицоване на врати и други вътрешни обзавеждания. Тъй като особено при напрегнатото панелно свързване или облицоване на скелета има нищожни напасвания, при тези залепвания трябва да се приложат устойчиви на фуги лепила. Изборът на материали зависи от климатичните изисквания. За дървесни носещи конструкции Egner [11] различава следните изисквания: За климатично изискване N. Вградените под покрива детайли, които след изработване на обшивката на покрива са защитени от влага и са изложени на обикновените климатични условия в проветриви помещения. За климатично изискване SN. Вградените детайли, които издържат на излизащите извън рамките, на нормалния климат по-остри условия и на влажен топъл климат, а също така са изложени за по-кратко време на влага. Климатично изискване Т. Детайли, които са изложени както на лагеруване във вода, така и на влажен и топъл климат. При детайли с климатично изискване N могат да ге употребят казеинови и карбамидни смолни лепила. За детайли от групата SN тези лепила са недопустими; за тях са подходящи напълнени с втвърдено брашно от синтетична смола карбамидни лепила (вж. 4.2.3). Устойчивите на атмосферни влияния конструкции от климатичното изискване Т трябва да имат устойчиви на вряла вода залепвания, което се постига само чрез фенолни, резорцинови или чисти резорцинови лепила. Киселиновтвърдяващите се фенолни лепила са наравно с гореспоменатите лепила по отношение устойчивост на атмосферни влияния. Устойчивостта на лепилната прослойка зависи съществено от начина на провеждане на кондензацията по време на производствения процес и концентрацията на лепилото. Лепилата за дървени носещи конструкции се подлагат на особени задължителни и допускащи изпитвания. Освен изпитванията по стандарт за якост на срязване се оценява още и отнсшението при натоварване отвесно на лепилния слой при надлъжни и кръстосани залепвания на дървото по кантовете. Изборът на лепила за строителни елементи за вътрешно обзавеждане има друг аспект. Ако повърхностите на вратите и прозорците не се обработват веднага в завода-производител, дървените части в новия строеж могат да поемат отчасти влага до точката на насищане на влакната. Най-употребяваните лепила тук са описаните в част 4.2.3 устойчиви на вода карбамидни лепила. Ако външната боя се подновява редовно и своевременно и ако прозорците и вратите са изработени така, че да не се образуват водни потоци или водни торбички, могат да се употребяват и описаните в част 4.2.2 поливинилацетатни дисперсии. В табл. 4/3 могат да се видят най-важните свойства на употребяваните лепила.
4.5. ЛЕПИЛА ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ПЛОЧИ ОТ ДЪРВЕСНИ ЧАСТИЦИ
По-голямата част от произвежданите ПДЧ се употребява за производство на мебели, музикални инструменти и за вътрешно обзавеждане. Свързването на дървесните частици в плочи се извършва предимно с карбамидформалдехидни смоли. По-висока климатична устойчивост се изисква за плочите в корабостроенето, строителството и особено при външни елементи. За тази цел се употребяват плочи, под силени с меламинформалдехидна, карбамидформалдехидна или фенолформалдехидна смола. Според Eisner [3] при специални изисквания към плочите от дървесни частици за предпочитане са фенолформалдехидни смоли пред всички други известни комбинации [12].
4.6. ЛЕПИЛА ЗА ПРОИЗВОДСТВО НА ПДВ (ФАЗЕРНИ ПЛОЧИ)
Пресувани или непресувани фазерни плочи от дървесина или рапична слама се произвеждат подобно на хартията по мокър, полусух или сух метод (вж. 2.6). Надробената по мокър метод до фазерно състояние дървесна маса във вид на водна суспензия се формова и изсушава до влакнест пласт. Тъй като съдържащите се във фазерната суспензия фини частици (дървесни свързващи средства) като свързващи елементи са много чувствителни на вода, то за да се намали водонабъбването на плоскостите, се употребяват предимно фенолни смоли. Като фазерни свързващи средства се употребяват резолните фенолни смоли. Те са силно алкални, затова се прибавят към фазерните пулпове в силно разредено състояние. Чрез прибавяне на сярна киселина лепилните съставни части се утаяват върху дървесния фазер. Разликата между твърдото сухо съдържание и отпадащите съставки се състои най-вече в натриевия хидроокис, който се неутрализира чрез прибавяне на киселина, и несвързаните феноли, които преминават в отпадъчната вода и предизвикват веднага замърсявания. Табл. 4/5 показва най-важните качества на фенолните смоли за производство на фазерни плочи.
5. СУШЕНЕ НА ДЪРВЕСИНАТА
Като растителен, органичен, високопорьозен и хигроскопичен материал дървесината изравнява своето влажностно състояние със заобикалящата я среда. При това дървесината, чието влагосъдържание е по-високо от равновесното, отдава влага, докато при по-ниско влагосъдържание поема влага. За потребителя явлението е от значение, защото при отдаване и поемане на влага тя променя своите размери (набъбване и съсъхване). Тъй като дървесината често променя неравномерно своите размери, а крайният потребител изисква определена дименсионална стабилност за всички употребявани предмети, съсъхването и набъбването са нежелани явления при обработването й. Най-важната мярка за избягване на последващо изменение на размерите на готовите дървени издeлия е предварителното третиране на дървесината, целящо извличане на част от нейната влага сушенето на дървесината. Още преди 2000 – 3000 години човечеството е опознало значението на сушенето на дървесината (Плиний, сушене в пясък) и са били дадени определени насоки за сушенето на дървесината във въздушна среда, които се предавали като натрупан опит от поколение на поколение. Едва след 1920 г. се е отдало да бъдат обосновани научните основи на технологията на сушенето на дървесината. Били са осъществени сериозни изследвания относно дифузията и миграцията на парата във вътрешността на дървесината. Понастоящем почиващото на научна основа сушене на материалите е завоювало солидни позиции в дървообработващата промишленост. Практиците са достигнали до извода, че повечето от грешките се дължат на неподходящата влажност на дървесината. Тази констатация се отнася не само за нейните хигроскопични свойства, но и за слепването и повърхностното й обработване. Така например при производството на плочи от дървесни частици се получават често разкъсвания на плочите поради недостатъчно изсушаване на технологичните трески или слепването е лошо поради пресушаване на фурнирните листа. Правилно провежданото сушене на дървесината не само повишава потребителската стойност на изходния материал, но и изключва значителните загуби на дървесина, произтичащи от недостатъчното й изсушаване, съкращава необходимото време за сушене и стойността на изсушаването. По този начин вещото и целесъобразно проведено сушене на дървесината повишава рентабилността на предприятието. Според Fleming [7] в Германия са подлагани годишно на изсушаване 2 500 000 m3 дървесина. При това са регистрирани значителни загуби на дървесина, дължащи се на неправилно сушене. Ако чрез всеобхватна квалификация делът на загубите се сведе до2 – 3%, това ще доведе до икономия на много милиони марки за нашето народно стопанство. По-голямо внимание се отделя напоследък за предварително подсушаване на фасонираните материали в дървообработващите предприятия, тъй като по този начин се избягват последващи повреди по време на транспортирането и съхраняването, дължащи се на високата влажност на дървесината. Правилното прилагане на тази мярка е свързано с определени биологични и икономически предимства. По такъв начин не се осигурява необходимата за оптималното развитие на гъби и насекоми влажност (над точката на насищането на дървесните влакна) и се намалява чувствително транспортираната маса. По този начин се предлага на крайния потребител висококачествена дървесина, неповлияна от типичните повреди при складирането, която при нормално влагосъдържание от около 50% има по-малка маса с 250 до 300 kg на всеки m3. Един 20-тонен товарен вагон от държавните железници в Германия може да транспортира при това положение вместо 18 – 20 m3 влажна дървесина 27 – 30 m3 предварително подсушена дървесина. Предпоставка за вещото провеждане на сушенето с цел да се увеличи капацитетът на инсталациите и да се намалят разходите за сушенето е преди всичко точното познаване на анатомията на дървесината и механичните и техническите свойства на дървесината като материал. Безсмислено е да се правят опити за сушенето й в нашите съвременни сушилни инсталации само въз основа на натрупан опит без използването на измерителни и контролни уреди. Резултатът ще бъде неизбежно свързан с понижаване на качеството. Всеки работник, наблюдаващ процеса на сушене, трябва да бъде наясно относно поведението на изсушаваната дървесина под въздействието на планираните фактори. В Германия – гр. Ерфурт, са били провеждани в течение на няколко години квалификационни курсове за обучаване и преквалификация на работниците от сушилното стопанство.
5.2. ОСНОВНИ ПОЛОЖЕНИЯ
5.2.1. Цели на сушенето на дървесината
Крайната цел на всеки процес за сушене на дървесината е в най-късо време качествено и бездефектно изсушена дървесина. Според изискванията на потребителя спрямо изсушавания материал може да се определят и някои допълнителни цели. Най-общо целите на сушенето на дървесината може да се характеризират, както следва: а) преди да се преработи дървесината, се изсушава до влажността, получена вследствие на хнгроскопичните й свойства в климатичните условия, при които ще се експлоатира готовият продукт (ограничаване на допълнителното съсъхване и набъбване при употреба); б) в съгласие със стандарта на Германия влажностният градиент по напречното сечение не трябва да превишава в края на процеса на сушене 2%; в) за да се избегне понижаване на качеството и снижат разходите за сушенето, трябва да съществува стремеж за възможно бързо направлявано извличане на влагата; г) подобряване на механично-техническите свойства; добре изсушената дървесина е твърда, притежава понижена изтриваемост, по-висока якост и повишена трайност; тя се обработва и преработва по-лесно; д) повишаване на транспортния капацитет; е) специално камерното сушене се стреми при висококачествено изсушаване и най-малък обем на сушилните съоръжения към минимален разход на топлина и електрическа енергия, ниски експлоатационни разходи, най-късо време за сушене, максимално използване на сушилните и най-ниски разходи за сушенето.
5.3. АТМОСФЕРНО СУШЕНЕ НА ДЪРВЕСИНАТА
5.3.1. Общи положения и основни изисквания
Като атмосферно сушене на дървесината се означава отделянето на влагата под влияние на климатичните изисквания на съответното място. За да се избегне чувствителното понижаване на качеството, трябва да се полагат големи грижи за изсушавания материал, като се предпазва особено от пряко слънчево облъчване и по-дълго въздействие на вода. Определени мерки, като подреждане с дебели разделителни летви, малка широчина на фигурата, вграждане на вертикални отвори, усилване на циркулацията във фигурата с материал, оставяне на дебела въздушна прослойка под фигурата и др., са насочени само към съкращаване на времето на сушене. В зависимост от климата дървесината може да достигне минимално влагосъдържание, което отговаря на равновесното влагосъдържание при фактическите температури и степен на насищане на водната пара във въздуха. Въздушно-сухото състояние е много лабилно и през зимата се колебае между u =18?22%, а през лятото между u =10?14%. Тъй като най-често климатът се изменя, преди да бъде достигнато въздушно-сухото състояние, посочените екстремни стойности могат да се постигнат само при тънките дървени асортименти (напр. фурнир). Най-ниските стойности на равновесното влагодържание се постигат през лятото и варират в границите u =14 – 15%, а най-високите – през зимата, когато u =20?22%. На фиг. 5/16 е показано влиянието на дебелината на дървесината, времето на сечта и сезона върху скоростта на сушене и достижимото въздушно-сухо състояние. За разлика от техническото сушене атмосферното има повече недостатъци, отколкото предимства. Например при дългото престояване на открито дървесината се замърсява (това е свързано с преждевременното затъпяване на режещите инструменти). Дървесината с високо влагосъдържание е изложена, на нападения от гъби и насекоми (напр. посиняването на смърчовата дървесина, бялата гнилота при бука). Независимо от всичко това за повечето области на приложение (при които изискуемото влагосъдържание лежи под стойността на въздушно-сухото) се налага допълнително техническо сушене на дървесината. От икономическа гледна точка атмосферното сушене на дървесината ангажира големи оборотни средства за продължително време. Предприятията, в които би могло да се избегне атмосферното сушене, трябва да се обърнат към опита на старите практици, за да не се влошава качеството. 1. Фасонираните материали не трябва да се оставят никога даже и за късо време в неподредено състояние. 2. На всички фигури трябва да се осигури достатъчно висока, солидна и равна основа. Между терена и най-долния ред на изсушавания материал се поставят бетонни пирамиди (фиг. 5/20). 3. Разделителните летви трябва да се подреждат във вертикална посока строго една над друга, не трябва да са много тънки и следва да предпазват материалите от огъване. Разделителните летви се импрегнират задължително. 4. Всички фигури трябва да се покриват веднага (с изключение на елшата) и осигурят срещу пориви на вятъра. Покривът на фигурата трябва да излиза извън габарита й по възможност от всички страни с 25 до 50 cm (вж. фиг. 5/30). 5. Складовата площ не трябва да задържа вода, по нея не следва да растат треви или бурени, като се отстраняват отпадъците от всякакъв характер.
5.4. ТЕХНИЧЕСКО СУШЕНЕ
5.4.1. Основни положения и начини на подреждане на материали в сушилните съоръжения
За разлика от атмосферното сушене при техническото сушене сушилният агент има много по-висока температура и често значително по-висока скорост на движение. Това се постига посредством специални системи за отопление и вентилация (технически средства). Техническото сушене се прилага задължително в случаите, когато крайната влажност на материалите u < 15% и когато за късо време следва да се отдели влагата от дървесината. При техническото сушене този резултат се постига чрез подходящо регулиране на температурата, влажността и скоростта на движение на сушилния агент. Сушилните съоръжения изискват влагане на значително повече инвестиции, отколкото при устройването на складове за атмосферно сушене. Затова стремежът трябва да бъде изсушаването да става при използване на най-новите постижения на науката за най-късо време и при постигане на най-високо качество на изсушената дървесина. За да се осигури най-висока производителност на сушилните съоръжения, през последните десетилетия са създадени голям брой нови методи за техническо сушене и все по-усъвършенствани съоръжения за сушене на дървесина. Понастоящем е възможно изсушаването не само на меките дървесни видове, но и на чувствителните твърди дървесни видове чрез подходящи методи на сушене, качествено и за най-късо време. Предпоставка за постигането на висока производителност е максималното запълване обема на сушилнята и правилното подреждане, респ. разполагане на материала спрямо сушилния агент. Един сушилен цикъл следва да се провежда само с материали, които имат еднаква дебелина и приблизително еднаква изходна влажност. Ако не са достатъчни материалите от един дървесен вид, може да се допълни партидата с материали от друг дървесен вид, които имат близка характеристика на сушене (табл. 5/5).
5.5. ДЕФЕКТИ, ПОЛУЧАВАНИ ПРИ НЕПРАВИЛНО СУШЕНЕ НА ДЪРВЕСИНАТА
Най-често срещаните дефекти при сушенето на дървесината са свързани с нейното оцветяване, измятане, колабиране, вътрешни и външни пукнатини. Причините за тези явления могат да се търсят в структурата на дървесината или в неправилното провеждане на процеса на сушене. Не може да се влияе на структурните особености на дървесината (това се отнася предимно до вътрешните напрежения, които имат различна абсолютна стойност). Тяхното неблагоприятно влияние може да се избегне до голяма степен чрез прилагането на меки режими на сушене. Често се появяват дефекти в дървесината поради това, че не се вземат под внимание нейните конкретни свойства. Това става най-често при формалното пренасяне на режимите от един към друг сушилен цикъл. Това са частичните дефекти, появяващи се при сушенето. Те ще бъдат обект на следващото изложение. Почти всички промени на цвета при сушенето на дървесината се дължат на изменение на химичния й състав (напр. на въглехидратите и лигнина, респ. на оксидацията на дъбилните и багрилните вещества). По-рядко те се дължат на гъбни нападения. Изменения на цвета, при които дървесината се обагря в нов тон, обикновено не се причисляват към дефектите на сушенето (напр. буковата дървесина добива червенокафяво оцветяване). Наличието на ивици или отделни петна се смята като дефект на сушенето, когато оцветяването е проникнало в дълбочина на дървесината. Подобни оцветявания се срещат особено често при богати на пентозани дървесни видове (широколистните). Тяхното сушене трябва да се извършва поне през първия период на процеса (до извличането на свободната влага) при температури пои 60°С (вж. табл. 5/12). Понижаването на качеството, изразено в измятане, изкривяване или усукване, се дължи на нееднородната структура на дървесината или на много интензивното сушене. Витораслата дървесина и дъските или талпите с нееднородно ядро трябва да се сушат при меки режими, разделителните летви да са поставени по възможност на малки отстояния, а цялата фигура да се притиска по време на сушенето. Най-често срещаните на практика дефекти са пукнатините и т. нар. клетъчен колапс. И двете явления се дължат на бързото отдаване на влагата от отделни части на дървесината. Пукнатините се причиняват от опънови напрежения, които са с по-голяма стойност от якостта на опън в напречно направление. Клетъчният колапс се изразява в смачкване на клетъчните стени във вътрешните слоеве на дървесината, без да се получи разкъсване на тъканите. Към клетъчен колапс са склонни дървесни видове с висока плътност и относително тесни дървесни пори. Те се сушат при меки режими и много бавно (вж. табл. 5/12). Появата на пукнатините може да се предотврати чрез вземане на силови проби от изсушавания материал. За целта от специален пробен образец, поместен във фигурата, се вземат ежедневно 2 – 3 силови проби с широчина 25 – 35 mm (по възможност на 250 до 500 mm от челото на пробния образец). Силовата проба се назъбва по начина, посочен на фиг. 5/72. При дебелина на дървесината < 40 mm се изрязват минимум два зъба, а при дебелина ?40 mm – най-малко 3 зъба. Ако отделните слоеве се огънат веднага навън, това означава, че външните слоеве на дървесината са подсъхнали поради острия режим много бързо и са подложени на опън от вътрешните слоеве (фиг. 5/73 а). Ако зъбците се огънат навътре, това означава, че се е появило застрашително втвърдяване на външните слоеве на дървесината. Външните слоеве образуват нещо като твърда обвивка върху съсъхващото се средно ядро (фиг. 5/73 б). Ако сушенето продължи при неизменни условия, ще се получат неизбежно невидими вътрешни пукнатини (фиг. 5/74).
5.6. ПРАКТИЧЕСКИ ПРЕПОРЪКИ
Всяко предприятие трябва да се стреми към снижаване на разходите за сушене. Ако сушилнята е съоръжена със съвременни средства за измерване, контрол, управление и регулиране, разходите могат да нараснат само при неправилна технология или влошено състояние на инсталацията. Установени са три основни пункта на изследване, които сочат винаги нови пътища за увеличаване капацитета на съоръженията. Става дума за състоянието на инсталацията, разхода на топлина и циркулацията на сушилния агент.
6.1. ОСНОВНИ ПОЛОЖЕНИЯ
6.1.1. Изисквания спрямо съвременните дървообработващи машини
Съвременната дървообработваща машина трябва да осигурява висока производителност на труда, ниска себестойност и високо качество на готовата продукция. Тя трябва да бъде пригодена за включване в машинни поточни линии за серийно и масово производство и с това да осигурява широки възможности за механизиране и автоматизиране на производствените процеси. По тази причина към съвременните дървообработващи машини се поставят следните изисквания: 1. Да изключват по възможност ръчните манипулации или да ги съкратят,опростят и облекчат (това се осъществява посредством устройства за механизирано зареждане и поемане, подаване и транспортиране). 2. Да осигуряват необходимото количество и точност при минимален разход на енергия. 3. Да осигуряват механизирано захващане на режещия инструмент и обработвания детайл, както и механизирано центроване (това се осъществява чрез механични, пневматични и хидравлични системи). 4. Отделните машини да могат да се включват в автоматизирани тактови линии, поточни линии, като осигуряват съответни възможности за свързване. 5. Машините да имат оптимална степен на автоматизация. 6. Да имат действени и целесъобразно разположени предпазни устройства (аварийни изключватели, защита на режещия инструмент и др.); да не бъдат източник на недопустими шумове. 7. Осигурителните данни на машината трябва да са известни, да бъдат уточнени опасните места, а предпазните устройства да отговарят на стандартните изисквания. 8. Машините следва да бъдат съобразени със законните изисквания в патентно отношение. 9. Елементите за обслужване и манипулационните органи да бъдат лесно достъпни и да бъде осигурена възможност за бърза смяна на режещите инструменти. 10. Скоростта на подаване и оборотите на шпинделите да се изменят по възможност безстепенно. 11. Машината да притежава устройство за захващане на стърготините и включване към пневматичната мрежа. 12. Машината да бъде изработена от стандартни елементи (това важи особено за бързо износващите се детайли).
6.2. РЕЖЕЩИ МАШИНИ
6.2.1. Гатери
6.2.1.1. Вертикални гатери
Тези машини намират приложение в дървообработващите предприятия главно за разбичване на облите материали на дъски, талпи и за призмиране. Конструкцията и функциите на машината се определят от възвратно-постъпателното движение на трионите, което се осъществява от кривошипен механизъм (фиг. 6/2). То притежава недостатъка, че в горна и долна мъртва точка движението на триона се обръща по посока. Това поражда масови сили, които упражняват неблагоприятно въздействие върху машината като цяло и особено върху основния вал и лагерите. Неблагоприятните влияния се намаляват чрез олекотяване на гатерната рамка и прикачане на инерционни маси (маховици) към основния вал на машината. Друг недостатък на шатунно-кривошипния механизъм е променливата скорост на рязане.
6.3. МАШИНИ ЗА ФРЕЗОВАНЕ И РЕНДОСВАНЕ
6.3.1. Основни положения
Към машините за фрезоване се причисляват всички машини, които работят с фрезов режещ инструмент (вж. част 7.1.5). Това са във всички случаи ротиращи инструменти независимо дали режат с околната или с челната си повърхност. Ножовите глави и ножовите валове са несъмнено инструменти, които работят с околната си повърхност. Означаването на машините с ножови валове като рендосвачни машини е неправилно, тъй като работният процес е надлъжно плоско фрезоване (вж. част 7.1.1). Същинските машини за рендосване работят с режещи инструменти, които се движат по време на рязането праволинейно (или под лека дъгова траектория) (вж. 7.1). Това са почистващите и подравняващите хобелмашини (вж. 6.3.5 и 6.3.6), които почти не се използват в съвременното дървообработване. Класификацията на машините за фрезоване се извършва в съответствие с начина за монтиране на режещия инструмент, неговото положение (хоризонтални и вертикални машини), разположението на инструмента спрямо обработвания детайл (долно или горно) и предназначението на машината (абрихт, копирна фреза и др.). Подаването на един зъб sz се определя по уравн. (19). Скоростта на рязане ?, която е константа за периферните фрези, се изчислява по уравн. (20). За челните фрези се използват уравненията, които са приведени в част 6.4. В някои характерни случаи се използват и комбинирани режещи инструменти, които режат едновременно челно и периферно. При тях двата процеса на рязане се разглеждат поотделно и след това се сумират резултатите. Валидни са и уравн. (6) за определяне на мощността за задвижване, и уравн. (8) за определяне на производителността при рязане с периферни и челни фрезери. Най-общите правила за охрана на труда са следните: когато режещите нструменти не се използват, те задължително се свалят от машината или се закриват надлежно. При ръчно подаване на обработваните детайли на всеки шест месеца се проверява устройството за притягане на режещия инструмент.
6.4. МАШИНИ ЗА ПРОБИВАНЕ И ЩЕМВАНЕ
6.4.1. Основни положения
Машините за пробиване са предназначени да изработват кръгли отвори с помощта на ротиращи инструменти, които режат главно със своите челни режещи повърхности. Борерите са подобни по конструкция на челните фрезери, но са пригодени само за аксиално подаване. Различните изпълнения на пробивните машини се отличават по разположението на шпиндела (различават се вертикални и хоризонтални бормашини). Подаването на един зъб sz се изчислява по уравн. (19), а скоростта на рязане ? – по уравн. (20). Трябва да се има пред вид, че под ?max се разбира фактически максималната скорост на рязане ?, тъй като в уравнението участва диаметърът d на борера. Минималната скорост на рязаче ?min се намира по оста на въртенето при d = 0. По такъв начин ?min = 0. Средната скорост на рязане ?m се определя, ако в уравн. (20) се замести стойността на d със средния диаметър dm. Ако е необходимо определянето на скоростта на рязане в точно определена точка по диаметъра, в уравн. (20) се замества съответната стойност. Най-благоприятната максимална скорост на рязане при пробиване на дървесина в зависимост от условията на пробиването е между 2 и 6 m/s. При спиралните борери скоростта е 6 m/s, при центричните борери – 4 m/s, а при цилиндричните челни борери – 2 m/s [30]. При пробиването на пресувани изкуствени материали според Doderer [9] скоростта на рязане ? = 0,4 m/s. Оттук трябва да се направи заключението, че при пробиване на пресувана дървесина и плочи от дървесни частици скоростите на рязане трябва да се намират в границите от 0,30 до 0,60 m/s. Мощността на задвижване се изчислява по уравн. (6). Мощността на рязане Ps може да се определи както при челните фрези по уравн. (8), но след вземане под внимание на обстоятелството, че специфичната сила на рязане ks (вж. 7.1.1.9) трябва да бъде отнесена към съответната дебелина на стружката h. Ако по досегашния метод специфичната сила на рязане ks се отнесе към подаването ss, ще бъде в сила връзката: Ps = ks . Vs . c (21) където ks е специфичната сила на рязане (отнесена към ss); Vs – количеството на стружките (вж 7.1.1 3); с – константен коригиращ коефициент при пробизане, който според Redetzky [33] има следните стойности: при стойност на ъгъл х = 50 – 60° с = 1,28 и при х = 90° с=1. Мощността на подаване P? може да се пресметне, както следва: P? = F? snz (22) където F? е силата на подаване; s – подаването на всеки оборот; n – оборотите на борера; z – броят на резците. Подаването за един оборот се пресмята по уравнението: s = (23) или s = sz . z (24) където u е скоростта на подаване, sz – подаването на един зъб. Силата на подаване F? (вж. 7.1.1) повлиява незначително върху размера на общата мощност. Въпреки това тя трябва да се вземе под внимание, тъй като борерите са натоварени на изкълчване, което може да стане причина за счупването на борера (поради малкото отношение d/l). При много дебели борери (голяма стойност на d/l) голямата изкълчваща сила може да доведе до еластични деформации в тялото на машината. Машините за пробиване на овални отвори спадат към типа на фрезмашините и поради това са разгледани в част 6.3.2.3. Машините за щемване работят със специални инструменти (вж. 7.1.7). Стружкообразуването при тях няма да бъде разгледано, тъй като не е от съществено значение.
6.5. ШЛАЙФМАШИНИ
6.5.1. Общи положения
Приложението на разглежданите в настоящия раздел шлайфмашини се разпростира върху масивна дървесина и дървесиноподобни материали. Работната операция се извършва от огъваем инструмент за шлайфане (вж. 7.1.8.2). Инструментите за шлайфане могат да осъществяват ротационно, обиколно или възвратно-постъпателно движение. Ротиращите инструменти работят периферно или челно. И тук работният процес представлява стружкообразуване с тази особеност, че дебелината на стружките е много малка. Различават се валови, лентови, барабанни, дискови и други специални шлайфмашини. Скоростта на шлайфане ? е по същество скоростта на рязане при процеса на шлайфане. Тази скорост има определящо влияние върху качеството на шлайфане. Колкото по-голяма е скоростта на шлайфането, толкова по-добро е качеството на шлайфаната повърхност при една и съща едрина на зърната. Производителността на процеса може да бъде увеличена при запазване на качеството, ако се увеличи едрината на зърната или се повиши скоростта на шлайфане. Не се препоръчва повишаване на скоростта на шлайфането над ? ? 25 m/s, тъй като над нея качеството се подобрява незначително, но за сметка на това се износва много бързо работният инструмент. Обикновено шлайфмашините работят при постоянна скорост. Времето за шлайфане (времето, през което се въздейства от работния орган върху обработваната повърхност) и упражняваният натиск повлияват също така съществено качеството и производителността. Увеличаването на времетраенето на процеса е свързано в повечето случаи с подобряване на качеството. Мощността на задвижване PA се пресмята и при шлайфмашините по уравн. (6). Мощността на шлайфане Ps би могла да се определи по уравн. (8), ако е известна специфичната сила на рязане (вж. 7.1.1). Това е възможно много рядко, тъй като поради малката дебелина на стружките е много трудно или изобщо невъзможно да се определи в най-добрия случай даже и приблизително специфичната сила на рязане. В никакъв случай не може да се използват и резултатите за специфичните сили на рязане при други процеси. Така например специфичната сила на рязане при шлайфането се отнася към тази на фрезоването или рендосването при средна дебелина на стружката hm = 0,3 mm, както 50:1 за бук и 30:1 за бор [37]. По изследванията на Kratz [19] мощността на рязане се определя по следния начин: Ps = Wspez Vs (25) или Ps = (26) където Wspez е специфичната работа при шлайфане; Vszul – максималното количество на стружките за 1 W; Vs – обемът на стружките (вж. 7.1.1). Трябва да се има пред вид, че Wspez представлява обемът на стружките, а не тяхното напречно сечение (какъвто е случаят при определяне на специфичната сила на рязане в част 7.1.1).Оттук следва, че №3рег е сходно, но не идентично със специфичната сила на рязане ks. Специфичната работа при шлайфане Wspez може да се определи за различни дървесни видове по табл. 6/32. Данните се отнасят за валови шлайфмашини (периферно шлайфане) по посока на рязането (вж. 7.1.1) при скорост на шлайфане ? = 24 m/s и едрина на зърната 40. За шлайфането на фурнировани мебелни плочи едрината на зърната се определя съгласно действащите технически норми. Таблица 6/32 Стойности за специфичната работа при шлайфане Wspez и максималното количество стружки за 1 W Vszul при валови шлайфмашини (периферно шлайфане) при скорост на шлайфане ? = 24 m/s и едрина на зърната 40 по Kratz [19] Максималният обем на стружките за 1 W се изчислява по уравнението: Vszul = Wspez -1 (27) Стойностите за специфичната работа пришлавйфане при лентовите шлайфмашини са определени от Pahlitzsch и Driobek [32] при изследване върху дървесина с влажност 9%, зърнестост 32, скорост на шлайфане ? = 16,7 m/s, сила на притискане 5,1 kg и работна повърхност 150 cm2 при шлайфане на смърч в тангенциално направление(вж. 7.1.1). При остър режещ инструмент Wspez = 7,2 – 31,8 W min/cm3 и 14,4 W min/cm3 – при затъпен инструмент. При същите условия Wspez = 7,2 – 31,8 W min/cm3 за направление В. При шлайфане на бук с влажност 10% при равни други условия в направление CWspez = 9,6 – 12 W min/cm3, в направление BWspez = 13,2 – 20,0 и в направление AWspez = 30,6 – 66,0 W min/cm3. Коефициентът на спресуване при шлайфмашините има стойности ? = 1,2 – 1,6. По-важните мероприятия за охраната на труда при работа с шлайфмашини са следните. В смукателните отвори на пневматичната транспортна инсталация се монтират мрежи за захващане на едри частици от дървесината и хартията за шлайфане. Дървените шайби за полиране се изработват от много на брой напречно слепени фурнирни листове. Съставните шайби се слепват чрез разместване на фугите. Върху страничните повърхности на шайбите не трябва да има никакви издатини. Преди започване на шлайфането от повърхността на детайла се отстраняват всички чужди тела.
6.6. МАШИННИ КОМБИНАЦИИ И КОМБИНИРАНИ МАШИНИ
6.6.1. Основни положения
Под комбинирани машини се разбират съоръжения, които изпълняват функциите на повече от една основна машина в една работна операция. Допустима е комбинация и по време и последователност, ако работните операции протичат на едно и също място. Различават се универсални и съчетани машини. Машинните комбинации са агрегати, които изпълняват функциите на повече на брой отделни машини и извършват върху обработвания детайл повече на брой операции на едно и също място или при преминаването му покрай работните инструменти. Под машинни поточни линии се разбират верижно свързани основни машини, автоматизирани или автоматични машини, които извършват операциите върху обработваните детайли в непосредствена повременна и пространствена последователност. Най-общите правила за охрана на труда при машинните комбинации и поточните линии са следните. За отделните части и възли на машинните комбинации и поточните линии са в сила правилата, валидни за отделните машини. При пускане на машинните комбинации и поточните линии в движение трябва да се задействат на всяко работно място предупредителни акустични и оптични сигнали. След подаването на сигнала извършваната в момента дейност се прекъсва. Преминаването през машинната комбинация или поточната линия се извършва само на разрешените места при спиране на линията. Транспортните системи на машинните комбинации и поточните линии могат да се изключват от всяко работно място при създаване на аварийна ситуация. За всяка машинна комбинация и поточна линия се разработват специални правила за охрана на труда и противопожарна защита. При комбинираните машини не е разрешено едновременно извършване на основни машинни операции. Комбинираните абрихт- и щрайхмусмашини подлежат на специален технически надзор. Той обхваща работните, плотове и защитните кожуси на работните валове. Зъборезните машини работят задължително с механизирано подаване. След извършване на работната операция режещите инструменти се закриват посредством предпазни устройства.
6.7. МАШИНИ ЗА ФУРНИР И БЕЛЕНЕ НА КОРИ
6.7.1. Машини за белене на кори
6.7.1.1. Основни положения
Операцията по обелването на корите обхваща дейностите по беленето на обли материали или почистване на корите от материали, които са преминали през стадия на първично механично обработване. Наред с обелването на корите често се цели и придаване на цилиндрична форма на облите материали. Понастоящем намират приложение технологиите, при които беленето се извършва чрез рязане или триене. Познати са и химични технологии, но те не намират приложение в дървообработващата промишленост. Беленето чрез рязане може да се осъществи ръчно (сведения за него няма да бъдат приведени) и машинно. И при двата случая кората се отделя от дървесината с подходящи режещи инструменти. Наред с кората се отнема и част от дървесината. Обелването на корите чрез триене може да се осъществи по следните начини: – белене на корите по непрекъснат метод с помощта на ротори, вериги, шабери, чукове и др.; – фрикционен метод, при който корите се свалят чрез взаимното триене на дървесните парчета в барабан; – хидравличен метод, при който кората се сваля с водна струя под високо налягане – той намира по-рядко приложение. Най-често срещани са машините, които работят с ножове, роторните и барабанните машини, за които ще бъдат дадени кратки пояснения. По-важните специални изисквания за охраната на труда са следните: при ръчното белене от всяка страна на трупа трябва да стои по един работник; всички двигатели на коробелачните машини трябва да се задействат от едно място.
6.8. МАШИНИ ЗА РАЗДРОБЯВАНЕ НА ДЪРВЕСИНАТА
6.8.1. Основни положения
Отнасят се главно до машини, които са предназначени за производство на технологични трески при изработване на плочи от дървесни частици. Тази функция определя машините в конструктивно отношение. Добиваните частици трябва да имат по възможност плоска форма (вж. раздел 2). От значение е също така обстоятелството дали частиците се получават чрез рязане или насичане. Получените чрез рязане частици са предназначени за производството на висококачествени плочи и се предпочитат при оформянето на повърхностните слоеве, тъй като имат подходяща геометрична форма. Частиците, получени чрез насичане, имат други форма и размери, поради което не са подходящи за образуване на повърхностните слоеве. Те биха могли да се използват за тази цел само ако са получени чрез донасичане на частици, добити чрез рязане. Друга разновидност са едрите частици, получавани също чрез насичане (с дебелина до 30 mm) в направление А (вж. 7.1.1), които се дораздробяват в роторни машини. В съответствие с посочените технологични изисквания се различават машини за раздробяване чрез насичане, машини за раздробяване чрез рязане и машини за ударно раздробяване. Машините за ударно раздробяване (насичащите ротори) се използват за раздробяване на дървесина, която се подлага допълнително на отсичане. От машините, работещи чрез рязане, намират приложение само такива с ротиращи режещи инструменти (ножови валове, глави, дискове, барабани). По-долу ще бъдат приведени сведения само за тях, тъй като машините с възвратно-постъпателно движещи се инструменти са загубили промишленото си значение. Изчисленията, свързан и със стружкообразуването при режещите машини, стават аналогично, както при периферните и челните фрезери. Важен показател за обемната производителност е количеството на частиците ?s, (вж. 7.1.1). Мощността на задвижване се пресмята по уравн. (6), мощността на рязането – по уравн. (8) и скоростта на рязане – по уравн. (20). Охраната на труда при работа с дробилните машини включва всички нзисквения, които са валидни при съответните режещи инструменти. Особено внимание се обръща на пълното закриване на задвижването и работните органи. Всички дейности, като поправки, смяна на ножовете и др.,се извършват само при спряла машина и блокирана система за включване.
6.9. АВТОМАТИЧНИ ПОТОЧНИ МАШИННИ ЛИНИИ
6.9.1. Основни положения
Понятието поточна линия е пояснено в част 8.2.3. Автоматичната поточна линия се характеризира със спецификата на връзката между отделните машини или агрегати. Допълнително в линията участват съответни устройства за зареждане на машините и поемане на детайлите. Всяка машинна линия може да бъде разглеждана като техническа система. Техническите системи (поточни линии, респ. машинни поточни линии) се подразделят на машини или агрегати, транспортни съоръжения, задвижващи устройства и устройства за управление. Машините и агрегатите бяха разгледани в предните раздели. Транспортните съоръжения на машинните поточни линии обхващат по същество транспортно-техническата част на системата (вж. 6.9.2). Задвижващите устройства обединяват всички елементи на задвижването на системата. Те работят на електрически, хидравличен и пневматичен принцип, но сведения за тях няма да бъдат дадени. Устройствата за управление обхващат общата управленческо- техническа част на системата (вж. 6.9.3), а техният характер се определя по същество от степента на автоматизацията поточна линия. Степента на автоматизация на една инсталация се определя по следния начин [4]:
6.10. РЪЧНИ МАШИНИ (ЕЛЕКТРИЧЕСКИ РЪЧНИ ИНСТРУМЕНТИ)
Тук спадат всички машини, които се носят или водят от оператора. Те нямат фундамент и се задвижват по електрически път. Само някои видове имат пневматично задвижване или са съоръжени с двигател с вътрешно горене. Това са на практика механизирани ръчни инструменти. Поради голямото разнообразие на ръчните машини ще бъдат разгледани само някои отделни представители. Ръчни циркуляри. Те са удобни за работа в складове за дървесина. Имат мощност на задвижване PA = 0,25 – 1 kW. Максималният диаметър на циркуляра е 160 – 300 mm (фиг. 6/68). Към тази категория спадат и описаните в част 6.2.4 верижни триони ръчните фрези и шлайфмашините с гъвкав вал. Ръчните шлайфмашини са дискови и лентови (фиг. 6/69). Тяхната мощност на задвижване е PA = = 0,08 – 1 kW. Ръчните машини за швабеловане са с гъвкав вал и имат мощност на задвижване PA = 0,2 – 1 kW .
6.11. МАШИНИ ЗА ОГЪВАНЕ НА ДЪРВЕСИНА
Поради ограниченото приложение на тези машини ще бъдат изложени накъсо само най-важните сведения. Огъването на дървесината представлява безстружково деформиране. За да се избегне начупването на детайлите, едновременно с огъването дървесината се подпира по направление на дървесните влакна (вж. части 2. и 8.3.5). За целта се използва специална лента. Освен това се препоръчва предварително пропарване на дървесината. Конструкциите на машините за огъване на дървесината са твърде разнообразни. Тези от тях, които са предназначени за огъване на масивна дървесина, се подразделят в два основни конструктивни типа. В първата категория спадат машини за огъване на детайли в кръгова форма. Те работят с подвижни форми за огъване. Към втората категория спадат машините, които огъват дървесината до достигане на U-образна форма. Тези машини намират приложение предимно при изработване на спортни артикули и седалки мебели. При изработването на корпусни мебели най-често се огъват масиви при едновременното им слепване. В този случай формуването се осъществява в пресата за слепване. При големи радиуси на кривината се използват машини, при които една еластична форма притиска детайла върху твърда основа.
6.12. СПЕЦИАЛНИ МАШИНИ
6.12.1. Общи положения
Към специалните машини спадат машините, които обслужват допълнителните дейности в дървообработващата промишленост. Те се използват при производството на амбалаж, четки, копчета, модели и др. В настоящия раздел ще бъдат дадени сведения само за най-важните от тях. Към тази категория спадат и всички машини, които са построени със собствени сили в предприятията. Специалните изисквания на охраната на труда са следните. Всеки ръководител на предприятие отговаря за проектирани, конструирани, произведени и експлоатирани специални машини и инсталации към дървообработващите машини независимо дали те са собствено производство или разработени съвместно с други производители.
6.13. МАШИНИ И СЪОРЪЖЕНИЯ ЗА ПОВЪРХНОСТНО ОБРАБОТВАНЕ
6.13.1. Машини за индиректно нанасяне на дълбок печат
Повърхностното облагородяване на плочести елементи в рамките на масово производство се осъществява най-често чрез индиректно дълбоко печатане. Според изискванията за повърхностния рисунък се полага едно-, дву- или трицветен печат. За всеки цвят е необходим отделен печатащ барабан. На фиг. 6/80 е показан принципът за полагане на дълбок печат. От резервоара за боя, разположен в съседство с машината, боята постъпва по тръба във ваната 1. Потопеният във ваната нанасящ валяк 2 пренася боята върху гравирания валяк за дълбок печат 3. Нанесената в повече боя се отнема от зачистващия нож 4. От вдлъбнатините на гравирания валяк боята се отнема от гумирания печатащ валяк 5 и се нанася върху повърхността на дървесината. Останалата върху гумирания валяк боя се отнема от валяка 7 и зачистващия нож. Обикновено валяците за дълбок печат представляват помеднени цилиндри от лек метал, върху които подлежащата за печатане фигура е нанесена по фотомеханичен път. За осигуряване на по-голяма твърдост и по-дълъг живот на гравирания валяк се прибягва до хромиране. Получаването на растера се осъществява по системата на автотипния дълбок печат. Това означава, че всички набраздявания имат еднаква дълбочина, но фугите са различно широки (фиг. 6/81). Картината се разлага по такъв начин на отделни точки (от 60 до 70 точки на сантиметър), които имат еднаква височина, но различна площ според търсената интензивност при оцветяването. Този начин на гравиране е много сигурен, трайността на печатащия цилиндър е голяма, а рисунъкът има едно и също качество.
7. CPEДCTBA 3A ПРОИЗВОДCTBO
7.1. ИНСТРУМЕНТИ И ТЯХНОТО ПОДДЪРЖАНЕ
7.1.1. Рязане чрез снемане на стружка
7.1.1.1. Общи положения
Рязането чрез снемане на стружки е процес на формиране на детайлите чрез делене (отрязване) на стружки или стружкообразни продукти с помощта на резец. При това се различава случаят, при който стружката е отпадък, напр. при бичене, фрезоване, рендосване, пробиване, дълбане, шлайфване, и случаят, при който стружките, респ.продуктите с форма на стружки, са междинен продукт с определена форма, напр. при развиване и рязане на фурнир; както и при рязане на стружки за производството на плочи от дървесни частици. В технологията на дървесината рязането чрез снемане на стружки е един от главните методи на работа. Този начин на работа може да се извършва както ръчно, така и машинно. В следващите раздели ще бъдат разгледани само най-важните величини; които оказват влияние върху икономичността при рязането чрез снемане на стружки. Колкото повече дървообработващата промишленост се механизира и автоматизира, толкова по-важно е точното изследване, респ. познаването на, параметрите на рязане (скорост на рязане, скорост на подаване и ъглите на рязане) и параметрите на стружката (напр. вида и дебелината на стружката). При това няма да се разглеждат ръчните дърворежещи инструменти, а вниманието ще се насочи изключително към машинните инструменти, защото те са много по-важни за промишленото производство. Понятията са използувани в съответствие със стандартите в Германия: TGL 29-6580 и TGL 29-6581.
7.2. КАЛИБРИ
По-нататъшното механизиране и автоматизиране на производството изисква и в дървообработващата промишленост да се преминава към взаимна заменяемост. Взаимната заменяемост според Sievritts е „производство, при което частите или възлите могат да се изработват на различни места, така че без допълнителна оскъпяваща работа да могат да се използват в монтажа или да се заменят“. Тази взаимна заменяемост обуславя спазването на определени толеранси и сглобки. Rinrefeil определя като толеранс „допустимата граница, в която трябва да бъде действителната мярка за отделния детайл“, т.е. това е разликата между допустимия най-голям и най-малък размер, и като сглобка „отношението между свързаните части, което се получава от разликата в размерите на тези части преди тяхното сглобяване“. Сглобка с хлабина (подвижна сглобка) има тогава, когато напр. дебелината на чепа е по-малка в сравнение с дебелината на шлица. Сглобката е пресова тогава, когато напр. чепът е по-дебел в сравнение с шлица. Толерансът Т се определя по уравнението: Т = G – K (43) или Т = Ao – Au (44) където G е най-големият допустим размер; K – най-малкият допустим размер. Горното отклонение: Ao = G – N (45) долното отклонение: Au = K – N (46) където N е номиналният размер (напр. размерът по чертежа) Утвърдилите се от много отдавна допуски и сглобки в металообработващата промишленост (ISA – сглобки) са стандартизирани, но не могат да се използват непосредствено в дървообработващата промишленост, защото при обработване на дървесината поради особените й физични качества – влажност, направление на дървесните влакна и т.н., се появяват по-големи неточности. За дървообработващата промишленост са стандартизирани понятия, като основни допуски (изходна влажност на дървесината, изменение в размерите вследствие на влагата, допуски за обработване), пресмятане на допуските и сглобките, приложение на допуските и сглобките (изходна влажност на дървесината, температура и влажност в помещението, ориентировъчни стойности за допуските и специалните размери за обработване конструкциите и сглобките, дадени в чертежите), проверки (определяне на допуските на технически съоръжения, спазване на допуските, контрол на допуските), измервателни уреди и примери за приложение TGL 24421 „Допуски и сглобки в мебелната промишленост“. В Русия от 1953 г. стандартът ГОСТ 6449-53 „Допуски и сглобки в дървообработващата промишленост“ е задължителен. Допустимите отклонения за размерите без данни за допуските са определят в TGL 2897. Допуските за размерите в строителството са стандартизирани в TGL 7275. В табл. 7/43 са дефинирани размерите, допуските и сглобките, а в табл. 7/44 – хлабините, отклоненията, видовете допуски и системи отклонения. В табл. 7/45 се прави съпоставка с изходната влажност на дървесината; в табл. 7/46 и 7/47 са систематизирани размерите и тяхното изменение вследствие на влагата. Основните допуски за обработката са дадени в табл. 7/48, а допуските за обработване – в табл. 7/49. Други ориентировъчни и избрани стойности, както и допускови полета и примери се цитират в TGL 24421.
7.3. ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
7.3.1. Понятия и делене
Приспособленията спадат към групата на средствата за производство (V WL). Те са елементи на механизацията и увеличават икономичността на производството, тъй като поемат от обслужващия персонал постоянно повтарящи се ръчни операции или движения, респ. така ги облекчават, че се намалява телесната умора в най-голяма степен. При увеличена техническа сигурност те осигуряват запазващо се качество и висока точност на работа. В дървообработващата промишленост понятието трябва да се схваща по-широко, тъй като освен спомагателни и допълнителни съоръжения големи групи от съоръжения се използват за механизиране на транспортните процеси на процесите на лепене и монтаж. Това многообразие изисква ясно разделение по функционални и конструктивни признаци. Според това се получават следните групи: Допълващи съоръжения. Те не могат да се използват за изменение формата на детайла и служат за воденето му по време на обработването, зареждането и поемането на детайла след завършване на работната операция, увеличават техническата сигурност или положението и затягането по време на работа с инструмента. Тази група обхваща: съоръжения за водене, напр. линеали; притискащи гребени и ролки; различни видове шаблони; съоръжения за затягане на детайлите, напр. механични, пневматични или хидравлични; съоръжения за зареждане и транспортиране, напр. магазин за зареждане и съоръжения за нареждане, повдигащи съоръжения за преодоляване на различни работни височини; съоръжения за обръщане при изменение положението на детайлите в поточните линии. Към тази група трябва да се причислят: съоръжения за увеличаване сигурността при работа, чиито конструкции и монтирането им към работните средства е предвидено в АВАО 3/1 от 20.07.1966 г. Съоръжения за изпълнение на работни механизми. Те могат да се подразделят на: съоръжения за лепене по широчина и присъединяване (съединяване) чрез лепене; рундове на корпуси; съоръжения за ламиниране на плоскости; в по-голямата част конструктивно предназначени за фурнироване на малки повърхности; съоръжения за лепене по определени форми за производството или ламиниране на по-малки извити в една равнина детайли; съоръжения за монтаж на агрегатни групи в многобройни форми за сглобяване на мебели и при производството на строителни елементи от дървесина. Всички тези групи се различават според възможността за използването им като използваеми за една цел (специални съоръжения) или за повече цели и универсални съоръжения. Съоръженията, предназначени само за една цел, са свързани с една форма на детайла и размерите му, както и с еднакви настройки. Съоръженията за повече цели са предназначени за еднакви форми на детайла с различни размери и едкакви или подобни настройки. Универсалните съоръжения се състоят от основни плочи, които се допълват чрез допълнителни възли по агрегатния принцип. С това се осъществява използването им за най-различни настройки. Формата и големината на детайлите са ограничени от конструктивните условия на съоръженията (големина на основната плоча, силови съотношения).
Публикувано от Katya Vicheva в 09:31
Етикети: dyrvesinata, referat, vskichko, za, архитект, архитектура, дървесина, дърво, реферати