LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Прогнозування міцності та обгрунтування оптимальних параметрів процесу пресування деревинностружкових плит

сума об'ємних часток клею і деревинних частинок з (1) не дорівнює одиниці, оскільки клей не утворює суцільну матрицю. В системі присутній третій структуроформуючий фактор – пори. Для отримання ДСП з високими механічними властивостями потрібно забезпечити гомогенність структури з максимальним взаємним контактом частинок та наближенням її до структури масивної деревини. Величина контакту частинок в плиті визначається коефіцієнтом об'ємної щільності вкладання частинок в ній (kу):

, (2)

де rпл - щільність деревинностружкової плити, кг/м3;

rд.ч - щільність деревинних частинок в плиті, кг/м3;

rкл - густина клею, кг/м3;

Wпл - вологість деревинностружкової плити, %;

P - доля абсолютно сухого клею в плиті, %;

rв - густина води, кг/м3.

Потрібно зауважити, що щільність деревинних частинок в ДСП дорівнює щільності вихідної сировинної деревини з урахуванням величини її спресування (kc).

Ступінь покривання клеєм поверхні контакту частинок виражено через питому поверхню деревинних частинок (Sс) і площу обсмолення поверхні частинок (Sо).

Питому поверхню деревинних частинок (м2/кг) визначено через щільність деревинних частинок в ДСП і їх розміри до пресування: довжину (lч), ширину (bч) і товщину (hч).

Величину обсмоленої поверхні в м2/кг стружкової суміші розраховано через густину, концентрацію (K) і процентний вміст клею, густину води та товщину клейового шару (hкл).

Об'ємну частку деревини визначено через щільність і вологість плити, щільність деревинних частинок і вмісту клею в ній, а об'ємну частку клею – через щільність плити, густину та процентний вміст клею.

Отже, формула розрахунку міцності ДСП на статичний згин (1) набуде вигляду:

(3)

Наведена математична модель міцності ДСП на статичний згин (3) дозволяє описати міцнісні властивості ДСП при статичному згині залежно від породи деревини, виду клею, їх об'ємного співвідношення, розмірів деревинних частинок, щільності матеріалу та ін. Для створення ж високоякісної ДСП, вона дозволяє раціональні режимні параметри виготовлення плит узгоджено поєднати з властивостями вихідної сировини.

В третьому розділі викладено методичні положення щодо проведення досліджень, наводяться описи підготовки зразків та зазначено застосовуване устаткування. Обгрунтовано вибір експериментальних планів досліджень.

Описано виготовлення в лабораторних умовах за наперед заданими параметрами сировини, матеріалів і режимом пресування зразків ДСП та визначення міцності їх на статичний згин від значень цих параметрів.

Подано методику статистичної обробки результатів досліджень, яку застосовано з використанням ЕОМ.

В четвертому розділі наведено результати реалізації теоретичних та експериментальних досліджень.

На основі експериментальних досліджень міцності деревинних частинок при статичному згині і обробки результатів отримано рівняння регресії залежно від зміни їх щільності, яке в натуральних значеннях має вигляд:

. (4)

Графічна інтерпретація залежності міцності деревинних частинок при статичному згині від їх щільності наведена на рис. 1.













Рис. 1. Залежність міцності деревинних частинок при статичному згині від їх щільності

В результаті досліджень виявлено відмінність між міцністю масивної деревини і стружки, а саме міцність стружки зменшується зі збільшенням її щільності, тоді як масивної деревини – збільшується. При цьому зі збільшенням щільності деревини і стружки різниця між значеннями міцності зростає (табл. 1).

Таблиця 1

Порівняльна таблиця міцності масивної деревини і деревинних частинок при вологості 15 %

Щільність,

Міцність на статичний згин, МПа

кг/м3

деревини

деревинних частинок

450

56,2

32,5

490

62,8

29,9

520

67,9

28,3

630

87,3

23,5

670

94,7

22,1


Експериментальні дослідження спресування деревинних частинок дозволили визначити вплив вологості (W), умовної щільності деревини (rд), температури (t) та тиску пресування (p) на її величину і отримати рівняння залежності коефіцієнта спресування від цих факторів:

. (5)

Графічна залежність коефіцієнта спресування від тиску пресування при різних умовних щільностях деревинної сировини наведена на рис. 2.













Рис. 2. Залежність коефіцієнта спресування деревини від тиску пресування і умовної щільності деревини при W=11% і t=170оС

Залежності коефіцієнта спресування від вологості і температури плит преса мають аналогічний вид кривих.

Враховуючи значення спресування за виведеними формулами, визначили вплив умовної щільності деревини, процентного вмісту клею, температури пресування і щільності плит на ступінь ущільнення частинок в плиті та її пористість. Для розрахунку цих структурних параметрів ДСП складено алгоритм, програму для ЕОМ та номограму для практичного використання.

Адекватність виведеної математичної моделі (3) перевірено за експериментально отриманою регресійною залежністю міцності ДСП на статичний згин від щільності деревини, процентного вмісту клею, температури пресування і щільності плит:

(6)

Розраховані значення міцності за регресійною залежністю і кореляційною моделлю зведені в табл. 2.

Таблиця 2.

Залежність міцності ДСП на статичний згин від режимних факторів

Щільність

Вміст

Значення міцності ДСП на статичний згин, МПа, при температурі пресування, оС

ДСП,

клею,

150

170

190

кг/м3

%

і щільності деревинної сировини,