Разработка режимов гидравлического вибратора пресса для повышения физико-механических свойств уплотненной древесины

• Автор: Юдин, Роман Викторович
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ способов улучшения физикомеханиеских свойств древесины при прессовании.

1.2. Анализ процессов обработки древесины с применением пульсирующего давления.

1.3. Анализ исследований рабочих процессов гидравлических прессов и вибрационных машин

1.4. Выводы, цель и задачи исследований

2 ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО РЕЖИМА УПЛОТНЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ И РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРЕССА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ВИБРАТОРОМ

2.1. Математическая модель процесса уплотнения древесины при пульсирующей нагрузке

2.2. Математическая модель рабочего процесса гидравлического пресса с гидравлическим вибратором

2.3. Обоснование параметров гидропривода пресса с гидравлическим вибратором

2.4. Выводы
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа исследований
3.2. Оборудование, применяемое в экспериментальных исследованиях.
3.3. Методика проведения лабораторных исследований.
3.4. Методика изучение микроструктурных признаков прессованной древесины.
3.5. Методика планирования эксперимента
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Оценка динамических характеристик процесса прессования.
4.2. Результаты лабораторных исследований процесса прессования древесины с пульсирующей нагрузкой
4.3. Физикомеханические свойства древесины прессованной пульсирующей нагрузкой.
4.4. Влияние пульсирующего воздействия на микроструктуру прессованной древесины.
4.5. Выводы по главе
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕЙ НАГРУЗКИ ПРИ УПЛОТНЕНИИ ДРЕВЕСИНЫ
5.1. Организация производства брусков из уплотненной древесины
5.2. Экономическая эффективность применения пульсирующей нагрузки
при прессовании древесины
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИОВ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Так, известен способ уплотнения древесины с последовательным нагревом древесины [], являющийся усовершенствованием методов П. Н. Хухрянского и ЦНИЛХИ. Сущность метода заключена в следующем. Сухие заготовки при влажности . Так, равновесной влажности древесины % соответствует температура воздуха 0 % и влажность %. В этих условиях древесину нагревают без увлажнения и высыхания. Нагрев древесины длится . Затем заготовки загружают в многоэтажный пресс, где прессуют в течение . С. По окончании второго нагрева заготовки охлаждаются в прессе до . С (или вне пресса, при использовании прессформ). Все существующие способы уплотнения древесины базируются на приложении прессующего усилия к древесине извне, что вызывает изменение микро- и макроструктуры древесины, то есть сплющивание клеток и сосудов, изгибание годичных слоев и сердцевинных лучей, разрывы перфораций и расслоение клеточных стенок. Этот процесс называется самопрессованием древесины [,]. Для этого предварительно пластифицированные мочевиной заготовки устанавливают в обойму, увлажняют до достижения предела водопоглощения и высушивают до постоянного веса, после чего операция установки в обойму, увлажнения и сушки повторяют до достижения требуемой плотности древесины. При помещении древесины в воду происходит поглощение воды древесиной, и в ней развиваются силы разбухания. Эти силы стремятся увеличить объем древесины, но этому препятствует металлическая обойма. Поэтому силы разбухания вызывают уменьшение полостей клеток, то есть происходит самопрессование древесины, которое закрепляется последующей сушкой. Заготовки выдерживают в воде до достижения предела водопоглощения. С. После этого заготовку извлекают из обоймы и помещают в другую обойму меньшего размера. Микроструктура древесины, получаемая методом самопрессования, значительно отличается от микроструктуры прессованной древесины. Так, строение древесины, полученной методом самопрессования, почти не отличается от строения натуральной древесины твердых пород. Следствием этого является значительное увеличение динамических характеристик древесины. Так, статические показатели прочности в 1,5 раза, а динамические в 3. Начиная анализ закономерности формирования прочностных свойств древесины, рассмотрим макростроение и микростроение присущие лиственным породам, таким как береза и граб. Таблица 1. Изложенные ниже данные широко известны и достаточно изучены многими известными учеными, такими как, Вихров В. Е., Уголев Б. Н., Москалева В. Е., Перелыгин Л. М. и другими исследователями строения древесины. Природа растения, окружающая среда и функции ствола определяют строение древесины. Основными элементами макроструктуры древесины мягких лиственных пород являются: заболонь, ядро, годичные слои, сердцевинные ^ лучи и сосуды (рисунок 1. На поперечном разрезе ствола многих пород в древесине выделяется темно-окрашенная центральная зона - ядро и светлая наружная - заболонь. Считается, что древесина ядра плотнее заболонной части ствола, так же отчетливо видны, а у некоторых пород почти не заметны, годичные слои в виде концентрических колец. У некоторых лиственных пород на поперечном разрезе ствола хорошо видны светлые, часто блестящие линии, расходящиеся по радиусам от сердцевины к коре и называемые сердцевинными лучами. Рисунок 1. Лучи влияют на механические свойства древесины в различных направлениях поперек волокон. Эти своеобразные лучи жесткости повышают сопротивляемость упругому деформированию в радиальном направлении по сравнению с тангенциальным; различие сказывается тем сильнее, чем больше участие сердцевинных лучей в анатомическом строении древесины. Элементами строения древесины характерными только для лиственных пород являются - сосуды. Они часто хорошо заметны на поперечном разрезе в виде отверстий округлой формы. Сосуды выполняют водопроводящую функцию и подразделяются на крупные, легко обнаруживаемые невооруженным глазом и мелкие, не различимые без микроскопа. Основой строения древесины является растительная клетка. В оболочке ^ сформировавшихся клеток различают три слоя (рисунок 1.