3411

2

УДК 674 Филонов, А.А. Технология изделий из древесины [Текст]: методические

указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 250303 – Технология деревообработки / А.А. Филонов, Л.В.Пономаренко, А.Н.Чернышев; Фед. агентство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования, Воронеж, гос. лесотехн. акад. – Воронеж, 2006.- 32с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА.

Рецензент директор ООО «Ника» А.М.Никульшин

3

Введение Изделия из древесины играют огромную роль в жизни человека. Труд-

но назвать сферу деятельности человека, где изделия из древесины не имели бы применения. Номенклатура изделий из древесины чрезвычайно широка. Это стандартные дома, столярно-строительные изделия, мебель, музыкальные инструменты, спортивный инвентарь и многое другое.

Древесина как конструкционный материал отличается изменчивостью свойств, поэтому специалисты, имеющие отношение к производству изделий из древесины, должны досконально знать свойства древесины и ее поведение в процессе эксплуатации изделий. Это требует неустанного повышения уровня технических знаний и профессионального мастерства студентов. Повышению этого уровня призваны содействовать настоящие методические указания, составленные в соответствии с учебным планом и программами подготовки инженеров по специальности 250303 – Технология деревообработки.

Целью настоящих лабораторных работ является закрепление знаний, полученных при изучении курса лекций и литературных источников по дисциплине «Технология изделий из древесин». Ряд работ носит учебноисследовательский характер, что позволит привить студентам некоторые навыки исследовательской работы.

4

Лабораторная работа № 1

СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ МЕТЕРИАЛОВ ПО ДЛИНЕ

Цель работы: сравнить способы соединения заготовок из древесины и древесных материалов по длине с использованием различных видов клеев.

Общие сведения: Одним из путей экономии древесины при производстве изделий является утилизация немерных и коротких заготовок из древесины и материалов на ее основе путем их склеивания по длине, ширине или толщине. В странах с развитой деревообрабатывающей промышленностью эти операции являются составной частью технологических процессов изготовления изделий из древесины.

Соединения по длине могут осуществляться впритык, на «ус» и на зубчатые шипы. Соединения впритык торцами конструктивно просты, но недостаточно прочны. Это объясняется небольшой площадью контакта, повышенной впитываемостью клея торцевой поверхностью древесины, а также шероховатостью поверхности. Соединения на «ус» обладают более высокой прочностью за счет увеличения площади склеивания, но более трудоемки и связаны с повышенным расходом древесины и клея. Соединение на зубчатый шип считается наиболее рациональным. Соединение получается прочным за счет увеличения площади склеивания. Размеры зубчатых шипов регламентированы ГОСТ 19414 – 79 «Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым соединениям».

Для склеивания по длине используют резорциновые, карбамидоформальдегидные, фенолоформальдегидные, поливинилацетатные и другие клеи горячего и холодного отверждения.

Испытания на прочность клеевых соединений по длине производят при растяжении по ГОСТ 15613.3 – 79 и ГОСТ 15613.5 – 79, а также при статистическом изгибе по ГОСТ 15613.4 – 78.

5

Материалы, оборудование, приборы

1.Образцы из сосновой древесины и древесностружечных плит, выполненные из готовой продукции или специально склеенные, размерами 300х50х16 мм с клеевым соединением посередине длины.

2.Клеи холодного отверждения: карбамидоформальдегидные; поливинилацетатная дисперсия.

3.Круглопильный станок для раскроя образцов; винтовой пресс для склеивания; машина испытательная по ГОСТ 7855 – 74 с погрешностью измерения нагрузки не более 1 %; приспособление для испытания на статистический изгиб по ГОСТ 15613.4 – 78; штангенциркуль по ГОСТ 166 – 73 с погрешностью измерения не более 0,1 мм; стеклянная посуда; кисти; весы с точностью измерения до 0,1 г.

Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с методическими указаниями к работе.

2.Отобрать образцы из натуральной древесины и ДСтП.

3.Приготовить рабочие растворы клеев.

4.Ознакомиться с режимами склеивания (табл. 1.1).

5.Нанести клей на склеиваемые поверхности.

6.Произвести запрессовку в соответствии с выбранными режимами и схемами (рис. 1.2).

7.После выдержки, предусмотренной режимом, произвести испытание образцов на статистический изгиб.

8.Построить график зависимости прочности на изгиб от соотношения размеров при соединении на «ус».

9.Провести анализ полученных результатов и сделать выводы.

10.Написать отчет.

Приготовление рабочих растворов клеев

Карбамидоформальдегидный клей приготавливается по следующему

рецепту: смола КФЖ – 90 м.ч.; 10%-ный водный раствор щавелевой кислоты

6

– 10 м.ч. Поливинилацетатная дисперсия должна быть пластифицированной с содержанием пластификатора 6 - 8 % от массы сухого остатка. Приготовленные растворы клеев нанести на обе склеиваемые поверхности кистью из расчета расхода клея 180…250 г/м2. Расход клея проконтролировать взвешиванием образцов до и после нанесения.

а)

б)

в)

Рис. 1.1 Форма и размеры образцов: а – образцы для соединения впритык; б – на «ус»; в – на зубчатый шип. Размеры ℓ и t варьируются.

7

а)

б)

Рис. 1.2 Направления действия усилий при склеивании образцов: а – при склеивании впритык и на зубчатый шип; б – на «ус»

8

Рис.1.3 Схема нагружения при испытании

Предел прочности клеевого соединения при статистическом изгибе измеряется в МПа ( кГс/см2) и вычисляется с округлением до 0,1 МПа по формуле

σ = Pmax L ,

b h2

где Pmax – максимальная разрушающая нагрузка, Н (КгС); L – расстояние между центрами опор, мм;

b, h – ширина и толщина образца, мм. Результаты испытаний заносятся в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Результаты испытаний

9

Окончание табл. 1.2.

Содержание отчета

1.Способы соединения отрезков по длине. Их характеристика.

2.Применяемые клеи. Их достоинства и недостатки.

3.Методика испытаний.

4.Результаты испытаний.

5.График зависимости предела прочности клеевого соединения при статистическом изгибе от длины «уса».

6.Анализ результатов испытаний.

7.Выводы.

10

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШУРУПОУДЕРЖИВАЕМОЙ СПОСОБНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ И ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: установить зависимость шурупоудерживающей способности от вида материала, его плотности и направления завинчивания шурупа.

Общие сведения: Соединения на шурупах относятся к одному из наиболее распространенных видов соединений, применяемых в производстве изделий из древесины. Обычно его применяют в следующих случаях:

•изделие или его часть предусматривают сделать разборным;

•соединяемые детали не имеют достаточной площади соприкосновения, и клеевое соединение непрочное;

•изделие в процессе эксплуатации подвергается динамическим и знакопеременным нагрузкам;

•изделие эксплуатируется при переменной или повышенной влажности воздуха, а применение водоупорных клеев экономически не оправдано;

•для крепления фурнитуры.

Прочность соединения на шурупах зависит от плотности и влажности древесины, направления завинчивания шурупа (радиальное, тангенциальное, вдоль волокон), диаметра и глубины завинчивания.

Шурупоудерживающая способность древесных материалов характеризуется удельным сопротивлением выдергиванию шурупов gш в Н/мм, которое вычисляют с точностью до 0,1 Н/мм по формуле

gш = Рmax ,

l

где Рmax – наибольшая нагрузка, Н;

ℓ – длина несущей резьбовой части шурупа (глубина завинчивания),

мм.

Материалы, оборудование, приборы

1.Образцы из древесностружечных плит и МДФ в форме квадрата со стороной 50 мм.