4504

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Модификация древесины

Методические указания для проведения лабораторных работы студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 250400.62 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, Профиль – Технология деревообработки

Воронеж 2014

1

УДК 674.04

Шамаев, В.А. Модификация древесины [Текст]: Методические указания для проведения лабораторных работы студентов заочной формы обучения по направлению подготовки 250400.62 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, Профиль – Технология деревообработки / В.А. Шамаев; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 22 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № 6 от 9 декабря 2013 г.)

Рецензент директор ООО «Лигнум», к.т.н. И.Н. Медведев

В методических указаниях приводится методика выполнения лабораторных и практических работ по модифицированию древесины термомеханическим и химикомеханическим способами.

Лабораторные работы и расчеты изделий из модифицированной древесины выполняются с учетом требований соответствующих стандартов на древесину модифицированную и исследование ее свойств с использованием единиц физических величин в системе СИ.

2

Введение

Основной задачей лабораторных работ по курсу «Модификация древесины» является получение студентами глубоких практических знаний и навыков, необходимых для рационального и комплексного использования древесного сырья. Это возможно при овладении способов модифицирования, технологических режимов получения и обработки прессованной древесины, знания физико-механических, технологических и антифрикционных свойствах прессованной древесины, как полноценного заменителя цветных металлов и черных легированных сталей, текстолита и многих видов пластмасс.

Студенты должны также знать марки прессованной древесины, основные их отличия, особенности их применения для узлов трения машин и механизмов в качестве подшипников скольжения или направляющих подшипников возвратно-поступательного движения.

Правильно подобрать прессовое и другое станочное оборудование, режущий инструмент, режимы резания, точения и т. д.

3

Лабораторная работа № 1 Одноосное прессование древесины

1 Цель работы:

Целью настоящей работы является изучение процесса одноосного прессования древесины.

2 Порядок выполнения работы

Порядок проведения работы состоит из следующих операций:

1. Распаривание заготовок в автоклаве при давлении пара 1,0 - 1,5 атм. в течение 1,0 - 1,5 часа до Т= 80 - 90 0С в центре заготовок (можно прессовать без распаривания, т.е. на холоду, при комнатной температуре).

2.Укладка заготовок в пресс-формы или кассеты.

3.Прессование заготовок на заданную степень (i) до заданной плотности с обязательной фиксацией.

4.Сушка спрессованных заготовок до влажности 4 - 8 % в электрических сушильных камерах при Т = 100 - 110 0С.

5.Охлаждение спрессованных заготовок вместе с пресс-формами до комнатной температуры.

6.Демонтаж спрессованных досок или брусков из пресс-форм.

10.Кондиционирование охлажденных готовых изделий на стеллажах в течение 2-3 суток. Размеры заготовок по толщине и ширине для одноосного прессования определяют с

учетом степени прессования, мощности данного пресса, усушки (Р, Т) и припусками на механическую обработку

Размеры вдоль волокон принимают равными соответствующему размеру после прессования, т. к древесина вдоль волокон, практически, не усыхает и не разбухает.

С помощью формулы (1) находим размер заготовки до прессования (hо) по заданной степени прессования (i) и заданного конечного размера (hк).

где hо – высота (толщина) бруска до прессования, мм;

hк – высота (толщина) бруска после прессования, мм; i – степень прессования, %.

4

Таблица 1 - Изменение плотности древесины в зависимости от породы, степени и направления прессования

Пример 1. Дано: hк= 50 мм, i = 0,5 (для березы). Определить hо, т.е. высоту заготовки до прессования.

6

3 Содержание работы

2.1.Измерить и взвесить образцы до прессования.

2.2.Измерить и взвесить образцы после прессования.

2.3.рассчитать плотность образцов до и после прессования.

2.4.Рассчитать степень прессования.

4 Оборудование и приборы

Для выполнения лабораторной работы потребуются следующие

приборы и оборудование: пресс гидравлический усилием 100 тонн сил,

сушильный шкаф, пресс-формы, штангенциркуль, электронные весы,

измерительная линейка, калькулятор.

Талица 2 - Определение параметров прессованной древесины

Контрольные вопросы

1.Как можно повысить плотность древесины?

2.В каком направлении можно прессовать древесину?

3.Для чего применяется пластификация древесины и чем?

Лабораторная работа № 2 Контурное прессование и гнутье древесины

1 Цель работы:

Целью настоящей работы является проведение процесса контурного прессования древесины и изучения гнуть древесины.

2 Порядок выполнения работы

Все виды гнутья основаны на неравномерном уплотнении древесины по толщине изгибаемого бруска, доски или пластины

На внутренней поверхности заготовки происходит сжатие волокон, а на внешней растяжение. Различают гнутье простое и сложное с последующим уплотнением вдоль оси

7

или перпендикулярно оси, т.е. в одноосном направлении, или изнутри пуансоном. Простое гнутье разделяют на: поперечное, торцовое и продольное (см. рис. или плакаты).

При поперечном гнутье в кольцо древесные волокна в заготовке ориентируются в виде концентрических колец по отношению оси заготовки, т.е. кольца. При торцовом гнутье в кольцо древесные волокна в заготовке ориентируются перпендикулярно, т.е. радиально по отношению оси кольца (заготовки). При продольном гнутье в кольцо древесные волокна ориентируются вдоль оси (продольно) заготовки (аналогично контурным заготовкам или втулкам).

Торцовое и поперечное гнутье наиболее перспективны для изготовления высокоизносостойких втулок или подшипников скольжения вместо цветных металлов и пластмасс. Втулки торцевого гнутья в 3 раза более износостойки по сравнению с аналогичными втулками поперечного гнутья и в 9 раз по сравнению с втулками контурного прессования при вращательном движении вала. При возвратно-поступательном движении лучше применять втулки торцевого гнутья или втулки контурного прессования. В большинстве случаев это так, но в некоторых, более предпочтительно, следует применять втулки поперечного гнутья, например, в сельхозмашинах, дорожно-строительных и др.: т.к., эти втулки наиболее формостабильны при работе в узлах трения с переменной влажностью и температурой окружающего воздуха.

Степень прессования при торцовом гнутье на внутренней поверхности не должна превышать для березы, бука imax = 0,5, для осины, тополя, ольхи и других мягких лиственных пород imax= 0,64 – 0,65. При поперечном гнутье для ясеня, бука, клена imax= 0,25

– 0,30.

Степень прессования при гнутье на вогнутой стороне определяется по формуле:

Студенты делают зарисовки техпроцесса гнутья древесных заготовок из методического пособия или с плакатов (рис. 4, 5, 6).

8