88-1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

Физико-механические процессы при изготовлении и обработке ДВП и композиционных материалов

Методические указания для практических работ студентов

по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

магистерская программа «Технология деревообработки»

Воронеж 2015

46

УДК 674.093.26 – 419.3+674.81+674.028.9:630*824.8

Лавлинская О.В. Физико-механические процессы при изготовлении и обработке ДВП и композиционных материалов [Текст]: методические указания для практических работ студентов по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, магистерская программа «Технология деревообработки» / О.В. Лавлинская; ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». –

Воронеж, 2015. – 72 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от _______________)

Рецензент – к.т.н., инженер-конструктор ОАО ХК «Мебель Черноземья», И.М. Чеботарева

Ольга Викторовна Лавлинская

Физико-механические процессы при изготовлении и обработке ДВП и композиционных материалов

Методические указания для практических работ студентов

по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств

магистерская программа «Технология деревообработки»

Подписано в печать 00.00.2015 . Формат 60x84 1/16. Объём __п.л. Усл. п.л. __. Уч.-изд. л. __. Тираж ___ экз. Заказ №

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» РИО ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». УОП ФГБОУ ВПО «ВГЛТА»

394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

2

Введение

Учебным планом лесопромышленного факультета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», по направлению подготовки магистра 250400.68 - Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, магистерская программа «Технология деревообработки», предусмотрено изучение курса «Физико-механические процессы при изготовлении и обработке ДВП и композиционных материалов».

В результате освоения дисциплины студент должен знать современный подход к вопросу оценки основных физико-химических и механических процессов протекающих при производстве древесноволокнистых плит и композиционных материалов; цели, сущности, способы осуществления основных технологических процессов производства ДВП и композиционных материалов; режимы, основные виды и принцип работы оборудования; правила пользования стандартами и другой нормативной документацией.

Студент должен уметь проводить анализ технологических схем, операций, режимов, принципов работы оборудования при производстве ДВП и композиционных материалов и на этой основе совершенствовать технологии и оборудование для производства конкурентноспособной продукции; производить оценку основных свойств древесных материалов, используя современную испытательную аппаратуру.

Студент должен владеть навыками пооперационного контроля технологических режимов и качества работы оборудования на всех участках технологического процесса; методами анализа причин возникновения дефектов выпускаемой продукции и способами их устранения.

3

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Требования к древесноволокнистым плитам по российским стандартам

ГОСТ 4598-86 и другие нормативные документы определяют следующие требования к древесно-волокнистым плитам мокрого способа производства (табл.1.1):

Таблица 1.1 Физико-механические показатели ДВП мокрого способа производства

Примечания:

1.Норма показателя водопоглощения лицевой поверхностью относится к плитам с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы, и к плитам марки СТ.

4

2.Средний уровень физико-механических показателей твердых плит для последовательности партий приведен в приложении (ГОСТ 4598 - 86).

3.По требованию потребителя значение показателя нижней границы влажности плит марок Т, Т-П, Т-С, Т-СП группы А может быть принято 5 %.

СТ – твердые плиты повышенной прочности (сверхтвердые) с необлагороженной лицевой поверхностью; СТ-С – сверхтвердые с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы;

Т – твердые плиты с необлагороженной лицевой поверхностью; Т-С – твердые плиты с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-П – твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем;

Т-СП – твердые плиты с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; М-1, М-2, М-3 – мягкие плиты.

Требования к плитам сухого способа производства приведены в табл.1.2.

Таблица 1.2 Физико-механические показатели ДВП мокрого способа производства

соответствии с ГОСТ 19592-80 "Плиты древесноволокнистые. Методы испытаний".

5

Образцы должны иметь параллельные кромки, гладкие и без сколов, и прямые углы без повреждений.

Отклонения от номинальных размеров образца по длине и ширине должны быть не более ± 0,5 мм, а по толщине образца – равными отклонениям по толщине плит. Образцы длиной более 100 мм должны иметь отклонения по длине не более ± 1 мм.

Перед испытаниями все образцы, кроме предназначенных для определения влажности, необходимо кондиционировать, то есть выдержать при температуре 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха 65 ± 5 % до момента достижения постоянной массы (равновесной влажности). Масса образца считается постоянной, если при двух очередных взвешиваниях, проведенных с 24-часовым промежутком, отклонение массы не будет превышать 0,1 %.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Требования к древесным плитам по европейским стандартам

Европейский комитет по стандартизации (технический кабинет «Древесные плитные материалы») разработал систему стандартов на древесные плиты всех видов. Эти стандарты постепенно получают статус национальных, становятся обязательными к соблюдению не только на европейском, но и на мировом рынке. Стандарты отличаются особой

6

полнотой и охватывают практически весь диапазон их возможного применения.

Перечислим типы древесных плит из измельчённой древесины и соответствующие европейские стандарты, регламентирующие их производство:

•древесностружечные, ДСтП - EN 312

•из ориентированной крупноразмерной стружки, OSB - EN 300

•цементно-стружечные (на цементном связующем), ЦСП - EN 634

•древесноволокнистые твёрдые мокрого способа изготовления, ДВП-Т - EN 622-2

•древесноволокнистые полутвёрдые мокрого способа изготовления,

ДВП-ПТ - EN 622-3

•древесноволокнистые пористые (изоляционные) мокрого способа изготовления, ДВП-М - EN 622-4

•древесноволокнистые средней плотности сухого способа изготовления, MDF - EN 622-5.

Характеристика древесных плит

Соответственно особенностям применения каждый тип плит подразделяется на виды:

•Плиты общего назначения. Не рассчитаны на восприятие внешних нагрузок и должны эксплуатироваться в сухих помещениях (со средней температурой воздуха 20 °С, влажностью воздуха до 65 %).

•Плиты общего назначения влагостойкие. Не рассчитаны на восприятие внешних нагрузок, могут эксплуатироваться при повышенной влажности воздуха (до 85 %).

•Плиты конструкционные. Способны нести внешнюю нагрузку, должны эксплуатироваться в сухих помещениях.

•Плиты конструкционные влагостойкие. Способны нести внешнюю нагрузку, могут эксплуатироваться при повышенной влажности воздуха.

•Плиты конструкционные атмосферостойкие. Способны нести внешнюю нагрузку, пригодны к эксплуатации в атмосферных условиях, а также в контакте с водой или водяным паром.

•Плиты особо прочные. Обладают определёнными прочностными характеристиками, должны эксплуатироваться в сухих помещениях.

7

• Плиты особо прочные влагостойкие. Обладают определёнными прочностными характеристиками, могут эксплуатироваться при повышенной влажности воздуха.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Расчет сырья и материалов в производстве ДВП

1. Расчет индивидуальных специализированных норм расхода древесного сырья (Нi i-го вида)

а) для сырья тонкомерного, отходов лесозаготовок, дров для отопления

где П – чистый (полезный) расход абсолютно сухого волокна, кг/тыс.м2; qсум. – суммарные технологические отходы волокна, %;

рм – выход древесно-волокнистой массы, %; рщ – выход сортированной щепы, %;

рл – выход древесины при разделке лесоматериалов, %; ρс.усл. – условная плотность древесного сырья, кг/м3.

б) для отходов лесопиления и деревообработки, в том числе карандаши, шпон-рванина, опилки

где iкор – содержание коры в щепе из отходов лесопиления и деревообработки, %.

в) для щепы технологической из стволовой древесины, тонкомерных деревьев и сучьев

8

Нщ = П(100 +qсум. ) , м3 сырья/тыс.м2 ДВП.

рм ρс.усл.

г) для отходов целлюлозно-бумажного производства (ЦБП)

2. Пересчет индивидуальных специфицированных норм расхода для ДВП сухого способа производства с 1 тыс. м2 физических плит на условные плиты толщиной 3,2 мм

Этот пересчет производят по формуле

где Кпересч. – коэффициент пересчета на условные плиты, принимается по табл.26 (таблицы см. в приложении).

3. Определение нормообразующих для расчета индивидуальных специализированных норм расхода древесного сырья

Чистый расход абсолютно сухого волокна определяют по формуле

где Sпл. – толщина плиты, м; ρпл. – плотность плиты, кг/м3;

Wпл. – влажностьплиты, прикоторойопределяласьплотностьплиты, %; D – суммарное содержание упрочняющих, гидрофобных и других специальных добавок, % к абсолютно сухой массе волокна.

9

В производственных условиях Sпл., ρпл., Wпл. принимаются по среднегодовым (среднеарифметическим) данным цеховой лаборатории;

Для ДВП мокрого способа производства:

М

D = 0,7∑Dm im ,

m

где Dm – содержание добавки (кроме осадителя) к абсолютно сухой массе волокна, %.

Максимально допустимые значения добавок в зависимости от породного состава сырья, вида плит, используемых материалов приведены в табл.16…24.

М – число добавок;

im – доля плит с m-той добавкой.

Коэффициент 0,7 характеризует удержание упрочняющих, гидрофобных и других специальных добавок в ДВП.

Для ДВП сухого способа:

D = ∑Dm im .

Если содержание материала в плите определено нормативнотехнической документацией (НТД) в % к массе плиты, то чистый расход волокна определяют по формуле:

где КD – коэффициент, учитывающий количество материалов, содержание которых рассчитано от массы плит, %.

КD = 100 −D′м , 100

10