Рис. 90. Схема выхода годных по влажности досок (заготовок), а также с завышенной и заниженной против нормированной влажности 8 ± 2% для различных значений ow при ф = 0,4 и t = 20 ± 1°С
Рис. 91. Схема выхода годных по влажности досок (заготовок), а также с завышенной и заниженной против нормированной влажности 8 ± 2% для различных значений aw при <р = 0,6 и t = 20 ± 1° С
при изготовлении мебели и ее ремонте по заказам населения для различных значений точности работы сушильных камер (aw), сред них влажностей досок (заготовок) в высушиваемой партии материала (штабеле) как в пределах тестированного влажностного допуска 8 ± 2%, так и в пределах всего диапазона полученных влажностей досок (заготовок) после сушки в пределах 6aw, может быть произ веден по рис. 90 для параметров воздуха в условиях эксплуатации Ф = 0,4 и t = 20 ± 1° С, и по рис. 91 для параметров воздуха в усло виях эксплуатации ф = 0,6 и t = 20 ± 1° С.
Для шиповых соединений, собираемых при средней гостированной влажности древесины после сушки, равной 8%, при работе соедине ния в условиях эксплуатации при ф = 0,4; ф = 0,6 и ф = 0,8, при различной точности работы сушильных камер aw подбор деталей по начальным, производственным влажностям производится по табл. 17.
§ 4. П Р А К Т И Ч Е С К И Е Р Е К О М Е Н Д А Ц И И ПО В Ы Б О Р У
О П Т И М А Л Ь Н Ы Х |
ВАРИ АН ТОВ С О Ч Е Т А Н И Й Д Е Л Я Н О К |
ПО В ЛА Ж Н ОС ТИ |
ПРИ С Е Л Е К Т И В Н О Й |
С Б О Р К Е К Л Е Е Н Ы Х |
Б Л О К О В И Щ ИТОВ Д Л Я Р А З Л И Ч Н Ы Х |
УСЛОВИЙ Э К С П Л У А Т А Ц И И |
Основные положения учета влажности при сборке щитовых узлов
Сборка делянок в щит в настоящее время производится без учета как начальных производственных влажностей, так и возможных конечных влажностей делянок щита в различных условиях эксплуа тации.
Учитывая значительное рассеивание конечных влажностей высу шенных досок (заготовок) в штабеле, рассмотрим для примера три возможных сочетания делянок по влажности:
1) |
W u + W 13 + WB + We-, |
2) |
W lt + W u + W u + W U] |
3) |
We + We + We + |
We. |
Индексы 14; 12; 8 и 6, |
как и во всех других случаях, показывают |
первоначальную влажность сопрягаемых делянок, собираемых на клею.
1.Рассмотрим сочетание делянок щита по группам начальных
|
|
|
|
|
|
влажностей для Wu + W 12 + |
W8 + W8. |
влажностей делянок в усло |
а) |
характер изменений |
начальных |
виях эксплуатации с параметрами воздуха ф = |
0,4; ф = 0,6 и ф = |
= 0,8 |
при t — 20 ± 1° С показан |
на рис. |
92. |
|
Как видно из рисунка, делянки с начальной влажностью 14 и |
12% в условиях сухого климата (ф |
= 0,4 и t = |
20 ± 1° С) высыхают |
до устойчивой влажности Wy в = |
8,2%, |
в то |
время как делянки |
с начальной влажностью 8 и 6% не изменяют своей влажности, так как их влажность находится в границах гистерезиса сорбции (рис. 95, а). Изменение влажности в этом случае одностороннее и направлено на уменьшение линейных размеров щита. Делянка с начальной влажностью 14%, высыхая до устойчивой влажности,
29-5
равной 8,2%, теряет 5,8% влажности, в то время как делянка с на чальной влажностью 12% теряет 3,8%.
Таким образом, принятое сочетание производственных влаж
ностей |
делянок |
по формуле Wu + |
|
W 12 + |
l^s + |
W6 в |
рассматри |
|
|
|
|
|
|
|
ваемых |
|
условиях |
эксплуатации |
|
|
|
|
|
|
/ |
значительно |
уменьшает |
размер |
|
|
|
|
|
!* |
щита |
по |
ширине; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
б) |
|
|
характер изменений началь |
|
|
|
|
|
|
i.3 |
ных влажностей делянок в соче |
|
|
|
|
|
/г |
sO |
тании |
|
Wu + |
W12 + |
W8 + |
We при |
|
|
|
|
|
|
работе |
щита |
в |
условиях |
с пара |
Ф орм ула с о ед и н ен и я |
|
|
метрами |
воздуха |
ер = |
0,6 и |
t = |
|
ѴСщ+ Wj2+ |
+ Wß |
|
|
|
|
|
= |
20 ± |
1°С показан на рис. 95, б. |
|
|
|
WCp10% |
|
Динамика изменения |
начальных |
|
|
|
f = |
0,0 |
|
|
влажностей |
делянок |
совершенно |
|
|
|
|
|
|
|
иная. |
Делянки |
влажностью |
W u |
|
|
|
|
3 |
|
|
и |
W12 высыхают |
до |
устойчивой |
|
|
|
|
|
|
влажности |
W.у. |
в |
11,3%, |
в то |
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
W{/u—5,7 % |
время |
|
как две остальные делянки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
влажностью W8и |
увлажняются |
|
|
|
|
|
|
|
до устойчивой влажности |
Wy у = |
|
|
|
|
|
|
|
- |
8,8 % . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При одновременном двусторон |
|
|
|
|
|
|
|
нем изменении влажностей де- |
|
|
|
|
|
Wyßj=u,3% лянки W u и WX2 уменьшают свою |
|
|
|
|
|
|
: 8,8 % |
первоначальную |
влажность |
соот |
|
|
|
|
|
|
ветственно на 2,7 и 0,7%, |
в то вре |
|
|
|
|
|
|
|
мя как делянки |
W8 и W6, увлаж |
|
|
|
|
|
|
|
няясь, увеличивают свою первона |
|
|
|
|
|
|
|
чальную влажность соответственно |
|
|
|
|
|
|
|
на 0,8 |
|
и |
2,8%. |
В итоге |
одновре |
|
|
|
|
|
|
|
менного и двустороннего измене- |
|
|
|
|
|
Wyâ =№,5% ния влажностей |
общее изменение |
|
|
|
|
|
W yy = 10,17. |
(уменьшение) линейных размеров |
|
|
|
|
|
щита |
|
значительно |
меньше, |
чем |
|
|
|
|
|
|
|
в предыдущем; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
производственных |
влажно |
|
|
|
|
|
|
|
ных |
Рис. 92. Схемы изменений |
начальных |
стей делянок в |
сочетании W14 + |
+ |
|
W і 2 + |
Ws+ W enptt работе щита |
влажностей |
делянок |
щита Wu -f- |
|
+ W12 + |
Wa + Wg в |
условиях |
экс |
в условиях увлажненного климата |
|
|
плуатации: |
|
|
с |
|
параметрами |
воздуха |
ф = 0,8 |
а — при Ф = |
0,4; б—при |
ф= 0,6; |
■при |
и ^ = 2 0 ± 1 ° С |
показан |
на |
рис. |
ф = |
0,8 и t |
= 20 |
+ 1° С |
|
95, |
в. |
Характер |
изменений влаж |
однако |
в |
отличие |
от |
первого |
ностей |
делянок |
|
односторонний, |
случая |
все |
делянки |
влажностью |
Wu , W12, W8 и |
Wb |
увлажняются |
до |
устойчивой |
влажности |
Wy y — 14,1%, |
увеличивая |
соответственно |
свои |
линейные |
раз |
меры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее изменение (увеличение) линейных размеров щита свидетель ствует о значительном изменении размеров щита в условиях влаж
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ного климата. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Однако в условиях производства, когда отсутствует селектив |
ная сборка делянок по группам начальных влажностей при изготов |
лении щита того же размера, формула сочетания делянок по влаж |
ности может быть такой: |
|
|
|
|
|
|
|
|
^14 + |
W и |
+ |
W -ц + |
W 14, |
" |
|
|
|
|
т. е. все четыре |
делянки |
будут |
1 1 |
|
|
|
|
иметь |
одинаковую |
влажность, |
1%і |
|
|
|
|
равную 14%. Динамика изменения |
Формула |
соединения |
|
начальных |
|
производственных |
|
|
влажностей делянок |
в |
различных |
|
Цч + VJjtf +VJj/f + W/ц ~ Цщ |
условиях эксплуатации |
для |
этого |
|
|
|
|
|
сочетания |
влажностей |
|
показана |
|
|
|
|
|
на |
рис. |
93. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как |
видно |
из |
схем, |
в обоих |
|
|
|
|
|
случаях наблюдается |
односторон |
|
|
|
|
|
нее |
изменение начальных влажно |
|
|
|
|
|
стей делянок щита и одновремен |
|
|
|
|
|
ное |
изменение |
влажностей |
всех |
|
|
|
|
|
четырех делянок с начальной влаж |
|
|
|
|
|
ностью 14% до устойчивой равно |
|
|
|
|
|
весной |
влажности |
Wy в |
= 8,2% |
|
|
|
|
|
для параметров воздуха |
ср = |
0,4 и |
|
|
|
|
|
t = |
20 ± |
1° С |
и |
до |
устойчивой |
|
|
|
|
|
равновесной |
влажности |
Wy в = |
|
|
|
|
|
11,3% |
для |
параметров |
воздуха |
|
|
|
|
|
Ф = |
0,6. |
В условиях эксплуатации |
|
|
|
|
|
с параметрами |
воздуха |
ф = |
0,8 и |
|
|
|
|
|
t = |
20 ± |
1° С |
делянки |
почти не |
|
|
|
|
|
изменяют своей начальной произ |
|
|
|
|
|
водственной влажности, а следо |
|
|
|
|
|
вательно, |
и линейных |
размеров, |
|
|
|
|
|
так |
как |
влажность, равная |
14%, |
Рис. 93. Схема изменений начальных |
находится почти на границе гисте |
влажностей делянок щита Wti + Wu -\- |
резиса сорбции. |
|
|
|
|
|
|
+ |
-|- Wu в условиях эксплуата |
3. Помимо |
рассмотренных вы |
а — при ф= 0,4; |
ции: |
0,6; в — при |
ше двух сочетаний делянок по |
б—при ф = |
|
Ф = |
0,8 |
и t — 20 + |
1° С |
влажности при сборке щитов (тех |
|
|
|
влажности We + |
же |
размеров) |
может |
быть сочетание делянок |
по |
+ Wß + |
We + |
И76, т. е. |
все |
четыре |
делянки могут иметь одинако |
вую начальную влажность, равную 6%. |
Случай особенно возможен |
потому, |
что в партии материала, высушенного до средней влажности |
6; 7 и 8%, число досок |
влажностью 6% |
особенно велико. |
|
Изменение начальных производственных влажностей щита в раз личных условиях эксплуатации для принятого сочетания делянок по влажности показано на рис. 94.
Как видно из приведенных схем, при работе щита в условиях, характеризуемых параметрами воздуха <р = 0,4, изменения влаж ности, а следовательно, и линейных размеров не происходит. Началь ная производственная влажность делянок соответствует условиям эксплуатации. При работе щита в условиях с параметрами воздуха
|
I |
Ф=0,6 и ф=0,8 при t = 20 ± |
1° С |
|
происходит увлажнение древесины |
|
1 |
щита |
и соответствующее измене |
|
1 |
ние |
(увеличение) |
линейных |
раз |
|
меров (при ф = 0,6 |
меньшее, |
при |
|
1 |
|
Ф |
0,8 большее). |
|
|
|
|
|
|
Формула соединения
WB + Wg+ W6+W6 =4W6
Рис. 94. Схема изменений начальных влажностей делянок щита We + We-f-
+ We + |
We |
в |
условиях |
эксплуа |
|
|
тации: |
|
|
а — при |
Ф = |
0,4; |
6 —при ф=0,6; |
в — при |
Ф = 0,8 и |
t — 20 ± |
Г С |
|
Принцип равновесия влажности при сборке щитов
Селективный подбор делянок щита по группам начальной влаж ности должен основываться на предпосылке, что при работе щита в заранее заданных условиях в от ношении параметров окружающего воздуха не должно быть изменения влажности, а следовательно, и соответствующих изменений гео метрических размеров. Это необ ходимо как для сохранения зара нее запроектированной прочности, плотности сопрягаемых элементов изделий, так и для сохранения в условиях эксплуатации качества
отделанной тем |
или иным спосо |
бом поверхности |
щита. |
Важнейшим, |
основополагаю |
щим условием селективной сборки делянок щита по группам началь
|
|
|
|
ных |
влажностей |
должен стать |
п р и н ц и п |
р а в н о в е с и я |
в л а ж н о с т е й |
д е л я н о к |
щ и т а |
в условиях |
эксплуатации |
относительно граничных (пре дельных) значений гистерезиса сорбции.
Воснову принципа равновесия влажности и линейных размеров
всистеме щита должно быть положено такое конструирование соче
таний сопрягаемых деталей, при котором определенному количе ственному изменению начальных влажностей делянок, например при их высыхании до равновесной влажности Wy- „ в условиях эксплуатации (со знаком плюс), должно соответствовать равное по величине изменение влажности других делянок при увлажнении до устойчивой влажности Wy y (со знаком минус).
Таким образом, использование принципа равновесия влажностей элементов щита при эксплуатации создает условия взаимного рав новесия системы как в отношении суммарной влажности, так и сум марного изменения линейных размеров.
В общем виде аналитическим выражением принципа равновесия влажности элементов щита при полярном способе сочетания делянок
и вероятностного ряда влажностей досок после сушки |
W ly W 2, . . ., |
Wn, |
Wn_2, |
. |
. ., Wm_1 будет |
следующая зависимость: |
|
|
|
ѵ т - 1 |
W n |
|
|
W m - 1 |
|
|
|
|
|
|
S |
|
ЛW i = |
|
Yi |
|
|
£ AWf= Ö, |
|
|
|
|
г'=1Щ |
(=117, |
|
|
i=wn |
|
|
|
|
|
|
s |
A r f = |
Д Г А+ |
АІГ2а -f.........+ А1ГA= |
|
|
|
|
|
i = W i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ( w t - |
r A) + |
( r 2A- |
Wp) -i-------- h ( r A- |
r |
A); |
|
|
W'm-l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ |
AW? = А1Г® -Ь А1Г®+1 -1--------f- AlT®_i = |
|
|
|
i=wn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
(w? - |
О + (ir®_i - О + ••■+ |
|
- |
wl) . |
|
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
AWi = |
(AW? + |
А1Г2а И------+ А ГА) + |
|
|
|
i = W , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
(А1Г® + |
Д1Г®+1 + |
------h А1Г®-і) = |
О, |
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W’m-, |
|
|
|
- < |
) |
+ ( Г 2а - 1 Г А)Н-------- |- |
|
|
S |
Airt- = [ « |
|
|
i = W i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ (1TA- |
i r A)] + |
[(r® |
- |
О |
+ (ir®+1 - |
ir®) + |
|
|
|
|
|
+ . . . |
+ 0 r„ Bl_ 1- ir® )] - 0 , |
|
|
|
|
*m-1 |
А1Гг — суммарное изменение |
влажности |
|
делянок |
щита |
где 2 |
|
l = W 1 |
|
|
в условиях эксплуатации до равновесной |
влаж- |
ѵп |
|
|
|
|
ности ІГр, |
%; |
|
|
влажности |
делянок |
щита, |
Д1ГА— суммарное |
изменение |
г=иА |
|
|
условно |
приравненных |
к основным |
сопрягаемым |
|
|
|
элементам соединения (щита) до равновесной влаж |
|
|
|
ности ІГр, |
%; |
|
|
|
|
|
|
|
Wcp— q>— ow— WA— WB.
Оптимальные сочетания делянок по группам начальных произ водственных влажностей при селективной сборке щитов и клееных деталей в условиях эксплуатации для параметров воздуха ф = 0,6 и t = 20 ± 1° С относительно граничных значений гистерезиса поглощения №у-в = Wр = 11,3% и Wy,y = 8,8% влажности опре деляют по диаграмме на рис. 95.
Для практического использования вариантов сочетаний деталей по группам начальных, производственных влажностей при селектив ной сборке рамок, коробок, ящиков, стульев, каркасов, скамеек под шкафы и другие изделия корпусной мебели рекомендуется пользоваться схемой подбора деталей, показанной на рис. 96 для параметров воздуха в условиях эксплуатации ср = 0,5 и t — 20 ± 1° С.
где Д5(. — суммарное изменение линейных размеров делянок щита в условиях эксплуатации при изменении на чальной влажности до равновесной влажности
Wnp. %;
суммарное изменение линейных размеров делянок щита, условно приравненных к основным сопря гаемым соединениям (щитам) до равновесной влаж ности Wp, %.
Таким образом, сумма приращений линейных размеров основных и присоединительных делянок щита в условиях эксплуатации должна быть в общем случае равна нулю или величине, достаточно близкой к нулю.
Аналогично могут быть написаны уравнения равновесия влаж ности и линейных размеров для щитов, изготовленных из других сочетаний неклееных делянок или фанерованных различными спо собами, а также для узлов (блоков), клееных по вертикали или горизонтали из отдельных щитовых элементов.
Принцип равновесия начальных производственных влажностей при селективном подборе делянок щитов действителен не только для щитовых конструкций, он может быть рекомендован для других аналогичных конструкций и соединений.
При подборе делянок по влажности древесины для изготовления щитов и клееных блоков следует руководствоваться диаграммой
2 Aßf i=w,
i=Wl
W'm-i
Следовательно,
т - i
Ц АВ, = (ьв? + а в £ + ••• +ДЯ„А) +
i=w1
~Ь ( АВп -(- АВп+\ - j - -------- ь Л Д п - і ) == О,
Вправом верхнем углу рисунка дана диаграмма в системе WA =
—WB для деталей, изготовляемых из древесины со средней влаж
