Systems. Methods. Technologies 2 (38) 2018

Systems Methods Technologies. S.P. Isaev et al. Evaluation of the effectiveness …2018 № 2 (38) p. 125-132 126 Введение Ранее проведенные экспериментальные исследова- ния [1] позволили установить, что обработка карбами- доформальдегидного клея электромагнитным полем СВЧ-диапазона способствует сокращению времени желатинизации при 100 ° С. В то же время, вязкость ра- бочего раствора клея остается технологически пригод- ной в течение четырех часов. Следовательно, можно предположить, что применение клея, обработанного электромагнитным полем СВЧ-диапазона, позволит сократить суммарную продолжительность периодов выдержки пакета шпона и тем самым обеспечить по- вышение производительности клеильного пресса. Методика проведения исследования. Методика подготовки образцов фанеры и последовательность работ при их испытании осуществлена согласно ГОСТ 9624-2009 «Древесина слоистая клееная. Метод опре- деления предела прочности при скалывании». Однако следует отметить, что приказом Росстандарта от 01.12.2011 г. № 688-ст на территории Российской Фе- дерации с 01.05.2012 г. введены в действие изменения в ГОСТ 3916.2-96 «Фанера общего назначения с наруж- ными слоями из шпона хвойных пород. Технические условия», согласно которым предел прочности при скалывании по клеевому слою не зависит от марки фа- неры, а его значения должны соответствовать требова- ниям, приведенным в табл. 1. Как видно, прочность склеивания не является определяющей, ее оценка осу- ществляется в совокупности с процентом разрушения древесины. Следовательно, предел прочности в зоне клеевого слоя определяется прочностью древесины шпона, которая зависит от качества его изготовления. Таблица 1 Среднее значение предела прочности при скалывании по клеевому слою Значение показателя, МПа Разрушение по древесине, % Свыше 0,2 до 0,4 включительно Свыше или равно 80 Свыше 0,4 до 0,6 включительно Свыше или равно 60 Свыше 0,6, но менее 1,0 Свыше или равно 40 1,0 и более – Примечание. Процент разрушения по древесине определяют визуально Трудозатраты на участке склеивания пакетов шпона составляют четвертую часть трудозатрат технологиче- ского процесса производства фанеры. Поэтому сокра- щение продолжительности выполнения операций при склеивании шпона способствует снижению суммарных трудозатрат всего технологического процесса произ- водства фанеры. На участке склеивания шпона основ- ными управляющими факторами, влияющими на каче- ство фанеры и эффективность работы, являются расход клея, температура плит пресса, давление прессования и продолжительность пьезотермической обработки [2]. Поэтому задачей данного эксперимента являлось установление взаимосвязи значений факторов режима прессования пакетов шпона, склеиваемых клеем, обра- ботанным электромагнитным полем СВЧ-диапазона, обеспечивающих достаточную адгезионную прочность при 100%-ном разрушении по древесине зоны клеевого слоя. Анализ ранее проведенных исследовательских ра- бот и результаты экспериментальных исследований по модификации клеевых растворов [3–11] и влиянию электромагнитной обработки СВЧ-диапазона на вод- ные клеевые растворы [1, 12–15] позволяют установить следующие постоянные (табл. 2) и переменные (табл. 3) факторы. Уровни и интервалы варьирования значений факторов устанавливаются в соответствии с задачей исследования, а также с учетом технической возможности управления переменными факторами в пределах заданных значений при условии их непосред- ственного воздействия на исследуемый объект. Таблица 2 Постоянные факторы Наименование Значение Порода древесины лиственница Толщина шпона, мм 2,2 Влажность шпона, % 5 ± 1 Шероховатость поверхности шпона, мкм 150 ± 20 Толщина пакета шпона в промежутке пресса, мм 6,6 Продолжительность СВЧ-обработки клея, с 12 Удельная мощность СВЧ-обработки клея, Вт/см 2 ( Вт/см 3 ) 1,86 (18,6) Вязкость клея по ВЗ-246, с 120 ± 10 Расход клея, г/м 2 130 ± 5 Продолжительность выдержки фанеры после прессования, ч 72 Таблица 3 Переменные факторы Наименование Обозна- чение Интервал варьирования Уровни варьирования натуральное нормализован ное нижний (–1) основной (0) верхний (+1) Давление прессования, МПа Р х 1 0,5 1,0 1,5 2,0 Температура плит пресса, о С Т х 2 10 110 120 130 Продолжительность прессования, мин t х 3 1,5 1,0 2,5 4,0 Как показывает опыт многих исследователей [12, 13], для того чтобы получить математическую модель, адекватно описывающую процесс склеивания шпона, с достаточными предсказательными свойствами внутри области определения эксперимента необходимо при- менять планы 2-го порядка. Прежде чем приступить к планированию экспери- мента по выяснению зависимости прочности склеива- ния шпона карбамидоформальдегидным клеем, моди- фицированным электромагнитной обработкой СВЧ- диапазона, от основных технологических факторов следует определить необходимое число повторений опытов. Для этого предварительно изготавливали партию