Systems. Methods. Technologies 3 (39) 2018

Systems Methods Technologies. N.A. Eroshkina et al. Effect of parameters … 2018 № 3 (39) p. 149-153 150 Введение Производство клееных конструкций относится к числу прогрессивных способов использования древе- сины [1–4]. Эксплуатационные свойства клееной дре- весины позволяют изготавливать из нее конструкции с высокой несущей способностью, которые используют- ся как для индивидуального строительства, так и для создания большепролетных конструкций [4–8]. В на- шей стране в последние годы создано большое количе- ство технологических линий по производству изделий из клееной древесины [9; 10]. Основным критерием качества склеивания является получение равнопрочных соединений, что может быть достигнуто за счет подбора клеев и оптимальных техно- логических режимов [11–15]. В технологии конструкций из клееной древесины широкое распространение нашли полимерные эмульсии с изоцианатным отвердителем, которые характеризуются высокими технологическими и эксплуатационными свойствами [11; 15–17]. Одним из технологических процессов, который в зна- чительной степени влияет не только на качество склеива- ния, но и на производительность линии, является вы- держка конструкции при прессовании во время склеива- ния [12; 13; 17]. Подбор рационального технологического режима процесса склеивания в зависимости от качества сырья и требуемой производительности позволит опти- мизировать работу производственной линии в целом. Основными параметрами технологии склеивания древесины являются расход клея, время выдержки и давление прессования [1; 7; 11–14; 16]. На прочность клеевого шва конструкции влияют характеристики сы- рья: шероховатость, покоробленность, поверхностные дефекты, влажность древесины, температура и условия эксплуатации конструкции [6; 7; 12; 18]. Оптимизация технологического режима склеивания древесины непосредственно на производственной линии характеризуется повышенной материало- и трудоемко- стью. На начальных этапах этой работы целесообразно оптимизировать параметры склеивания на лабораторных образцах, что позволит выявить все значимые факторы, влияющие на прочность клеевого соединения. Для этого оправданно использование методов математического планирования эксперимента [12], с помощью которых можно оценить влияние на качество склеивания значи- тельно большего числа факторов по сравнению с отра- боткой технологии на конструкциях в производственных условиях. Оптимизация технологического процесса склеивания древесины позволит улучшить экономические характеристики производства. Целью работы является исследование влияния рас- хода полимеризоцианатного клея, давления и продол- жительности прессования на предел прочности клеево- го соединения при послойном скалывании и процент разрушения по древесине. Методика исследования. Исследования прочности клеевого соединения проводились в соответствии с ГОСТ 33120-2014 [19]. Для склеивания образцов дре- весины использовался двухкомпонентный полимери- зоцианатный клей Prefere 6151 (100 вес. ч.) с отверди- телем Prefere 6651 (15 вес. ч.). В соответствии с реко- мендациями производителя расход клея должен нахо- диться в интервале 175–400 г/м², время прессования изделий — 30 мин [17]. Для определения границ технологических парамет- ров склеивания необходима экспериментальная оценка влияния расхода клея, продолжительности и давления прессования на прочность клеевого шва при скалыва- нии вдоль волокон. Для проведения исследования использовался цен- тральный композиционный план эксперимента, в кото- ром значения основных уровней для давления прессо- вания X 1 , расхода клея X 2 и продолжительности прес- сования X 3 принимались соответственно 0,5 МПа, 300 г/м 2 и 30 мин. При этом интервалы варьирования фак- торов были приняты ±0,1 МПа, ±100 г/м 2 и ±10 мин соответственно. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с помощью программы Gradient. Для определения прочности клеевого соединения древесины были использованы образцы размерами 5×5×2,5 см из строганой доски сосны 2-го сорта влаж- ностью 12 %. Размеры участков, на которые наносился клей, — 4×5 см. Дозирование клея производилось по весу на лабора- торных весах с погрешностью 0,001 г. После нанесения клея образцы прессовались на гидравлическом прессе при силе давления 800, 1 000 и 1 200 Н с продолжи- тельностью 20, 30 и 40 мин в соответствии с планом эксперимента (табл. 1). Таблица 1 Значения факторов в соответствии с планом эксперимента № состава Кодовые значения факторов Натуральные значения факторов X 1 X 2 X 3 Давление прес- сования, МПа Расход клея, г/м 2 Выдержка, мин 1 2 3 4 5 6 7 1 –1 –1 –1 0,4 200 20 2 –1 1 –1 0,4 400 20 3 –1 –1 1 0,4 200 40 4 –1 1 1 0,4 400 40 5 –1 0 0 0,4 300 30 6 0 –1 0 0,5 200 30 7 0 1 0 0,5 400 30 8 0 0 –1 0,5 300 20 9 0 0 1 0,5 300 40 10 0 0 0 0,5 300 30