Технология декоративной отделки поверхности древесины холодным тиснением тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.05, кандидат наук Кирилина, Анна Васильевна

  • Кирилина, Анна Васильевна
  • кандидат науккандидат наук
  • 2017, Екатеринбург
  • Специальность ВАК РФ05.21.05
  • Количество страниц 195
Кирилина, Анна Васильевна. Технология декоративной отделки поверхности древесины холодным тиснением: дис. кандидат наук: 05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки. Екатеринбург. 2017. 195 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Кирилина, Анна Васильевна

Оглавление

Введение

1. Исследование закономерности изменения и регулирования механических свойств древесины на микроуровне

1.1. Особенности анатомического строения клетки древесины

1.2. Особенности древесины при обработке

1.3. Аналитический обзор ранее выполненных работ

1.4. Выводы

2. Теоретические исследования деформируемых свойств древесины во время обработки методом тиснения

2.1. Деформационное состояние древесины

2.1.1. Влияние напряженно-деформационного состояния древесины во время сжатия поперек волокон

2.1.2. Влияние деформаций и напряжения на волокна древесины во время внедрения пуансона

2.1.3. Упруго-пластичные деформации при приложении нагрузки

2.1.4. Восстановление волокон древесины после деформации

2.1.5. Влияние процесса сушки на линейные размеры рельефного оттиска на поверхности детали

2.2. Теоретическая оценка высоты рельефа

2.2.1. Теоретическое исследование режимов уплотнения клетки древесины с учетом анизотропии

2.2.2. Теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния в зоне внедрения пуансона

2.2.3. Теоретическое исследование деформации клетки древесины под действием напряжений

2.3. Выводы

3. Объекты и методы исследований

3.1. Программа исследований

3.2. Материал, используемый в экспериментальных исследованиях

3.3. Оборудование для проведения экспериментальных исследований и измерительные устройства

3.3.1. Технические характеристики используемого оборудования

3.3.2. Внешнее проявление изнашивания инструмента при эксплуатации

3.4. Методика проведения экспериментальных исследований

3.5. Проведение поискового экспериментального исследования по формированию рельефного оттиска на поверхности деталей из древесины

3.6. Выводы

4. Экспериментальное исследование по определению рационального режима прессования

4.1. Метод исследования

4.2. Результаты исследования и их анализ

4.2.1. Исследование времени выдержки прессуемой детали под давлением

4.2.2. Исследование влияния глубины внедрения пуансона в деталь из древесины

4.2.3. Исследование влияние диаметра сечения у пуансона на рельефный оттиск

4.3 Определение рационального режима прессования

4.4. Выводы

5. Исследование качественного рельефного оттиска сформированого на поверхности деталей из древесины лиственных пород

5.1. Метод исследования

5.2. Результаты исследования и их анализ

5.3. Выводы

6. Исследование высоты восстановленных волокон и рельефного оттиска

6.1. Методика определения силовых и качественных показателей волокон древесины во время их восстановления (разбухания)

6.2. Характеристика и подготовка исследуемых образцов древесины

6.3. Режим и анализ исследования высоты восстановленных волокон и рельефного оттиска

6.4. Вывод

7. Теоретическое исследование закономерностей формирования рельефного оттиска на поверхности детали из древесины

7.1. Методика определения наибольшего коэффициента для рационального режима прессования

7.2. Методика оценки опытных данных режима прессования и планирования эксперимента

7.3. Выводы

8. Взаимодействие защитно-декоративного покрытия с декорированной поверхностью детали древесины

8.1. Материалы используемые для нанесения защитно-декоративного покрытия

8.1.1. Масляное покрытие Decking oil

8.1.2. Натуральный воск для внутренних и наружных работ NATURA HOLZWACHS LASUR

8.1.3. Тиксотропный лак на водной основе AZ 2130/00

8.2. Технология формирования защитно-декоративного покрытия с применение разнотипных лакокрасочных материалов

8.3. Визуальная оценка лакокрасочного материала на декорированной поверхности

8.4. Выводы

9. Экономическое обоснование эффективности и материализация художественно-декоративного способа отделки холодным тиснением на деревообрабатывающем производстве

9.1. Оценка технико-экономической эффективности художественно-декоративного способа отделки холодным тиснением

9.2. Реализация результатов работы на деревообрабатывающих предприятиях

Заключение

Список литературы

Приложения

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки», 05.21.05 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология декоративной отделки поверхности древесины холодным тиснением»

Введение

Древесина - это ценнейший природный материал, который пользуется большим спросом. Древесина уникальна по своим свойствам и текстуре. Она применяется в отделке интерьера или экстерьера, в изготовлении различных изделий, предметов мебели и во многих других областях деревообрабатывающего производства.

Неповторимость узоров текстуры на срезах древесины уже предают ценность изделию. Все же поверхности деталей из древесины облагораживают разнообразными художественно-декоративными способами отделки. Художественно-декоративная отделка существует достаточно давно. Со временем каждая техника декорирования преобразовывается и совершенствуется, создавая тем самым новые способы отделки. Различные рельефные фасадные элементы предметов мебели всегда пользовались популярностью. Преобразование нескольких стилей: модерна и ампира в один стиль арт-деко, или переход стиля: от классики в современную классику, изменяет только часть технологии, сохраняя весь процесс в целом.

Художественно-декоративная отделка основывается на рельефных узорах, оттисках на поверхности деталей из древесины, что достаточно востребовано. Плоские и гладкие фасады предмета мебели в стиле модерн отходят на второй план. Добавление рельефных узоров на поверхность детали повышает не только стоимость, но и эстетические качества изделия. Художественно-декоративная отделка путем резьбы, тиснения или фрезерованием всегда актуальна и пользуется большим спросом.

Актуальность темы. В настоящее время в деревообрабатывающей промышленности достаточно часто прибегают к художественно-декоративной отделке поверхности деталей мебели интерьера или экстерьера. Существующие технологии художественно-декоративной отделки весьма разнообразны, большинство которых заключается во внедрении в древесину пуансонов, штампов, фрез, пресс-форм и др. Нагружение древесины может привести к

разрушению наружных слоев, к необратимым деформациям, что снижает качество изделия.

Как правило, древесина - упруго-вязко-пластичный материал, который поддается деформации во время нагружения и восстановлению деформируемых клеток после снятия нагрузки. Таким образом, на поверхности древесины можно формировать разнообразные рельефные оттиски, сохраняя при этом целостность волокон.

Рассматривая существующие техники художественно-декоративной отделки, привлекает внимание тиснение древесины, так как происходит изменение свойств древесины на микроуровне. Так же на поверхности формируется рельефный оттиск благодаря уплотнению волокнон древесины, а не разрушению и перерезанию их. Проанализировав существующие технологии тиснения древесины путем теропрессования, разработана технология холодного тиснения. Холодное тиснение поверхностей детали из древесины интересный и удивительный способ художественно-декоративной отделки. Можно создать различные рельефные узоры и сохранить при этом структуру древесины, что повышает не только красоту изделия или предмета мебели, но и стойкость во время эксплуатации, что является весьма значимым и актуальным.

В настоящее время политика правительства Российской Федерации направлена на сокращение потребления энергозатрат путем различных технологий. Так же мебельные предприятия, столярные мастерские стремятся к экономичным и более простым в эксплуатации решениям для производства продукции, но остаются требовательными к высокому качеству декоративной отделки, так как от полученного результата зависят эксплуатационные характеристики, стоимость изделия и т.д.

Таким образом, разработка художественно-декоративного способа отделки является весьма актуальной, что позволяет снизить деформации внутри детали во время нагружения, сохранить текстуру и структуру древесины, повысить качество художественно-декоративной отделки, уменьшить энергопотребление и временной фактор при нанесении декора.

Степень разработанности темы исследования заключается в следующем. Установлено, что разработкой технологии по формированию рельефных оттисков на поверхности древесины занимались Кожинов Ю.В., Буев А.Р., Берзиньш Г.В., Гипслис М.П. и др. Разработкой художественно-декоративных способов отделки с имитацией объемным изображений, мнимых узоров занимались Короленко В.Г., Постнов В.И. и др.

Существующие способы тиснения древесины основываются на термопрессовании. В некоторых случаях с применением различных растворов для обработки древесины.

В наше время деревообрабатывающие предприятия стремятся к совершенствованию и развитию устоявшихся способов художественно-декоративной отделки. Разработка техники холодного тиснения поверхности деталей древесины является новым видом декорирования с применением упрощенной технологии существующего способа тиснения. Художественно -декоративный способ отделки холодным тиснением является перспективным, экономически эффективным и обеспечивает требуемое качество изделия.

Полученные результаты апробированы на деревообрабатывающих предприятиях для формирования рельефных оттисков на поверхности деталей предмета интерьера.

Цель работы. Повышение эффективности декоративной отделки древесины.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

1. Разработать технологию художественно-декоративной отделки холодным тиснением древесины путем проведения экспериментальных исследований;

2. Установить теоретическую оценку и эффективность технологических факторов холодного тиснения древесины;

3. Исследовать изменения высоты и формы рельефного оттиска на поверхности детали древесины с учетом временного фактора;

4. Определить экономическую эффективность художественно-декоративного способа отделки холодным тиснением;

5. Апробировать результаты теоретических и экспериментальных исследований по формированию рельефного оттиска на поверхности деталей из древесины лиственных пород.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана технология художественно-декоративной отделки холодным тиснением, результат которой основывается на разнообразных рельефных узорах на поверхности деталей из древесины.

2. Экспериментально установлен и теоретически обоснован рациональный режим холодного прессования для формирования декора с максимальной высотой рельефа, после восстановления волокон, на разных лиственных породах древесины.

3. Установлена математическая модель параметров прессования, при которой получены оптимальные значения для деформации и восстановления клеток древесины.

4. Разработанная технология художественно-декоративной отделки холодным тиснением снижает напряжение, деформации внутри детали, что исключает возможные дефекты (сколы, трещины, разрыв волокон и др.) на поверхности детали.

Практическая значимость работы. Разработана технология формирования рельефных оттисков на поверхности деталей из цельной древесины лиственных пород. На предложенный способ холодного тиснения получен патент на изобретение № 2529385 «Способ получения декоративного рельефного изображения на поверхности плоского изделия из древесины».

Методология. Методика исследований включает теоретическое построение технологического процесса с получением математической модели художественно-декоративной отделки, численных расчетов режима прессования и параметров процесса, с последующим проведением экспериментальных

исследований, производственных испытаний и апробации технологии холодного тиснения поверхности детали из древесины лиственных пород.

Методы исследования. При выполнении работы применяли современные методы для исследования (компьютерное моделирование, электронная микроскопия и т.д.) и стандартные методики по ГОСТам, литературным источникам и справочникам.

Научные положения, выносимые на защиту, заключаются в следующем:

1. Применение рационального режима прессования исключает возможное разрушение клеток древесины, так как вертикальное нагружение сопоставимо с силой упругости клеточных стенок.

2. В процессе нагружения деформационное и напряженное состояние древесины подобно, что приводит к постепенному и равномерному смятию клеток от наружных к внутренним слоям.

3. При постепенном нагружении возникающие напряжения в стенке клетки и её полости равны, что приводит к равнозначной деформации всей клетки.

4. В процессе формирования рельефных оттисков на поверхности детали древесины лиственных пород методом холодного тиснения снижается энерго- и трудоемкость процесса.

Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается сходностью результатов теоретических и экспериментальных исследований. Так же обеспечиваются корректными допущениями при замене реальных процессов расчетными схемами и их математическими моделями; современными средствами научного исследования, включая физико-механические процессы, связанных с деформированием; оценкой адекватности разработанных моделей технологических процессов; положительными результатами промышленной апробации и общими итогами выпуска опытных образцов продукции.

Апробация работы. Результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительные оценки на Х Всероссийской научно-технический

конференции «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2014); на XII Всероссийской научно-технический конференции «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2016); на Уральской экологической выставке-ярмарке «Дерево + Дом. Коттедж. Дача.» (Екатеринбург, 2016); на программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2014» и в III Международном конкурсе научно-исследовательских работ «Перспективы науки - 2016» (победитель конкурсов).

Результаты исследований апробированы на ООО «Архитектурно-столярной студии» (г. Екатеринбург), на ООО «Артель ТМ» (Свердловская область, г. Реж).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, из них 2 статьи в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав, заключения, списка литературы и приложения. Текстовая часть работы, включая рисунки и таблицы, изложена на 158 страницах и содержит 95 рисунков, 34 таблицы. Список использованной литературы насчитывает 72 наименования. Приложение состоит из 36 страниц и включает 6 таблиц, 2 акта промышленной апробации, патент на изобретение № 2529385 «Способ получения декоративного рельефного изображения на поверхности плоского изделия из древесины» и дипломы победителя программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК - 2014») и III Международного конкурса научно-исследовательских работ «Перспективы науки - 2016».

1. Исследование закономерности изменения и регулирования

механических свойств древесины на микроуровне 1.1. Особенности анатомического строения клетки древесины

Основной структурной единицей древесины, как и всякого материала растительного и животного происхождения, является клетка. Клетки древесины, имеющие одинаковое строение и выполняющие одну и ту же функцию, образуют ткани (волокна). [1] Клетка обладает довольно сложным строением, исследование и изучение которой осуществляется на электронном микроскопе.

Живая растительная клетка, закончившая рост, состоит из оболочки, протопласта и вакуоли с клеточным соком. Протопласт состоит из протоплазмы (цитоплазмы) и включенных в нее органоидов: ядра, пластид, митохондрий (хондриозом), рибосом и др. В молодой клетке возникшая после деления протоплазма заполняет ее полностью и содержит обычно крупное ядро. Появление полостей, то есть вакуолизация клетки, происходит постепенно, по мере ее роста.

В закончившей рост клетке протоплазма выстилает оболочку изнутри тонким слоем, а образовавшаяся внутри клетки полость заполняется клеточным соком.

Протопласт с его включениями составляет живое содержимое клетки. Оболочка и клеточный сок - продукты жизнедеятельности протопласта. Протоплазма представляет собой сложный коллоид, содержащий до 70-80 % и более воды. В состав сухого вещества протоплазмы входят белки (до 63 %), образующие белково-липоидный комплекс с жирами. Количество жиров, как и углеводов, составляет 20-24%, а 6-8% составляют минеральные и другие вещества.[2]

Электронный микроскоп раскрыл очень сложную высокоорганизованную структуру протоплазмы, состоящую из нескольких пространственно обособленных мембранных систем, сообщающихся особыми ходами (лабиринтами) с ядром, митохондриями и другими органоидами клетки.

Продуктами жизнедеятельности протопласта и обмена веществ в клетках являются пластические вещества, способные к изменениям, и запасные вещества, которые могут откладываться в живых клетках в больших количествах в виде зерен крахмала, белка, капель масла и др. Запасные вещества также способны к превращениям. В каждой живой клетке активно происходят сложные химические и биохимические процессы. Постоянные или периодические превращения и обмен веществ с другими клетками и с внешней средой составляют так называемый метаболизм клетки.

В мертвой клетке (после отмирания протопласта) остается ее оболочка и полость, наполненная или водой с небольшим количеством растворенных в ней обычно минеральных веществ, или воздухом. [3]

Изучение клеточных оболочек или рассмотрение древесины на субмикроуровне свидетельствует о том, что вещество клеточных оболочек крайне неоднородно. Оно состоит в основном из элементов молекулярных цепей целлюлозы, заключенных в аморфной среде, состоящей из лигнина [4]. Рост оболочек происходит двояким путем. Поверхностный рост, т. е. увеличение общих размеров клетки, обусловливается внедрением в промежутки между частицами вещества оболочки новых таких же частиц. Рост же в толщину или утолщение оболочек происходит в результате отложения протопластом изнутри новых слоев, которые откладываются не сплошь, а оставляют в оболочке неутолщенные места, или поры, служащие для сообщения между клетками. [5,6]

Стенка клетки имеет сложное слоистое строение. На рисунке 1.1. представлена схема строения древесной клетки по А. Уордропу. В основании модели изображена срединная пластина (1), состоящая преимущественно из лигнина с включением некоторого количества гемицеллюлоз и пектинов. Благодаря большому количеству лигнина срединная пластина обеспечивает клеткам прочную связь между собой, которая обладает упруго-пластичными свойствами.

Рисунок 1.1 - Схема строения древесной клетки по А. Уордропу [7]: а. -ступенчатая пространственная модель клеточной стенки ; б. - модель строения клеточной оболочки сверху; 1 - средняя пластина; 2 - первичная оболочка; 3 -внешний слой; 4 - средний слой; 5 - внутренний слой вторичной оболочки

Рисунок 1.2 - Расположение микрофибрилл в делигнифицированной первичной оболочке клетки (по Мейеру) [8,9] Первичная оболочка (2) состоит из микрофибрилл, которые беспорядочно переплетены между собой и заполнены легнином (рисунок 1.2.). Первичная

оболочка в природном состоянии содержит достаточно значительное количество связной влаги. [10]

Вторичная оболочка состоит из трех слоев и играет решающую роль при восприятии нагрузок. Ее характерной особенностью является спиральное расположение микрофибрилл. Тонкий внешний слой вторичной оболочки (3) имеет слоистое строение с фибриллами, расположенными по перекрещивающимся спиралям под углом 45° у лиственных пород. Наиболее толстостенным является средний слой вторичной оболочки (4). Микрофибриллы в этом слое расположены по спиралям, наклоненным к оси клетки в каждой точке под углом 5 - 15°. Во внутреннем слое вторичной оболочки (5) микрофибриллы расположены по пологим спиралям под углами 50 - 80° у лиственных пород. [7] Хаотичное расположение микрофибрил во всех трех слоях удерживает большее количество нагрузки и меньшую деформацию при сжатии или растяжении до предела разрушения.

Накопитель (матрикс) вторичной оболочки состоит из тех же веществ, что и матрикс первичной, с той только разницей, что содержание лигнина уменьшается по мере перемещения от внешнего слоя к внутреннему, а содержание гемицеллюлоз увеличивается. В наполнителе вторичной оболочки вдоль фибрилл и в самих микрофибриллах имеются капилляры, которые заполнены связанной влагой. На границах рассмотренных слоев есть переходные зоны, внутри которых элементы одного слоя внедряются в соседний слой, обеспечивая довольно прочный монолит клеточной стенки. [11]

Сложное строение оболочки клеточной стенки тесно связано с механическими свойствами древесины. Насколько высоки эти свойства, можно видеть из того, что волокна древесины в определенном отношении выдерживают сравнение с металлами. Механические особенности ткани древесины по прочности при растяжении близки к строительной стали, деформация же их в 8— 15 раз больше и они остаются упругими до разрушения, по сравнению с металлом.

Все слои клеточной оболочки древесных волокон построены в основном из целлюлозных микрофибрилл. Целлюлоза (С6Н10О5) составляет в среднем 50 % от веса абсолютно сухого вещества оболочек. [12,13] Микрофибриллы - это основные структурные элементы клеточной оболочки. Электронно-оптическим методом прямых отпечатков было определено, что диаметр микрофибрилл волокон древесины после химической обработки у лиственных пород равен 120-200А. Перегородки же, первоначально возникающие во время деления клеток, состоят из пектиновых веществ.

1.2. Особенности древесины при обработке

Учитывая, что древесина является вязко-пластично-упругим материалов, во время прессования происходит ряд факторов, которые влияют на окончательный результат:

1. Во время уплотнения и прессования происходит изменение механических свойств древесины. Уплотнение приводит к деформации волокон наружных слоев.

2. При деформации пористое строение древесины резко начинает изменять объем (размеры) материала, что является её специфической особенностью.

3. Деформация волокон древесины в зоне контакта с пуансоном ставит под сомнение справедливость линейных взаимосвязей между перемещениями и деформациями.

4. Уплотнение вызывает изменение анизотропии механических свойств древесины и соответствует перераспределению напряжений.

При термопрессовании древесины и древесных материалов происходит неравномерность прогрева по толщине, что приводит к неоднородному уплотнению. Плотность любых древесных материалов после термопрессования будет распределяться по сечению неравномерно. Это подтверждено многочисленными опытами и ведет к тому, что при холодном прессовании

древесина будет вести себя более податливо, так как температура внутри и снаружи образца равнозначная.

Согласно полученным данным [14,15] сопротивление прессованию и модуль упругости древесины растут пропорционально плотности.

а = ао +Ь(р - ро),

Е = Ео + а (р - ро). (1.1)

где ао, Е0, Ь, а - эмпирические коэффициенты;

р0 - начальная плотность древесины, при которой она переходит из несвязного пластичного состояния в состояние твердого тела, кг/м .

Чем больше происходит уплотнение древесных волокон, тем больше возникает деформации внутри образца. На рисунке 1.3 схематически показана линейная зависимость плотности и деформации. С возрастанием температуры и давления, оказываемого на древесину во время прессования, увеличивается деформация клеточных стенок и их плотность. Данная зависимость будет расти до момента разрушения клеточных стенок, когда сопротивляемость древесины будет ниже оказываемой на неё силы.

---1-1-1-1-н-1-1-1—

О р

Рисунок 1.3 - Линейная зависимость плотности и деформации: Т - температура; Р - давление Одновременно линейное возрастание деформации, давления и плотности материала позволяет найти взаимосвязь ряда переменных факторов,

характеризующих деформационную картину при прессовании. При этом холодное прессование не приводит к снижению сопротивления и жесткости композиции, что увеличивает стойкость клеточных стенок к разрушению.

Деформации при прессовании подчиняются закону Гука. При малых деформациях зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной. Упругую деформацию вычисляем по формуле:

F = fcxДX, (1.2)

где к - коэффициент упругости (коэффициент деформации); АХ - абсолютное удлинение стержня (глубина упрессовки), мм. В таблице 1.1 приведены полученные значения силы упругой деформации различных пород древесины. По данным таблицы 1.1 можно проследить, как изменяется сила упругой деформации с увеличением модуля упругости при статическом изгибе, значения которого взяты из справочных пособий.[16,17] Исходя из этого, следует, что сила упругости возрастает с увеличением плотности древесины и её модуля упругости. Чем сила упругости у древесины выше, тем сложнее она поддается деформации во время прессования. В исследованиях будет выявлено, какая порода лучше подходит для создания рельефного рисунка на поверхности.

Таблица 1.1 - Показатели механических свойств древесины лиственных

пород

№ Наименование породы Модуль упругости при статическом изгибе, тыс. кгс/см2 Сила упругой деформации Б, кН

1 Дуб 107 21,4

2 Бук 128 25,6

3 Осина 115 23

4 Берёза 146 29,2

5 Груша 119 23,8

Продолжение таблицы 1.1

6 Липа 93 18,6

7 Ясень 124 24,8

Рисунок 1.4 - Диаграмма различия упругой деформации между породами

древесины

По данным из таблицы 1.1 построена диаграмма различия упругой деформации между рассматриваемыми породами древесины (рисунок 1.4). Из которой следует, что с изменением модуля упругости возрастает упругая деформация. Относительно других лиственных пород упругая деформация у липы ниже. Соответственно, образцы из древесины липы легче поддаются деформации, стабильнее по своим значениям и механической обработке.

Холодное прессование приводит к тому, что в наружных и внутренних слоях древесины температура остается одинаковой, что равномерно распределяет по всей толщине образца деформационные коэффициенты и интенсивность развивающегося уплотнения. Это приводит к равновесным остаточным деформациям в наружных и внутренних слоях древесины и к равномерному уплотнению. Если рассмотреть, что плотности и температуры распределены по сечению образца по линейному закону, то

Рср = Рн = Рв.

Плотность на всех слоя древесины будет равной. Учитывая такую особенность, следует, что уплотнение и деформации будут равновесны как в наружных, так и внутренних слоях древесины.

Технологическими параметрами, характеризующими режимы обработки, является максимальная температура, давление и время прессования. Учитывая, что температура остается неизменной на протяжении всего технологического процесса, то ей можно пренебречь и рассматривать как константу.

Согласно [18] при заданном технологическом режиме прессования распределение давления полностью определяется очертанием формы пуансона. Поскольку любая сложная конфигурация пуансона является сочетанием прямолинейных и криволинейных участков, возникла необходимость сопоставить распределение давлений на таких разнородных по очертанию форм участках. Сравнение давлений на участках в виде клина и круговом очертания при равных перемещениях [19] показало, что и характер распределения давлений практически совпадает в пределах точности технических расчетов, т.е. расхождения в их значениях не превышает ± 5% . Таким образом, распределение давлений во всех случаях можно принимать линейным между экстремальными величинами.

Время выдержки упрессовки детали под плитами пресса играет не маловажную роль. От времени зависят деформационные коэффициенты и процент восстановления волокон древесины в последующем.

Прочность клеточных оболочек определяется составляющими их микрофибриллами и аморфным лигнином. Чем толще клеточные стенки и чем меньше в них пор или не утолщенных мест, ослабляющих стенку клетки, тем прочнее должна быть вся клетка в целом. [19] Различие механических свойств отдельных древесных пород можно объяснить различием в анатомическом строении, как оболочек клеток, так и древесных тканей.

Прочность древесины при сжатии поперек волокон определяется в радиальном и тангенциальном направлениях.[20, 21] При сжатии необходимо учитывать площадь образца, на которую действует нагрузка. Для дальнейших

исследований необходимо рассматривать нагрузку, приложенную на части длины и ширины детали (рисунок 1.5). Так же, задействовать лишь на наружные слои древесины, что препятствует появлению высоких деформаций в этом диапазоне, так как происходит смятие наружных слоев древесины, а не их разрушение.

Рисунок 1.5 - Схематически показано сжатие поперек волокон на части

длины и ширины

При сжатии поперек волокон древесины разных пород наблюдаются два типа деформирования: однофазное, как и при сжатии вдоль волокон, и трехфазное, характеризуемое более сложной диаграммой (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Диаграммы сжатия древесины поперек волокон: а. - при трехфазном деформировании; б. - при однофазном деформировании При однофазном деформировании на диаграмме рисунка 1.6.б. хорошо выражен приблизительно прямолинейный участок, продолжающийся почти до

достижения максимальной нагрузки, при которой образец древесины разрушается.

Похожие диссертационные работы по специальности «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки», 05.21.05 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кирилина, Анна Васильевна, 2017 год

Список литературы

1. Химический состав и анатомической строение древесины [Электронный ресурс] // Химия древесины и синтетических полимеров. - 2011. - Режим доступа: http: //www.studfiles. ru/preview/2525267/page: 9/.

2. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы: учебное пособие / Н.И. Никитин. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1962. 711 с.

3. Чудинов В.С., Андреев М.Д. Вода в клеточной стенке древесины: учебное пособие / В.С. Чудинов, М.Д. Андреев. - Красноярск: ИЛиД СО АН СССР, 1978. - 43 с.

4. Соболев Ю.С. Древесина как конструкционный материал: учебное пособие / Ю.С. Соболев. - М.: Лесн. пром-сть, 1979. - 248 с.

5. Fry S.C. Cross-linking of matrix polymers in the growing cell wall: of Angiosperms // Ann. Rev. Plant Physiol. - 1986. - №37. - P. 165-186.

6. Fry S.C. The growing plant cell wall: Chemical and metabolic analysis // Ann. Rev. Plant Physiol. - 1988. - №46. - P. 497-520.

7. Бейнарт И.И., Ведерников Н.А., Громмов В.С. Клеточная стенка древесины и ее изменения при химическом воздействии: учебное пособие / И.И. Бейнарт, М.А. Ведерников, В.С. Громов, Г.Ф. Закис и др. - Рига: Изд-во Зинатне, 1972. - 509с.

8. Строение и химический состав клеточной стенки древесины [Электронный ресурс] // Химия древесины и синтетических полимеров. - 2011. -Режим доступа: http://www.studfiles.ru/preview/2525267/page: 11/.

9. Строение клеточной оболочки древесной клетки [Электронный ресурс] // Древесина. Микроскопическое строение. - 2011. - Режим доступа: http: //www. drevesinas. ru/woodstructura/micro/2. html.

10. Fry S.C. Phenolic components of the primary cell wall. Feruloylated disaccharides of D-galactose and L-arabinose from spinach polysaccharide // Biochem. J. - 1982. - №203 (2). - P. 493-504.

11. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебное пособие / В.И. Азаров, А.В. Буров, А.В. Оболенская. - С.Пб.: Лесн. пром-сть, 1999. - 628 с.

12. Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина. Химия, ультраструктура, реакции: Пер. с англ. / Д. Фенгел, Г. Вегенер. - М.: Лесн. пром-сть, 1988. - 512 с.

13. Amor Y., Haigler C.H., Johnson S., Wainscott M., Delmer D.P. Amembrane associated from of sucrose synthase and its potential role in synthesis of cellulose and callose in plants // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1995. - № 92. - P. 9353-9357.

14. Израелит А.Б. Исследование путей оптимизации гнутоклеенных изделий из шпона и оборудования для их изготовления: дис. ЛЛТА док. техн. наук: 05.21.01 / Арон Борисович Израелит. - Л., 1975. - 340 с.

15. Израелит, А.Б., Литовский, Л.И. О закономерностях изменения упруго механических свойств и коэффициентов качества древесины различных пород / А.Б. Израелит, Л.И. Литовский // Сборник статей Получение свойства и применение модифицированной древесины. - 1973. - С. 71 - 76.

16. Кислый В.В., Щеглов П.П., Братенков Ю.И. Справочное пособие по деревообработке / В.В. Кислый, П.П. Щеглов, Ю.И. Братенков и др. -Екатеринбург: БРИЗ, 1995. - 559 с.

17. Бахтеяров В.Д., Антонова Р.П., Ильинский С.А. Справочник по деревообработке. Изд. 2-е, перераб. / В.Д. Бахтеяров, Р.П. Антонова, С.А. Ильинский. - М.: Лесн. пром-сть, 1975. - 536 с.

18. Хуажев О.З. Формирование декоративных элементов мебели из древесины методом термопрессования: дис. ЦНИИФ док. техн. наук: 05.21.05 / Хуажев Олег Закиреевич. - В., - 2000. - 294с.

19. Серговский П.С. Гидротермическая обработка древесины: учебное пособие / П.С. Серговский. - М.: Лесн. пром-сть, 1958. - 440 с.

20. Биргер И.А., Пановко Я.Г. Прочность, устойчивость, колебания: справочное пособие 3 т./ И.А. Биргер, Я.Г. Пановко. - М.: Изд-во Машиностроение, 1968. - 821 с.

21. Donaldson Lloyd A., Nanayakkaral B., Radotic K. Xylem parenchyma cell walls lack a gravitropic response in conifer compression wood // Planta. - 2015. -№242. - P. 1413-1424.

22. Хухрянский П.Н. Прочность древесины: учебное пособие / П.Н. Хухрянский. - М.: Гослесбумиздат, 1955, - 152с.

23. Иванов Ю.М. Сопротивление древесины сосны сжатию под разными углами к волокнам / Ю.М. Иванов // Труды. Института Леса АН СССР. Т. IX. -1953. - С. 347 - 370.

24. Тутурин С.В. Механическая прочность древесины: учебное пособие / С.В. Тутурин. - М.: Изд-во Компания Спутник+, 2007. - 312 с.

25. Пат. 2009046 Рос. Федерация, МПК5 В44С1/24. Способ получения декоративного рельефного изображения на поверхности древесной платины / Кожинов Ю.В., Буев А.Р.; заявитель и патентообладатель Хозрасчетный научно-технический центр «Зет». - №5031753/12; заявл. 11.03. 92; опубл. 15.03.94, - 3 с. (описание под заголовком)

26. Пат. 895727 СССР, М.Кл.3 В44С1/24. Способ получения рельефного изображения на поверхности деревянной заготовки / Берзиньш Г.В., Гипслис М.П., Слагис Э.Я., Храбров В.А., Зиемелис А.Э.; заявитель Латвийское научно-производственное объединение «Гауя». - №2924416/28-12; заявл. 14.05.80, опубл. 07.01.82 - 2 с. (описание под заголовком)

27. Пат. 2055743 Рос. Федерация, МПК6 В44С1/24. Способ получения плоского декоративного рисунка, обладающего оптическим эффектом объемного изображения, на поверхности уплотненной древесины / Короленко В.Г., Постнов В.И., Фадеев Е.А., заявители Короленко В.Г., Постнов В.И., Фадеев Е.А.; патентообладатель Короленко В.Г. - №5032375/12; заявл. 16.03.92, опубл. 10.03.96 - 2 с. (описание под заголовком)

28. Ветошкин Ю.И., Газеев М.В., Цой Ю.И. Специальные виды отделки: учебное пособие / Ю.И. Ветошкин, М.В. Газеев, Ю.И. Цой. - Екатеринбург: Уральский государственный лесотехнический университет, 2008. - 129 с.

29. Гордиенко В.В., Прудников П.Г., Фринлянд М.И. Декорирование плоских элементов мебели прессованием рельефов / В.В. Гордиенко, П.Г. Прудников, И.М. Фринлянд // Деревообрабатывающая промышленность. - 1979. -№ 12. - С. 22 - 23.

30. Гордиенко В.В. Декорирование фасадных поверхностей мебели / В.В. Гордиенко // Лесное хозяйство. Лесная, бумажная и деревообрабатывающая промышленность. - 1980. - №4. - С. 36 - 37.

31. Буглай Б.М. Технология отделки древесины: учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. / Б.М. Буглай. - М.: Лесн. пром-сть, 1973. - 304 с.

32. Карлсен Г.Г. Конструкции из дерева и пластмасс: учебное пособие / Г.Г. Карлсен. - М.: Изд-во Стройиздат, 1986. - 543 с.

33. Орлова Ю.Д. Отделка изделий из древесины: учебное пособие / Ю.Д. Орлова. - М: Изд-во Высшая школа, 1968. - 275 с.

34. Барановский В.А. Проекты мебели для вашего дома / В.А. Барановский. - Ростов н/Д: Феникс, 2005. - 344 с.

35. Gaff M., Gasparik M., Matlak J. 3D Molding of Veneers by Mechanical Means // PEER-REVIEWED ARTICLE. - 2015. - №10. - P. 412-422.

36. Ржаницин А.Р. Теория ползучести: учебное пособие / А.Р. Ржаницин. -М.: Стройиздат,1963. - 416 с.

37. Белянкин Ф.П. Яценко В.Ф. Деформированность и сопротивляемость древесины как упруго-вязко-пластического тела: учебное пособие / Ф.П. Белянкин, В.Ф. Яценко. - Киев: Изд-во АН УССР, 1957. - 200 с.

38. Белянкин Ф.П., Яценко В.Ф., Дыбенко Г.И. Прочность и деформативность слоистых пластиков: учебное пособие / Ф.П. Белянкин, В.Ф. Яценко, Г.И. Дыбенко. - Киев: Изд-во Наукова думка, 1964. - 213 с.

39. Иванов Ю.М., Баженов В.А. Исследования физических свойств древесины: учебное пособие / Ю. М. Иванов, В. А. Баженов. - М.: Изд-во Академия наук СССР, 1959. - 75 с.

40. Хухрянский П.Н. Прессование древесины: учебное пособие / П.Н. Хухрянский. - М.: Лесн. пром-сть, 1964.-350 с.

41. Перелыгин Л. Древесиноведение: учебное пособие / Л. Перелыгин. - М.: Гослесбумиздат, 1949. - 375 с.

42. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения: учебник для лесотехнических вузов. Изд. 4-е / Б.Н. Уголев. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. - 340с.

43. Ашкенази Е.К. Анизотропия машиностроительных материалов: учебное пособие / Е.К. Ашкенази. - Л., Из-во: Маши-ностроение, 1969. -110 с.

44. Огибалов П.М., Ломашин В.А., Кытнин Б.П. Механика полимеров: учебное пособие / П.М. Огибалов, В.А. Ломашин, Б.П. Кытнин. - М.: МГУ, 1975. -523 с.

45. Ашкенази Е.К. Прочность анизотропных древесных и синтетических мате-риалов: учебное пособие / Е.К. Ашкенази. - М.: Лесн. пром-сть, 1966. - 167 с.

46. Израелит А.Б. Определение деформаций древесины с учетом изменения ее объема / А.Б. Израелит // Сб.: Исследование свойств и применение уплотненной модифици-рованной древесины. ЛТА и ИХД АН Латв. ССР. - 1971. - научные труды № 139. - С. 23-29.

47. Дорняк О. Р., Свиридов Л. Т. Структурно-механические свойства и напряженно-деформированное состояние древесины в процессах прессования. Реологическое уравнение состояния // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. 2006. № 1. С. 50-57.

48. Дорняк О. Р. Напряженно-деформированное состояние древесного образца при интенсивном уплотнении // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2006. № S6. С. 109-114.

49. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. М.: Лесная промышленность, 1978. 224 с.

50. Новожилов В.В. Теория упругости: учебное пособие / В.В. Новожилов. -Л.: Судпромиздат, 1958. - 370 с.

51. Рейнер М. Реология / М. Рейнер. - М.: Изд-во Наука, 1965. - 223 с.

52. Pan Y., Zhong Z. Micromechanical modeling of the wood cell wall considering moisture absorption // Composites Part. - 2016. - №91. - P. 27-35

53. Joffre1 T., Isaksson P. A method to measure moisture induced swelling Properties of a single wood cell // Experimental Mechanics. - 2016. - 11p.

54. Серговский П.С., Расев А.И. Гидротермическая обработка и консервирование древесины: учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. / П.С. Серговский, А.И. Расев. - М.: Лесн. пром - сть, 1987. - 360 с.

55. Gu H., Zink-Sharp A., Sell J. Hypothesis on the role of cell wall structure in differential transverse shrinkage of wood // Holz als Roh- und Werkstoff. - 2001. -№59. - P. 436-442.

56. Кречетов И.В. Сушка древесины: Изд. 4-е перераб. и дополн. / И.В. Кречетов. - М.: Лесн. пром-сть, 1977. - 496 с.

57. Безухов Н. И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести: учебник для вузов. Изд. 2-е, испр. и доп. / Н.И. Безухов. - М.: Изд-во Высшая школа, 1968. - 512 с.

58. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятности и математической статистике: Изд. 4-е / В.Е. Гмурман - М.: Изд-во Высшая школа, 1997. - 400 с.

59. Степин П.А. Сопротивление материалов: Учеб. для немашиностроит. спец. вузов. Изд. 8-е / П.А. Степин. - П.: Изд-во Интеграл, 2006. - 367с.

60. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. - М: Изд-во Стандартинформ, 2006. - 7с.

61. ГОСТ 7016-82 Изделия из древесины и древесных материалов. Параметры шероховатости поверхности. - М: Изд-во Стандартинформ, 2009. - 5с.

62. Ветошкин Ю.И., Глухих Л.С., Кошелева Н.А. Разработка конструкции и технологических процессов изготовления изделий из древесины: учебное пособие / Ю.И. Ветошкин, Л.С. Глухих, Н.А. Кошелева. - Екатеринбург: УЛТИ, 1994. - 80 с.

63. Шамаев В.А. Модификация древесины: учебное пособие / В.А. Шамаев. - М.: Экология, 1991. 128 с

64. ГОСТ 16483.1-84 (СТ СЭВ 388-76) Древесина. Метод определения плотности. - М: Изд-во стандартов, 1984. - 7с.

65. Пижурин А.А., Розенблит М.С. Основы моделирования и оптимизация процессов деревообработки: учебное пособие / А.А. Пижурин, М.С. Розенблит. -М.: Лесн. пром-сть, 1988. - 296с.

66. Пижурин А.А. Современные методы исследований технологических процессов в деревообработке: учебное пособие / А.А. Пижурин. - М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 248с.

67. Андреев В.Н. Математическое планирование экспериментов: Методические указания / В.Н. Андреев. - Л.: РИО ЛТА, 1982. - 40 с.

68. Защитно-декоративное покрытие для древесины различных пород [Электронный ресурс] // Архитектурно-столярная студия. - 2008. - Режим доступа: http: //www.accural .ru/products/borma/6/26/135.html.

69. Защитно-декоративное покрытие древесины для внутренней и наружной отделки [Электронный ресурс] // Архитектурно-столярная студия. - 2008. -Режим доступа: http://www.accural.ru/products/borma/3/22/399.html.

70. Лакокрасочное покрытие для древесины [Электронный ресурс] // Архитектурно-столярная студия. - 2008. - Режим доступа: http: //www.accural .ru/products/sayerlack/29/60. html.

71. ГОСТ 6449.1-82. Изделия из древесины и древесных материалов. Поля допусков для линейных размеров и посадки. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - 90 с.

72. ГОСТ 6449.5-82 Изделия из древесины и древесных материалов. Неуказанные предельные отклонения и допуски. - М.: Изд-во стандартов, 1982. -90 с.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.