60
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Воронежская государственная лесотехническая академия»
Технология и оборудование клееных материалов
Методические указания для самостоятельной работы студентов очного обучения по направлению 250400.62 «Технология лесозаготовительных
и деревоперерабатывающих производств», профиль « Технология деревообработки», «Дизайн мебели»
Воронеж 2015
УДК 674.093.26 – 419.3+674.81+674.028.9:630*824.8
Разиньков Е.М. Технология и оборудование клееных материалов [Текст]: Методические указания для самостоятельной работы студентов очного обучения по направлению 250400.62 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств, профиль « Технология деревообработки», «Дизайн мебели» / Е.М. Разиньков, Е.В. Кантиева; ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2015. – с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» ( |
протокол № от |
2015 г.) |
Рецензент – генеральный директор ООО «Базис – Воронеж» Золотухин Д.Ю.
Егор Михайлович Разиньков Екатерина Валентиновна Кантиева
Технология и оборудование клееных материалов
Методические указания для самостоятельной работы студентов очного обучения по направлению 250400.62
«Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств», профиль « Технология деревообработки», «Дизайн мебели»
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
1. Введение
Учебным планом лесопромышленного факультета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА», по направлению 250400.62 "Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств", профиль «Технология деревообработки», «Дизайн мебели» предусмотрено изучение курса "Технология и оборудование клееных материалов". В соответствии с рабочей программой курса изучаются вопросы, связанные со свойствами клеев, технологией и оборудованием склеивания древесины и производством клееных материалов.
Широкая область применения клееных материалов в виде фанеры, столярных плит, древеснослоистых пластиков, гнуто-клееных заготовок обуславливает важность изучения дисциплины.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать свойства клеев, применяемых для склеивания древесины, основные виды клееных древесных материалов и направления их применения, характеристику процессов и режимов склеивания, уметь выбирать и обосновать параметры условий и режимов процессов склеивания при изготовлении клееных древесных материалов, разрабатывать технологию их изготовления, подбирать необходимое оборудование, рассчитывать расход сырья и материалов, осуществлять контроль качества выпускаемой продукции.
2. Общие указания
Настоящие методические указания предназначены для студентов 3-го курса (6-ой семестр) очного обучения.
Рабочей программой дисциплины для студентов очного обучения предусмотрены:
-лекции (36 часов);
-лабораторные работы (36 часов);
-самостоятельная работа студентов (90 часов);
-контроль самостоятельной работы студентов преподавателем (18 часов);
-курсовой проект;
-экзамен.
Цель лекций – дать основные направления по наиболее сложным разделам дисциплины, а также изложить материал по новейшим достижениям, не получившим достаточного освящения в учебной литературе.
Обзорный характер лекций не дает основание рекомендовать их в качестве единственного источника при подготовке к экзамену.
Лабораторные занятия посвящены изучению физико-химических свойств клеев, технологии получения клееных материалов и их физико-механических свойств.
1.Содержание разделов дисциплины
1.1.Введение
Предмет дисциплины, ее содержание и связь со смежными дисциплинами. Исторические сведения о развитии производства клееных материалов. Значение технологии склеивания в общем комплексе технологии деревообработки с позиций изменения размерных и качественных характеристик древесины, эффективности ее использования.
1.2. Виды клееных материалов и их характеристика
Классификация клееной древесины и характеристика каждого вида в пределах классификационных групп в отношении размерных, качественных и физико-механических показателей: клееные слоистые материалы – фанера,
плиты фанерные, гнутоклееные заготовки из шпона, древесные слоистые пластики, древесностружечные плиты.
1.3. Клеи для изготовления клееных древесных материалов
Общие сведения о клеях. Требования, предъявляемые к клеям: эксплуатационные, технологические и экономические. Классификация клеев по их природе, виду исходного сырья, составу, способу получения, условиям перехода в отвержденное состояние, свойствам клеевых соединений, образуемых различными клеями. Ознакомление с компонентами, входящими в состав клеев, и выяснение влияния их на процесс склеивания.
Основные виды клеев в деревообработке – термореактивные карбамидоформальдегидные, фенолоформальдегидные, меламиноформальдегидные, меламиновые, резорциновые, диизоцианатные смолы и клеи на их основе, принципиальная разница между клеями этих групп и необходимость применения клеев каждой из них.
Основные марки смол данных групп и клеев на их основе, их свойства и области применения. Модификация клеев, применяемые модификаторы и их назначение.
Другие виды синтетических клеев: пленочные клеи на основе фенолоформальдегидных и карбамидоформальдегидных смол, поливинилацетатные, каучуковые, бутварфенольные, эпоксидные, латексные, клеи-расплавы. Природа этих клеев, основные характеристики, марки, свойства, области использования.
Вопросы технико-экономических показателей применения клеев в деревообработке, охрана труда и окружающей среды при работе с клеями.
1.4. Принципы процесса склеивания
Требования к древесным и клеевым материалам. Способы склеивания. Способы нагрева пакетов при склеивании. Способы интенсификации процесса холодного склеивания. Параметры условий склеивания: нанесение клея, его расход, подготовка клеевого слоя к склеиванию. Параметры режимов склеивания: температура, давление, время склеивания. Прочность, водостойкость и долговечность клеевых соединений.
1.5. Технология лущеного шпона
Характеристика лущеного шпона, применяемого сырья. Схема технологического процесса изготовления лущеного шпона. Характеристика и анализ
последовательности операций подготовки сырья к лущению: раскрой, гидротермическая обработка, окорка, применяемое оборудование. Процесс лущения древесины: кинематика лущения, влияние параметров сырья, инструментов, участвующих в резании, и параметров процесса на качество шпона; применяемое оборудование и инструмент. Рубка шпона, применяемое оборудование. Сортировка и нормализация размеров и качества шпона, применяемое оборудование. Количественный и качественный выход шпона. Контроль технологического процесса и качества шпона.
Тема 1.6. Технология строганого шпона
Характеристика строганого шпона, применяемого сырья. Схема технологического процесса изготовления строганого шпона. Характеристика операций подготовки сырья к строганию; поперечный и продольный раскрой, гидротермическая обработка. Процесс строгания древесины: кинематика строгания, влияние параметров сырья, инструментов, участвующих в резании, и параметров процесса на качество шпона; применяемое оборудование и инструмент. Сортировка и нормализация размеров и качества шпона, применяемое оборудование.
Контроль технологического процесса и качества шпона.
Тема 1.7. Технология фанеры
Схема технологических процессов и ее особенности при изготовлении фанеры различных видов. Особенности параметров условий склеивания: характеристика материалов, нанесение и расход клея, сборка пакетов, подготовка клеевого слоя к склеиванию; применяемое оборудование.
Особенности параметров режимов склеивания: температура и условия нагрева пакетов, давление и характер его изменения, время склеивания. Оборудование для склеивания. Особенности материалов и технологических параметров при изготовлении фанеры различных видов. Обработка, сортировка и упаковка фанеры, применяемое оборудование. Количественный и качественный выход фанеры. Контроль технологического процесса и качества фанеры.
Тема 1.8. Технология гнутоклееных заготовок
Схема технологического процесса изготовления гнутоклееных заготовок. Особенности параметров условий склеивания: характеристика материалов, нанесение и расход клея, сборка пакетов, подготовка клеевого слоя к склеиванию; применяемое оборудование. Особенности параметров режимов склеива-
ния: температура и условия нагрева пакетов, давление и обеспечение его равномерности, время склеивания. Оборудование для склеивания. Обработка заготовок и применяемое оборудование. Особенности технологии фанерных труб. Количественный выход гнутоклееных заготовок. Контроль технологического процесса и качества гнутоклееных заготовок.
Тема 1.9. Технология древесных слоистых пластиков (ДСП)
Схема технологического процесса изготовления ДСП. Особенности параметров условий склеивания: характеристика материалов, нанесение и расход клея, подготовка шпона к склеиванию, сборка пакетов, применяемое оборудование.
Особенности параметров режима склеивания: температура и условия нагрева пакета, давление и характер его изменения, время склеивания. Оборудование для склеивания. Обработка ДСП, расход материалов на его изготовление. Контроль технологического процесса и качества ДСП.
Тема 1.10. Технология деревянных клееных конструкций (ДКК)
Достоинство деревянных клееных конструкций. Номенклатура и области применения ДКК. Сушка и кондиционирование пиломатериалов в технологии ДКК. Сортировка пиломатериалов в технологии ДКК. Раскрой, механическая обработка древесины и склеивание заготовок. Механическая, защитная обработка поверхностей конструкции и сверление в ней отверстий. Транспортировка и испытание ДКК.
2. Лабораторный практикум
Перечень лабораторных работ по курсу для студентов очного обучения представлен в табл.1.
Таблица 1 - Перечень лабораторных работ
№ п/п |
Тема лабораторной работы |
Количество часов |
1 |
2 |
3 |
|
Испытание карбамидоформальдегидных смол |
4 |
1 |
(описание внешнего вида, определение массо- |
|
|
вой доли сухого остатка, вязкости, рн смолы, |
|
|
рн клея, времени желатинизации при 1000С, |
|
|
времени желатинизации при 200С, смешивае- |
|
|
мость смолы с водой) |
|
Окончание таблицы 1
1 |
2 |
|
3 |
2 |
Исследование зависимости времени желатини- |
|
|
|
зации при 100 0С и кислотности карбамидо- |
2 |
|
|
формальдегидных смол горячего отверждения |
|
|
|
от количества добавляемого в них отвердителя |
|
|
|
(УИРС) |
|
|
3 |
Исследование времени желатинизации карба- |
|
|
|
мидоформальдегидных смол холодного отвер- |
|
|
|
ждения в зависимости от количества добавляе- |
2 |
|
|
мого в них отвердителя (УИРС) |
|
|
4 |
Испытание фенолоформальдегидных смол |
2 |
|
5 |
Испытание поливинилацетатной дисперсии |
2 |
|
6 |
Испытание клеев-расплавов и прочности |
4 |
|
|
склеивания синтетического шпона с кромкой |
|
|
|
ДСтП |
|
|
7 |
Склеивание древесины клеями холодного от- |
2 |
|
|
верждения |
|
|
8 |
Исследование прочности склеивания древеси- |
4 |
|
|
ны вдоль волокон различными клеями |
|
|
8 |
Определение качества лущеного шпона |
2 |
|
9 |
Определение влажности |
и плотности лущено- |
2 |
|
го шпона |
|
|
9 |
Склеивание фанеры |
|
4 |
10 |
Исследование прочности |
склеивания фанеры |
4 |
|
различными клеями |
|
|
11 |
Дефекты склеивания фанеры |
2 |
|
Итого: |
|
|
36 |
Задание на курсовой проект выдается студенту в начале 6-го семестра. При этом студент должен получить в библиотеке академии, на кафедре всю необходимую методическую литературу. Курсовой проект включает в себя расчетную и графическую части. Консультации по курсовому проектированию проходят в виде занятий с группой или в виде индивидуальных консультаций. Оформленная пояснительная записка к проекту сдается преподавателю на проверку. После исправления в записке замечаний преподавателя студент выполняет графическую часть.
Защита курсовых проектов организуется на кафедре.
3. Самостоятельная работа студентов
Большая часть материала курса вынесена на самостоятельное изучение студентов. Темы этой работы представлены в табл.2.
Таблица 2 - Перечень тем и источников
№п/п |
Тема самостоятельной работы |
Номер лите- |
|
|
ратрного ис- |
|
|
точника |
1 |
2 |
3 |
1 |
Классификация клеев. |
1О, с.7-10 |
|
Основные и вспомогательные компоненты клеев |
|
2 |
Получение карбамидоформальдегидных смол. |
1О, с.11-18 |
|
Карбамидоформальдегидные жидкие смолы |
|
3 |
Карбамидоформальдегидные порошкообразные смол. |
1О, с.18-24 |
|
Приготовление карбамидоформальдегидных клеев |
|
4 |
Карбамидоформальдегидные пропиточные смолы и |
1О, с.24-27 |
|
пленки на их основе. |
|
|
Получение фенолоформальдегидных смол |
|
5 |
Фенолоформальдегидные смолы клеящие и пропиточ- |
1О, с.28-35 |
|
ные горячего отверждения, клеи и пленки на их основе. |
|
|
Фенолоформальдегидные смолы холодного отвержде- |
|
|
ния и клеи на их основе |
|
6 |
Резорциноформальдегидные смолы и клеи на их основе. |
1О, с.35-41 |
|
Меламиноформальдегидные смолы. |
|
|
Карбамидомеламиноформальдегидные смолы |
|
7 |
Глютиновые клеи. |
1О, с.42-44 |
|
Казеиновые клеи. |
1-6Д |
|
Альбуминовые и комбинированные клеи |
|
8 |
Поливинилацетатная дисперсия. |
1О, с.45-50 |
|
Каучуковые клеи |
1-6Д |
9 |
Основные теории адгезии. |
1О, с.55-70; с. |
|
Факторы, влияющие на прочность склеивания. |
86-90 |
|
Характеристика фанеры общего назначения |
1-6Д |
|
|
|
10 |
Характеристика фанеры березовой авиационной. |
1О, с.90-97 |
|
Характеристика фанеры декоративной. |
1-6Д |
|
Характеристика фанеры бакелизированной |
|
11 |
Характеристика гнутоклееных заготовок из шпона. |
1О, с.97-106 |
|
Характеристика столярных плит. |
1-6Д |
|
Характеристика древеснослоистых пластиков |
|
Окончание таблицы 1
1 |
|
2 |
|
3 |
12 |
Виды сырья для получения лущеного шпона. |
|
1О, с.106-114 |
|
|
Хранение фанерного сырья. |
|
1-6Д |
|
|
Раскрой древесного сырья в технологии фанеры |
|
||
13 |
Гидротермическая обработка сырья в технологии фане- |
1О,114-151 |
||
|
ры. Окорка древесного сырья в технологии фанеры. Ха- |
1-6Д |
||
|
рактеристика лущеного шпона. Лущение шпона. Рубка |
|
||
|
лущеного шпона |
|
|
|
14 |
Сушка лущеного шпона. Сортировка лущеного шпона. |
1О,151-180 |
||
|
Прирубка кускового лущеного шпона и его ребросклеи- |
1-6Д |
||
|
вание. Починка лущеного шпона. |
|
|
|
15 |
Характеристика сырья для получения строганого шпо- |
1О,180-196 |
||
|
на. Раскрой сырья в технологии получения строганого |
1-6Д |
||
|
шпона. Гидротермическая обработка сырья |
в техно- |
|
|
|
логии получения строганого шпона. Характеристика |
|
||
|
строганого шпона. Строгание шпона. Сортировка стро- |
|
||
|
ганого шпона |
|
|
|
16 |
Приготовление и нанесение клея на шпон в технологии |
1О, 200-230 |
||
|
фанеры. Подсушка шпона с нанесенным клеем в техно- |
1-6Д |
||
|
логии фанеры. |
Сборка пакетов в технологии фанеры. |
|
|
|
Подпрессовка пакетов в технологии фанеры. |
Горячее |
|
|
|
прессование фанеры |
|
|
|
17 |
Особенности технологии бакелизированной и декора- |
1О, 230-246 |
||
|
тивной фанеры. |
Обрезка фанеры по формату. Шлифо- |
1-6Д |
|
|
вание фанеры. Сортирование фанеры. Переобрез и по- |
|
||
|
чинка фанеры. Упаковка и маркировка фанеры |
|
|
|
18 |
Технология фанерных труб. Технология гнутоклееных |
1О, 247-275 |
||
|
заготовок из шпона. Технология столярных плит. Тех- |
1-6Д |
||
|
нология древеснослоистых пластиков |
|
|
|
19 |
Достоинство деревянных клееных конструкций. Но- |
1О, 275-286 |
||
|
менклатура и области применения деревянных клееных |
1-6Д |
||
|
конструкций. Сушка и кондиционирование пиломате- |
|
||
|
риалов в технологии деревянных клееных конструкций. |
|
||
|
Сортировка пиломатериалов в технологии деревянных |
|
||
|
клееных конструкций. Раскрой, механическая обработ- |
|
||
|
ка древесины и склеивание заготовок. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Контроль самостоятельной работы студентов осуществляется преподавателем. Результаты контроля отражаются в баллах модульно-рейтинговой системы оценки знаний студента.
После прослушивания курса лекций, выполнения лабораторных работ и сдачи курсового проекта студент допускается к сдаче экзамена.