Дослідження та обґрунтування параметрів замкових з'єднань паркетних дощок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дослідження та обґрунтування параметрів замкових з'єднань паркетних дощок

Встановлено параметри відповідності контролю профілю з'єднання та геометрії паркетних дощок після фрезерування. Виконано статистичний аналіз показників параметрів геометрії паркетних дощок та параметрів контролю сучасного профілю поперечного (торцевого) замкового з'єднання 5G-C відповідно до лекал оптичного проектора та розподілу величин параметрів перепаду і щілини від тестових навантажень. Досліджено показники міцності з'єднання профілю при вертикальних навантаженнях залежно від матеріалу вкладки та положення пластикової вставки. Зроблено практичні висновки згідно з дослідженнями контролю профілю з'єднання 5G-C та дошки загалом після фрезерування в технологічному потоці. Встановлено відповідність значень параметрів при контролі профілю з'єднання та геометрії дошки після фрезерування на проекторі, за шаблоном, за тестами складання і навантаження дощок до нормативних показників та якості. Запропонований перелік заходів щодо економії сировини у виробництві сучасних і традиційних паркетних виробів дасть змогу контролювати питання з раціонального та ефективного використання деревинної сировини, запровадити у виробництво науково обґрунтовані прогресивні норми.

На ринку дерев'яних покрить для підлоги в Україні дедалі більшої популярності набувають тришарові паркетні дошки. Попит на підлогові покриття зумовлений інтенсивним зростанням будівельної галузі, зокрема і в житловому секторі.

Виготовлення паркетних дощок з поперечними та поздовжніми з'єднаннями проходить низку стадій оброблення, тому на кінцевий результат з формування профілю дощок впливає багато чинників, які контролюють упродовж усього процесу виробництва. На заключному етапі фрезерування виконують контроль профілю з'єднання дошки та її геометрії. У сферу контролю геометрії дошки входить перевірка розмірів за товщиною, шириною та довжиною, а також відхилення від прямого кута та прямолінійності. Також готову продукцію піддають контролю профілю для поздовжнього та поперечного з'єднання на величини перепаду та щілини між сусідніми пластями та торцями дощок (РегеШз at аі., 2011; 2014).

Перевагами тришарових паркетних дощок є їх естетичний вигляд та стійкість до зміни температури і відносної вологості повітря у приміщенні, що дає змогу укладати їх на основах навіть з підігрівом. Монтаж паркетних дощок можна здійснювати на підготовлену основу без використання клеїльних речовин. Тому для швидкості та легкості монтажу, міцності й надійності з'єднань під час експлуатації, виробники паркетних дощок використовують різні види з'єднань по крайках та торцях, зокрема Сііск, Вагсііск, 2G, 5G-S, 5G-W, 5G-С [www.valinge.se]. У зоні торцевих з'єднань середній шар паркетних дощок формують із вкладок з фанери, або волокнистої плити високої щільності (ИБР) для збільшення їхньої міцності. Зокрема, для торцевого з'єднання паркетних дощок запроваджено сучасну систему замкового з'єднання 5G-С, де окрім вставок середнього шару з фанери або ИБР, використовують фіксуючу пластикову вставку.

Для контролю міцності та якості з'єднання паркетних дощок підприємства користуються нормативними документами. Одним з основних параметрів контролю є геометрія дошки. Особливо увагу надають також контролю параметрів з'єднання замка. Зокрема, важливими показниками якості замкового з'єднання є щілина і перепад між суміжними дошками під час тестування, ве личина яких повинна знаходитись в межах, поданих у таблиці.

Мета роботи - дослідити та обґрунтувати конструкційні особливості та експлуатаційні параметри паркетних дощок на відповідність геометрії профілю, величин перепаду та щілини між торцями дощок при торцевому замковому з'єднанні 5G-С за відповідних тестувань і міцності з'єднань профілю.

Методика дослідження. Контроль параметрів геометрії паркетної дошки включає: заміри довжини дошки за допомогою рулетки; заміри ширини дошки за допомогою штангенциркуля; заміри товщини дошки за допомогою штангенциркуля; відхилення від прямого кута заміряли кутником і товщиноміром; заміри прямолінійності з використанням правила.

Для досягнення поставленої мети проведено експериментальні дослідження відповідності профілю шипа і паза торцевого з'єднання відповідно до стандартизованих лекал на проекторі, розподілу величин перепаду і щілини, проводячи тести "4 дошки", "Паз" та "Шип".

Перевірку відповідності профілю з'єднання 5G-C шипа і паза проводили шляхом порівняння зі стандартизованими лекалами на проекторі. Для контролю профілю поперечного з'єднання визначали базові та вимірювальні площини, місця стику з'єднання і положення пластикової вставки (рис. 1). Базовою площиною є верхня площина. Вимірювальні площини паза і гребеня на рисунку зображено штриховою лінією. Площини з'єднання дотикаються між собою у ділянках А, Б, В, Г, Д.

На проекторі перевіряли відповідність профілю шипа і паза за контрольними точками, які безпосередньо беруть участь у формуванні з'єднання 5G-C (рис. 2, А). На лекала проектора (див. рис. 2, Б) замкового профілю 5G-C встановлювали (накладали) вирізані зразки з'єднання для перевірки місць стику з'єднання з використанням базових та вимірювальних площин.

На наступному етапі з'єднання перевіряли на щільність змикання, перепад площин та наявність щілини поздовжнього і поперечного профілів паркетних дощок способом складання 4-х дощок та тестовим навантаженням на "Шип" і "Паз". Тест "4 дошки" полягає у з'єднанні чотирьох паркетних дощок між собою у шаховому порядку та вимірювання перепаду між ними в зоні торцевого з'єднання з допомогою стрілкового індикатора і щілини з допомогою спеціального набору щупів.

Тести "Паз" та "Шип" полягають у з'єднанні чотирьох дощок у шаховому порядку, прикладанні зусилля на пласть дощок у зоні торцевого з'єднання з боку паза або шипа і зняття показників перепаду стрілковим індикатором і щілини - з допомогою набору спеціальних щупів при досліджуваних навантаженнях.

Експериментальні дослідження перепаду і щілини між суміжними паркетними дошками при торцевому їх з'єднанні проводили на дошках завширшки від 130 до 207 мм із вкладками на торцях з фанери або волокнистої плити високої щільності (HDF) та фіксуючої ПВХ вставки.

Під час впровадження технології профілювання замка 5G-C проводили також їх перевірку міцності при вертикальних навантаженнях та розрив згідно з вимогами технічних умов та за методикою ШО 24334: 2006 (Е). Метою цього експерименту є виявлення граничних навантажень для паркетних дощок із відповідним з'єднанням. Для порівняння та перевірки вибрано паркетні дошки із вкладками з фанери та HDF і завширшки 180 мм.

Отримані результати дослідження. Статистичне оброблення проведених експериментальних досліджень підтвердило достовірність отриманих результатів та допустимого відхилення параметрів геометрії дощок згідно із встановленими нормативами. Результати статистичного аналізу та графіки розподілу параметрів геометрії дошки дали змогу підтвердити наші висновки та лабораторій контролю базових підприємств.

За даними перевірки відповідності профілю торцевого з'єднання на проекторі встановлено, що 91 % відповідає лекалам (із 650 порівнянь зразків профілю замкового з'єднання відповідали 592 і 58 зразків були із відхиленням відносно базових і вимірювальних площин).

Статистичний аналіз експериментальних досліджень перепаду і щілини на торцевому з'єднанні між суміжними дошками під час випробування за тестом "4 дошки" показав, що незначна частина з'єднань не відповідає вимогам, зазначеним у таблиці. Для прикладу, проаналізуємо результати досліджень перепаду і щілини торцевого з'єднання 5G-C паркетної дошки завширшки 130 мм із вкладкою з фанери (рис. 3).

Основною причиною відхилення розмірів перепаду та щілини за тестом "4 дошки" є неточності налаштування інструменту на операціях калібрування, шліфування, фрезерування та його частковим зношенням.

Проведені експериментальні дослідження та статистичне оброблення їхніх даних дали змогу встановити відхилення параметрів паркетних дощок та побудувати графіки порівняння характеристик величин перепаду та щілини під час тестів "4 дошки", "Шип", "Паз" і розмірів ширини дошки при вкладках із HDF та фанери для торцевого з'єднанні 5G-C. Приклад порівняльних графіків перепаду і щілини для торцевого з'єднання 5G-C для паркетної дошки завширшки 130 мм із вкладкою з фанери подано на рис. 4.

Рис. 3. Результати статистичного оброблення експериментальних досліджень за тестом "4 дошки" торцевого з'єднання паркетної дошки завширшки 130 мм із вкладкою з фанери: а - перепад; б - щілина

Рис. 4. Порівняльні графіки величин перепаду і щілини торцевого з'єднання 5G-C із вкладкою з фанери для паркетної дошки завширшки 130 мм: а - перепад; б - щілина

Проаналізувавши порівняльні графіки, встановлено:

• зміна розмірів перепаду і щілини залежить від виду застосовуваного тесту;

• під час тесту "4 дошки" величини перепаду та щілини є найменшими;

• на розміри перепаду та щілини вплив матеріалу вкладок є незначний;

• величина щілини зростає під час тесту "Шип" та перевищує допустимі відхилення для дощок завширшки 130 та 180 мм;

• величина перепаду зростає під час тесту "Паз" та перевищує допустимі відхилення для дощок завширшки 130 мм;

• щілина для дошки завширшки 207 мм має найменші відхилення для всіх тестів.

Для встановлення меж граничних навантажень на паркетні дошки в зоні торцевого з'єднання 5G-C проведено експериментальні дослідження за методикою перевірки експлуатаційних властивостей перепаду площин залежно від прикладеної сили навантаження на них. Для прикладу, наведемо графіки залежності величини перепаду від навантаження для паркетних дощок завширшки 180 мм із вкладками з фанери та HDF (рис. 5).

Рис. 5. Г рафік залежності величини перепаду між площинами паркетних дощок завширшки 180 мм у зоні торцевого з'єднання 5G-C від сили навантаження: а) із вкладкою з фанери; б) із вкладкою з НОБ

Як видно з графіків, паркетні дошки із вкладками з фанери є міцніші, ніж паркетні дошки вкладки із HDF при різних силах вертикального навантаження; криві перепаду між дошками із вкладками з фанери мають менше розсіювання величин перепаду, ніж у паркетних дошках із вкладками з HDF; паркетні дошки із вкладками з фанери витримують допустиме значення перепаду за навантаження 70 кг, що на 17 кг більше, ніж при вкладках з HDF.

Висновки

За результатами проведених експериментальних досліджень замкового з'єднання 5G-C паркетної дошки сформовано основні висновки та пропозиції щодо їхнього контролю та виготовлення.

1. Проведені дослідження та статистичне оброблення даних дали змогу встановити відхилення параметрів профілю ПД та побудувати полігон та криві розподілу, графіки порівняння характеристик величин перепаду та щілини при тестах "4 дошки", навантаженнях "Шип", "Паз" і при вкладках із НОР, фанери та пластиковій вставці для замкового з'єднання 50-0.

2. Оброблення експериментальних даних показало, що частота розподілу значень перепаду між суміжними паркетними дошками під час тестів "4 дошки", "Шип" та "Паз" можна описати поліномом другого степеня, частоту розподілу значень щілини між суміжними паркетними дошками можна описати логарифмічною функцією.

3. Незначну частку браку (до 5 %) із перевищенням величин перепаду можна пояснити неточністю налаштування інструменту на операціях калібрування за товщиною дощок, фрезерування поздовжнього і поперечного профілів та частковим зношенням інструменту. Відхилення величин перепаду та щілини для тестів "Шип" і "Паз" - у межах поля допуску. Під час тестування замкового з'єднання доведено, що паркетні дошки із фанерними вкладками є міцніші та витримують навантаження більші, ніж паркетні дошки із вкладкою з HDF при тестових навантаженнях, це означає можливість збільшення сфери використання в екстремальних умовах. 6.Отримані результати досліджень підтвердили, що паркетні дошки із вкладками з фанери і вставками із ПВХ є надійніші в експлуатації та можуть використовуватись у приміщеннях, де є підвищений рівень навантажень, перепаду температур та вологи (громадські приміщення, актові зали, спортзали тощо).

Перелік використаних джерел

контроль фрезерування паркетний

1.Ferentc, O. B., Gorbacheva, L. N., & Kopinetc, Z. P. (2014). Issledo- vanie i razrabotka resursosberegaiushhikh tekhnologii izgotovleniia parketnykh izdelii. Tekhnologiia i oborudovanie dlia pererabotki drevesiny. nauchno-tekhn. sbornik, 370, (pp. 31-37). Moskva. [In Russian].

2.Ferentc, O. B., Kobrinovich, M. S., Kopinetc, Z. P., & Ferentc, O. O. (2011). Razrabotka resursosberegaiushhikh tekhnologii po izgotov- leniiu sovremennykh parketnikh dosok. Lesnoi i khimicheskii kompleksy -- problemy i resheniia.

3.Sbornik statei po materialam Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentcii. Vol. 1, (pp. 100102). Krasnoiarsk: SibGTU. [In Russian].

Размещено на Allbest.ru