RU2122944C1 - Method of packing and moulding of products of solid wood and device for its realization - Google Patents
Method of packing and moulding of products of solid wood and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122944C1 RU2122944C1 RU97119130A RU97119130A RU2122944C1 RU 2122944 C1 RU2122944 C1 RU 2122944C1 RU 97119130 A RU97119130 A RU 97119130A RU 97119130 A RU97119130 A RU 97119130A RU 2122944 C1 RU2122944 C1 RU 2122944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- longitudinal axis
- mould
- product
- workpiece
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области деревообработки, в частности к технологии уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины, в том числе к технологии обработки длинномерных древесных заготовок. The invention relates to the field of woodworking, in particular to the technology of compaction and shaping of solid wood products, including the processing technology of long wood billets.
Известны способы и устройства для обработки заготовок из цельной древесины, в которых уплотнение и формообразование изделий достигается путем однонаправленного статического силового воздействия на заготовку, размещенную в пресс-форме [например. а.с. СССР N 967830, B 27 M 1/02, публ. 1982 г., СССР N 1703464, B 27 M 1/02, публ. 1992 г.]. Known methods and devices for processing workpieces made of solid wood, in which the compaction and shaping of products is achieved by unidirectional static force on the workpiece placed in the mold [for example. A.S. USSR N 967830, B 27 M 1/02, publ. 1982, USSR N 1703464, B 27 M 1/02, publ. 1992].
Однако применение в указанных способах и устройствах однонаправленного статического воздействия не обеспечивает равномерного уплотнения материала древесины во всем объеме изделия. However, the use in these methods and devices of unidirectional static exposure does not provide uniform compaction of the wood material in the entire volume of the product.
Известен способ и устройство обработки заготовок из цельной древесины [а. с. СССР N 1655780 B 27 K 5/06, публ. 1991 г.], которые обеспечивают уплотнение и формообразование изделия путем внешнего силового воздействия, прикладываемого последовательно в аксиальном, радиальном и тангенциальном направлениях. Причем уплотнение в аксиальном направлении осуществляют путем приложения периодической нагрузки с целью ее более равномерного распределения вдоль волокон заготовки, а в прочих направлениях - путем приложения статической нагрузки. Устройство для реализации указанного способа включает пресс-форму последовательного трехстороннего сжатия, а также источник периодической нагрузки, действующей в аксиальном направлении, и систему статического сжатия заготовки в радиальном и тангенциальном направлениях. A known method and device for processing blanks of solid wood [a. from. USSR N 1655780 B 27 K 5/06, publ. 1991], which provide compaction and shaping of the product by external force applied sequentially in axial, radial and tangential directions. Moreover, the seal in the axial direction is carried out by applying a periodic load with a view to its more uniform distribution along the fibers of the workpiece, and in other directions by applying a static load. A device for implementing this method includes a sequential three-sided compression mold, as well as a periodic load source acting in the axial direction, and a workpiece static compression system in the radial and tangential directions.
Указанные способ и устройство обеспечивают более равномерное уплотнение материала изделия. The specified method and device provide a more uniform compaction of the material of the product.
Однако способ является многостадийным и требует строгого дозирования величины внешних воздействий по различным направлениям, что усложняет технологический процесс обработки древесины. However, the method is multi-stage and requires strict dosing of the magnitude of external influences in various directions, which complicates the technological process of wood processing.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым способу и устройству являются способ и устройство [по патенту РФ N 2089385, B 27 M 3/04, публ. 1971 г.], которые выбраны авторами за прототип. Closest to the technical nature of the claimed method and device are the method and device [according to the patent of the Russian Federation N 2089385, B 27 M 3/04, publ. 1971], which are selected by the authors for the prototype.
Согласно способу, уплотнение и формообразование изделий из цельной древесины достигается путем одновременного воздействия на заготовку статической нагрузки, действующей вдоль продольной оси пресс-формы (вдоль волокон древесной заготовки), и двухмерного поля акустических колебаний, которое создают путем сообщения пресс-форме колебаний, направленных вдоль ее продольной оси, и колебаний, направленных по нормали к ее продольной оси. According to the method, compaction and shaping of solid wood products is achieved by simultaneously exposing the workpiece to a static load acting along the longitudinal axis of the mold (along the fibers of the wood workpiece) and a two-dimensional field of acoustic vibrations, which is created by communicating to the mold vibrations directed along its longitudinal axis, and vibrations directed normal to its longitudinal axis.
Устройство для осуществления указанного способа включает основание, на котором вертикально установлена пресс-форма для заготовки, выполненная в виде полой трубы с заходной частью со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса, систему создания статической нагрузки, направленной вдоль продольной оси пресс-формы, а также вибратор с концентратором продольных акустических колебаний, излучающая поверхность которого сопряжена с заходной частью пресс-формы. A device for implementing this method includes a base on which a mold for the workpiece is vertically mounted, made in the form of a hollow pipe with a lead-in with a through working cavity in the form of a reverse truncated cone, a system for creating a static load directed along the longitudinal axis of the mold, and also a vibrator with a hub of longitudinal acoustic vibrations, the radiating surface of which is associated with the entrance of the mold.
Комплексное воздействие статической нагрузки и поля упругих волн обеспечивает обжатие и формообразование изделия в пресс-форме, при этом под воздействием акустического поля частицы древесного вещества осуществляют продольно-поперечные упругие смещения, что способствует более равномерному уплотнению древесной заготовки. Кроме того, поперечная составляющая акустических колебаний способствует "отжатию" заготовки от стенок пресс-формы, что снижает трение при продвижении заготовки в пресс-форме и как следствие позволяет достигнуть требуемой степени уплотнения изделия при меньшей величине статической нагрузки. The combined effect of the static load and the field of elastic waves provides compression and shaping of the product in the mold, while under the influence of the acoustic field, particles of wood substance carry out longitudinal-transverse elastic displacements, which contributes to a more uniform compaction of the wood billet. In addition, the transverse component of acoustic vibrations contributes to the "squeezing" of the workpiece from the walls of the mold, which reduces friction when moving the workpiece in the mold and as a result allows to achieve the desired degree of compaction of the product with a lower static load.
Указанные факторы обеспечивают качественное уплотнение и формообразование изделий при сохранении структуры древесины. These factors provide high-quality compaction and shaping of products while maintaining the structure of wood.
Однако рассматриваемые способ и устройство не обеспечивают высокой степени равноплотности и высоких механических характеристик сформированного изделия, особенно в случае обработки длинномерных заготовок. Кроме того, при реализации данного способа не удается достигнуть высоких эксплуатационных характеристик для изделий, длина которых превышает 350 мм. However, the method and device under consideration do not provide a high degree of uniformity and high mechanical characteristics of the formed product, especially in the case of processing lengthy workpieces. In addition, when implementing this method, it is not possible to achieve high performance characteristics for products whose length exceeds 350 mm.
Задачей предлагаемых способа и устройства является повышение равноплотности сформированного изделия и повышенной стойкости к механическим воздействиям. The objective of the proposed method and device is to increase the uniformity of the formed product and increased resistance to mechanical stress.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что уплотнение и формообразование изделия из цельной древесины осуществляют путем одновременного воздействия на помещенную в пресс-форму заготовку внешней статической нагрузки, действующей вдоль продольной оси пресс-формы, и многомерного поля акустических волн, при этом многомерное поле акустических волн создают путем сообщения пресс-форме трехмерных акустических колебаний, имеющих продольную составляющую, направленную вдоль продольной оси пресс-формы, и две поперечные составляющие, одна из которых направлена по нормали к продольной оси пресс-формы, а другая - по касательной к периметру поперечного сечения пресс-формы. The essence of the proposed method lies in the fact that the compaction and shaping of a solid wood product is carried out by simultaneously impacting the external static load acting on the longitudinal axis of the mold and the multidimensional field of acoustic waves placed on the mold, while the multidimensional field of acoustic waves create by communicating the mold three-dimensional acoustic vibrations having a longitudinal component directed along the longitudinal axis of the mold, and two transverse components One of which is normal to the longitudinal axis of the mold, and the other - at a tangent to the perimeter of the cross section of the mold.
Кроме того, пресс-форме сообщают трехмерные акустические колебания с параметрами, обеспечивающими длину волны поперечной составляющей, направленной по нормали к продольной оси пресс-формы, большую, чем максимальный линейный размер поперечного сечения пресс-формы. In addition, three-dimensional acoustic vibrations are reported to the mold with parameters ensuring a wavelength of the transverse component normal to the longitudinal axis of the mold greater than the maximum linear cross-sectional dimension of the mold.
Новым в способе является то, что пресс-форме сообщают трехмерные акустические колебания, имеющие продольную составляющую, направленную вдоль продольной оси пресс-формы, и две поперечные составляющие, одна из которых направлена по нормали к продольной оси пресс-формы, а другая - по касательной к периметру поперечного сечения пресс-формы. New in the method is that the mold is informed by three-dimensional acoustic vibrations having a longitudinal component directed along the longitudinal axis of the mold and two transverse components, one of which is directed normal to the longitudinal axis of the mold and the other is tangent to the perimeter of the cross section of the mold.
Новым также является то, что пресс-форме сообщают трехмерные акустические колебания с параметрами, обеспечивающими длину волны поперечной составляющей, направленной по нормали к продольной оси пресс-формы, большую, чем максимальный размер поперечного сечения пресс-формы. Also new is the fact that three-dimensional acoustic vibrations are reported to the mold with parameters providing a wavelength of the transverse component directed normal to the longitudinal axis of the mold, greater than the maximum cross-sectional dimension of the mold.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что оно включает основание, пресс-форму для заготовки, выполненную в виде полой трубы с заходной частью со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса, систему создания внешней статической нагрузки, действующей вдоль продольной оси пресс-формы, а также акустический преобразователь с концентратором продольных акустических колебаний, излучающая поверхность которого сопряжена с заходной частью пресс-формы, при этом пресс-форма размещена горизонтально относительно основания, излучающая поверхность концентратора сопряжена с поверхностью паза, выполненного на наружной поверхности заходной части пресс-формы, причем концентратор установлен таким образом, что его ось симметрии расположена со смещением относительно центральной плоскости заходной части пресс-формы. The essence of the proposed device lies in the fact that it includes a base, a mold for the workpiece, made in the form of a hollow pipe with a lead-in with a through working cavity in the form of a reverse truncated cone, a system for creating an external static load acting along the longitudinal axis of the mold, as well as an acoustic transducer with a longitudinal acoustic vibration concentrator, the radiating surface of which is interfaced with the inlet of the mold, the mold being placed horizontally relative to the Hovhan radiating surface is associated with the concentrator surface of the groove formed on the outer surface of the lead-in portion of the mold, wherein the hub is mounted so that its symmetry axis is offset from the central plane of the lead-in portion of the mold.
Новым в предлагаемом устройстве является то, что пресс-форма размещена горизонтально относительно основания, излучающая поверхность концентратора сопряжена с поверхностью паза, выполненного на наружной поверхности заходной части пресс-формы, при этом концентратор установлен таким образом, что его ось симметрии расположена со смещением относительно центральной плоскости заходной части пресс-формы. New in the proposed device is that the mold is placed horizontally relative to the base, the radiating surface of the concentrator is associated with the surface of the groove made on the outer surface of the inlet part of the mold, while the concentrator is installed so that its axis of symmetry is offset with respect to the central the plane of the entrance of the mold.
Совокупное воздействие на заготовку, помещенную в пресс-форме, статической нагрузки, действующей вдоль продольной оси пресс-формы, и трехмерного поля акустических волн обеспечивает обжатие и формообразование изделия в пресс-форме и одновременное равномерное уплотнение материала древесины во всем объеме заготовки. При этом принципиальным является сообщение пресс-форме трехмерных акустических колебаний, имеющих продольную составляющую и две поперечные составляющие, направленные вышеуказанным способом, распространение данных колебаний в системе "пресс-форма-заготовка" приводит к тому, что частицы древесного вещества во всем объеме формуемого изделия одновременно осуществляют продольные смещения (вдоль направления волокон древесины), радиальные смещения (поперек волокон древесины), а также тангенциальные сдвиговые смещения (по касательным к окружности, радиус которой соответствует удалению частицы древесного вещества от продольной оси формуемого изделия), преодолевая силы упругости сжатой древесины. Таким образом, совместное действие статической нагрузки и трехмерного поля акустических колебаний обеспечивает сужение капиллярно-порового пространства древесины, из которого вытесняется клеточный сок, что приводит к уплотнению материала без нарушения его клеточной структуры и одновременно к снижению естественной пространственной неравноплотности древесного вещества во всем объеме изделия, в том числе и при обработке длинномерных заготовок. The combined effect on the workpiece placed in the mold, the static load acting along the longitudinal axis of the mold, and the three-dimensional field of acoustic waves provides compression and shaping of the product in the mold and simultaneous uniform compaction of the wood material in the entire volume of the workpiece. In this case, it is fundamental to communicate to the mold three-dimensional acoustic vibrations having a longitudinal component and two transverse components directed by the above method, the propagation of these vibrations in the "mold-billet" system leads to the fact that particles of wood substance in the entire volume of the molded product at the same time carry out longitudinal displacements (along the direction of the wood fibers), radial displacements (across the wood fibers), as well as tangential shear displacements (tangent to surface, the radius of which corresponds to the removal of a particle of wood substance from the longitudinal axis of the molded product), overcoming the elastic forces of compressed wood. Thus, the combined action of a static load and a three-dimensional field of acoustic vibrations provides a narrowing of the capillary-pore space of the wood, from which the cell sap is displaced, which leads to compaction of the material without disturbing its cellular structure and at the same time reducing the natural spatial unevenness of the wood substance in the entire volume of the product, including when processing long workpieces.
При этом дополнительно осуществляемые частицами древесного вещества сдвиговые колебания играют существенную роль в уплотнении материала изделия и повышении степени его равноплотности (можно сравнить эффект от сдвиговых смещений с эффектом уплотнения и выделения влаги из мокрых тканных материалов при их скручивании в жгут). In this case, shear oscillations additionally carried out by particles of wood substance play a significant role in compaction of the material of the product and an increase in its degree of equal density (the effect of shear displacements can be compared with the effect of compaction and release of moisture from wet woven materials when they are twisted into a bundle).
Кроме того, сдвиговые колебания частиц древесного вещества способствуют тому, что граничные условия "прилипания" заготовки к стенкам пресс-формы изменяются на граничные условия периодического "проскальзывания", что в совокупности с радиальными смещениями, которые способствуют "отжатию" заготовки от стенок пресс-формы, приводит к существенному снижению трения заготовки о стенки пресс-формы и обеспечивает плавное без скачков продвижение заготовки по пресс-форме. Указанные факторы способствуют сохранению структуры материала изделия, а также позволяют уменьшить требуемую для заданной степени уплотнения материала статическую нагрузку. Это особенно важно при обработке длинномерных заготовок, для которых без дополнительного воздействия многомерного поля акустических волн приходится применять столь высокие статические давления, которые в ряде случаев приводят к разрушению уплотняемой заготовки. In addition, shear vibrations of particles of wood matter contribute to the fact that the boundary conditions of “sticking” of the workpiece to the walls of the mold are changed to the boundary conditions of periodic “slipping”, which, together with the radial displacements that contribute to the “squeezing” of the workpiece from the walls of the mold , leads to a significant reduction in the friction of the workpiece on the walls of the mold and provides smooth, without jumps, the progress of the workpiece on the mold. These factors contribute to maintaining the structure of the material of the product, and also reduce the static load required for a given degree of compaction of the material. This is especially important when machining long workpieces, for which, without additional exposure to the multidimensional field of acoustic waves, it is necessary to apply such high static pressures, which in some cases lead to the destruction of the compacted workpiece.
Следует отметить, что тангенциальная составляющая акустических колебаний помимо того, что способствует повышению равноплотности материала изделия и снижению трения заготовки о стенки пресс-формы, совместно с действием радиальной составляющей приводит к формированию практически бездефектного поверхностного слоя древесины (без трещин, задиров и т.п.), предохраняющего изделие от воздействия окружающей среды и обеспечивающего повышение его механических характеристик. It should be noted that the tangential component of acoustic vibrations, in addition to increasing the uniformity of the product material and reducing the friction of the workpiece against the mold walls, together with the action of the radial component, leads to the formation of a practically defect-free surface layer of wood (without cracks, burrs, etc. ), which protects the product from environmental influences and provides an increase in its mechanical characteristics.
Формирование защитного поверхностного слоя является одним из факторов, обеспечивающих улучшение механических свойств изделия. Помимо этого, комплексное воздействие на уплотняемую заготовку трех составляющих акустического поля позволяет достигнуть высокой степени равноплотности материала изделия, что приводит к уменьшению внутренних напряжений в упруго сжатой древесине и как следствие обеспечивает долговечность изделия и его стойкость к механическим воздействием. The formation of a protective surface layer is one of the factors ensuring the improvement of the mechanical properties of the product. In addition, the complex effect on the compacted workpiece of the three components of the acoustic field allows to achieve a high degree of uniformity of the material of the product, which leads to a decrease in internal stresses in elastically compressed wood and, as a result, ensures the durability of the product and its resistance to mechanical stress.
Для того чтобы сообщаемая пресс-форме поперечная составляющая акустических колебаний, направленная по нормали к оси пресс-формы, приводила к радиальным смещениям частиц древесного вещества во всем объеме изделия (по всему поперечному сечению заготовки), необходимо, чтобы пресс-форме сообщали трехмерные акустические колебания с параметрами, обеспечивающими длину волны указанной составляющей большую, чем максимальный линейный размер заготовки в поперечном сечении. Так, для цилиндрических заготовок длина волны указанной составляющей акустических колебаний должна превышать диаметр заготовки. In order for the transverse component of acoustic vibrations communicated to the mold, directed normal to the axis of the mold, to lead to radial displacements of wood particles in the entire volume of the product (along the entire cross section of the workpiece), it is necessary that the mold is informed by three-dimensional acoustic vibrations with parameters providing a wavelength of the specified component is greater than the maximum linear size of the workpiece in cross section. So, for cylindrical workpieces, the wavelength of the indicated component of acoustic vibrations should exceed the diameter of the workpiece.
В предлагаемом устройстве для реализации рассматриваемого способа предусмотрено наличие системы создания внешней статической нагрузки и акустического преобразователя с концентратором продольных акустических колебаний для обеспечения одновременного комплексного воздействия на заготовку, помещенную в пресс-форму, давления прессования и многомерного поля акустических волн. При этом выполнение пресс-формы в виде полой трубы с заходной частью со сквозной полостью в виде обратного конуса обеспечивает обжатие и формообразование заготовки под действием статической нагрузки. Сопряжение излучающей поверхности концентратора с заходной частью пресс-формы обеспечивает максимальную концентрацию акустической энергии в месте входа заготовки в пресс-форму, чем достигается наиболее экономичный режим создания волнового поля и наибольшая эффективность его воздействия на заготовку. При этом наличие паза на наружной поверхности заходной части пресс-формы и размещение на его поверхности излучающей поверхности концентратора таким образом, что его ось симметрии расположена со смещением относительно центральной плоскости заходной части пресс-формы, обеспечивает преобразование продольных акустических колебаний концентратора в трехмерное поле акустических волн, составляющие которого соответственно направлены вдоль продольной оси пресс-формы, по нормали к продольной оси пресс-формы и по касательной к периметру поперечного сечения пресс-формы. Величина эксцентриситета между осью симметрии концентратора и центральной плоскостью заходной части пресс-формы, а также угол конусности рабочей полости заходной части пресс-формы определяют соотношение амплитуд указанных составляющих акустических колебаний. In the proposed device for implementing the method under consideration, there is provided a system for creating an external static load and an acoustic transducer with a longitudinal acoustic vibration concentrator to provide simultaneous complex effects on the workpiece placed in the mold, pressing pressure and a multidimensional field of acoustic waves. Moreover, the execution of the mold in the form of a hollow pipe with a lead-in with a through cavity in the form of a return cone provides compression and shaping of the workpiece under the action of static load. The coupling of the radiating surface of the concentrator with the inlet part of the mold provides the maximum concentration of acoustic energy at the place of entry of the workpiece into the mold, thereby achieving the most economical mode of creating a wave field and the greatest efficiency of its impact on the workpiece. Moreover, the presence of a groove on the outer surface of the inlet part of the mold and the placement on its surface of the radiating surface of the concentrator in such a way that its axis of symmetry is offset with respect to the central plane of the inlet part of the mold, converts the longitudinal acoustic vibrations of the concentrator into a three-dimensional field of acoustic waves , the components of which are respectively directed along the longitudinal axis of the mold, normal to the longitudinal axis of the mold and tangent to the perimeter of the pope echnogo section of the mold. The magnitude of the eccentricity between the axis of symmetry of the concentrator and the central plane of the inlet part of the mold, as well as the taper angle of the working cavity of the inlet part of the mold, determine the ratio of the amplitudes of the indicated components of acoustic vibrations.
Горизонтальное размещение пресс-формы относительно основания обеспечивает удобство компоновки и технологического обслуживания всех узлов устройства, а также способствует удобству сбора выделяющегося в ходе обработки древесной заготовки клеточного сока. The horizontal placement of the mold relative to the base provides the convenience of layout and technological maintenance of all nodes of the device, and also contributes to the convenience of collecting cell juice released during processing of the wood billet.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.
На заготовку, помещенную в пресс-форму, воздействуют с помощью пуансона внешним статическим давлением, направленным вдоль продольной оси пресс-формы (вдоль волокон древесины). Одновременно с помощью внешнего источника пресс-форме сообщают трехмерные акустические колебания, составляющие которых направлены вдоль продольной оси пресс-формы, по нормали к продольной оси пресс-формы и по касательной к периметру поперечного сечения пресс-формы. Запрессованную древесину с остаточной влажностью подвергают сушке, после чего извлекают готовое изделие из пресс-формы. The workpiece placed in the mold, is affected by a punch with external static pressure directed along the longitudinal axis of the mold (along the wood fibers). At the same time, three-dimensional acoustic vibrations are reported using an external source to the mold, the components of which are directed along the longitudinal axis of the mold, normal to the longitudinal axis of the mold and tangent to the perimeter of the cross section of the mold. Pressed wood with residual moisture is dried, and then the finished product is removed from the mold.
Пример 1
Брали цилиндрическую заготовку из осины диаметром 67 мм и длиной 500 мм с исходной плотностью в сухом виде 0,42 г/см3. Заготовку помещали в пресс-форму, выполненную в виде трубы с внутренним диаметром 54 мм и заходной частью со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса. Осуществляли статическую нагрузку на заготовку величиной 5540 кгс с помощью пуансона, движущегося со скорость 5 мм/с, одновременно с помощью генератора колебаний с частотой 18,0 ± 1,5 кГц, соединенного с концентратором акустических продольных колебаний, сообщали пресс-форме акустические колебания, которые за счет соответствующей взаимной ориентации концентратора и пресс-формы преобразовывались в трехмерные акустические колебания, составляющие которых были направлена вдоль продольной оси пресс-формы, по направлению нормали к продольной оси пресс-формы и по касательной к периметру ее поперечного сечения.Example 1
They took a cylindrical blank from aspen with a diameter of 67 mm and a length of 500 mm with an initial dry density of 0.42 g / cm 3 . The billet was placed in a mold made in the form of a pipe with an inner diameter of 54 mm and a lead-in with a through working cavity in the form of a reverse truncated cone. Static load on the workpiece of 5540 kgf was carried out using a punch moving at a speed of 5 mm / s, simultaneously using an oscillation generator with a frequency of 18.0 ± 1.5 kHz connected to an acoustic longitudinal vibration concentrator, acoustic vibrations were reported to the mold, which, due to the relative mutual orientation of the concentrator and the mold, are transformed into three-dimensional acoustic vibrations, the components of which were directed along the longitudinal axis of the mold, in the direction normal to the longitudinal axis mold and tangent to the circumference of its cross section.
Величина статической нагрузки определялась значительной протяженностью заготовки (ее длина составляла 500 мм), а также требуемым достижением в готовом изделии увеличения плотности примерно в 1,5 раза. Такое увеличение плотности, как показали исследования, является оптимальным, так как обеспечивает хорошие эксплуатационные качества изделия и при этом не приводит к микроразрушениям древесины. The value of the static load was determined by the considerable length of the workpiece (its length was 500 mm), as well as the required achievement in the finished product of an increase in density by about 1.5 times. Such an increase in density, as shown by studies, is optimal, as it ensures good performance of the product and at the same time does not lead to micro-destruction of wood.
По окончании процесса запрессовки снимали внешнее силовое воздействие и осуществляли сушку изделия в пресс-форме, после чего извлекали сформованное изделие из пресс-формы. At the end of the pressing process, the external force was removed and the product was dried in the mold, after which the molded product was removed from the mold.
Исследовали характеристики и свойства полученного изделия. We studied the characteristics and properties of the resulting product.
Плотность изделия увеличилась примерно в 1,5 раза и составила 0,65 г/см3, при этом диаметр изделия составил 53 мм.The density of the product increased by about 1.5 times and amounted to 0.65 g / cm 3 , while the diameter of the product was 53 mm.
При микроструктурном анализе не выявлены микроразрушения материала древесины. Microstructural analysis did not reveal microdestruction of the wood material.
Анализ рентгенограмм поперечных сечений исследуемого изделия показал высокую степень его равноплотности по всей его длине. Изменение плотности материала изделия от периферии к центру (о котором судили по разбросу результатов измерения расстояний между годичными кольцами в одном и том же поперечном сечении) составило всего 8-10%, что для столь длинномерного образца является высоким показателем. The analysis of x-rays of the cross sections of the test product showed a high degree of its equal density along its entire length. The change in the density of the product material from the periphery to the center (which was judged by the scatter of the results of measuring the distances between the annual rings in the same cross section) was only 8-10%, which is a high indicator for such a long sample.
Исследовали физико-механические характеристик изделия. The physical and mechanical characteristics of the product were investigated.
Стойкость к истиранию готового изделия возросла в 2 раза по сравнению со стойкостью к истиранию контрольного образца неуплотненной высушенной древесины. The abrasion resistance of the finished product increased by 2 times compared with the abrasion resistance of a control sample of unconsolidated dried wood.
Твердость готового изделия увеличилась в 1,5 раза по сравнению с твердостью контрольного образца неуплотненной высушенной древесины. The hardness of the finished product increased by 1.5 times compared with the hardness of the control sample of unconsolidated dried wood.
Для сравнения осуществляли обработку с помощью способа-прототипа цилиндрической заготовки из осины аналогичного диаметра, но меньшей длины. Длина заготовки составляла 350 мм, исходная плотность заготовки в сухом составляла также 0,42 г/см3.For comparison, processing was carried out using the prototype method of a cylindrical billet of aspen of a similar diameter, but shorter length. The length of the preform was 350 mm, the initial density of the preform in dry was also 0.42 g / cm 3 .
Осуществляли статическую нагрузку на заготовку величиной 4000 кгс с помощью пуансона, движущегося также со скоростью 5 мм/с, одновременно сообщали пресс-форме двухмерные акустические продольно-поперечные колебания от генератора с концентратором, параметры которых описаны выше. A 4000 kgf workpiece was subjected to a static load using a punch also moving at a speed of 5 mm / s; at the same time, two-dimensional acoustic longitudinal-transverse vibrations from a generator with a concentrator were described to the mold, the parameters of which were described above.
По окончании запрессовки и сушки извлекали изделие из пресс-формы и исследовали его свойства. At the end of the pressing and drying, the product was removed from the mold and its properties were examined.
Плотность изделия увеличилась почти в 1,5 раза и составила 0,68 г/см3. Однако анализ рентгенограмм поперечных сечений изделия показал, что высокой степени равноплотности достичь не удалось, несмотря на то, что обработке подвергался менее длинномерный образец. Изменение плотности материала изделия от периферии к центру составило 15-20%.The density of the product increased by almost 1.5 times and amounted to 0.68 g / cm 3 . However, the analysis of X-ray diffraction patterns of the product’s cross-sections showed that a high degree of uniformity could not be achieved, despite the fact that a less lengthy sample was subjected to processing. The change in the density of the product material from the periphery to the center was 15-20%.
Пример 2. Example 2
Брали заготовку из березы диаметром 67 мм и длиной 500 мм с исходной плотностью 0,50 г/см3.They took a birch blank with a diameter of 67 mm and a length of 500 mm with an initial density of 0.50 g / cm 3 .
Осуществляли обработку изделия с помощью заявляемого способа по примеру 1. Carried out the processing of the product using the proposed method according to example 1.
В результате получили изделие, плотность которого увеличилась примерно в 1,5 раза и составила 0,75 г/см3.The result was a product whose density increased by about 1.5 times and amounted to 0.75 g / cm 3 .
По результатам проведенных исследований установлена высокая степень равноплотности готового изделия. Изменение плотности материала изделия от периферии к центру составило 8-10%. Стойкость к истиранию готового изделия увеличилась в 2 раза по сравнению с аналогичным параметром контрольного образца неуплотненной высушенной древесины, твердость готового изделия увеличилась в 1,5 раза по сравнению с твердостью контрольного образца. According to the results of the studies established a high degree of equidistantness of the finished product. The change in the density of the product material from the periphery to the center was 8-10%. The abrasion resistance of the finished product increased by 2 times compared with the same parameter of the control sample of unconsolidated dried wood, the hardness of the finished product increased by 1.5 times compared with the hardness of the control sample.
Из приведенных примеров следует, что заявляемый способ позволяет осуществить качественное (без нарушения структуры материала древесины) уплотнение и формообразование изделий из цельной древесины и при этом достигнуть высокой степени равноплотности готового изделия даже в случае обработки длинномерных заготовок из различных пород дерева (длиной до 500 мм). Кроме того, сформованное изделие обладает хорошими физико-механическими свойствами. Способ прост, технологичен и позволяет получать высококачественные изделия из малоценной древесины. From the above examples, it follows that the claimed method allows for high-quality (without violating the structure of the wood material) compaction and shaping of solid wood products and at the same time achieve a high degree of uniformity of the finished product even in the case of processing lengthy workpieces from various types of wood (up to 500 mm long) . In addition, the molded product has good physical and mechanical properties. The method is simple, technologically advanced and allows to obtain high-quality products from low-value wood.
На фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 - распределение составляющих трехмерного поля акустических волн. In FIG. 1 presents a device for implementing the proposed method; figure 2 - distribution of the components of the three-dimensional field of acoustic waves.
Устройство содержит основание 1, выполненное в виде станины, на основании 1 горизонтально установлена пресс-форма 2 с размещаемой в ней заготовкой 3. Пресс-форма 2 выполнена в виде полой трубы с заходной частью 4 со сквозной рабочей полостью 5 в виде обратного усеченного конуса. Устройство также содержит систему создания внешней статической нагрузки, включающую пуансон 6 и привод ( не показан). Над заходной частью 4 пресс-формы 2 вертикально установлены аксиально расположенные акустический преобразователь 7 с концентратором 8 продольных колебаний. Заходная часть 4 пресс-формы 2 имеет на наружной поверхности паз 9, причем излучающая поверхность концентратора 8 совмещена с поверхностью паза 9. При этом концентратор 8 размещен таким образом, что его ось симметрии (О-О) смещена относительно центральной плоскости заходной части 4 пресс-формы 2 (проекцией которой в плоскости поперечного сечения рассматриваемых элементов является ось О'-О') на величину эксцентриситета ε. В основании 1 выполнена полость 10 для сбора клеточного сока, которая соединена с сокосборником (не показан). The device comprises a base 1, made in the form of a bed, on the base 1, a mold 2 is horizontally mounted with a workpiece 3 placed therein. The mold 2 is made in the form of a hollow pipe with an inlet part 4 with a through working cavity 5 in the form of a reverse truncated cone. The device also includes a system for creating an external static load, including a punch 6 and a drive (not shown). An axial acoustic transducer 7 with a longitudinal vibration concentrator 8 is mounted vertically above the inlet part 4 of the mold 2. The initial part 4 of the mold 2 has a groove on the outer surface 9, and the radiating surface of the concentrator 8 is aligned with the surface of the groove 9. Moreover, the concentrator 8 is positioned so that its axis of symmetry (O-O) is offset relative to the central plane of the initial part 4 of the press -form 2 (the projection of which in the plane of the cross section of the elements under consideration is the O'-O 'axis) by the eccentricity ε. At the base 1 there is a cavity 10 for collecting cell juice, which is connected to a juice collector (not shown).
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Заготовку 3 размещают в заходной части 4 пресс-форму 2. С помощью привода (не показан) осуществляют перемещение пуансона 6 в направлении вдоль продольной оси пресс-формы 2 и одновременно возбуждают акустический преобразователь 7, колебания от акустического преобразователя 7 через концентратор 8 передаются пресс-форме 2, при этом за счет выбранной взаимной ориентации концентратора 8 и пресс-формы 2 исходные одномерные колебания 
При движении заготовки 3 вдоль пресс-формы 2 находящийся в материале древесины клеточный сок выдавливается в полость 10, откуда и поступает в сокосборник. По окончании обработки заготовки 3 осуществляют ее сушку в пресс-форме 2, после чего готовое изделие извлекают из пресс-формы 2. When the workpiece 3 moves along the mold 2, the cell juice located in the wood material is squeezed into the cavity 10, from where it enters the juice collector. At the end of processing the workpiece 3 carry out its drying in the mold 2, after which the finished product is removed from the mold 2.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97119130A RU2122944C1 (en) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Method of packing and moulding of products of solid wood and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97119130A RU2122944C1 (en) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Method of packing and moulding of products of solid wood and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2122944C1 true RU2122944C1 (en) | 1998-12-10 |
| RU97119130A RU97119130A (en) | 1999-02-27 |
Family
ID=20199124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97119130A RU2122944C1 (en) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Method of packing and moulding of products of solid wood and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2122944C1 (en) |
-
1997
- 1997-11-18 RU RU97119130A patent/RU2122944C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU566628B2 (en) | Method for pressing composites | |
| CN109406273A (en) | Adhesive type tests the dumbbell shape test piece mould and test method that concrete axial draws performance | |
| RU2122944C1 (en) | Method of packing and moulding of products of solid wood and device for its realization | |
| CN106955998B (en) | Powder blank forming method | |
| Jonsén et al. | Green body behaviour of high velocity pressed metal powder | |
| JPH0244681B2 (en) | ||
| CN1082419C (en) | Compressing method and equipment for raising hardness and strength of wood | |
| RU2225280C2 (en) | Method for pressing powdered materials (variants) and apparatus for performing the same | |
| SU386977A1 (en) | JOESSING> &: 6I5L1-1O ' | |
| RU2122493C1 (en) | Method of packing and moulding of products made of solid wood | |
| RU2245888C2 (en) | Method of conditioning of foam materials by squeezing | |
| RU2134635C1 (en) | Die mold for compacting and forming products from integral wood piece | |
| Li et al. | A 3D free vibration analysis of the horn-gear system through Chebyshev–Ritz method in ultrasonic gear honing | |
| RU2287020C1 (en) | Method of hardening surfaces of metal articles | |
| SU1682908A1 (en) | Method of determination of acoustic absorptivity of sound insulation structures | |
| CN210880134U (en) | Strain hardening cement-based composite material test mold | |
| Lilliu et al. | Experimental investigation of fracture processes in concrete cylinders subjected to torsion | |
| KR100349893B1 (en) | Method of high-density compressing for pressed forming product using powder material | |
| RU2075386C1 (en) | Apparatus to produce pieces of solid wood | |
| Palamidi et al. | An investigation of balsa wood over a range of strain-rates and impact velocities | |
| FI81520C (en) | ANORDINATION FOR CONCRETE PRODUCTS, SPECIFIC HAOLPLATTOR SOM GLIDGJUTEN. | |
| RU1787110C (en) | Device for hollow brick and ceramic articles fabricating | |
| RU97119130A (en) | METHOD FOR SEALING AND FORMING PRODUCTS FROM WHOLE WOOD AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| SU816692A1 (en) | Apparatus for pressing metal powders | |
| SU996101A1 (en) | Method of moulding powder articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071119 |