СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА ПЛОСКОГО ПРЕССОВАНИЯ ПЛИТ ДПКТ

 

Руденко Б.Д., Плотников С.М. (СибГТУ, г.Красноярск, РФ)

 

Greatest influence on process with a plus is rendered by temperature, hardly smaller influence renders duration. Effects of interactions and square-law effects influence process with a negative sign.

 

Плиты и детали на древесной основе, при использовании  термопластичных связующих, известны под условным названием (ДПКМ или ДПКТ) и имеют большое будущее [1]. Эти изделия являются экологически чистыми, используют отходы соответствующих производств, а по своим физико механическим показателям даже превосходят своих аналогов.

Наибольшее распространение получили экструзионные методы получения данных изделий, однако плоское прессование имеет свои особенности и некоторые преимущества, например, получение слойной структуры.

В исследованиях применялись материалы: стружка древесины лиственницы, отход при строгании, фракции 2/0, воздушно сухого состояния. Отходы полиэтилена, измельченные резанием, насыпной плотностью 140 кг/м³. Соотношение компонентов ПЭ – 33 %, древесные частицы 67 %. Толщина плиты 6 мм, плотность 1100 кг/м³.

Для получения экспериментальных данных использовался D – оптимальный план В3, предложенный по умолчанию программой  Statgraphics для трех факторов. Исследовались технологические факторы прессования, характеристика их приведена в таблице 1.

 

Таблица 1 – Наименование факторов и уровни их варьирования

Наименование	Обозначение	Ед. изм	Уровни факторов
			-1	0	1
Температура плит пресса	А	град	120	150	180
Продолжительность прессования	В	мин	5	15	25
Давление прессования	С	МПа	0,1	0,25	0,4

Факторы для исследования  выбраны исходя из технологии изготовления образцов, уровни варьирования выбраны в соответствии со свойствами использованного термопласта, также использовались данные [2]. Целью постановки лабораторного исследования является статистическая оценка исследуемых факторов в процессе плоского прессования плит.

На рисунке 1 представлена стандартизованная диаграмма Парето для исследуемых факторов. Из рисунка видно, что наибольшее влияния на выходную величину оказывает температура (эффект достигает 6), это главный фактор, так как холодное прессования из данных компонентов не возможно. Значителен квадратичный эффект указанного фактора, со знаком минус. На втором месте располагается продолжительность прессования (эффект почти 2,5), т.е. теплофизические свойства пакета определяют величину продолжительности. Квадратичный эффект сравнительно небольшой, достигает значения  0,5. На третьем месте находится фактор давление (эффект 1). Что определяется свойствами, определяющими текучесть прессуемой смеси, квадратичный эффект этого фактора более значителен, величина 1,2, что говорит о вязком характере прессуемой композиции.

Остальные комбинации факторов имеют сравнительно небольшое влияние на исследуемый процесс.

Рисунок 1 – Стандартизованная диаграмма Парето для прочности при изгибе

Следует отметить характерное влияние на прочность исследуемых плит  всех взаимодействий и квадратичных факторов, со знаком минус.

На рисунке 2 представлен график влияния главных эффектов на прочность образца при изгибе при прессовании.

Характер зависимости у температуры и продолжительности одинаков, в целом повторяет картину, представленную на рисунке 1. Следует отметить больший наклон кривой продолжительности и меньший диапазон прочности соответственно, т.к. этот фактор характеризует формирование прочности плиты по слоям, от поверхности к центу. Фактор давление влияет на скорость уплотнения прессуемого пакета, следовательно, на формирование наружных слоев, поэтому его характеристика и отличается от соседних факторов.  

Рисунок 2 – График главных эффектов для прочности при изгибе образцов

На рисунке 3 представлен график нормальной вероятности для прочности при изгибе образцов. Прямая линия, проведенная на графике является линией расположения точек с нормальной вероятностью распределения для исследуемых условий. Чем дальше от линии, чем правее от нее располагается значение фактора, тем сильнее его действие на выходную величину (прочность при изгибе). Данное распределение величин влияния полностью соответствует представленным на рисунке 1, на диаграмме Парето, включая  оценки величин их воздействия на процесс. Данное представление факторов более наглядно с позиции зрительной информативности, и визуализации полученных значений.

Рисунок 3 – График нормальной вероятности для прочности при изгибе

 

Выводы по разделу

1. Наибольшее влияние на процесс со знаком плюс оказывает температура, чуть меньшее влияние оказывает продолжительность. Эффекты взаимодействий и квадратичные эффекты воздействуют на процесс с отрицательным знаком.

2. Зависимость прочности от температуры и продолжительности имеют сходный характер, зависимость от давления характеризуется локальным экстремумом.

3. Наибольшее удаление от линии нормального распределения случайной величины наблюдается для фактора температура, причем в правой области. Меньшее удаление имеют факторы продолжительность и давление, причем в левой области. Квадратичные факторы и эффекты взаимодействия имеют незначительное отклонение от линии.

4. Если сравнивать влияние данных факторов при прессовании плит из отходов окорки [3], то можно отметить отличия. Для плит из древесных частиц характерна большая плотность получаемых плит и значительно меньшая текучесть прессуемого пакета. 

Литература

1 Волынский, В.Н. Технология стружечных и волокнистых древесных плит. / В.Н. Волынский. – Таллин: Дезидирата, 2004. – 192 с.

2            Савицкий, А.С. Производство древесностружечных плит на термопластитчном связующем / С.В. Васильев, М.А. Терпугов, В.И. Карцовник // Плиты и фанера: сб. ст. – М.: 1991. – с 2 -17.

3 Руденко, Б.Д., Плотников С.М.  Режим изготовления плит из коры и вторичного полиэтилена / Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. ст. – Брянск, выпуск 24, 2009. – С. 146-149.