Методика оценки уровня качества шиповых соединений
QUALITY ESTIMATION OF FINGER JOINTS
Рублева О.А. (ФГБОУ ВПО «ВятГУ», г.Киров, РФ)
Rubleva O.A. (The Vyatka state university)
Разработана система показателей для оценки качества шипов. Предложены модели для расчетауровня качества шиповых соединений.
The system of factors for thorns quality rating is developed. Models for calculating the quality of quality of finger jointsare proposed.
Ключевые слова: деревообработка, шиповые соединения, оценка качества.
Keywords:woodworking, finger joints, quality rating.
Клеевые шиповые соединения деревянных деталей применяются при изготовлении мебельных и столярно-строительных изделий. Традиционная технология формирования шипов с помощью фрезерования энергоемка,требует удаления отходов, применения дорогостоящего в обслуживании фрезерного инструмента.
Разработана инновационная технология местного торцового прессования элементов шиповых соединений, позволяющая формировать прямоугольные шипы высокого качества [1].Шипы могут различаться по длине, ширине, шагу. При выборе соединения для изделия определенного назначенияиз ряда альтернативных вариантов возникает задача оценки уровня качества получаемых шиповых соединений.
Существуют государственные стандарты, стандарты организаций и другая нормативная документация на соединения по длине и изделия с их применением. Эти документы позволяют оценить отдельные показатели качества соединений, но не в них не изложена методика, позволяющая сравнить альтернативные варианты соединений по совокупности показателей качества и выявить лучшие.
В данной работе изложен способ сравнительной оценки уровня качества шиповых соединений, базирующийся на методах квалиметрии [2-4].
Для оценки качества альтернативных вариантов соединений необходимо решить следующие задачи:разработать номенклатуру показателей качества шипов;разработать методику оценки качества шипов;выбрать модели для расчета уровня качества шиповых соединений. Эти задачи соответствуют типовым этапам оценки качества продукции [2-4]:
1) формирование требований к соединениюс учетом его назначения. Устанавливается цель оценки качества продукции в зависимости от вида и назначения изделия.
2) разработка системы показателей для оценки качества шипового соединения. Система должна включать необходимые и достаточные показатели;
3) выбор базовых образцов и определение базовых показателей качества. При оценке качества продукции за базовый образец принимают продукцию, показатели качества которой соответствуют мировому уровню или лучшим отечественным образцам;
4) разработка методики и определение значений показателей качества соединения. Производится выбор методов определения показателей (экспериментальных, расчетных, социологических), затем определяются значения показателей;
5) выбор метода и оценка уровня качества соединения. Выбирается метод оценки уровня качества (дифференциальный, комплексный или смешанный). Оценка уровня качества соединения производится по найденным значениям показателей свойств. Результат представляется в виде одного значения уровня качества или нескольких значений комплексных показателей;
6) выработка рекомендаций для выбора соединения, имеющегонаиболее высокий уровень качества. В случае небольшой разницы в уровне качества альтернативных соединений принимается решение либо об изменении размеров и формы альтернативных вариантов соединений, либо о разработке нескольких вариантов альтернативных техпроцессов для дальнейшей их оценки.
Формирование развернутой номенклатуры показателей – сложно поддающаяся формализации процедура [2-4]. Обоснованием необходимости и достаточности номенклатуры служат результаты аналитических, экспертных, экспериментальных исследований. Для выбора номенклатуры показателей качества шипового соединения по длине исследованы рекомендации, приведенные в источниках[5-19]:государственные стандарты, стандарты организаций и другая нормативная документация на соединения по длине и изделия с их применением; типовой перечень показателей качества продукции; номенклатура показателей качества для изделий с применением клеевых соединений, приведенная в государственных стандартах; результаты исследований в области качества клеевых соединений.
В результате анализа научно-технических источников и экспериментальных данных проведена классификация и сформирован перечень комплексных и единичных показателей качества шипового соединения по длине. В перечень входят 10 типовых показателей первого уровня – показатели назначения; надежности;экономичного использования сырья, материалов, топлива и энергии; технологичности; безопасности;эргономические; экологические; эстетические, патентно-правовые, экономические.
Показатели первого уровня включают в себя показатели второго уровня. На втором уровне находятся 20 подгрупп типовых показателей, например, в группу показателей назначения включены показатели классификационные, функциональные, технической эффективности и другие. На третьем уровне выявлено 57 комплексных показателей, например, среди классификационных показателей - прочность склеивания, физико-механические характеристики древесины, геометрические размеры соединения. Четвертый уровень включает 117 единичных показателей, например комплексный показатель «прочность склеивания» можно оценить единичными показателями «предел прочности при растяжении», «предел прочности при статическом изгибе» и др.
В номенклатуру показателей для оценки качества соединения должны входить наиболее значимые показатели. В результате анализа приведенных в научно-технических источниках [3-19] данных, необходимыми и достаточными признаны следующие единичные показатели качества шипового соединения:глубина деформированной зоны; изменение макроструктуры деформированной зоны;шероховатость граней проушины;твердость дна проушины; прочность соединения по длине на растяжение; прочность соединения по длине на изгиб.
Указанные единичные показатели оцениваются по формулам, приведенным в работе [1].Для расчета уровня качества соединения предлагается использоватьквалиметрические методы дифференциальной и комплексной оценки качества[3].
Дифференциальный метод оценки качества позволяет оценить уровень качества соединения по отдельным показателям, путем сопоставления с соответствующими показателями базового образца (лучшего из известных соединения по длине).При этом можно определить, насколько качество оцениваемого соединения соответствует качеству базового образца; какие показатели свойств соответствуют или не соответствуют показателям свойств базового образца и как от них отличаются. Учитываются наиболее значимые свойства объекта, условно считаясь равнозначными. Таким образом, дифференциальный метод позволит количественно оценить и принять решения по отдельным свойствам соединения, без учета весомости каждого показателя. Он может быть использован на первом, предварительном этапе оценки уровня качества соединения, при определении возможности использования соединения для изготовления изделий из древесины.
Комплексный метод может быть применен на втором этапе,с целью более точной оценки качества соединения. Он позволяет учитывать совокупность свойств соединения с учетом их весомости, которая в зависимости от целей оценки может определяться разными методами. Экспертный метод определения коэффициентов весомости учитывает мнение группы экспертов и может быть применен при внедрении соединения в производство конкретного изделия. Метод предельных и номинальных значений базируется на использовании данных, приведенных в стандартах, поэтому позволит оценить качество соединения относительно ГОСТ.
Соотношения для вычисления уровня качества по дифференциальному и комплексному методу приведены в работе [3].Лучшим будет считаться соединение (одно или несколько), получившее максимальную оценку.
Вывод.
Приведенная методика позволитоценить соответствие инновационного шипового соединениятребованиям стандартов;дать оценку возможности его использования для производства изделий из древесины; определить уровень качества прессованного шипового соединенияв сравнении с традиционно применяемыми соединениями.
Список использованных источников
1. Рублева О.А. Качество шипов, изготовленных холодным торцовым прессованием [Текст] /О.А. Рублева, Г.П. Кузнецов // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник.- М.: МГУЛ. - 2010. - Вып.4. - С. 160-163.
2. ГОСТ 15467-79. (СТ СЭВ 3519-81). Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.
3. Федюкин В.К. Основы квалиметрии. Управление качеством продукции: Учеб.пособие[Текст] / В.К.Федюкин. – М.: Филинъ, 2004. – 296 с.
4. Управление качеством продукции. Справочник / под.ред. Бойцова В.В., Гличева А.В. - М.: Издательство стандартов, 1985.- 464 с.
5. ГОСТ 4.208-79 Система показателей качества продукции. Строительство. Конструкции деревянные клееные. Номенклатура показателей.
6. ГОСТ 4.226-83 Система показателей качества продукции. Строительство. Окна, двери и ворота деревянные. Номенклатура показателей.
7. ГОСТ 20850-84 Конструкции деревянные клееные. Общие технические условия.
8. ГОСТ 4.223-83 Система показателей качества продукции Строительство. Изделия паркетные. Номенклатура показателей.
9. СНиП II-25-80 Строительные нормы и правила. Деревянные конструкции.
10. ГОСТ 475-78 Двери деревянные. Общие технические условия.
11. ГОСТ 23166-99 Блоки оконные. Общие технические условия.
12. ГОСТ 11047-90 Детали и изделия деревянные для малоэтажных жилых и общественных зданий. Технические условия.
13. Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета. Стандарт организации СТО 36554501-002-2006. — М.: ФГУП НИЦ «Строительство», 2006.
14. Деревянные клееные конструкции несущие. Общие технические требования. Стандарт организации СТО 36554501-003-2006. — М.: ФГУП НИЦ «Строительство», 2006.
15. Деревянные клееные конструкции. Методы испытаний клеевых соединений при изготовлении. Стандарт организации СТО 36554501-004-2006. — М.: ФГУП НИЦ «Строительство», 2006.
16. ГОСТ 15613.1-84 Древесина клееная массивная. Методы определения предела прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон
17. ГОСТ 15613.5-79 Древесина клееная массивная. Метод определения предела прочности зубчатых клеевых соединений при растяжении.
18. ГОСТ 15613.4-78 Древесина клееная массивная. Метод определения предела прочности зубчатых клеевых соединений при статическом изгибе.
19. Руководство по изготовлению и контролю качества деревянных клееных конструкций. ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. -Москва: Стройиздат, 1982. -92 с.