Методи підвищення формостійкості масивної деревини для її використання в конструкціях меблевих виробів

Abstract

Магістерська робота присвячена підвищенню формостійкості та безпечності тонких елементів з масивної деревини, що використовуються у конструкціях настінних поличок. Актуальність теми зумовлена популярністю відкритих поличок з масиву дуба, тенденцією до зменшення їх товщини та необхідністю запобігти крихкому руйнуванню при експлуатаційних навантаженнях. Метою роботи є обґрунтування конструкції та технології виготовлення тонких ламельних елементів із масиву дуба з внутрішнім армуванням сіткою та експериментальне порівняння їх міцності при згині й характеру руйнування з традиційними неармованими клеєними елементами. Об’єкт дослідження – тонкі елементи настінних поличок із масиву дуба, що працюють на згин між двома опорами. Предмет дослідження – вплив внутрішнього армування сіткою на межу міцності при згині та характер руйнування ламельних елементів. У роботі проаналізовано чинники формостійкості деревини, розроблено конструкцію армованої полички та технологію її виготовлення, виготовлено серії армованих і неармованих зразків і проведено їх випробування на згин. Встановлено, що за рівнем межі міцності при згині армовані зразки не поступаються неармованим, проте демонструють більш безпечний характер руйнування – при зламі нижньої ламелі елемент зберігає цілісність завдяки роботі сітки. Обґрунтовано підбір обладнання, норми витрат матеріалів та показано, що прийнятий парк верстатів має значний резерв продуктивності. дуктивності. Практичне значення роботи полягає у можливості впровадження конструкції армованих поличок у меблевому виробництві для підвищення безпечності настінних елементів, відкритих стелажів і легких опорних вузлів. Ключові слова: настінна поличка, масив дуба, ламель, армування сіткою, клей D4, міцність при згині, характер руйнування, формостійкість. Проведена робота за розділами магістерської роботи. У першому розділі виконано теоретичний аналіз формостійкості масивної деревини та чинників, що впливають на деформації й руйнування тонких елементів. Розглянуто основні методи підвищення стабільності деревини (термообробка, модифікація, клеєні конструкції), проаналізовано сучасні конструктивні рішення настінних поличок і обґрунтовано доцільність застосування ламельних елементів із внутрішнім армуванням як перспективного напрямку підвищення безпечності виробів. У другому розділі розроблено конструктивну модель настінної полички з масиву дуба з тонкими ламельними елементами, армованими внутрішньою сіткою. Виконано вибір матеріалів (пиломатеріали дуба, тип армуючої сітки, клей класу D4), сформовано основні розміри та вузли кріплення, а також запропоновано технологічний процес виготовлення ламельних елементів із урахуванням операцій розкрою, стругання, склеювання та опорядження. У третьому розділі розроблено методику експериментальних досліджень малогабаритних зразків моделей поличок на згин відповідно до вимог ISO та ДСТУ. Підготовлено дві серії зразків: неармовані (клеєні з двох ламелей) та армовані (ламель – сітка – ламель), проведено випробування на згин, зафіксовано межу міцності та характер руйнування. Виконано порівняльний аналіз результатів, встановлено вплив армування на збереження працездатності елемента після пошкодження нижньої ламелі та зроблено висновки щодо підвищення безпечності конструкції. У четвертому розділі обґрунтовано підбір деревообробного обладнання для виготовлення ламельних елементів настінних поличок, розраховано норми витрат деревини та клейових матеріалів, визначено продуктивність основних верстатів і ступінь їх завантаження при прийнятій програмі випуску. Показано, що прийнятий парк обладнання забезпечує виконання планового обсягу виробництва із значним резервом потужності, що дозволяє використовувати його також для виготовлення інших меблевих виробів на основі масивної деревини.