11-12 19:28| 发布者: mengqingchao|评论: 0
| 1 指接材生产工艺和设备 在木材加工和木制品制造过程中,为了要得到一定宽度或厚度的板方材可以将两块或两块以上的木材用各种胶粘剂在木材的宽度或厚度方向拼接胶合,一但木料短了,可在木材长度方向(端向)接长但要求接头处具有接近原有木材的强度。人们发明了斜接的办法使木材接长,但斜接浪费木材,加工制造困难,生产率低。如果将很长的斜面折成相同形状的折面就形成了指接。指接是目前世界上最常用的也是最经济有效的木材接长方法之一。我国50年代末,60年初也采用了指接技术,如用于锚杆生产和门窗生产中。近年来由于原木材质的下降,而木材需求量的增加,以及一些大型构件的制作,指接技术也逐步受到人们的重视和采用。指接木的优点如下:1.变短材为长材、弯材为直材。小径木、短材经锯截、刨削、指接胶合等加工成建筑用材、家具、汽车用材等。 2.增加木材产量,缓和木材供需矛盾。 3.指接木加工厂易上马。 4.有利于林区经济发展。发展间伐材指接木生产,不但可以增加收益,而且可以提供就业机会。5.指接木与人造板配套使用能更好地发挥综合利用的效果。 1.1 指接设计 有关指榫几何形状对拉伸强度的影响的综合研究,主要结论如下:1.一般来说指接的拉伸强度随着指榫斜率的减少而增加,但是增长的比例随着斜率的减小而减小。当斜率从1∶12减小到1∶16时,拉伸强度的增长是非常小的。 2.当斜率和指顶宽保持一定时,胶合强度随着指距的增大而增大,但是增长的比例是下降的。 3.胶合强度与有效的胶合面积之间有很好的相关性。这表明,为了得到高强度,指榫必须有足够的长度以及斜率足够小,以便提供一个足够大的有效的胶接面积。 4.假如前三个条件满足的话,指顶宽成为胶合强度的决定因素,指顶宽较小则强度较高。 5.产生的指接的净断面(总断面减去指顶宽的面积)内的应力,在斜率1∶10至1∶16范围内,在很大程度上不取决于指榫的斜率,而取决于斜接面积或者指长对指距(1/t)之比,达到最大的1/t范围约大于4。这种最大应力在云杉中大约比清材的强度低17%(也许是由指顶的应力集中造成的)。因此,指接的强度取决于净断面的面积和净断面中的斜接的强度。 6.研究数据表明,指顶宽更小的指接可获得更明显的高强度,便如需要最大强度,如在拉伸或变曲,应该尽可能用实际中能获得的薄指顶宽。国家标准GB11954-89《指接材》中对指榫尺寸系列作了规定。其中“指榫类别”中 类用于结构用指接材, 类用于非结构用指接材。 1.2 指接的加工制造 1.2.1 木材的选择和要求 1. 树种所有针叶树木材及气干密度小于0.75g/cm3的阔叶树木材均可用于指接木生产。同一块(根)指接木原则上应使用同一树种木材指接。 2. 材质用于指接生产的木材应有一定的材质要求,如对节子和对其他材质缺陷的要求。3.含水率指接木所用的锯材毛料应窑干,含水率上限为15%,下限为8%。为保证质量两块指接在一起的木材的含水率要尽可能接近,它们的含水率差值不得超过5%。 1.2.2 开指榫 在木块的两端开出符合要求的指榫,有三种方法:切削法、压模法和切削与压模联合法。 1.2.3 施胶 为了使对接的指榫牢固地结合在一起传递应力必须将适量的胶粘剂均匀地施加于指榫的表面。适宜的涂胶量是保证指接强度的因素之一,涂胶量过多,不但浪费胶液,增加了产品成本,而且被挤出的胶液污染指接木表面加速刨削刀刃变钝,还会使拼接机上积存胶粘剂使其运转受损。涂胶量不足,使指榫表面不能形成一层均匀的一定厚度的胶层,以致胶接强度下降。因此根据研究与生产实践证明,涂胶量350g/m2左右较适宜,适宜的涂胶量要根据胶种、粘度、树种不同经试验测度胶合强度后制定出。 1.2.4 拼接(指接) 1. 拼接方法拼接(指接)有两种方法,一种干法指接,另一种是湿法指接。所谓干法指接即接材在指接前已经过窑干,含水率在8～15%范围内,涂胶后即可进行指接。干法指接实践中应用最广,目前世界各国普遍采用这种方法。湿法指接是指坯料在指接前的含水率大大高于上述范围,甚至高于纤维饱和点,开指榫后经过特殊加热处理再涂胶,使湿材也能指接。 2.指接的主要参数(端压)端压是指沿指接件的长度方向在指接件的端部施加的压力。适宜的端压大小是保证指接质量的一个重要因素。端压不足,造成指榫不能完全压密,留有较大的指顶隙,使指接木强度大大下降;端压太大,造成指顶过度地压入指谷,使指劈裂,也会使指接木强度大大下降。适宜的端压大小要根据指榫的几何形状、木材的软硬、木材的抗劈裂性质而定。端压时间:即达到加压限值后的保压时间,GB1195 搜索 复制 1.4 指接材质量评定与检验 1.4.1 质量评定 国家标准GB11954-89《指接材》中规定指接材的质量评定分为优等品、一等品、合格品3种。 1.4.2 检验 国家标准GB11954-89《指接材》第8章对指接材的检验规则作了详细规定,必须遵照执行。 质量管理的两个主要目标是预测低于标准的产品和防止这些低于标准的产品投入使用中,以及确认造成问题的原因,加以改正或解决它。质量控制程序应包括目测检查、直接量测某些选择的变量以及选择一些样品进行物理测试。目测检查和在加工过程中选择一些变量测量以防止或使不合格的产品保持在最低限度。产品制成后的物理测试是对目测检查、测量和控制过程的再次审核。指接材的测试可以分为破损的和非破损的两类。破损检测,从生产过程中间歇地选择取样然后加载至破坏(变曲、顺纹抗压、顺纹抗拉、冲击韧性等)。将破坏的强度与国家标准规定的最低值比较。测试后用目测断裂的指接木的破坏状态、位置和木材破坏率等进行分析比较。静曲测试通常是检测指接质量的一种快而简便的方法。近年来随着科学技术的进步与发展非破损测试越来越受到人们的重视。主要有超声波检测器和应力检测器等。美国华盛顿州立大学对木材非破损检测(无损检测)作了一系列研究。我国中国林科院木工所研究人员也作了研究。检验载荷法是另一种测试或评价指接质量方法,现已引起重视。检验载荷测试中,指接木经受一个足够大的应力以表明它们经受设计载荷的能力。在结构用指接材的生产中可以用该测试装置对每根指接木产品逐根进行检测,达不到标准规定最低强度值的产品被剔除了,从而使工程结构中使用的指接木的安全可靠有了保障。在大规格的指接木生产中,如胶合大梁等应用非破损检测即保证了产品质量又避免了产品受检破损带来的损失,是非常有前途的一种检测方法。 2 集成材生产工艺和设备 2.1 集成材生产工艺 成材其定义为将板方材沿其纤维方向互相平行,在厚度、宽度和长 度方向胶拼而成的木材。 2.1.1 集成材的种类 集成材种类按用途分为两大类:结构用集成材和非结构用集成材。结构用集成材用作承重构件,如梁、柱等。因此对它的物理力学性能,如抗拉、抗变强度,弹性模量,耐候性等都有一定的要求,从原材料、胶粘剂、生产工艺到产品检测等与非结构用集成材不同。非结构用集成材作非承重或半承重的用途,主要用作室内装饰和中高档家具。 2.1.2 集成材常用树种 常用的针叶树种有红松、落叶松、云杉、云南松、柏木等。常用的阔叶树种有水曲柳、柞木、榆木、色木、楸子、檫木、红椿、楠木等。采用何种树种的木材作为集成材的原材料,主要由市场客户喜爱程度、所认可的售价和可供资源的多少而决定的。目前日本市场偏爱东北柞木和水曲柳,市场偏爱柞木、山毛榉、核桃木等。因此集成材生产企业要根据上述两个因子选用树种。我国南方有很多适于生产装饰用集成树种,但由于一时尚未被客户接受和数量少,分布不集中,难以形成大批量生产,未能充分利用。 21.3 集成材制造工艺 原木→制材→板材自然干燥→板材窑干→板材两面刨光→板材多片锯部分→板条截除缺陷→板条两端开指榫→指榫涂胶→板条长度指接→指接板条四面刨光→配板→涂胶→组拼→冷压养护→刨光→齐头→砂光→检验分等→成品包装修补→入库2.1.4 集成材常用胶粘剂 结构用集成材常用的胶粘剂无论是指接还是层积,都为室温固化酚醛(PF)树脂胶和苯酚·间苯二酚·甲醛(PRF)树脂胶。非结构用集成材常用的胶粘剂:指接用白乳胶,即聚醋酸乙烯酯乳液(PVAC)或经改性的耐水白乳胶。胶拼用水溶性异氰酸酯类树脂胶,其特点为室温固化时间短(20～30分钟),强度高,胶层不脆硬,对刀具磨损少。脲醛(UF)树脂不适用集成材的胶拼。 2.1.5 集成材的产品标准和主要测试指标 目前我国还没有制定集成材的国家标准和专业标准,只有生产企业各自的企业标准。这无疑对集成材生产与发展带来不便。国外,如日本、英、美、加拿大等欧美国家已制定了有关标准。目前国内各生产企业的企业标准中对集成材的材质缺陷以及它的含水率,胶层剥离率的测试方法和指标作了规定。 2.2 集成材生产设备 2.2.1 主要设备 制材用大、小带锯;板材干燥用干燥窑;加工指接材用两面刨、多锯片圆锯机、横截锯、指榫开榫机、涂胶机、指接机、四面刨;加工集成材用四辊涂胶机、冷压胶拼机、宽面压创、宽带砂光机、裁边机等。 2.2.2 辅助设备 磨刀机、锉锯机、各种运输设备与装置、打包机等。目前国内生产企业制造集成材的主要设备由日本、德国、意大利、台湾省进口,非关键设备由国内产品配套。 |
