RU2089385C1 - Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2089385C1 RU2089385C1 RU95111383/13A RU95111383A RU2089385C1 RU 2089385 C1 RU2089385 C1 RU 2089385C1 RU 95111383/13 A RU95111383/13 A RU 95111383/13A RU 95111383 A RU95111383 A RU 95111383A RU 2089385 C1 RU2089385 C1 RU 2089385C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mold
- workpiece
- wood
- acoustic
- pulsating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Использование: деревообработка, в частности технология уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины. Сущность: устройство для уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины содержит систему создания внешнего статического давления, пресс-форму 2 для заготовки и акустический вибратор 6 с концентратором 7. Пресс-форма 2 выполнена с заходной частью 4 со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса. Концентратор 7 направлен под углом к образующей сквозной рабочей полости заходной части. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к деревообработке, в частности к технологии уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины.
Известны способы и устройства для изготовления изделий из цельной древесины, в которых уплотнение и формообразование достигаются путем внешнего статического силового воздействия в направлении, перпендикулярном продольной оси заготовки, размещенной в одиночной разъемной пресс-форме [1,2]
Применение в указанных способах и устройствах однонаправленного статического силового воздействия не обеспечивает равномерного уплотнения материала изделий, так как в них уплотнение и формообразование происходят в несимметричном силовом поле, что и приводит к неравномерной плотности материала древесины.
Применение в указанных способах и устройствах однонаправленного статического силового воздействия не обеспечивает равномерного уплотнения материала изделий, так как в них уплотнение и формообразование происходят в несимметричном силовом поле, что и приводит к неравномерной плотности материала древесины.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым являются способ и устройство, в основу которых положено воздействие внешних статической и пульсирующей нагрузок на заготовки из древесины [3]
Способ включает обработку древесины мочевиной, размещенные высушенной заготовки в пресс-форме и последовательное воздействие сначала пульсирующей нагрузки в аксиальном направлении, затем статической нагрузки в радиальном направлении, а затем статической нагрузки в тангенциальном направлении.
Способ включает обработку древесины мочевиной, размещенные высушенной заготовки в пресс-форме и последовательное воздействие сначала пульсирующей нагрузки в аксиальном направлении, затем статической нагрузки в радиальном направлении, а затем статической нагрузки в тангенциальном направлении.
Устройство включает пуансон, связанный с источником колебаний, и пресс-форму последовательного трехстороннего сжатия.
При использовании пульсирующей нагрузки для сжатия в аксиальном направлении усилия распределяются во всем объеме заготовки вдоль волокон и не происходит смятия волокон в местах контакта древесины с пуансоном. Дальнейшее статическое сжатие в радиальном и тангенциальном направлениях обеспечивает качественное уплотнение древесины без значительных микроразрушений материала.
Однако способ является многостадийным и требует строго дозированной величины внешних воздействий по различным направлениям, что усложняет технологический процесс обработки древесины.
Кроме того, указанные способ и устройство не позволяют достичь равноплотности материала во всем объеме изделия, особенно в случае обработки длинномерных заготовок.
Задачей предлагаемых способа и устройства является как упрощение технологии уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины, преимущественно длинномерных, при обеспечении равноплотности материала изделий, так и создание материала повышенной плотности из древесины.
Сущность способа состоит в том, что уплотнение и формообразование изделий осуществляют путем воздействия внешних статической и пульсирующей нагрузок на заготовку в пресс-форме, воздействие статической и пульсирующей нагрузок осуществляют одновременно, при этом пресс-форме сообщают продольно-поперечные акустические колебания.
Кроме того, поперечные акустические колебания осуществляют на частоте, большей, чем частота продольных акустических колебаний.
Сущность предлагаемого устройства состоит в том, что оно включает систему создания внешнего статического давления, пресс-форму для заготовки и источник пульсирующей нагрузки, пресс-форма имеет заходную часть со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса, в качестве источника пульсирующей нагрузки применен акустический вибратор с концентратором, концентратор контактирует с пресс-формой, при этом концентратор направлен под углом к образующей сквозной рабочей полости заходной части пресс-формы.
Новым в способе является осуществление воздействия статической и пульсирующей нагрузок одновременно, а также сообщение пресс-форме продольно-поперечных акустических колебаний. Кроме того, поперечные акустические колебания осуществляют на частоте, большей, чем частота продольных акустических колебаний.
Новым в устройстве является также то, что пресс-форма имеет заходную часть со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса, в качестве источника пульсирующей нагрузки применен акустический вибратор с концентратором, концентратор контактирует с пресс-формой, при этом концентратор направлен под углом к образующей сквозной рабочей полости заходной части пресс-формы.
Одновременное воздействие статической и пульсирующей внешних нагрузок на заготовку в пресс-форме обеспечивает обжатие и формообразование изделия в пресс-форме и одновременное уплотнение материала древесины во всем объеме заготовки.
Сообщение пресс-форме продольно-поперечных акустических колебаний обеспечивает создание в системе пресс-форма заготовка двухмерного поля упругих акустических волн, под действием которого частицы древесинного вещества осуществляют продольно-поперечные смещения, преодолевая силы упругости сжатой древесины. Это способствует равномерному уплотнению древесины во всем объеме заготовки. Кроме того, под действием поперечной составляющей упругих волн происходит отжатие заготовки от стенок пресс-формы, что снижает силы трения, а действие продольной составляющей упругих волн способствует транспортированию заготовки внутри пресс-формы. Это позволяет снизить требуемое статическое давление прессования.
Комплексное воздействие на заготовку в пресс-форме статической нагрузки и продольно-поперечного акустического поля приводит к значительному (в два раза или более) повышению плотности древесины без разрушения структуры материала и смятия волокон.
Обычно материал древесины рассматривают как двухкомпонентный: древесное вещество в клеточный сок. Плотность древесного вещества выше плотности клеточного сока. Клеточный сок частично заполняет капиллярно-поровое пространство древесины. Капиллярно-поровая структура водопроводящих путей древесины носит четко выраженную анизотропию. Это приводит к пространственной неравноплотности самого древесинного материала. Совместное воздействие статических нагрузок и акустического поля сужает капиллярно-поровое пространство (в предельном случае может ликвидировать его), вытесняя клеточный сок, что и приводит к созданию равноуплотненного материала из древесного материала повышенной плотности.
Для существенного снижения трения заготовки о стенки пресс-формы, особенно в случае обработки длинномерных заготовок, следует осуществлять поперечные акустические колебания пресс-формы на частоте, большей, чем частота продольных колебаний.
Наличие в предлагаемом устройстве источников статической и пульсирующей нагрузок обеспечивает комплексное силовое внешнее воздействие на заготовку в пресс-форме.
Применение в качестве источника пульсирующей нагрузки акустического вибратора с концентратором, а также контактирование концентратора с пресс-формой обеспечивают создание в системе пресс-форма заготовка акустического поля.
Наличие у пресс-формы заходной части со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса и направление концентратора под углом к образующей рабочей полости заходной части пресс-формы обеспечивает распространение колебаний от источника под углом к продольной оси пресс-формы. В результате в системе пресс-форма заготовка образуется двухмерное продольно-поперечное поле упругих акустических волн, которые распространяются по всему объему указанной системы. Выбранная зона возбуждения колебаний обеспечивает максимальную концентрацию акустического поля в месте входа заготовки в пресс-форму. При этом достигается наиболее экономичный режим создания волнового поля, а также обеспечивается наибольшая эффективность его воздействия на заготовку. Кроме того, конусная форма рабочей полости заходной части пресс-формы способствует лучшему формообразованию.
Угол, который образующая рабочей полости заходной части пресс-формы составляет с продольной осью пресс-формы, а также угол, под которым концентратор колебаний направлен к образующей рабочей полости заходной части пресс-формы, определяют соотношением между продольной и поперечной составляющими акустического поля в системе пресс-форма заготовка. Направляя концентратор под определенным углом к заходной части пресс-формы, а также применяя пресс-форму с определенной конусностью заходной части, можно создавать оптимальные характеристики акустических колебаний для заготовок с различными геометрическими параметрами из древесины различных пород.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На заготовку из цельной древесины воздействуют внешним статическим давлением, создаваемым с помощью пуансона, в аксиальном направлении. Одновременно пресс-форме, в которой производится уплотнение и формообразование изделия, сообщают акустические колебания с помощью внешнего источника. Запрессованную в пресс-форму древесину с естественной влажностью подвергают сушке, после чего извлекают готовое изделие из пресс-формы.
Пример 1. Брали цилиндрическую заготовку из осины диаметром 65 мм и длиной 350 мм с исходной плотностью в сухом виде 0,42 г/см3. Осуществляли статическую нагрузку на заготовку величиной 4000 кг с помощью пуансона, движущегося со скоростью 5 мм/с. Одновременно сообщали пресс-форме, выполненной в виде трубы с внутренним диаметром 50 мм, акустические продольно-поперечные колебания с помощью внешнего источника. По окончании процесса запрессовки снимали внешнее силовое воздействие и осуществляли сушку изделия в пресс-форме, после чего извлекали изделие из пресс-формы. Плотность полученного изделия увеличилась почти в два раза и составила 0,8 г/см3, при этом диаметр изделия составил 49,5 мм.
Пример 2. Брали заготовку из осины диаметром 68 мм и длиной 165 мм с той же исходной плотностью, что и в примере 1. Осуществляли обработку изделия по примеру 1, прикладывая статическую нагрузку величиной 6000 кг. В результате получили изделие, плотность которого после сушки возросла более чем в два раза по сравнению с исходной и составила 0,88 г/см3.
Пример 3. Брали заготовку из клена диаметром 65 мм и длиной 90 мм с исходной плотностью 0,64 г/см3. Осуществляли обработку изделия по примеру 2. В результате получили изделие, плотность которого после сушки составила 0,91 г/см3, которая близка по величине к плотности воды.
По результатам специально проведенных измерений установлена высокая равноплотность изделий, представленных в примерах 1-3.
На чертеже представлено предлагаемое устройство.
Устройство содержит пуансон 1, пресс-форму 2 с размещаемой в ней заготовкой 3. Пресс-форма 2 выполнена в виде полой трубы и имеет на верхнем конце заходную часть 4, выполненную в виде втулки 5 со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса. Устройство также содержит акустический вибратор 6 с концентратором колебаний 7. Втулка 5 имеет боковой выступ 8, торцевая поверхность которого расположена параллельно продольной оси пресс-формы 2. Излучающая поверхность концентратора 7 контактирует с торцевой поверхностью выступа 8, при этом концентратор 7 оказывается направленным под углом к образующей конической сквозной рабочей полости заходной части 4. Для осуществления акустического контакта концентратора 7 и выступа 8 служит накидная гайка 9.
Вибратор 6 крепится на стойке 10, расположенной на основании 11. На основании 11 коаксиально пресс-форме 2 расположен сокосборник 12.
Устройство работает следующим образом. Заготовку 3 размещают в заходной части 4 пресс-формы 2. С помощью привода (не показан) осуществляют перемещение пуансона 1 и одновременно возбуждают вибратор 6. Колебания от вибратора 6 через концентратор 7 сообщаются пресс-форме 2, при этом колебания оказываются направленными под углом к продольной оси пресс-формы 2, и в системе пресс-форма 2 заготовка 3 создается продольно-поперечное акустическое поле. Заготовка 3 запрессовывается в пресс-форму 2, при этом осуществляется равномерное уплотнение и формообразование изделия.
При движении заготовки 3 вдоль пресс-формы 2 находящийся в материале древесины клеточный сок выдавливается в сокосборник 12. По окончании обработки заготовки 3 осуществляют ее сушку в пресс-форме 2, после чего готовое изделие извлекают из пресс-формы 2.
Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют упростить технологический процесс уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины. При этом достигается значительное увеличение плотности материала древесины при обеспечении равноплотности во всем объеме изделий.
Claims (3)
1. Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины, включающий воздействие на заготовку в пресс-форме внешних статической и пульсирующей нагрузок, отличающийся тем, что воздействие статической и пульсирующей нагрузок осуществляют одновременно, при этом пульсирующую нагрузку создают путем сообщения пресс-форме продольно-поперечных акустических колебаний.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечные акустические колебания осуществляют на частоте, большей, чем частота продольных акустических колебаний.
3. Устройство для уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины, включающее систему создания внешнего статического давления, пресс-форму для заготовки, источник пульсирующей нагрузки, отличающееся тем, что пресс-форма выполнена в виде полой трубы и имеет на верхнем конце заходную часть со сквозной рабочей полостью в виде обратного усеченного конуса, источник пульсирующей нагрузки выполнен в виде акустического вибратора с концентратором, который сопряжен с пресс-формой, при этом концентратор расположен под углом к образующей сквозной рабочей полости заходной части пресс-формы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95111383/13A RU2089385C1 (ru) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95111383/13A RU2089385C1 (ru) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95111383A RU95111383A (ru) | 1997-06-20 |
RU2089385C1 true RU2089385C1 (ru) | 1997-09-10 |
Family
ID=20169664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95111383/13A RU2089385C1 (ru) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2089385C1 (ru) |
-
1995
- 1995-06-29 RU RU95111383/13A patent/RU2089385C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 319473, кл. B 27 M 1/02, 1971. Авторское свидетельство СССР N 967830, кл. B 27 M 1/02, 1982. Авторское свидетельство СССР N 1655780, кл. B 27 K 5/06, 1991. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95111383A (ru) | 1997-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1067920C (zh) | 横向挤压机和装有这种挤压机的辊轧机 | |
JP2009279596A (ja) | 金属の鍛造方法及び金属の鍛造装置 | |
US20150197035A1 (en) | Method for manufacturing of ceramic electro-insulating pipes | |
RU2089385C1 (ru) | Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления | |
CN106955998B (zh) | 粉末坯料成型方法 | |
CN110976259A (zh) | 一种双激励超声椭圆振动切削装置 | |
CN1082419C (zh) | 一种提高木材硬度和强度的压缩方法及设备 | |
KR100272767B1 (ko) | 통나무의 목질의 경도와 강도를 단단하게 하는 압축 가공방법 | |
JPH11348002A (ja) | 高強度木材の製造方法 | |
RU2122944C1 (ru) | Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины и устройство для его осуществления | |
RU132168U1 (ru) | Сушилка листовых материалов | |
SU1184605A1 (ru) | Устройство дл прессовани изделий из порошков | |
RU2100313C1 (ru) | Способ изготовления изделий из порошка | |
RU2139789C1 (ru) | Способ изготовления высушенных профилированных изделий из материалов цельной древесины | |
RU2052340C1 (ru) | Способ прессования полусухих формовочных смесей | |
RU2007272C1 (ru) | Способ прессования порошкового материала | |
JPS6362660A (ja) | 複合振動砥石による精密仕上加工方法 | |
US3472295A (en) | Sonic method and apparatus for making and drying wood veneer and the like | |
SU722715A1 (ru) | Способ ультразвуковой размерной обработки | |
RU2122493C1 (ru) | Способ уплотнения и формообразования изделий из цельной древесины | |
RU2218273C1 (ru) | Способ пропитки заготовок из древесины | |
RU2050266C1 (ru) | Стамеска | |
SU774708A1 (ru) | Способ формообразовани поверхности деталей | |
RU2245888C2 (ru) | Способ кондиционирования вспененных материалов путем сжатия | |
SU308784A1 (ru) | Ультразвуковой способ обработки материалов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040630 |