способ соединения древесных заготовок

Формула изобретения

1. Способ соединения древесных заготовок, включающий совмещение соединяемых поверхностей, отличающийся тем, что между соединяемыми поверхностями размещают слой древесной пыли и нагретый инструмент, а соединение древесных заготовок выполняют механотермоплавлением соединяемых поверхностей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагретый инструмент подвергают механическим колебаниям вдоль его оси, а в поперечном направлении на него воздействуют акустическим полем.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что соединяемые поверхности и инструмент находятся в относительном движении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в способах соединения древесных заготовок.

Известен способ соединения заготовок из древесного материала, например шпона при изготовлении фанеры (Ю.В.Васечкин, А.Н. Кириллов. Производство фанеры, М. : Высшая школа, 1985, с. 122). Способ включает операции нанесения клея на поверхности листов шпона, укладку пакетов, подпрессовку и последующее горячее прессование.

Недостатками известного технического решения являются необходимость использования дорогостоящих и дефицитных связующих, токсичность полученных материалов, сложность технологического процесса.

Известен способ соединения плоских заготовок (А. С. СССР N 1662851, В 27 D 1/10, 1981 - прототип), включающий совмещение соединяемых поверхностей, причем перед совмещением соединяемых поверхностей между ними размещают зигзагообразно клеевую термонить, а склеивание осуществляют путем расплавления термонити прижимными роликами, которые обогреваются.

Недостатками известного технического решения являются высокая себестоимость из-за применения для склеивания специальной термонити, сложность способа, сложность применяемого устройства, низкая производительность, необходимость защиты прижимних роликов от залипания.

Цель изобретения - упрощение технологического процесса и его интенсификация, удешевление за счет отсутствия необходимости применять дополнительние клеящие материалы, улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что в способе соединения древесных заготовок, включающем совмещение соединяемых поверхностей, между соединяемыми поверхностями размещают слой древесной пыли и нагретый инструмент, а соединение древесных заготовок выполняют механотермоплавлением соединяемых поверхностей, при этом нагретый инструмент подвергают механическим колебаниям вдоль его оси, а в поперечном направлении на него воздействуют акустическим полем, причем соединяемые поверхности и инструмент находятся в относительном движении.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- между соединяемыми поверхностями размещают слой древесной пыли и нагретый инструмент;

- соединение древесных заготовок выполняют механотермоплавлением соединяемых поверхностей;

- нагретый инструмент подвергают механическим колебаниям вдоль его оси, а в поперечном направлении на него воздействуют акустическим полем;

- соединяемые поверхности и инструмент находятся в относительном движении.

На фиг. 1 представлена схема устройства для выполнения способа.

На фиг. 2 представлена схема выполнения способа, вид сверху.

Устройство для соединения древесных заготовок 1 и 2 включает механизм подачи 3 заготовок 1 и 2, содержащий подающие вальцы 4 и 5 и прижимные ролики 6, 7, 8 и 9, нагреваемый инструмент 10, который выполнен, например, в виде замкнутой проволоки (или полосы), надетой на обечайки (не показаны) двух шкивов 11 и 12, выполненных из электроизоляционного материала. К ободам двух шкивов 11 и 12 подведено безопасное напряжение от электрического источника (не показан), в котором предусмотрена регулировка величины тока. Регулирование температуры нагрева инструмента 10 осуществляется путем изменения сопротивления, введенного в электрическую схему реостата. Шкивы 11 и 12 установлены соответственно на валах 13 и 14. В устройстве предусмотрено приспособление 15 для натяжения инструмента 10 в продольном направлении.

Для повышения стойкости инструмента 10 на свободные от резания древесины части инструмента 10 подают сжатый воздух, позволяющий уменьшить температуру поверхностного слоя. Подача воздуха регулируется заслонками на соплах 16 и 17.

Устройство снабжено механизмами 18 и 19 колебания нагреваемого инструмента 10. Механизм 18 колебания нагреваемого инструмента 10 вдоль его оси выполнен в виде размещенного на валу 20 привода 21 кривошипно-шатунного механизма 22, кинематически связанного посредством контура 23 с нагреваемым инструментом 10. Контур 23 выполнен в виде охваченных тросиком 24 ведущего 27 и двух ведомых колес 25 и 26, имеющих диаметр, одинаковый с диаметром ведущего колеса 27. Имеется натяжитель 28 для натяжения тросика 24, а механизм 19 колебания нагреваемого инструмента 10 в поперечном направлении выполнен в виде источника акустических колебаний 29, создающего поперечные ультразвуковые вибрации с частотой более 18 кГц и амплитудой до 10 мкм.

Способ выполняли следующим образом.

ПРИМЕР.

На инструмент 10 подавали напряжение и обеспечивали температуру более 850^oC. Включали привод 21, при этом инструмент 10 от механизма 18 совершал колебания вдоль своей оси с частотой не менее 50 Гц при амплитуде не менее 0,01 м. Кроме того, инструмент 10 совершал колебания в поперечном направлении от источника 29 акустических колебаний механизма 19 с частотой не менее 10 кГц и амплитудой до 5...10 мкм. Древесные заготовки 1 и 2 с предварительно нанесенным на их внутренние поверхности 30 и 31 слоя древесной пыли (муки) 32 размещают между подающими вальцами 4 и 5 и осуществляют их подачу со скоростью 0,2-0,4 м/с на нагретый двигающийся инструмент 10 таким образом, что нагретый инструмент 10 располагается между соединяемыми поверхностями 30 и 31 древесных заготовок 1 и 2. Осуществляя таким образом процесс механотермоплавления внутренних поверхностей 30 и 31 древесных заготовок 1 и 2, создавали слой 33 между заготовками 1 и 2 в виде расплава древесного вещества, который при дальнейшем продвижении заготовок 1 и 2 при попадании в зону прижимных роликов 9, 6, 7 и 8 позволяет прочно склеить обработанные таким образом заготовки 1 и 2. Величина прижимного усилия должна быть таковой, чтобы обеспечить давление контактирующих поверхностей около 5,8 МПа. Время нахождения в контакте деталей после их соединения должно быть таким, чтобы обеспечивалось понижение температуры в образовавшемся слое от 33 до 100^oC.

Использование высокой температуры нагрева инструмента (более 850^oC) позволило получить слой между древесными заготовками в виде расплава древесного вещества, что обеспечило прочное соединение древесных заготовок, а также сократило время проведения процесса соединения древесных заготовок, что обеспечило интенсификацию процесса. При этом выполнение колебаний (продольных и поперечных) нагреваемого инструмента частично обеспечило необходимое давление инструмента на древесные заготовки, что исключило высокие нагрузки на инструмент, обеспечило стабильность условий его работы и повысило срок его службы.

Таким образом, изобретение позволяет упростить технологический процесс, интенсифицировать его, удешевить его за счет отсутствия необходимости применять дополнительные клеящие материалы, улучшает условия труда и экологию окружающей среды.

Литература

1. Ю.В.Васечкин, А. Н. Кириллов. Производство фанеры. М.: Высшая школа, 1985, с. 122.

2. А. С. СССР N 1662851, В 27 D 1/10, 1988 - прототип.