Влияние макрогеометрии контролируемой поверхности покрытия на показания блескомеров

ДЕРЕВООБРАБОТКА

по глубине впадин искажают представление реальных неровностей, оказывающих влияние на расход клеевых материалов при склеивании или облицовывании различных пород древесины, а также расходы жидких лакокрасочных материалов при отделке.

В результате проделанной работы можно сделать следующие выводы:

- наиболее полную характеристику шероховатости обработанной поверхности и анатомических неровностей древесины дают параметры шероховатости, вычисляемые по относительной опорной кривой профиля неровностей;

- предлагаемые для этой цели параметры шероховатости Rpk и Rvk определяют высотные характеристики неровностей со зна-

чительной погрешностью, заключающейся в недоощупывании контролируемого профиля;

- целесообразным является использование параметров шероховатости, предусматривающих определение полной высоты выступов (Rp) и глубины впадин (Rv) контролируемого профиля поверхности.

Библиографический список

1. Gurau L. Processing roughness of sanded wood surfaces / L. Gurau, H. Mansfield, M. Irle // Holz roh Werkst // Vol. 63. - 2004. - p. 43-52

2. Fotin A. The tool influence on the quality of the birch wood straight milled surfaces / A. Fotin, I. Cismaru, M. Cismaru, C. Cosereanu, L.M. Brenci, I. Curtu // 7th International DAAAM Baltic Conference «INDUSTRIAL ENGINEERING 22-24 April 2010, Tallinn, Estonia

ВЛИЯНИЕ МАКРОГЕОМЕТРИИ КОНТРОЛИРУЕМОЙ

поверхности покрытия на показания блескомеров

Б.М. РЫБИН, проф. каф. технологии мебели и изделий из древесины МГУЛ, д-р техн. наук, И.А. ЗАВРАЖНОВА, ст. препод. каф. технологии мебели и изделий из древесины МГУЛ,

И.И. ПИЩИК, зав. лаб. древесиноведения ЭАО «Стройреставрация», д-р техн. наук

rybin@mgul.ac.ru

мощью нитроцеллюлозных лаков толщиной до 200 мкм.

Установлено, что с увеличением толщины покрытия изменяется стрела прогиба деталей. В этом случае кривизна контролируемой поверхности должна изменить условия отражения падающего света и повлиять на показания блескомеров при оценке блеска покрытий.

Изменение стрелы прогиба щитов в зависимости от толщины (5, мкм) и условий формирования покрытий согласно [1] приведено в табл.1.

Т а б л и ц а 1

Зависимость изменения стрелы прогиба щитов при различных условиях формирования лаковых покрытий

Марка лака Нанесение лака на сторону щитовой детали Аналитическая зависимость стрелы прогиба Н (мм) щитовой детали

ПЭ-246 Выпуклую H = 1,11 - 1,110-35

Вогнутую H = 1,11 + 0,8-10-2-5 - 0,9-10-5-52

НЦ-218 Выпуклую H = 1,10 - 0,8-10-2-5

Вогнутую H = 1,11 + 0,3310-15

К макрогеометрии поверхности лакового покрытия относится кривизна, вызываемая короблением деталей в процессе отделки жидкими лакокрасочными материалами.

Большой интерес представляет рассмотрение влияния коробления облицованных щитов из древесно-стружечных плит после отделки полиэфирными и нитроцеллюлозными лаками. Покрытия на основе этих лаков отличаются толщиной. Отработанные практикой технологические процессы позволяют получать покрытия с помощью полиэфирных лаков толщиной до 400 мкм и с по-

72

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2012

ДЕРЕВООБРАБОТКА

На рисунке, используя формулы H = J(8) табл. 1, приведены зависимости стрелы прогиба щитовых деталей от толщины лаковых покрытий при нанесении лаков ПЭ-246 и НЦ-218 на вогнутую и выпуклую стороны щитов. Как видно из графиков, стрела прогиба щитов увеличивается при нанесении лаков на вогнутую сторону щитов. Стрела прогиба щита больше при нанесении лака НЦ-218. Так, при толщине покрытия 150 мкм стрела прогиба щита при нанесении лака НЦ-218 на вогнутую сторону составит 6,06 мм. Стрела прогиба щита при толщине покрытия 450 мкм лаком ПЭ-246 составит 2,88 мм.

При нанесении лаков на выпуклую сторону щитов стрела прогиба деталей уменьшается. Эффект изменения стрелы прогиба щитов является результатом возникающих напряжений при отверждении-сушке лаковых покрытий. Лак НЦ-218 является лаком физической сушки. При его отверждении возникает объемная усадка покрытия за счет испарения

Толщина покрытия, мкм

Рисунок. Зависимость стрелы прогиба щита из древесно-стружечной плиты от толщины лакового покрытия

значительного количества растворителей и разбавителей (80 % от общего объема нанесенной лаковой пленки). Если при этом для ускорения высыхания (испарения летучей части лака) используется дополнительное температурное воздействие (конвективный нагрев поверхности), то к усадочным напряжениям добавляются температурные, связанные с различием в коэффициентах температурного расширения покрытия и подложки [2].

Лак ПЭ-246 отверждается за счет химических превращений, осуществляемых в течение длительного времени (более 24 часов) при нормальных условиях воздушной среды. Возникающие напряжения в таком покрытии несколько меньше по значению, чем в покрытии лаком НЦ-218.

Приведенные графики на рисунке характерны для мебельных щитов средних размеров 1600x600 мм. Диагональ таких щитов составит 1700 мм. В основе дальнейших рассуждений и расчетов определим для стрелы прогиба щитов 6,06 мм м 2,88 мм на диагонали 1700 мм стрелу прогиба на длине базовой площадки блескомера. Для ее определения воспользуемся зависимостью

, a2 H

h=---+----

8H 2

С a2

H

—I--

8H 2

V

J

b2

4

где h - стрела прогиба щита на длине базовой (опорной) площадки датчика блескомера;

а - линейный размер щита (1700 мм);

Н - стрела прогиба щита на диагонали 1700 мм (для лака ПЭ-246 - 6,06 мм и НЦ-218 - 2,88 мм);

в - длина базовой (опорной) площадки датчика блескомера.

В табл. 2 приведены расчетные данные по формуле (1) стрелы прогиба щита на различной длине базовой (опорной) площадки датчика блескомера. Линейные размеры опорных площадок датчиков блескомеров взяты из технических характеристик отечественных и зарубежных приборов.

Из данных табл. 2 видно, что опорная пощадка датчиков блескомеров стоит не на горизонтальной, а на вогнутой поверхности контролируемого покрытия. Такое расположе-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2012

73

ДЕРЕВООБРАБОТКА

Таблица 2

Расчетные данные стрелы прогиба щитов на длине базовой (опорной) площадки датчиков блескомеров

Длина базовой(опорной) площадки блескомера, мм Стрела прогиба щита на длине базовой площадки блескомера (мкм) для покрытий лаком

ПЭ-246 НЦ-218

50 2,50 5,23

75 5,61 11,79

100 9,97 20,96

125 15,57 32,75

150 22,43 47,17

175 30,52 64,21

200 39,87 83,86

250 62,29 131,04

Таблица 3

Значения углов отражения света при контролировании блеска на вогнутой поверхности покрытия типовыми блескомерами

Угол падения света, град. Длина опорной площадки датчика блескомера, мм Стрела прогиба щита с покрытием на длине базовой площадки блескомера в мкм для лаков ПЭ-246/НЦ-218 Угол отражения света на вогнутой поверхности покрытия

45 50 2,50 / 5,23 ~ 45о

60 75 5,61 / 11,79 ~ 59°59г

75 150 22,43 / 47,17 ~ 74о59г

80 150 22,43 / 47,17 ~ 79о59г

85 175 30,52 / 64,21 ~ 84о59г

ние датчиков блескомеров должно привести к тому, что отраженный световой поток отражается не от горизонтальной поверхности покрытия, а от наклонной, изменяющейся по профилю криволинейной вогнутой поверхности. Это должно привести к уменьшению показаний по блескомеру, так как не все отраженные лучи попадут в приемное устройство прибора.

Оценим количественно наклон вогнутой поверхности контролируемого участка покрытия на длине опорной площадки блескомера. Расчет выполним для блескомеров с углом падения-отражения света 45о,60о,75о,80о и 85о (наиболее распространенные для оценки блеска покрытий). Из технических характеристик на перечисленные блескомеры длины базовых площадок датчиков составили для угла 45о - 50 мм, 60о - 75 мм, для углов 75о,80о - 150 мм и 85о - 175 мм. Фактически наклон вогнутой площадки контролируемой поверхности будет изменять угол отражения световых лучей. В табл. 3 приведены значения углов отражения для блескомеров с различными углами падения-отражения света.

Как видно из данных табл. 3, углы отражения для блескомеров практически не отличаются от углов падения света. Это объясняется малой величиной стрелы прогиба щита с покрытием на длине базовой площадки блескомера. Аналогичные расчеты по изменению углов отражения света при оценке блеска блескомерами на выпуклых поверхностях щитов показали, что они незначительны и находятся в тех же пределах.

Отсюда, покоробленность щитов с покрытиями в рассматриваемых пределах не будет оказывать влияние на изменение показаний блескомеров с углами падения-отражения света 45о,60о,75о,80о и 85о при контролировании блеска покрытий.

Библиографический список

1. Ващев, Н.В., Применение древесно-стружечных плит в производстве изделий из древесины / Н.В. Ващев. - М.: Лесная пром-сть, 1974. - 144 с.

2. Рыбин, Б.М. Технология и оборудование защитнодекоративных покрытий древесины и древесных материалов: учебник для вузов / Б.М. Рыбин. - М.: МГУЛ, 2007. - 568 с.

74

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 4/2012