книги из ГПНТБ / Применение электронагрева при склеивании древесины

10

Рис. 33. Станок для склеивания рамок сидений стульев:

1 — несущая рама станка; 2 — основная доска; 3 — гидравлические цилин­ дры; 4 — рамки сидений стульев; 5, 7 — деревянные прессовальные вкла­ дыши; 6 — пружины для возврата (для заднего хода) поршней; 8 — рычаг электродов; 9 — изолированная подкладка электродов; 10 — выход элек­ тродов; 11 — опоры нижних электродов; 12 — металлический упор для

растягивания рамок; 13, 14 — электроды

59

был рассчитан на скорость продвижения деталей 5 м/мин, но затем скорость повысилась до 9 м1мин, что соответствует склеиванию 7,2 №

поверхности. Потребляемая мощность около 80 кет. Принцип реше­ ния подачи энергии от генераторов схематически изображен на

рис. 35. Каждый прессующий элемент имеет индуктивное сопротив­ ление, которое вместе с системой электродов образует колебатель­ ный контур, настроенный на частоту генератора. К прессу подклю­ чено пять генераторов, и каждый снабжен пластиной конденсатора,

Рис. 35. Принципиальная схема подачи энергии на элек­ троды установки, показанной на рис. 34

электрически связанной с контуром прессующего элемента. Таким образом осуществляется надежная передача высокочастотной энер­ гии от генератора к прессующим элементам. По выходе из пресса доски поступают на фрезерный станок, на котором выбираются пазы для поперечин. Материалом для них служат твердые волокни­ стые плиты. В пазах их склеивают с помощью электродов поля рассеивания, скользящих вдоль наружной стороны доски.

Установка очень экономична и надежна в эксплуатации.

Наилучшие перспективы автоматизации вырисовываются для

непрерывных процессов склеивания, например, изготовление фанеры,

плит с заполнителями, сращивание короткомерных отрезков в не­ прерывный щит и т. п. Однако и для процессов периодического дей­ ствия возможности автоматизации практически не ограничены.

Техника безопасности

Высокочастотные установки относятся к электрическим устрой­ ствам с напряжением выше 1000 в, поэтому при их эксплуатации нужно обязательно выполнять все без исключения правила техники безопасности, утвержденные для осмотра, ремонта и эксплуатации высоковольтных установок. Правильно изготовленные и смонтиро­ ванные установки не представляют опасности для обслуживающего персонала. Аварии и несчастные случаи могут произойти лишь при разрушении ограждений и экранировки генератора.

61

Высокочастотную установку ремонтируют при полностью сня­ том напряжении под наблюдением второго лица, умеющего снять случайно появившееся напряжение и оказать первую помощь постра­ давшим.

К обслуживанию высокочастотной установки допускаются толь­ ко проинструктированные лица, знающие правила техники безопас­

ности и оказания первой помощи, правила и приемы тушения пожара на электроустановках.

Перед началом работы ответственный руководитель должен убе­ диться в исправности экранировок, отсутствии напряжения на нето­ коведущих частях, в исправности заграждения, заземления и блоки­

ровок (обеспечивающих снятие напряжения со всех токоведущих

частей при открывании дверок, ведущих внутрь генератора, или

вынесенного пульта управления), а также в наличии на рабочих местах резиновых ковриков и других испытанных защитных средств, укомплектованной аптечки, приспособлений и инструментов с изоли­ рованными ручками для обесточивания и ремонта электрических цепей.

Осмотр и ремонт электрической части в соответствии с «Прави­ лами технической эксплуатации и техники безопасности» могут производиться только квалифицированным персоналом, выдержав­ шим установленные испытания.

Экранировка может быть местной (генераторы, токоподводы, электроды и прессы) и общей, если полная местная экранировка не может быть осуществлена. Местные экраны выполняют в виде листов толщиной до 1,5 мм из стали, меди, электрически надежно соединен­ ных между собою и с общей системой заземления. В местах разъема экрана устанавливаются пружинные контакты из фосфористой брон­ зы. Экранируют помещение листовой сталью толщиной до 1,5 мм, а оконные проемы и двери — металлической сеткой ячейками раз­

мером не более 2X2 мм. Крепление листов к стенам и потолку выполняется дюбелями или сваркой с металлическим заземленным каркасом помещения. Контактирование оконных и дверных экранов с общим экраном может быть осуществлено через пружинные кон­ такты из фосфористой бронзы. Шаг контактов — не более 300 мм. Все металлоконструкции (в случае общей экранировки), проходя­ щие через помещение с высокочастотной установкой (в том числе и трубы), должны иметь надежный электрический контакт с общим экраном.

Чтобы избежать влияния на другие электрические цепи, электри­ ческое питание всех элементов установки (генератор, двигатели,

освещение помещения и т. п.) должно осуществляться через сетевые высокочастотные фильтры.

Вопросы техники безопасности связаны также с токсичностью применяемых клеев.'

Одним из ингридиентов смоляных клеев является фенол. Выде­ ляясь в виде паров и будучи тяжелее воздуха, он создает антисани­ тарные условия труда, так как при превышении допустимой концен-

62

трации фенола в воздухе (0,03 мг/л) может произойти частичное отравление организма. Первыми симптомами отравления является общая слабость, потливость, раздражение дыхательных путей,

быстрая утомляемость, расстройство пищеварения, накожные рас­

стройства.

Во избежание хронического отравления все рабочие должны не менее одного раза в месяц проходить медицинское освидетельство­ вание.

• К индивидуальным средствам защиты относятся комбинезон из плотной ткани, прорезиненный фартук, технические резиновые пер­ чатки, косынки, резиновые сапоги и т. д.

В качестве средства коллективной защиты вполне достаточна общая приточно-вытяжная вентиляция при наличии местных отсосов у рабочих мест. Полы у рабочих мест должны выполняться из мате­ риала, который можно мыть.

Если клей содержит антисептики, тогда надо обязательно соблю­ дать дополнительные правила, предусматривающие безопасные усло­ вия работы с этими антисептиками.

Рентабельность склеивания при высокочастотном нагреве

Число высокочастотных установок непрерывно растет. Отмечает­ ся стремление приспособить их к изготовлению изделий широкой номенклатуры.

Относительно большие капиталовложения на оборудование оку­ паются при его эксплуатации в течение 2—3 лет. Экономия вслед­ ствие значительного ускорения процесса полимеризации клея полу­ чается в результате увеличения производительности труда и роста съема продукции с единицы производственной площади. Освобожде­ ние производственной площади позволяет расширить производство, еще более повысить доходность предприятия.

Решающие факторы экономичности установки — правильный выбор генератора, электрокоммуникаций, клея, способа размещения изделий в высокочастотном поле и применение оптимальных режи­ мов склеивания. Снижение себестоимости составляет от 1°/о при фанеровании до 60% при склеивании лыж.

Помимо улучшения качества склеивания при диэлектрическом нагреве улучшается внешний вид изделий, так как без применения этого метода приходилось прибегать к креплению шурупами, шпиль­ ками и т. п.

Этот метод позволяет также производить многократное склеива­

ние узла, состоящего из последовательно склеиваемых подузлов, при

этом нарушения ранее склеенных соединений не наблюдается. Повышение качества склеивания и профилирования создает воз­

можность конструировать такие изделия из древесины, которые ранее считались нетехнологичными.

63

СКЛЕИВАНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ

ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Инженер Ярослав Копр ж ива

«Држево» (Чехословакия), Л° 6, 1957

Статья знакомит с опытом склеивания нагревом электрическим: сопротивлением при низком напряжении.

Нагрев электрическим сопротивлением. Если требуется электрическую энергию превратить в тепло, следует использовать проводник с большим сопротивлением (кантал, реотан и т. д.) или же пропустить ток большой силы по проводнику, но с низким напряжением. Это можно проследить на примере электри­

ческой сварки, где энергия тока превращается в тепло, достаточное для плавления металла в местах соединения. Нагрев сопротивлением

элементами должны быть тщательно выполненными; они не должны иметь суженных сечений (во избежание слишком большого сопро­

тивления). Необходимо, чтобы нагревательные элементы были наи­ меньшего сечения.

Нагревание сопротивлением, по которому протекает ток, рекомендуется на производствах, где отсутствует пар, или, если он имеется, но в недостаточном количестве: например при операциях,

когда требуется высокая температура, фанеровании поверхностей тонким шпоном или наклеивании тонких деталей (толщиной до 10 мм), когда на поверхности склеиваемой детали необходимо полу­ чить разную температуру, и при проведении научно-исследователь­ ских работ.

Источником электроэнергии при нагреве сопротивлением чаще

всего бывает трансформатор, понижающий нормальное напряжение сети 380/220 в до 7—50 в. Широкое распространение получил нор­ мальный стандартный сварочный трансформатор TR-260, выпускае­

мый народным предприятием MEZ Брумов на р. Влара. Трансфор­ матор (с регулируемым напряжением) для удобства передвижения может быть установлен на колеса. Потребляемая мощность — 7,1 ква. Напряжение на выходе регулируется в пределах от 10 до

50 в. Трансформатор легко переносит длительное нахождение под

напряжением и работу на полную мощность, а также обеспечивает

нормальный обогрев серии деталей, подлежащих склеиванию.

На заводе UP Коричаны два трансформатора TR-260 соединены параллельно, вследствие чего они могут работать без искусствен­ ного охлаждения в течение всего рабочего дня.

На этом заводе используются также другие трансформаторы

с напряжением на выходе (U2), изменяющемся в пределах 7 ч- 20 в,

или комбинации автотрансформаторов с трансформаторами низкого напряжения.

Для подсоединения к заводской электрической сети используют кабель с резиновой изоляцией (HTS4 X 6 мм2 Си или 3X2 мм2 Си) и вилкой, вставляемой в четырехполюсную или двухполюсную розет­ ку. Со стороны низкого напряжения присоединение производится изолированным проводником большого сечения. Соединение выпол­ няется таким образом, чтобы проводники не нагревались в течение

всего рабочего дня. Сечение проводника выбирают с учетом наи­ большей нагрузки. Для алюминиевых проводников с изоляцией это составляет минимум 70—90 мм2. Соединение проводников с электроконтактными нагревателями должно быть выполнено тщательно, для чего необходимо использовать материал с хорошей проводи­ мостью и достаточным сечением.

Какие соединения оправдали себя. ' Обычно конец нагревательного элемента вместе с трехмиллиметровой мед­

ной пластинкой несколько раз огибается вокруг медной прокладки и привинчивается пружинной шайбой. Этим самым достигается не только хороший контакт двух пластин (особенно в нагретом состоя­ нии, когда их объем становится больше), но и увеличивается сечение соединения. В результате соединение во время работы не будет нагреваться. Медная прокладка используется только там, где алю­

миний соединяется с медью. Эта пластина с одной стороны алюми­ ниевая, с другой — медная. Сторона пластины из алюминия кла­ дется на алюминиевую обогреваемую пластину, а из меди присоеди­ няется к медной пластине вывода. Если медь покрыть серебром, то отпадает необходимость в медных прокладках.

Нагревательные элементы могут быть выполнены из разных материалов и иметь различный вид в зависимости от того, какие тре­ бования предъявляются к их размерам и обогревающим свойствам.

Раньше в качестве нагревающих элементов использовали обычны оцинкованные железные листы толщиной 0,6 мм. Элементы из этих листов сначала нагревались вполне достаточно, но в дальнейшем приходили в негодность. Дело в том, что толщина элементов неоди­ наковая и цинк на них нанесен неравномерно. В результате нагрева­ тельный элемент не имел одинакового сечения, поэтому неравно­ мерно грелся, и цинковое покрытие отставало. В качестве нагрева­ тельных элементов лучше всего себя зарекомендовали алюминиевая фольга толщиной 0,1 мм и алюминиевые пластины толщиной 0,5— 0,8 мм. Они сравнительно недороги, имеют равномерную толщину

и с применением их можно получить высокую температуру. •

■66

Изоляция обогревающей пластины. В деревян­

ных приспособлениях изоляция нагревающего элемента должна быть

двух видов: тепловая и электрическая.

Тепловая изоляция обогреваемой пластины выполняется с той стороны, где элемент прилегает к матрице приспособления. Тепловая изоляция делается для того, чтобы предотвратить потери тепла на нагрев древесины, из которой, сделано приспособление. В качестве изоляционных материалов могут быть использованы: глянцевый кар­ тон, клингерит, миканит или микафолий, стеклянная ткань и т. д. Реже применяют асбест. Он очень хороший теплоизоляционный материал, но не обладает равномерной толщиной и плотностью.

Электрическая изоляция не допускает контакта между нагрева­

тельным элементом и защитной (кроющей) пластиной. Она должна выдерживать давление пресса и направлять тепло на поверхность

детали, которая фанеруется или склеивается. Этим требованиям отвечают указанные выше электроизоляционные и теплоизоляцион­ ные материалы.

Алюминиевая фольга, легко подвергаемая повреждениям, дол­ жна иметь защитную пластину любой толщины. Чаще всего защит­ ные пластины делают из алюминия или дюралюминия. Пластина крепится'к корпусу деревянного приспособления, причем так, чтобы она хорошо защищала нагревательный элемент. При закреплении защитных пластин не следует забывать о возможности их растяжения во время нагревания. Для предотвращения этого защитные пластины следует помещать в направляющие или закреплять их с помощью винтов, отверстия для которых делать овальными.

Расчет нагревательных элементов в приспо­

соблениях. По запросам и письмам заводов можно заключить, что у них возникают трудности при расчете нагревательных элемен­ тов и выборе подходящего материала для них. Кроме того, часто появляются трудности при определении числа приспособлений, кото­ рые можно последовательно соединить при нагреве сопротивлением по описываемому методу. На примерах решения самых различных вариантов, приведенных ниже, видно, как следует поступать при расчете нагревательных элементов и определении числа приспособ­ лений. Для большей наглядности разберем различные случаи расчета приспособлений, потребной мощности, напряжения и силы тока.

При расчете всегда следует исходить из требуемой температуры склеивания. Как правило, эта температура колеблется от 100 до 150°. Необходимо учитывать материал, из которого выполнен нагрева­ тельный элемент, его проводимость, потери тепла, возникающие при нагревании, способ монтажа нагревательного элемента и количество приспособлений, которые должны работать одновременно.

Примеры расчета

Приведем несколько примеров для различных видов материала: алюминиевая фольга, сопротивление кантал, алюминиевая пластина, железная лента или железная разрезанная пластина.

Пример 1. Материал — алюминиевая фольга толщиной

0,1 мм, шириной 50 мм. Нужно выбрать подходящий режим нагрева для одновременной оклейки граней на специальных прессах.

Размеры граней: длина 240 см, ширина 5 см\ оклеивают одно­ временно шесть граней (рис. 1).

Обогреваемая площадь: 240 см X 5 см. X 5 = 0,72 м2. Расход мощности на 1 см2 площади вен 0,15 вт. Потребная мощность

0,15X7200 =■ 1080 вт.

Расчет: алюминиевая лента (фольга) толщиной 0,1 мм и сече­ нием 0,1 X 50 = 5 мм2. Удельное омическое сопротивление алюми­

При рабочей нагрузке 1100 вт и высчитанном рабочем напряже­ нии 9 в по алюминиевому нагревательному элементу пройдет ток силой 110 а.

68