ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Эксплуатационные испытания изделий из модифицированной древесины

На основе экспериментальной и эксплуатационной проверки изделий из дестама можно определить сферу его применения. Эксплуатационные испытания работоспособности машин и механизмов с узлами трения из модифицированной древесины проводили на ряде объектов. Совместно с Воронежским опытно-экспериментальным машиностроительным заводом "Водмашоборудо- вание" были проведены стендовые испытания в узлах трения машин, серийно выпускаемых заводом: вертикальной решетки РММВ-1000 и механических граблей МГ-8Т. Детали испытывали взамен втулок нижней звездочки механических граблей МГ-8Т, втулок приводного вала, втулок верхнего и нижнего крепления вертикальной решетки РММВ-1000. Втулки из дестама изготавливали плотностью 1150 кг/м3 влажностью 2...3 %.Общий вид втулок показан на рис. 121.

Втулки из дестама для оборудования

Рис. 121 Втулки из дестама для оборудования: 1- втулка механических граблей очистки сточных вод МГ-8Т; 2,3,4- втулки соответственно нижнего и верхнего креплений и приводного вала вертикальной решетки РММВ-1000

Испытания показали, что втулки из дестама по износостойкости не уступают бронзовым, на основании чего были рекомендованы производственные испытания. Такие испытания проводили на вертикальной решетке РММВ-1000.

Условия работы узла трения: нагрузка на подшипник - 0,09 МПа; частота вращения - 0,04 с" ; смазка-солидол.

К особым условиям эксплуатации следует отнести постоянную высокую влажность воздуха (90... 95 %), обусловленную тем, что узел трения находился над сточными водами и в отдельных случаях было возможно попадание воды на подшипник.

После года эксплуатации провели контрольные замеры втулок и валов. В результате сравнительных испытаний втулок из модифицированной древесины и бронзовых было установлено, что износ тех и других примерно одинаков. Износ сопрягаемых поверхностей вала отсутствовал. Вал, сопрягаемый со втулкой из модифицированной древесины, имел гладкую полированную поверхность. Распрессовки втулок, изменения геометрических размеров и заклинивания вала в процессе эксплуатации не наблюдалось. На основании результатов проведенных испытаний втулки из модифицированной древесины, испытанные на вертикальной решетке РММВ-1000, были рекомендованы к внедрению взамен бронзовых на заводе "Водмашоборудование".

Подшипники скольжения из модифицированной древесины испытывали при работе в воде на нижних звездочках механических граблей 1Г-8Т, установленных на Воронежской правобережной станции аэрации. Серийные втулки изготавливались из ДСП-В и состояли из двух половинок длиной 45 мм. Втулки из модифицированной древесины длиной 90 мм изготовлялись цельными. Термическая стабилизация втулок и необходимый зазор обеспечили качественную эксплуатацию узла трения и отсутствие заклинивания вала. Условия работы узла: нагрузка на подшипник 0,05 МПа; частота вращения 0,04 с'1 смазка - вода (сточные воды).

К особым условиям работы узла следует отнести постоянное присутствие в сточных водах абразивных частиц диаметром от 10 мк до 10 мм. Наиболее нежелательно для узла трения попадание в подшипник абразивных частиц диаметром 0,1...1 мм, вызывающих интенсивный износ.

Срок службы втулок из ДСП-В заставляет 5000 ч эксплуатации. За это время полностью изнашивается втулка (100 % износа) и в среднем на 1/3 вал (30 % износа). Причиной быстрого износа является присутствие абразива в зоне трения. Когда в этот узел были установлены втулки из модифицированной древесины, кинетика резко изменилась. Для втулки из ДСП-В существует практически линейная зависимость от продолжительности эксплуатации, в то время как для втулок из модифицированной древесины износ наблюдается спустя 2000 ч эксплуатации.

Такая кинетика износа характерна для втулок, изготовленных из древесины контурного прессования. При трении на водной смазке древесина разбухает в воде по радиусу втулки, вследствие чего первоначальный зазор уменьшается до нуля. При этом силы разбухания действуют на пал, и древесина после первоначального разбухания более не разбухает. Этот процесс происходит в первые сутки работы подшипника. В это время происходят приработка втулки к валу и обильная смазка водой благодаря полному охвату смазкой всего объема зазора подшипниковой пары. После того, как будет выбран весь зазор, обильная смазка водой извне прекращается, и смазка происходит лишь за счет воды, находящейся в древесной втулке. С расходом воды при трении поступают те порции влаги, которые проникают сквозь торцы втулки в зону трения. Так осуществляется постоянный приток смазки в зону трения.

Если вода содержит абразивные частицы, то попадание их в зону трения в период приработки ухудшает условия трения и приводит перерезанию отдельных волокон древесины. Поэтому в начальный период приработки рекомендуется использовать чистую воду. После разбухания втулки попадание абразивных частиц исключается. Этот период характеризуется низким коэффициентом трения и малым износом древесной втулки. Вал при этом полируется. В процессе работы происходит износ подшипника, который ведет в конечном счете к появлению зазора между втулкой и валом. В этот период (трений) силы разбухания равны нулю, древесина теряет часть плотности. Появление зазора приводит к попаданию абразива в зону трения.

Данный период характеризуется наибольшим износом втулки, причем если содержание абразива в воде высокое, то в конечный период работы может происходить абразивный износ вала. Поэтому не следует доводить втулку до полного износа, а при появлении достаточно большого зазора заменять ее новой. В этом случае срок службы вала практически определяется сроком службы агрегата. Срок службы подшипника будет в основном определяться длительностью второго периода работы, т.е. трением в отсутствии зазора. Силы разбухания в этот период должны действовать достаточно долго, чтобы обеспечить длительный прижим трущейся поверхности втулки к валу, и в то же время не должны превышать некоторой критической величины, характеризующей заклинивание вала и усиленный износ втулки. Это равновесие достигается величиной зазора. Для втулок, работающих в механических граблях МГ-8Т, оптимальная величина зазора 0,9... 1,1 мм при наружном диаметре 78 мм и внутреннем 55 мм.

Испытания крупногабаритных втулок из дестама плотностью 1100...1200 кг/м3 проведены на барабанной сетке БС 1x1,5. Внутренние диаметры втулок из дестама 93...260 мм. Условия работы узлов трения; скорость скольжения 0,13...0,17 м/с; удельная нагрузка на подшипник 0,6 МПа; смазка - вода. На заводе "Водмашоборудование", где экспериментальная барабанная сетка проработала на ресурс 1800 ч, после контрольных замеров установлено, что по сроку службы втулки из дестама превосходят втулки из ДСП-В.

Срок службы подшипников из дестама - 8,5 лет непрерывной работы или 20 лет эксплуатации по нормативам. Гарантийный срок службы микрофильтров и барабанных сеток составляет 5 лет, поэтому можно сделать вывод, что подшипники из дестама обеспечат нормальную эксплуатацию механизмов в течение всего срока службы.

Эксплуатационные испытания дестама в узлах трения машин и механизмов при различных режимах и условиях показывают, что он обладает комплексом ценных свойств, сочетающих высокую механическую прочность и износостойкость при низких значениях коэффициента трения. Эти испытания подтвердили результаты лабораторных исследований и показали, что введение модификатора повышает формоустойчивость материала и значительно расширяет область его применения.

На основании проведенных исследований подшипники из дестама внедрены на Воронежском заводе "Водмашоборудование" в серийно выпускаемых микрофильтрах и барабанных сетках по составленным для завода техническим условиям.

Подшипники из модифицированной древесины марки ДМ-КР испытывали в узлах трения кольчатошпоровых катков ЗККШ-б на Новокубанской МПС. Программа предусматривала проведение испытаний катков на надежность на площади 15 км2. Втулки ККШ 01.102 из серого чугуна в дисках катков заменены на втулки ДМ-КР. Для сравнения испытывали втулки из спеченных материалов на основе железного порошка. Втулки запрессовывали в корпус с натягом 0,5...0,7 мм. По внутреннему диаметру втулки не обрабатывали. Испытывали два типа втулок ДМ-КР - с буртами и без буртов. Кроме того, втулки из модифицированной древесины испытывали вместо концевых шарикоподшипников № 11208 в узлах опоры оси. Проведенными испытаниями установлено следующее:

  • 1) втулки из серого чугуна имеют средний износ по внутреннему диаметру 0,4 мм; на поверхности втулок видны следы задиров, риски, коррозия; задиры, риски, царапины, следы износа видны также на оси;
  • 2) втулки из спеченных материалов на основе железного порошка имеют средний износ по внутреннему диаметру 0,15...0,21 мм; на внутренней поверхности втулок заметны царапины, риски;
  • 3) втулки из модифицированной древесины ДМ марки ДМ-КР с буртами имеют износ по внутреннему диаметру 0,25... 0,40 мм, износ осей отсутствует; поверхности осей без следов износа, имеют гладкий полированный вид;
  • 4) втулки марки ДМ-КР без буртов имеют износ по внутреннему диаметру 0,61...0,70 мм; износа осей нет; некоторые втулки имеют скол пластин по торцам до 3 мм; втулки из ДМ как с буртами, так и без буртов хорошо удерживают смазку;
  • 5) в узлах трения опор оси, где были установлены втулки ДП-КРЦ с буртами, износа втулок и осей не наблюдалось; поверхность оси имеет полирова- ный вид; износ регулировочных шайб отсутствует; в то время оси, на которых стоят шарикоподшипники № 11208, имели износ до 3 мм; наблюдается износ регулировочных шайб.

Таким образом, производственные испытания подтвердили высокую работоспособность конструкции втулок из ДМ и долговечность при работе в условиях абразивного износа.

Эксплуатационные испытания щитового паркета с лицевым покрытием из модифицированной древесины проводили в Воронежском лесотехническом институте. Изготовленный в количестве 6 м2 паркет прошел годовые испытания в областной санэпидемстанции для проверки на нетоксичность. Полученное от санэпидемстанции заключение разрешает применение паркета с лицевым покрытием из модифицированной древесины в жилых и общественных зданиях. После этого паркет был уложен у входа в читальный зал ВЛТИ для проверки износостойкости, формостабильности и сохранения декоративных свойств. Условия эксплуатации тяжелые, поскольку по паркету ежедневно проходят до 6000 человек, и он не требует ухода.

Для замера износа была изготовлена скоба (рис. 122), снабженная индикатором. В полу были закреплены реперы, от которых отсчитывали износ. Замеры износа вели по 9 точкам на модифицированной древесине и по 3 точкам на древесине дуба. Замеры производились один раз в месяц. Испытывали модифицированную древесину трех плотностей, кг/м3: 900, 1000, 1200.

Замер износ паркета

Рис. 122 Замер износ паркета: 1- скоба; 2- индикатор; 3- репер

После года эксплуатации было установлено, что износ модифицированной древесины равен, мм: 0,52 для плотности 900 кг/м3; 0,49 - для плотности 1000 кг/м , 0,38 - для плотности 1200 кг/м . За это же время износ дубового паркета составил 1,41 мм. Следует отметить, что эти результаты совпадают с результатами лабораторных испытаний древесины на износостойкость, которые также показали, что износ модифицированной древесины в 2,5...3 раза ниже износа древесины дуба.

На рис. 123 показан износ паркета в зависимости от продолжительности эксплуатации. Величина износа колеблется, она неодинакова в разные месяцы, но в среднем возрастает пропорционально продолжительности эксплуатации. Следует отметить, что разница в износе модифицированной древесины плотностью 1000 и 900 кг/м3 не велика. Это позволяет сделать вывод, что плотности модифицированной древесины 900 кг/м вполне достаточно для изготовления лицевого покрытия щитового паркета. После года испытаний паркет сохранил свои размеры и декоративные свойства, что позволило рекомендовать его для серийного производства.

Износ паркета после года эксплуатации

Рис. 123 Износ паркета после года эксплуатации: 1- из дуба; 2,3,4- из дес- тама плотностью соответственно 900, 1000 и 1200 кг/м3

Щиты перекрытий из дестама плотностью 1000 кг/м в количестве 50 м эксплуатировали в прессовом производстве Волжского автозавода в течение года наряду со щитами, изготовленными из древесины лиственницы и сосны. Испытания показали, что дестам значительно меньше подвержен механическому износу, чем заменяемое им материалы. Срок службы щитов перекрытий из дестама в 2...3 раза выше срока службы щитов из древесины лиственницы и сосны. На основании проведенных испытаний щиты перекрытий из дестама рекомендованы к внедрению на ОАО «АвтоВАЗ».

Пластификация древесины карбамидом может найти применение при гнутье заготовок массивных лыж. В настоящее время на лыжных фабриках страны при производстве массивных лыж до 10 % брака образуется при гнутье носка, в основном, из-за наличия косослоя. Пластификацию носка лыжи осуществляют проваркой в 0,1 %-ном растворе натриевой щелочи. На основании лабораторных испытаний был разработан рецепт проварочного раствора. Состав раствора, %: карбамид 15 %; щелочь 0,5 %; остальное — вода. Применение такого раствора позволяет гнуть лыжные заготовки с косослоем до 20° вместо 5°, допускаемых при использовании стандартного раствора. Испытания по гнутью носков детских массивных лыж проводили на Первоуральской и Мичуринской лыжных фабриках, на Новгородском мебельном объединении и Ново вятском лыжном комбинате. Было испытано в общей сложности свыше 5 тыс. заготовок лыж.

Пластификацию и гнутье проводили следующим образом. Лыжные заготовки погружали в ванну с проварочным раствором, нагретым до 95 °С, и выдерживали в течение 15... 18 мин. После отекания раствора заготовки поступали на гнутарный станок. В результате проведенных испытаний выявлено следующее: на Мичуринской лыжной фабрике брак после гнутья носков лыж, предварительно обработанных указанным пластификатором, составил 2,4 %, брак при стандартном растворе составил 10 %; на Новгородском ПМО брак составил соответственно 2,45 и 10 %.

Эксплуатационные испытания полушпал из модифицированной древесины

Опытная партия шпал из модифицированной древесины березы, осины, сосны была изготовлена в Бельковском лесокомбинате Рязанской области в количестве 100 шт. 50 полушпал были уложены на ст. Чистые пруды Московского метрополитена в марте 1998 г., 20 шт. - на экспериментальном кольце МПС ст. Щербинка Московской железной дороги в апреле 1999 г., остальные были испытаны в научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта г. Москва. Результаты испытаний подтвердили высокие динамические и прочностные характеристики полушпал. С начала испытаний по март 2002 г. не было отмечено разбухания растрескивания, полушпал, а также углубления металлической накладки в тело шпалы.

По результатам испытаний шпалы из модифицированной древесины рекомендованы к широкому применению в железнодорожном транспорте и метрополитене. На них утверждены технические условия ТУ

5883-001-34017041-89.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >