СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТУЛОК ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТУЛОК ИЗ ДРЕВЕСИНЫ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2041805 (13) C1

(51) 6 B27D1/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.02.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5057007/15 
(22) Дата подачи заявки: 1992.07.29 
(45) Опубликовано: 1995.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 409854, кл. B 27D 1/08, 1974. 
(71) Заявитель(и): Самодуров Иван Серафимович 
(72) Автор(ы): Самодуров Иван Серафимович 
(73) Патентообладатель(и): Самодуров Иван Серафимович 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТУЛОК ИЗ ДРЕВЕСИНЫ 

Использование: в деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для изготовления из древесины изделий типа втулок, вкладышей подшипников скольжения и т.п. Сущность изобретения: после установки древесных заготовок в ограничительный контур с определенным ориентированием волокон по отношению к его оси прессование ведут через конический приемник с углом конусности 6 8°, а диаметр основной пресс-формы и ограничительного контура определяют из соотношения приведенного в описании. 4 ил. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для изготовления из древесины изделий типа втулок, вкладышей, подшипников скольжения и т.п.

Известен способ получения древеснометаллических втулок (а.с. N 452521, кл. В 27 В 1/02), включающий формообразование установленных в ограничительный контур пластин путем их запрессовки с натягом в металлическую обойму через конический приемник.

Недостатком этого способа является ограниченная область его применения, так как он позволяет получать втулки только лишь с неравномерной плотностью по сечению для тех узлов трения, где допускается износ рабочей поверхности в минимальных пределах.

Кроме того, втулки с радиальным расположением волокон, изготовленных по этому способу, после усушки их до влажности 0-2% разрушаются по клеевым швам и не могут изготовляться без металлических обойм.

Указанные недостатки частично устраняются другим известным способом (а. с. N 863429, кл. В 27 М 1/02, B 32 B 13/10).

Однако и этот способ не позволяет получать втулки с равномерной плотностью по сечению и различным направлением древесных волокон по отношению своей оси из древесины с малой исходной плотностью.

Кроме того, существенным недостатком обоих способов является то, что они не позволяют получать вкладыши подшипников с толстыми стенкам аналогичными шариковыми подшипниками, так как торцовые древесные пластины с большой толщиной и малым радиусом изгиба не поддаются гнутью и разрушаются при проходе через конический приемник.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения втулок с радиальным расположением волокон и равномерной плотностью по сечению (а.с. N 409854, кл. В 27 М 1/02), позволяющий получать высококачественные втулки из трапециевидных сегментов практически с любой толщиной стенки и не требующий, как правило, облицовки их металлическими обоймами.

Однако и этот способ не получил широкого распространения из-за длительной и сложной операции склеивания сегментов во втулку, предусматривающий обязательное применение распарочных автоклавов с давлением пара 1,5-2,0 атм в течение 1-2 ч, что в свою очередь вызывает сильную коррозию металлических обойм и пресс-форм.

Кроме того, данный способ недостаточно универсален, так как не позволяет получать втулки с высокой конечной плотностью и с различным направлением волокон по отношению к своей оси из древесных сегментов с малой исходной плотностью (600-800 кг/м3) ввиду того, что конструкция прессовой оснастки, предназначенная для осуществления данного способа, не обеспечивает этой возможности.

Целью изобретения является повышение производительности способа, универсализация его за счет расширения возможности получения втулок с заранее заданными свойствами практически с любой толщиной стенки из древесины с любой исходной плотностью с помощью одной и той же прессовой оснастки.

Цель достигается тем, что в способе получения втулок из древесины, включающем выпиливание трапециевидных сегментов, наклеивание их на основу, установку в ограничительный контур, предварительную перепрессовку через конический приемник в основную пресс-форму с последующим окончательным уплотнением пуансоном до заданной плотности, прессование ведут через конический приемник с углом конусности 6-8о, а диаметр основной пресс-формы и ограничительного контура определяют из соотношения:

Dоп Dок Dок .К, где Dоп внутренний диаметр основной пресс-формы;

Dок внутренний диаметр ограничительного контура;

К коэффициент, зависящий от исходной плотности древесины.

Предлагаемое техническое решение позволяет полностью решить поставленную задачу.

Ни в одном из известных изобретений не была решена задача получения изделий типа втулок с заранее заданными параметрами и свойствами с помощью одной и той же прессовой оснастки.

Известные способы получения втулок с радиальным или частично радиальным расположением волокон (а.с. N 1380952, кл. В 27 М 1/02; а.с. N 1366399, кл. B 27 D 1/08; а.с. N 1440728, кл. B 27 M 3/00, а.с. N 1110952, кл. F 16 C 17/00, F 16 C 33/18; а.с. N 1676805, кл. В 27 М 3/00, 1/02) хотя и решают отдельные вопросы по снижению расхода прессованной древесины и повышению качества втулок и подшипников скольжения в условиях переменной влажности воздуха путем изготовления двухслойных втулок из древесины, однако все они сложны технологически и дают большой процент брака при склеивании отдельных сегментов во втулку из-за несовершенства прессовой оснастки и не решают вопросов получения втулок с различным расположением волокон, а следовательно, и с различными наперед заданными свойствами с помощью одной и той же прессовой оснастки.

На фиг. 1 показана прессовая оснастка для осуществления предложенного способа, где 1 ограничительный контур, 2 конический приемник, 3 основная пресс-форма.

На фиг. 2-4 изображена последовательность осуществления трех вариантов предлагаемого способа получения втулок с различным расположением волокон по отношению к своей оси; на фиг.2 вариант I с радиальным расположением; на фиг.3 вариант II с продольным расположением; на фиг.4 вариант III с кольцевым расположением. Способ поясняется таблицей.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Вариант I. На торцах досок С специальной фрезой делают два скоса с определенными углами, затем дисковой пилой отрезают в поперечном направлении заготовки в виде трапециевидных сегментов D, наклеивают их на гуммированную бумажную ленту Е, наносят клей на боковые грани, сворачивают сегменты в многогранник и устанавливают его в ограничительный контур 1 (при этом волокна в сегментах ориентированы в радиальном направлении), из которого через конический приемник 2 сегменты перепрессовывают в основную пресс-форму 3, где происходит их обжатие по наружному и внутреннему периметрам до плотного прижатия боковых граней друг к другу. После этого фигурным пуансоном 4 и шайбой 5 создают определенное давление прессом, фиксируют спрессованные сегменты стальными шпильками 6 и в таком состоянии помещают в сушильную камеру, где происходят одновременные сушка и склеивание сегментов во втулку 7.

Затем втулки 7 вместе с пресс-формами охлаждают до комнатной температуры, вынимают из пресс-форм, пропитывают различными минеральными смазками по известным режимам и подвергают машинной обработке до чистовых размеров 8.

Вариант II. Доски С распиливают в продольном направлении на заготовки в виде трапециевидных сегментов D. Операции наклеивания сегментов на ленту, установка в ограничительный контур, перепрессовка в основную пресс-форму аналогичны варианту I. Отличие состоит в том, что волокна в данных сегментах ориентированы вдоль оси, т.е. в продольном направлении, которые затем прессуют изнутри пуансоном 4, используя подставку 5. Остальные операции сушка, пропитка, мехобработка 6 аналогичны варианту I.

Вариант III. Доски С распиливают в поперечном направлении на заготовки в виде трапециевидных сегментов D, волокна у которых направлены параллельно основанию трапеции. Затем выполняют аналогичные I и II вариантам операции наклеивания сегментов на бумажную ленту, установку их в ограничительный контур 1, перепрессовку в основную пресс-форму 3. Отличие от предыдущих вариантов состоит в том, что волокна в данном варианте у сегментов направлены по окружности (по кольцу). Затем сегменты прессуют одновременно шайбой 6 по оси и изнутри пуансонами 4 и 5 до заданной плотности, фиксируя шпильками 7, используя подстановку 8. Дальнейшие операции (сушка, пропитка, мехобработка 9) аналогичны предыдущим вариантам.

Высота конуса 2 Нкон при угле конусности в пределах 6-8о и диаметр ограничительного контура 1 Dок изменяются в зависимости от исходной плотности древесины, а диаметр основной пресс-формы 3 Dоп задается условием задачи и остается постоянным (см. таблицу).

В результате последовательности выполнения операции, указанных в трех вариантах, предлагаемый способ позволяет получать втулки с заранее заданными свойствами, используя для этого одни и те же исходные заготовки (доски) и практически одну и ту же прессовую оснастку, что повышает производительность процесса, расширяет область применения изделий, упрощает и значительно ускоряет трудоемкий процесс склеивания сегментов во втулку, повышает антифрикционные свойства за счет пропитки минеральными смазками.

П р и м е р 1. Получение втулок с радиальным расположением волокон.

Из досок С модифицированной древесины по ГОСТ 24329-80 (пункт 1.4) толщиной 24,5 мм, плотностью 1050 кг/м3, влажностью 12% выпиливали сегменты в виде равнобедренной трапеции D со сторонами а 24,5 мм, b 14 мм, толщиной S 22 мм, высотой h 120 мм.

Затем сегменты широкой стороной а приклеивали на гуммированную бумажную ленту Е (при массовом производстве длина ленты с приклеенными к ней сегментами может составлять несколько метров и сматываться в рулон или в кассету).

После этого ленту разрезали на пакеты с 12 шт. сегментов, наносили клей на боковые грани и устанавливали в ограничительный контур 1 с внутренним диаметром 94 мм, который вычислили по формуле

Dоп Dок Dок .К, где Dоп 90 мм заданный диаметр основной пресс-формы;

К коэффициент брали из таблицы,

который для сегментов с исходной плотностью 1050 кг/м3 с радиальным и кольцевым расположением волокон равен 0,04, при этом волокна в сегментах были сориентированы в радиальном направлении по отношению к оси ограничительного контура. Затем сегменты из ограничительного контура 1 с внутренним диаметром 94 мм перепрессовали в основную пресс-форму 3 с внутренним диаметром 90 мм, где происходило их обжатие по наружному и внутреннему периметрам, при этом общая длина сторон а сегментов уменьшилась на 12,5 мм, что в среднем в 2 раза больше максимальной величины усушки сегментов (6-7 мм по окружности) в случае усушки их до конечной влажности 0-2%

После обжатия сегментов в основной пресс-форме 3 их прессовали в направлении оси шайбой 5 и фигурным пуансоном 4 в этой же пресс-форме под давлением пресса с усилием 80-100 МПа до плотности 1250-1350 кг/м3, фиксировали шпильками 6 и вместе с пресс-формой помещали на сушку в камеру, где при Т 110-120оС происходила их сушка до влажности 0-2% с одновременным склеиванием во втулки 7, которые затем вместе с пресс-формами охлаждали до комнатной температуры и проводили демонтаж. Готовые втулки 8 имели: Dн 88,5 мм; dвнутр 44,5 мм; h 95 мм; масса 563 г; плотность 1280 кг/м3; влажность 2%

П р и м е р 23. Получение втулок с продольным расположением волокон.

Из спрессованных досок С толщиной 22 мм, плотностью 1050 кг/м3, влажностью 12% дисковой пилой выпиливали трапециевидные сегменты D с продольным расположением волокон со сторонами а 24,5 мм, b 14 мм, толщиной S 22 мм, высотой h120 мм. Затем выполняли операцию Е и устанавливали сегменты в ограничительный контур 1 с внутренним диаметром 94 мм (расчетный диаметр в таблице равен 95 мм, разницей в 1 мм можно пренебречь), при этом волокна в сегментах были направлены вдоль оси ограничительного контура 1. Затем сегменты перепрессовывали в основную пресс-форму 3 с внутренним диаметром 90 мм через конический приемник 2 с углом конусности 6о и высотой (Нкон) 25 мм, где сжатие сегментов по окружности составило 12,5 мм, а внутренний диаметр сегментов с 50 мм уменьшился до 42 мм, после чего сегменты прессовали изнутри пуансоном 4 с диаметром 55 мм, используя подставку 5. Затем сегменты вместе с пресс-формой и пуансоном помещали в сушильную камеру, где происходила их сушка до влажности 0-2% и одновременное склеивание во втулку. После охлаждения до температуры 50-60оС пуансон 4 выпрессовывали из втулки и продолжали охлаждать до комнатной температуры.

Внутренний диаметр готовой втулки 6 дал усадку и стал равным 53,5 мм, высота осталась прежней 120 мм, плотность составила 1200 кг/м3, влажность 1,5% масса 574 г, масса начальная 625 г с 12 шт. сегментов. Каких-либо трещин по клеевым швам и древесине во втулках замечено не было. В дальнейшем втулки 6 пропитывали под давлением различными минеральными смазками (расплавленный церезин, минеральное масло и др.). При использовании втулок с продольным расположением волокон в качестве уплотнений операция пропитки не всегда требуется.

П р и м е р 3. Получение втулок с кольцевым расположением волокон. Из спрессованных досок С толщиной 22 мм, плотностью 1050 кг/м3, влажностью 12% в поперечном направлении выпиливали трапециевидные сегменты D со сторонами а 24,5 мм, b 14 мм, толщиной S 22 мм, высотой h 120 мм, при этом волокна в сегментах направлены параллельно сторонам трапеции а и b. Затем выполняли операции, аналогичные приведенным в примерах 1, 2. Диаметр ограничительного контура равен 94 мм, а диаметр основной пресс-формы 90 мм. Сжатие сегментов по окружности составило 12 мм, т.е. каждая сторона сегмента а и b уменьшилась на 1,0 мм, внутренний диаметр сегментов составлял 42 мм, после чего основную пресс-форму 3 вместе с сегментами устанавливали на подставку 8 и прессовали одновременно по оси и изнутри пуансонами 4 и 5 под давлением 90-100 МПа (диаметр пуансона 5 был равен 50 мм), фиксировали пуансон 5 шайбой 6 и шпильками 7 и в таком виде помещали на сушку и склеивание в камеру. После сушки высота втулки составила 95 мм, а диаметры наружный и внутренний, не изменились и составили: Dн 90 мм; Dвн 50 мм; плотность 1200 кг/м3 влажность 5,1%

П р и м е р 4. Изготовление втулок по предлагаемому способу из древесины с малой и средней исходной плотностью (650-950 кг/м3) аналогично рассмотренным выше примерам 1, 2, 3. Отличие состоит в том, что при изготовлении втулок, например, из натуральной древесины (березы) с исходной плотностью 650 кг/м3 до конечной плотности 1250 кг/м3 высота втулок с радиальным и кольцевым расположением волокон после прессования в осевом направлении уменьшается в 2 раза, т.е. до 60 мм, а при изготовлении втулок из предварительно прессованной древесины плотностью 950 кг/м3 до плотности 1250 кг/м3 высота уменьшается до 85 мм по сравнению с первоначальной высотой сегментов 120 мм.

П р и м е р 5. При изготовлении втулок с продольным расположением волокон из натуральной древесины с исходной плотностью 650 кг/м3 толщину S и сторону а увеличивали до 30 мм, сторона b оставалась равной 14 мм. После установки сегментов в ограничительный контур с внутренним диаметром 115 мм (см. таблицу) и последующей перепрессовкой в основную пресс-форму 3 с внутренним диаметром 90 мм сегменты прессовали изнутри пуансоном 4 с диаметром 55 мм и получали втулки аналогичного размера и с одинаковой плотностью, как из сегментов с исходной плотностью 1050 кг/м3 (пример 2).

Предлагаемый способ получения втулок обеспечивает: повышение интенсификации и производительности процесса, получение трех марок втулок с различными свойствами, что значительно расширяет область применения этих втулок и возможность самого способа; прочное склеивание сегментов между собой во втулки за счет расчетной величины обжатия их в основной пресс-форме, превышающей в 1,5-2,0 раза величину их усушки в процессе сушки до абсолютно сухого состояния; снижение затрат на изготовление прессовой оснастки, так как в одной и той же оснастке можно получать втулки с различными свойствами; упрощение технологии получения высокоизносостойких втулок с радиальным расположением волокон (торцовая рабочая поверхность) и особенно с продольным и кольцевым расположением.

Последние две марки втулок за последние 30 лет практически не совершенствовались и не изготовлялись большими сериями из-за сложности техпроцесса и большого процента брака при их изготовлении.

Изготовленные по предлагаемому способу подшипники скольжения с радиальным расположением волокон прошли успешные производственные испытания на ряде предприятий и используются в серийно выпускаемых шнековых транспортерах подачи технического углерода (сажи) и цемента вместо аналогичных втулок из бронзы, стали, чугуна, пластмасс.

Втулки с продольным расположением волокон, изготовленные из сегментов, успешно работают в гидравлических насосах с давлением жидкости до 200 атм в качестве уплотнений, а также в станках-качалках, устьевых сальниках на нефтепромыслах.

Втулки с кольцевым расположением волокон рекомендуются для применения преимущественно в узлах трения тех машин, которые работают и хранятся на открытых пространствах (дорожные машины, сельхозтехника, тракторы и т.д.), так как хорошо переносят изменения температуры и влажности окружающего воздуха. Кроме того, такие втулки наряду с втулками с продольным расположением волокон хорошо переносят ударные и динамические нагрузки, поглощают звук и обладают демпфирующими свойствами. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВТУЛОК ИЗ ДРЕВЕСИНЫ, включающий выпиливание трапециевидных сегментов, наклеивание их на основу, установку в ограничительный контур, предварительную перепрессовку через конический приемник в основную пресс-форму с последующим окончательным уплотнением пуансоном до заданной плотности, отличающийся тем, что прессование ведут через конический приемник с углом конусности 6 8o, а диаметр основной пресс-формы и ограничительного контура определяют из соотношения.

Dо.п Dо.к Dо.к х K,

где Dо.п внутренний диаметр основной пресс-формы;

Dо.к -внутренний диаметр ограничительного контура;

K-коэффициент, зависящий от исходной плотности древесины.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru