Способ для поверхностного склеивания плоских заготовок клеевой термонитью и установка для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК бб 28 10 1)5 Е Б ОПИСАН ТЕЛЬ ТВ АВТОРСКОМУ С(53) 674,093.26,059(08 26инат М 3, г, БелА,М,Сидельни8.8) ьць ко хнология проиэводстая промышленность о-ме- проология столяа. - МЛесн153. г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Бухтияров В,П. Те ва мебели. - М.: Лес 1987, с.73-76.Шумига С.С. Тех бельного производст мышлен 1 ость, 1984, с(54) СПОСОБ ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СКЛЕИВАНИЯ ПЛОСКИХ ЗАГОТОВОК КЛЕЕВОЙ ТЕРМОНИТЬЮ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к деревообрабатывающей, бумажной и химической промышленности, в частности к технологии поверхностного склеивания плоских заготовок, например облицовочного шпана. Цель изобретения - повышение эффективности склеивания за счет улучшения прочностных характеристик клеевого шва, сокращения потребляемой энергии и улучшения санитарно-гигиенических условий труда и техни, .ки безопасности. Однократно в течение всего ; периода использования клеевой термонити с конкретным термопластичным покрытием нарабочую поверхность прижимного ролика наносят то же клеевоетермопластичное покрытие, что и у используемой термонити, разогревают рабочую поверхность прижимного ролика до температуры, при которой вязкость клея - расплава материала покрытия термонити - достигает значений, гарантирующих сообщение покрытию рабочей поверхности прижимного ролика требуемых антиадгезионных свойств. установка для поИзобретение относится к деревообрабатывающей, бумажной и химической промышленности, в частности к технологии поверхностногосклеивания плоских заготовок, напримерполос облицовочного шпона.Цель изобретения - повышение эффективности склеивания за счет улучшенияпрочностных характеристики клеевого шва,сокращения потребляемой энергии и улучшения санитарно-гигиенических условийтруда и техники безопасности,На фиг,1 представлена схема установкидля поверхностного склеивания плоских заготовок; на фиг,2 - схема электротермопре образователя и прижимного ролика.П р и м е р. Для реализации способаповерхностного склеивания заготовок, например облицовочных листов шпона, в условиях индивидуального или мелкосерийногопроизводства используют приспособления,Коэффициент запаса К был принят равным 0,90,Для конкретного случая условия принимают вид:160Тнр0,90 300 о, (1)ТплТнпТкр (2)ТплТнпКТнр (3)Проведенные исследования по определению оптимального значения температурынагрева рабочей поверхности прижимногоролика Тнр показали, что антиадгезионныесвойства пленки клея расплава в виде покрытия на рабочей поверхности прижимногоролика определяются его вязкостью: величина при прочих равных условиях зависит оттемпературы его нагрева и может быть вычислена по формуле (метод Андраде)1 п,и= А+ Т,где,и - вязкость;Т - температура;А и В - константы,При относительно больших значенияхвязкости клея-расплава пленки технологиверхностного склеивания плоских заготовок, например облицовочных полос шпона,клеевой термонитью содержит стол 1 с направляющей 2, на рабочей поверхности которого фиксируются склеиваемые заготовки, механизм 3 для подачи склеиваемых заго -товок и клеевой термонити в зону склеивания, устройство 4 для раскладки клеевой термонити в зоне стыка соединяемых заготовок по зигзагообразной линии, клеильнуюголовку 5 с нитеводителем 6 и электротермопреобразователем 7 и прижимной ролик8, 2 с. и 1 з.п, ф-лы, 2 ил,ческого покрытия рабочей поверхности прижимного ролика, имеющих место при температуре ее нагрева в пределах 160-200",антиадгезионные свойства упомянутойпленки технологического покрытия роликапрактически не проявляются,По мере увеличения температуры нагрева рабочей поверхности прижимного ролика и соответствующего снижения вязкостипленки клея-расплава улучшают ее антиадгезионные свойства, которые достигают оптимума в конкретныхусловиях при температуре280 - 290 (Тнр, Ткр)Реализация технологического процессаосуществляется е следующей последовательсности.С помощью электротермопреобразователя, подключенного к регулируемому источнику переменного тока, рабочая поверхностьприжимного ролика нагревается до температуры 280 - 290 С и поддерживается на такомуровне в течение всего времени реализациипроцесса.Склеиваемые полосы шпона размещаются на плоскости стола и фиксируются втребуемом положении,Клеевая термонить с помощью шаблонаи приспособления укладываются в зоне стыка соединяемых полос по зигзагообразнойлинии с фиксацией в отдельных точках.Операция разогрева термонити до температуры 280-290 С и ее проглаживания(прокатывания) с усилием прижима 0,8 кгосуществляется одновременно с помощьюодного инструмента - прижимного роликапутем перемещения клеильной головки сэлект ротермопреобразователем по линиистыка; "оединяемых полос,По мере выхода термонити из зоны технологического ваимодействия с прижимным роликом происходит ее охлаждение исопутствующее ему локальное отверждениечастиц клея-расплава, в результате чего 5 1015 20 25 30 35 4010 10 15 20 25 30 3 40 достигается эффект склеивания термонити и шпона,Результаты испытаний клеевого шва опытных образцов на п рочность (по типовой методике) подтверждают соответствие их предъявляемых техническим требованиям(фактические значения разрывного усилия отдельных образцов превышают 4 кг при норме 3 кг),Несмотря на отсутствие вспомогательной. операции непрерывного смачивания рабочей поверхности прижимного ролика защитной антиадгезионной жидкостью (например, алеиновой кислотой) явлений прилипания к ней засохших частиц клея-расплава, обрывков термонити и других инородных частиц не наблюдается.Установка для поверхностного склеивания плоских заготовок клеевой термонитью содержит стол 1 с направляющей 2, механизмом 3 для подачи склеиваемых заготовок и термонити в зону склеивания, устройство 4 для раскладки термонити по зигзагообразной линии, клеильную головку 5 с нитеводителем 6 и электротермопреобразователем 7, прижимной ролик 8 с нагревателем 9 кольцеобразной формы, установленным с возможностью вращения относительно неподвижной направляющей, выполненной из материала, обладающего магнитомягкими свойствами, в виде шихтованного сердечника, представляющего часть замкнутого магнитопровода 10, на одном из участков которого размещена катушка 11 с обмоткой, подключенной к регулируемому источнику переменного тока 12,Электротермопреобразователь 7 установки выполнен в виде трансформатора, содержащего замкнутый магнитопровод 10 и только одну первичную обмотку, при этом своеобразной вторичной одновитковой обмоткой служит корпус прижимного ролика кольцеобразной формы, охватывающий один из участков магнитопровода по замкнутому контуру и являющийся одновременно нагревателем электротермопреобразователя 7,Для обеспечения электрической и тепловой изоляции нагревателя 9 от других деталей прижимного ролика 8 предусмотрена изготовленная из асбоцемента изоляционная втулка 13, в которой закреплены подшипники качения.Нагреватель 9 изготовлен из кадмиевой бронзы, обладающей повышенной электропроводностью, и выполнен в виде кольца с наружной модифицированной поверхностью, характеризующейся повышенной твердостью, износостойкостью, термостойкостью, а также способностью хорого смачиваться клеем-расплавом покрытия термонити.С целью сокращения потребляемой установкой электроэнергии, снижения энергопотерьи повышения КПД электротермопреобразователя в конструкции подшипников прижимного ролика 8 предусмотрено использованиеспециального внутреннего кольца (или обоихколец) со сквозным пазом шириной 0,1-0,5мм, соединяющим его внутреннюю и наружную поверхности, заполненного другим материалом, обладающим диэлектрическимисвойс-вами, образующими вместе с ним единый монолит кольцеобразной формы, содержащим металлическую и диэлектрическуючасти.Механизм функционирования электротермоп реобразователя, предназначенногодля преобразования электрической энергии(из сети питания) в тепловую (нагрев рабочей поверхности прижимного ролика) состоит в следующем,При подач на первичную обмотку преобразователя переменного электрическогонапряжения и в корпусе кольцевой формыприжимного ролика 8 (электронагревателя)наводится переменная ЭДС, и следовательно, возникает электрический ток, величинакоторого может быть. определена иэ соотношения01 = 202 (5)где 1 и 2 - величина электрического токасоответственно в первичной обмотке электротермопреобразователя и корпусе прижимного ролика кольцеобразной формы(электронагревателе);О и 02- величина напряжения соответственно в первичной и вторичной обмотках,Из выражения (5) может быть определена величина электрического тока 21 012 --02Из формулы вытекает, что изменениемпеременного напряжения на входе преобразователя можно регулировать величинутока 2 и, следовательно, температуру нагрева рабочей поверхности прижимного ролика,В установке предусмотрена возможность регулировки основных параметровтехнолического процеса склеивания, аименно: скорости подачи склеиваемых заготовок и клеевой нити в оперативную зонусклеивания; силы прижатия нити к клеевойповерхности заготовок; температуры нагрева рабочей поверхности прижимного ролика и клеевой нити непосредственно воперативной зоне склеивания; шага и амплитуды (размаха) зигзагообразной линии.10 20 30 35 40 45 50 55 В качестве исходных при реализациитехнологического процесса ребросклеивания облицовочных листов шпона используются следующие материалы иполуфабрикаты: полосы шпона толщиной0,8 мм и размерами 900 х 320 мм; клееваятермонить типа КНс клеевым теплопластичным покрытием на основе полиамиднойсмолы П/ПА/66-3/ с температуройплавления Тпл = 160 С и температурой разложения 300 С,Реализация технологического процессаповерхностного склеивания плоских заготовок, облицовочных листов шпона, на основепредложенного способа осуществляется следующим образом.Однократно, только при первой реализации технологического процесса на весьпериод работы с использованием клеевойтермонити конкретного типа, в данном случае типа КНс термопластичным покрытием на основе полиамидной смолы, нарабочую поверхность прижимного ролика,предварительно нагретого до температуры280 - 290 С методом окунания в расплав полиамидной смолы, также нагретой до температуры 280-290 С, был нанесен тонкийслой термопластичного покрытия,Номинальное значение температурынагрева рабочей поверхности прижимногоролика Тнп определяется с учетом выполнения условийТплТнпК Тр, (7)где Тпл - температура плавления материалатермопластичного покрытия клеевой термонити (полиамидной смолы П);Тр - температура термического разрушения (разложения) материала клеевоготермопластичного покрытия;К- коэффициент запаса(принят равным0,95).Для конкретного случая условия (7) принимают вид160 СТнп 285 С (8)В укаэанном диапазоне температур эмпирически определяется оптимальное значение температуры нагрева рабочей поверхностиприжимного ролика стачки зрения достижениянаибольшей эффективности технологическогопроцесса, в том числе с учетом обеспечениятребуемых антиадгезионных свойств рабочейповерхности ролика,В течение подготовительного периодапроизводится подключение установки к сети питания, устанавливаются значения основных параметров технологическогопроцесса: Ч - скорость подачи полос шпанав оперативную зону склеивания; р - силыприжатия термонити к клеевой поверхности; Ткр - температуры нагрева рабочей поверхности прижимного ролика; 1 - шаг и амплитуда раскладки клеевой термонити по зигзагообразной линии После предварительной проверки работоспособности установки и нагрева рабочей поверхности прижимного ролика электротермопреобразователя до требуемой температуры подлежащие склеиванию полосы шпона с помощью направляющей линейки устанавливаются на рабочей поверхности стола и фиксируются в требуемом положении,С момента предварительной подачи подлежащих склеиванию полос по мере их ручного перемещения происходит переключение установки на работу по автоматическому циклу, при этом операции выполняются в следующей последовательности: синхронно в оперативную зону склеивания осуществляется подача полос шпона и клеевой термонити; по мере перемещения склеиваемых полос и смотки термонити с отдающей бобины происходит ее раскладка в зоне стыка соединяемых полос по зигзагообразной линии; операция разогрева термонити до температуры 280 - 290 С и ее проглаживания (обкатывания) с определенным усилием прижима осуществляется одновременно с помощью одного инструмента - прижимного ролика непосредственно в оперативной зоне склеивания,В результате термогидродинамического взаимодействия предварительно нагретой до температуры 280-290 С рабочей поверхности вращающегося прижимного ролика и клеевой термонити непосредственно в оперативной зоне склеивания происходит разогрев последней примерно до такой же температуры, расплавление ее полиамидного покрытия с одновременным прикатыванием (проглаживанием термонити роликом с усилием прижима 0,8 кг), при этом между частицами клея-расплава на взаимодействующих поверхностях прижимного ролика и клевой термонити имеет место активный тепло- и массообмен, вследствие чего толщина защитной антиадгезионной пленки на рабочей поверхности в течение всего времени реализации процесса практически не изменяется.При выходе термонити из оперативной зоны технологического взаимодействия с рабочей поверхностью прижимного ролика происходит ее охлаждение, и как следствие, отверждение частиц клея-расплава, в результате чего достигается эффект склеивания.Результаты испытания клеевого шва опытных образцов на прочность подтверж. дают соответствие их предьявляемым к ним техническим требованиям (фактическиезначения разрывного усилия отдельных образцов превышают 4 кг при норме З.кг.Несмотря на отсутствие операции непрерывного смачивания рабочей поверхности прижимного ролика защитной антиадгезионной жидкостью, а также устройства для его осуществления нарушений производственного процесса, обусловленных прилипанием к ней частиц засохшего клея-расплава, обрывков термонити и других инородных частиц, не наблюдается,Технический и экономический эффект использования изобретения обусловлен повышением эффективности технологического процесса за счет снижения числа и трудоемкости вспомогательных операций (например, исключены операции непрерывного смачивания рабочей поверхности прижимного ролика защитной антиадгезионной жидкостью, очистки направляющего отверстия нитеводителя и т.д.), а также числа и длительности межоперационных пауз; повышением стабильности технологического процесса, а также качества формируемого клеевого шва за счет снижения влияния на него дестабилизирующих факторов; сокращением потребляемой при реализации процессов электроэнергии; улучшением санитарно-гигиенических условий труда и техники безопасности за счет снижения температуры нагрева клеевой термонити и некоторых деталей установки (трубки микропечи, нитеводителя и т.д.) до значений, при которых разложение покрытия нити с выделением токсичных газов не наблюдается, а также за счет сокращения длительности нагрева элементов нити; упрощением установки за счет исключения из ее конструкции пневмосистемы с фильтром, стабилизатором и манометром, формирователя струи горячего воздуха, проходной микропечи с проволочным электронагревательным элементом, устройства для непрерывного смачивания рабочей поверхности ролика и т.дповышением надежности и долговечности установки эа счет исключения из ее конструкции принципиально ненадежных и недолговечных в эксплуатации микропечи с быстро выходящим из строя и роволочным электронагревателем, а также токоп ровс да со скользящими контактами. Формула изобретения1. Способ для поверхностного склеивания плоских заготовок клеевой термонитью,10 включающий фиксацию склеиваемых заготовок, нагрев клеевой термонити, ее зигзагообразную раскладку, склеивание заготовок спомощью прижимного ролика с обогревом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью15 повышения эффективности склеивания за счетулучшения прочностных характеристик клеевого шва, сокращения потребляемой энергиии улучшения санитарно-гигиенических условий труда и техники безопасности, перед силе 20 иванием заготовок на прижимной роликнаносят идентичное клеевой термонити термопластичное покрытие, при этом обогревприжимного ролика ведут не ниже температуры плавления и не выше температуры раз 25 ложения термопластичного покрытия.2. Установка для поверхностного склеивания плоских заготовок клеевой термонитью, содержащая стол с направляющейлинейкой для фиксации склеиваемых загото 30 вок, механизм подачи склеиваемых заготовоки клеевой термонити в зону склеивания, устройство для раскладки клеевой термонити позигзагообразной линии, электротермопреобразователь, головку с нитеводителем, прижим 35 ной ролик с нагревателем и неподвижнойнаправляющей, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что неподвижная направляющая выполненав виде сердечника из магнитомягкого материала, прижимной ролик имеет расположенное40 снаружи кольцо из высокопроводимого материала с воэможностью его взаимодействия с нагревателем,3. Установка по п,2, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что кольцо прижимного ролика выпол 45 нено с переменной увеличивающейся отцентра к краям толщиной стенок.1662851Составитель А, СафоновРедактор С. Никитина Техред М.Моргентал Корректор И. Муска Заказ 2229 Тираж 330 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10