Sorszám: H_000074

A cikk szerzőjének a neve(i): Lázár, László ; Gulyás Kiss, Ernő ; Fábián, Tibor ; Arató, István.

A cikk címe: Terítő berendezések vizsgálata forgácslap-gyártásnál

Forrás: FAIPARI KUTATÁSOK, Faipari Kutató Intézet [FaKI] Budapest, 1963. 2. sz. 117 – 153 oldal, Mezőgazdasági Könyvkiadó, Budapest 1963

Lásd a teljes cikket: Teljes_cikk

Kulcsszavak: forgácslap, terítőrendszer, térfogatsúly, súlyelosztás, forgácshossz

A forgácslap tulajdonságai nem azonosak a természetes fákéval, ennek megfelelően felhasználási területük sem azonos teljes mértékben. A felhasználási területtől függően - a természetes fákhoz viszonyítva - hol előnyös, hol hátrányos tulajdonságai döntik el az alkalmazhatóságot, azonban a felhasználás szempontjából mindkét anyag közös hátrányos tulajdonsága az inhomogenitás, mely hátrányos mind a feldolgozás, mind a használat szempontjából. A forgácslapok inhomogenitásának a következményei (méretezési nehézségek, deformációk stb.) szükségessé teszik, hogy az inhomogenitást a lehetőségekhez mérten csökkentsük. A forgácslapok gyártási folyamatában a préselés, forgácsképzés és kötőanyag felhordás mellett az inhomogenitás mértékét legjobban a lapképzés, vagyis a terítés befolyásolja. A terítés egyenletessége befolyást gyakorol a késztermék fizikai és mechanikai tulajdonságaira. Determináló szerepe a térfogatsúlyban és ezen keresztül a szilárdsági jellemzőkben jut kifejezésre. Időszerűvé vált a legjobb jellemzőkkel rendelkező terítőrendszerek vizsgálata. A tervezők a korszerű forgácslapüzemekben használt, legjobban bevált adagoló- terítőrendszereket valósították meg, laboratóriumi bemérési céllal. A kutatás eredményeként várható, hogy egy, a követelményeknek legjobban megfelelő terítőrendszer kerül kidolgozásra, ami a gyártott forgácslapokban az eddigieknél homogénebb tulajdonságokat biztosít lapok között és lapokon belül is. A terítés egyenletességét a következő tényezők befolyásolják: Terítőberendezéstől függően: a terítőberendezés típusa (konstrukció); a sebesség és annak egyenlőtlenségei; a töltési fok. Alapanyagtól és lapszerkezettől függően: fafej és annak térfogatsúlyingadozása; forgácsméretek; nedvességtartalom; kötőanyag; lapképzés módja (egy- többrétegü terítés). Mivel kísérleteink célja a különböző terítőberendezés típusok összehasonlítása, tehát éppen a konstrukció különböző hatásának érvényesülését úgy érhetjük el, ha a többi tényezőt a lehetőségekhez mérten állandó értékre állítjuk be. A terítőberendezések meghajtómotorjainak sebességingadozásait, illetve a konstrukciós megcsúszásokat nem küszöböltük ki, ugyanis ezek befolyása a konstrukcióhoz tartozik és e mellett hatásuk a terítés egyenletességére elenyésző.

A terítőkeret sebességegyenlőtlenségét, azaz az indulási és megállási hibát úgy küszöböltük ki, hogy a terítőgépet minden esetben a terítőkocsi végállásból történő indulása előtt kb.8-10 mp-el állítottuk üzembe és a terítőkeretnek a forgácsfelhőt - szintén kb. 8-10 mp-el történő - elhagyása után állítottuk le. A forgácstároló-térben a forgácsréteg vastagság - azon keresztül, hogy a kiadagolt réteg tömörsége a felette elhelyezkedő forgácsmennyiségtől függ - befolyást gyakorol a kiadagolt mennyiségre. A töltési fok azonos értéken tartását úgy biztosítottuk, hogy minden méréssorozatnál azonos forgácsmennyiséget helyeztünk a tárolótérbe és minden mérés után a kiadagolt mennyiséget viszszatöltöttük. A mérési adatok közvetlenül nem hasonlíthatók össze, mivel egyrészt a szombathelyi adatok háromrétegű forgácslapra vonatkoznak, másrészt a vastagság különbségéből adódó térfogatsúlyszórást is tartalmazzák. A térfogatsúly meghatározása csiszolás után történik, így a csiszolási vastagságkülönbségből (19 ± 0,6 ma) adódó térfogatsúly eltérés maximum + 3,2 %. Ha ezt az értéket levonjuk a 8,47 %-ból, csak a terítésból adódó relatív szórás 5,27 %-ra adódik. Szombathelyen a Shenk-rendszerű terítőgépet alkalmazzák, ennek megfelelően az erre a gépre kapott mérési adatokat háromrétegű forgácslapra számitottuk át. A számítást mellőzve csak az eredményt közöljük, mely szerint a háromrétegű forgácslapok lapok közötti maximális relatív szórása 3,5 %. Így már a mérési adatok összehasonlithatók. A terítőkeret sebességének befolyása a terítés egyenletességére. A terítőkeret sebességének növelése a terítőgép által időegység alatt kiadagolt forgácsmennyiség növelésével egyidőben, a terítés kapacitásának növekedéséhez vezet és csökkenti az átfutási időt. Forgácsméreteknek a következő értékeket vettük fel: Erdeifenyő keretfürészpor 5x5 mm-es belméretű szitán áteső, 2x2 mm belméretű szitán fennmaradó frakciója. Erdeifenyő lapkás forgács, 10, 30 és 50 mm hosszú. A forgácsszélesség befolyása a terítés egyenletességére. Mivel a gyakorlatban forgácslapképzésre nagy mennyiségben alkalmaznak szálkás forgácsot is, megvizsgáltuk a forgácsszélesség befolyását is a terítés egyenletességére. Vizsgáltuk a 30 mm hosszú szálkás akácforgácsot 350 g/keret/1750 g/m2/ terítékmennyiség és 2 m/p terítőkeretsebesség mellett. A terítési rétegszám befolyása a terítés egyenletességére. A forgácslapok terítésével kapcsolatban elterjedt az a vélemény, hogy a forgácspaplan minél több rétegben való teritése előnyös. A több rétegben való terités előnyét abban látják, hogy a terítés egyenletessége javul. Kísérleteink során vizsgálni kívántuk az egyes befolyásoló tényezők hatását a súlyeloszlásra terítékek között, terítéken belül és terítési helyre. Terítékek közötti súlyeloszlás alatt értjük - változatlan gépbeállítás mellett - többszöri terítésnél a terítőkeretbe hulló forgács súlyának egymásközti összehasonlítását. Terítéken belüli súlyeloszlás alatt értjük - változatlan gépbeállítás mellett - a terítőkeret területegységére hulló forgácsok súlyának egymásközti összehasonlítását. Többszöri terítésnél az így kapott jellemzők maximális, illetve minimális értékét vizsgáltuk. Terítési helyre vonatkozó súlyeloszlás alatt értjük a terítőkeret meghatározott helyű területegységére, a többszöri terítésnél hulló forgácsok súlyánák egymásközti összehasonlítását. A területegységenként így kapott jellemzők maximális, illetve minimális értékét vizsgáltuk. Előkísérletekben a terítőberendezések összehasonlító vizsgálatánál, valamint a kötőanyag alkalmazásának hatás vizsgálatánál csak a terítékek közötti súlyeloszlást mértük, a többi kisérletsorozatnál mindhárom helyre mértük a súlyeloszlást. A terítéken belüli, illetve terítési helyre vonatkozó vizsgálatok elvégezhetősége érdekében egy négyzethálós vizsgálati módszert alakítottunk ki. A terítékek közötti súlyeloszlás az egyes forgácslapok közötti súlyeloszlással egyenértékű. A terítéken belüli súlyeloszlás maximális értéke a forgácslapon belül előforduló maximális térfogatsúly-különbségnek felel meg. A terítési helyre vonatkozó súlyeloszlásnak a gyakorlatban megfelel a forgácslapok meghatározott azonos helyei között fennálló térfogatsúly eltérés. A gyakorlatban itt ugyancsak a maximális értéknek van jelentősége. A befolyásoló tényezők vizsgálatánál a véletlen hibák kiküszöbölése érdekében nem elég egy mérést végezni. A relativ szórás és a pontossági mutató gyakorlatból ismert vagy megkívánt értékei alapján, az előkísérleteknél, azaz a terítőgépek össze­hasonlító vizsgálatánál a 12-es mérésszámot használtuk, majd a mérési eredmények alapján, mivel a pontossági mutató 3 %-on belül volt, felülvizsgáltuk a mérési számot, ami akkor 27-re adódott. Miután a forgácsteríték súlyeloszlása normál eloszlást követ, a mérési eredményeket Student módszerével elemeztük. Az értékelést 99,73 %-os való­szióínűségi szinten végeztük el. A Shenk- és Siempelkamp-rendszerű terítőgépeknél a terített mennyiség növekedésével a megbízhatóság és a pontosság javul, különösen szembetűnő ez a Shenk-rendszerű terítőgépnél. A Würtex-rendszerű terítőgépre csak a minimálisan kiadagolt forgácsmennyiség statisztikai jellemzőit adjuk meg, miután a kiadagolt mennyiség növelésekor a 40°-os kihordozószalagon megcsúszott a forgács és ezért a mérési adatok a kutatás szempontjából nem használhatók fel. A Würtex-rendszerű terítőgép megbízhatósági és pontossági mutatója a minimális, tehát a biztonságosan teríthető mennyiségnél megfelelő értékű, és nem különbözik a másik két gép átlagos jellemzőitől. A továbbiakban, hogy a Würtex-rendszerű gép, a másik két géppel, a kísérletek során összehasonlítható legyen, a szabályozhatóságot a következő kísérletekkel kívántuk elősegíteni. Kötőanyaggal kevert forgáccsal végeztünk mérést, azonban a megcsúszás változatlanul fennállott. A terítőgépet döntöttük úgy, hogy a kihordószalag hajlásszöge csökkenjen. 30°-os hajlásszögnél a megcsúszás ugyan megszűnt, azonban a tárolótérben elhelyezkedő forgács egyszerre indult meg úgy, hogy a rétegszabályozó henger nem tudta a paplanvastagságot beállítani, a forgács a hengeren keresztülbukott. A kihordószalag léceibe 10 mm magas acéltüskéket helyeztünk el. Ilyen módon a kis mennyiségeknél a megcsúszás kiküszöbölhető volt. A kísérletekből megállapítható, hogy a Würtex-rendszerű terítőgép csak egy adott - a kiviteltől függő - forgácsmennyiséggel üzemeltethető biztonságosan, a szabályozhatóság minimális. A léces visszakaparószalag befolyása a súlyeloszlás egyen- letességére a forgácsméret növekedésénél jut szerephez. Míg a fürészpornál és a kis forgácsméretéknél a kiadagolásra kerülő rétegen belül a filcelődés minimális, addig a forgácsméret növekedésével, - főként kis rétegvastagságnál - az egész rétegre is kiterjedhet. A réteg beállításakor a lécek a forgácsba akadva -annak a vízszinteshez viszonyított elhelyezkedésétől függően azt vagy kiemelni, vagy a rétegbe belenyomni igyekeznek. A filcelődés következtében így a kiadagolt réteg egyrészt különböző tömörségű, másrészt egyenlőtlen felületű lesz, ami a terített réteg súlyeloszlásának egyenlőtlenségéhez vezet. A leírt hatásokat összevetve igazolva látszik a forgácsméret befolyására kapott jelleg. A Siempelkamp-rendszerű terítőgépnél a kiadagolt forgácsréteg mindig azonos magasságú, csak a kiadagoló szalag sebessége változik. A kiadagolás egyenletességét itt is két terítóelem befolyá­solja. A rétegvastagság-állító szalag szerepe itt is azonos a Shenk-rendszerü terítőgépnél elmondottakkal, azonban a magas rétegvastagság mellett hatása jelentéktelen. Jelentős hatást gyakorol a súlyegyenletességre a három lekaparó henger. A forgácsméret növekedésével a filcelődés javul. A forgácsméret további növelésénél előtérbe lép a lekaparó hengerek tüsketávolságának befolyása az adagolás egyenletességére. A 20 mm-es forgácshossz még át tud esni a tüskék között. Az 50 mm-es forgács, ha a forgács lapja párhuzamos a lekaparóhenger tengelyével, már nem tud átesni. Így a forgácsméret növekedésével együttjáró nö­vekvő filcelődést figyelembe véve belátható, hogy a nagy for gácsméretek (40-50 na) mellett a henger- a kiadagolásra kerülő rétegből - nem forgácsokat, hanem forgáccsomókat szaggat le, ami az adagolás egyenletességét rontja. A forgácsméret növekedésével egy másik egyenletességet rontó jelenség is Súlyeloszlás a terítéken belül. A mérési eredmények előkísérletekkel történő összehasonlítása érdekében kiszámítottuk az összefüggésből a 40 mm-es hosszhoz tartozó relatív szórást, ami 5,225 %-ra adódott; az előkísérletekben a 279 g kiadagolt mennyiséghez tartozó szórás 5,26 % volt. Természetesen minden forgácshosszhoz meghatározható a szorzófaktor. Mivel a terítékek közötti relatív szórás a gyakorlatban megfelel a kész forgácslapok súlya közötti relatív szórásnak - a forgácslapok vastagsági méretszórását figyelembevéve - az így kapott relatív szórásból következtetni lehet a forgácslapokon belüli térfogatsúly minimális, illetve maximális relatív szórására. Továbbmenve, amennyiben az üzemi terítőgépekre elvégezzük az ismertetett terítési vizsgálatokat és meghatározzuk a szorzófaktorokat, úgy nincs szükség a minőségi vizsgálatoknál a forgácslapok feldarabolására, hanem - közel azonos nedvességtartalom mellett  elég a présből kikerült forgácslapok súlyát mérni és a relatív szórást számítani, amiből pontos következtetéseket lehet levonni közvetlenül a lapon belüli térfogatsúlyszórására is. Az itt lefektetett összefüggéseket még ipari szinten ellenőrizni kell a minőségellenőrzésbe történő bevezetés előtt. A Siempelkamp-rendszerű terítőgépre is megállapítható, hogy a terítési helyre és terítéken belül kapott minimális és maximális értéket adjuk meg. A terítéken belüli maximális relatív szórás átlagos eltérése 2,9-szerese, a legnagyobb eltérés 3-szorosa a terítékek közötti relatív szórás értékének. (Forgácshossz 15-30 mm.) A Siempelkamp-rendszerű terítőgépnél a forgácshossztól függetlenül állandó szorzófaktor vehető figyelembe. A relativ szórások igen pontos egyezése abból adódik, hogy az alkalmazott akácforgács átmenet a szálkás és lapkás forgács között. A forgács alapanyagának térfogatsúlya nem befolyásolja a teríték egyenletességét. Mivel a két, tulajdonságaiban erősen különböző fafaj, az erdeifenyő és az akác, a terítés egyenletességében nem ad különbséget, feltételezhető, hogy a fafaj nem befolyásolja a terítés egyenletességét. Míg a terítési rétegszám növekedésével a terítések közötti relatív szórás kismértékben emelkedik, addig a terítéken belüli szórás kis mértékben csökken. A terítésen belül relatív szórás csökkenése a rétegszám növekedésével sem a fürészpornál, sem a forgácsnál nem ad jelentős eltérést. A terítések közötti mérések nem azt bizonyítják, hogy a rétegszám növelésével a terítési egyenlőtlenségek összeadódnak, hanem azt, amit már az előkísérletek is igazoltak, hogy a kiadagolt mennyiség csökkenésével nő a relatív szórás. Mindkét terítőgép szabályozhatósági tartománya nagyon szűk. Végkövetkeztetésként megállapítható, hogy nem érdemes egy adott mennyiséget több rétegben teríteni, mert a terítéken belüli relatív szórás ugyan kismértékben csökken, azonban a terítékek közötti relatív szórás emelkedik. Mindenesetre azt is meg kell állapítani, hogy ez a következtetés csak a kísérleteknél alkalmazott terítőgépekre igaz, mert abban az esetben, ha a relatív szórás nem nő a kiadagolt mennyiség csökkentésével, vagy ha a növekedés minimális, úgy a többrétegben való terítés a terítékek közötti relatív szórás csökkenése következtében előnyös lehet. A kísérleti eredményeket összefoglalva az alábbiak állapíthatók meg: Teritőgépek súlyadagolás egyenletességére történő bemérésekor a kötőanyaggal kevert forgács helyett egyenértékűen alkalmazható kötőanyag nélküli forgács, anélkül hogy a mérési eredmények megváltoznának. A terítőkeret sebességének növelése rontja a terítés egyenletességét, ennek megfelelően a keretsebességet nem ajánljuk 3-3,5 m/p fölé emelni. A forgácsméret befolyása a terítés egyenletességére a gyakorlatban alkalmazott méretek mellett (15-30 mm) nem jelen­tős. A lapkás forgácsra levont következtetések minden további nélkül alkalmazhatók a hosszban azonos szálkás forgácsra is. A forgács alapanyaga (fafaj) és az alapanyag térfogatsúlya nem befolyásolja jelentősen a terítés súlyeloszlását. Amennyiben a terítés súlyeloszlása a terített mennyiség csökkenésével romlik, azonos mennyiség több rétegben való terítése nem csökkenti a terítések közötti szórást, a terítésen belüli szóráscsökkenés pedig nem jelentős. Az összehasonlításokból megállapítható, hogy az üzemi és kísérleti Shenk terítőgépek között valószínűleg nincs jelentős eltérés a relatív szórásban, a Siempelkamp terítőberendezés az üzemi eredményeknél jobb relatív szórásértéket ad. A terítési kísérletekből megállapítható, hogy a két közel azonos rendszerű terítőgép közül a Siemeplkamp rendszerű nagyobb terítési egyenlőséget biztosít azonos terítékmennyiség mellett. Ennek okait a következőkben látjuk: A sima gumiheveder-kihordószalag egyenletesebb kiadagolást biztosít, mint a léces szalag. A vastag kiadagolt rétegben kevésbé érvényesülnek a visszakaparó és lekaparó elemek hibái, mint a vékony rétegben. A mennyiség szabályozására jobb megoldás a kihordószalag sebességének változtatása, mint a rétegmagasság szabályozása. Bár a kihordószalag sebességének csökkentése is rontja a terítés egyenletességét, azonban befolyása a terítés egyenletességére nem olyan, mint a rétegcsökkentésnek. A visszakaparó szalagok közül a léces visszakaparó ke-vésbé befolyásolja a terítés egyenletességet, mint a tüskés visszakaparó szalag. A lekaparó hengerek tüskés kiképzése megfelelő, azonban a tüskék távolságát a kiadagolt forgács méretéhez kell szabni, a távolság mindig nagyobb legyen, mint a kiadagolt forgács hoszsza.