1.5. Определение прочности древесных материалов на удельное сопротивление выдергиванию шурупов

1.5.1. Состояние вопроса по теме исследования

Для производства дверных блоков массового спроса требуются сухие пиломатериалы высокого качества, которые являются дорогостоящим и дефицитным материалом. Обработка цельной древесины является трудоемким процессом, в процессе которого образуется большое количество отходов, примерно 40-50% от общего объема обрезных пиломатериалов. Возможными путями снижения расхода пиломатериалов для производства дверных блоков могут быть использование натуральных и искусственных материалов на древесной основе. Это МДФ, ЛДСтП, ДВП, фанера и другие комбинированные материалы, которые применяются вместо более дорогой массивной древесины. Наиболее актуальным материалом на современном этапе является использование плиты МДФ.Предлагается изготавливать бруски коробки, а также вертикальные и горизонтальные бруски обвязки полотна из склеенной по толщине МДФ.

МДФ – это плитный материал, изготовленный из высушенных древесных волокон, обработанных синтетическими связующими веществами и сформированных в виде ковра, с последующим горячим прессованием плотностью 700 – 870 кг/м³ и шлифовкой. МДФ возникли как дальнейшее развитие сухого способа производства ДВП с учетом совершенствовавшихся при изготовлении ДВП технологи. Аббревиатура МДФ представляет собой кальку с английского MDF – MediumDensityFiberboard, что в переводе с английского означает «среднеплотное волокнистое покрытие». В среднеплотных волокнистых плитах развита поверхность древесных волокон и сокращенный цикл прессования эффективно сочетаются с прочностью за счет участия связующих веществ в межволоконном взаимодействии. Плиты МДФ более гомогенны, чем древесностружечные, они давно полностью заменили бы собой ДСП, если бы имели одинаковую с ней стоимость.

Среднеплотные волокнистые плиты должны быть влагоустойчивыми, сохранять форму при температурных колебаниях и быть устойчивыми к механическим воздействиям. Плиты МДФ удовлетворяют этим требованиям. Более того, многие специалисты склоняются к тому, что плиты МДФ по влагостойкости и механическим характеристикам превосходят натуральное дерево. Еще одна особенность плит МДФ – их устойчивость к различным грибкам и микроорганизмам, что делает изделия из МДФ гигиеничными и безопасными в быту. Немаловажен и такой аспект, как стоимость материала. Изделия из МДФ часто стоят на 60 – 70 процентов дешевле, чем аналогичные изделия из цельного дерева. Иногда МДФ обходится покупателю вдвое дешевле цельных пиломатериалов. Кроме того, МДФ достаточно мягкий материал и делает доступными любые способы обработки, благодаря чему можно сделать красивую филенку, закругленные углы.

Плита МДФ по экологичности близка к натуральной древесине, а по возможностям механической обработки значительно превосходит ее благодаря однородной плотной структуре. Возможна специальная обработка, глубокая фрезеровка и тиснение поверхности плиты МДФ. За счет этого, плита МДФ, становится особенно привлекательным для производства различных видов столярно-строительных изделий.

Спецификация ТУ 5536-022-0273643-95

Формат, мм – * 2800 × 2070 ± 3.2 мм

Толщина, мм – 6,8, 10, 16, 18, 22, 24, 25, 30 ± 0,25 мм

Сорта – 1, 2, 3

Плотность: не более 820 кг/м³

Влажность – 6.5 ± 2.5%

Преимущества, которые имеет плита МДФ:

• возможность фрезерования и тиснения;

• высокая прочность и влагостойкость;

• идеальное качество поверхности;

• однородная плотность по толщине;

• отсутствие внутренних и внешних дефектов;

• стойкость к температурным колебаниям и воздействию пара;

• возможность изготовления гнутых элементов, различных видов отделки (покрытие лаками и красками, шпоном, пластиком, пленкой);

• высокая экологичность.

Плита МДФ и ее применение. Высокие технологические и физико-механические показатели, экологичность и приемлемая цена обеспечивают растущую популярность плит МДФ в различных сферах применения. Плита МДФ лишена одного из главных недостатков натуральной древесины - неоднородности свойств и естественных пороков. В отличие от фанеры, плита МДФ значительно меньше коробится, имеет большую плотность и меньшую разнотолщинность. По сравнению с ДСП, плита МДФ имеет большую прочность и плотность, более гладкую поверхность и высокую влагостойкость.

Благодаря высокой прочности плита МДФ значительно лучше, чем ДСП удерживает мебельную фурнитуру.

Соединительным элементом между полотном и коробкой являются дверные петли. К полотну и коробке петли крепятся с помощью шурупов 3х25, при этом к брускам коробки шурупы вворачиваются в пласть, а в полотне в кромку. Крепление вертикальных и горизонтальных брусков производится с помощью крепежного элемента диаметром 7,5мм и длиной 152мм. В этом случае если вертикальные и горизонтальные буду изготавливаться из МДФ то они будут испытывать напряжения на разрыв перпендикулярно пласти.

Поэтому необходимо сравнить величину сопротивления выдергиванию шурупов из пласти и кромки МДФ с величинами тех же показателей для цельной древесины.