Способ изготовления шпона и лущильный станок для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК B27L5/02 

Изобретение.относится к деревообрабатывающей промышленности. Известны способы изготовления шпо неР, включающие локальный прогрев дре весины электр :А агнитным полем в процессе резания 1, Известен лущильный станок, включа щий подвижный суппорт, лупшльный нож и прижимную линейку 2. Недостатком таких способов изготовления ишона и устройств для их осуществления является низкое качест во и малая производительность. Цель изобретения - повмяение качества и производительности. Ука анная цель достигается тем, что прогрев древесины в зоне резания осуществляют СВЧ электромагнитным lion&n с частотой 0,9-30 ГГц и плотностью потока СВЧ-энергии 0,195 кВт/см, Прижимная линейка лущильного стан ка Для осуществления способа снабжена ивлучателем СВЧ-энергии, выполнентом в виде прямоугольного волновода со щелями, причем щели выполнены в Плоскости меньшего основания под углем к плоскости большего основания, а угол наклона щелей увеличивается по мере удаления от места подвода энергии, Излучатель СВЧ-энергии выполнен в виде волновода с продольной прорезью, увеличивающейся по ширмне по мере удаления от места ввода энергии. Излучатели СВЧ-энергии снабжегда оконечными нагрузками. На фиг. 1 изображена зависимость изменения коэффициента диэлектрических потерь от частоты электромагнитного поля для воды и древесины) на фиг. 2 - излучатель СВЧ-энергии; на фиг. 3 - то же, с оконечными нлгруэками и соединительными волноводами. Станок для осуществления способа включает подвижный суппорт с лущильным ножом 1, прижимную линейку 2 с излучателем 3 СВЧ-энергии, причем излучатель 3 выполнен в виде прямоугольного волновода со щелями,щели выполнены в плоскости меньшего основания под углом к плоскости большего основания, а угол наклона щелей увеличивается по мере удаления от места ввода энергии, сечение волновода со щелями по мере удаления от места ввода энергии уменьшается, причем расстояние между щелями равно половине длины волны. Кроме того, излучатели СВЧ-энергии снабжены оконечными загрузками 4 и соединительными волноводами 5, Способ лущения шпона осуществляется -следующим образом. При отделении шпона от древесины производят ее гидротермическую обраСотку в зоне резания посредством СВЧ-поля, Находящаяся в древесине вода, являясь дипольной жидкостью, обладает аномальным поглощением СВЧ-энергии, превращая ее в тепло. Нагрев осуществляется на заданную глубину материала с равномерным распределением температуры по толщине прогреваемого слоя. Скорость распространения температурного поля в чураке должна быть не менее скорости подачи режущего органа. Эффективност преобразования энергии переменного электрического поля в тепло характе ризуется коэффициентом диэлектричес ких потерь. Значения для древесины меняю ся в зависимости от породы, плотнос ти, влажности, температуры, направления электрического поля относительно волокон и могут находитьс в области, ограниченной кривыми 2 и 3 (Фиг. 1). Диапазон частот выбирается из ус ловий проникновения СВЧ-энергии вглубь материала и эффективности ее преобразования в тепло. В соответствии с уравнением V , гtl-л/Гtgcf где V - глубина проникновения, на которой энергия уменьшает в е раз; XQ- длина волны электромагнит ного поля; g - действительная составляющая комплексной диэлектри ческой проницаемости; tpd- коэффициент потерь. С ростом частоты более 30 ГГц ( Хо 1 f) ограничиваются возможности равномерного разогрева древес ны на глубину в процессе лущения эн гией СВЧ-поля , Частоту f - 0,9 ГГц принимаем как минимально разрешенную частоту, при котЬрой для древесины существен ны диэлектрические потери (фиг, 1) Требуемая плотность СВЧ-энергии обратно пропорциональна,удельной мощности рассеивания в древесине, х рактер изуищей эффективность превращения энергии переменного электриче кого поля в тепло, согласно уравнен

р ,,е1р-сЛ потерь -б

где

удельная .мощность

пспгерь рассеивания;

Формула изобретения

1. Способ изготовления шпона, i включающий локальнйй прогрев древеси - частота электромагнитного ПОЛЯ; Е - напряженность электромагнитного ПОЛЯ; - диэлектрическая проницаемость ваку„ ума; C-Lacft - коэффициент диэлектрических потерь , Энергия преобразования растет с повышением частоты и коэффициента потерь б, Пример. Пробным экспериментом установлено, что для разогрева березовой древесины с 8 в диапазоне температур 20-45с при режимах лущения шпона толщиной 3,2 мм на станке ЛУ 17-4 требуется плотность потока СВЧ-энергии 4,5 кВт/см на частоте f 2,4 ГГц. Минимальное значение плотности облучения электромагнитным полем с частотой f 30 ГГц и 6 18 равняется 100 Вт/см, максимальное - 95 кВт/см при f 0,915 ГГц и 1. На фиг. 1 точки А, Б и В соответствуют экспериментальной, минимальной и максимальной плотностям СВЧэнергии для разогрева чураков. Способ лущения шпона обусловливает изменение конструкции лущильных станков. Процесс лущения на лущильных станках (фиг. 2) происходит посредством надвигания подвижного суппорта (не показан) с закрепленньлми на нем лущильнымножом 1 и прижимной линейкой 2 на чурак, закрепленный во вращающихся шпинделях (не показаны). С целью совмещения процессов лущения и разогрева зоны резания прижимная линейка снабжена излучателем СВЧэнергии 3 в виде прямоугольного волновода. Излучатели СВЧ-энергии снабжены оконечными нагрузками 4 и соединительными волноводами 5 (фиг,3) с целью подвода СВЧ-энергии и поглощения отраженной мощности. Для достижения определенной ориентации относительно обрабатываемого чурака и равномерного распределения СВЧ-энергии по длине волноводы могут быть снабжены различными излучающими элементами. На фиг. 3 изображен вариант прямоугольного излучателя СВЧ-энергии со щелями в плоскости меньшего основания. Угол наклона щелей к плоскости большего основания увеличивается по мере удаления от места подвода энергии. Расстояние между щелями равно половике длины волны.