Модифицирование древесины микроволновой энергией

Автор: Аксенов Алексей Александрович, Малюков Сергей Владимирович, Городилов Александр Владимирович

Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu

Статья в выпуске: 1 т.18, 2021 года.

Бесплатный доступ

Древесина модифицированная, изготовленная по традиционным технологиям, из года в год получает всё более широкое применение для изготовления подшипников. Они достаточно эффективно заменяют подшипники из цветных и чёрных металлов, особенно в узлах трения машин, механизмов и технологического оборудования, которые работают в абразивных, загрязнённых средах и тяжёлых условиях Крайнего Севера при температурах, достигающих -60 0С. Подшипники из модифицированной древесины с большим эффектом заменяют также и подшипники качения при их работе в абразивных средах, когда закрыть доступ на поверхность трения в подшипнике пыли, песка, цемента, окалины, грязи и других абразивов невозможно или это требует создания сложных и дорогостоящих лабиринтовых уплотнений. Многолетним опытом доказано, что прежде чем приступить к созданию новых материалов, необходимо, в первую очередь, глубоко изучить область их применения и установить приоритетные показатели качества, которые определяют работоспособность, надёжность и долговечность изделий, изготовляемых из этих материалов. Целью исследований является разработка теории создания высоких, экологически чистых, энергосберегающих технологий модифицирования древесины с технологическим регулированием (упрочнением) приоритетных показателей качества модифицированной древесины, используемой для изготовления подшипников. В результате предварительных исследований выявлено, что при термообработке древесины микроволновой энергией в процессе прессования и пропитки модифицированной древесины новыми композиционными модификаторами можно получить, ещё более эффективный заменитель цветных и чёрных металлов в узлах трения машин, механизмов и технологического оборудования, работающих в тяжёлых условиях эксплуатации. Проведённое теоретическое исследование показало, что имеет место высокий эффект термообработки древесины микроволновой энергией при её модифицировании, который заключается не только в ускорении удаления влаги (сокращение цикла сушки), но и в ускорении релаксации внутренних напряжений, возникающих при уплотнении древесины, а также упрочнении модифицированной древесины, т. е. её «закаливании».

Еще

Модифицированная древесина, термообработка, ускорение релаксаций напряжений, сушка древесины, твердость древесины, пластификация

Короткий адрес: https://sciup.org/147227138

IDR: 147227138   |   DOI: 10.15393/j2.art.2021.5663

Список литературы Модифицирование древесины микроволновой энергией

  • Семенов Д. Ю., Соколов И. В., Орехов А. В. К вопросу выбора способа модифицирования древесины на основании критериев — применимости и долговечности // Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: сб. ст. 69-й междунар. научно-практич. конф.: в 3 т. / под ред. С. В. Цыбакина, С. А. Полозова, А. В. Рожнова. Караваево, 2018. С. 77—82.
  • Курьянова Т. К., Платонов А. Д., МихеевскаяМ. А., Снегирева С. Н., Первакова Е. А. Теоретические основы получения модифицированной древесины // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 1 (29). С. 146—154. БОТ: 10.12737/аШс1е_5аЬ0ёГс30ё6Й3.06547595.
  • Balboni B. M., Ozarska B., Garcia J. N., Torgovnikov G. Microwave treatment of Eucalyptus macrorhyncha timber for reducing drying defects and its impact on physical and mechanical wood properties // Eur. J. Wood Wood Prod. 2017. No. 76 (3). P. 861—870. DOI: 10.1007/s00107-017-1260-1.
  • Aksenov A. A., Malyukov S. V. Microwave modification of wood: determination of mechanical properties of softwood // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum «Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions». 2020. P. 012—012. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 595/1/012012.
  • RajewskaK., Smoczkiewicz-WojciechowskaA., Majka J. Intensification of beech wood drying process using microwaves. // Chem. Process Eng. 2019. No. 40 (2). P. 179—187. DOI: 10.24425/cpe.2019.126110.
  • Couceiro J., Hansson L., Sehlstedt-PerssonM., Vikberg T., SandbergD. The conditioning regime in industrial drying of Scots pine sawn timber studied by X-ray computed tomography: a case-study // Eur. J. Wood Wood Prod. 2020. No. 78 (4). P. 673—682. DOI: 10.1007/s00107-020-01549-2.
  • Dedic A. D., Svrzic S. V., Janevski J. N., Stojanovic B., Milenkovic M. D. Three-dimensional model for heat and mass transfer during convective drying of wood with microwave heating // J. Porous Media. 2018. No. 21 (10). P. 877—886. DOI: 10.1615/jpormedia.2018018908.
  • Kostoreva A. A., Kostoreva Z. A., Rogovaya L. V., Loginov V. S. Research of heat and mass transfer processes in conditions of microwave heating of wet wood // MATEC Web Conf. 2017. No. 110. P. 01—043. DOI: 10.1051/matecconf/201711001043.
  • Шамаев В. А., Паринов Д. А., Полилов А. Н. Исследование подшипников скольжения из модифицированной древесины для тяжелонагруженных узлов трения // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2018. № 2. С. 54—59.
  • Гаянова А. Р. Актуальность применения подшипников из модифицированной древесины в узлах трения машин и механизмов // Сборник статей XXVIII Междунар. научно-практич. конф.: в 2 ч. Пенза, 2019. С. 70—72.
  • Медведев И. Н. Разработка технологии и оборудования для получения заготовок шпал и опор линий электропередач из модифицированной древесины // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2018. Т. 22, № 6. С. 102—109. DOI: 10.18698/2542-1468-2018-6-102-109.
  • Шамаев В. А. Стандарты в области модифицирования древесины // Строение, свойства и качество древесины — 2018: материалы VI Междунар. симпозиума имени Б. Н. Уголева, посвящённого 50-летию Регионального Координационного совета по современным проблемам древесиноведения. Новосибирск, 2018. С. 220—221.
  • Усов Д. В., Владимирова Е. Г. Исследование предела прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон термически модифицированной древесины дуба (Quercus robur L.) // Деревообрабатывающая промышленность. 2018. № 4. С. 18—24.
  • Снегирева С. Н., Платонов А. Д., Паринов Д. А., Медведев И. Н., Киселева А. В. Повышение качества пропитки древесины берёзы различными способами // Лесотехнический журнал. 2019. Т. 9, № 4 (36). С. 126—133. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2019.4/14.
  • Шакирова О. И. Ползучесть и обратная ползучесть натуральной и пластифицированной древесины берёзы при прессовании поперёк волокон // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 10, № 1 (37). С. 145—152. DOI: 10.34220/issn.2222-7962/2020.1/15.
  • Medvedev I. N., ParinovD. A., Shakirova O. I. Railroad ties produced from modified wood for cold climate regions // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Scientific and Practical Conference «Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions». 2019. P. 012—064. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 392/1/012064.
  • Shamaev V. A., Medvedev I. N., Parinov D. A. Study of modified wood as a bearing material for machine-building // Advances in Engineering Research. Proceedings of the International Conference «Aviamechanical engineering and transport» (A VENT 2018). 2018. P. 478—482. DOI: 10.2991/avent-18.2018.92.
  • Ильюшин А. А. Труды. Моделирование динамических процессов в твёрдых телах и инженерные приложения. М.: Физматлит, 2009. Т. 4. 620 с.
  • Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твёрдого тела: учебник. 2-е изд., испр. М.: Наука, 1988. 711 с.
  • Platonov A. D., Kuryanova T. K., MikheevskayaM. A., Snegireva S. N. Increasing the service life of sleepers made from birch wood // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Jubilee Scientific and Practical Conference «Innovative Directions of Development of the Forestry Complex (F0RESTRY-2018)». 2019. P. 012—030. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 226/1/012030.
  • Medvedev I. N., Shamaev V. A., Parinov D. A., Shakirova O. I. Producing sleepers from modified wood for railways in cold regions // Lecture Notes in Civil Engineering. 2020. Т. 49. P. 197— 204. DOI: 10.1007/978-981-15-0450-1_20.
  • Паринов Д. А., Шамаев В. А., Медведев И. Н. Разработка параметров технологического процесса для производства заготовок шпал из модифицированной древесины // Лесотехнический журнал. 2018. Т. 8, № 1 (29). С. 154—165. DOI: 10.12737/article_5ab0dfc4643417.34919882.
  • Огарков В. Б., Стородубцева Т. Н. Расчёт напряжённо-деформированного состояния анизотропной цилиндрической оболочки: деп. рук. № 2254-В2002 25.12.2002.
  • Фомина О. А. Способы модифицирования древесины лиственных пород: отечественный и зарубежный опыт // Дневник науки. 2017. № 9 (9). С. 4.
  • Врублевская В. И., Макеев В. В. Абразивное изнашивание антифрикционного материала на основе модифицированной древесины берёзы // Трение и износ. 2019. Т. 40, № 5. С. 535—539.
  • Аникеева М. В., Врублевская В. И. Антифрикционные характеристики подшипников скольжения из модифицированной прессованной древесины // Трение и износ. 2020. Т. 41, № 5. С. 612—618.
  • Shamaev V. A., Parinov D. A., Polilov A. N. Study of the plain bearings of modified wood for heavy-loaded friction assemblies // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2018. Т. 47, No. 2. P. 168—172. DOI: 10.3103 / S1052618818020115.
  • Shamaev V. A. Computer simulation of the process of end-grain wood treatment under pressure // Acta Facultatis Xylologiae Zvolen. 2020. Т. 62, No. 1. P. 29—39. DOI: 10.17423/afx.2020.62.1.03.
  • Yudin R. V., Parinov D. A., Medvedev I. N. Design engineering and manufacturing of technology of bearings for heavy-duty friction units // Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. Т. 1. P. 1251—1258. DOI: 10.1007 / 978-3-030-22041-9_130.
  • Shamaev V. A., Medvedev I. N., Parinov D. A., Shakirova O. I., Anisimov M. V.Investigation of modified wood as a material power transmission pole produced by self-pressing method // Acta Facultatis Xylologiae Zvolen. 2018. Т. 60, No. 2. P. 25—32. DOI: 10.17423/afx.2018.60.2.02.
  • Kiseleva A. V., Snegireva S. N., Platonov A. D., Pinchevska O. A. Density formation along the trunk radius in various wood species based on latitudinal or altitudinal zoning // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Forestry Forum «Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions». 2020. P. 012—055. DOI: 10.1088 / 1755-1315 / 595/1/012055.
  • Ouertani S., Koubaa A., Azzouz S., Bahar R., Hassini L., Belghith A. Microwave drying kinetics of jack pine wood: determination of phytosanitary efficacy, energy consumption, and mechanical properties // Eur. J. Wood Wood Prod. 2018. No. 76 (4). P. 1101—1111. DOI: 10.1007/s00107-018-1316-x.
  • He X., XiongX., Xie J., Li Y., Wei Y., Quan P., Mou Q., LiX. Effect of microwave pretreatment on permeability and drying properties of wood // BioResources. 2017. No. 12 (2). P. 3850—3863. DOI: 10.15376/biores.12.2.3850-3863.
Еще
Статья научная