Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика, 2015, № 9 (20-2)
Бесплатно
Основная коллекция
Тематика:
Наука. Науковедение
Издательство:
Воронежский государственный лесотехнический университет
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 428
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
DOI 10.12737/issn.2308-8877 ISSN 2308-8877 АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ XXI ВЕКА: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно практической конференции 2015 г. № 9 ч.2 (20-2) (Volume 3, issue 9, part 2) Учредитель – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехни ческий университет имени Г.Ф. Морозова» (ВГЛТУ) Главный редактор В.М. Бугаков Заместитель главного редактора И.М. Бартенев Члены редакционной коллегии Д.Н. Афоничев Т.Л. Безрукова М.В. Драпалюк В.К. Зольников Н.Н. Матвеев С.М. Матвеев В.С. Петровский А.Д. Платонов А.И. Сиволапов А.В. Скрыпников С.И. Сушков О.В. Трегубов М.П. Чернышов Ответственный секретарь И.И. Шанин Компьютерная верстка И.И. Шанин Сборник зарегистрирован Фе деральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-54416 от 10.06.2013 г. Материалы настоящего сбор ника могут быть воспроизведены только с письменного разрешения редакционной коллегии Сборник включен в Россий ский индекс научного цитирования (РИНЦ). Сборник реферируется в ВИНИТИ РАН. Включен в «Ulrich's Periodicals directory». ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» 394087, г.Воронеж, ул. Тимирязева, 8, телефон (473) 253-72-51, факс (473) 253-76-51, e-mail: conf_vglta@mail.ru www.conf.vglta.vrn.ru © ФГБОУ ВО «ВГЛТУ», 2015
НАУКА И ТЕХНИКА: НОВЫЕ ВЫЗОВЫ И РЕШЕНИЯ SCIENCE AND TECHNOLOGY: NEW CHALLENGES AND SOLUTIONS 02-04 ДЕКАБРЯ 2015 ГОДА, ВОРОНЕЖ December 02-04, 2015, Voronezh Всероссийская научно-техническая конференция «Наука и техника: новые вызовы и решения» проведена при финансовой поддержке Российского фонда фундамен тальных исследований (грант № 15-38-10502) 02-04 декабря 2015 года. В настоящий сборник включены материалы Всероссийской научно-технической конфе ренции «Наука и техника: новые вызовы и решения», посвященной структурированию информационного поля и, тем самым, выявлению взаимосвязи и взаимообусловленности проблем, решаемых специалистами различных специальностей. Это является особенно важным в современном мире, в котором решение назревающих глобальных проблем невозможно без широкого междисциплинарного подхода. Массовое распространение технических приспособлений опережают интеллектуальный уровень массового сознания, в связи с чем, возникают проблемы адаптации человека к созданным им самим техническим достижениям, и к тем социокультурным изменениям, которые они влекут за собой. Ускоряющиеся темпы развития науки и техники ставят перед человеком задачи, требующие комплексного подхода и своевременного решения. Сборник рассчитан на специалистов, направление деятельности которых связано с лесным комплексом. Он также может быть использован преподавателями, аспирантами, магистрантами и студентами при изучении различных дисциплин.
СОДЕРЖАНИЕ СЕКЦИЯ «ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ» Аксенов А.А., Малюков С.В. Физико-механические свойства модифицированной древесины, используемой для изготовления подшипников Аксомитный А.А. Изучение адгезионной связи между древесным армирующим заполнителем и полимерным связующим Баяндин М.А., Казицин С.Н. Влияние мелких фракций на свойства древесных плит без связующего Гончаров П.Э., Драпалюк М.В., Лысыч М.Н., Шанин П.С., Родионов Д.Н., Шаров А.В. Новое мобильное техническое средство для профилактики и тушения лесных пожаров Казаков В. И., Проказин Н.Е., Лобанова Е. Н. Механизация заготовки семян хвойных пород Ковалѐв А.С. Повышение износостойкости деталей деревоперерабатывающего оборудования путем рационального выбора конструкционных материалов Колесников Г. Н., Андреев А. А., Чалкин А.А. Гранулометрический состав отходов переработки древесины зависит от характеристик пильных дисков и влияет на прочность материала, изготовленного из этих отходов и цемента с добавками Лебединская А.Р., Орехов А.Н. Проблемы применения крупноформатных стеклопакетов при проектировании зданий Лебединская А.Р., Черниченко А.Е. Акустические свойства различных пород дерева и их современное применение в архитектурном проектировании Липунов К.В., Сиваков В.В. Контроль состояния масла с помощью диагностической системы Лысыч М. Н., Шабанов М.Л., Иконников Р.В. Современные дисковые лесные рыхлители Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Никулин С.Н. Современные орудия для нарезки посадочных борозд и создания противопожарных полос Лысыч М.Н., Шабанов М.Л., Чернышев А.В. Моделирование работы лесного грунтомета Микрюкова Е.В., Староверова Е.Н. Декоративный шпон из сосновой коры Посыпанов С.В., Кудрявцев Г.В. Спаренные линейки из сплоточных единиц 10 14 18 22 27 31 36 39 43 47 51 55 59 63 67
Родивилов А.С., Аксенов А.А., Малюков С.В. Свойства компонентов модифицирующего состава Сараева Е.А., Демитрова И.П. Детская деревянная игрушка Симонян С.Х. Теоретические аспекты производства новых материалов из низкотоварной древесины Спиридонов В.Д., Милюкова А.В., Сиваков В.В. Использование древесных отходов для получения автомобильного топлива Стородубцева Т.Н., Аксомитный А.А. Защита древесины от воды с помощью резиновой крошки и эпоксидной смолы Стородубцева Т.Н., Миляев А.С., Волобуев Е.А. Защита древесного армирующего заполнителя от воздействия влаги Стородубцева Т.Н. Моделирование напряженного состояния образца из древесины, помещенного в полимерную оболочку Стородубцева Т.Н. Древесные отходы в изделиях транспортного строительства Фитчин А.А. Новые материалы и изделия на базе древесины как фактор инновационного развития лесопромышленного комплекса Российской Федерации Шевелева Е.В. Разработка композиционных древесно-металлических материалов для изготовления вкладышей подшипниковых узлов СЕКЦИЯ «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ» Богданов А.П., Ильинцев А.С. Расчет затрат на содержание и эксплуатацию многооперационной техники Гаврилов Т. А., Колесников Г. Н. Анализ направлений переработки отходов окорки Галактионов О.Н. Управление объемом доступных лесосечных отходов путем учета состояния грунтов на волоках Глотова Т.И., Карпейкин А.А. Совершенствование технологической подготовки производства пиломатериалов Григорьев И.В., Никифорова А.И., Григорьева О.И. Сравнение одномашинных комплексов для сортиментной заготовки древесины Гусейнов Э.М., Гусейнов Р.Э., Нгуен Лонг Лам, Гусейнова Н.Э. Исследование характеристик технологического оборудования КЛХТ 70 74 78 82 86 90 94 98 103 106 111 115 119 122 125 129
Дручинин Д.Ю., Попиков П.И., Жижко В.И., Поздняков Е.В., Малюков С.В. Повышение качества основной обработки почвы лесными дисковыми орудиями Дручинин Д.Ю. Определение размера почвенного кома деревьев при их выкопке для использования в озеленительных работах Есков Д.В., Ищук Н.В., Ескова В.С. Теоретические аспекты определения основных параметров фрезы комбинированного пожарного грунтомета Ефимов А.А., Захарова И.С. Оценка качества круглых лесоматериалов ультразвуковым способом Ефимов А.А., Симатова Т. Ю. Технология отбора резонансных кряжей от пиловочника перед лесопильными цехами Журавлев И.Н. Экспериментальные исследования точности срабатывания двухпоточного предохранительного устройства лесной фрезерной почвообрабатывающей машины Заболотских П.В. Влияние сроков посадки на рост лесных культур сосны обыкновенной в условиях республики Марий Эл. Зайцева М.И., Луньков П.В., Колесников Г. Н., Робонен Е.В. Сеянцы с закрытой корневой системой: лесохозяйственные и биофизические аспекты Ильинцев А.С., Третьяков С.В., Богданов А.П., Солдатова Д.Н. Влияние способов рубок и технологий заготовки древесины на возобновительные процессы в сосняках Архангельской области Клубничкин Е.Е., Клубничкин В.Е. Общие положения исследования устойчивости гусеничной лесозаготовительной машины Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Зезюлин Д.В., Макаров В.С. Определение собственной и грузовой устойчивости гусеничной лесозаготовительной машины Клубничкин В.Е., Клубничкин Е.Е., Бухтояров Л.Д., Дручинин Д.Ю., Малюков С.В. Определение продольной устойчивости гусеничной лесозаготовительной машины Клубничкин Е.Е., Клубничкин В.Е. Определение поперечной устойчивости гусеничной лесозаготовительной машины Колесникова А.А., Хайбрахманова Т. Ф. Плотность древесины пихты в зависимости от экологического состояния территории Коломинова М.В. Показатели эффективности механизмов для очистки лесосек от порубочных остатков 133 136 140 144 148 151 155 159 163 167 170 176 184 188 193
Куницкая Д.Е., Григорьев И.В., Хитров Е.Г. Алгоритм распознавания баланса на цифровом снимке Малкина С.Ю., Михайлова М.И., Чернышов М.П. Особенности выращивания сеянцев сосны обыкновенной с закрытой корневой системой в Воронежском лесном селекционно-семеноводческом центре Малюков С.В., Аксенов А.А., Поздняков Е.В., Дручинин Д.Ю. Технологии выращивания полезащитных лесных насаждений Медведев С.О., Безруких Ю.А., Мохирев А.П. Теоретические аспекты переработки древесных отходов лесопромышленного комплекса Мохирев А.П., Керющенко А.А., Пузырѐва О.К. Оценка древесных ресурсов Красноярского края Мохирев А.П., Медведев С.О., Безруких Ю.А. Исследование возможности получения целлюлозы из порубочных остатков Памфилов Е.А., Пилюшина Г.А. Особенности изнашивания конструкционных и инструментальных материалов древесиной и композитами на ее основе Перфильев П.Н., Гуменчук А.А. Современные сплоточные единицы Перфильев П.Н., Карташов А.А. Технологии сплава круглых лесоматериалов по рекам с ограниченными габаритами лесосплавного хода Пирцхалава Н.Р. Актуальные проблемы транспортировки лесных грузов и международных транспортных операций Попиков П.И., Канищев Д.А., Клубничкин В.Е. Повышение эффективности лесных машин путем использования энергосберегающих гидроприводов Пузырева О.К., Мохирев А.П. Опыт использования форвардера на нижнем складе Пузырева О.К., Мохирев А.П. Экспертная оценка факторов, влияющих на качество щепы Ржавцев А.А. Теоретические аспекты создания зимних майн Руденко Б.Д. Модель состояния при эксплуатации цементно-древесного композита Свойкин В.Ф., Молчанова А.А. Исследование выхода сортиментов на лесосеке в республике Коми Селиверстов А.А., Суханов Ю.В. Применение фронтальных погрузчиков при производстве древесного биотоплива в условиях республики Карелия Смышляева М. И., Краснов В. Г. Анализ роста сеянцев дуба черешчатого с открытой и закрытой корневой системой в условиях республики Марий Эл 197 201 205 209 213 217 222 226 229 233 237 241 245 250 254 258 262 266
Солдатова Д.Н. Расчетные схемы создания защитных лесных полос вдоль автомобильных дорог Ткачев В.В., Четверикова И.В. К вопросу теоретического исследования процесса сортирования семян лесных культур Устинов В.В., Хахина А.М. Энергонасыщенность техники в контексте проблемы повышения эффективности первичного транспорта древесины Фокин С.В., Храмченко А.В. Технические средства, применяемые при очистке вырубок от отходов лесосечных работ Фокин С.В., Чугошкина А.В. Применение малогабаритной техники при сборе и вывозе с вырубок среднего Поволжья отходов лесосечных работ Хахина А.М., Устинов В.В. Влияние модуля деформации на форму пятна контакта движителя с почвогрунтом Туковская Ю.Ю., Чернышов М.П. Оценка качества несомкнувшихся лесных культур сосны обыкновенной в Эртильском лесничестве Воронежской области Чернышов М.П. О типовой форме «проекта искусственного лесовосстановления» Четверикова И.В. К вопросу совершенствования транспортно технологических процессов, обеспечивающих природо- и ресурсосбережение Чефранова М. Н., Куклина Н. А., Домрачев Н. В. Влияние прореживания на диаметр культур сосны, созданных с высокой первоначальной густотой Чолак Р.В. Повышение эффективности использования древесных отходов и их экономически эффективная транспортировка Швецов К.В. Тематическое картирование лесного покрова Сочинского национального парка методами дистанционного зондирования Юдин Р.В., Бакаев А.В., Попиков В.П. Разработка методов интенсификации рабочих процессов машин и оборудования в лесном комплексе Язов В.Н., Лепилин Д.В. Консолидация торфяных почв с применением электроосмоса СЕКЦИЯ «КОМПЬЮТЕРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ» Афоничев Д.Н., Пиляев С.Н. Система автоматического управления вентиляцией в помещениях с вредными выбросами в воздух 269 273 277 280 283 287 291 295 301 305 309 312 316 320 324
Бакаев А.В. Теоретическое исследование рабочего процесса механизма с гидропульсационным приводом для выкопки крупномерных саженцев Воронин И. А. К вопросу моделирования процесса производства щебня при дезинтеграции горных пород Зимарин С.В., Хорольский Н.А. Моделирование процесса оборота почвенного пласта Кожухова А.В. Моделирование процесса абразивной обработки деталей с использованием адаптивного гидропривода Крайнов А.А., Степанова Т.О. Математическое моделирование растворимости веществ в диоксиде углерода во время процесса сверхкритической флюидной экстракции Леменкова П.А. Мониторинг современного состояния лесов по материалам дистанционного зондирования и ILWIS ГИС Львович И.Я., Преображенский А. П., Чопоров О.Н. Особенности определения главного критерия качества в технологическом процессе деревообработки Мычка С.Ю., Шаталов М.А. Особенности моделирования управления цепями поставок в мебельной промышленности Носов Е.В., Плахотин А.А., Косо-Оглы Ф. И. Малогабаритный буксировщик воздушных судов с дистанционным радиоуправлением Платонова М.А., Платонов А.А., Драпалюк М.В. Применение векторноматричного метода преобразования координат для манипуляторов лесных машин Платонова М.А., Платонов А.А., Драпалюк М.В. Математическое описание рабочей зоны малозвенных манипуляторов Попиков П.И., Клубничкин В.Е. Совершенствование методологической базы моделирования рабочих процессов лесных машин с энергосберегающим гидроприводом Попиков П.И., Юдин Р.В., Дручинин Д.Ю., Бакаев А.В., Чернавцев С.С. Результаты имитационного моделирования рабочего процесса выкопочной машины с гидропульсационным приводом Романов В.А., Шевелева О.С., Учуватова Ю.Е., Донина Н.В. Моделирование технологического процесса производства изделий из древесины с целью расчета объемов выброса пыли Ростовцева С.В., Краснова В.Ф. Определение плотности древесины дуба с внутренней заболонью 328 332 335 338 342 346 350 354 357 361 365 369 373 378 382
Рыбак А.Т. Повышение качества проектирования систем гидравлических приводов технологических машин за счѐт их расчѐта с учѐтом объѐмной жѐсткости Сафонова Ю.А., Ткачев А. Проблема оценки управления качеством многошаговых технологических процессов Соловьев А.Н. Геонавигационное обеспечение территории лесозаготовок Степанова Т.О. Математическая модель тепломассообменных процессов, протекающих при переработке древесных отходов Тихомиров С.Г., Арапов Д.В., Саввин С.С., Курицын В.А. Применение математического моделирования для противопомпажного управления турбокомпрессором Тунцев Д.В., Хайруллина М.Р., Хайруллина Э.К., Савельев А.С., Романчева И.С. Математическое описание стадии термического разложения процесса пиролиза отработанных деревянных шпал Хасаншина Р.Т., Ахметов А.И., Сафин Р.Р. Математическое моделирование прочностных свойств композитов, созданных на основе модифицированного древесного сырья Хусаинова Г.Я., Кагирова Н.Н. Автоматизация инвентаризации программных продуктов на предприятии Черных А.С., Абрамов В.В., Бондаренко А.В. Лесоводственно-экологическая оценка технологического процесса первичной транспортировки древесины в горных условиях лесозаготовок Чикунов С.В. Пути решения задач многокритериального поэтапного выбора Швецов К.В. Оптимизация оценки городских лесов г. Сочи по спутниковым снимкам 385 389 393 398 402 406 410 413 416 420 423
СЕКЦИЯ «ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ» УДК 674.812.2 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДШИПНИКОВ PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF MODIFIED WOOD USED FOR THE MANUFACTURE OF BEARINGS Аксенов А.А., к.т.н., доцент Малюков С.В., к.т.н., доцент ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический универси тет имени Г.Ф. Морозова» г. Воронеж, Россия DOI: 10.12737/16419 Аннотация: проведен анализ свойств модифицированной древесины, про питанной различными наполнителями. Анализ показал, что наиболее перспективными являются способы модифицирования древесины пластичными смазками и расплавами сухих смазок. Summary: the analysis of the properties of the modified wood, impregnated with various fillings. The analysis showed that the most promising ways of modifying the timber melts greases and dry lubricants. Ключевые слова: модифицированная древесина, наполнитель, подшипник. Keywords: modified wood, filler, bearing. Антифрикционные свойства модифицированной древесины (МД) в на стоящее время улучшают путем наполнения ее жидкими, пластичными, сухими и твердыми смазками, а также составами, обеспечивающими фрикционный перенос при трении. Денисенко В.В. разработал технологию получения самосмазывающейся МД путем пропитки древесины жидкими минеральными маслами с последующим прессованием под давлением 15-20 МПа. Полученные после прессования заготовки содержат до 20 % минерального масла, что позволяет изготовлять из них детали трения, способные работать на самосмазке [1].
Один из недостатков подшипников из МД, пропитанных жидкими мине ральными маслами, заключается в том, что они не могут продолжительно работать на самосмазке при повышенных температурах вследствие низкой вязкости и термостабильности минеральных масел. При трении древесины масло, находящееся в ее микрообъемах, резко снижает вязкость при температуре выше 700 С и интенсивно выделяется в контактную зону, из которой легко выносится. Увеличение нагрузки или скорости, сопровождающееся дальнейшим ростом температуры, приводит к испарению и окислению смазки до смолистых веществ, ухудшающих антифрикционные свойства МД. Долговечность работы самосмазывающихся подшипников из МД значи тельно увеличивается при модифицировании прессованной древесины пластичными смазками, в состав которых входят моторные масла, кремнийорганические жидкости, термопластичные полимеры и соли поливалентных металлов жирных кислот [2]. Многие авторы улучшили антифрикционные свойства МД путем напол нения ее минеральным маслом, загущенным полиэтиленом. Способ получения самосмазывающейся МД заключается в том, что заготовки из натуральной древесины пропитывают под давлением раствором полиэтилена в минеральном масле. Затем пропитанные заготовки прессуют при температуре 100-110 0С и охлаждают. Испытания показали, что долговечность работы на самосмазке таких подшипников значительно больше по сравнению с подшипниками, пропитанными жидкими минеральными маслами. Для обеспечения стабильных коэффициентов трения в достаточно широ ком диапазоне температур в качестве наполнителей для МД использовались моторные масла, загущенные стеаратом цинка или кальция [3]. Стеараты, аналогично жирным кислотам, образуют граничные слои, которые обладают высокой упругостью на сжатие и низким сопротивлением сдвигу, что и обеспечивает низкий коэффициент трения МД. Свойства такого материала характеризуются следующими показателями: предел прочности при сжатии вдоль волокон 100-115 МПа, влагопоглощение 12-16 % , допустимая температура эксплуатации до 100 0С, коэффициент трения при работе на самосмазке 0,08-0,12. Наполнение МД под давлением парафинами, а также смесью парафинов и солей поливалентных металлов карбоновых кислот, значительно улучшает ее антифрикционные свойства и снижает влагопоглощение. С целью повышения теплофизических свойств и снижения водо- влаго поглощения самосмазывающейся МД в состав пластичных смазок дополни
тельно вводят перекись дикумила, борную кислоту, мочевину и другие компоненты. Однако содержание в древесине химически агрессивных веществ (мочевины, борной кислоты) способствует износу вала. Общим недостатком антифрикционных материалов, получаемых на осно ве МД, жидких и пластичных смазок, является их сравнительно невысокая прочность на сжатие и твердость, что отрицательно сказывается на износостойкости материала, особенно при применении его в условиях повышенных нагрузок и абразивной среды. Одним из направлений в области улучшения антифрикционных свойств МД является модифицирование ее сухими и твердыми смазками. В качестве сухих и твердых смазок используют полимеры, графит, дисульфид молибдена, йодистый кадмий и другие материалы. Для снижения коэффициента трения и повышения износостойкости МД многие предполагают вводить в ее состав графит, аман или дисульфид молибдена. Для этого заготовки древесины, имеющие влажность 12-18 %, наполняют в автоклаве суспензиями графита, амана или дисульфида молибдена. Затем заготовки подсушивают до удаления разбавителя суспензии и прессуют при температуре 110-120 0С и давлении 20-25 МПа. Однако твердые смазки типа графита, амана, дисульфида молибдена проникают в древесину на незначительную глубину и в количествах, недостаточных для того, чтобы существенно улучшить ее антифрикционные свойства. Некоторыми авторами предлагается с целью повышения качества мате риала и улучшения антифрикционных свойств древесину после прессования пропитывать расплавленной серой под давлением 5-8 МПа. Основной недостаток данного способа модифицирования заключается в том, что пропитка древесины серой вызывает повышенный износ вала. Наполнение древесины спиртоводорастворимой сухой смазкой (напри мер, йодистым кадмием), растворенной в фенолоформальдегидной смоле, с последующим прессованием, повышает стабильность размеров и антифрикционные свойства МД [4]. Фрикционные характеристики МД можно улучшить путем модифициро вания ее смесью капролактама, высшей жирной кислоты и хлорметилоксациклобутана. Наполнение древесины осуществляют расплавом капролактама при температуре 130-140 0С под давлением с последующим прессованием. С целью повышения прочности материала древесину перед пропиткой выдерживают в 5-10 % -ном водном растворе перекиси водорода и соединении аммо
ния при 20-30 0С в течение 2-3 часов, а в качестве антифрикционной добавки используют соли высших жирных кислот. Недостатком данного способа является сложность технологического процесса и использование химически агрессивных к металлу веществ, усиливающих износ контртела. Перспективным направлением в области улучшения фрикционных характе ристик МД является модифицирование ее составами, обеспечивающими фрикционный перенос при трении. Наиболее эффективную реализацию малоизносного фрикционного переноса обеспечивает композиция, в состав которой входят сернокислая медь, глицерин и стеараты поливалентных металлов. Способ осуществляют путем пропитки древесины соединениями меди, терморазложения их до окислов, вторичной пропитки под давлением 9-12 МПа расплавом стеарата цинка в глицерине и прессования. Несмотря на значительное повышение износостойкости МД, это направление требует более глубокого изучения. Повышение антифрикционных и физико-механических свойств МД дос тигается наполнением ее под давлением расплавами твердых парафиновых углеводородов – церезинами. При этом прочность при сжатии, твердость возрастают в 1,1-1,3 раза, а водопоглощение снижается в 1,8 раза. Коэффициент трения при работе на самосмазке находится в пределах 0,07-0,1. С целью дальнейшего улучшения триботехнических характеристик МД пропиточных состав содержит церезин, стеариновую кислоту и полиэтилен. Анализ способов улучшения антифрикционных свойств МД показал, что наиболее перспективными являются способы модифицирования МД пластичными смазками и расплавами сухих смазок. Получаемые при этом материалы имеют стабильные коэффициенты трения при работе в режиме самосмазки, в пределах 0,06-0,15 в достаточно широком интервале температур, вследствие сохранения высокой вязкости наполнителя при малых скоростях и снижения ее с увеличением скорости сдвига. Долговременная смазочная способность таких материалов в несколько раз выше, чем у МД, пропитанной жидкими маслами. Список литературы 1. Денисенко, В. В. Применение в машинах древесных деталей скользя щего трения [Текст] / В. В. Денисенко. – М.: Гослесбумиздат, 1962. – 68 с. 2. Аксенов, А. А. Узлы трения с подшипниками из прессованной древе сины [Текст] / А. А. Аксенов, Н. И. Винник. – Saarbrucken: LAP LAMBERT, 2013. – 137 с.
3. Аксенов, А. А. Твердость и деформации прессованной древесины при отрицательных температурах [Текст] / А. А. Аксенов, С. В. Малюков // Лесотехнический журнал. – 2014. – Т. 4. – № 3 (15). – С. 184-192. 4. Шамаев, В. А. Технология и оборудование химико-механического мо дифицирования древесины карбамидом [Текст] : автореф. дисс. … док. техн. наук / В. А. Шамаев. – Воронеж, 1995. – 27 с. УДК 621.763:630*83 ИЗУЧЕНИЕ АДГЕЗИОННОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ ДРЕВЕСНЫМ АРМИРУЮЩИМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ И ПОЛИМЕРНЫМ СВЯЗУЮЩИМ STUDYING OF ADHESIVE COMMUNICATION BETWEEN THE WOOD REINFORCING FILLER AND THE POLYMERIC BINDING Аксомитный А.А., аспирант ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» г. Воронеж, Россия DOI: 10.12737/16420 Аннотация: с помощью экспериментальных исследований установлена за висимость степени отверждения смолы ФАМ от содержания в композиционном материале древесной щепы комнатно-сухой влажности, а повышение степени отверждения объясняется адсорбирующей способностью сухой древесины, в результате чего из полимерного раствора ФАМ удаляется свободная вода, способная ингибировать реакцию полимеризации олигомера. Summary: by means of pilot studies dependence of degree of an curing of FAM pitch on the content in composite material of wood spill of room and dry humidity is established, and increase of degree of an curing is explained by the adsorbing ability of a seasoned wood therefore from the FAM polymeric solution the free water capable to inhibit reaction of polymerization of an oligomer is removed. Ключевые слова: композиционные материалы, древесина, шпалы, адсорбция. Keywords: composite materials, wood, cross ties, adsorption. В настоящее время на железных дорогах общего назначения и лесовоз ных, а также подъездных и трамвайных путях используются, в основном, деревянные и железобетонные шпалы.
В результате анализа работ, посвященных вопросам конструкции желез нодорожного пути и его взаимодействия с подвижным составом, а также исследованиям работоспособности деревянных шпал сделан вывод о том, что основными причинами их дефицита является небольшой срок их службы из-за механического износа и гниения, особенно в узле соединения «рельс-шпала». Деревянные шпалы из высокосортного леса в возрасте 80…100 лет фактически потеряли сырьевую базу в России из-за варварского уничтожения. Использование железобетонных шпал в конструкциях верхнего строения пу ти железных дорог, хотя и решает в какой-то мере проблему дефицита железнодорожных шпал, но ведет к большим экономическим потерям, которые складываются из физико-технических и механических недостатков железобетона – большой массы, хрупкости, ограниченной коррозионной стойкости и, главное, жесткости, приводящей к разрушению ходовой части подвижного состава, появлению профессиональных заболеваний. Кроме этого, для железобетонных шпал, работающих в условиях блуждающих токов, существует опасность электрокоррозии бетона, т.к. они содержат дефицитную высокопрочную стальную арматуру, которая часто выступает из торцов шпал, снижая их диэлектричность в присутствии воды. Наиболее серьезные работы по изготовлению шпал из композиционных ма териалов проводились в Австрии и Японии – это синтетические шпалы из жесткого полиуретана, армированного стекловолокном; в США и Японии – это древесностружечные шпалы, спрессованные из мелко измельченного волокнистого растительного материала и полимерного связующего, шпалы из склеенных послойно древесностружечных плит (ДСП) большой плотности и обычной ДСП. В данном случае можно сделать вывод о том, что несмотря на практически неограниченный срок службы синтетических шпал, меньшую массу по сравнению с железобетонными, применение их в России экономически не выгодно из-за дефицита полиуретана и сложности конструкции железобетонного основания. Опыт изготовления шпал из древесностружечного материала интересен тем, что в качестве вяжущего была использована смола ФАМ, но прессование увеличивает их стоимость, сомнительны технологичность узла «рельс-шпала» и водостойкость [1, 2]. Краткий анализ свойств композита показал, что необходимо искать новые пути в решении проблемы его применения в РФ для железнодорожных шпал. Одним из них оказалась возможность использования в композите отходов лесной и деревообрабатывающей промышленности. Представлялось крайне актуальным применить их как для производства весьма ценного продукта – фурфурола, в процессе поликонденсации которого с ацетоном можно получить смолу (олигомер)
ФАМ – вяжущее вещество полимерной матрицы, так и в качестве армирующего заполнителя. Обращаясь к литературным источникам в начале работы над созданием но вого композиционного материала для шпал, мы не обнаружили публикаций о каких-либо серьезных теоретических исследованиях, подтверждающих совместимость фурановых смол и древесины, хотя косвенные сведения об этом имелись. Нами был сделан анализ структурных схем молекул компонентов древес ностекловолокнистого композиционного материала – составляющих смолы ФАМ (моно- и дифурфурилиденацетонов) и древесины (целлюлозы и лигнина), который показал возможность возникновения водородных связей по схеме диполь-дипольного взаимодействия и гидроксильных групп с образованием эфирных связей, что создает прочное адгезионное соединение в зоне раздела фаз и подтверждается экспериментально. В слабощелочной среде вначале происходит образование монофурфури лиденацетона (МФА) (рисунок 1,а) 1 : Далее процесс, в зависимости от соотношения фурфурола и ацетона, протекает при соединении к монофурфурилиденацетону другой молекулы фурфурола с образованием дифурфурилиденацетона (рисунок 1,б). а) МФА б) ДФА Рисунок 1 – Образование монофурфурилиденацетона (МФА) (а) и ди фурфурилиденацетона (ДФА) (б) Эти продукты в сильнокислой среде переходят в нерастворимую форму – полимер пространственного строения. В технологии полимербетонов (ПБ) преимущественно применяется фурфуролацетоновый мономер ФАМ (ТУ 64-11-17-89). Преобладающим компонентом мономера ФАМ, молекулы которого во время хранения могут реагировать между собой, в результате чего происходит их частичная сшивка, и мо
номер переходит в смолу – олигомер, является дифурфурилиденацетон (55…60 %). Содержание монофурфурилиденацетона по данным хроматографического анализа 35…40 % соответственно. Включение воды составляет 0,3…1 % 1 . Мономер ФАМ – это однородная темно-коричневая жидкость с плотно стью 1,08…1,12 т/м3. Поскольку в ФАМ избыток фурфурола, то эта смола имеет повышенную физико-химическую стойкость и характеристики, приведенные в табл. 1. Таблица 1 – Физико-механические характеристики смолы (олигомера) Характеристика Значение характеристики Не отвержденная смола: Вязкость по ВЗ-1, с Максимальное значение экзотермического эффекта, С Краевой угол смачивания (мономер-стекло), град 25…40 60…70 14…15 Отвержденная смола: Коэффициент линейного термического расширения, 10-6, 1/ С Объемная усадка при отверждении, % Предел прочности при растяжении, МПа Модуль упругости при растяжении, МПа Предельная растяжимость, % 50…80 8…10 6…7 0,32 104 1,67 Поскольку предварительные эксплуатационные испытания шпал из дре весностекловолокнистого композита показали, что его матрица, представляющая собой отвержденный полимерраствор на смоле ФАМ, недостаточно защищает древесный армирующий заполнитель от набухания в результате постоянного увлажнения шпал, впервые предложено вначале пропитывать его объем гидрофобизирующими составами, например отработанным машинным маслом, содержащим продукты сгорания, в количестве до 30 % от массы сухого заполнителя. Поскольку возникновение прочных адгезионных связей между смолой ФАМ и древесиной было установлено, дальнейшие исследования были направлены на разработку базового состава древесностекловолокнистого композиционного материала и получение его механических характеристик, которые удовлетворяли бы требованиям МПС РФ к железнодорожным шпалам. Такой состав был разработан и использован при отливке шпал, которые затем были впервые