Способ получения амортизационных прокладок из прессованной древесины

 

Изобретение относится к технике строительства железнодорожных и трамвайных путей и направлено на повышение качества готовых изделий, снижение энергоемкости. Заготовки сначала прессуют в холодном состоянии до плотности 800-1000 кг/м³, затем сушат, охлаждают, пропитывают антисептическим материалом под давлением 10-30 атм. сжатого воздуха при Т=60-70^oC в течение 5-10 мин и покрывают влагозащитным слоем.

Изобретение относится к технике строительства железнодорожных и трамвайных путей.

Известны амортизационные прокладки, изготовление из эластических материалов - резины, полиэтилена, прорезиненного корда и т.д. [1].

Общим их недостатком является то, что они после непродолжительного времени использования стареют, теряют свои упругие свойства от климатических факторов, не выдерживают больших динамических нагрузок и быстро разрушаются, особенно на бетонных шпалах.

Известен способ получения прокладок из прессованной древесины [2], принятый в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является сложность его осуществления, малая производительность, сильное загрязнение окружающей среды. Древесные заготовки, пропитанные каменноугольным маслом и насыщенные влажным паром, требуют малой скорости прессования из-за наличия в порах древесины вышеуказанных жидкостей. Увеличение скорости прессования приводит к разрушению пор и разрыву древесных волокон. Кроме того, выдавливание излишнего количества каменноугольного масла и воды в процессе прессования требует дополнительных затрат для сбора этих жидкостей и чистки прессового оборудования. Длительные во времени операции пропитки, пропаривания, прессованиям и сушки, происходящие при относительно высоких температурах (90-125^oC) энергоемки, выделяют в атмосферу большое количество вредных паров и, таким образом, загрязняют окружающую среду.

Задачей изобретения является упрощение техпроцесса, повышение производительности труда и качества готовых изделий, снижения энергоемкости и уровня загрязнения окружающей среды.

Поставленная задача осуществляется тем, что заготовки сначала прессуют в холодном состоянии до плотности 800-1000 кг/м³, затем после сушки, охлаждения, мехобработки пропитывают антисептическими веществами под давлением сжатым воздухом 10-10 атм при T= 60-70^oC в течение 5-10 мин и окончательно покрывают со всех сторон влагозащитным слоем, например, на основе битумов.

Предлагаемое техническое решение позволяет получать амортизационные прокладки повышенного качества ускоренным способом, повышая при этом производительность труда в 5-7 раз и снижая энергоемкость и уровень загрязнения окружающей среды по сравнению с известным способом во столько же раз.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Круглый лесоматериал, преимущественно малоценных лиственных древесных пород (осина, ольха, тополь и др.), распиливают на доски с определенной толщиной, подсушивают в сушильных камерах или в штабелях под навесом в теплое время года до влажности 15-20%, нарезают заготовки с заданными размерами (можно использовать также короткомерные деловые отходы от лесопиления и деревообработки). После чего заготовки укладывают в металлические кассеты в виде пакета с стальными тонкостенными прокладками между ними, устанавливают кассеты поочередно в основную пресс-форму (матрицу) и прессуют на гидравлическом прессе до заданной высоты пакета, что соответствует заданной плотности готовых изделий, фиксируют сжатый пакет с заготовками, вынимают кассету из матрицы и в таком виде помещают в сушильную камеру, где сушат до влажности 8-10% при T=110-115^oC в течение 5-6 часов, затем заготовки вместе с кассетами охлаждают до комнатной температуры и проводят демонтаж кассет. Вынутые из кассет прессованные заготовки подвергают мехобработке только по толщине (ширина и длина заготовок практически не изменяются после прессования и сушки), просверливают отверстия для прикрепителей, после чего отправляют на консервацию в цех пропитки, где их пропитывают под давлением 10-30 атм. антисептическими маслами, например камменноугольным маслом с последующим покрытием со всех сторон влагозащитным слоем на основе, например, битумов.

Предлагаемый способ получения амортизационных прокладок из прессованной древесины обеспечивает: - повышение производительности труда за счет сокращения длительных по времени энергоемких операций пропаривания заготовок насыщенным влагой паром и раздельной пропитки в горяче-холодных ваннах; - снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет того, что длительные и высокотемпературные операции (90-125^oC) пропитки, пропаривания и сушки, выделяющие в атмосферу большое количество вредных паров, заменяются на быстротечную и низкотемпературную (60-70^oC) операцию пропитки заготовок под давлением, при которой выделение вредных паров в атмосферу во много раз меньше; - повышение качества готовых изделий за счет меньших разрушений древесных волокон при прессовании на холоду (при комнатной температуре) без предварительной пропитки и пропаривания; - повышение их влагостойкости и адгезионных свойств со шпалой и металлической прокладкой за счет поверхностного покрытия влагозащитным слоем на основе битумов, что практически исключает существенное изменение геометрических размеров готовых изделий от действия климатических факторов и исключает случаи выдавливания от действия динамических нагрузок из зоны первоначального их крепления.

Пример 1. Осиновые доски, толщиной 30 мм и влажностью 15-17%, распиливали на заготовки шириной 170 мм, длиной 430 мм, укладывали в металлические кассеты по 10 шт. в каждой кассете со стальными прокладками между заготовками, после чего кассеты поочередно устанавливали в матрицу и проводили прессование пакета с дощечками до высоты 14-15 мм каждой заготовки, затем фиксировали спрессованный пакет стальными шпильками и, в таком виде, помещали на сушку в сушильную камеру, где сушили до влажности 10% при T=110^oC в течение 6 часов и охлаждали до комнатной температуры в течение 3 часов. После чего проводили демонтаж кассет, вынимали спрессованные заготовки, измеряли и определяли плотность. Размер по толщине их колебался в пределах 13-15 мм, по ширине в пределах 169-169,5 мм, по длине размер не изменялся. Плотность заготовок составляла 950-970 кг/м³. Затем прессованные заготовки калибровали по толщине до 12,0 мм на рейсмусовом станке, сверлили в них отверстия для прикрепителей, после чего пропитывали в автоклаве под давлением 10 атм. каменноугольным маслом при T=60-70^oC в течение 10 минут. Давление в автоклаве создавали сжатым воздухом от компрессора. Привес антисептика в дощечках после пропитки составлял 12-18%, причем спелая (центральная часть ствола) часть дощечек содержала меньший процент масла, а периферийные части (ближе к заболони) содержали в 1,5 раза больше.

Во избежание вымывания каменноугольного масла в процессе длительного их использования от действия атмосферных осадков, а также для более прочного сцепления со шпалой и металлической прокладкой, заготовки дополнительно покрывали влагозащитным липким слоем, толщиной 0,5-1,0 мм со всех сторон на основе битумов с специальными добавками.

Пример 2. Сухие короткомерные ольховые дощечки (отходы деревообрабатывающих цехов), толщиной 30-32 мм, шириной 170 мм, длиной 400 мм, прессовали до толщины 15-17 мм.

После чего (аналогично примеру 1) сушили, охлаждали, обрабатывали до толщины 13 мм, взвешивали, пропитывали каменноугольным маслом под давлением 20 атм. сжатым воздухом в течение 5 мин, вынимали из автоклава и снова взвешивали. Вес до пропитки - 850 г, объем - 884 см³, плотность - 960 кг/м³, вес после пропитки -995 г, объем -895 см³, плотность - 1070 кг/м³.

Привес антисептика составил 105 г, что составляет 12% от первоначального веса. Затем пропитанные заготовки опускали на 10 с в расплав с вязкой жидкостью на основе битумов, после чего вынимали и охлаждали. Толщина защитного слоя составляла 0,2-03 мм, привес 42 г Изготовленные по предложенному способу амортизационные прокладки из прессованной древесины осины и ольхи в течение 30 суток испытывали на предмет их влагостойкости в условиях 100% влажности воздуха. Изменение размеров по толщине составило 0,3-0,5 мм или 2,2-3,7% от первоначальной толщины 13,5 мм.

Размеры по ширине и длине остались без изменения.

Кроме того, как показали стендовые испытания, прокладки из прессдревесины плотностью 950 кг/м³ и с содержанием каменноугольного масла в них 15-18% снижают (амортизируют) на 10-30% динамические нагрузки на шпалу за счет перераспределения части нагрузок на прокладки.

Источники информации 1. В.С.Лысюк. Износ деревянных шпал и борьба с ним. -М.: Транспорт 1971.

2. Л. В.Ельков. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Исследование работоспособности деревянных шпал лесовозных дорог при применении прокладок из прессованной древесины в рельсо-шпальных узлах. Воронеж, ВЛТИ 1970, с. 60-63 и 84.

Формула изобретения

Способ получения амортизационных прокладок из прессованной древесины, преимущественно для железнодорожных и трамвайных путей, включающий операции нарезки заготовок, пропитки антисептическими веществами, прессования, сушки с последующим охлаждением и механической обработкой, отличающийся тем, что заготовки сначала прессуют в холодном состоянии (при комнатной температуре) до плотности 800 - 1000 кг/м³, затем после сушки, охлаждения и мехобработки пропитывают под давлением 10 - 30 атм. Сжатого воздуха при Т = 60 - 70^oC в течение 5 - 10 мин и окончательно покрывают со всех сторон влагозащитным слоем, например, на основе битумов.