Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Приборы и методы контроля и определения состава веществ

Диссертационная работа:

Кармадонов Алексей Николаевич. Приборы и методы неразрушающего контроля качества лесоматериалов : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.11.13 : Томск, 2004 275 c. РГБ ОД, 71:05-5/528

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕНИЕ 5

Глава 1. КОНТРОЛЬ КРУГЛЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ 13

  1. Характеристика древесного ствола как объекта контроля 13

  2. Характеристика основных сортообразующих пороков круглых лесоматериалов 17

  3. Анализ методов контроля круглых лесоматериалов 20

  1. Механические методы 21

  2. Ультразвуковые, акустические и электромагнитные методы 22

  3. Радиационный метод 24

  1. Физические основы радиационного метода контроля качества древесины 28

  2. Экспериментальные исследования выявляемое пороков

древесины 39

Выводы 43

Глава 2. АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И ВОПРОСЫ
ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА РАСКРОЯ ДРЕВЕСНОГО СТВОЛА 45

  1. Математическая модель древесного ствола 45

  2. Дискретный метод определения образующей древесного ствола... 50

  3. Выбор и обоснование метода автоматического контроля качества древесных стволов 53

  4. Выбор и обоснование геометрии контроля 59

  5. Выбор и обоснование источника излучения 64

  6. Оценка точности измерения диаметра 69

  7. Оценка чувствительности метода 75

2.7.1. Оценка влияния факторов, влияющих на чувствительность
метода 78

2.8. Оценка производительности радиометрического метода 81

2.9. Вычисление объема круглых лесоматериалов 82

Выводы 85

Глава 3. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ КОНТРОЛЯ КРУГЛЫХ
ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ 87

  1. Установка комплексного определения параметров и качества круглого леса 87

  2. Портативный гамма-дефектоскоп 91

  3. Гамма-дефектоскоп автоматического обнаружения пороков древесины в технологическом потоке 96

  4. Производственные испытания гамма-дефектоскопа 102

  5. Оценка экономической эффективности систем гамма-дефектоскопии в технологическом потоке 106

Глава 4. КОНТРОЛЬ ПИЛЕНЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ 112

  1. Люминесцентный метод 113

  2. Ионизационный метод 114

  3. Бета-метод 121

4.3.1. Просвечивание широким пучком моноэнергетических

электронов 122

  1. Просвечивание узким пучком моноэнергетических электронов 125

  2. Использование изотопных источников для контроля пиленых лесоматериалов 126

4.4. Оптический метод 129

Глава 5. ОПТИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ПИЛЕНЫХ

ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ 131

5.1. Экспериментальные исследования 136

  1. Геометрия контроля пиломатериалов 139

  2. Источники и детекторы оптического метода контроля 143

  3. Перспективы применения оптического метода в

* деревообрабатывающей промышленности 146

Глава 6. ОБОРУДОВАНИЕ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ПИЛЕНЫХ
ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ 150

6.1. Автоматизированная линия раскроя пиломатериалов

на заготовки 150

6.2. Автоматическая линия сортировки карандашной дощечки 154

Глава 7. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ 158

  1. Определение влажности древесины с помощью бета-излучения 161

  2. Метод измерения влажности гамма-методом 174

7.3. Экспериментальные исследования 187

7.4. Нейтронный метод измерения влажности древесины 191

Выводы 196

Глава 8. ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ, ВНЕДРЕННЫЕ

В ПРОИЗВОДСТВО 198

  1. Аппаратура контроля техпроцессов карандашного производства. 198

  2. Пути совершенствования технологии изготовления карандашной

дощечки и карандашей 201

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 211

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 213

ПРИЛОЖЕНИЯ 214

Введение к работе:

Актуальность работы. Повышение эффективности производства, качества и конкурентоспособности продукции, уменьшение отходов основного производства является одной из главных задач, которую необходимо реализовать в народном хозяйстве страны на современном этапе.

Применительно к лесопромышленным предприятиям следование этой стратегии немыслимо без внедрения приборов контроля, современного оборудования, средств автоматики и вычислительной техники, позволяющих объективно оценивать качество выпускаемой продукции и на этой основе оперативно управлять технологическими процессами.

В современных условиях, когда запасы древесины в стране истощаются, промышленные заготовки переносятся в труднодоступные районы страны, а себестоимость кубометра древесины увеличивается с каждым годом, исключительно большое значение приобретает рациональное (по возможности полное) использование лесных ресурсов.

Древесина, как первичное сырье, имеет ряд пороков, в той или иной степени снижающих качество выпускаемой продукции. В то же время производительность современных линий по разделке хлыстов такова, что оператор практически не может оперативно вносить коррективы в процесс разделки древесины с учетом ее качества. Внедрение современных высокопроизводительных линий, снабженных аппаратурой, позволяющей обнаруживать пороки древесины и управлять процессом раскроя древесных стволов, позволяет существенно повысить качество продукции из древесины, увеличить полезный выход, интенсифицировать производство.

Использование приборов контроля качества при разделке пиленых лесоматериалов также имеет принципиальное значение для отрасли

не только с точки зрения увеличения полезного выхода продукции, но и сокращения ручного труда, интенсификации производства.

Научно-исследовательские работы по теме диссертационных ис
следований связаны с выполнением Постановления Совета Министров
СССР № 900 от 27 октября 1968 года, Постановления Государственного
Комитета СССР по науке и технике № 410 от 26 октября 1970 года (за
дание 034028), целевой комплексной программы «Механизация и авто
матизация, совершенствование технологии производства карандашей»,
утвержденной приказом Министра местной промышленности РСФСР
№ 45 от 15 февраля 1983 года, Постановления Совета Министров
РСФСР № 530 от 22 ноября 1985 года (проблема 2.67.87.27. 01.), целе
вой региональной комплексной научно-технической программы
МИНВУЗа РСФСР «Автоматизация-90» и посвящены решению акту
альных задач по научному обоснованию, разработке и внедрению обо-
> рудования, приборов контроля основных технологических процессов

раскроя древесных стволов и пиленых лесоматериалов, утилизации отходов основного производства, и направлены, в конечном счете, на снижение затрат сырья при выпуске продукции из древесины.

Цель работы - разработка и внедрение оборудования, приборов и методов контроля технологических процессов деревообрабатывающих производств, позволяющих достигнуть более высокой производительности труда, улучшения качества выпускаемой продукции, утилизации отходов основного производства.

Основные задачи диссертационной рабоы.

1.Произвести обобщение мирового опыта по контролю качества
лесоматериалов, изучить радиометрические, оптические, диэлектриче-
ские, электрические и другие свойства древесины для использования их

при проектировании систем автоматического контроля.

2. Создать приборы контроля технологических процессов на раз
личных стадиях переработки древесины; изготовить оборудование, по
луавтоматические и автоматические линии переработки древесины, ос-
t нащенные средствами автоматики и приборами контроля качества.

3.Создать комплекс приборов и оборудование промежуточного контроля технологических процессов на разных стадиях производства.

4.Провести экспериментальные исследования по утилизации отходов основного производства, создать приборы контроля и оборудование для утилизации отходов основного производства.

Объектом исследования является качество продукции из древесины и технологические процессы на различных участках производства.

Предметом исследования является методы и средства контроля качества лесоматериалов и технологических процессов производства

изделий из древесины, изыскание способов утилизации отходов основ
ного производства.

Методы исследований. В работе использованы натурные исследования, статистические методы обработки экспериментальных данных, инженерные методы расчета основных параметров приборов, выбор оптимальных параметров основных технологических процессов. Научная новизна. Научная новизна работы характеризуется получением следующих новых научных результатов:

впервые проведены комплексные исследования характеристик дре
весных стволов и пиленых лесоматериалов как объектов автоматиче
ского контроля качества; установленные закономерности положены в
основу разработки приборов и методов определения качества и раз-

мерных характеристик лесоматериалов в технологических потоках;

разработаны математические модели древесных стволов и пиленых
лесоматериалов, алгоритмы управления обработкой информации с

учетом размерно-качественных характеристик объекта контроля, обеспечивающих наибольший выход деловой продукции;

созданы научные основы проектирования систем контроля качества и автоматического управления линиями разделки круглых и пиленых лесоматериалов как на конечных, так и на промежуточных стадиях изготовления продукции, защищенные авторскими свидетельствами;

разработаны научные основы проектирования приборов контроля технологических процессов производства круглых и пиленых лесоматериалов, как на конечных, так и промежуточных стадиях изготовления продукции;

впервые разработаны методы и приборы обнаружения пороков и дефектов в круглых и пиленых лесоматериалах, защищенные авторскими свидетельства;

на основе теоретических и экспериментальных исследований созданы и использованы в научных, учебных и промышленных разработках многофункциональные приборы и оборудование различного назначения - аппаратура измерения параметров круглых и пиленых лесоматериалов, измерители и регуляторы температуры, система программного управления технологическим процессом сушки цветных карандашных стержней, портативный дефектоскоп определения качества древесных стволов заповедных лесов, автоматические линии раскроя заготовок и сортировки дощечек, приборы определения параметров карандашных дощечек и карандашей.

Практическая ценность работы.

В результате проведенного комплекса научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ созданы приборы, встроенные в ав
томатические и полуавтоматические линии, разработан, изготовлен и
внедрен комплекс измерительных приборов управления технологи
ческими процессами.

Разработаны и изготовлены приборы и оборудование обнаружения пороков в круглых лесоматериалах. Испытание оборудования произведено в ЛПХ объединения ТОМЛЕСПРОМ.

Созданы приборы и оборудование обнаружения пороков в пиленых лесоматериалах.

Разработана и передана в производство рабочая документация полуавтоматической линии изготовления карандашных заготовок с использованием приборов контроля и средств микропроцессорной техники. На Хотьковском экспериментальном заводе (Московская область) для Томской карандашной фабрики изготовлена малая серия полуавтоматических линий.

Разработана и передана в производство рабочая документация линии автоматической сортировки карандашных дощечек с использованием приборов контроля качества и средств микропроцессорной техники. На Нижегородском заводе Росмузпрома изготовлена для Томской карандашной фабрики малая серия автоматических линий сортировки карандашных дощечек.

Разработана, изготовлена и внедрена на Томской карандашной фабрике система автоматического управления процессом сушки цветных карандашных стержней на базе современных средств микроэлектроники, обеспечивающая высокий уровень выхода продукции, экономию электроэнергии, освобождение рабочих, давшая экономический эффект около миллиона рублей (в ценах 1985 г.)

Разработана и внедрена на Томской и Славянской карандашных фабриках, система автоматического измерения и регулирования температуры технологических процессов ряда производств.

Разработана система автоматического управления технологическим процессом промышленного экструдера. Освоен промышленный вы-

пуск автоматических систем управления экструдера 07-ЭРК-1 Рубцовского металлозавода.

Разработана и внедрена на Томской и Славянской (Украина) каран
дашных фабриках система приборов автоматического измерения и
регулирования температуры технологических процессов ряда произ
водств.

Разработан, изготовлен для Томской карандашной фабрики комплекс оборудования промежуточного контроля качества изготовления карандашных дощечек и карандашей (прибор определения твердости карандашных стержней, прибор определения содержания парафина в карандашной дощечке и прибор определения очиночных свойств дощечки и карандашей и другие приборы).

Разработано и изготовлено экспериментальное оборудование утилизации отходов основного производства с целью получения из них товаров народного потребления (ТНП).

Разработана рецептура, получены экспериментальные образцы карандашной дощечки и карандашей на полимерной основе с древесным наполнителем, что дало возможность приступить к работам по поиску материалов для изготовления карандашной дощечки и плитных материалов на композиционной основе.

Результаты выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ использовались в головном научно-исследовательском и проектном институте РОСНИИМЕСТПРОМ (г.Нижний Новгород) и СКБ «СПЕЦСТАНОК» (г.Москва) при проектировании нового оборудования для предприятий местной и легкой промышленности.

Проведены совместные проектные и опытно-конструкторские работы
на основе международного договора между Лесным Департаментом
провинции Гирин (КНР) и Томским политехническим университетом

по разработке оборудования для автоматической линии оптимального раскроя древесных стволов с применением приборов и методов не-разрушающего контроля качества древесины и средств автоматического управления технологическим процессом. Получен значительный экономический эффект от внедрения разработок на Томской карандашной фабрике за счет сокращения экспортных закупок, увеличения полезного выхода, уменьшения затрат на приобретение сырья, совершенствования технологии, сокращения численности работающих.

Материалы исследований также использовались в учебном процессе Томского политехнического университета, Томского педагогического университета, Томского сельскохозяйственного института, а также вошли в качестве разделов в учебниках для вузов и техникумов ряда авторов для лесотехнических специальностей (0639, 0901 А, 0902А).

Личный вклад автора. Постановка системных проблем оценки качества древесины, разработка теоретических и экспериментальных методов исследований, создание математических моделей, разработка алгоритмов оценки качества древесины в технологических потоках, оптимизация параметров измерительных устройств - выполнены автором лично.

Программы решения ряда задач и их прикладное использование были выполнены совместно с аспирантами и инженерами.

Практическое внедрение результатов исследований осуществлялось совместно с сотрудниками отдела № 9 НИИ ИН при ТПИ и отраслевой лаборатории «Механизация и автоматизация карандашного производства», а также сотрудниками отдела новой техники ООО «Томский карандаш».

Апробация работы. Результаты работы многократно докладывались в Комитете по науке и технике СМ СССР, Министерстве местной

промышленности РСФСР, на конференциях в РФ и за рубежом, Лесном Департаменте провинции Гирин (г.Чан-Чунь, КНР), Гиринском университете (г.Чан-Чунь, КНР), Международном симпозиуме по контролю древесины в 1998 г. (США), Лесотехнической Академии (г.Санкт-Петербург), Московском лесотехническом институте, Научно-исследовательском институте местной промышленности (г.Нижний Новгород), ТУСУР (г.Томск), ТГАСУ (г.Томск), ТПУ (г.Томск) и других организациях.

Публикации. Основные результаты по теме диссертации отражены в ПО печатных работах,включая научную монографию «Дефектоскопия древесины», из них 24 статьи в центральной печати, 6 авторских свидетельств, 4 статьи опубликованы за рубежом, сделано 15 докладов на конференциях разного уровня.

Автор защищает: организацию решения научно-технической проблемы контроля качества и раскроя древесных хлыстов и пиленых лесоматериалов с учетом качественных и размерных характеристик.

Приборы и методы контроля качества круглых лесоматериалов и их применение в системах автоматической оптимизации раскроя древесных стволов.

Приборы и методы контроля качества пиленых лесоматериалов и их применение в автоматических линиях раскроя и сортировки заготовок из древесины.

Приборы и методы контроля технологических процессов деревообрабатывающих производств на промежуточных и конечных стадиях производства.

Пути разработки оборудования утилизации отходов основного производства.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, изложенных на 228 страницах.Содержит 63 ри-

сунка и 26 таблиц. Список из 150 наименований и приложения на 51 страницах.

Подобные работы
Бассам Тауфик Мохаммед Махмуд Двикат
Интегральный метод измерения теплопроводности и прибор контроля качества изделий сложной формы
Шалагин Борис Михайлович
Совершенствование приборов и методов контроля технологических процессов в шинном производстве для повышения качества продукции
Макшаков Станислав Борисович
Методы и приборы контроля и управления полупроводниковыми излучателями, оптимизирующие лучевую нагрузку на биологические объекты
Седалищев Виктор Николаевич
Высокочувствительные приборы и методы контроля параметров технологических процессов с использованием связанных колебаний в пьезорезонансных структурах
Заикин Сергей Михайлович
Разработка метода и прибора контроля высокоэнергетических изделий при динамических испытаниях
Гиззатуллин Анас Рифкатович
Совершенствование методов и приборов контроля природной среды в зоне влияния предприятий строительной индустрии
Еськов Александр Васильевич
Приборы и методы оптического контроля параметров импульсных дисперсных потоков
Крук Дмитрий Евгеньевич
Оптоэлектронный метод и прибор для контроля плановых смещений гидротехнических сооружений
Баринов Михаил Анатольевич
Приборы и методы эксплуатационного контроля параметров радиопрозрачных укрытий антенн СВЧ систем связи
Степанов Юрий Леонидович
Приборы и методы теплового неразрушающего контроля высокотемпературных карбид-кремниевых и оксидных покрытий

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net