Вимоги до неличкованих ДСП

№ п/п	Найменування параметрів	Од. вимір.	Товщина ДСП, мм	Дослідження згідно стандарту
	Густина	кг/м3	>710	>710	>710	>710	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Границя міцності на статичн. згин	МПа	>18	>16	>16	>14	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Границя міцності на розтяг	МПа	>0,4	>0,35	>0,35	>0,3	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Границя міцності на відрив зовнішнього шару	МПа	>1,0	>1,0	>1,0	>1,0	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Розбухання у воді (2 год)	%	до 8	до 8	до 8	до 8	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Вміст вільного формальдегіду	мг на 100 г сух. маси	до 8	до 8	до 8	до 8	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Вміст мінеральних включень	%	<0,2	<0,2	<0,2	<0,2	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Відхилення за товщиною	мм	±0,2	±0,2	±0,3	±0,3	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Вологість	%	5…11	5…11	5…11	5…11	ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Відхилення від прямолінійності	мм/м					ТУ У 20.2.311 479-001-2002
	Відхилення від перпендикулярності	мм/м					ТУ У 20.2.311 479-001-2002

На першому етапі за допомогою таблиці випадкових чисел вибрано 100 плит ДСП для досліджень на предмет задоволення вимог стандартів з якості, що наведені в табл. 11.1 та табл. 11.2. На основі перевірки якості 100 вибраних зразків побудована діаграма Парето за результатами (табл. 11.3 та рис. 11.1). У групу інші ввійшли зразки, що не відповідають вимогам із забезпечення

Таблиця 11.3

Дані для побудови діаграми Парето за результатами діяльності для аналізу роботи у процесі виготовлення ДСП

Контрольовані ознаки	Кількість спосте-режень	Накопи-чена сума спосте-режень	Відсоток спосте-режень за кожним видом	Накопи-чений відсоток
1) невідповідність розмірів за товщиною 2) невідповідність висоти мікронерівностей оброблюваної поверхні 3) невідповідність вмісту вільного формальдегіду 4) невідповідність щільності 5) інші
Сума

Рис. 11.1. Діаграма Парето за ознаками браку: кількість
спостережень – 100; а – стовпчикова гістограма, б – кумулятивна крива.

границі міцності на статичний згин, границі міцності на розтяг, границі міцності на відрив зовнішнього шару, розбухання у воді, вмісту мінеральних включень, вологості, відхилення від прямолінійності, відхилення від перпендикулярності.

Згідно з рис. 11.1 основним видом дефектів для досліджуваної партії ДСП є відхилення від нормативного розміру за товщиною. Для більш детального вивчення відібрано 46 плит згідно з даними контрольного листка (табл. 11.4).

Таблиця 11.4

Контрольний листок для реєстрації розподілу параметру, що характеризує лінійні розміри оброблених деталей

Номі-нальний розмір	Відхилення	Заміри	Частота
	-0,40
	-0,30
	-0,20
	-0,10
	0,10
	0,20
	0,30
	0,40

На основі проведених спостережень побудовано гістограму розсіювання, на яку додатково нанесено верхнє і нижнє допустимі граничні відхилення (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Гістограма розсіювання товщини ДСП

Як видно з рис. 11.2 інтервал розсіювання є більшим за поле допуску, причому є виправний і невиправний брак. Результати статистичної обробки приведені у таблиці 11.5, а результати перевірки на відповідність нормальному розподілу – у табл. 11.6.

Оскільки статистична гіпотеза про відповідність нормальному закону розподілу прийнята, то можна визначити частку виправного і невиправного браку. Площа заштрихованих стовпців зліва від центру розподілу (невиправний брак) становить 2,2 %, а справа (виправний брак) – 5,8 %. Таким чином, частка деревинностружкових плит, товщина яких не задовольняє вимоги стандарту становить 8 %. Оскільки середина інтервалу варіювання знаходиться дуже близько від середини поля допуску ( = 16,025 мм; y_с.п.д.=16,00 мм), то одним із найефективніших інструментів зменшення частки дефектних виробів у даній ситуації є зменшення інтервалу розсіювання.

Для виявлення причин, що зумовлюють відхилення за товщиною, побудована діаграма причин і результатів (рис. 11.3).

Таблиця 11.5

Результати статистичного аналізу товщини ДСП (Н, мм)

Найменування параметрів	Позначення	Значення
Максимальний елемент, мм	H max	15,6
Мінімальний елемент, мм	H min	16,4
Середнє значення вибірки, мм	H ср	16,0250
Дисперсія, мм 2	S2	0,0125
Середньоквадратичне відхилення, мм	S	0,1118
Інтервал групування вибірки при Р=0,9973, мм:	D -	16,3601
D +	15,6896
Коефіцієнт варіації, %	V	0,6976
Середньоквадратична похибка середнього значення, мм	SH	0,0164
Показник точності досліду, %	P	0,102867
Рівень значущості	a	0,05
Критерій Стьюдента	t	2,01
Інтервал довіри для середнього значення, мм:	mH min	15,9918
mH max	16,0581

Таблиця 11.6

Результати перевірки статистичної гіпотези про відповідність емпіричного розподілу теоретичному нормальному

Найменування параметрів	Позначення	Значення
Показник асиметрії	A	0,0418
Показник ексцесу	E	0,2243
Середньоквадратичне відхилення, мм:   показника асиметрії показника ексцесу
σA	0,0611
σE	0,1221
Відношення показника до відхилення:   асиметрії   ексцесу
	0,6832
	1,8374
Гіпотеза про нормальність розподілу за критеріями асиметрії та ексцесу		приймається
Розрахункове значення критерія Пірсона		8,4895
Рівень значущості	q	0,05
Число ступенів вільності	f
Табличне значення критерія Пірсона		9,49
Гіпотеза про нормальність розподілу за критерієм		приймається

Рис. 11. 3. Діаграма причин і результатів щодо точності розмірів

У результаті аналізу причин того, що близько 8 % деревинностружкових плит, що виготовляються, не задовольняють вимоги за товщиною, складено перелік основних чинників, які призводять до появи браку.

1. Товщина ДСП до початку калібрування-шліфування (Н, мм).

2. Середньоквадратичне відхилення товщини плити до початку калібрування-шліфування (S(H), мм).

3. Похибки, спричинені роботою пресового обладнання.

4. Режимні параметри пресування.

5. Інші причини: режимні параметри калібрування-шліфування, час кондиціонування, фракційний склад ДСП, вологість тріски.

Якщо дотримуватись приведеної вище нумерації, то діаграма Парето за причинами матиме наступний вигляд:

Рис. 11.4. Діаграма Парето за причинами браку

Отже, у результаті проведених досліджень зроблено висновок про те, що для усунення браку необхідно усунути одну основну причину, яка пов’язана із товщиною ДСП після пресування Н. Якщо бути більш точним, то середня товщина ДСП забезпечується товщиною дистанційної планки між плитами пресу.

У даній ситуації для більш глибокого дослідження можливе використання кореляційно-регресійного аналізу та основних принципів концепції «шість сигм».

З метою визначення рівня сигм у процесі калібрування-шліфування деревинностружкових плит жорстким абразивним інструментом отримано рівняння регресії, яке визначає залежність величини середнього квадратичного відхилення товщини ДСП S_по(H) (Y) після дворазового абразивного оброблення двома шліфувальними агрегатами, кожний з яких складається з двох опозитно розміщених циліндрів від середньої товщини плити до початку калібрування-шліфування Н (X₁), середнього квадратичного відхилення товщини ДСП до здійснення процесу абразивного оброблення S(Н) (X₂), налагоджувальних товщин першого Н_н1 (X₃) та другого Н_н2 (X₄) шліфувальних агрегатів, швидкості різання ν (X₅), швидкості подачі ν_s (X₆), зернистості циліндрів першого K_z1 (X₇) та другого K_z2 (X₈) шліфувальних агрегатів, твердості циліндрів також відповідно першого Н_ц1 (X₉) та другого Н_ц2 (X₁₀) агрегатів:

Y = 0,022906 + 0,019104∙x₂ + 0,005684∙ x ₃ + 0,000626∙ x ₄ + 0,000402∙ x ₅ +
+ 0,001111∙ x ₁∙ x ₇ + 0,005827∙ x ₁∙ x ₈ + 0,005524∙ x ₁∙ x ₉ +
+ 0,003415∙ x ₂∙ x ₃ + 0,006294∙ x ₂∙ x ₄ + 0,002236∙ x ₂∙ x ₅ + 0,001117∙ x ₂∙ x ₁₀ +
+ 0,000076∙ x ₃∙ x ₄ + 0,003242∙ x ₃∙ x ₅ + 0,003042∙ x ₄∙ x ₅ +
+ 0,006210∙ x ₄∙ x ₁₀ + 0,006197∙ x ₅∙ x x ₁₀ + 0,003884∙ x ₆∙ x ₇ + 0,000088∙ x ₆∙ x ₈ +
+ 0,003744∙ x ₆∙ x ₉ + 0,006157∙ x ₇∙ x ₈ + 0,003042∙ x ₇∙ x ₉ +
+ 0,002905∙ x ₈∙ x ₉ + 0,005983∙ x ₁² + 0,005930∙ x ₂² + 0,004027∙x ₃² + 0,001617 x ₄² +
+ 0,002049∙ x ₅² + 0,001820∙ x ₆² (9.1)

На рис.11.5 представлена графічна залежність середнього квадратичного відхилення товщини плити після абразивного оброблення S_по від середньої товщини плити Н і середнього квадратичного відхилення товщини плити S(H) до початку процесу калібрування-шліфування жорсткими абразивними циліндрами.

Рис. 11.5. Залежність середнього квадратичного відхилення товщини ДСП після дворазового калібрування-шліфування абразивними циліндрами S_по(H) від середньої товщини плити після пресування Н і середнього квадратичного відхилення товщини плити S(Н) до оброблення: налагоджувальна товщини першого агрегату Н_H1 = 16,45 мм; налагоджувальна товщини другого агрегату Н_H2 = 15,95 мм; швидкість подачі
ν_s = 20,5 м/хв.; швидкість різання ν = 24 м/с; твердість абразивних інструментів: Н_Ц1=Н_Ц2=245 МПа; коефіцієнт зернистості абразивних циліндрів: K_Z1=0,3; K_Z2=0,3.

Згідно з рис. 11.5, збільшення розсіювання товщини плити до оброблення спричиняє збільшення аналогічного розсіювання товщини плити після оброблення. Сутність цього явища стає зрозуміла з рис. 11.6. Якщо, припустити, що налагоджувальна товщина калібрування-шліфування
Н_н = 16,45 мм, то у процесі абразивного оброблення плити із значним розсіюванням товщини відбувається «сумування» відхилень – розсіювання товщини плити до оброблення не може бути ліквідоване на 100 %, але окрім того виникає ще одне розсіювання внаслідок пружних відтисків та змінності величини товщини шару, який знімається з оброблюваної поверхні.

Рис. 11.6. Залежність частоти появи випадкової величини товщини ДСП після калібрування-шліфування від її значення для різних значень середнього квадратичного відхилення товщини плити до початку процесу оброблення S(H): ▬■▬
S(H)=0,5 мм; ▬▲▬ S(H)=0,3 мм; ▬●▬- S(H)=0,1 мм; середня товщина плити до оброблення Н=17,0 мм.

Середня товщина плити до початку процесу калібрування здійснює нелінійний вплив на величину середнього квадратичного відхилення товщини плити після абразивного оброблення – якщо Н=17,5 мм (максимальне значення з інтервалу варіювання) і Н=16,1 мм (мінімальне значення з інтервалу варіювання), то величина S_по є максимальною, а якщо величину Н зафіксувати в середині інтервалу варіювання (Н=16,7 мм), то величина S_по →min (рис. 11.5). У випадку із мінімальною середньою товщиною значення має те, що розподіл випадкової величини зміщений у сторону від’ємних значень і саме це спричиняє неспроможність зішліфовування шару необхідної товщини для усунення існуючого розсіювання (рис. 11.7). Зміщення розподілу у напрямку додатних значень спричиняє максимальну величину глибини калібрування-шліфування, що в свою чергу внаслідок збільшених пружних відтискань призводить також до появи суттєвого розсіювання. (рис. 11.7). Варіант, коли Н=16,7 мм можна вважати найбільш сприятливим, оскільки саме тут відсутні негативні причини збільшення S_по, проаналізовані вище (рис. 11.7).

Рис. 11.7. Залежність частоти появи випадкової величини товщини ДСП після калібрування-шліфування від її значення для різних значень середньої товщини плити до початку процесу оброблення: ▬■▬ H=17,5 мм; ▬▲▬ H=17,1 мм; ▬●▬- H=16,7 мм; середнє квадратичне відхилення товщини плити до оброблення S(H)=0,3 мм.

Якщо прийняти величину поля допуску для товщини неличкованої деревинностружкової плити 0,4 мм (±0,2 мм), то для забезпечення величини індексу відтворюваності С_р=2, необхідно зафіксувати величину середнього квадратичного відхилення після калібрування-шліфування S_по=0,033 мм. Саме за умови дотримання такого розсіювання можна прогнозувати роботу, при якій виникає 3,4 дефекти на мільйон можливостей. Згідно з рис. 11.8, цей ефект досягається для певних значень інтервалів варіювання величин Н і S(H).

Якщо підприємство із виготовлення ДСП працюватиме із середньою товщиною плити до оброблення Н=16,7…17,5 мм і аналогічним показником середнього квадратичного відхилення S(H)=0,1…0,5 мм, то можна прогнозувати ефективність роботи на рівні 1,6 «сигма», тобто 460 000 плит із мільйону можливих не відповідатимуть встановленим нормативним вимогам за товщиною (рис. 11.9).

Рис. 11.8. Залежність середнього квадратичного відхилення товщини ДСП після дворазового калібрування-шліфування абразивними циліндрами S_по(H) від середньої товщини плити після пресування Н і середнього квадратичного відхилення товщини плити S(Н) до оброблення: налагоджувальна товщини першого агрегату Н_H1 = 16,45 мм; налагоджувальна товщини другого агрегату Н_H2 = 15,95 мм; швидкість подачі
ν_s = 20,5 м/хв.; швидкість різання ν = 24 м/с; твердість абразивних інструментів: Н_Ц1=Н_Ц2=245 МПа; коефіцієнт зернистості абразивних циліндрів: K_Z1=0,3; K_Z2=0,3 (шість «сигма»).

Рис. 11.9. Залежність середнього квадратичного відхилення товщини ДСП після дворазового калібрування-шліфування абразивними циліндрами S_по(H) від середньої товщини плити після пресування Н і середнього квадратичного відхилення товщини плити S(Н) до оброблення: налагоджувальна товщини першого агрегату Н_H1 = 16,45 мм; налагоджувальна товщини другого агрегату Н_H2 = 15,95 мм; швидкість подачі
ν_s = 20,5 м/хв.; швидкість різання ν = 24 м/с; твердість абразивних інструментів: Н_Ц1=Н_Ц2=245 МПа; коефіцієнт зернистості абразивних циліндрів: K_Z1=0,3; K_Z2=0,3 (1,6 «сигма»).

У результаті дослідження нами встановлено, що для зменшення кількості дефектів на мільйон можливостей у процесі здійснення процесу калібрування-шліфування ДСП жорсткими абразивними циліндрами необхідно:

· зменшувати величину середнього квадратичного відхилення товщини плити після пресування (до початку процесу абразивного оброблення);

· фіксувати середню величину товщини плити до калібрування –шліфування в інтервалі Н=16,9…17,3 мм.