Реферат: Древесина вяза как материал для столярно-мебельного производства

--PAGE_BREAK--
Деформативность. При кратковременных нагрузках в древесине возникают преимущественно упругие деформации, которые после нагрузки исчезают. До определённого предела зависимость между напряжениями и деформациями близка к линейной (закон Гука). Основным показателем деформативности служит коэффициент пропорциональности — модуль упругости.

Модуль упругости вдоль волокон Е = 12-16 ГПа, что в 20 раз больше, чем поперёк волокон. Чем больше модуль упругости, тем более жесткая древесина.

С увеличением содержания связанной воды и температуры древесины, жесткость её снижается. В нагруженной древесине при высыхании или охлаждении часть упругих деформаций преобразуется в «замороженные» остаточные деформации. Они исчезают при нагревании или увлажнении.

Поскольку древесина состоит в основном из полимеров с длинными гибкими цепными молекулами, её деформативность зависит от продолжительности воздействия нагрузок. Механические свойства древесины, как и других полимеров, изучаются на базе общей науки реологии. Эта наука рассматривает общие законы деформирования материалов под воздействием нагрузки с учётом фактора времени.

2.1  Эксплуатационные и технологические свойства. Прочность древесины при длительных постоянных нагрузках важно знать в связи с применением её в строительных конструкциях. Показателем этого свойства является предел длительного сопротивления” бд.с.”, который в среднем для всех видов нагрузки составляет примерно 0,5 — 0,6 величины предела прочности при кратковременных статических испытаниях.

Показателем прочности при переменных нагрузках является предел выносливости, средняя величина которого составляет примерно 0,2 от статического предела прочности.

При проектировании деревянных конструкций в расчётах используют не пределы прочности малых образцов древесины, а в несколько раз меньшие показатели — расчётные сопротивления. Они учитывают большие размеры элементов конструкций, наличие пороков древесины, длительность действия нагрузки, влажность, температуру и другие факторы.

Удельная вязкость характеризует способность древесины поглощать работу при ударе без разрушения и определяется при испытаниях на изгиб. Ударная вязкость у древесины лиственных пород в среднем в 2 раза больше, чем у древесины хвойных пород.

Для испытания на твёрдость используют приспособление, которое имеет пуансон с полусферическим наконечником. Его вдавливают на глубину радиуса. После испытания в древесине остаётся отпечаток, площадь проекции которого при указанном радиусе полусферы составляет 100 мм2. Показателем статической твёрдости образца, Н/мм2, является усилие, отнесенное к этой площади. Статическая твёрдость торцевой поверхности выше, чем боковых поверхностей.

Все отечественные породы по твёрдости торцевой поверхности при влажности 12% делят на 3 группы: мягкие (твёрдость 40 Н/мм2 и менее), твёрдые (41-80) и очень твёрдые (более 80 Н/мм2).
Ударную твёрдость определяют, сбрасывая стальной шарик диаметром 25 мм с высоты 0,5 м на поверхность образца, величина которого тем больше, чем меньше твёрдость древесины.
Износостойкость — способность древесины сопротивляться износу, т.е. постепенному разрушению её поверхностных зон при трении. Испытания на износостойкость древесины показали, что износ с боковых поверхностей значительно больше, чем с поверхности торцевого разреза. С повышением плотности и твёрдости древесины износ уменьшился. У влажной древесины износ больше, чем у сухой.
Уникальным свойством древесины является способность удерживать крепления: гвозди, шурупы, скобы, костыли и др. При забивании гвоздя в древесину возникают упругие деформации, которые обеспечивают достаточную силу трения, препятствующую выдёргиванию гвоздя. Усилие, необходимое для выдёргивания гвоздя, забитого в торец образца, меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперёк волокон. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию гвоздя или шурупа увеличивается. Усилия, необходимые для выдёргивания шурупов (при прочих равных условиях), больше, чем для выдёргивания гвоздей, так как в этом случае к трению присоединяется сопротивление волокон перерезанию и разрыву.
Технологическая операция гнутья древесины основана на её способности сравнительно легко деформироваться при действии усилий. Способность гнуться выше у кольцесосудистых пород — дуба, ясеня и др., а из рассеянно-сосудистых — бука; хвойные породы обладают меньшей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает податливость древесины и позволяет вследствие образования”замороженных” деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой зафиксировать новую форму детали.

Для сравнительной оценки качества древесины используют так называемые удельные характеристики механических свойств, т.е. показатели ее механических свойств, отнесенные к единице плотности.

Удельная прочность при сжатии и статическом изгибе у хвойных пород выше, чем у лиственных. Значительно выше у хвойных пород и удельная жесткость. По остальным свойствам удельные характеристики у древесины лиственных пород выше, чем у хвойных.

Удельные характеристики древесины имеют особое значение, когда от изделия или конструкции требуется высокая прочность при малом весе. Это важно для транспортного машиностроения, авиастроения, судостроения и в других случаях.

3.      
Макроскопическое строение древесины

Заболонь и ядро. Изучая макроскопическое строение древесины, можно обнаружить, что у одних пород древесина окрашена равномерно, а у других центральная часть темнее наружной. Темноокрашенная часть называется ядром, а наружная светлая зона — заболонью. У некоторых пород центральная часть, не отличаясь по цвету от наружной, содержит (в растущем дереве) значительно меньше воды и называется спелой древесиной. Породы, имеющие ядро, называются ядровыми, а породы со спелой древесиной — спелодревесными. Если же между центральной и периферической частями древесины нет разницы ни в цвете, ни в содержании воды, то породы называются забеленными.

Полагают, что ядро образуется у всех пород, только у одних темная окраска его возникает всегда или при определенных условиях, а у остальных оно остается светлым. Следовательно, спелая древесина — это неокрашенное ядро.
К заболонным породам относятся многие лиственные — береза, ольха, липа, граб, клен, самшит, груша, орешник и др. В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони, и лишь с течением времени у некоторых пород образуется ядро. У одних пород образование ядра начинается рано (у дуба, например, на 8… 12-й год) и заболонь бывает узкой. У других пород ядро образуется значительно позднее (у сосны в возрасте 30… 35 лет), что обусловливает наличие широкой заболони. Переход от заболони к ядру может быть резким (тис) или постепенным (грецкий орех). С возрастом диаметр ствола увеличивается и доля ядра возрастает за счет перехода части заболонной древесины в ядровую. Так, у дуба объем ядра при диаметре ствола 15 см составляет примерно 50 % объема заболони; при диаметре 30 см ядро в 3...5 раз больше заболони по объему, а при диаметре 60 см на заболонь приходится всего 10 % объема ядра.

Размеры заболони зависят от условий произрастания. Так, у дуба наиболее широкая заболонь наблюдается в стволах деревьев, произрастающих на солонцовых почвах, а наименьшая — в пойменных дубравах. В стволах сосны из Республики Коми относительное содержание заболони возрастает с ухудшением условий произрастания. Ширина заболони по высоте ствола у хвойных пород (сосна, ель) постепенно уменьшается, а у дуба остается почти без изменения; в то же время доля площади поперечного сечения ствола, приходящегося на заболонь, увеличивается вверх по стволу. Для сосны из Республики Коми и Красноярского края ширина заболони с возрастом увеличивается, а после 100… 120 лет начинает уменьшаться главным образом за счет уменьшения ширины годичного прироста древесины.

В растущем дереве заболонь служит для проведения воды вверх по стволу (из корней в крону) и для отложения запасных питательных веществ.

Образование ядра зависит от породы, возраста, условий произрастания и других факторов; в известной мере оно связано с жизнедеятельностью кроны. Процесс ядрообразования заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопроводящих путей, отложении смолы и углекислого кальция. Древесина в этой зоне пропитывается дубильными и красящими веществами, в результате чего темнеет, ее плотность несколько увеличивается, возрастает стойкость к гниению.

Вследствие закупорки водопроводящих путей древесина ядра мало проницаема для воды и воздуха, что имеет положительное значение при изготовлении из древесины тары под жидкие товары и отрицательное — при пропитке древесины антисептиками (ядро обычно не пропитывается). В растущем дереве ядро придает стволу устойчивость; вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (дуб, вяз).

Годичные слои. Каждый год на стволе откладывается слой древесины. Схематически ствол можно представить в виде системы насаженных один на другой конусов. Если на нижнем поперечном срезе показаны десять концентрических полуокружностей, а на верхнем пять. Следовательно, потребовалось соответственно 3 года и 8 лет для того, чтобы дерево достигло той высоты, на которой сделаны поперечные срезы. На поперечном срезе годичные слои имеют вид концентрических кольцевых полос разной ширины.

Годичные слои заметны у многих пород, но особенно хорошо у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном — извилистых порабола-образных полос.

Ширина годичных слоев сильно колеблется в зависимости от многих факторов: породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстро растущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте и при благоприятных условиях роста образуются более широкие годичные слои.

По радиусу ствола ширина годичных слоев не остается постоянной и изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких годичных слоев, затем следует зона более широких слоев, а дальше по направлению к коре ширина слоев постепенно уменьшается. Площадь годичного слоя сначала довольно быстро увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего постепенно уменьшается.

На интенсивность годичного прироста влияют особенности метеорологических условий того или иного года, и по ширине годичных слоев можно проследить многолетние изменения климата. Эти вопросы рассматривает научная дисциплина дендроклиматология. Исследуя ширину годичных слоев и используя дендрохронологические шкалы, составленные для разных районов страны, можно определить время изготовления деревянных изделий и сооружений. Дендро-хронологический метод (В. Е. Вихров, Б.А. Колчин) нашел широкое применение для датировки археологических находок из древесины.

По высоте ствола ширина годичных слоев нормально возрастает от комля к вершине, что делает ствол полнодревесным, т.е. приближающимся по форме к цилиндру. Однако у деревьев, выросших на свободе, самые широкие годичные слои находятся в нижней части ствола, что придает стволу конусообразную форму (сбежистый ствол).
У некоторых пород на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоев, например у граба, тиса, можжевельника; у бука и ольхи граница между годичными слоями в местах пересечения ее широкими сердцевинными лучами  загибается внутрь (к сердцевине), что также придает слоям волнистый вид.
Годичные слои на противоположных сторонах ствола иногда имеют неодинаковую ширину; если такая неравномерность распространяется на большое число соседних годичных слоев, то ствол приобретает эксцентричное строение, причиной которого часто является неравномерное развитие кроны и корневой системы (деревья опушек) или действие ветра, вызывающее изгиб ствола. Особенно хорошо заметно эксцентричное строение в боковых ветвях; у лиственных пород сердцевина ветви бывает смещена ближе к нижней стороне, а у хвойных — к верхней.

У многих пород четко видно, что годичный слой состоит из двух частей: внутренней, обращенной к сердцевине более светлоокрашенной и мягкой части, — ранней древесины (она образуется в первой половине вегетационного периода), и наружной, обращенной к коре более темной и твердой части, — поздней древесины. Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено в хвойных породах (особенно в лиственнице) и в меньшей мере — во многих лиственных породах, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.

В растущем дереве по ранней древесине годичных слоев происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться.

Свойства ранней и поздней древесины годичного слоя существенно отличаются. У некоторых пород различия особенно ярко выражены. Например, у лиственницы и дуба, по данным В. Е. Вих-рова, поздняя древесина плотнее ранней (соответственно в 2,3 и 1,5 раза), больше усыхает (в 1,8 и 1,4 раза), прочнее при растяжении (в 3,4 и 2,3 раза).

Жесткость поздней древесины также значительно выше, чем ранней. Поскольку поздняя древесина плотнее, прочнее и темнее ранней, 0т количества именно поздней древесины зависят плотность, прочность, а также, в значительной мере, и цвет древесины в целом.

Сердцевинные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород (например, дуба) хорошо видны светлые блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами. Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны на поперечном разрезе невооруженным глазом.

Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе ствола, колеблется в зависимости от породы от 0,005 до 1 мм. По ширине различают три типа лучей:

1) очень узкие, не видимые невооруженным глазом;

2) узкие, трудно различимые невооруженным глазом;

3) широкие, ясно видимые невооруженным глазом.
Последние могут быть настоящими или ложноширокими (агрегатными), т.е. состоящими из пучка близко расположенных друг к другу узких лучей.

Настоящие широкие лучи имеют дуб, бук и платан; ложноширокие (агрегатные) лучи — граб, ольха и лещина. Узкие, но все же различимые невооруженным глазом лучи у древесины кленов, ильмовых пород (вяза, ильма, карагача), липы, кизила и некоторых других. Очень узкие лучи, которые можно лишь иногда заметить на строго радиальном разрезе (лучше расколе), свойственны древесине всех хвойных и многих лиственных пород (ясеня, березы, осины, тополя, ивы, груши, рябины и др.). У некоторых пород лучи расширяются при пересечении границ годичных слоев (бук).

На радиальном разрезе древесины сердцевинные лучи заметны в виде поперечных блестящих полос или пятен, окрашенных темнее или светлее окружающей древесины. Ширина полосок зависит от высоты лучей, а длина — от степени совпадения плоскости разреза с направлением луча. У некоторых пород эти полоски образуют на радиальном разрезе красивый рисунок (платан, клен, ильм и др.).

На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют веретено- или чечевицеобразную форму; высота их в зависимости от породы колеблется в широких пределах (от 50 мм у дуба до долей миллиметра у хвойных пород).

В растущем дереве сердцевинные лучи служат в основном для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой. Они выполняют определенную механическую функцию.

Число сердцевинных лучей в древесине очень велико. Так, у сосны и березы на 1 см2 поверхности тангенциального разреза насчитывается свыше 3000 лучей, а у можжевельника, у которого сердцевинные лучи чрезвычайно узкие, — до 15 000. Больше всего сердцевинных лучей находится в нижней части ствола. Выше по стволу (по направлению к кроне) число лучей уменьшается, а в области кроны несколько возрастает. Число и размеры сердцевинных лучей (ширина и высота) увеличиваются в направлении от сердцевины к коре. Объем сердцевинных лучей зависит от породы, а у одной и той же породы — от условий произрастания. Объем лучей резко различен у листопадных (лиственных) и вечнозеленых (хвойных) пород. В древесине хвойных пород на долю сердцевинных лучей в среднем приходится 5… 8 % общего объема древесины, лиственных — около 15 %, т.е. в 2,5...3 раза больше. Даже лиственница, сбрасывающая на зиму хвою, содержит почти вдвое больше лучей (по объему), чем вечнозеленые хвойные (сосна, ель), выросшие в одинаковых с ней условиях.

Сердцевинные повторения. Так называются заметные на продольных разрезах древесины некоторых лиственных пород буроватые или коричневатые черточки, полоски или пятнышки, расположенные главным образом у границ годичных слоев. По своему цвету и строению они напоминают сердцевину. Ранее считали, что сердцевинные повторения (прожилки) возникают в результате повреждения камбия насекомыми. Н. Е. Косиченко, В. В. Коровин полагают, что эти микроструктурные аномалии могут быть вызваны и другими причинами. Они встречаются преимущественно в нижней части ствола лиственных пород (березы, ольхи, рябины, груши, клена, ивы и др.) и изредка у хвойных (пихты). Присутствие этих образований в древесине некоторых пород настолько постоянно (у березы), что они могут служить диагностическим признаком при распознании породы по древесине.

Сосуды. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить небольшие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). В растущем дереве по сосудам из корней в крону поднимается вода..

Сосуды делят на крупные, ясно видимые невооруженным глазом, и мелкие, не различимые невооруженным глазом. У ряда пород мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа. Крупные сосуды чаще сосредоточены только в ранней зоне годичного слоя и образуют на поперечном разрезе пористое кольцо (например у дуба); реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне располагаются в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, то мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их число и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя.

Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые с кольцом крупных сосудов в ранней зоне каждого годичного слоя и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды, независимо от их величины, распределены по годичному слою более или менее равномерно.

Резкая разница между ранней и поздней зоной делает годичные слои в кольцесосудистых породах хорошо заметными. В то же время у рассеянно-сосудистых пород нет различия между названными зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение и границы между ними плохо заметны.

Кольцесосудистыми лиственными породами являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые другие. К рассеянно-сосудистым относится большинство лиственных пород; среди них с крупными сосудами — грецкий орех и хурма, а с мелкими сосудами — береза, осина, ольха, липа, бук, клен, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.

Скопления мелких сосудов в поздней зоне образуют различный рисунок. Радиальная группировка мелких сосудов в виде светлых язычков пламени характерна для дуба, каштана; тангенциальная группировка — волнистые, иногда прерывистые линии — для ильма, вяза, береста. Рассеянная группировка в виде отдельных светлых точек наблюдается у ясеня.

На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают, заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, на продольных разрезах бороздки сравнительно короткие, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов 0,2...0,4 мм, мелких — 0,016...0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м, а у ясеня доходит даже до 18м. Объем сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для каждой породы зависит от условий произрастания. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего остается постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастают по направлению от комля к вершине.

Сосуды, являясь слабыми элементами, понижают прочность срубленной древесины. Наличием сосудов объясняется повышенная проницаемость жидкостями и газами древесины лиственных пород в направлении вдоль волокон.

Смоляные ходы. Для древесины ряда хвойных пород характерно присутствие смоляных ходов — тонких, наполненных смолой каналов. Они имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели; в древесине пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет. По расположению в стволе различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы; последние проходят по сердцевинным лучам и образуют с вертикальными ходами общую смолоносную систему. Благодаря этой системе обеспечивается добыча смолы подсочкой. Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны преимущественно в поздней зоне годичных слоев в виде беловатых точек.

Наиболее крупные смоляные ходы у кедра — их диаметр в среднем 0,14 мм; диаметр смоляных ходов у сосны 0,1 мм, у ели 0,09 мм, у лиственницы 0,08 мм; длина ходов в пределах 10...80 см, у ильмовых пород  смоляные ходы встречаются редко.

Наибольшее число смоляных ходов у сосны, довольно много их у кедра, меньше у лиственницы, еще меньше у ели. У двух последних пород смоляные ходы занимают не более 0,2 % общего объема древесины. Однако даже у пород с крупными и многочисленными смоляными ходами их доля в общем объеме древесины менее 1 %. Поэтому сами по себе ходы не могут оказать влияние на свойства древесины, но заполняющая их смола повышает стойкость древесины к гниению.

Определение породы по макростроению древесины. Каждая порода отличается строением древесины, что определяет своеобразие ее свойств. Оценка физико-механических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по справочным данным, если известна порода.

Для установления рода, а иногда и вида древесного растения (идентификации пород) используют признаки, характеризующие макростроение древесины. В число таких признаков входят: наличие ядра; ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости годичных слоев и их очертания на поперечном разрезе; четкость границы между ранней и поздней древесиной годичных слоев; наличие, размеры, окраска и число сердцевинных лучей; размеры, характер группировки и состояние (пустые или заполненные) сосудов в древесине лиственных пород; наличие, размеры и число вертикальных смоляных ходов в древесине хвойных пород; сердцевинные повторения в древесине некоторых лиственных пород.

Кроме этих основных признаков при определении пород учитывают некоторые дополнительные признаки. Необходимость их использования возникает в тех случаях, когда основные признаки выражены нечетко. К дополнительным признакам относятся блеск, текстура, плотность и твердость.

Древесина некоторых пород обладает характерным цветом, что позволяет легче определить породу. Однако не всегда цвет древесины может служить достаточным основанием для идентификации породы. Дело в том, что нормальная окраска древесины может изменяться под действием внешних физико-химических факторов, а также из-за поражений грибами. Некоторое диагностическое значение имеет блеск древесины.

При перерезании анатомических элементов на поверхности продольных разрезов древесины образуется тот или иной рисунок. Особенно характерный рисунок — текстуру — образуют сердцевинные лучи. Например, по текстуре поверхности тангенциального разреза бука эта порода определяется безошибочно. Иногда в качестве дополнительного признака привлекаются связанные между собой свойства: плотность и твердость древесины.

Примерная оценка плотности (веса) и твердости образцов может быть особенно полезна для определения рассеянно-сосудистых лиственных пород, основные признаки которых часто не достаточно ярко выражены.
    продолжение
--PAGE_BREAK--
4.      
Производимые материалы

Согласно техническим условиям ТУ 13-0273685-403-89 хлысты подразделяются на 3 группы, в зависимости от выхода деловой древесины. Вяз относится к твердым лиственным породам, из этого следует:   Iгруппа качества — >70, IIгруппа – 69-40, IIIгруппа — <40. В хлыстах не допускается кривизна более 5 %. Объем учитывают в кубических метрах; объем определяют по длине и толщине хлыста на расстоянии 1,3 метра от нижнего торца с помощью соответствующих таблиц поштучно. Круглые лесоматериалы используют в различных областях промышленности, строительстве и сельском хозяйстве. Поэтому в ГОСТ 9463-88 и ГОСТ 9462-88 в зависимости от назначения различают пиломатериалы: для распиловки, лущения, строгания, химической переработки с целью получения целлюлозы и древесной массы, для использования в круглом виде, т.е. без дальнейшей механической обработки.

При разделке хлыстов получают круглые сортименты в виде бревен, кряжей и балансом. Бревнами называют сортименты, предназначенные для использования в круглом виде или в качестве сырья для выработки пиломатериалов общего назначения. Кряжами принято называть сортименты, использующиеся для выработки специальных видов лесной продукции (шпал, лущеного или строганого шпона, спичек и др.). Сортименты соответствующие по длине рабочим размерам деревообрабатывающего оборудования, называют чураками. Балансы – это круглые (или колотые) сортименты, предназначенные для переработки на целлюлозу и древесную массу. Долготье представляет собой отрезок хлыста, длина которого кратна длине получаемого сортимента и включает припуск на разделку. В строительстве и сельском хозяйстве используют тонкомерные сортименты (диаметром 6-13 см) – жерди.

По толщине (диаметру, измеренному на верхнем торце) круглые лесоматериалы делятся на мелкие – толщиной от 6 до 13 см; средние – от 14 до 24 см; крупные 26 см и более. Для мелких лесоматериалов установлена градация 1 см, для средних и крупных – 2 см.

Длина лесоматериалов зависит от их назначения и колеблется в широких пределах от 0,5 (для изготовления лож) до 17 м (мачты судов). Наиболее распространенные длины лесоматериалов находятся в диапазоне 4 – 6,5 м. Для коротких сортиментов градация чаще всего равна 0,1 м. У сортиментов для выработки экспортных пиломатериалов градация равна 0,3 или 0,25 м.

Припуск по длине у лесоматериалов для распиловки, строгания и использования в круглом виде, а также у балансового долготья и спичечных кряжей должен составлять от 3 до 5 см; для лущения (кроме спичечных кряжей) – от 2 до 5 см на каждый чурак. При этом фактическая длина бревна или кряжа длиной 2 м и более может быть больше на 5 см номинальной длины  вместе с припуском. Для балансов в чураках припуск по длине не устанавливается. Допуск по длине балансов +-2 см.

По качеству лесоматериалы делят на три сорта: 1, 2, 3. Качество определяется наличием, размерами и количеством пороков древесины. У хвойных лесоматериалов в числе нормируемых по ГОСТ 9463-88 пороков: сучки и пасынок, грибные поражения (гнили и окраски), червоточина, трещины, кривизна, механические повреждения, а также открытая прорость, сухобокость и рак. У лесоматериалов 1-го сорта не допускаются табачные сучки, ядровая гниль и дупло, заболонная и наружная трухлявая гнили, неглубокая и глубокая червоточина.

У лесоматериалов 2-го сорта не допускается только два порока: заболонная и наружная гниль, у 3-го сорта только второй порок, а также одновременное наличие заболонной и ядровой гнили.

Сучья у лесоматериалов должны быть обрезаны (срублены) вровень с поверхностью неокоренного бревна. Скос пропила допускается в пределах диапазона припусков по длине. Козырьки, корневые лапы и наросты должны быть отпилены, а визуальные инородные включения – удалены.

Для выработки большинства видов пиломатериалов могут быть использованы круглые неокоренные лесоматериалы.

 Вяз используется для выработки пиломатериалов общего назначения (пиловочник). Используются 1, 2, 3 сорта. Толщина материала от 14см и более, длина 1-6м, градация по длине 1м. Используется для выработки заготовок для лыж. Применяется древесина 1 сорта толщиной 16см и более, длиной 2,0 – 2,4м с градацией 0,1м.

Круглые лесоматериалы, предназначенные для лущения, поставляются в виде кряжей и чураков. Для выработки лущеного шпона:  1,2 сорта, толщина 16см и более,  длина 1,3м, 1,6м и кратные им.

Круглые лесоматериалы, предназначенные для строгания, используют с целью получения строганого шпона для декоративной облицовки  изделий из древесины, фанеры, древесных плит и т.д.

Породы из которых заготовляют кряжи, должны иметь древесину с выразительной текстурой и красивым цветом. Поэтому для указанных целей используют преимущественно лиственные породы, в том числе и вяз. Лесоматериалы должны быть 1 и 2 сорта. Толщина 24 см и более. Длина не менее 1,5 м. Градация по длине во всех случаях составляет  0,1 м. Кряжи поставляются в неокоренном виде.
Бревна лиственных пород экспортируются в небольших количествах. Их длина от 3 до 6,5м.  В зависимости от качества древесины устанавливается 1 или 2 сорт. Кроме того экспортируются балансы. Толщина балансов от 6 до 24 см; длина находится в диапазоне от 1 до 6,5 м.
Пиломатериалы.Различают три вида пиленой продукции, которые по возрастающей степени готовности к дальнейшему использованию в изделиях и сооружениях располагаются в следующем порядке: пиленые материалы, пиленые заготовки  и пиленые детали.

Пиломатериалы получают путем раскроя бревен, заготовки вырабатывают из пиломатериалов, а детали – из заготовок или непосредственно из круглых лесоматериалов.

Пиленые заготовки отличаются от пиломатериалов тем, что по размерам и качеству соответствуют будущим конкретным деталям с припуском на усушку и механическую обработку. Пиленые детали в отличие от заготовок требуют дальнейшей механической обработки.

Пиломатериалы для российского рынка делятся на пиломатериалы общего назначения и специальные (авиационные, резонансные).

По форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делят на доски – если ширина вдвое больше толщины, бруски – если ширина меньше двойной толщины, брусья – если толщина и ширина более 100 мм. По числу пропиленных сторон брусья могут быть двухкантными, трехкантными и четырехкантными.

В пиломатериалах продольная сторона называется пласть, узкая – кромка, а линия пересечения пласти и кромки – ребро.

По современной терминологии пласть пиломатериала, обращенная к периферии бревна, называется наружной, а к середине бревна  — внутренней.

У необрезных пиломатериалов пласти пропилены, а кромки не пропилены. У обрезных пиломатериалов пропилены все четыре стороны, или же на кромках в допустимых размерах сохранилась часть поверхности бревна – обзол.

У лиственных обрезных пиломатериалов ширина может быть от 60 до 110 мм с градацией 10 мм, а также 130, 150, 80, 200 мм. Необрезные и односторонне обрезные лиственные пиломатериалы имеет ширину 50 мм и более с градацией 10 мм. Ширина узкой пласти  в необрезных пиломатериалах не должна быть менее 40 мм.

Ширину необрезных и односторонне обрезных пиломатериалов определяют как полусумму ширин двух пластей, измеренных посередине длины сортимента, округляя результат до 10 мм.

Номинальные размеры пиломатериалов по толщине и ширине даны для древесины влажностью 20 %. При влажности более или менее 20% фактические размеры должны быть установлены с учетом величины усушки (усадки) согласно ГОСТ 6782.2-75. Среди лиственных пиломатериалов можно выделить короткие, длиной от 0,5 до 0,9м; средние – от 1 до 1,9м и длинные от 2 до 6,5м. Из древесины твердых лиственных пород короткие, средние и длинные пиломатериалы изготовляют с градацией 0,1м. Из древесины мягких лиственных пород и березы короткие и средние пиломатериалы с градацией 0,1м, а длинные – 0,25м.

Предельные отклонения (в мм) от установленных размеров пиломатериалов не должны превышать по длине +50 и -25; по толщине для тонких +-1, а для толстых +-2; по ширине обрезных +-2 или +-3, если ширина пиломатериалов соответственно меньше или больше 100мм.

В зависимости от качества древесины для лиственных пиломатериалов установлено три сорта: 1-й, 2-й, 3-й.

В условном обозначении пиломатериала указывают его вид, сорт, породу, сечение (для необрезных только толщину), стандарт. Доска — 2 — сосна — 32 х 100 — ГОСТ 8486-86

Доска — 2 хв. — 32 — ГОСТ 8486-86

Основным сортообразующим пороком в пиломатериалах являются сучки. Кроме сучков на сортность пиломатериалов оказывают влияние трещины, пороки строения древесины, грибные поражения, повреждения насекомыми, покоробленности, дефекты обработки.
Заготовки общего назначенияизготовляются согласно требованиям ГОСТ 9685-61 и ГОСТ 7897-83. Заготовки предназначены для изготовления деталей, применяемых в строительстве, вагоностроении, сельхозмашиностроении, автостроении, судостроении, производстве мебели, паркета.

По виду обработки заготовки различаются на пиленые, полученные путем пиления, и калиброванные, простроганные (профрезерованные) после пиления для придания точных размеров по толщине и ширине. Кроме того, выпускаются клееные заготовки, изготовленные из нескольких более мелких заготовок путем склеивания их по длине, ширине или толщине. Такие заготовки по существу представляют композиционные материалы.

У лиственных заготовок наименьшая толщина 19мм, ширина 40 мм; наибольшая толщина заготовок 70 мм, ширина – 150 мм.

По размерам поперечного сечения различают заготовки тонкие и толстые. Кроме того, выделяют досковые и брусковые.

Длина заготовки установлена от 0,5 м до 1 м с градацией 50мм, а свыше 1 м с градацией 100мм.

По качеству древесины и обработки заготовки делятся на три сорта: 1,2,3-й.

Вырабатываются также заготовки специального назначения, в том числе: заготовки авиационные, заготовки для лож, лыжные заготовки, заготовки деревянные резонансные для музыкальных инструментов, заготовки для весел.
Строганый шпонпредставляет собой тонкие листы древесины, отличающиеся красивой текстурой и цветом.

Для изготовления шпона окоренные кряжи раскраивают на чураки, из которых продольной распиловкой получают брусья или ванчесы – части двухкантных брусьев с тремя пропиленными продольными сторонами. После пропаривания брусьев их подвергают строганию на шпонострагальных станках.

В зависимости от плоскости  строгания  различают шпон четырех видов: радиальный, полурадиальный, тангенциальный и тангенциально-торцовый.

По размерам,  качеству древесины и чистоте обработки строганый шпон делится на два сорта. В первом  сорте не допускаются несросшиеся или частично сросшиеся сучки, червоточина, трещины, внутренняя заболонь, пятнистость, прорость темная, царапины, риски. Некоторые пороки допускаются с ограничениями. Для шпона второго сорта показатели соответственно снижены. Параметр шероховатости должен быть не более 200мкм .  Толщина в зависимости от породы и текстуры: от 0,4 до 1,0 мм с градацией 0,1мм.

Высушенные до влажности 8+-2% листы строганого шпона укладываются в пачки в порядке выхода их при строгании бруса. В пачке должно быть четное количество листов и не менее 10 шт. Из пачек комплектуют пакеты, массой от 80 до 500кг,  включающие шпон одной породы, сорта и толщины. Шпон учитывают в квадратных метрах. Вяз  ПР 2–0,8 ГОСТ 2977-82
Путем лущения получают шпон в виде непрерывной ленты древесины. После выхода из лущильного станка ленту шпона до и после сушки разрезают на форматные листы. Лущеный шпон вырабатывают в качестве полуфабриката или товарной продукции, используя для изготовления фанеры, древесно — слоистых пластиков, для облицовки и других целей. Шпон применяемый для облицовки отличается от строганного шпона меньшей декоративностью, но имеет большие размеры листов. Согласно ГОСТ 99-96 шпон имеет размеры по длине от 800 до 3750 мм с градацией 100мм, по ширине – от 150 до 750 мм с градацией 50 мм и от 800 до 3750 мм с градацией 100мм. Толщина  лущеного  шпона из древесины лиственных пород: 0,55; 0,75; 0,95; 1,15мм и от 1,25 до 4,00мм с градацией 0,4мм. По качеству древесины и обработки шпон подразделяют на пять сортов (Е, I, II, III, IV, ).
4.1.Столярные плиты.

Столярные плиты традиционно считаются лучшим материалом для изготовления высококачественной мебели. Это прочный и легкий конструкционный материал. Столярные плиты  экологически безопасны в производстве  и  в применении.

Виды и конструкции столярных плит

Столярная плита имеет внутреннее заполнение из деревянных реек  и покрытие из натурального лущеного шпона. В необлицованной плите должно быть с каждой стороны по  2  слоя лущеного шпона одинаковой толщины  и из одной породы древесины. Для изготовления плит используют рейки  из древесины хвойных, мягких  лиственных пород и березы ( обычно 3-4 сортов), отходы лесопильного и фанерного производства.

По конструкции и технологии изготовления столярные плиты  подразделяются на три  типа:

·         НР — заполнение из не склеенных между собою реек, ( соединенных шпагатом )

·         СР — заполнение из склеенных  друг с другом реек,

·         БР- из реек, выпиленных из склеенных в блок досок.

Плиты типа НР считаются наиболее формоустойчивыми.

Плиты могут поставляться в необлицованном виде ( покрытыми только двумя слоями лущеного шпона ) или с облицовкой строганным шпоном ( поверх лущеного ) с одной или с двух сторон. Плиты могут поставляться  с нешлифованными поверхностями, шлифованными — с одной стороны, шлифованными — с двух сторон. Плиты изготавливаются нормальной и повышенной точности.

Для обеспечения формоустойчивости  плит, наклеивание шпона осуществляют следующим образом. Первый, прилегающий к рейкам  слой шпона ( называемый подслоем)  изготавливается из лущеного шпона первого сорта. Наружный слой лущеного шпона  должен иметь с подслоем одинаковое направление волокон. Наружный слой  и подслой выполняются из шпона одной породы древесины.

Суммарная толщина подслоя и наружного слоя  лущеного шпона   должна быть не менее 3 мм.

Плита, облицованная строганным шпоном только с одной стороны, должна иметь с другой стороны компенсирующий слой лущеного шпона такой же толщины, как и у строганного шпона.

В зависимости от качества шпона, используемого  для наружных слоев  плиты, ГОСТ 13715-78   плиты  подразделяются на следующие сорта:

·         плиты необлицованные: А/В, АВ/ВВ и  В/ВВ

·         плиты облицованные с одной стороны: I /B и II/BB

·         плиты облицованные с двух сторон: I/I  и  II/II

Обозначения сортов лущеного шпона:

Сорт для шпона лиственных пород:  по действующему ГОСТ 99- 96 – Е, I, II, III, IV;

Сорт для шпона хвойных пород: по ГОСТ 99-89- AX, ABX, BX,CX;

Размеры столярных  плит
Длина плит  2500, 1930 и 1525 ±5,0 мм, ширина  1525 ± 5,0 мм, 1200 и  1220 ± 4,0 мм. Длина плиты определяется по долевому направлению реек.

Толщины(мм):
16                           ± 0,6(шлифованные)   ± 0,4(нешлифованные)

19, 22, 25             ± 0,8                                  ± 0,6

30                          ± 1,0                                   ± 0,8

Максимальная шероховатость поверхности   по ГОСТ 7016  не должна превышать следующих значений, мкм:

— для шлифованных необлицованных лиственных пород  — 100,

— для  шлифованных необлицованных хвойных пород — 200,

— для нешлифованных  необлицованных лиственных пород — 200,

— для нешлифованных облицованных  кленом, дубом, вязом, ясенем, пихтой, лиственницей, сосной — 200,

— для нешлифованных, облицованных остальными  породами — 100.

Плиты учитывают в куб. метрах; облицованные — в кв. метрах.

Плиты хранят в сухих закрытых помещениях  стопами, уложенными  горизонтально  на ровных подстопных местах.
4.2.ДСП

Древесно-стружечные плиты (ДСтП) представляют собой  группу конструкционных композиционных древесно-полимерных материалов, изготавливаемых из специальным образом приготавливаемых древесных стружек, соединяемых друг с другом при помощи полимерных термореактивных смол. Массовое производство древесно-стружечных плит за рубежом и в СССР началось в 50-е годы прошлого 20-века. В настоящее время Древесно-стружечные плиты являются  основным  материалом мебельного производства. Объем выпуска древесно-стружечных плит в мире  составляет около 55 млн. куб ежегодно, в России  — около 5 млн.куб. Для изготовления щитовых элементов мебели в массовом производстве альтернативы им нет и пока  не предвидится. Помимо мебели ДСтП широко используются в строительстве, в машиностроении, радиоприборостроении и в производстве тары. Установленная аббревиатура древесностружечных плит -  ДСтП. На английском языке древесностружечные плиты — wood particle boards, chipboard, chip plate, flake board, на нем.  Holzspanplatte, Spanholzplatte, часто просто Sspanplatte). В просторечии, эти плиты часто  называют  — ДСП, но это не совсем правильно, т.к. такое сокращение ранее было присвоено древесно-слоистым пластикам. Для изготовления древесно-стружечных плит применяют обыкновенно низкосортную древесину (технологические дрова)  и различные древесные отходы (от лесопиления, деревообработки, строительства, тары и пр.).  Древесностружечные плиты  изготавливаются горячим прессованием древесных частиц (т.н. древесной стружки) со связующим веществом. В качестве связующего применяют, как правило,  мочевино — формальдегидные, фенол — формальдегидные и др. смолы. Использование ДСтП в различных отраслях народного хозяйства определяет разнообразие в требованиях к плитам, что обусловливает большое количество их разновидностей. ДСтП  классифицируют по способу прессования, конструкции, виду измельчённой древесины, применяемому связующему, облицовочному материалу и др. В настоящее время за рубежом изготавливается уже большое количество плит с использованием не только древесины, но и других целлюлозосодержащих ресурсов ( бамбука, тростника, хлопчатника и даже соломы).По способу изготовления  различают плиты  плоского прессования и экструзионные, т. е. полученные выдавливанием. Первые, изготовляют с приложением прессующего усилия перпендикулярно плоскости плиты, а вторые — параллельно ей. В настоящее время экструзионные плиты  производятся только за рубежом. По конструкции плиты плоского прессования выпускаются одно-, трёх-, пяти- и многослойными; экструзионные — однослойными сплошными и с внутренними каналами. В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующего одинаковы по всей толщине плиты. В трёх- и пятислойных плитах один или оба наружные слоя (с каждой стороны) изготовляют из более мелких частиц и с повышенным содержанием связующего по сравнению с внутренними слоями. Такие плиты имеют гладкую поверхность и обладают высокой прочностью. Мировой рынок древесностружечных плит характеризуется наличием острой конкуренции. Конструкции плит, техника и технология производства древесностружечных плит находится в постоянном развитии. Для изготовления древесно-стружечных плит используется только специальное комплектное высокоавтоматизированное оборудование (завод ДСтП). При этом, единичная мощность завода ДСтП составляет уже не менее 100 000 куб. метров плиты в год. Предприятия плитной промышленности  выпускают плиты в необлицованном виде или облицованными  пленками на основе пропитанных бумаг. Многие предприятия  плитной промышленности изготавливают раскроенные мебельные детали ( в т.ч.  с облицованными кромками и даже с выполненными отверстиями для сборки).Облицованные, или иначе называемые,  ламинированные плиты изготавливаются  по ГОСТ Р 52078-2003 или по специальным техническим условиям. По плотности ДСтП  подразделяют на группы: очень малой плотности (350-450 кг/м3), малой (450-650), средней (650-800), высокой (700-800).
   Характеристики плит общего назначения

Отечественные плиты общего и мебельного назначения производятся плоским прессованием в соответствии с ГОСТ 10632 -07 «Плиты древесностружечные. Технические условия »

Эти плиты подразделяют:

·    по физико-механическим показателям – на марки П-А и П-Б;

·    по качеству поверхности – на I и II сорта;

·    по виду поверхности – с обычной и мелкоструктурной (М) поверхностью;

·    по степени обработки поверхности – на шлифованные (Ш) и нешлифованные;

·    по гидрофобным свойствам – с обычной и повышенной (В) водостойкостью;

·    по содержанию формальдегида – на классы эмиссии Е1, Е2.

Они выпускаются следующих размеров:



Отклонение от прямолинейности кромок не должно быть более 1,5 мм.Отклонение от перпендикулярности кромок плит не должно быть более 2 мм на 1000 мм длины кромки. Перпендикулярность кромок может определяться разностью длин диагоналей пласти, которая не должна быть более 0,2 % длины плиты.

В зависимости от содержания формальдегида плиты изготовляют двух классов эмиссии:

Класс эмиссии формальдегида

Содержание формальдегида, мг на 100 г абсолютно сухой плиты

Е1
Е2

До 8 включит.
Св. 8 до 30 включит.

Плиты изготавливают с применением материалов, разрешенных для этой цели национальными органами санитарного надзора.

   Маркировка древесно-стружечных плит

В условном обозначении плит указывают: марку;  сорт;   вид поверхности ( для плит с мелкоструктурной поверхностью );  степень обработки поверхности ( для шлифованных плит ); гидрофобные свойства ( для плит повышенной водостойкости ), класс эмиссии формальдегида; длину, ширину и толщину в миллиметрах; номер  стандарта.Маркировка плит  выполняется на ее кромке или (и) на ярлыке каждого пакета и (или) в товаросопроводительном документе и содержит:  наименование и (или) товарный знак предприятия-изготовителя; марку, сорт, вид поверхности и класс эмиссии; дату изготовления и номер смены.

   Методы контроля древесностружечных плит

Общие правила проведения испытаний для определения физико-механических показателей и подготовка образцов – по ГОСТ 10633. Контроль длины, ширины, толщины – по ГОСТ 27680.Контроль перпендикулярности – по ГОСТ 27680 или по разности длины диагоналей по пласти, измеряемых металлической рулеткой с ценой деления 1 мм по ГОСТ 7502.Контроль прямолинейности кромок – по ГОСТ 27680 при помощи приспособления  или поверочной линейки по ГОСТ 8026 длиной 1000 мм не ниже второго класса точности и набора щупов М 4 по ТУ 2-034-225. Плотность, влажность и разбухание по толщине определяют по ГОСТ 10634. Предел прочности при изгибе определяют по ГОСТ 10635. Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты определяют по ГОСТ 10636. Удельное сопротивление выдергиванию шурупов – по ГОСТ 10637 Покоробленность определяют по ГОСТ 24053. Шероховатость поверхности определяют по ГОСТ 15612 на профилографе с радиусом щупа 1,5 мм или с использованием образцов шероховатости. Содержание формальдегида определяют по ГОСТ 27678. Качество поверхности плит оценивают визуально. Глубину углубления и высоту выступов определяют при помощи индикатора часового типа марки ИЧ-10 по ГОСТ 577, закрепленного в металлической П-образной скобе с цилиндрическими опорными поверхностями с радиусом (5 ± 1) мм и пролетом между опорами 60 – 80 мм.Линейные размеры включений коры, крупной стружки пятен, выкрашивание угла, скол кромки и длину царапин определяют при помощи металлической линейки по ГОСТ 427.

Основной нормативный документ :

ГОСТ 10632 — 2007 «Плиты древесностружечные. Технические условия », введен с 01.01.09 взамен ГОСТ 10632-89    продолжение
--PAGE_BREAK--