Механічні й технологічні властивості деревини

До механічних властивостей належать: твердість, міцність, в’язкість.

Твердістю деревини називають здатність її чинити опір проникненню твердого тіла.

Твердість деревини має велике значення, оскільки різальні інструменти для обробки деревини добирають і заточують з її урахуванням. Чим вища твердість деревини, тим важче її обробляти. Майже в усіх породах деревини торцева твердість більша бокової (радіальної або тангентальної). Твердість деревини значною мірою залежить від вологості. Із збільшенням вологості її твердість зменшується.

Таблиця 4

Порода	Густина, кг/м3	Межа міцності, МПа				Торцева твердість, Н/мм2	Ударна в’язкість, Дж/м2.
		Стис­кання уздовж волокон	Ста­тичний згин	Сколювання уздовж волокон
				Радіальне	Танген­тальне
Модрина	666	65	112	9,9	9,4	44	51993
Сосна	500	49	66	7,5	7,3	29	41202
Ялина	445	48	80	6,9	6,8	26	39240
Дуб	690	56	108	10,2	12,2	68	76518
Ясен	680	59	127	13,9	13,4	80	88290
Бук	670	56	109	11,6	14,5	61	80442
Береза	650	55	110	9,3	11,2	47	93195

Міцністю деревини називають здатність її чинити опір руйнуванню від механічних зусиль. Міцність деревини залежить від напряму і швидкості дії навантаження, породи дерева, густини, вологості та наявності дефектів.

Залежно від того, які деформації викликають діючі сили: розтяг, стиск або згин – і в якому напрямі, тобто вздовж чи упоперек волокон, деревина по-різному чинить їм опір. Наприклад, під час розтягу вздовж волокон деревина має міцність 117,6… 147,0 МПа/ м², а при стиску – майже в 3 рази меншу.

В’язкість – властивість деревини поглинати механічну енергію без руйнування при ударі. Чим більші залишкові деформації деревини під дією механічних сил, тим в’язкість її вища.

В’язкість деревини у листяних порід, як правило, чинить опір згину в 1,5–3 рази більший, ніж деревини хвойних порід.

Технологічні властивості деревини, як конструкційного матеріалу, характеризуються можливістю утримувати металеві кріп­лення, здатністю до згину, зносостійкості та опору розколюванню.

Рис. 3. Прилад для визначення ударної твердості: 1 – напрямна трубка з подовжнім прорізом; 2 – вантаж; 3 – гвинт; 4 – буйок; 5 – зразок деревини; 6 – штатив

Властивість деревини утримувати в собі металеві кріплення (цвяхи, нагелі, шурупи тощо) пояснюється її пружністю. Цвях, який забивають у деревину, розсовує волокна, які через свою пружність тиснуть на поверхню цвяха і тим самим чинять опір його витягуванню.

Здатність деревини утримувати цвяхи та інші металеві кріплення визначається силою, потрібною для їх витягування. Сила утримування цвяхів і шурупів у деревині залежить від площі доти­кання забитої частини цвяха до деревини й глибини загвинчування різьби шурупа в деревину.

Для витягування цвяха, забитого в торець, прикладають менше зусилля (на 10–15%) порівняно із зусиллям, яке необхідне для витягування такого ж цвяха, забитого в поперек волокон. Чим більша густина деревини, тим вищий опір витягуванню цвяха або шурупа.

Найбільшу здатність до згинання мають листяні кільцесудинні породи (дуб, ясен) і розсіяносудинні (береза). У хвойних порід невелика здатність до згинання. У вологої деревини (20–30%) здатність до згинання вища, ніж у сухої.

Стійкість до стирання деревини характеризується здатністю її поверхневих шарів протистояти зношуванню (стиранню).

Деревина має досить високу зносостійкість, яка прямо залежить від її твердості та об’ємної маси.

Волога деревина більше схильна до стирання, ніж суха.

Розколюваність – це здатність деревини розщеплюватись уздовж волокон під дією клина. Легко розколюються усі хвойні породи, а також бук, осика, липа, а в радіальному напрямі – дуб. Цю властивість деревини широко використовують, заготовлюючи колоту клепку, штукатурні дранки, спиці.

Проробіть дослід на визначення ударної твердості зразків деревини, модрини і бука розміром 50х50х80 мм. Для цього: 1) помістіть один зразок деревини під буйок 4-го приладу для визна­чення ударної твердості деревини,( рис.3); 2) зафіксуйте буйок у верхній частині напрямної трубки 1; 3) відпустіть вантаж 2; 4) заміряйте діаметр лунки, яка утворюється на зразку від удару буйка; 5) операції повторюйте з наступним зразком; 6) порівняйте значення діаметрів лунок і зробіть висновок про відносну твердість модрини і бука.