Технологічний процес гнуття брускових деталей
Увесь технологічний процес гнуття масивних брусків поділяється на такі стадії: механічну обробку, гідротермічну обробку, гнуття і сушіння заготовок.
Механічна обробка деревини перед гнуттям здійснюється аналогічно виготовленню чорнових меблевих заготовок, тобто розкроюванню дошок на заготовки. При цьому слід брати до уваги, що в заготовках для гнуття не допускаються перерізані волокна, косошарість, а також сучки, в тому числі й ті, які зрослися з деревиною. Якщо заготовки випиляні неточно, то перед гнуттям їх потрібно стругати, хоча це призводить до збільшення припусків і обсягу робіт.
Якщо в деревині є сучки, то при гнутті деталей з одночасним пресуванням потрібен додатковий припуск на упресовування впоперек волокон: для сосни і ялини – 30–35%, для піхти – 50, для модрини – 20 і для берези – 25% порівняно з початковими розмірами заготовок.
Гідротермічна обробка деревини здійснюється для того, щоб надати деревині пластичності. Це дасть змогу без руйнування змінити форму деталі під дією зовнішніх сил і зберегти її після припинення дії цих сил.
Найкращої пластичності досягає деревина внаслідок підігрівання її до температури 70–80°С при вологості, близькій до точки насичення волокна (25 – 30%). Це пояснюється тим, що частина речовин, які входять до складу клітин, переходить у колоїдний розчин, завдяки чому підвищується здатність деревини до деформування до деформування.
Гідротермічна обробка деревини здійснюється проварюванням у гарячій воді або пропарюванням. Нагрівання деревини способом проварювання призводить до нерівномірного зволоження і прогрівання, внаслідок чого при гнутті виникає розшарування деревини. Тому на виробництвах ширше застосовують пропарювання, оскільки воно сприяє підвищенню властивостей стиску і розтягу деревини (розтягується до 2, а стискується до 25%).
Для пропарювання застосовують металеві камери циліндричної форми або бетонні пропарювальні камери, в яких можна створити атмосферу насиченої пари низького тиску (0,02–0,05 МПа), що відповідає температурі 102–105°С. Тривалість пропарювання деревини залежить від породи деревини, розмірів деталей у поперечному перерізі, початкової вологості та температури деревини, тиску пари в пропарювальному котлі.
Гнуття брускових деталей
Для гнуття брусків застосовують спеціальне устаткування двох типів: верстати з холодними формами і верстати з гарячими формами (гнутарно-сушильні).
На верстатах з холодними формами знімний шаблон з прикріпленою до нього шиною надівають на вертикальний вал, якому надає руху електродвигун. Вільний кінець шини закріплюють. Підготовлений до гнуття брусок кладуть між шаблоном і шиною і закріплюють спеціальним рухомим упором. Після цього включають електродвигун, який повертає вал разом з шиною. Щоб не допустити тріщин, розривів і складок, брусок у місці згину притискають спеціальним роликом силою 4–5 МПа на 10 мм ширини бруска. Процес гнуття закінчується кріпленням заднього кінця бруска разом з шиною до шаблона за допомогою скоби або іншого пристрою. Шаблон з вигнутим бруском і шиною знімається з верстата і подається в сушарки, а на вертикальний вал верстата надівають новий брусок, і процес гнуття повторюється.
Гнутарпо-сушильні верстати застосовують для гнуття брусків з великим радіусом кривизни (задніх ніжок стільців, царг, проніжок тощо). Верстати цього типу можуть бути з одно- і двостороннім прогріванням.
У верстатах з одностороннім прогріванням заготовки, підготовлені до гнуття, закладають між гарячим шаблоном і шиною. Після попереднього натягування шина вигинається і закріплюється на верстаті спеціальними пристроями. Вигнута заготовка залишається закріпленою на верстаті для висушування її до 15%-ї вологості, тобто до закріплення наданої їй форми (на 90–100 хв.). Щоб прискорити процес гнуття, заготовку знімають з гнутарно-сушильного верстата і досушують її до експлуатаційної вологості (8±2%) у звичайних сушильних камерах.
Гнутарно-сушильний верстат з двостороннім прогріванням – це гідравлічний або пневматичний прес з рядом вигнутих прогріваючих плит-шаблонів, між якими у спеціальних пристроях вигинають заготовки. У цих самих верстатах заготовки висушують до експлуатаційної вологості. Якщо початкова вологість заготовок становила 10–15%, то для дубових заготовок задніх ніжок стільця висушування триває 70–80 хв., для березових – 75–85 хв.
Висушені гнуті заготовки можна піддавати механічній обробці тільки після певного витримування (не менше 48 год.), що потрібно для зняття і вирівнювання внутрішніх напружень.
Технологічний процес механічної обробки гнутих заготовок аналогічний обробці прямих заготовок.
Організація робочого місця при гнутті деревини має надзвичайно велике значення для режимів гнуття. Робоче місце при гнутті з пропарюванням деревини складається з котла для пропарювання, гнутарного верстата або пристрою для гнуття, стелажів з шаблонами і заготовки. Робоче місце має бути організоване так, щоб пропарені заготовки могли відразу подаватися на гнутарний верстат після виймання їх із пропарювального котла. Пропарювальний котел герметично закривається і має манометр з червоною рисочкою, яка вказує на граничний робочий тиск. Витягуючи заготовки з котла, робітник повинен користуватися спеціальними гачками, а на руки одягати рукавиці.
Залежно від типу гнутарного верстата його може обслуговувати один або двоє робітників.