книги из ГПНТБ / Бокщанин Ю.Р. Обработка и применение древесины лиственницы

Строгают брусья до половины толщины, затем их поворачивают навстречу ходу суппорта и строгают до сердцевинной вырезки, толщина которой не должна быть более 35—40 мм. Скорость реза­

мендации по применению лиственничного шпона приведены с уче­ том разработок СвердНИИПДрев [75] и опыта предприятий.

Пачки строганого шпона перед дальнейшей обработкой под­ бирают по текстурному рисунку листов, качеству и размерам. Разметка на заготовки для последующего фанерования ведется с учетом некоторых особенностей. Радиальный и полурадиальный шпон применяют без разделения; тангенциальный шпон — от­ дельно и при разметке отделяют в делянки шириной до 10 см. Для лицевых поверхностей рекомендуется шпон с ярко выражен­ ной текстурой. Припуск на обработку каждой кромки делянок рекомендуется не более 5 мм; на кромках не допускаются сколы, отщепы, вырывы волокон.

Делянки подбирают с соблюдением текстурного рисунка. Смеж­ ные делянки в лист подбирают так, чтобы образовался симметрич­ ный рисунок. Для ребросклеивания делянки подаются в станок по направлению волокон. Поперечные кромки листов шпона во избе­ жание сколов обклеивают гуммированной лентой.

На заготовках столярных плит, подлежащих фанерованию, не допускаются остатки полос гуммированной ленты, так как при фанеровании лиственницей образуются синие полосы, не поддаю­ щиеся устранению. Направления волокон строганого шпона и сто­ лярной плиты должны совпадать. Листы строганого шпона должны

СЛОИСТЫЕ ПЛАСТИКИ ИЗ ЛИСТВЕННИЦЫ

Возможности получения древесных слоистых пластиков из лиственничного шпона с частичным или полным исключением ис­ пользования связующих изучались в Уральском лесотехническом институте (УЛТИ). Исследовалось влияние на качество пластика ДСП-А и ДСП-Б толщины шпона, начальной влажности, режимов прессования. По материалам исследований рекомендуется для до­ левых и поперечных слоев применять шпон одной толщины — 1,25 мм [20]. Начальная влажность шпона должна находиться

161

в пределах 5—8%. Оптимальное давление прессования рекоменду­ ется 100 и 150 кгс/см2, при этом по первому режиму достигается более высокая прочность, по второму — водостойкость. Повышение температуры прессования дает улучшение показателей водостой­ кости, однако прочность пластика при прессовании падает.

ГОСТ 8697—58 предъявляет очень высокие требования к проч­ ности, твердости, электрическим свойствам и ряду других харак­ теристик пластиков. Для получения шпона применяются береза, липа, бук.

Лиственничный шпон обладает высокими показателями сопро­ тивления нагрузкам, приложенным вдоль волокон. Его целесооб­ разно использовать для древеснослоистых пластиков. Однако рас­ смотренная технология изготовления этих пластиков без добавле­ ния связующих рекомендуется авторами без четких режимов и примеров внедрения.

это улучшает ее физико-механические свойства, уменьшает неод­ нородность строения и повышает прочность.

Прессование основано на способности нагретой и увлажненной древесины значительно деформироваться без разрушения под воз­ действием сжимающих усилий. Способность древесины к таким деформациям в клеточных оболочках обусловлена повышенной

ее эластичность, т. е. способность к повышенным упругим дефор­ мациям при приложении меньших усилий. Охлаждение и высуши­ вание прессованной древесины ведет к тому, что эластичность ее

стабилизации формы и размеров прессованной древесины приме­ няют различные способы ее химической обработки или ограничи­ вают изделие специальными обоймами.

Прессование лиственницы имеет . ряд особенностей. Прежде, всего, это обусловлено ее анатомическим строением. Как было по­ казано выше, у лиственницы значительны различия в плотности

Эти особенности обусловливают разные деформации при сжа­ тии древесины. Наибольшие деформации происходят в ранней древесине, и поэтому при прессовании в радиальном направлении уплотнение происходит в основном за счет упрессовки ранней

162

древесины. При неправильном режиме прессования это может привести к разрушению стенок трахеид ранней древесины, что по­ влечет за собой снижение механических свойств.

Соблюдение необходимых требований к сырью, технологии его подготовки, прессования и последующей обработки позволяет использовать лиственницу как рациональный материал для прес­ сования. Некоторые особенности работы с лиственницей изложены ниже.

Подготовка древесины к прессованию. Лиственничное сырье — кряжи, бревна — как было показано выше, характерно малым ко­ личеством сучков по сравнению со всеми другими породами. От­ личается древесина лиственницы и прямослойностью. Поэтому по­ лучение заготовок с минимальным перерезанием волокон из лист­

удалены. Лучше всего такие заготовки получать из комлевых вырезок.

Заготовки сушат до влажности 10—20%, в зависимости от на­ значения изделий и принятой технологии прессования. Для полу­ чения деталей способом контурного прессования с предваритель­ ным пропариванием или прогревом в машинном масле заготовки

укладывают в клетки с промежутками 15—25 мм. Цилиндрические короткие заготовки можно укладывать в пирамиды на торец также с промежутками. Торцы рекомендуется покрывать краской или

влажностью 55% снижается за 10—15 дней до 20%. Режимы сушки заготовок в камерах приведены выше в специальном разделе.

В. Ф. Ушанов [80] для небольших производств при отсутствии паровых и газовых сушилок рекомендует комбинированную пред-,

Подсушку лиственничных заготовок можно совмещать с опера­ цией пропитки петролатумом или маслами, так как смола, рас­ плавленная при нагревании ядровой древесины, освобождает пути для проникновения в нее жидкостей, и проницаемость ядра "по­ вышается.

163

Заготовки, подсушенные любым из рекомендуемых способов, обрабатываются на станках для придания им формы брусков или цилиндров как сплошных, так и пустотелых. Размеры таких чисто­ вых заготовок определяются в соответствии с заданными разме­ рами прессованных деталей и необходимой степенью упрессовки.

В табл. 93 приведены данные для расчета натяга втулок и вкладышей подшипников из прессованной древесины лиственницы. Эти данные учитывают посадку втулки из-за упругого натяга при потере размера после сушки. Чтобы втулку или вкладыш повторно не растачивать после запрессовки в корпус, внутренний диаметр увеличивают для сохранения толщины стенки.

После механической обработки чистовые заготовки заданной исходной влажности помещают в автоклав, где они распариваются в среде насыщенного водяного пара при давлении 1,1—1,5 ата и прогреваются до 100—110° С на поверхности и до 75—85° С — в центре.

Пропарка заготовок ведется с учетом их начальной темпера­ туры и влажности, размеров и температурных условий пропарки. В табл. 94 приведены режимы пропарки прямолинейных заготовок по материалам экспериментальных исследований, данным СибТИ [80], а в табл. 95 — режимы пропарки полых цилиндриче­ ских заготовок.

164

Прессование заготовок. Древесину лиственницы можно прессо­ вать всеми известными способами. Возможно также сочетание

прессы с усилием 50—60 г, для одноосного, если площадь не пре­

Водопоглощение прессованной древесины лиственницы с уве­ личением степени прессования снижается по параболической кри­

165

Анализ зависимостей показывает, что степень прессования' 0,3—0,4 дает наибольший эффект в улучшений основных показа­ телей. Дальнейшее увеличение степени прессования ведет к рез­ кому увеличению затрат энергии при медленном повышении фи­ зико-механических показателей.

каждого способа прессования определяли экспериментально при степени прессования 0,45; 0,35; 0,30; 0,20, а также у натуральной древесины, что соответствовало плотности 1,25; 1,21; 1,15; 0,83 и 0,58.г/см3. Равновесная влажность образцов после выдержки была равна соответственно 2,4; 2,8; 3,2; 4,1 и 5,5%.

Водопоглощение и разбухание определялись на стандартных образцах при периодических взвешиваниях и измерениях. На осно­

166

весиной и более, чем вдвое, по сравнению с прессованной древеси­ ной лиственных пород.

3. Разбухание прессованной древесины в направлении прессо­ вания увеличивается по сравнению с разбуханием натуральной древесины и при плотности прессованной древесины 1,25 г/см3 со­ ставляет около 50% от первоначального размера образца. По сравнению с прессованной древесиной из лиственных пород разбу­

сушки происходит термическая обработка, которая способствует стабилизации формы и размеров деталей после сушки. Высушен­ ные детали выдерживаются в течение 1—5 суток (в зависимости от объема) при комнатной температуре для выравнивания влаж­ ности и снятия внутренних напряжений, возникающих в древесине при прессовании и сушке.

После выдержки прессованные детали для придания им окон­ чательной формы и размеров обрабатывают на токарных, фрезер­ ных и других станках.

Специальные виды прессования. Механические свойства прессо­ ванной древесины лиственницы при контурном прессовании опре­ делялись [82] при испытаниях прессованных полых втулок. Сте­ пень упрессовки составила в среднем 0,43. Конечная влажность

167

упрессованных заготовок была б—7%. Результаты испытаний дре­ весных пластиков контурного прессования из заготовок листвен­ ницы приведены в табл. 98.

Т а б л и ц а 98

На рис. 38 приведены кривые зависимости предела прочности прессованной древесины лиственницы от степени прессования при одноосном прессовании [82]. На график нане­ сены точки, соответствующие пределам проч­ ности образцов, полученным при контурном прессовании. В обоих случаях взято прессова­ ние в радиальном направлении. Полученные данные позволяют сделать вывод, что при кон­ турном прессовании в одной детали имеются участки с различными механическими свой­ ствами. Это является результатом того, что уплотнение одних участков древесины проис­ ходит в радиальном направлении, а других —

в тангенциальном.

168

лись и сушились в прессформах. Физико-механические свойства древесины после соответствующей выдержки определялись по ГОСТ 9620—61 и ГОСТ 9629—66.

Т а б л и ц а 99

Прирост физико-механических свойств прессованной древесины, обработанной аммиаком, незначителен по сравнению с другими способами прессования.

Основное улучшение физико-механических свойств обработан­ ной аммиаком древесины получается при 5-суточной обработке. Более длительная обработка не улучшает качеств древесины.

Физико-механические свойства древесины, обработанной 25%- ным раствором аммиака и его парами, равноценны. Учитывая это, целесообразно вести обработку газообразным аммиаком, особенно при повышенных температурах и давлениях. При такой обработке можно использовать воздушносухую древесину. Так как влажность древесины при этом не увеличивается, можно уплотнять ее при

По материалам исследований разработаны рекомендации о не­ обходимости после сушки закалки деталей с.одновременной про­ питкой способом горяче-холодных ванн при 120—125° С в течение 2—3 ч. Это необходимо во всех случаях, когда нужно повысить водостойкость прессованной древесины.

Прессование и последующую сушку обработанной аммиаком древесины следует проводить в гидравлических прессах с обогре­ вом и принудительным охлаждением плит. Причем сушить запрес­

Материал на обработку и прессование следует подавать на загру- зочно-разгрузочных этажерках. Температура плит пресса должна быть в пределах 145—150° С.

ГНУТОПРЕССОВАННЫЕ ДЕТАЛИ ИЗ ЛИСТВЕННИЦЫ

Лиственничные заготовки по сравнению с сосновыми имеют недостатки, затрудняющие их использование для гнутья: невысо­ кое сопротивление древесины раскалыванию и наличие в древе­ сине гумми, которые при гнутье могут способствовать образованию сдвигов по волокнам.

Исследования показали, что при влажности изгибаемых лист­ венничных брусков выше 25% во время пропарки в нагретой сво­ бодной влаге растворяются гумми, в результате этого в клетках древесины раствор гумми получается большей или меньшей кон­ центрации. При гнутье с прессованием свободная влага частично выжимается из древесины, проходя через сосуды и поры. Но более или менее густой раствор гумми не может свободно выходить из древесины. Это ведет к внутренним свищам и боковым выпучива­ ниям в согнутых деталях. Гумми также служат причиной ослабле­ ния сопротивления древесины сдвигающим усилиям, возникающим при гнутье.

Главным условием, обеспечивающим снижение брака при гнутье, является использование заготовок лиственницы с влаж­

170