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

Сроки пропарки лиственничных брусков сечением 60—90 мм приведены в табл. 100 для гнутья полуободов колес с отношением высоты бруска к радиусу загиба /г/г = 0,235 — 0,190. С повышением отношения высоты бруска к радиусу загиба длительность пропарки увеличивается.

Проведенные работы по гнутью деталей из лиственницы позво­ лили обосновать следующие выводы:

1. Гнутье с одновременным прессованием деталей может быть рекомендовано для промышленного использования. Режимы обра­ ботки, гнутья, сушки в основном те же, что и при гнутье с прессо­ ванием сосновых деталей.

2. Все оборудование, используемое для гнутья с одновремен­ ным прессованием (станки, пропарочные камеры, шинки, шаблоны и т. д.) и выпущенное серией, может быть использовано и для лиственничных деталей.

3. Эффективность замены дубового обода колеса лиственнич­ ным и сосновым значительна, прочность колес при этом не снижа­ ется.

В 1947—52 гг. в СССР была выпущена опытная партия гнутарных станков и на ряде предприятий налажено производство гнутопрессованных колес, царг для стульев и других изделий. Из­ готовлялись эти элементы и из лиственницы. Производство гнутопрессованных элементов из лиственницы может быть рекомендо­ вано в местах ее значительного распространения по принятым режимам.

Изготовление гнутопрессованных полуободов по ГОСТ 2800—68 для конных повозок допускается из лиственницы. Режимы, техно­ логия и оборудование описаны в имеющейся литературе [49].

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕССОВАННОЙ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННИЦЫ

можно применять в машинах текстильной, суконной, кожевенной промышленности для различных втулок, подшипников, катушек, клапанов челночных коробок, призм кареток. Для сельскохозяй­ ственных и строительных машин из нее делают вкладыши, под­ шипники, втулки. В моторных лодках, катерах и на пароходах лиственничная прессованная древесина используется для дейдвудных втулок и втулок бабок гребных колес.

Она широко может использоваться для изготовления подшип­

венницы работают в абразивной среде долгое время и без допол­ нительной смазки благодаря самосмазыванию. Положительно пока­ зали себя детали из лиственницы в ткацких станках, лентосоединительных машинах, комбайнах СК-3, ленточных транспортерах для

железобетонных п гипсовых заводов, литейных конвейерах, башен­ ных кранах, судах и в деревообрабатывающем •оборудовании.

Стоимость деталей из прессованной древесины составляет в среднем около 30—35% от стоимости аналогичных деталей из цветных металлов, текстолита и других материалов. Срок службы деталей, сопрягаемых с деталями из прессованной древесины, уве­

мость, что имеет большое значение при работе деталей во влажной среде. Вымачивание образцов из прессованной древесины листвен­

(до 150). Для цветных металлов приведены значения при трении со смазкой; древесина работает без смазки, и температура ее при установившемся трении не превышает 80° С. Изготовление деталей (в том числе и подшипников скольжения) из прессованной древе­ сины обходится в 8—10 раз дешевле, чем текстолитовых.

Работоспособность пластифицированной древесины листвен­ ницы не ограничивает выбор конструкции из-за трения, но для увеличения износостойкости направление волокон деталей лучше располагать под углом 90° к направлению сил трения.

П Р И М Е Н Е Н И Е Д Р Е В Е С И Н Ы Л И С Т В Е Н Н И Ц Ы

Высокие достоинства древесины лиственницы давно были из­ вестны в России, она находила себе применение в различных постройках и высоко ценилась на рынках.

В настоящее время лиственница используется для производ­ ства переводных брусьев стрелочных переводов железнодорожных линий, шпал, деревянных планок для снеговых щитов, пиломате­ риалов для судостроения, мостовых конструкций, пиломатериалов специального назначения, столбов для воздушных линий связи и передачи электроэнергии, паркета и т. д.

172

Лиственничный паркет имеет большую истираемость, чем ду­

И сейчас лиственничный паркет все более широко применяется вместо дубового.

Древесина лиственницы успешно применяется в бочарном про­ изводстве при изготовлении клепки. Широко использована листвен­ ница при строительстве Центрального стадиона им. Ленина в Москве.

Из лиственничной древесины получают такие ценные химиче­ ские продукты, как венецианский терпентин, лиственничную камедь, или гумми [86], целлюлозу. Получение целлюлозы из листвен­ ничных отходов лесопиления освоено на Ново-Лялинском ЦБК. Кроме того, в настоящее время ряд других предприятий целлю­ лозно-бумажной промышленности используют лиственницу. При получении сульфатной целлюлозы можно предварительно удалить из лиственницы водорастворимые органические вещества, из кото­ рых в свою очередь можно получить значительное количество спирта. Техническое применение камеди основано на ее связующей и клеящей способности и целесообразно в текстильной, спичечной промышленности, в кондитерском производстве и аптечном деле.

Дефицит живицы в СССР сейчас велик из-за резкого увеличе­ ния потребности промышленности в таких продуктах, как кани­ фоль, скипидар и некоторые летучие фракции.

Лиственница практически в подсочку не вовлечена. Исследова-" ни я ЦНИИЛХИ и бывш. СибНИИЛХЭ показывают, что подсочка лиственницы вполне рентабельна. Б. В. Устинович [83] утверждает, что если делать подсочку на 2,5% площади, занятой лиственни­ цей, лесохимическая промышленность ежегодно будет получать около 165 тыс. г живицы только из этих насаждений.

Лесные массивы лиственничных древостоев могут быть рацио­ нально использованы при комбинированной переработке древесины по различным назначениям.

Количество сучков в лиственничных материалах, как уже под­ робно было сказано, значительно меньше, чем в других древесных породах. Лиственничные пиломатериалы из периферийной зоны бревен получаются в значительном количестве совершенно без сучков п часто даже без завитков и следов наплывов. Эта особен­ ность лиственницы мало оттенялась ранее, а она определяет необ­ ходимость резкого расширения областей использования листвен­ ницы на изделия п детали, где большое значение имеет внешний

и прилавках, разного вида деревянных архитектурных вставках, общественных помещениях, при оформлении входов, подъездов зданий и т. д. Во всех этих случаях лиственница с успехом может заменить ореховые, дубовые или буковые изделия.

173

ДЕТАЛИ И ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТА

Шпалы и переводные брусья. Лиственничные шпалы служат без антнсептирования 9—20 лет, тогда как срок службы антисептированных сосновых и еловых шпал, по данным МПС СССР, со­ ставляет в среднем 12, а неантисептироваииых 4—8 лет. Средний срок службы сосновых столбов составляет 9 лет, а лиственничных 23 года, при этом многие столбы служат 50—60 лет. Средний срок службы древесины лиственницы в жилых зданиях составляет не менее 100 лет [69].

страняется только на заболонь.

Одно из перспективных направлений в использовании листвен­ ничной древесины—замена ею всех других пород для изготовле­ ния шпал. Качество круглого лиственничного материала позволяет вырабатывать шпалы высших типов при высоком выходе основных сортиментов. На востоке страны строится много железных дорог, поэтому расстояния перевозки лиственничных шпал к местам укладки будут относительно невелики. Повышенная же раскалываемость лиственничных шпал при забивке костылей по сравнению с елово-сосновыми не должна быть препятствием для их использо­ вания при применении винтовых костылей, стяжек, хомутов, фи­ гурных скоб, вбиваемых в торцы, предварительной рассверловки гнезд под костыли, введения накалывания и т. д.

Применение лиственничных шпал меньшей толщины, проверен­ ные данные о значительно большем выходе шпал по сравнению с использованием хвойного сырья других хвойных пород, как и данные о прочности и долговечности лиственничной древесины должны послужить толчком к повсеместному в Сибири и на Даль­ нем Востоке получению шпал и переводных брусьев только из лист­ венницы. Это высвободит ресурсы других хвойных пород для ис­ пользования по назначениям, где от древесины требуется прежде всего легкость обработки и прочность не является определяющей при определении размеров сечений, позволит сэкономить многие тысячи кубометров древесины за счет увеличения межремонтных сроков железнодорожных путей.

Лиственница в судостроении и судоремонте. Правилами испы­

тания судостроительных и машиностроительных материалов Реги­ стра СССР и стандартами на пиломатериалы, заготовки и изделия к древесине, ее прочности, размерам допускаемых пороков, каче­ ству обработки, радиальности выпиловки и к весу предъявляются очень высокие требования. С учетом возможности влияния веса деревянной обстройки судна на его остойчивость, правилами Регистра предусмотрен пересчет размеров деталей основных наз-

174

начений (палуба, обшивка и т. д.) на плотность древесины сосны, принятой за базу.

Все деревянные детали судов должны иметь высокие прочно­ стные свойства, биостойкость, формоустойчивость. К пиломатери­ алам, идущим на изготовление наружных палуб и обшивки, предъ­ являются специальные требования в отношении радиальности распиловки: годичные слои должны выходить на пласть под углом, как правило, не менее 45°.

Отраслевой нормалью ОН9—55—65 для палуб и трюмов допус­

Несмотря на то, что к пилопродукции для судостроения предъ­ являются высокие требования, правилами Регистра СССР не огра­ ничивается применение лиственницы и разрешается применение деталей из лиственницы по толщине и ширине на 10% меньше сосновых. Во избежание коробления детали палубного настила

должны иметь ширину не более 100Н—^-мм, где / — толщина доски.

Для палубных покрытий лиственница рекомендуется как .мате­ риал, наиболее соответствующий условиям эксплуатации. Кроме лиственницы и сосны, другие материалы для этих целей применять не следует [96].

По результатам исследований [17] особенностей древесины лиственницы и обследовании условий обработки и применения древесины на Петропавловской судоверфи автором была доказана возможность использования камчатской лиственницы. Трудности в применении заготовок и деталей из лиственницы были вызваны в основном нарушением технологии механической обработки и сушки древесины. При соблюдении рекомендованных режимов и при использовании преимущественно пиломатериалов радиальной распиловки использование лист­ венницы возможно во всех ответственных конструкциях судов разных типов.

Так, с учетом рекомендации [16] в 1972 г. были построены морские суда— большой морозильный рыболовный траулер БМРТ «XV съезд ВЛКСМ» и средний рыболовный траулер СРТР «Козыревск». Из лиственницы были уло­ жены участки палубы, в том числе фальшпалубы, и ряд помещений, подвер­ женных переменным температурновлажностным воздействиям. Были применены покрытия уменьшенных толщин из лиственницы.

Обследование судов в 1973 г. после возвращения из длительного плавания показали, что лиственница полностью выдержала сложные условия эксплуата­ ции. Настилы не были повреждены, истирание фальшпалубы было меньше, чем при использовании других хвойных пород.

Опыт ремонта морских рыболовных судов также показал, что иногда, на­ пример при замене сосновых палубных покрытий лиственничными с соответ­ ственным уменьшением толщины пастила, появляются над уровнем' палубы

вуровне палубы при замене сосны лиственницей.

Вцелом применение лиственницы в судостроении должно служить примером для применения ее в других деталях и изде­ лиях самого ответственного назначения, так как именно в них наиболее четко видно, что увеличение трудовых затрат на обра­ ботку и сушку лиственницы окупается надежностью полученных

175

изделий в эксплуатации, увеличением срока их службы и уменьше­ нием размеров деталей в конструкциях и строительных элементах.

Лиственница как заменитель твердых лиственных пород. Стан­ дартами на брусья деревянные клееные для железных дорог и мостовые брусья (ГОСТ 9371—60 и ГОСТ 9370—60) предусмот­ рено изготовление их с наклейками из твердых лиственных пород и лиственницы. В данном случае официальными документами лист­ венница признана полноценным заменителем твердых лиственных пород. Учитывая высокие требования к качеству древесины, исполь­ зование по этому назначению лиственницы дает значительный эф­ фект, так как благодаря малой сучковатости коэффициент расхода пиломатериалов при переработке лиственничного сырья значи­ тельно ниже, чем у заменяемых пород.

Заготовки авиационные по первой и второй группам качества должны иметь очень высокие механические свойства для самолето­ строения (для винтов и лыж) . Изготовление их разрешается по ГОСТ 2646—71 и ГОСТ 2996—70.

Средние физико-механические характеристики древесины лист­ венницы показывают, что ограничения по рассматриваемым стан­ дартам значительно ниже и лиственница может полностью заме­ нить твердые лиственные породы при изготовлении самых ответ­ ственных деталей.

Для изыскания возможности замены деревянных деталей из бука и ясеня в сельскохозяйственных машинах лиственничными в СибТИ была проведена работа по сравнению основных показа­ телей этих пород [68].

В сравнении с буком древесина лиственницы имеет более низкие показатели по пределу прочности при скалывании и сопротивле­ нию раскалыванию вдоль волокон. В сравнении с ясенем по этим показателям лиственница имеет практически одинаковые показа­ тели. Все остальные прочностные характеристики лиственницы значительно выше показателей сравниваемых пород.

По материалам исследований была предложена замена лист­ венницей буковых деталей в самоходном комбайне марки СК-3. Деревянные детали этой машины работают в сложных условиях

лены и поставлены на 16 комбайнов все деревянные детали из

ческая возможность замены в комбайностроении буковой древе­ сины лиственничной. Расчетный экономический эффект только от внедрения деталей из лиственницы на Красноярском заводе соста­ вил свыше 150 тыс. руб.

Пропитка древесины, лиственницы маслом при различных тем­ пературах и давлениях затруднительна, поэтому рекомендовать

176

лиственницу для деталей комбайна, работающих на трение в усло­ виях «разовой смазки», можно только с разработкой специальных режимов их пропитки. Такие детали для комбайнов изготовляются из бука с «разовой смазкой» путем проварки их в -автотракторном масле.

ЛИСТВЕННИЦА'В ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

В строительной практике деревянные инженерные конструкции из древесины лиственницы не имеют широкого применения. Глав­ ная причина в том, что элементы из лиственницы значительно тя­ желее. Но плотность древесины следует рассматривать с учетом ее прочности. Отношение предела прочности древесины к ее плот­

опорами 12 м оптимальные сечения верхнего пояса для листвен­

весины лиственницы можно избежать и сохранить заданную проч­ ность строительных элементов при значительной экономии древе­ сины. Если применять конструкции из лиственничных брусьев, оди­ наковых в сечении, увеличение собственного веса изделия окупится значительным увеличением его прочности.

В мостовых опорах, где конструкции моста находятся в пере­ менном и постоянном увлажнении, особенно в ряжевых опорах,

177

лиственница может быть рекомендована для увеличения сроков службы изделий как наиболее стойкая против гниения.

Высокая механическая прочность древесины, лиственницы и более высокая стойкость против гниения по сравнению с сосной позволяют рекомендовать лиственничную шашку для устройства торцовых полов промышленных зданий.

По результатам исследований и экспериментальной проверки малой партии полового настила, полученного при одновременном

WOO + 1600 мм

га

Рис. 40. Реечный щит пола для настила по лагам или сплошному основанию

прессовании в горячем прессе стружечного ковра и лиственничных планок толщиной 6 мм, СвердНИИПДрев рекомендует применять лиственницу для комбинированных паркетных полов. В полупро­ мышленных условиях была изготовлена партия таких паркетных досок (около 800 м2) и настлана в двух домах. Паркетные доски на стружечном основании оказались простыми в изготовлении, имели красивый внешний вид и были экономически выгоднее штучного паркета.

Была также отработана конструкция и технология изготовле­ ния щитовых дверей из древесностружечной плиты, облицованной с двух сторон лиственничной фанерой. Как и при производстве паркетных досок, дверное полотно фанеруется одновременно с прес­ сованием стружечного ковра. Далее полотно шлифуют, ставят

178

обкладки и дверь в собранном виде отделывают. Опытные образцы дверей прошли проверку в эксплуатационных условиях. Однако предлагаемые рекомендации по производству полов и дверей тре­ буют дальнейшей производственной проверки, уточнения техноло­ гии и экономики производства.

СвердНИИПДрев разработал конструкцию, технологию изго­ товления и внедрил на предприятиях Урала производство реечных щитов пола для настилки их по лагам. Реечные щиты изготовляют под прозрачное покрытие лаками или под сплошную покраску. Об­ щий вид пола из реечных щитов показан на рис. 40.

Щит набирается из реек, соединенных между собой в шпунт и гребень без клея. Сечение реек в чистоте 29X32X72 мм без учета гребня. По торцам рейки скреплены шпонками на клею, запрессо­ ванными в пазы, выбранные по торцам на глубину 25 мм. Ширина щита 400—600 мм, длина 1000—1600 мм. По периметру щиты об­ рабатываются в шпунт и гребень для соединения между собой, на­ стилаются по лагам и крепятся гвоздями. Конструкция и качество реечных щитов определяется техническими условиями.

Отпускная цена реечных щитов в зависимости от сорта 3 р. 20 к. — 3 р. 60 к. за 1 м2. Для изготовления реек целесообразно использовать необрезные лиственничные пиломатериалы низших сортов или сердцевинные вырезки при распиловке с брусовкой.

Производство реечных щитов из лиственных необрезных пило­ материалов организовано на Урале в Коуровском ЛПХ. Основное их достоинство заключается в том, что заготовки заданных разме­ ров, полученные из березовых, лиственничных и других пиломате­ риалов, соединенные в щиты, образуют половой настил, исклю­ чающий коробление при эксплуатации. Отделанные прозрачными покрытиями щиты образуют поверхности, по качеству не уступаю­ щие паркетным.

востоке страны неизбежно ставит перед промышленностью задачи по расширению использования древесины лиственницы не только в круглом и пиленом виде, но и в виде отходов и специально подго­ товленной технологической щепы. Новый стандарт ГОСТ 15815—70 значительно шире допускает использование лиственничной щепы

размеров допускается без ограничений в целлюлозно-бумажном производстве для сульфатной варки. Единственным условием, которое оговаривается стандартом, является отдельная поставка щепы из лиственницы от щепы других хвойных пород.

Щепа для изготовления древесноволокнистых плит может изго­ товляться из всех хвойных пород, включая и лиственницу. При

179

этом допускаются смешивание щепы всех хвойных пород в любом соотношении и добавление до 30% от общего количества щепы лиственных пород.

Вгидролизном производстве дрожжевого, спиртового и глюкозного профиля также допускается применение технологической щепы всех хвойных пород в любом соотношении.

Впроизводстве древесностружечных плит применение техно­ логической щепы из древесины лиственницы не допускается.

Размеры щепы в зависимости от назначения должны соответст­ вовать размерам, указанным в табл. 101.

В специальной литературе нет данных, подтверждающих, что из древесины лиственницы получаются древесностружечные плиты значительно более низкого качества, чем из древесины других пород, нет материалов, подтверждающих трудность получения древесностружечных плит из древесины лиственницы. В то же время в УЛТИ работают над получением прессованных листовых материалов из измельченной древесины, и именно из лиственничной древесины получают положительные результаты [22].

В СибТИ с 1971 г. ведутся исследования по технологии прессования древес­ ностружечных плит из лиственницы на действующем оборудовании. Опытные запрессовки, проведенные в лабораторных условиях, показали возможность получения плит марок ПТ-3 при обычных требованиях к технологической щепе п без значительных изменений режимных параметров. Плиты из древесины лиственницы по физико-механическим характеристикам соответствовали ГОСТ 10632—70 при несколько большей плотности в сравнении с плитами, полу­ ченными из щепы других хвойных пород.

О необходимости включения древесины лиственницы в сферу переработки на древесностружечные плиты говорит хотя бы такой факт, что Министерство лесной и деревообрабатывающей промышленности СССР определило только в Хабаровском крае строительство цехов древесностружечных плит до 1975 г. общей мощностью в 160 тыс. лА Для обеспечения их сырьем потребуется ежегодно не менее 250 тыс. м3 древесины, а лиственничная древесина в Хаба­ ровском крае перерабатывается в значительных количествах. Поэтому срочно требуется решение вопросов использования ее для древесностружечных плит.

Листовые материалы, получаемые без добавления связующего. В лабора­ тории УЛТИ проведены экспериментальные работы по изготовлению плит из лиственничных опилок без добавления связующих. Эти плиты предназначаются для полов жилых зданий при фанеровании их шпоном, изготовленным также из древесины лиственницы.

Из плит, отделанных прозрачными лаками, можно делать прочные красивые и долговечные полы.

Для крупноразмерных плит, покрытых лиственничным шпоном, рекоменду­ ются в качестве сырья лиственничные опилки, просеянные через сито с разме-

180