Размероизменяемость древесины
Основные параметры систем допусков и посадок и предельных калибров, характеристики точности обработки и измерений деталей, узлов и изделий в целом связаны главным образом с древесиной, из которой они изготовляются. Это предполагает необходимость хотя бы краткого освещения некоторых свойств и характеристик древесины, требований, предъявляемых к ней при изготовлении взаимозаменяемых деталей, или когда происходит обработка древесины и других требований, связанных с изготовлением взаимозаменяемости деталей и узлов мебели.
Древесина относится к числу капиллярно-пористых, ограниченно-набухающих коллоидных материалов. Ее структуру можно разграничить на макрокапиллярную и микрокапиллярную системы.
Микрокапиллярную и адсорбционную влагу, находящуюся в стенках клеток, принято называть связанной (гигроскопической); влагу, находящуюся в макрокапиллярной системе, т. е. в полостях клеток, принято называть свободной. Состояние, при котором древесина содержит максимальное количество связанной (гигроскопической) влажности и совершенно не содержит свободной влаги, называется точкой насыщения волокон.
Сорбцией (влагопоглощением) называется процесс поглощения древесиной влаги из воздуха, десорбцией — процесс удаления связанной влаги путем испарения. При сорбции влажность древесины изменяется в пределах до точки насыщения волокон.
Сорбция и десорбция древесиной влаги — процессы не вполне обратимые. Устойчивая влажность сорбции всегда ниже устойчивой влажности десорбции.
Это неравенство между устойчивой влажностью десорбции и устойчивой влажностью сорбции называется гистерезисом сорбции. Величина гистерезиса поглощения сорбции зависит главным образом от размеров деталей и состояния воздуха.
Известно, что снижение влажности древесины ниже точки насыщения волокон (25-30%) до абсолютно сухого состояния сопровождается уменьшением линейных размеров и объема древесины. Это явление называется усушкой древесины.
Уменьшение линейных размеров древесины в различных направлениях относительно волокон происходит неодинаково и зависит от ряда факторов: породы древесины, объемного веса, процента летней древесины и др.
В среднем усушка древесины в направлении длины волокон составляет от 0,1 до 0,3%; в радиальном направлении — от 3 до 6% и в тангентальном — от 6 до 12%.
Для практики интерес представляет не линейная усушка, а коэффициент усушки, т. е. усушка, соответствующая уменьшению влажности на 1%.
Разбухание древесины заключается в увеличении линейных размеров и объема древесины. Наименьшее разбухание наблюдается вдоль волокон (0,1—0,6%), большее — в радиальном направлении (3—5%) и еще большее — в тангентальном направлении (6—10%). Практически разбухание вдоль волокон ввиду незначительности не учитывается.
Гистерезис поглощения и характеризующий это явления показатель влажности (влажностной гистерезис поглощения) представляют большой интерес при разработке вопросов, связанных с изготовлением взаимозаменяемых деталей.
Явление гистерезиса поглощения характеризует те пределы влажности древесины, в границах которых на производстве не происходит изменения влажности, а следовательно, и линейных размеров деталей из древесины. Однако из этого вытекает и то, что за пределами граничных показателей гистерезиса происходит изменение влажности древесины, а следовательно и соответствующее ему изменение размеров деталей.
Это положение следует учитывать во всех тех случаях, когда в условиях производства или условиях эксплуатации влажность деталей из древесины может колебаться за пределами гистерезиса.
Наряду с изменением размеров, детали из не клеёной древесины под влиянием изменяющейся температуры и относительной влажности воздуха деформируются, изменяя при этом свою форму. Количественная оценка этих изменений представляет большой интерес при решении вопросов, связанных с взаимозаменяемостью в деревообработке. Изменение размеров деталей можно уменьшать путем склеивания и фанерования.
Из этого можно сделать вывод, что, если для деталей размером поперек волокон 330 мм, склеенных в один ряд, изменение линейных размеров при изменении влажности на 1% составляет 0,860 мм, для клееных деталей таких же размеров, изготовленных из 70 планок в три ряда, 0,716 мм. При двухслойном способе фанерования детали (вдоль волокон детали, предварительно фанерованной березовым шпоном поперек волокон с четырех сторон) это изменение составляет только 0,317 мм. По сравнению с деталями, склеенными в один ряд, наблюдается уменьшение размеров примерно в 3 раза.
Ввиду этого следует рекомендовать следующие основные способы, уменьшающие размероизменяемость деталей:
— склеивание деталей (по вертикали и горизонтали) в два ряда планок, в три и более рядов планок;
— фанерование деталей строганной фанерой;
— однослойное фанерование деталей поперек волокон с двух и четырех сторон;
— двухслойное фанерование деталей вдоль волокон основы, предварительно фанерованной березовым шпоном с двух и четырех сторон;
— фанерование деталей трех- и пятислойной березовой клееной фанерой толщиной 1,5 и 3 мм и другими размерами и слойностью с двух и четырех сторон.
Загрузка ...