Гнуття дерев’яних елементів

З'ЄДНАННЯ
ДЕРЕВ'ЯНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

При гнуття деревини дуже важливим є таке її властивість, як в'язкість. При високій в'язкості дерево гнеться по всіх напрямах, які не ламаючись, але і не приймаючи колишньої прямолінійності. Таким якістю володіють клен, в'яз, ялівець, ліщина, береза, ясен, модрина, бук, молодий дуб і т. Д .; крихкими породами вважаються вільха, осика, ялина. Великою мірою на в'язкість і крихкість деревини впливає грунт, на якій росте дерево. Так, якщо сосна і бук зростали на вологому грунті, то їх деревина матиме високу в'язкість, а якщо на сухий - то середню. Дуб має високу крихкість, якщо виростає у вологому або занадто сухий середовищі.

Холодне гнуття деревини - один з найпоширеніших способів (рис. 19) отримання багатошарових гнутоклеєних деталей. Заснований на природній гнучкості деревини. Для отримання деталі заданої форми і перетину необхідну кількість змащених клеєм сухих (вологість 8-12%) дерев'яних пластин (дошки, планки, листи чи смуги шпону або одношарової фанери) укладають у вигляді пакету в прес-форму, затискають і витримують до повного схоплювання клею . Процес затвердіння клею може бути прискорений прогріванням пакету. Це сприяє також видаленню з деревини внесеного з клеєм надлишку вологи. Форма у деталей, отриманих холодним гнутьyoм, зберігається краще, ніж у деталей, виготовлених способом проварювання. Стійкість форми при цьому тим вище, чим більше кількість вхідних в склеюваний пакет пластин і, отже, чим тонше кожна з них. Мала товщина шарів пакета дозволяє, крім того, отримувати гнутоклеєні деталі великого перетину з дуже невеликим радіусом кривизни. Допустиме відношення b / r при холодному гнуття шаруватих заготовок, набраних з тонких (2-5 мм) пластин, досягає 0,05 і навіть 0,2. Це стає можливим тому, що відношення товщини b окремої згинається пластини до r дуже мало і не перевищує 0,02-0,01.

Мал. 19. Холодноклееное гнуття деревини

Що відбувається при спробі зігнути дерев'яний елемент? Внутрішні шари заготовки стискаються, зовнішні розтягуються, а десь в середині проходить лінія з нульовим напругою і нульовий деформацією. Таким чином, при вигині зовнішня сторона бруска від нього бере зріст довжини, а внутрішня навпаки стає коротшим. При напрузі більше допустимих на внутрішній стороні з'являються напливи товщини у вигляді гармошки, а на зовнішній розриви деревини. У самому дерев'яному елементі виникають сили, які намагаються зрушити шари деревини відносно один одного. Напруги зсуву досягають такої величини, що можуть викликати сколювання деревини вздовж волокон. А тепер просто задумаємося, навіщо згинати товстий брусок, чи не простіше його розпиляти (в ідеалі розколоти) по довжині, зігнути кожен тонкий елемент окремо і все це склеїти. В результаті цієї нехитрої операції практично повністю зникають внутрішні напруги спрямовані на зрушення шарів деревини і значно зменшуються напруги спрямовані на розгин дерев'яного елемента, так як збільшення довжини розтягнутої поверхні і вкорочення стислій, тепер відбувається поступово.

Як приклад можна спробувати зігнути дерев'яну учнівську лінійку. Досвід показує, що тридцятисантиметрова лінійка без праці згинається майже на 90 °. А якщо склеїти кілька загнутих лінійок і висушити їх в такому положенні? Вони не розігнутися, енергія розгинання поглинається клейовими прошарками. Важливим моментом технології виготовлення древесноклеених конструкцій є сушка матеріалів. Вона визначає міцність гнутого елемента. Щоб уникнути появи в елементах внутрішньої напруги важливо, щоб склеювані шари мали однакову вологість або щоб різниця по вологості шарів не перевищувала 5%.

Холодне гнуття тонких дерев'яних пластин з наступним їх склеюванням найпоширеніший спосіб отримання криволінійних шнурів і поручнів, необхідних для виготовлення сходів складних конфігурацій. У процесі склеювання і вигину, коли деталі тільки зібрані в пакет, окремі шари конструкції зміщуються відносно один одного, тобто збільшення довжини на зовнішній поверхні згинаного елемента відбувається не за рахунок витягування деревини, а просто тому, що там дерев'яна пластина довше. Відповідно на внутрішній поверхні - пластини коротше. Таким чином, енергії, спрямованої на зрушення шарів, яка присутня в цельнодеревянной елементі, в склеюють з окремих шарів, просто, немає. У цьому випадку немає і енергії, спрямованої на розгин елемента. Не те, щоб цієї енергії немає зовсім, все-таки відбувається вигин тонких пластин, але вона незрівнянно менше, ніж в цельнодеревянной елементі. У склеєної з тонких планок і зігнутої будівельної конструкції, кожна окрема пластинка прагне розігнутися, але її розтягнута поверхню приклеєна до стислій поверхні іншої пластини. Іншими словами, зовнішня поверхня однієї пластини прагне стиснутися, а внутрішня поверхня інший - розтягнутися. Виходить, що енергія розгинання однієї пластини гаситься енергією розгинання одної пластини. А в цілому, загнута і склеєна дерев'яна конструкція практично не має сил на розгинання.