И раскалываться

Способность древесины удерживать крепления, гнуться

В данную группу входят своеобразные технологические свойства древесины; методы испытаний двух из указанных свойств стандатизованы.

Способность древесины удерживать крепления. Уникальное свойство древесины удерживать гвозди, шурупы, скобы, костыли и другие крепления имеет важное практическое значение. При забивании гвоздя в древесину происходит частичное разрушение ее и возникают упругие де­формации примыкающих к нему областей. На боковую поверхность гвоздя со стороны деформированной древесины оказывается давление, которое вызывает трение, удерживающее гвоздь.

Согласно разработанному ЦНИИМОДом стандартному методу (ГОСТ 16483.33-77) сопротивление, оказываемое древесиной выдергива­нию гвоздя или шурупа, определяют следующим образом В образец дре­весины, имеющий форму бруска сечением 50х50 мм и длиной 150 мм. за­бивают гвозди или ввинчивают шурупы по схеме, показанной на рис. 73,а.

Для испытаний применяют гвозди диаметром 2,0 мм и шурупы диаметром 4,0 мм, длиной не менее 50 мм. Глубина забивания гвоздей 30 ± 1,0 мм, ввинчивания шурупов - 20 ± 1,0 мм Шурупы ввинчивают в предваритель­но высверленные на глубину 16 ± 1,0 мм отверстия. Образец с гвоздями (шурупами) размещают в приспособления, как показано на рис. 73,6. Вы­дергивание гвоздей (шурупов) проводят при равномерной скорости пере­мещения захвата испытательной машины за 1- 3 мин. Зафиксировав мак­симальную нагрузку Р _тах, Н, вычисляют удельное сопротивление выдер­гиванию гвоздей (шурупов), Н/мм, по формуле

, (117)

где l - глубина забивания (ввинчивания) гвоздя (шурупа), мм.

Сопротивление выдергиванию гвоздей прежде всего зависит от направ­ления. Так, по данным МЛТИ, усилие, необходимое для выдергивания гвоздя, забитого в торец образцов из древесины дуба, сосны, осины, ольхи и ели, на 10-50 % меньше усилия, прилагаемого к гвоздю, забитому поперек волокон; со­противление выдергиванию гвоздей, за­битых в радиальном и тангенциальном направлении, практически одинаково.

С повышением плотности сопро­тивление древесины выдергиванию гво­здя или шурупа увеличивается; так, вдавливание и выдергивание гвоздей из древесины граба (плотность 730 кг/м³) требует усилий примерно в 4 раза боль­ших, чем для древесины сосны (плот­ность 440 кг/м³).

Чем выше влажность древесины, тем меньше усилие для забивания гвоздя Забитый в сырой образец гвоздь вытащить после высыхания древе­сины легче, чем гвоздь, забитый сразу в сухую древесину Это объясняется тем, что в первом случае часть упругих деформаций переходит в заморожен­ные, остаточные и трение, удерживающее гвоздь в древесине, снижается.

Усилия, необходимые для выдергивания шурупов, при прочих рав­ных условиях, больше, чем гвоздей, так как в этом случае к трению при­соединяется сопротивление волокон перерезанию и разрыву. Для шурупов одинакового с гвоздями диаметра, но вдвое меньшей длины, это усилие оказалось в 2 раза больше [49].

Способность древесины гнуться. Технологическая операция гнутья древесины основана на ее способности сравнительно легко деформиро­ваться при действии изгибающих усилий. Предельная деформация, после достижения которой наступает разрушение древесины, у разных пород различна. Для оценки способности древесины принимать заданную форму при загибе стандартного метода пока нет. Однако известен [49] следую­щий метод' образец в форме бруска размерами 10x30x500 мм последова­тельно загибают на сменных шаблонах уменьшающегося радиуса до появ­ление в образце явных следов начала разрушения (отщеп, складка, излом) Радиус последнего шаблона, на котором произошло разрушение образца, характеризует способность древесины к загибу. Более высокой способно­стью к загибу отличается древесина кольцесосудистых пород - дуба, ясеня и др., а из рассеяннососудистых - бука; хвойные породы обладают мень­шей способностью к загибу. Гнутью подвергают древесину, находящуюся в нагретом и влажном состоянии. Это увеличивает ее податливость и позволя­ет, вследствие образования замороженных деформаций при последующем охлаждении и сушке под нагрузкой, зафиксировать новую форму детали

Способность древесины раскалываться. Раскалыванием древеси­ны принято называть разделение ее вдоль волокон под действием нагруз­ки, переданной через клин.

Для испытаний древесины на раскалывание используют стандарти­зованную методику, применяя образец с заранее выпиленным клиновид­ным вырезом. На рис. 74 изображен образец для раскалывания в тангенци­альной плоскости. Такой же образец, но с годичными слоями, направлен­ными на торце вдоль высоты, применяется для раскалывания в радиальной плоскости. До испытаний измеряют ширину образца на уровне линии раскалывания, затем на образец надевают подвижные захваты (стремена). Образец нагружают с постоянной скоростью так, чтобы разрушение произошло через 1-2 мин

Рис 74 Образец для испытания древесины на раскалывание

Сопротивление раскалыванию, Н/мм, вычисляют по формуле

, (118)

где Р_mах - разрушающая нагрузка, Н; а - ширина образца, мм.

Показатели, характеризующие сопротивление раскалыванию древе­сины некоторых пород, приведены в табл. 45.

Следует заметить, что, как показал Г.А. Вильке, определенные по описанной выше методике показатели условны, в расчетах их применять нельзя. Они пригодны лишь для сравнительной оценки этого свойства дре­весины у разных пород. Сопротивление раскалыванию у древесины лист­венных пород, особенно с хорошо развитыми сердцевинными лучами (дуб, бук), в тангенциальном направлении больше, чем в радиальном. У хвой­ных пород эта разница меньше (или совсем отсутствует) В среднем сопро­тивление раскалыванию у древесины лиственных пород больше, чем у хвойных.

45. Сопротивление древесины раскалыванию

Порода	Сопротивление раскалыванию, Н/мм
в радиальной плоскости при влажности, %	в тангенциальной плоскости при влажности, %
	30 и более		30 и более
Лиственница сибирская Сосна Ель сибирская Пихта сибирская Акация белая Клен полевой Ясень Граб Бук Вяз Дуб Береза Липа Ольха Осина Тополь	13,4 11,5 9,7 7,4 20,9 22,6 22,2 21,0 16,7 16,7 16,6 16,5 14,6 14,1 11,5 10,0	8,3 7,2 5,7 4,6 13,0 14,0 13,6 13,0 10,4 10,4 10,3 10,3 9,0 8,7 7,2 6,1	13,3 н,з 9,3 9,0 27,2 27,4 23,0 28,2 25,2 18,2 22,5 20,6 17,9 17,0 15,5 13,1	8,2 7,1 5,8 5,6 16,8 17,0 14,2 17,6 15,7 11,2 14,0 12,8 11,4 10,6 9,6 8,1

Способность древесины раскалываться рассматривается как положи­тельное свойство при заготовке колотых сортиментов (клепка, гонт, дран­ка, спицы и пр.) и как отрицательное при забивке гвоздей, костылей, скоб, ввинчивании шурупов.

Дата добавления: 2015-04-30