Текст книги "Классификация пиломатериалов и технология деревообработки"

Автор книги: Илья Мельников

сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 2 страниц) [доступный отрывок для чтения: 1 страниц]

Илья Мельников
Классификация пиломатериалов и технология деревообработки

КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Пиломатериалы – это сортименты стандартных размеров, полученные при раскрое бревен. Используются они целиком либо перерабатываются на заготовки и изделия из древесины. Это могут быть пластины, брусья разного сечения, бруски, обрезные и необрезные доски, горбыли.

Рис. Виды пиломатериалов:

а – двухкантный брус, б – трехкантный брус, в – четырехкантный брус, г – необрезная доска, д – чистообрезная доска: 1 – пласть, 2– кромка, 3 – ребро, 4 – торец; е – обрезная доска с тупым обзолом, ж – обрезная доска с острым обзолом, з – брусок, и – обапол горбыльный, к – обапол дощатый, л – шпала необрезная, м – шпала обрезная

В деревообработке используются доски, бруски и брусья. Доски из центральной части бревна (включающие сердцевинную трубку) называют сердцевинными. Сердцевинные доски (вырезки) часто низкого качества из-за скрытой сердцевинной трубки с ослабленной трещинами древесиной. Центральные доски получают, если внутренняя пласть проходит по центру бревна и разрезает сердцевинную трубку. Остальные доски в бревне боковые.

Выход пиломатериалов из бревен зависит от требований к продукции и способов ее получения. Когда надо получить больше длинномерных обрезных пиломатериалов, бревна пилят на лесопильных рамах с брусовкой. Когда надо получить наибольшее количество заготовок распространенных размерных групп (не более 2-3 м по длине) поступают иначе: вырабатывают необрезные пиломатериалы, затем перерабатывают их на заготовки. В этом случае целесообразен раскрой досок продольно-поперечным методом.

Низкокачественные пиломатериалы выгоднее перерабатывать на заготовки небольших длин поперечно-продольным методом.

Параметры хвойных и лиственных пиломатериалов определяют ГОСТы. (См. «Приложения» в конце книги.)

Заготовки – это пиломатериалы, прирезанные на заданные одинарные или кратные им размеры, из древесины соответствующего качества, имеющие припуски для деления кратных заготовок на одинарные, припуски на механическую обработку и усушку.

По видам обработки заготовки делят на: пиленые, клееные (изготовленные из нескольких более мелких заготовок склеиванием их по длине, ширине и толщине) и калиброванные, т.е. полученные из предварительно фрезерованных, калиброванных по пластям пиломатериалов.

Заготовки из древесины хвойных пород изготовляют по ГОСТу 9685-61 четырех групп качества, их размеры по толщине и ширине подобны размерам пиломатериалов. Размеры поперечных сечений калиброванных заготовок определяют по номинальным размерам заготовок. Стандартом установлены дополнительные ограничения к качеству заготовок, предназначенных для мелких деталей столярно-строительных изделий, деталей легких судов и катеров, для облицовки мебели.

Заготовки из древесины лиственных пород изготовляют по ГОСТу 7897-83 для строительства, мебельного производства, вагоностроения, сельхозмашиностроения, судо-, автостроения и для паркета. По качеству древесины заготовки делят на три группы. Заготовки для планок паркета и ряда других потребностей имеют дополнительные ограничения по допускаемым порокам.

Для производства отдельных изделий из древесины могут быть специальные технические условия или стандарты.

Значительное количество пиломатериалов подвергается фрезерованию. Доски, бруски и брусья могут быть с одно-, двух-, трех– и четырехсторонним фрезерованием.

Размеры фрезерованных пиломатериалов определяются стандартным размером доски до ее фрезерования. Сорта этих пиломатериалов по качеству должны отвечать требованиям, установленным для пиломатериалов до фрезерования.

ЛИСТОВЫЕ ДРЕВЕСНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ШПОН

Шпон – это тонкий слой древесины, применяется для облицовки. Шпон бывает строганым и лущеным.

Шпон строганый получают строганием на шпонострогальных станках брусьев или круглых чураков. Материал предварительно обрабатывают термически для повышения пластичности древесины и снижения числа и глубины трещин в готовой продукции.

Шпон строганый изготовляют из древесины рассеянно-сосудистых лиственных пород: бука, ореха, клена, чинары, груши, яблони, тополя, березы, ольхи, граба, явора, черешни, красного и лимонного дерева, карельской березы; из древесины кольцесосудистых лиственных пород: дуба, ясеня, ильма, вяза, шелковицы, каштана, бархатного дерева, акации, карагача.

Древесные породы, перерабатываемые на строганый шпон, имеют в большинстве сердцевинные лучи. Их блеск, цвет и рисунок создают красивую текстуру при радиальном разрезе (шпон радиального вида часто ценится более высоко).

А вот лиственница и ясень имеют более эфектный рисунок на тангенциальном и полурадиальном разрезе, когда выявляются конусы нарастания годичных слоев и ясно выражены особенности роста дерева.

Виды строганого шпона по ГОСТ 2977-82 определяются следующими признаками:

радиальный (Р) – годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных по всей поверхности листа, сердцевинные лучи на этом разрезе четко видны в виде полос;

полурадиальный (ПР) – годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных не менее чем на 3/4 площади листа;

тангенциальный (Т) – годичные слои в форме конусов нарастания, углов или кривых линий;

тангенциально-торцовый (ТТ) – годичные слои имеют вид замкнутых кривых линий.

Шпон строганый вырабатывается толщиной 0,4; 0,6; 0,8; 1 мм с отклонением не более +0,05 мм. Длина листов должна быть не менее 550 мм с градацией 10 мм. Для тангенциально-торцового шпона установлена минимальная длина 300 мм. Минимальная ширина листов шпона 80 мм при минусовом допуске не более 4 мм.

Требования к качеству шпона. Сучки сросшиеся здоровые светлые допускаются во II сорте размером до 30 мм (не учитываются сучки размером 15 мм). В I сорте допускаются и не учитываются сучки в 3 раза меньших размеров. Сросшиеся и несросшиеся здоровые темные сучки, а также отверстия от выпавших сучков допустимы во II сорте размером не более 10 мм 1 шт. на 1 м длины листа. В I сорте такие пороки не допускаются.

Повреждения насекомыми – не более двух ходов на 1 м длины листа. Трещины допускаются длиной не более 15 % от длины листа. В I сорте перечисленные эти пороки не допускаются. Не допускаются также свилеватость, прорость темная, ложное ядро, смоляные кармашки. Во II сорте прорость темная ограничивается – не более 5 % от площади листа, ложное ядро (для березы) не более 10 %. Царапины и риски, пятна от металла в I сорте не допускаются, во II ограничиваются по глубине и длине листа.

Шероховатость поверхности шпона из дуба, ясеня, ильма, лиственницы и сосны должна быть не ниже 6-го класса по ГОСТ 7016-82, а из древесины других пород – 7-го класса.

Учитывают шпон в квадратных метрах. Длину и ширину измеряют по срединному листу пачки. Листы шпона укладывают в пачку (кноль) в порядке выхода из станка. В каждой пачке число листов должно быть четным. Пачки шпона укладывают в пакеты массой не более 0,5 т по породам и размерам. Вид шпона при маркировке обозначается буквами: Р, ПР, Т, ТТ.

Шпон строганый используется в качестве облицовочного материала для изделий из древесины и древесных плит.

Шпон лущеный вырабатывается методом лущения. Сортименты предварительно прогревают в воде. Основные древесные породы для получения шпона лущеного: береза, ольха, клен, ясень, ильм, дуб, бук, липа, осина, тополь, ель, сосна, пихта, кедр, лиственница.

Толщина – 0,35; 0,55; 0,75; 0,95; 1,15 мм с допустимым отклонением +0,05 мм и от 1,5 до 4 мм с градацией через 0,25 мм с допустимым отклонением +0,1 мм. Ширина листов – от 150 до 700 мм с градацией через 50 мм, от 700 до 2500 мм с градацией 100 мм с максимальным отклонением +10 мм. Длину листов измеряют в направлении волокон с градацией 100 мм и устанавливают от 800 до 1300 мм с максимальным отклонением +4 мм, от 1300 до 2500 мм – +5 мм.

В зависимости от качества древесины, обработки и назначения шпон подразделяется для наружных слоев клееной фанеры на пять сортов – А, АВ, В, ВВ, С, для внутренних слоев на три сорта – I, II, III.

Для наружных слоев в шпоне низшего сорта С допускаются сучки в любом количестве размером до 80 мм, смоляные кармашки длиной до 100 мм, трещины несросшиеся длиной до 400 мм, остальные пороки не учитываются. В шпоне низшего сорта В при использовании для внутренних слоев ограничиваются только разошедшиеся трещины шириной более 15 мм и длиной свыше 600 мм. Остальные пороки допускаются.

В шпоне высшего сорта для наружных слоев на 1 м² листа допускаются только здоровые светлые и темные сучки размером не более 10 мм, а также пятна и полосы длиной до 175 мм и шириной 4 мм.

Шероховатость поверхности определяется с помощью микроскопа или по специальным образцам.

Листы шпона сортируют по породам, сортам, толщине, длине и ширине и упаковывают в пакеты.

Метод лущения позволяет лучше (по сравнению со строганием) использовать древесину круглого сортимента. Стоимость лущеного шпона значительно ниже строганого.

Лущеный шпон применяют преимущественно для производства фанеры, а также для изготовления древесно-слоистых пластиков, гнутоклееных деталей, облицовки плитных и листовых материалов, столярных, древесностружечных и древесноволокнистых плит и т.д.

ФАНЕРА

Фанеру изготовляют склеиванием трех и более листов лущеного шпона. Количество слоев шпона определяет тип фанеры: трех-, пяти-, многослойная. Соседние листы располагают так, чтобы направление волокон в них было взаимно перпендикулярным, при четном числе слоев два средних имеют параллельное направление волокон.

Благодаря перекрестному направлению волокон древесины в смежных слоях, фанера отличается сравнительной однородностью физико-механических свойств, меньшим короблением и растрескиванием при эксплуатации. Площадь фанеры может быть значительна при малой толщине, а транспортабельность в 3-4 раза выше транспортабельности пиломатериалов.

Фанера находит очень широкое применение. Производятся: декоративная фанера, облицованная строганым шпоном, текстурной бумагой, пленками, листами металла, текстилем или обработанная металлическими порошками; бакелизированная фанера; фанерные плиты; слоистые материалы из шпона без перекрестного направления листов. Основные области применения: мебельная промышленность, судо-, вагоно-, автостроение, радиотехническая промышленность, холодильное оборудование, сельскохозяйственное машиностроение, строительство.

Фанеру делают из березы, ольхи, ясеня, ильма, дуба, бука, липы, осины, клена, ели, сосны, пихты, кедра и лиственницы. Она подразделяется на марки в зависимости от клеящего вещества: ФСФ – склеенная фенолоформальдегидными смолами, ФК – склеенная карбамидными смоламими, ФБА – склеенная альбумино-казеиновыми клеями.

Длину листа фанеры определяют по направлению волокна древесины наружных слоев (рубашек).

Толщина листов фанеры установлена от 1,5 до 3 мм с градацией через 0,5 мм; от 3 до 12 мм с градацией через 1 мм и далее 15; 18 и 19 мм. Длина и ширина листов (мм): 2440х1525, 2440Х1220, 2135Х1525, 1830Х1220, 1525х1525, 1525х1220, 1525Х725, 1220Х1220, 1220х720. Допустимые отклонения от линейных размеров сторон при длине 1525 мм и выше – +5 мм, 1220 мм и меньше – +4 мм.

Фанеру считают изготовленной из той породы древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Симметрично расположенные слои шпона должны быть из древесины одной породы и одинаковой толщины.

В зависимости от качества шпона фанера изготовляется пяти сортов, которые обозначают буквами, указывающими сортность наружных лицевого и оборотного слоев шпона.

Для изготовления фанеры используют шпон восьми групп качества: для наружных слоев пять групп – А, АВ, В, ВВ и С, для внутренних три группы -1, 2, 3.

Фанера должна быть прочно склеена, без пузырей и при сгибании не должна расслаиваться. Отверстия от выпавших сучков и других пороков должны быть заделаны замазками или вставками.

СТОЛЯРНЫЕ ПЛИТЫ

Столярные плиты – это щиты из реек, брусков или других наполнителей, оклеенные с двух сторон шпоном. Применяются щиты в мебельной промышленности, вагоностроении и судостроении для изготовления перегородок, панелей, полов, дверей и в других элементах конструкций.

Столярные плиты изготовляются в соответствии с ГОСТ 13715-78. В плите с каждой стороны должны быть два слоя лущеного шпона одной толщины и породы древесины. Наружный слой и подслой должны иметь одинаковое направление волокон древесины и располагаться перпендикулярно набору реек. Плиты, облицованные строганым шпоном с одной стороны, на оборотной стороне должны иметь третий слой лущеного шпона, равный толщине строганого. Наружные слои в односторонней и двухсторонней облицованной плите должны иметь одинаковое направление волокон древесины.

Рейки для щитов изготовляются из пиломатериалов III или IV сорта. В одном щите рейки должны быть одной породы. Hе допускаются обзол, гниль и трещины длиной более 200 мм. Стыкование реек допустимо, если стыки расположены вразбежку (в плитах для несущих элементов конструкций стыкование не допускается).

Учитывают необлицованные плиты в кубических, облицованные – в квадратных метрах.

Плиты хранятся в закрытых помещениях, уложенные горизонтально стопами на подкладках.

ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ

Древесностружечные плиты изготовляют прессованием со связующим из измельченных отходов лесопиления и деревообработки. Используются в производстве мебели, в строительстве.

Hаиболее распространенным является производство плит методом горячего плоского прессования (есть также плиты экструзионного прессования). По конструкции плиты могут быть однослойные, трехслойные и многослойные, а по виду обработки – шлифованные и нешлифованные.

Толщина плит: от 10 до 25 мм с допустимым отклонением до +0,3 мм для шлифованных плит и до +0,6 мм нешлифованных. Ширина: 1220, 1500, 1750, 1830, 2440 мм; длина: 2440, 2750, 3500, 3660, 5500 мм.

По показателям прочности и жесткости ДСтП приближаются к древесине хвойных пород, они могут быть изготовлены с заранее заданной плотностью, прочностью и внешним видом. Плитам можно придать биостойкость, гидрофобность и огнестойкость. Плиты хорошо склеиваются по пластям и кромкам, их можно окрашивать или отделывать лакокрасочными материалами, облицовывать шпоном, бумагой, пластмассами. Они относительно легко обрабатываются и обладают удовлетворительным показателем сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов.

Плиты выпускают малой плотности – менее 550 кг/м³, средней – 550-750 кг/м³ и высокой – более 750 кг/м³.

По виду используемых частиц плиты могут быть из специально заготовленных древесных частиц, из стружки, из опилок. Плиты с мелкоструктурной поверхностью пригодны для облицовывания пленочными и полимерными материалами.

Специальные виды ДСтП изготовляют толщиной 2-6 мм с высоким классом шероховатости, они служат для замены фанеры и древесноволокнистых плит.

Допустимые дефекты древесностружечных плит. На площади не более 5 % поверхности нешлифованной плиты допускаются выступы и царапины высотой или глубиной 0,8 мм, в шлифованной плите они ограничиваются до 0,3 мм. Пятна от парафина, масла и другие допускаются, если они занимают менее 2 % поверхности плиты. Частицы коры на поверхности плит не должны превышать по размерам 10 мм, а их число не должно быть более 8 шт. на 1 дециметре.

Толщину плит измеряют с точностью до 0,1 мм на расстоянии 25 мм от кромки. Параметры влажности и прочности определяют в лаборатории. Количество химических веществ, выделяющихся из готовых древесностружечных плит, определяется органами санитарного надзора. Внешний вид плит контролируется визуально.

Древесностружечные плиты марки П-1 отделываются пленками на основе термореактивных, термопластичных полимеров и лакокрасочными материалами. Их используют в производстве мебели, строительстве, радио– и приборостроении.

Плиты марки П-2 отделывают лакокрасочными материалами, шпоном, бумажно-слоистым пластиком. Они применяются как и плиты П-1. Без облицовки плиты используют при изготовлении контейнеров, стеллажей, тары и т.п.

Плиты марки П-3 используются, как и плиты П-2. Без отделки плиты П-3 применяются в конструкциях полов, кровли, стеновых панелей, деталей кузовов, автофургонов, вагонов и т.п.

ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЕ ПЛИТЫ

Этот листовой материал изготавливают из отходов лесозаготовок, лесопиления, деревообработки или из дровяного сырья, измельченного до заданных фракций. Их производят мокрым, сухим н полусухим способами.

Щепу для плит отсортировывают, пропаривают под давлении 1-1,2 МПа и разделяют на волокна вращающимися дисками с насечкой. Если в качестве транспортирующего агента используют пар и воду, это мокрый способ, если пар и воздух – сухой или полусухой способы.

В первом случае полученную массу разбавляют водой до концентрации 1,8-2 %, проклеивают специальными составами и выливают на сетку, где происходит удаление основной части воды. Остальная вода удаляется в гидравлических прессах или сушильных камерах.

При сухом и полусухом способах полученную фракцию сначала высушивают до влажности 10 или 25 %, затем формируют в ковер. (Специальные добавки вводят на разных стадиях производства – при пропарке, размоле или с использованием смесителей, как в производстве древесностружечных плит.) Ковер прессуют в гидравлических прессах. Высушенные плиты после дополнительной обработки (закалки, увлажнения) или без них выдерживают, потом обрезают до стандартных размеров.

В зависимости от плотности ДВП подразделяют на мягкие (марки М-4, М-12, М-20), полутвердые (ПТ-10О), твердые (Т-350, Т-400) и сверхтвердые (СТ-500). (Цифры – гарантированный предел прочности при изгибе.)

Твердые плиты выпускают следующих размеров, мм: максимальная длина – 5500, 6100; основная – 1220, 1700, 1830, 2050, 2140, 2350, 2440, 2745, 3050, 3355, 3660; максимальная ширина – 1220, 1700, 2140; основная – 610, 1220, 1280, 1525, 1700, 1830 и 2140. Hоминальная толщина – 2,5; 3,2; 4; 5.

Размеры мягких плит, мм: длина – 3000, 2700, 2500, 1800, 1600, 1220; ширина – 1220; толщина – 8, 12, 16.

Предельные отклонения по длине допускаются +5 мм, по ширине +3 мм, по толщине для плит М4 и М12+1 мм, для плит М20 и ПТ-100 +0,7 мм, для Т-350, Т-400 и СТ500 +0,3 мм.

По физико-механическим свойствам плиты изготовляют био-, огне– и влагостойкие, звукопоглощающие.

Марки ДВП: Т – твердые с необлагороженной поверхностью; Т-С – твердые с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-П – твердые с подкрашенным лицевым слоем; Т-СП – твердые с подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; СТ – твердые повышенной прочности с необлагороженной лицевой поверхностью; СТ-С – твердые повышенной прочности с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы.

Твердые плиты Т, Т-С, Т-П и Т-СП в зависимости от уровня физико-механических показателей подразделяют на группы качества А и Б. Мягкие плиты в зависимости от плотности делятся на марки М-1, М-2, М-3.

Лицевая поверхность полутвердых, твердых и сверхтвердых плит должна быть гладкой, однородного цвета и не иметь масляных и парафиновых пятен. На кромках плит всех марок не допускаются дефекты в виде бахромы, сколов и поврежденных углов.

Твердые ДВП с лакокрасочным покрытием, нанесенным в заводских условиях, применяются в качестве отделочного материала при строительстве жилых, общественных и производственных зданий, обустройстве транспортных средств, оформлении торгового оборудования, производства мебели, дверных полотен, других изделий.

Покрытие плит должно быть стойким и сохранять свой первоначальный вид и цвет при воздействии воды, мыла, минеральных масел.

ДРЕВЕСНЫЕ ПЛАСТИКИ

К древесным пластикам относятся прессованная древесина, древеснослоистые пластики, древесные пластмассы.

Прессованную древесину изготовляют из отходов, получаемых при лесозаготовках и дальнейшей переработке леса на деревообрабатывающих производствах. Куски древесины прессуют при давлении 20-30 МПа.

Прессованная древесина выпускается следующих марок: ДПО, ДПО-В – одноосного поперечного уплотнения в виде цельных досок и брусков, обычной и повышенной влагостойкости; ДПД – двухосного поперечного уплотнения в виде брусков с повышенным сопротивлением раскалыванию и скалыванию; ДП4-1, ДП4-2, ДП4-3 – челночная малой, средней и высокой плотности, одноосного поперечного уплотнения в виде цельных и клееных брусков; ДП-КИ – одноосного поперечного уплотнения в виде клееных брусков и плит; ДП-К, ДП-КИ – контурного уплотнения в виде цилиндрических заготовок и втулок; ДП-ГТ – торцового гнутья с дополнительным поперечным уплотнением в виде втулок и вкладышей; ДП-ГП – продольного гнутья с поперечным уплотнением изнутри в виде втулок и вкладышей.

Древеснослоистые пластики получают в процессе термической обработки под давлением листов лущеного шпона, пропитанных смолой. Древеснослоистые пластики (ДСП) изготовляют следующих марок: ДСП-А, ДСП-Б; ДСП-Б-э; ДСП-Б-м; ДСП-Б-т; ДСП-Б-о; ДСП-В; ДСП-В-э; ДСП-В-м; ДСП-Г; ДСП-Г-м.

Значение букв в аббревиатуре марок: А – волокна древесины шпона во всех слоях имеют одинаковое направление; Б – каждые 8-12 слоев с одинаковым расположением волокон чередуются с одним слоем с перпендикулярным направлением волокон; В – направление волокон в смежных слоях шпона взаимно перпендикулярно; Г – смежные слои смещены на 45°; "э", "м", "т", "о" определяют назначение материала: электроизоляционные детали; самосмазывающиеся антифрикционные детали; для текстильной промышленности; конструкционный и антифрикционный материалы.

Размеры древесных слоистых пластиков, мм: длина – 700; 750; 1150; 1200; 1500; ширина – 750; 950; 1200; 1500; предельные отклонения линейных размеров – +10; толщина – 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10 и 12 с предельными отклонениями от +0,2 до +1,5.

Физико-механические свойства древеснослоистых пластиков значительно выше, чем прессованной древесины. Для плит цельных разных марок толщиной более 15 мм плотность находится в пределах 1230-1300 кг/м³. Предел прочности при растяжении вдоль волокон 127-265 МПа, при статическом изгибе вдоль волокон – 176-294 МПа.

Древеснослоистый пластик используется для изготовления методом горячего прессования деталей машин, товаров народного потребления.