Научная статья на тему 'Исследование размерно-качественных характеристик березовых пиломатериалов'

Исследование размерно-качественных характеристик березовых пиломатериалов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
367
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
JOINER'S AND CONSTRUCTION PRODUCTS / ПИЛОМАТЕРИАЛЫ / СТАНДАРТ / БРЕВНО / КАЧЕСТВО / ПОРОКИ ДРЕВЕСИНЫ / СТОЛЯРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ / TIMBER / STANDARD / LOG / THE QUALITY / DEFECTS OF WOOD

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Кравцов Е. В.

Кравцов Е.В. ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗМЕРНО-КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БЕРЕЗОВЫХ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ. В статье определены основные факторы, определяющие качество древесины. Определены первостепенные сортообразующие пороки пиломатериалов и заготовок. Проанализированы проводимые в разное время научные работы как исследовательскими институтами, так и отдельными учеными. Приведены результаты экспериментальных работ по определению объемного выхода заготовок из необрезных березовых пиломатериалов. По результатам работ построены графики распределений сучков по диаметрам и бессучковых отрезков свободной длины в исследуемой партии пиломатериалов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Kravtsov E.V. STUDY OF SIZE-QUALITY FEATURES BIRCH TIMBER. In the article identifies the key factors determining the quality of the wood. Identified the primary generators of Variety faults lumber and blanks. Analyzes conducted at different times of work as a scientific research institutes and individual scientists. The results of experimental studies to determine the volumetric output of the pieces are not square edged lumber birch. According to the results of the graphs of distributions of knots by diameter and length of free segments knot-free lumber to the party under investigation.

Текст научной работы на тему «Исследование размерно-качественных характеристик березовых пиломатериалов»

Технология деревянного домостроения

24 • 7,2-- 0,57 кВт = 98,5 кВт-ч.

При этом будет высушено 12 бревен общим объемом V = 0,294 м3 х 12 = 3,5 м3 . Следовательно, для сушки 1 м3 бревна от 100 % начальной влажности до 15 % конечной влажности предлагаемая установка СВЧ сушки затратит всего 28 кВт-час электроэнергии. Такие малые затраты электроэнергии можно объяснить только тем, что основная масса воды выходит из бревна (бруса) в жидкой фазе, а не в виде пара. Однако для определения реальных затрат электроэнергии на сушку 1 м3 бревен для целей домостроения

установкой СВЧ сушки необходимо провести экспериментальные сушки в предлагаемой опытной установке.

Основные характеристики предлагаемой установки СВЧ сушки бревен и бруса для целей домостроения представлены в таблице.

Библиографический список

1. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины / П.С. Серговский, А.И. Расев. - М.: Лесная пром-сть, 1987. - 360 с.

2. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения / Б.Н. Уголев. - М.: Лесная пром-сть, 1986. - 360 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗМЕРНО-КАЧЕСТВЕННЫХ

характеристик березовых пиломатериалов

Е.В. КРАВЦОВ, зав. отд. лесопиления и д/о пром-сти ФГУП «ГНЦЛПК», асп. МГУЛ

Одним из факторов, определяющих объемный выход заготовок из пиломатериалов, является качество древесины. При этом теоретически объемный выход заготовок можно приблизить к максимальному, если использовать пиломатериалы, соответствующие по качеству заготовок. Но в большинстве случаев пороки, присутствующие в пиломатериалах, не всегда допускаются в заготовках.

В основу показателей, определяющих оценку качества пиломатериалов и заготовок в действующих стандартах, положен принцип отнесения пиломатериалов и заготовок с приблизительно однородными эксплуатационными свойствами к одному сорту.

Однако качественная оценка и посор-тное деление достаточно сложный процесс. Так, например, количество сучков в пиломатериалах и деталях по ГОСТ 8486-86 определяется одновременно максимальными размерами сучка, количеством сучков на погонный метр, а также в долях ширины пласти и толщины кромки доски или детали. Кроме того, учитываются качество и степень срастания сучка с древесиной.

Во многих странах проводится много исследований по оценке качества древесины, определению и систематизации сортообразу-

kravtsovev@mail.ru

ющих пороков, их распространению в древесном сырье и пиломатериалах.

Однако в пиломатериалах почти всегда имеются пороки, не допускаемые в заготовках. Одним из первостепенных сортообразующих пороков как для пиловочного сырья, так и для пиломатериалов являются сучки. Это можно подтвердить, рассматривая проводимые в разное время научные работы как исследовательскими институтами, так и отдельными учеными.

По мнению П.П. Аксенова [1], необходимо было создание единой шкалы оценки качества древесины, как в бревнах, так и в пиломатериалах и заготовках. По этой шкале предполагалось деление древесины на классы, с указанием абсолютных размеров допускаемых пороков. И затем производить раскрой пиломатериалов на заготовки соответствующих классов, тем самым значительно снизить отходы.

В.Ф. Ветшева [3] отмечает, что при теоретическом решении возможен дифференцированный учет пороков. При этом необходимо учитывать, что наиболее встречающимся пороком являются сучки.

Качество пиломатериалов она предлагала оценивать качественным коэффици-

90

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012

Технология деревянного домостроения

ентом, определяющим количество пороков в определенной зоне доски. При этом при наличии разных качественных зон в доске ее качество определяется по самому низкому коэффициенту качества. Коэффициент качества партии досок рассчитывается как среднее арифметическое, с учетом объема пиломатериалов, полученных из каждой зоны.

Выполненные работы Т.С. Сластенко [8], В.В. Кислым [5] направлены на совершенствование методов оценки качества пиломатериалов, предназначенных для раскроя. В этих работах особое внимание уделяется неоднородности качества по длине пиломатериалов одного сорта. Авторы предлагают неоднородность качества досок учитывать при оценке сортности каждого метрового участка ее длины и суммировании соответствующих значений коэффициента сортности [5]. По их мнению, главным в определении сорта пиломатериалов является размещение пороков древесины по длине доски.

Стоит отметить, что действующая нормативно-техническая документация устанавливает технические требования к пиломатериалам, предназначенным для использования в народном хозяйстве и на экспорт [4].

При этом установленные нормы ограничения пороков по ГОСТ 8486-86 не в полном объеме учитывают влияние пороков на выход заготовок и пиломатериалов. Поэтому при использовании пиломатериалов по ГОСТ 8486-86 для использования, например, деталей столярно-строительных изделий, не обеспечивается постоянный выход заготовок из досок одного сорта. Среди досок 2-4 сортов встречается не более 2-5 % таких, у которых каждый метр длины соответствовал бы одному сорту.

У остальных пиломатериалов по ГОСТ 8486-86 сортность по длине доски распределяется от второго до четвертого. Распределения обрезных сосновых пиломатериалов по наличию в досках участков разной длины с повышенной сортностью показывают, что с понижением сортности неоднородность качества досок по длине возрастает [7].

С точки зрения В.В. Кислого и Т.С. Сластенко, главным в установлении сорта

является размещение пороков древесины по длине доски, поскольку основным критерием оценки качества для обрезных пиломатериалов является выход заготовок одного сорта из необрезных пиломатериалов.

В своей работе А.М. Боровиков [2] утверждает, что для совершенствования производства и использования пилопродукции необходимо отказаться от требований по качеству в функционирующих стандартах на пиломатериалы и заготовки общего назначения. Так как чем меньше список требований по качеству, тем шире будет диапазон пиломатериалов с допускаемыми параметрами. Он предлагает разделить производство пиломатериалов по функциональному назначению:

- облицовочные;

- поделочные;

- конструкционные.

А.М. Боровиков посредством сбора заключений высококвалифицированных специалистов отметил основные свойства пиломатериалов, используемых в различных деревоперерабатывающих производствах.

Так, при производстве столярно-строительных изделий следует применять пиломатериалы с основным критическим признаком - прочностью при поперечном изгибе, с основными признаками - сопротивляемостью образованию сколов и трещин при обработке резанием, прочностью при скалывании вдоль волокон, деформативностью при поперечном изгибе.

По критическим и основным признакам к пиломатериалам для столярно-строительных изделий очень близки пиломатериалы для тары и упаковки. Для них прочность при продольном сжатии переведена из несущественных признаков в основные, несущественные признаки - сопротивляемость резанию, прочность при продольном растяжении и поперечном смятии, деформативность при скалывании вдоль волокон, продольном сжатии и поперечном смятии, сопротивление древесины выдергиванию гвоздей (шурупов).

Изделиям для мебельного производства к критическим признакам необходимо относить сопротивляемость образованию сколов и трещин при механической обработке,

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2012

91

Технология деревянного домостроения

Рис. 1. Фотография доски

прочность при скалывании вдоль волокон и поперечном изгибе, к основным - деформа-тивность при поперечном изгибе и сопротивляемость резанию.

Пиломатериалы для изготовления деталей для корпусной мебели должны характеризоваться двумя критическими признаками: сопротивляемость образованию сколов и трещин при механической обработке и прочностью при поперечном смятии, тремя основными: сопротивляемостью резанию, прочностью при скалывании, толщиной, а также восемью несущественными: соответствием размеров номинальным шириной, длиной, правильностью формы поперечного сечения,

'■р

о4-

>10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Рис. 2. Гистограмма распределения сучков по диаметрам в исследуемой партии пиломатериалов, %

способностью к склеиванию, отсутствием пустот, нарушающих связи между волокнами древесины в поперечном направлении, деформативностью при поперечном смятии, способностью удерживать лакокрасочные покрытия.

Пиломатериалы для производства деталей для мягкой мебели, как и пиломатериалы для изготовления деталей для корпусной мебели, также должны характеризоваться двумя критическими и тремя основными признаками. Однако к критическим следует отнести прочность при изгибе и сопротивляемость образованию сколов и трещин при механической обработке, а к основным - прочность при скалывании вдоль волокон и продольном сжатии, деформативность при поперечном изгибе. Несущественные свойства - деформативность при продольном сжатии, прочность при продольном растяжении и скалывании вдоль волокон, износостойкость, соответствие размеров номинальным, сопротивление древесины выдергиванию гвоздей (шурупов), сопротивляемость механической обработке.

92

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012

Технология деревянного домостроения

Пиломатериалы для изготовления деталей для решетчатой мебели характеризуются критическим признаком - прочностью при изгибе, а два других (прочность при скалывании и сопротивляемость образованию сколов и трещин) переведены в категорию основных. Несущественные свойства - сопротивляемость резанию, деформативность при изгибе, прочность при сжатии и способность к склеиванию.

Для практического изучения размерно-качественных характеристик березовых пиломатериалов экспериментальные работы по определению объемного выхода заготовок из необрезных березовых пиломатериалов проводились в ООО «Лесопромышленная компания «НАВЛЯ» Брянской области, Нав-линского района, п. Клюковники.

Круглые лесоматериалы, распиленные ленточнопильным станком «SERRABavaria» на необрезные пиломатериалы, подавались на специально отведенный участок, где проводились измерения их размерно-качественных характеристик. Объем выборки составил 160 березовых необрезных досок, длиной 3 м.

В процессе проведения эксперимента каждая доска была сфотографирована во всю длину (рис. 1).

Измерения размерно-качественных характеристик березовых пиломатериалов проводились согласно ГОСТ 2695-83 Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия.

При этом измерялись следующие показатели:

- Длина доски (L), см.

- Ширина доски (B), см. (Измеряется в трех местах по длине, от комля. Измерения проводятся по наружной пласти доски: на торцах и в ее середине. Полученные значения округляются до целого числа).

- Измеряемые пороки: сучки пласте-вые всех видов, червоточина более 3 мм, механические повреждения и пороки обработки (Вписываются в прямоугольник (рис. 2), одна из сторон полученного прямоугольника должна быть параллельна продольной оси доски). Стороны прямоугольника (а) и (b) измеряются в миллиметрах. Координаты описанного

прямоугольника определяются путем измерения наименьшего его расположения от продольной оси доски (h) и нижнего торца доски (/). Координаты пороков, располагающихся слева от продольной оси доски, фиксируются со знаком «Минус», справа - «Плюс».

- Кривизна (если присутствует). Величину стрелы прогиба измеряют по отклонению от прямолинейности сортимента в месте наибольшего искривления и выражают в целых сантиметрах на 1 м длины искривления.

Измерению также подлежат гнили и трещины (по наименьшей толщине вырезки, в которую они могут быть вписаны).

Измеренные координаты пороков необрезных пиломатериалов заносились в специально разработанную программу, позволяющую произвести расчет длин бездефектных участков пиломатериалов, а также их суммарный объем и площадь.

Библиографический список

1. Аксенов, П.П. Теоретические основы раскроя пиловочного сырья / П.П. Аксенов. - М.: Гослесбу-миздат, 1960. - 216 с.

2. Боровиков, А.М. Составляющие качества пиломатериалов / А.М. Боровиков, В.Н. Лохов. - М.: Механическая обработка древесины, 1983. - Вып. № 10. - 12 с.

3. Ветшева, В.Ф. Теоретические и экспериментальные исследования раскроя крупномерных пиловочных бревен хвойных пород Сибири и Дальнего Востока: дисс. ... д-ра техн. наук / В.Ф. Ветшева.

- Л.: ЛТА, 1974. - 340 с.

4. ГОСТ 8486-86. Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия. [Текст]. - Введ.01.01.88.

- М.: Стандартинформ, 2006. - 13 с.

5. Кислый, В.В. Оценка качества продукции лесной и деревообрабатывающей промышленности / В.В. Кислый. - М.: Лесная пром-сть, 1975. - 224 с.

6. Кислый, В.В. Новый метод оценки качества пиломатериалов. Обзорная информация / В.В. Кислый, Т.С. Сластенко. - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1985.

- 32 с.

7. Рыкунин, С.Н. Рациональное использование древесного сырья в производстве заготовок: дис. ... д-ра техн. наук / С.Н. Рыкунин. - М.: МЛТИ, 1987.

- 366 с.

8. Сластенко, Т.С. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния качества пиломатериалов на выход стройдеталей: дис. ...канд. техн. наук / Т.С. Сластенко - М., 1978. - 24 с.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012

93

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.