CC BY
19
6. Остапенко Б.Ф. Люова типолопя : навч. noci6H. [для студ. ВНЗ] / Б.Ф. Остапенко, В.П. Ткач. - Харюв : Вид-во ХДАУ, 2002. - 204 с.
7. Сопушинський 1.М. Класифiкацiя та оцiнка якост декоративно! деревини: клена-явора (Acer pseudoplatanus L.), бука (Fagus sylvatica L.) та ясена (Fraxinus excelsior L.) / 1.М. Сопушинський // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2012. - Вип. 22.2. - С. 106-111.
8. Барбарич А.1. Флора УРСР / А.1. Барбарич, Д.М. Вююлша, Д.М. Доброчаева та iн. / за ред. М.1. Котов, А.1. Барбарич. - К. : Вид-во АН Украшсько! РСР. - 1957. - Т. VIII. - 544 с.
9. Яценко-Хмелевский А.А. Основы и методы анатомического исследования древесины / А.А. Яценко-Хмелевский. - М.-Л. : Изд-во АН СССР, 1954. - 337 с.
10. Beiträge zur Esche / Verantwortlich O. Schmidt. - Freising.: Baeryrische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft, 2002. - 94 s.
11. Pliüra A. Common ash (Fraxinus excelsior L.): technical guidelines for genetic conservation and use / A. Pliüra; M. Heuertz. - Rome : EUFORGEN, 2003. - 6 p.
12. Wobst J. Variabilität der Faserneigung im Holz der Esche (Fraxinus excelsior L.) und Douglasie (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franko) / J. Wobst, J.V. Oliver-Villanueva, R. Doebel // Holz als Roh- und Werkstoff. - 1994. - Vol. 52. - S. 342-346.
Сопушинский И.Н. Анатомические особенности прямоволокнис-той и свилеватой древесины явора (Acer pseudoplatanus L.) и ясеня обыкновенного (Fraxinus excelsior L.)
Исследованы анатомические особенности прямоволокнистой и свилеватой древесины явора и ясеня обыкновенного, а именно диаметр сосудов, их количество в 1 мм2, количество сердцевинных лучей в 1 мм и отношение высоты и ширины широких многорядных сердцевинных лучей. Статистически проанализированы различия строения прямоволокнистой и свилеватой древесины ясеня и явора, а также установлена вариация значений для ее диагностирования.
Ключевые слова: явор, ясень обыкновенный, свилеватая древесина, сосуды, сердцевинные лучи.
Sopuskynskyy I.M. Anatomical features of straight- and wavy-grained wood of sycamore (Acer pseudoplatanus L.) and European ash (Fraxinus excelsior L.)
In the paper has been studied anatomical features straight - and wave-grained wood of sycamore and European ash, namely the diameter of vessels, its number in 1 mm2, the number of rays in 1 mm and the ratio of height and width of the multiseriate rays. It has been statistically analyzed the differences straight- and wave-grained wood of sycamore and ash, as well as set the variations for their diagnosis.
Keywords: common ash, sycamore, wavy-grained wood, vessels, rays.
УДК 674-41 Аспгр. О.О. Кривик; доц. В.О. Маевський, канд. техн. наук;
ст. викл. С.В. Жмурко, канд. с.-г. наук - НЛТУ Украти, м. Львгв
ПЕРЕДУМОВИ ПОеДНАННЯ Р1ЗНИХ ПОР1Д ДЕРЕВИНИ У КЛЕеНИХ ЩИТАХ
Розглянуто передумови поеднання рейок рiзних порщ деревини у клеених щитах з метою отримання еколопчного та естетичного матерiалу iз вщповщними фiзи-ко-мехашчними та технолопчними властивостями. Проаналiзовано залежшсть фор-мостшкосп щш!в, клеених з рiзних порщ деревини, вщ впливу експлуатацшних фактс^в, зокрема вологосп та температури.
Ключовг слова: поеднання рiзних порщ деревини, клеений щит, формос-тшгасть, вологють, моделювання.
Актуальн1сть дослщжень. Економiчно необгрунтоване користування лiсовими ресурсами призводить до явно! нестачi деревини для впчизняно! деревообробно! промисловостi. Яюсш вироби з цшьно! деревини щнних по-рiд користуються великим попитом у населення, але придбати таю вироби може лише його незначна частина, тодi як для решти людей таю вироби е до-роговартiсними i зазвичай недоступними. Цей споживчий фактор призводить до значного зменшення юлькосп потенцiйних покупцiв i стае досить знач-ною проблемою для виробниюв.
Ефективним та дiевим шляхом подолання ще! проблеми е впрова-дження в технологiчний процес виготовлення виробiв з деревини операцп склеювання, що дае змогу ращонально переробляти низькосортну сировину в яюсну продукцiю. Склеювання короткомiрних вiдрiзкiв деревини, попе-редньо у рейки, а полм вiдповiдно у блоки та щити, дае змогу зменшити втрати сировини та збшьшити корисний вихвд виробiв з не!. Така продукщя, окрiм економп матерiалу, мае ще одну цiннiсть - вона не поступаеться мщ-нiстними характеристиками щльнш деревинi, а за окремими показниками, як-от за формостшюстю, значно перевищуе !!.
Технологiчно обгрунтоване використання склеювання у деревооброб-ному виробництвi тдсилюеться можливiстю створення оригiнального мате-рiалу, зокрема клеених щитiв, завдяки шдбору у них заготовок за текстурою та забарвленням. Це дае змогу тдвищувати привабливють зовнiшнього виг-ляду як самих клеених щипв, так i готових виробiв, виготовлених з них [1].
Тепершнш ринок меблевих виробiв перенасичений рiзноманiтними полiмерними та деревопохщними матерiалами (ЫБГ, 08Б, ДСП тощо), якi частково витiсняють з використання щльну деревину завдяки нижчш вартос-тi, але вони не завжди можуть забезпечити потрiбну яюсть, естетичнiсть та екологiчнiсть виробу. Тому у виробнищга столярно-меблевих виробiв постае питання про створення нового, оригшального, економiчно доступного та еко-лопчно чистого матерiалу з належними фiзико-механiчними та технологiчни-ми властивостями.
Для пiдсилення естетичносп клеених щитiв та зменшення !х собiвар-тостi без зниження фiзико-механiчних властивостей запропоновано варiант виготовлення клеених щипв з поеднанням в одному щит рiзних порiд деревини [2-4]. Оригшальшсть запропонованого матерiалу зумовлена поеднанням у клеених щитах рейок з рiзних порщ деревини, вщповщно з рiзних фiзико-механiчних властивостей, визначальними з яких у цьому випадку е текстура, колiр та блиск. З економiчного погляду дощльнють виготовлення таких щи-тiв обгрунтовуеться поеднанням у одному щитi деревини щнних та малощн-них порщ, завдяки чому частково знижуеться !х собiвартiсть. Саме тому виготовлення клеених щипв з поеднанням рiзних порiд деревини е напрямком перспективним, але потребуе бшьш грунтовного дослщження особливостей поеднання рейок рiзних порщ у клеений щит з урахуванням необхщносп дот-римання належних фiзико-механiчних та технологiчних властивостей щитiв, зокрема !х формостiйкостi.
Анал1з лггературних джерел. Однiею з основних визначальних характеристик клеених щитiв, о^м естетичностi та економiчностi, е вщповщ-нiсть певним технологiчним параметрам, визначальним з яких е формос-тшюсть. Формостiйкiсть клеених щитiв здебiльшого характеризують показ-никами прямолiнiйностi, площинностi та величиною всихання i розбухання, яю залежать вiд впливу експлуатацiйних факторiв (рис.).
Рис. Залежтсть формостгйкостг клеених щитгв вид впливу експлуатщшних (фактора;
Гранично допустимi значення вщхилень наведених показниюв (пря-молiнiйнiсть, площиннiсть, всихання та розбухання) регламентуються чинни-ми нормативними документами, зокрема ГОСТ 6449.3-82 [5]. Формостшюсть щипв клеених з поеднанням рiзних порiд деревини, за умови яюсного сушш-ня деревини i симетричного оброблення заготовок (рейок), здебшьшого зале-жить вiд геометричних розмiрiв рейок, з яких склеюють щит (вiдношення !х ширини до товщини), виду розпилювання заготовок (кута нахилу волокон, напряму волокон), розташування заготовок (рейок) у щитi та !х вiдповiдних фiзико-механiчних властивостей [6].
Питання ширини склеюваних заготовок (рейок) у спецiалiзованiй на-уково-технiчнiй лiтературi е дискусiйним. Думки науковцiв щодо оптимального вiдношення ширини рейки до !! товщини рiзняться: для одних науковщв це 1,5, а для шших - 2,2; здебшьшого для забезпечення формостшкосп щитiв !х виготовляють iз рейок шириною вщ 15 до 70 мм [7, 8]. Однак для забезпечення належно! формостшкосп щитiв, клеених з рiзних порiд деревини, пот-рiбно керуватися не лише геометричними параметрами склеюваних рейок, але й чгтко дотримуватися жорстких правил щодо орiентацil заготовок (рейок) з урахуванням напряму волокон i кута !х нахилу.
Деревина матерiал анiзотропний, що зумовлено рiзницею мiж !! влас-тивостями залежно вiд напряму волокон та мюця розмiщення заготовки (рейки) у стовбурi дерева [9]. Здебiльшого наявнють у заготовках пружних деформацiй, яю чисельно описуються модулем пружностi, модулем зсуву та коефщентами поперечно! деформацп, та !х вiдмiннiсть у кожнш зi склеюваних рейок, призводить до недотримання формостшкосп щита, склееного з рiзних порiд деревини.
Одним Î3 визначальних чинниюв, вiд якого залежить напружено-де-формiвний стан клееного щита, е волога. Нерiвномiрне поглинання вологи рейками рiзних порiд деревини може призвести до появи надлишкових внут-рiшнiх напружень у них та, вщповщно, до змiни ïx формостшкосп. За збшь-шення вологостi рейки ïï модуль пружностi зменшиться [10]. Рiзниця мiж во-логiстю кожноï рейки в щитi та незбалансований розподiл ïx модулiв пруж-носп по площинi щита неминуче призведе до збшьшення напружено-дефор-мiвного стану щита i, як наслiдок, до зниження його формостшкосп, що в кшцевому пiдсумку е причиною виготовлення неяюсних виробiв.
На цей час процес моделювання рiзниx теxнологiчниx процешв та об'ектiв мае досить широке застосування у виробничiй сферi. Вщповщно, де-ревооброблювальна галузь не е винятком, у нiй моделювання використову-ють для створення моделей та процеив оброблювання деревини чи прогнозу -вання стану деревини пiд час цих процешв, що сприятиме економп деревин-них ресурсiв, зменшенню затрат часу та тдвищенню якостi продукцп. Моделювання напружено-деформiвного стану, який визначае формостшюсть щита, склееного з однiеï породи деревини методом кшцевих елементiв, дае змо-гу отримати вiзуальне вiдтворення прогнозованоï форми щита з попередньо визначеними характеристиками (порода, волопсть, модуль пружносп, модуль зсуву, коефщенти поперечноï деформацп) [6]. Здебiльшого, параметри деревини однiеï породи, якi потрiбно задавати для моделювання наведеного процесу, можна знайти у спецiалiзованiй науково-техшчнш лiтературi [1113]. Однак, такi данi е узагальненими та не можуть адекватно використовува-тися за iншиx умов, а питання вiдтворення реальних даних для моделювання напружено-деформiвного стану щипв, зокрема, клеених з рiзниx порщ деревини, потребуе застосування шших методiв визначення потрiбниx характеристик кожноï рейки щита.
Стандартнi методи, як використовують для визначення пружних характеристик деревини (розрахунковий, контактний), е трудомюткими та зат-ратними. Тому, задля економп матерiалу та бшьш точного визначення пружних властивостей деревини, доцшьно використовувати неруйшвш методи ви-мiрювання фiзико-меxанiчниx властивостей деревини, зокрема, за допомогою резонансного методу ^мпульсний ультразвуковий метод), реалiзацiю якого можна передбачити безпосередньо у технолопчному процесi [14-16].
Використання методу кшцевих елеменпв для моделювання напруже-но-деформiвного стану щита клееного з рейок однiеï породи деревини [6] зас-вiдчило свою ефективнiсть та може бути застосоване для прогнозування фор-мостшкосп щитiв клеених з поеднанням рiзниx порiд деревини, залежно вiд схеми добору рейок у щит.
Поеднання рiзниx порiд деревини у клеений елемент е малодослщже-ною проблемою, зокрема у робот [17] розглянуто особливостi виробництва клеених брушв, окремi результати якого доцшьно використати для дослщжен-ня клеених щипв з поеднанням рiзниx порщ деревини. Автор вважае, що сор-тування заготовок за модулем пружносп у виробнищга дерев'яних клеених конструкцш е ефективним способом рацiонального використання деревини. За умови поеднання рiзниx порщ деревини у клееному брус заготовки з
найбшьшими модулями пружносп варто розмiщувати в крайшх зонах, тодi як ближче до середини, можна розташовувати деревину з меншим модулем пружностi. Економiя матерiалу у такому випадку може становити 20-30 %.
Результати аналiзу спецiалiзованоí науково-техшчно! лiтератури зас-вiдчили, що питання поеднання рiзних порiд деревини у клеених елементах е маловивченим та потребуе бшьш Грунтовних дослщжень.
Постановка проблеми. Для встановлення фiзико-механiчних та техно-логiчних властивостей, зокрема формостшкосп клеених щитiв з поеднанням рiзних порiд деревини, проведено попередш експериментальнi дослiдження. Дослiдження проводили на експериментальних взiрцях щитiв (ДхШхТ^ 300x200x18), склеених за певними, попередньо визначеними, схемами з поеднанням двох-трьох порщ деревини [2, 3]. Щити тддавали впливу агресив-ного середовища, що вщповщно призводило до перюдично! змши вологостi всього щита та кожно! рейки зокрема. Результати попереднiх експериментальних дослщжень засвiдчили, що за правильного тдбору рейок рiзних порщ деревини у щити, значения вщхилення вiд показника площинностi даних щипв, яким оцiнюеться формостiйкiсть, знаходяться у допустимих межах.
Попереднi експериментальт дослiдження проводили на заздалегiдь неопоряджених взiрцях, що дало змогу тдсилити вплив агресивного середовища на щити та ттенсиф^вати процес дослщження [2, 3].
Для урахування реальних виробничих та експлуатацiйних вимог, зокрема розмiрiв елементiв виробiв, експериментальш взiрцi доцiльно виготов-ляти бшьших геометричних розмiрiв, а для зниження впливу волопсно-тем-пературних умов на формостшюсть клеених щитiв необхiдно здшснити опо-рядження експериментальних взiрцiв захисними лакофарбовими матерiалами з метою закриття пор деревини i, вiдповiдно, зменшення частки вологи, яка буде вбиратися матерiалом. Висновки:
1. Щити клеет з поеднанням рiзних порiд деревини - це матерiал, який завдяки поеднанню текстурного рисунку та кольорово! гами рiзних порiд у одному щил, володiе чудовими естетичними характеристиками, а за умови правильного тдбору рейок - належними фязико-мехашчними та технолопчними властивостями, що дае змогу використовувати його як оригшальний матерiал для втiлення дизайнерських iдей у конструювант столярно-меблевих виробiв.
2. Аналiз спецiалiзованоl науково-техтчно! лiтератури засвiдчив, що питання поеднання рiзних порщ деревини у щити е маловивченим та потребуе бшьш Грунтовних дослщжень, а виготовлення таких клеених щитав е перспективним напрямом розвитку у деревообробнш промисловоста.
Л1тература
1. Соболев Ю.С. Древесина как конструкционный матер1ал / Ю.С. Соболев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1979. - 6 с.
2. Кривик О.О. Динамжа змши формостшкосп щш!в клеених з поеднанням р1зних по-рад деревини / О.О. Кривик, В.О. Маевський // Люове господарство, люова, паперова i дерево-обробна промисловють : м1жвщомч. наук.-техн. зб. - Льв1в : Вид-во УкрДЛТУ. - 2011. - Вип. 37.1. - С. 30-33.
3. Кривик О.О. Особливосп поеднання рiзних порщ деревини у клеений щит i3 збере-женням формостiйкостi: MaricTepcbKa робота / О.О. Кривик. - Львiв, 2009. - 140 с.
4. Кривик О.О. Влияние эксплуатационных условий на формоустойчивость щита клееного из разных пород древесины / О.О. Кривик, В.О. Маевский // Лесной и химические комплексы - проблемы и решения. - Красноярск : Изд-во Сибирского ГТУ. - 2011. - Т. 1. - С. 103-106.
5. Изделия из древесины и древесных материалов. Допуски формы и расположения поверхностей: ГОСТ 6449.3-82. - [Изменение № 1 к ГОСТ 6449.3-82 от 01.07.1988]. - М. : Изд-во стандартов, 1982.
6. Пардаев А.С. Обеспечение формоустойчивости неоднородных массивов древесины с учетом цилиндрической анизотропии их элементов при усушке и разбухании : дис. ... канд. техн. наук: спец. - 05.21.05 / Пардаев Александр Сергеевич. - Минск, 2008. - 20 с.
7. Маевський В.О. Дослщження формостшкосп клеених щипв з масивно! деревини дуба. / В.О. Маевський, Ю.В. Бенях // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. -Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2011. - Вип. 15.5. - С. 199-208.
8. Войтович 1.Г. Основи технологи виробiв з деревини / 1.Г. Войтович. - Львiв : Вид-во "1нтелект-Захщ", 2004. - 142 с.
9. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов / Е.К. Ашкенази. -М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1978. - 24 с.
10. Леонтьев Н.Л. Влияния влажности на физико-механические свойства древесины / Н.Л. Леонтьев. - М. : Изд-во Гослесбумиздат, 1962. - 79 с.
11. Перелыгин Л.М. Древесиноведение / Л.М. Перелыгин, Б.Н. Уголев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1971. - 106 с.
12. Боровиков А.М. Справочник по древесине / А.М. Боровиков, Б.Н. Уголев. - М. : Изд-во "Лесн. пром-сть", 1989. - 258 с.
13. Вштошв I.C. Деревинознавство : навч. поабн. - Вид. 2-ге, [перероб. та доп.] / 1.С. Вштошв, 1.М. Сопушинський, А. Тайшшгер. - Львiв : Вид-во "АпрюрГ, 2007. - 269 с.
14. Соколовський Я.1. Дослщження тештс^зичних i пружних властивостей деревини ультраз-вуковим методом / Я.1. Соколовський, В.О. Сафаров, О.Л. Сторожук // Науковий вюник НЛТУ Ук-ра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2005. - Вип. 15.4. - С. 124-133.
15. Сторожук О.Л. Дослщження впливу фiзичних характеристик деревини на швидкють поширення ультразвукових хвиль / О.Л. Сторожук, Я.1. Соколовський // Люове господарство, люова, паперова i деревообробна промисловють : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 2011. - Вип. 37.1.
16. Древесина. Резонансный метод определения модулей упругости и сдвига и декремента колебаний. ГОСТ 16483.31-74. - [Изменение 1, 2, утвержденные январе 1980 г., июне 1985 г.]. - М. : ИПК Изд-во стандартов, 1999.
17. Волынский Н.В. Взаимосвязь и изменчивость физико-механических свойств древесины / Н.В. Волынский. - Архангельськ : Изд-во АГТУ, 2000. - 135 с.
Кривик О.О., Маевский В.О., Жмурко С.В. Предпосылки сочетания разных пород древесины в клееных щитах
Рассмотрены предпосылки сочетания реек разных пород древесины в клееных щитах с целью получения экологического и эстетического материала с соответствующими физико-механическими и технологическими свойствами. Проанализировано зависимость формоустойчивости щитов, клееных из разных пород древесины, от влияния эксплуатационных факторов, в частности влажности и температуры.
Ключевые слова: сочетание разных пород древесины, клееный щит, формоус-тойчивость, влажность, моделирование.
Kryvyk O.O., Mayevskyy V.O., Zhmurko S.V. Prerequisites for combination of different wood species in glued boards
The prerequisites for combination of blanks of different wood species in glued boards were considered. This study can allow to receive the ecological and aesthetic wood with appropriate physical, mechanical and technological properties. Dependence of shape stability for boards glued from different species of wood under the influence of working conditions (humidity and temperature) was analyzed.
Keywords: combination of different wood species, glued board, shape stability, humidity, simulation.
