CC BY
15наука без границ • № 4 (21) • 2018
технические науки
УДК 674.2
ТЕХНОЛОГИЯ СРАЩИВАНИЯ ОЦИЛИНДРОВАННЫХ БРЕВЕН
Звонарев Виктор Михайлович, магистрант, Суров Валерий Павлович, доцент, МФ МГТУ им. Н. Э. Баумана (МГУЛ), Мытищи, РФ
Приводятся данные о жилищном строительстве в РФ, виды жилья в зависимости от материала и конструкции. Изложены дефекты древесины при оцилиндровке бревна. Дана количественная оценка потерь при оцилиндровке. Приводится конструктивное решение при сращивании оцилиндрованных бревен. Дан алгоритм технологии сращивания оцилиндрованных бревен. Ключевые слова: домостроение; оцилиндрованное бревно; сращивание; технология сращивания.
SPLICING TECHNOLOGY ROUND LOGS
Zvonarev Victor Mikhailovich, the undergraduate, Surov Valerii Pavlovich, associate professor, MBSTU (MB), Mytishchi, Russia
Data on housing construction in the Russian Federation, types of housing depending on a material and a design are given. Defects of wood at round logs are stated. The quantitative estimation of losses at round is given. The constructive solution for the splicing of round logs is resulted. The algorithm of splicing technology round logs is given.
Keywords: house building; round log; splicing; splicing technology.
Для цитирования: Звонарев В. М., Суров В. П. Технология сращивания оцилиндрованных бревен // Наука без границ. 2018. № 4 (21). С. 72-75.
Домостроение - это результат формирования семейного уклада жизни людей. Для своего жилища человек искал доступные местные материалы, такие как камни и древесина. Потому тип малоэтажного дома определяется по материалу и конструкции наружных стен.
В настоящее время в стране возродился интерес к деревянному малоэтажному домостроению. В 2016 г. было построено около 80 млн м2 жилья и только 10 % -дома из дерева (рис. 1).
Как показывает статистика, в развитых зарубежных странах уже преобладает строительство жилья из дерева. Это говорит о преимуществах строительства жилья из древесины: высокая скорость
возведения, архитектурное разнообразие, экологичность, легкость конструкций, практически безотходность и относительная экономичность. В лидерах - США, второе место - Финляндия [1].
Деревянное домостроение - это большое разнообразие видов построек из массивной древесины. В настоящее время на территории РФ производятся следующие виды деревянных домов: из тесанного вручную и оцилиндрованного бревна; из нестроганного, строганного и профилированного бруса; из клееного бруса, в том числе профилированного. Большой интерес представляет строительство домов из бревна, так как экономия на выработку новой продукции (например, клееного бру-
са) очень существенна.
На рынке продаж материалов средняяце-на за 1 м3 круглого лесоматериала составляет примерно 5 тыс. р.; брус нестроганый примерно 10 тыс. р.; брус строганый примерно 12 тыс. р.; профилированный около 10 тыс. р.; оцилиндрованное бревно около 20 тыс. р.; клееный брус около 25 тыс. р.
Конечно, с точки зрения экономии материала, выгодно изготавливать деревянные дома из цельного бревна, так называемая «тесанные вручную», но технология очень трудоемкая, требует большого количества ручного труда.
Наиболее технологичнее строить дома из оцилиндрованного бревна. Но и здесь есть свои минусы, а именно: потери при оцилиндровке бревна. Они могут быть двух видов: потери, связанные со «сбегом» бревна (рис. 2а) и потери, связанные с кривизной (рис. 2б).
Как показывает практика, наиболее распространенные дефекты круглого лесо-
материала, такие как скручивание, изгиб, возникают из-за неправильного выбора режима сушки (если высушиваем круглые лесоматериалы); ошибки при штабелировании материала; влияние свойств самой древесины; ошибки эксплуатации.
Как правило, специалистам приходится иметь дело с сырьем, начальная влажность которого после рубки и транспортировки составляет 30.. .60 %. Поэтому при разработке технологии изготовления оцилин-дрованного бревна будем учитывать два основных фактора: сбег и кривизну.
Диаметр древесного ствола от комля к вершине постепенно уменьшается. Это уменьшение, приходящееся на единицу длины ствола (чаще всего на 1 м), называется сбегом. Сбег может быть абсолютным или относительным. Абсолютный сбег равен разности между диаметрами двух сечений ствола, отстоящих одно от другого на расстоянии 1 м.
При оценке различий в сбеге у отдель-
Рис. 1. Распределение жилищного фонда по материалу стен в Российской Федерации в
2016 году
Рис. 2. Потери при оцилиндровке бревна: а - «сбегом»; б - с кривизной
наука без границ • № 4 (21) • 2018
технические науки
Рис. 3. Влияние сбега бревна на потери при оцилиндровке
ных бревен принято устанавливать средний сбег. Средний сбег S равен разности между диаметрами в нижнем V и верхнем ё отрезе, деленной на длину бревна Ь: £ = (V - ё) / Ь, см/м (1)
Проведенный анализ результатов бревен с разным сбегом и разными толщинами показал следующее (рис. 3). Во-первых, с увеличением диаметра бревна потери падают; во-вторых, с уменьшением сбега бревна потери падают; в-третьих, экономически выгодно оцилиндровывать толстые толщины бревен.
Рассмотрим влияние кривизны бревна по ГОСТ 2140 на выход готовой продукции. В нормативно-технической документации существуют требования на круглые лесоматериалы, предназначенные для использования в различных отраслях промышленности и строительства. Эти
требования регламентируют нормы ограничения пороков для сортов бревен. Как видно из рис. 2, кривизна больше влияние оказывает на выход оцилиндрованно-го бревна (кривизна уменьшает диаметр бревна при оцилиндровке по сравнению со сбегом).
Исходя из этого, предлагаем технологию, которая позволяет увеличить выход продукции больших диаметров оцилин-дрованных бревен из сырья с большой кривизной. Схема технологического процесса представлена на рис. 4.
Соединение деталей после токарных работ осуществляется на рабочем месте, последовательно соединяя деталь 1 и 2. Конструктивная схема сборки представлена на рис. 51.
Можно собирать в длинное безразмерное оцилиндрованное бревно или в оци-
Сортировка по толщине
Сортировка подлине и толщине
Контрольная сборка
Нарезание «луннойго
согласно технической документации
раскрои по длине, согласно технической
документации
Рис. 4. Алгоритм технологического процесса сращивания оцилиндрованных бревен
1 Патент на полезную модель № 165083 Соединение древесных материалов.
Рис. 5. Конструкция соединения оцилиндрованных бревен: 1 - оцилиндрованные бревна; 2 - карандаш с резьбой
линдрованные бревна определенных размеров.
Влажность детали 2 (карандаш с резьбой) должна быть меньше влажности деталей 1, вследствие чего будет достигаться прочное соединение, т. к. деталь 2 будет расширяться, поглощая влагу, выделяемую деталями 1, а детали 1 будут «усыхать», отдавая влагу детали 2.
Предложенная технология изготовления сращивания оцилиндрованных бревен
позволяет:
1. Уменьшить отходы при оцилин-дровке из-за кривизны бревна;
2. Увеличить выход больших толщин оцилиндрованных бревен, осуществляя раскряжовку бревен с кривизной и сортируя их;
3. Увеличить выход продукции из бревен с дефектом кривизны;
4. Изготавливать бревна любой длины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дерево^и - информационно-аналитическое издание по лесной промышленности [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.derewo.ru/ (дата обращения: ноябрь 2017).
REFERENCES
1. Derewo.ru [Дерево^Щ Available at: http://www.derewo.ru/ (accessed November 2017).
Материал поступил в редакцию 15.04.2018 © Звонарев В. М., Суров В. П., 2018
