При гнутье древесины очень важным является такое ее свойство, как вязкость. При высокой вязкости дерево гнется по всем направлениям, не ломаясь, но и не принимая прежней прямолинейности. Таким качеством обладают клен, вяз, можжевельник, орешник, береза, ясень, лиственница, бук, молодой дуб и т. д.; хрупкими породами считаются ольха, осина, ель. В большой мере на вязкость и хрупкость древесины оказывает влияние почва, на которой растет дерево. Так, если сосна и бук росли на влажной почве, то их древесина будет иметь высокую вязкость, а если на сухой — то среднюю. Дуб имеет высокую хрупкость, если произрастает во влажной или слишком сухой среде.

Холодное гнутье древесины — один из самых распространенных способов (рис. 19) получения многослойных гнутоклееных деталей. Основан на природной гибкости древесины. Для получения детали заданной формы и сечения необходимое количество смазанных клеем сухих (влажность 8–12%) деревянных пластин (доски, планки, листы или полосы шпона или однослойной фанеры) укладывают в виде пакета в пресс-форму, зажимают и выдерживают до полного схватывания клея. Процесс затвердевания клея может быть ускорен прогревом пакета. Это способствует также удалению из древесины внесённого с клеем излишка влаги. Форма у деталей, полученных холодным гнутьём, сохраняется лучше, чем у деталей, изготовленных способом проваривания. Устойчивость формы при этом тем выше, чем больше количество входящих в склеиваемый пакет пластин и, следовательно, чем тоньше каждая из них. Малая толщина слоев пакета позволяет, кроме того, получать гнутоклееные детали крупного сечения с очень небольшим радиусом кривизны. Допустимое отношение b/r при холодном гнутье слоистых заготовок, набранных из тонких (2–5 мм) пластин, достигает 0,05 и даже 0,2. Это становится возможным потому, что отношение толщины b отдельной изгибаемой пластины к r очень мало и не превышает 0,02—0,01.

рис. 19. Холодноклееное гнутье древесины

Что происходит при попытке согнуть деревянный элемент? Внутренние слои заготовки сжимаются, внешние растягиваются, а где-то в середине проходит линия с нулевым напряжением и нулевой деформацией. Таким образом, при изгибе внешняя сторона бруска получает приращение длины, а внутренняя наоборот становится короче. При напряжениях больше допустимых на внутренней стороне появляются наплывы толщины в виде гармошки, а на внешней разрывы древесины. В самом деревянном элементе возникают силы, которые пытаются сдвинуть слои древесины относительно друг друга. Напряжения сдвига достигают такой величины, что могут вызывать скалывание древесины вдоль волокон. А теперь просто задумаемся, зачем изгибать толстый брусок, не проще ли его распилить (в идеале расколоть) по длине, согнуть каждый тонкий элемент по отдельности и всё это склеить. В итоге этой нехитрой операции практически полностью исчезают внутренние напряжения направленные на сдвиг слоев древесины и значительно уменьшаются напряжения направленные на разгиб деревянного элемента, так как приращение длины растянутой поверхности и укорочение сжатой, теперь происходит ступенчато.

В качестве примера можно попытаться согнуть деревянную ученическую линейку. Опыт показывает, что тридцатисантиметровая линейка без труда сгибается почти на 90°. А если склеить несколько загнутых линеек и высушить их в таком положении? Они не разогнутся, энергия разгиба поглощается клеевыми прослойками. Важным моментом технологии изготовления древесноклееных конструкций является сушка материалов. Она определяет прочность гнутого элемента. Во избежание появления в элементах внутренних напряжений важно, чтобы склеиваемые слои имели одинаковую влажность или чтобы разница по влажности слоев не превышала 5%.

Холодное гнутье тонких деревянных пластин с последующим их склеиванием самый распространенный способ получения криволинейных тетив и поручней, необходимых для изготовления лестниц сложных конфигураций. В процессе склеивания и изгиба, когда детали только собраны в пакет, отдельные слои конструкции смещаются относительно друг друга, то есть приращение длины на внешней поверхности изгибаемого элемента происходит не за счет вытягивания древесины, а просто потому, что там деревянная пластина длиннее. Соответственно на внутренней поверхности — пластины короче. Таким образом, энергии, направленной на сдвиг слоев, которая присутствует в цельнодеревянном элементе, в склеиваемом из отдельных слоев, попросту, нет. В этом случае нет и энергии, направленной на разгиб элемента. Не то, чтобы этой энергии нет совсем, все-таки происходит изгиб тонких пластин, но она несоизмеримо меньше, чем в цельнодеревянном элементе. В склеенной из тонких планок и изогнутой строительной конструкции, каждая отдельная пластинка стремится разогнуться, но ее растянутая поверхность приклеена к сжатой поверхности другой пластины. Иными словами, внешняя поверхность одной пластины стремится сжаться, а внутренняя поверхность другой — растянуться. Получается, что энергия разгибания одной пластины гасится энергией разгибания другой пластины. А в целом, загнутая и склеенная деревянная конструкция практически не имеет сил на разгибание.

Нужен ваш плюс статье!

По материалам сайта: http://mastremont.ru