Властивості і будова деревини
Деревину (основну масу стовбура дерева) використовують як конструкційний матеріал у сільськогосподарському машинобудуванні.
Основними перевагами деревини є: мала питома вага; висока питома міцність; здатність поглинати удари внаслідок пружності; простота обробки; високі тепло-, звуко - і електроізоляційні властивості; добра хімічна стійкість до окремих кислот, газів; здатність до склеювання; можливість швидкого з'єднання цвяхами, шурупами.
Найчастіше як конструкційні матеріали використовують такі породи дерев, як сосну, ялину, ясен, бук, граб, клен, березу, липу. Усихання вологої деревини вздовж волокон становить ОД...0,2 %, а впоперек — 3...5 %.
Чим більша щільність деревини, тим вона міцніша. Щільність дуба становить 760 кг/м3, липи — 530 кг/м3. Границя міцності при розтягуванні вздовж волокон дуба становить 130 МПа, липи — 115 МПа, а при стискуванні — відповідно 52 МПа і 36 МПа.
Крім зазначених переваг деревина (деревні матеріали) має недолік, який полягає в обмеженні її застосування. До найістотніших недоліків належать: здатність до швидкого загнивання; низька стійкість до вогню; низький модуль пружності; неоднорідність будови.
Щоб підвищити стійкість деревини до загнивання, її просочують захисними речовинами, наприклад креозотом, а також наносять на поверхню (фарбують) фарби і лаки.
Деревина — це основна маса стовбура дерева, складається з величезної кількості розтягнутих клітин, що утворюють волокна, з яких складається стовбур (рис.).
Від центра в радіальному напрямку відходять осердні промені 4. Вони складаються з окремих клітин, тому при висиханні утворюються тріщини. Деякі породи дерев (липа, береза) таких променів майже не мають. У поперечному розрізі стовбура концентричними колами розміщені річні кільця 7. За кожний рік життя дерева утворюється одне кільце. Річні кільця надають деревині шаруватої структури 8.
Стовбур дерева має такі основні частини: кору 6, яка, в свою чергу, складається з кірки (пробки) і лубу 5. Кірка — це верхня змертвіла частина кори, яка захищає дерево від механічних пошкоджень і температурних впливів. Луб — це внутрішня частина кори, яка складається з волокон, що є капілярами для проведення поживних речовин. Камбій — це тонкий шар, що знаходиться між лубом і деревиною. При виготовленні деталей із деревини треба обов'язково повністю видаляти кору і камбій, оскільки механічні властивості їх дуже низькі і, крім того, в них у першу чергу з'являються шкідники.
Основна маса стовбура поділяється на три частини: ядро 2 — основна частина стовбура (до 80 % по радіусу), заболонь І — зовнішня частина і осердя 3 (5... 10 мм). Найміцнішою, а тому і найціннішою частиною є ядро стовбура.
Текстурою називають малюнок 9, який утворюється в поздовжньому розрізі деревини. За виглядом текстури розрізняють породи дерева.
Сортименти деревини. Залежно від способу обробки і форми поперечного розрізу деревні матеріали поділяють на такі види: круглий будівельний матеріал, пиломатеріали, шпон, фанера і пресована деревина.
Круглий матеріал діаметром 18 см і більше (з тоншого кінця) називають колодами, короткі колоди — кряжами, круглий матеріал діаметром 11... 18 см — підтоварником, менше ніж 11 см — жердинами.
Пиляним лісоматеріалом називають сортименти, що мають однакову товщину по всій довжині і виготовлені поздовжнім розпилюванням круглого лісу.
За формою поперечного розрізу пиломатеріали поділяють на бруси і дошки. Брусами називають заготовки завтовшки понад 10 см, а рейками — тонші заготовки (50 χ 50 мм). Дошки мають ширину, яка більша за товщину (наприклад, 25 χ 100 мм).
Шпон — тонкий шар деревини, отриманий на спеціальних верстатах, використовують як напівфабрикат для виготовлення широкої стружки, з якої склеюють фанеру в три, пять і більше шарів. Товщина листа шпону становить 0,55... 1,50 мм.
Фанера — листовий матеріал, одержаний склеюванням шарів шпону. Товщина фанери становить 1...12 мм. Товстіші (25...30 мм) ^матеріали називають плитами. Фанеру виготовляють із березового, букового і соснового шпону.
Пресовану деревину дістають при гарячому пресуванні (130... 150 °С) брусків, дощок та інших заготовок, просочених спеціальними розчинами.
Пресування березового шпону, просоченого термореактивною смолою із наступним нагріванням (110..160 °С) і пресуванням, називають пластикою. З пресованої деревини виготовляють підшипники ковзання, шестерні та ін.
Плити виготовляють гарячим пресуванням стружки з деревини, просоченої термореактивною смолою. Плити мають високі тепло - і звукоізоляційні властивості.
Борошно з деревини використовують як наповнювач при виготовленні виробів із пінопластів і амінопластів.
Застосування деревини в сільськогосподарському машинобудуванні. У сільськогосподарському машинобудуванні деревину широко використовують для виготовлення конструкцій і деталей машин. Пиломатеріали застосовують для обшивання кузовів вантажних автомобілів, причепів та інших транспортних засобів, а також виготовляють планки і промені мотовила зернового і кукурудзозбирального комбайнів. Планки і промені виготовляють зі шпону ясена або клена. Березу використовують для виготовлення шатунів, рамок решіт. Дуб застосовують для виготовлення відповідальних сільськогосподарських машин: планок конвеєрів, підшипників, гальмівних колодок.
Пресована деревина (ДП) призначена для виготовлення деталей машин, які працюють при ударних навантаженнях (кулачки, зубчасті колеса, підшипники, втулки та ін.). Вкладиші із деревини порівняно з бронзовими спрацьовуються вдвічі менше.
Високу міцність і стійкість до ударних навантажень має армована фанера, яка складається з листів шпону і металевих листів або з листів шпону і металевої сітки, що вклеєні між листами шпону. Армована фанера добре гнеться, штампується і склеюється.
