Пиломатериалы (заготовки и пороки древесины).

Конспект занятия

«Пиломатериалы

(заготовки и пороки древесины)»

Подготовил:

Мастер п/о филиала №4

Найкин Ю. И.

2026 г.

Ствол срубленного дерева, у которого отделены корни и сучья, называется хлыстом. При поперечной разделке хлыстов полу­чают круглые сортименты — бревна, которые имеют различное назначение.

Бревна предназначаются для использования в круглом виде и в качестве сырья для получения пиломатериалов.

В плотничных работах используют строительные бревна, кото­рые служат материалом для строительства зданий различного на­значения (промышленного, гражданского и жилищного). Бревна заготовляют из древесины хвойных и лиственных пород. При стро­ительстве используют главным образом бревна из древесины хвой­ных пород. Бревна из древесины лиственных пород применяют для строительства вспомогательных и временных построек. Длина бревен хвойных пород — от 3 до 6,5 м с градацией 0,5 м, а бревен лиственных пород — от 4 до 6,5 м с градацией 0,5 м.

Особое внимание следует обращать на тщательность обработки круглых лесоматериалов для придания им доброкачественного вида. Сучья должны быть удалены заподлицо с поверхностью бревен; козырьки, которые образуются при валке деревьев, должны быть оторцованы; плоскости торцов должны быть перпендикулярны к оси бревна.

Толщину бревен и кряжей измеряют в верхнем более тонком торце — отрубе. При измерении толщины верхнего торца необхо­димо брать среднее значение между наибольшим и наименьшим диаметрами. Диаметры круглых деловых лесоматериалов измеряют без учета толщины коры: кора в объем древесины не включается. Бревна по диаметру, или толщине, подразделяют на три груп­пы: мелкие, средние и крупные (табл. 1).

Таблица1.

Размеры круглых лесоматериалов

Для круглых лесоматериалов толщиной до 13 см градация по толщине равна 1 см, а при толщине сортамента 14 см и более — 2 см. При градации, равной 1 см, доли меньше 0,5 см не учиты­вают, а доли 0,5 см и более принимают за целый сантиметр.

При градации 2 см округление производят до четных санти­метров; нечетные целые сантиметры увеличивают до ближайших четных, а все доли до сантиметра в расчет не принимают. Напри­мер, бревна толщиной 17 см принимают за 18 см, а бревна тол­щиной 16,9 см — за 16 см.

Пиломатериалы

Пиломатериалы (ГОСТ 1888 — 87*) — это материалы, получа­емые при продольной распиловке бревен и кряжей определенных размеров и качества и характеризующиеся наличием двух плоско­параллельных плоскостей.

Пиленая деталь — пиломатериал или его отрезок с определен­ными размерами, который не требует последующей обработки для его использования.

Пиленая деталь имеет толщину, ширину и длину. Толщина-размер, определяемый расстоянием между пластями в направле­нии, перпендикулярном пластям. Ширина — размер, опреде­ляемый расстоянием между кромками в направлении, перпенди­кулярном продольной оси пиломатериала. Длина — размер, оп­ределяемый как кратчайшее расстояние между торцами, опилен­ными перпендикулярно продольной оси пиломатериала.

Фрезерованным, или профилированным, пиломатериалом назы­вается такой, у которого обработана фрезерованием хотя бы одна из пластей или обе кромки.

По геометрической форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы подразделяются: брусья, бруски, доски, шпалы и заготовки. Шпалы относятся к пиленым изделиям.

Брусья — пиломатериалы шириной и толщиной более 100 мм. По числу пропиленных сторон брусья могут быть двухкантными (рис. 1, а), трехкантными (рис. 1, б) и четырехкантными (рис. 1, в).

Бруски (рис. 1, з) — обрезной пиломатериал толщиной до 100 мм, у которого ширина меньше двойной толщины.

Доски (рис. 1, г, д, е, ж) — пиломатериалы толщиной до 100 мм, у которых ширина более двойной толщины.

Шпалы (рис. 1, л, м) — пиломатериалы, предназначенные для использования в качестве опор для рельсов железнодорожных путей.

Горбыль (рис. 1, и, к) — боковые части бревна, срезанные при продольной распиловке.

Рис. 1. Виды пиломатериалов:

а — двухкантный брус; б — трехкантный брус; в — четырехкантный брус; г — необрезная доска;

д — чистообрезная доска; е — обрезная доска с тупым обзо­лом; ж — обрезная доска с острым обзолом; з — брусок; и — обапол горбыльный; к — обапол дощатый; л — шпала необрезная;

м — шпала обрезная; 1 — пласть; 2 — кромка; 3 — ребро; 4 — торец

Пиломатериалы общего назначения по размерам разделяются на тонкие — толщиной до 32 мм включительно и толстые: лиственные — толщиной 35 мм и более, хвойные — толщиной 40 мм и более.

Пиломатериалы по характеру обработки разделяют на необрез­ные, обрезные и односторонне-обрезные. Если у пиломатериалов не пропилены или частично пропилены кромки и величина обзола превышает допускаемую стандартами для обрезных материалов, то они называются необрезными (см. рис. 1, г). Доски, у кото­рых все четыре стороны пропилены, и величина обзолов не пре­вышает допускаемых размеров, называются обрезными (см. рис. 1, д). Односторонне обрезные доски имеют одну про­пиленную кромку (см. рис. 1, ж). Обзол на кромках обрезных досок в допустимых размерах может быть тупым или острым (см. рис. 1, е, ж). На рисунке 1, е показан тупой обзол (спра­ва), а на рисунке 1, ж — острый.

Доска состоит из нескольких поверхностей и линий их пересе­чения: пласть, кромка, ребро, торец. Пластью называют широ­кую продольную сторону пиломатериала, а также любую сторону пиломатериала квадратного сечения. Лучшая из двух пластей пи­ломатериала имеет наименьшее количество пороков и лучшее качество обработки поверхности. Пласть пиломатериала, которая обращена к сердцевине, называется внутренней, а обращенная к заболони — наружной. Кромкой называется узкая продольная сторона пиломатериала. Ребром называется линия пересечения двух смежных сторон пиломатериала, например пласти и кромки. Тор­цом называется поперечная сторона пиломатериала, которая на­ходится на его конце (у каждого пиломатериала два торца).

По степени обработки поверхности пиломатериалы разделяют на нефрезерованные и фрезерованные. В зависимости от того, для чего они предназначаются, фрезерованные пилома­териалы могут иметь различную форму поперечных сечений.

Пиломатериалы хвойных пород (ГОСТ 8486 — 86* Е) изготов­ляют из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и кедра.

Длина пиломатериалов хвойных пород — от 1,0 до 6,5 м с града­цией 0,25 м. Доски из древесины хвойных пород (табл. 2) выпускают толщиной 16—25 мм с градацией 3 мм; 32, 40, 44 и 50 мм; бруски — толщиной 50, 60, 75 и 100 мм; брусья — размерами 125, 150, 175, 200, 225 и 250 мм.

Качество пиломатериалов зависит от наличия пороков, шеро­ховатости поверхности и ряда других факторов. В соответствии с ГОСТ 8486 — 86* Е доски и бруски делят на пять сортов (отбор­ный, 1, 2, 3 и 4); брусья — на четыре сорта (1, 2, 3 и 4). Для строительства используют пиломатериалы 1, 2 и 3 сортов.

Из общего количества вырабатываемых в России пиломатери­алов 85 % составляет древесина хвойных пород, 14 % — мягких лиственных пород и около 1 % — твердых лиственных пород.

В среднем выход продукции от объема распиленных бревен со­ставляет: доски — 55%, горбыли или обапол — 3%, технологи­ческая щепа — 20,5 %, опилки — 10 %, отсев щепы — 5,5 %, усушка и распыление — 6 %.

Пиломатериалы лиственных пород изготовляют из древесины твердых и мягких лиственных пород (ГОСТ 2695 — 83*).

По качеству лиственные пиломатериалы делят на три сорта (1, 2 и 3).

Таблица 2

Сортимент пиломатериалов хвойных пород по ГОСТ 24454 — 80*

Заготовки

Для изготовления деталей определенного назначения и разме­ра используют заготовки. Заготовкой называются доска или бру­сок по длине и размерам поперечного сечения равные размерам детали с соответствующими припусками на механическую обра­ботку и усушку и по качеству отвечающие требованиям, которые предъявляются к детали. Заготовки изготовляют из древесины всех основных хвойных и лиственных пород.

В зависимости от вида обработки заготовки различают: пиле­ные, полученные путем пиления; калиброванные, обрабо­танные путем фрезерования или строгания до заданных размеров; клееные, изготовленные из нескольких более мелких заготовок путем склеивания их по дайне, ширине и высоте (толщине).

Заготовки из древесины хвойных пород (ГОСТ 9685 — 61) подразделяются: на тонкие — толщиной до 32 мм, толстые — толщиной более 32 мм; досковые — толщиной от 7 до 19 мм и шириной более двойной толщины, брусковые — толщи­ной от 22 до 100 мм и шириной не более двойной толщины.

Длина заготовок должна быть от 0,5 до 1 м с градацией 50 мм и более 1 м с градацией 100 мм.

Для заготовок нормируется шероховатость поверхности, т.е. среднее значение максимальных высот неровностей поверхности, замеренных от их вершин до дна соответствующих впадин. Сте­пень шероховатости в соответствии со стандартами оценивается классом шероховатости. Каждому виду механической обработки древесины соответствует свой класс шероховатости.

Торцовка заготовок должна производиться перпендикулярно продольной оси заготовки. Отклонения от перпендикулярности торцов допускаются не более 5% соответственно размера толщи­ны или ширины заготовки.

Хранят калиброванные и клееные заготовки в сухих закрытых помещениях. Калиброванные заготовки, которые обработаны на строгальных станках, называются фрезерованными. Фрезерован­ные заготовки изготовляют из пиломатериалов отборного, 1 и 2 сортов хвойных и лиственных пород. Фрезерование заготовок по­зволяет получить ряд преимуществ: на обработанной поверхнос­ти отчетливо видны пороки, что позволяет оценить качество и назначение заготовок; при устранении синевы, обзолов и по­верхностных дефектов обработки сортность заготовок повыша­ется; фрезерованные заготовки занимают меньший объем при перевозках.

В строительстве широко используются заготовки, которые пос­ле фрезерования приобретают специальную форму сечения (плин­тусы, наличники, обшивки, раскладки, поручни, доски и бруски для покрытия полов).

Размеры нефрезерованных заготовок считаются номиналь­ными; по величине они всегда больше фактических размеров фре­зерованных заготовок. Разницу между номинальными и фактичес­кими размерами называют припуском на механическую обработку. Размеры припуска на механическую обработку за­висят от породы древесины, размеров поперечного сечения заго­товок и числа фрезерованных сторон.

Средняя величина припуска на фрезерование верхней пласта — 2,5 мм, нижней — 1,5 мм; при фрезеровании кромок: правой по ходу подачи — 2,5 мм, левой — 3,5 мм. Эти размеры колеблются от 2 до 10 мм и нормируются ГОСТ 7307 — 75*.

Пороки древесины

Пороками древесины называют отклонения строения древеси­ны от нормального для данной породы изменения внешнего вида, а также различные повреждения естественного и искусственного происхождения. Пороки искусственного (механического) проис­хождения, которые появляются в процессе заготовки, транспор­тировки и обработки древесины, называются дефектами. По­роки снижают качество древесины, а в ряде случаев делают ее непригодной для использования в тех или иных целях.

Степень влияния порока на качество древесины зависит от его вида, размера и расположения. Пороки снижают прочность древесины и ее декоративность. Сортность древесины (круглых лесома­териалов и пиломатериалов) зависит, главным образом, от нали­чия тех или иных пороков.

Пороки древесины в соответствии с ГОСТ 2140 — 81* подраз­деляются на несколько групп: пороки формы ствола, пороки стро­ения древесины, сучки, трещины, химические окраски, грибные поражения, повреждения насекомыми, дефекты и инородные включения, деформации. Каждая из групп пороков подразделяет­ся на виды и разновидности.

К порокам формы ствола относятся сбежистость, закомелистость, наросты, кривизна.

Сбежистость характерна для всех деревьев, и если она не превышает величин указанных в нормах, то не является пороком. Сбежистость — это изменение диаметра ствола по длине дерева, постепенное уменьшение диаметра дерева от комля к вершине или ширины необрезных пиломатериалов по длине доски. Нор­мальной считается сбежистость, равная 0,8 см на 1 м длины круг­лых лесоматериалов.

Если сбежистость превышает эти величины, то она считается пороком. В круглых лесоматериалах и необрезных пиломатериа­лах сбежистость измеряют как разность между диаметрами (или ширинами) верхнего и нижнего концов бревна или доски, де­ленную на длину и выраженную в см на 1 м длины или в про­центах.

Искривление продольной оси круглого лесоматериала или пи­ломатериала называется кривизной. Кривизна бывает простой и сложной. При простой кривизне бревно или пиломатериал име­ет только один изгиб, а при сложной — несколько изгибов. Кри­визна круглых лесоматериалов затрудняет их использование в ка­честве бревен, увеличивает количество отходов при лесопилении, лущении и раскрое пиломатериалов, приводит к появлению в пиломатериалах радиального наклона волокон (косослоя).

К порокам строения древесины относятся: наклон волокон, крень, тяговая древесина, свилеватость, завиток, глазки, смоля­ной кармашек, сердцевина, двойная сердцевина, пасынок, сухобокость, прорость, рак, засмолок, ложное ядро, пятнистость, внутренняя заболонь, водослой.

Непараллельность волокон древесины относительно оси круг­лого лесоматериала или пиломатериала называется наклоном волокон, или косослоем. Отрицательным является то, что наклон волокон затрудняет механическую обработку древесины, снижает ее прочность при растяжении вдоль волокон и изгибе.

Извилистое или беспорядочное расположение волокон древе­сины называется свилеватостью. Свилеватость бывает у дере­вьев всех пород, но чаще у лиственных и в основном в комлевой части ствола.

Рис. 2. Разновидности сучков:

а — круглый; б — овальный; в — продолговатые: г — пластевой; д — кромочный;

е — ребровый; ж — сшивные; з — групповые; и — разветвленные

Сучки представляют собой основания ветвей, заключенные в древесину ствола. Это наиболее распространенный порок древе­сины. Древесина сучков отличается от окружающей ее древесины более темным цветом и имеет самостоятельную систему годичных слоев.

По форме разреза на поверхности пиломатериала сучки подраз­деляются на круглые, овальные и продолговатые. Если сучки разре­заны таким образом, что отношение большего диаметра к меньше­му не превышает двух, то их называют круглыми (рис. 2, а). Сучки называют овальными, если отношение диаметров боль­ше двух, но меньше четырех, и продолговатыми, если это отно­шение больше четырех (рис. 2, б, в).

По тому, в каком месте пиломатериала находятся сучки, их подразделяют: на пластевые, кромочные, ребровые, торцовые и сшивные. Сучки, которые выходят на пласти брусьев, брусков, досок, называют пластевыми (рис. 2, г); выходящие на кром­ку — кромочными (рис. 2, д); выходящие на ребро — реб­ро в ы м и (рис. 2, е); выходящие на торец — торцовыми. Суч­ки, продольное сечение которых выходит одновременно на два ребра одной и той же стороны пиломатериала, называют сшив­ными (рис. 2, ж).

По тому, как расположены сучки друг относительно друга, раз­личают сучки разбросанные, групповые и разветвленные. Сучки любой формы, расположенные одиночно и на расстоянии друг от друга по длине пиломатериала, превышающем его ширину, на­зывают разбросанными. Круглые, овальные и ребровые суч­ки, если их два и более на отрезке пиломатериала, длина которо­го равна его ширине, называют групповыми (рис. 2, з). Два продолговатых сучка одной мутовки (группы ветвей, выходящих из одной точки ствола) или один продолговатый в сочетании с овальным или ребровым сучком той же мутовки, независимо от наличия между ними третьего, называют разветвленными (рис. 2, и). Чаще всего разветвленные сучки встречаются у дере­вьев хвойных пород.

По состоянию древесины сучки подразделяются: на здоровые, светлые здоровые, темные здоровые, здоровые с трещинами, заг­нившие, гнилые и табачные.

Сучки, у которых древесина без признаков мягкой гнили, на­зывают здоровыми. Здоровые сучки, древесина которых близ­ка по цвету к окружающей древесине, называют светлыми здо­ровыми. У темных здоровых сучков древесина обильно пропитана смолой, дубильными и другими веществами, она зна­чительно темнее окружающей древесины и зачастую неравномерно окрашена.

Здоровые сучки, имеющие одну или несколько трещин, называют здоровыми сучками с трещинами. Сучки с мягкой гнилью, занимающей не более 1/3 площади разреза сучка, назы­вают загнившими, а занимающей более 1/3 площади разреза сучка — гнилыми. Загнившие или гнилые сучки, в которых вы­гнившая древесина полностью или частично заменена рыхлой массой ржаво-бурого или белесого цвета, называют табачными.

По выходу на поверхность сучки бывают односторонние и сквоз­ные. Сучки, выходящие на одну или две смежные стороны пило­материала, называют односторонними, а выходящие на две противоположные стороны — сквозными.

Наиболее качественная бессучковая древесина находится в нижней части ствола дерева (комлевая часть, комлевые бревна).

Сучки — неизбежный порок древесины, связанный с биоло­гией дерева, они ухудшают ее внешний вид, нарушают однород­ность строения, а иногда и целостность, вызывают искривление волокон и годичных слоев (присучковая зона), затрудняют меха­ническую обработку. Сучки, особенно кромочные, продолгова­тые, сшивные и групповые снижают прочность древесины при растяжении вдоль волокон и изгибе. При сжатии и скалывании вдоль волокон сучки повышают прочность древесины. Табачные сучки указывают на наличие в древесине гнили.

Трещины представляют собой разрывы древесины, которые проходят вдоль волокон. Трещины подразделяют на метиковые, морозные, трещины усушки и отлупные.

Рис. 3. Основные виды трещин в досках:

Трещины, которые выходят на боковую поверхность лесомате­риала или на боковую поверхность и торец, называют б о к о в ы м и, а выходящие на пласть или на пласть и торец — пластевыми (рис. 3, I); выходящие на кромку или кромку и торец — кромочными (рис. 3, II), выходящие только на торцы лесо­материала — торцовыми (рис. 3, III).

Все разновидности трещин, особенно сквозные, нарушают целостность лесоматериалов, а в некоторых случаях снижают ме­ханическую прочность древесины.

Ненормальные окраски, возникающие в срубленном дереве в результате химических и биологических процессов, называют хи­мическими окрасками. К химическим окраскам относятся: проду­бина, дубильные потеки и желтизна.

Грибные поражения приводят к изменению цвета и гниению древесины. Грибы, поражающие древесину, подразделяются на деревоокрашивающие и дереворазрушающие.

Плесень представляет собой грибницу и плодоношение плес­невых грибов на поверхности древесины.

Она появляется чаще всего на сырой заболони при хранении лесоматериалов и представляет собой отдельные пятна или сплош­ной налет зеленого, сине-зеленого, голубого, черного, розового или другого цвета.

На механическую прочность древесины плесень не влияет, но ухудшает внешний вид.

Древесину повреждают и разрушают насекомые: жуки, рого­хвосты, термиты. В отличие от грибов насекомые способны разру­шать как сырую, так и сухую древесину. Часто насекомыми по­вреждаются неокоренные свежесрубленные деревья. Некоторые из насекомых проделывают ходы только в коре, а многие углубляют­ся в древесину. Повреждения древесины, которые называются чер­воточиной, представляют собой совокупность ходов и отвер­стий, проделанных самими насекомыми или их личинками. В ос­новном древесину повреждают не сами насекомые, а их личинки, для которых древесина является источником питания. Червоточи­на наблюдается на поверхности лесоматериалов в виде круглых и овальных отверстий или в виде бороздок и канавок. В зависимости от глубины проникновения червоточина бывает поверхностная, неглубокая, глубокая и сквозная.

Поверхностная червоточина не влияет на механические свой­ства древесины. Неглубокая и глубокая червоточины нарушают целостность древесины и снижают ее прочность.

К дефектам и инородным включениям относятся: механические повреждения, обугленность, скос пропила, обзол, закорина, де­фекты обработки резанием и инородные включения.

Повреждения древесины инструментом и механизмами при заготовке, подсочке, транспортировке, сортировке и обработке называются механическими повреждениями. К меха­ническим повреждениям относятся: обдир коры, заруб и запил, карра, отщеп, скол и вырыв, багорные наколы. Механические повреждения существенно влияют на качество древесины.

а — метиковые; б — морозные; в — трещины усушки; г — отлупные трещины;

I — пластевые; II — кромочные; III — торцовые

Повреждения поверхности лесоматериала, возникающие при обработке древесины режущим инструментом, называются де­фектами обработки резание м. Различают следующие де­фекты обработки древесины резанием: риски, волнистость, вор­систость, мшистость, рябь шпона, задиры и выщербины, бахро­ма, ожог и др. Все дефекты обработки резанием являются показа­телями качества обработки древесины.

Инородные включения представляют собой присутствующие в древесине посторонние тела недревесного происхождения: метал­лические осколки, гвозди, проволока, камни, песок.

Инородные включения затрудняют обработку древесины, не­редко являются причиной поломок инструмента и аварий.

К деформациям древесины (не путать с деформациями древеси­ны под нагрузкой) относится покоробленность различной фор­мы: продольная по пласти, простая продольная по пласти, слож­ная продольная по пласти, продольная по кромке, поперечная и крыловатость. Покоробленность представляет собой искривление пиломатериала при распиловке, сушке или хранении. Основная причина коробления — нарушение технологии при распиловке, сушке и хранении древесины.