Технология сращивания оцилиндрованных бревен

Авторы: Звонарев Виктор Михайлович, Суров Валерий Павлович

.

Рубрика: Технические науки

Страницы: 72-75

Объём: 0,17

Опубликовано в: «Наука без границ» № 4 (21), апрель 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Звонарев В. М., Суров В. П. Технология сращивания оцилиндрованных бревен // Наука без границ. 2018. № 4 (21). С. 72-75.

Аннотация: 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.

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 году было построено около 80 млн мжилья и только 10 % – дома из дерева (рис. 1).

Распределение жилого фонда по материалу стен в РФ

Рис. 1. Распределение жилищного фонда по материалу стен в Российской Федерации в 2016 году

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 бруса) очень существенна.

На рынке продаж материалов средняя цена 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 с «бегом» бревна (рис. 2а) и потери, связанные с кривизной (рис. 2б).

Как показывает практика, наиболее распространенные дефекты круглого лесоматериала, 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.

 

Потери при оцилиндровке бревна

Рис. 2. Потери при оцилиндровке бревна:
а – «сбегом»; б - с кривизной 

Как правило, специалистам приходится иметь дело с сырьем, начальная влажность которого после рубки и транспортировки составляет 30…60 %. Поэтому при разработке технологии изготовления оцилиндрованного 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 отдельных бревен принято устанавливать средний сбег. Средний сбег S равен разности между диаметрами в нижнем D и верхнем d отрезе, деленной на длину бревна L:

S = (D - d) / L, 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.

Влияние сбега бревна на потери

Рис. 3. Влияние сбега бревна на потери при оцилиндровке 

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 оцилиндрованного бревна (кривизна уменьшает диаметр бревна при оцилиндровке по сравнению со сбегом).

Исходя из этого, предлагаем технологию, которая позволяет увеличить выход продукции больших диаметров оцилиндрованных бревен из сырья с большой кривизной. Схема технологического процесса представлена на рис. 4.

Алгоритм сращивания бревен

Рис. 4. Алгоритм технологического процесса сращивания оцилиндрованных бревен

Соединение деталей после токарных работ осуществляется на рабочем месте, последовательно соединяя деталь 1 и 2. Конструктивная схема сборки представлена на рис. 5[1].

Технология сращивания бревен

Рис. 5. Конструкция соединения оцилиндрованных бревен:
1 - оцилиндрованные бревна; 2 - карандаш с резьбой

Можно собирать в длинное безразмерное оцилиндрованное бревно или в оцилиндрованные 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 оцилиндровке 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.RU – информационно-аналитическое издание по лесной промышленности [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.derewo.ru/ (дата обращения: ноябрь 2017).

 

Материал поступил в редакцию 15.04.2018
© Звонарев В. М., Суров В. П., 2018


[1] Патент на полезную модель № 165083 Соединение древесных материалов