Основы конструирования изделий их древесины – Часть 3

При конструировании очередного изделия мастер нередко сталкивается с множеством противоречивых вопросов: повторить уже известную вещь, скопировать с описанной в журнале или пойти новым путем. Все, конечно, зависит от мастера, степени его подготовки. Чем он опытнее, тем больше понимает, что готовых, пригодных на все случаи жизни конструкций не существует. И потому такой умелец старается сделать изделие неповторимым, оригинальной формы и вместе с тем не безделушку, а нужное в быту.

Однако вещь вещи рознь. Можно создать такую, которая, являясь полезной, быстро ломается и выходит из строя. И тут мы сталкиваемся с еще одним требованием, которому задуманное изделие непременно должно отвечать, иметь хорошую конструкцию. Именно конструкцией прежде всего определяются такие его качества, как прочность, надежность, долговечность, устойчивость, материалоемкость, а также технологичность изготовления основных его деталей.

Поскольку все эти качественные характеристики не­посредственно зависят от выбранного материала (в нашем случае — древесины), от сечения деталей, их соединения между собой, постольку при конструировании большую значимость приобретают знания и учет на практике особенностей строения древесины и ее механических свойств.

В практической работе, а также при определении условий, в которых может находиться готовое изделие, важное значение имеют, например, такие качественные характеристики древесины, как влажность, усушка, прочность и твердость. Влажность может уменьшаться или увеличиваться, вызывая коробление древесины. Усушка и противоположный ей процесс — разбухание могут быть причиной коробления и даже растрескивания материала. Из-за этого деревянные конструкции деформируются и могут оказаться полностью непригодными. Вот почему их изготовляют из хорошо выдержанной, высушенной древесины, имеющей влажность, равную эксплуатационной. При этом учитывают, что усушка досок в наружных слоях больше, чем во внутренних, что детали, сделанные из сердцевинной части ствола, менее подвержены короблению.

Чтобы избежать или хотя бы значительно снизить по­добные нежелательные явления, применяют соответ­ствующие конструктивные приемы. Например, столярные плиты склеивают из узких реек, уложенных так, чтобы годичные слои волокон древесины в смежных бру­сочках были направлены в противоположные стороны. Щиты еще не только склеивают, но и дополнительно скрепляют рамой или наконечниками. Конструкций, име­ющих соединение заподлицо, по возможности избегают, поскольку в этих местах нередко дают о себе знать про­весы, возникающие вследствие неравномерной усушки или разбухания древесины. А устранение их подчас трудно достижимо.

Что касается прочности древесины, ее способности сопротивляться разрушению при механических нагрузках, то она тоже зависит от строения дерева. По направлению действия этих нагрузок различают прочность на сжатие, изгиб, скалывание, растяжение. Она зависит от направления сил, породы дерева, плотности древесины, ее влажности и наличия пороков. Предел прочности на сжатие вдоль волокон высок у всех пород, а поперек волокон значительно меньше; на скалывание поперек волокон он больше, чем вдоль них.

Важным свойством древесины, которым и нельзя пренебрегать, является ее твердость, т. е. ее способность сопротивляться проникновению в нее более твердых тел.

С учетом этих качеств древесины и принимают конструктивные меры при изготовлении различных изделий. О многих из них уже шла речь в разделе о столярных соединениях. Сейчас можно указать еще на некоторые.

Чем больше нагрузка на узел, тем большую предусматривают площадь клеевого шва. Чтобы предохранить последний от разрушений при ударах и изгибах, его защищают высоким слоем древесины. В слабых местах соединений вводят дополнительные укрепляющие детали: бобышки, стяжки, шканты, металлические скрепы и пр. Чтобы укоротить длину плеча рычага, на который воздействует определенная сила, стараются уменьшить свободную длину детали, ввести промежуточное крепление или опору. Выбирают такое соединение деталей, которое в наибольшей степени противодействует усилиям выламывания и выдергивания (например, шипы «ласточкин хвост» в выдвижных ящиках или усиленные шипы обвязок, на которые навешивают двери). Детали, работающие на изгиб, ставят на ребро или упрочняют их дополнительными опорами, ребрами жесткости.

Если говорить коротко, то основные правила конструирования столярных изделий, связанные со свойствами древесины, можно свести к следующему: добиваться свободного изменения линейных размеров элементов изделий, а также наи меньшей их деформации при воз­действии на них неблагоприятных факторов.