Обробка деревини

Реферат

на тему:

«Дерев’яні роботи»

Студента групи А-41

Шафінського Ярослава

Київ 2011

Зміст:

1. Загальні відомості

2. Сушка та захист деревини від руйнування

Обробка деревини

4. Теслярські з’єднання елементів дерев’яних конструкцій

5. Влаштування окремих дерев’яних конструкцій

6. Установлення теслярських виробів

7. Вимоги до якості дерев’яних робіт

1.Загальні відомості:

Деревина є матеріалом для виготовлення більше двадцяти тисяч продуктів та виробів. Способи обробки деревини поділяють на три групи: механічна, хіміко – механічна та хімічна.

Механічна обробка деревини полягає в зміненні її форми пилянням, струганням, фрезеруванням, лущенням, свердлінням, розколюванням. В результаті механічної обробки отримують різноманітні товари народного користування та промислового призначення, продукцію та сировину для суміжних переробних галузей промисловості. Механіч -ним стиранням деревини отримують волокнисті напівфабрикати.

При хіміко – механічній обробці отримують проміжний продукт з деревини, однорідний по складу та розміру, - спеціальну різану стружку, дрібленний шпон. Продукт, отриманий механічним способом, покривають сполучною рідиною. Під дією температури та тиску відбувається реакція полімеризації, в результаті чого проміжний продукт міцно склеюється. При хіміко-механічній переробці отримують фанеру, столярні, деревостружкові і цементно-стружкові плити, арболіт і фіброліт. Хіміко-механічний спосіб використовують при отриманні волокнистих напівфабрикатів

у целюлозно-паперовій промисловості.

Хімічна переробка деревини здійснюється термічним розкладанням, впливом на неї розчинників лугів, кислот, кислих солей сірчистої кислоти.

Термічне розкладання або піроліз деревини, здійснюється нагріван –ням деревини при високій температурі без доступу повітря. При піролізіотримують тверді, рідкі та газоподібні продукти. З них найбільше практичне значення має дерев’яне вугілля.

За допомогою розчинників з деревини, попередньо подрібненої в тріску, витягають різні екстрактивні речовини. При екстракції водою отримують дубителі. Склеювальні властивості, що витягуються водою з деревини, використовуються у поліграфічній, текстильній і сірниковій промисловості.

Плити знаходять широке застосування в будівництві, малоповерховому стандартному житловому будівництві, автомобіле та суднобудуванні, виробництві меблів, контейнерів та ящиків.

Для виробництва деревно-волокнистих плит використовують деревину попередньо подрібнену в тріску. Споживання 1 млн плит, виготовлених з відходів, зберігає 54 тис. м ³ круглих ділових лісоматеріалів.

Дерев’яні роботи прийнято розділяти на теслярські та столярні:

До теслярських робіт відносять виготовлення з колод і дощок конструкцій будівель і споруд та їх частин, з'єднання колод, дощок і брусків за допомогою врубок, нагелів, цвяхів та інших 'кріплень, а також на водостійких клеях. Теслярі виконують рубку стін, заготівлю та установку крокв, перегородок, ферм, підшивку стель, настилання дощатих підлог, збірку стандартних дерев'яних будинків, спорудження мостів, арок, опор, влаштування дерев'яних лісів і риштовання, установку опалубки для бетонних і залізобетонних робіт і т. п. Теслярські вироби виготовляють з різних порід дерева у вигляді колод, брусів, пластин, дощок, обаполів, фанери, деревостружкових та деревоволокнистих плит.

При столярних роботах виконують легкі деталі з ретельною обробкою і з застосуванням у з'єднаннях, як правило, столярного клею. Столяри займаються механічною обробкою деревини, склеюванням, фанерування, складанням і обробкою столярних виробів - віконних і дверних блоків, пристроєм паркетних підлог, чистих дерев'яних перегородок, вбудованих меблів і т. п. Матеріалами для виготовлення столярних виробів, крім звичайних порід дерева підвищеної якості, служать і цінні породи дерева - груша, горіх, червоне дерево, а також різні деревні пластики, отримані з відходів деревини.

2.Сушка та захист деревини від руйнування

Природна чи технічна сушка деревини

Для виготовлення вікон чи дверей, аж до меблів, без сумніву можна застосовувати деревину, висушену технічним способом - через сушильні камери. Техніка сушильних камер має сьогодні високий рівень і дозволяє отримувати деревину без тріщин, змін кольору і поводок. Деревина, висушена на відкритому повітрі протягом багатьох років, має спеціальне призначення (сходи з дуба). Купуючи деревину, слід враховувати те, що її вологість не повинна перевищувати 15%, і вона не повинна мати тріщин, змін кольору і поводок.

Складування деревини

Оптимальне складування призначених для подальшої обробки заготовок повинно бути таким, щоб їх поверхня не наражалась на вплив вологи і прямих сонячних променів. Краще за все зберігати їх у закритому приміщенні з достатнім провітрюванням і у формі штабелів.

Сушильні камери

Деревина є гігроскопічним матеріалом, тобто волога деревина віддає вологу при відносно сухому повітрі. Після звалу деревина також повинна бути підготована так, щоб відповідати певним вимогам з утримання вологи. Так, середній вміст вологи свіжозрубаного дерева становить 70%, а взагалі, волога деревини різних порід може перебувати в межах 30-120%. Після зрубання деревина повинна бути підготована до переробки на верстатах, вологість її повинна становити менше 12%. Цього можна досягти завдяки різним способам сушіння, починаючи від природного і закінчуючи технічним. Загалом, сьогодні застосовують виключно швидко технічно просушену деревину, оскільки це має свої переваги:

· короткий час сушіння;

· регулювання вологи із врахуванням подальшої переробки і призначення деревини;

· можливість вимірювання вологи у великій кількості в штабелі для забезпечення рівномірного сушіння з різницею у волозі не більше 2%;

· боротьба зі шкідниками деревини;

· покращення механічних і технічних особливостей (твердість, відсутність тріщин) за відносно короткий час сушіння;

· у сучасних сушарках процес майже завжди повністю автоматизований, вбудований комп’ютер бере на себе усі можливі процеси управління і слідкує за якістю сушіння.

Слід звернути увагу на те, що технічно висушена деревина не повинна мати тріщин, поводок і змін кольору, причиною чого може бути технологічно неправильно прискорене сушіння.

Щоб досягти високої якості деревини за короткі терміни, є такі можливості технічного сушіння, які потребують:

· односортності деревини;

· по можливості рівної товщини деревини;

· по можливості рівної початкової вологи.

Природне сушіння (на повітрі)

Деревина, висушена на повітрі, застосовується лише для спеціальних цілей, скажімо, у виготовленні сходів із дуба. У цьому випадку деревину складують під дах чи навіс - і сушіння відбувається шляхом вивітрювання вологи. Дерев’яні заготовки повинні бути так заскладовані, щоб між ними не було контакту і щоб вітер обвівав їх зі всіхбоків. Тривалість сушіння може складати багато місяців і навіть роки.

Сушіння на повітрі з аксиальним обвіюванням

Застосовуючи аксиальне обвіювання – вентилятор зі спрямовуючими щитами, який встановлений між штабелями деревини, можна скоротити час сушіння на повітрі. Вентилятор повинен мати в діаметрі від 70 до 120 см і мати потужність від 5000 до 8000 м3/год. Вентилятор нагнітає сильний потік повітря зі швидкістю приблизно 5 м/с. Через те, що при нормальних погодних умовах (тепло і сухо) можна скоротити час сушіння від кількох тижнів до кількох днів. Цей спосіб аксиального обвіювання застосовують для попереднього сушіння деревини.

Конвекційна сушка (класична сушка)

Конвекційні сушки загалом поділяють на:

а) сушка з поперечним потоком повітря

Рух повітря відбувається упоперек штабелів, при цьому можна застосовувати просте штабелювання матеріалу;

б) сушка з повздовжнім потоком повітря

Рух повітря відбувається уздовж штабелів, при цьому необхідно при штабелюванні застосовувати металеві рейки;

Види конвекційної сушки:

1. низькотемпературна газопарова сушка

Найбільш часто затосовуваний вид сушки, температура в камері, залежно від бажаного результату, може встановлюватись від 60 до 100оС, швидкість потоку повітря середовища сушки приблизно від 2 до 3 м/с., пристосування вприскування служить для досягнення необхідної суміші води і пари.

2. високошвидкісна сушка

Застосовується для сушіння деревини листяних порід з метою запобігання утворенню тріщин і зміни кольору. Температура в камері - макс. 60оС, швидкість потоку - від 9 до 15 м/с., необхідне також і пристосування вприскування вологи.

3. високотемпературна газопарова сушка

Застосовується для м’ягкої деревини і червоного бука, оскільки при цьому типі сушіння деревина стає темнішою, температура камери повинна бути макс. до 130оС, середовище сушки – гаряча пара, швидкість потоку від 3 до 8 м/с., камера повинна бути надійною для тиску приблизно 2 bar. Процес сушіння на 50% швидший.

У якості середовища сушіння у всіх випадках застосовують підігріте вологе повітря. Його температурний рівень перебуває у межах 60-100 градусів, залежно від способу сушіння. На процес сушіння має вплив швидкість потоку середовища сушки (суміш повітря і водяної пари).

Процес сушіння із змінними циклами складається з 3 головних етапів:

1. Процес нагрівання

2. Власне процес сушіння

3. Процес охолодження

Конденсаційна сушка

У принципі роботи цієї сушки сухе повітря витягує з деревини вологу. Насичене повітря осушується конденсацією при охолодженні. Потім сухе повітря нагрівається і заново подається на штабелі деревини.

Конденсаційна сушка – ощадлива сушка деревини, оскільки температура утримується дуже низькою і процес сушіння іде повільно.

Вакуумна сушка

Сьогодні через необхідність у скороченні часу сушіння все частіше застосовують вакуумний тип сушіння деревини (вода випаровується у деревині ще при низьких температурах), який скорочує процес на 25%.

Перевага цього способу очевидна: зниження витрат енергії; деревині не завдають шкоди; висока продуктивність; добрі показники сушіння деревини. Ще однією перевагою є можливість сушіння невеликих об’ємів – міні-вакуумна сушка містить від 0, 5 до 0, 8 м3 деревини.

Вакуумна камера щільно закривається і найчастіше має форму циліндра, який залежно від конструкції (з плитою обігріву чи без неї) відрізняється також за об’ємом і довжиною.

Система а) оскільки у вакуумі не відбувається передача тепла через повітря, деревина нагрівається плитами, вкладеними між нею. Волога деревини випаровується ще при низьких темепературах. Пара, що виділяється з деревини, збирається на конденсаційній поверхні камери, охолоджується, перетворюється на рідину і виводиться.

Система б) у камерах іншого типу деревина спочатку нагрівається до необхідної температури, а потім створюється вакуум і процес сушіння протікає так довго, наскільки це потрібно для охолодження деревини. Ця змінна дія повторюється, поки рівень вологи деревини не буде досягнутий. Нагріваючі плити у цьому випадку не потрібні.

Високочастотна сушка

При високочастотному способі сушіння, деревина на конвеєрі проходить через індуктор високочастотного електричного поля. Деревина сушиться зсередини назовні. Завдяки створенню високочастотного електричного поля, молекули в деревині постійно переорієнтовуються і збільшують амплітуду коливання. Молекулярне тертя, що з’являється при цьому, нагріває деревину зсередини на 100оС і випаровує вологу, що в ній є. Це суттєво прискорює процес сушіння. Високочастотна сушка існує у двох варіантах: упоперек і вздовж потоку середовища сушки. Різниця полягає у завантаженні сушильної камери.

Переваги: запобігає утворенню тріщин і поводок;

дуже короткий час сушіння;

немає необхідності у великій кількості персоналу;

призначена для деревини великих перерізів

Недоліки: висока вартість сушильного обладнання;

великі витрати енергії;

призначена для великих об’ємів деревини.