Стеллажи, полки, гардеробные, шкафы-купе у вас дома

Механические качества древесины определяют ее способность противостоять воздействию внешних нагрузок, которые подразделяются на:

1) статические, которые возрастают постепенно, плавно;

2) динамические (ударные), воздействующие резко, мгновенно и максимально;

3) вибрационные, сопровождающиеся изменением величины и направления;

4) долговременные, характеризующиеся продолжительностью.

Ретроспектива

Инструменты, которыми пользовался древнеегипетский столяр, известны, но они далеко не так совершенны, как это необходимо для столярного дела. Египтяне не знали рубанка и токарного дела, о чем свидетельствует отсутствие профильных карнизов и декоративных элементов. Столяры владели только рамно-филеночным соединением, причем филенку к раме просто грубо прибивали, а не вставляли.

Под влиянием нагрузок в материале нарушаются связи между его отдельными элементами, искажается форма, но при этом в нем возникает внутреннее сопротивление. Если в результате изменяются форма и размер древесины, говорят о ее деформации, которая может быть упругой (исчезает после прекращения воздействия) и остаточной (сохраняется после исчезновения нагрузки).

К механическим свойствам древесины относятся:

1) прочность;

2) твердость;

3) деформативность;

4) ударная вязкость.

Способность древесины противостоять нагрузкам и сопротивляться разрушению называется прочностью. Она зависит от породы дерева, влажности, плотности, наличия или отсутствия пороков, а также от направления и продолжительности воздействия нагрузки.

Ретроспектива

Примитивность столярной техники сказывалась и на том, что даже дорогие изделия были довольно грубыми. Многочисленные дефекты сборки маскировали толстым слоем замазки, которую потом окрашивали. Деформирование мебели никак не связывалось с ее формой и конструкцией.

Воздействие сил направлено на:

1) растяжение. Средняя величина предела прочности на растяжение вдоль волокон независимо от породы составляет 1300 кгс/см

, а поперек волокон – 65 кгс/см

;

2) сжатие. Оно может быть направлено как вдоль, так и поперек волокон. В первом случае прочность составляет 500 кгс/см

, а во втором она ниже примерно в 8 раз. Древесина тестируется на сжатие в радиальном и тангенциальном направлениях. У лиственных пород прочность при радиальном сжатии в 1,5 раза выше, чем при тангенциальном, а у хвойных пород – наоборот;

3) изгиб. Поверхностные слои при таком воздействии подвержены напряжению сжатия, а внутренние – напряжению растяжения вдоль волокон. Между ними имеется нейтральная плоскость, не испытывающая никаких напряжений. Предел прочности определяется породой древесины и ее влажностью. Средние показатели (независимо от породы) составляют 1000 кгс/см

;

4) скалывание. В данном случае под воздействием внешних нагрузок возникают сдвиги одних частей относительно других, при этом выделяют:

а) скалывание вдоль волокон, при котором предел прочности равен 20 % от прочности при сжатии вдоль волокон. У лиственных пород с широкими сердцевинными лучами в тангенциальном направление оно на 10–30 % выше, чем в радиальном;

б) скалывание поперек волокон, при котором предел прочности в 2 раза меньше, чем при скалывании вдоль направления роста волокон;

в) перерезание поперек волокон, при котором прочность древесины в 4 раза превосходит прочность при скалывании вдоль волокон.

Способность древесины противостоять проникновению внутрь твердых тел называется твердостью. Этот параметр неодинаков у разных пород и определяется в различных направлениях.

У лиственных пород твердость торцовой плоскости выше радиальной и тангенциальной на 30 %, а у хвойных – на 40 %. Величина твердости древесины во многом определяется влажностью материала. Отклонение последней на 1 % приводит к изменению твердости торцовой поверхности на 3 %, а тангенциальной и радиальной – на 2 %. На основании торцовой твердости все породы подразделяются на несколько групп (табл. 3).

Таблица 3

Классификация пород по признаку торцовой твердости при 12 %-ной влажности

Признак твердости древесины важен при выборе способа ее обработки режущими инструментами. Свойство древесины изменять размеры и форму называется деформативностью. Если воздействие не отличается продолжительностью, то данный материал проявляет себя как упругое тело. На основании сопротивления деформации говорят о жесткости древесины.

Ретроспектива

Египтянам было известно фанерование, и они облицовывали недорогую древесину пластинами из древесины ценных пород. Особенно дорогие предметы мебели декорировали слоновой костью, золотом и перламутром.

Способность поглощать работу при ударе без разрушения называется ударной вязкостью. Для разрушения хрупкой древесины затрачивается меньшая величина работы в отличие от вязкой, для излома которой требуется большая работа. У лиственных пород данный параметр примерно в 2 раза больше, чем у хвойных.

Ретроспектива

Особое внимание древние египтяне уделяли конструкции мебели для сидения. Табуреты и скамейки существовали в различных вариантах. Короткие ножки вставляли в раму, а сиденье плели из растений или ремней. Египтяне разработали форму табурета, которая потом легла в основу складного стула (а это было II тысячелетие до н. э.).

В плане изготовления мебели большое значение имеют и технологические свойства древесины, к которым относятся:

1) способность удерживать металлические крепления. При вбивании гвоздя в древесину перпендикулярно поверхности одна часть ее волокон перерезается, другая – изгибается, раздвинувшиеся волокна воздействуют на боковую поверхность гвоздя, и это давление приводит к возникновению трения, которое и удерживает гвоздь в материале. То, насколько легко можно выдернуть гвоздь, зависит от породы древесины, ее плотности (чем выше плотность, тем выше сопротивление выдергиванию, например, чтобы вбить гвоздь в граб (плотность – 800 кг/см

) и выдернуть его из него, нужно затратить усилие, в 4 раза большее, чем для тех же действий, если материалом служит сосна (плотность – 500 кг/ см

)) и направления относительно волокон (усилие, необходимое для забивания и выдергивания гвоздя, забитого в торец, на 10–50 % меньше, чем если бы он был вбит поперек волокон). Чтобы выдернуть шуруп, требуется затратить в 2 раза большее усилие, чем для извлечения гвоздя. Во влажную древесину вбивать гвозди легко, но по мере высыхания материала его способность удерживать крепеж ухудшается;

2) способность к сгибанию. Наиболее гибкими из лиственных пород являются кольцесосудистые дуб, ясень и рассеянно-сосудистая береза. Влажная древесина гнется легче, чем сухая;

3) износостойкость. Это способность древесины сопротивляться истиранию в процессе эксплуатации. Чем выше ее плотность и твердость, тем меньше она подвержена износу;

4) сопротивление раскалыванию, которое представляет собой разделение древесины на части вдоль волокон под воздействием вбитого клина. Это свойство материала следует обязательно учитывать при выборе крепежа.

Ретроспектива

Первые стулья по своей конструкции были грубыми, но позднее их стали отделывать. Они начали терять первоначальную неуклюжесть. Например, ножки стали выполнять в виде звериных (волчьих или львиных) лап.

Как и любой материал, древесина может иметь пороки, к которым относятся:

1) изменения внешнего вида;

2) нарушения целостности и правильности строения;