Лестницы. О домашнем инкубаторе. Окна - глаза дома ("Сделай сам" №4∙2006) - [6]

Рис. 59.Лестница на изогнутых деревянных тетивах:

_{а — общий вид; б — схема создания криволинейной тетивы; в — общий вид сборки лестницы (снизу); 1 — кондуктор (деревянный барабан); 2 — контур изгибаемого элемента (тетивы); 3 — готовая лестница}

Существует несколько методов изготовления гнутых деревянных изделий.

Первый метод заключается в вырезании деревянного элемента по шаблону из цельного куска древесины. Этот метод имеет существенные недостатки. Волокна древесины при изготовлении деревянной детали перерезаются, что существенно отрицательно сказывается на прочности изготовленного изделия в целом. Кроме этого, данная технология требует повышенного расхода древесины.

К качеству древесины заготовок для гнутья предъявляют повышенные требования: рационально раскраивать древесину по предварительной разметке, не допускать в заготовках дефектов, вызывающих брак гнутья. Заготовки необходимо вырезать только из здоровой древесины. Отклонение направления волокон от оси бруска (косослой) не должно превышать 5-10°. При раскрое следует добиваться, чтобы продольные резы шли по возможности вдоль волокон обреза доски.

При обычных методах гнутья в заготовках совершенно не допускаются сучки, в том числе и здоровые, вполне сросшиеся с древесиной. Древесина осенней заготовки более гибкая, чем зимней. Установлено, что в наибольшей степени гибкость дерева проявляется в его среднем возрасте. Одни древесные породы считаются более, другие — менее гибкими (упругими). Гибкая порода легко гнется, но трудно ломается. Следует знать, что по гибкости сосна уступает липе, а ольха — березе. Липа, береза, ильм, осина являются наиболее гибкими; затем следуют дуб, бук, ель, ясень, клен; наименее гибкими считаются лиственница, ольха, граб, пихта, сосна. Гибкость дерева во многом зависит от места его произрастания, наличия в почве различных питательных элементов, окружения, в котором растет дерево (в гуще леса или на открытом месте), наличия сучков и т. д. Пластичность древесины при производственной влажности (6-10 %) и комнатной температуре незначительна. В таком состоянии древесина требует для изгибания больших усилий и не допускает больших деформаций. Деформации получаются в основном упругими, то есть исчезающими после прекращения действия вызвавших их сил

При гнутье древесины очень важным является такое ее свойство, как вязкость. При высокой вязкости дерево гнется по всем направлениям, не ломаясь, но и не принимая прежней прямолинейности. Таким качеством обладают клен, вяз, можжевельник, орешник, береза, ясень, лиственница, бук, молодой дуб и т. д.; хрупкими породами считаются ольха, осина, ель и др.

В большой мере на вязкость и хрупкость древесины оказывает влияние почва, на которой растет дерево. Так, если сосна и бук росли на влажной почве, то их древесина будет иметь высокую вязкость, а если на сухой — то среднюю. Дуб имеет высокую хрупкость, если произрастает во влажной или слишком сухой среде. Для получения однородной вязкости заготовки перед обработкой предварительно пропаривают, насыщая древесину влагой, а затем подвергают гнутью.

Второй метод состоит в размягчении деревянных изделий посредством нагрева (кипячения или пропаривания в металлических формах). Горячее гнутье древесины пригодно для получения гнутых деталей из цельных, а также склеиваемых многослойных заготовок. Оно основано на свойстве древесины резко увеличивать пластичность при нагревании до 80-120 °C, если влажность древесины при этом близка к пределу гигроскопичности (25–35 %). Это объясняется тем, что часть веществ, входящих в состав клеток древесины, при нагревании переходит в состояние коллоидного раствора, в результате чего снижается жесткость клеток, а следовательно, и всей массы древесины. Если влажную древесину высушить в деформированном состоянии, то находившиеся в растворенном состоянии коллоидные вещества затвердеют и сохранят приданную заготовке форму. Пластифицированные заготовки изгибают по шаблону, закрепляют в зажимных устройствах, просушивают до влажности 10–15 % и охлаждают. При гнутье выпуклая сторона заготовок растягивается, а вогнутая сжимается. Предельные значения усадки для древесины твердых лиственных пород равны 25–30 % первоначальной длины, для хвойных и мягких лиственных пород — 5–7 %, предельные значения удлинения равны соответственно — 2–3 (для бука — до 5–6) и 1–1,5 %. Основным показателем горячего гнутья является отношение толщины заготовки h к радиусу изгиба г. При h/r меньше 0,05 горячее гнутье можно производить без особых приспособлений; при h/r больше 0,05 появляется опасность разрыва древесины на растянутой стороне заготовки. Для предупреждения этого применяют различные приспособления, описание которых выходит за границу темы данной статьи.

Чаще всего деревянную заготовку помещают в емкость с кипящей водой и выдерживают несколько часов, поддерживая кипение воды. После этого конструкцию сгибают. Изогнутый элемент фиксируют в таком положении до полного его высыхания. После просушивания изгиб остается при снятых фиксаторах. Волокна древесины, изогнутой таким образом, принимают форму элемента, и его физико-механические свойства практически не отличаются от прямого куска древесины. Если необходимо изготавливать несколько одинаковых гнутых элементов (тетивы лестницы или поручни), используют специально изготовленные кондуктора. В противном случае добиться «одинаковости» практически невозможно. Недостаток проварки в горячей воде состоит в том, что она ведет к неравномерному увлажнению древесины и перенасыщению водой наружных волокон. Получить путем проваривания равномерную влажность и температуру нагрева всего бруска очень трудно. Поэтому проварка в горячей воде может быть рекомендована только в некоторых случаях.