Производство деревянных самолетов (Бердинских И.П., Кузнецов М.А., 1945 - Производство деревянных самолетов), страница 6

Ъ Влага, заполняющая полость клеток, -называется свободнои или капиллярной влагой. Влага, заключенная в оболочках клеток, называется имбибиционной или гигроскопической влагой. Влага, входящая э химический состав вещества клеток, называется химически связанной влагой. Основную массу влаги в древеСине составляет влага свободная и гигроскопическая, химически связанной влаги в древесине немного.

Прн высыхании древесины сначала испаряется свободная влага, а затем уже гигроскопическая. Свободная влага испаряется быстро, без изменения физико-механических качеств древесины — уменьшается лишь ее объемный вес. Испарение же гигроскопической влаги происходит медленно, замедляясь по мере понижения процента влажности древесины и сопровождается изменением ее физико-механических ка честв. То состояняе древесины, когда вся свободная влага испарилась, но древесниа содержит максимально возможное количество гигроскопической влаги, называется точкой насыщения волокон. Влажность древесины в точке насыщения волокон различна у разных пород и колеблется в пределах от 23 до 30о/о. Дальнейшее высыхание древесины 1после точки насыщения волокон) сопровождается значительным .изменением ее'механических качеств.

Так, с понижением влажности на' 1% временное сопротивление сжатию вдоль волокон повышается в среднем на 5в/в, статическому изгибу — на 4% и скалыванию — 11а 3%. На фиг. 12 приведен график изменения механических кзчеств древесины в зависимости от влажности. Понижение влажности древесины после точки насыщения волокон вызываетуменьшение линейнь1х размеров — усушку древесины.

Усушка зависит бт породы древесины и,.-кроме торо, различна по разным .направлениям (фиг. 13). ио 3 ооо ао ф 700 1 аа В яа $, в лоо В $ гоо '1 100 ф 0 10 1 ! ал О -.— тО юо , Влалсноапь дрввесины й~то Фиг, 13. График усущкн древесины. 1-оаъамнак усуавка;,Э-радиальная; а-вдоль волокон. Фиг.

14. Коребление древесины. Гигроскопичиость древесины Способность древесины поглощать влагу из воздуха и отдавать влагу воздуху называется гигроскопичностью древесины. При высокой относительной влажности и низкой температуре ок)мужающего воздуха влажность срубленной древесины увеличивается. 11ри низкой относи- По объемной усушке древесные породы можно разделить на следующие группы: 1) сильноусыхаюшие породы — дуб, клен, граб, бук, елина, береза, ольха н другие — с объемной усушкой в пределах 5 — 11о(о', 2) средне усыхаюшие породы — сосна, осина, лиственница, самшит и другие — с объемной усушкой -в пределах 3-46%; 3) Малоусыхающие ~Ф<г породы — ель, можжевельник, веймутова сосна и другие — с объемной усушкой в прее делах 2 — 4%. В среднем для наших пород усушка вдоль волокон составляет 0,1%, в радналь- М 18 тт те уО НОМ НаираВЛЕННИ 3 — 5% Юлажиоса 1~ Ъ лажиость 1~ Ъ и в танге нтальном 6 — 10%.

Различная веФиг. 12. Изменение механических качеств древесины личина усушКи в тана аависимости от влажности. гентальном н радиальном направлениях вызывавт коробленне, а часто и растрескивание древесины прн высыхании ее и увлажнении. На фиг. 14 показано коробление древесины в результате усушки. Видно, что величина усушки в тангентальном направлении /значи-. тельно больше, чем а в радиальном. 1ельной влажиостй и относительно высокой температуре влажность древесины, наоборот, уменьшается. Каждому состоянию воздуха †е температуре и относительной влажности — соответствует определенная влажность древесины, называемая равновесной влажностью.

Равновесной влажностью древесины называется такая, которой древесина достигает при хранении ее длительное время в определенном состоянии воздуха. Для определения равновесной влажности при любом состоянии воздуха служит диаграммаа 1 — р — В', приведенная на 'ВО 70 к Ц ВО 3. 3 ~ го -го о - гп 40 Ф Ж 7елглершлура аЫуха 'С Фиг. 15, Диаграмма зависимости равновесной влажности древесины от температуры н влажности воздуха. фиг. 15, где по осн абсцисс отложены температуры воздуха 1 в градусах, а по оси ординат †относительн влажность воздуха р в процентах.

Наклонные линии иа диаграмме указывают ту влажность Ю в процентах, которую примет древесина при хранении ее длительное время в данных условиях. По этой диаграмме, кроме равновесной влажности, можно определять также температуру или относительную влажность воздуха, при которой можно'хранитк древесину, для того,.нтобы обеспечить определенную, наперед заданную влажность.

Следует иметь в виду, Что даже при «р=100% древесина будет, увлажняться только до точки насыщения волокон, т. е. будет впитывать гигроскопическую влагу. Относительную влажиость воздуха определяют с помощью психро- метра и психрометрических таблиц нли диаграммы. Наиболее распро.страненным является психрометр Августа, состоящий из двух термометров; заключенных в деревянную коробку 1фиг. 16). Шарик одного термометра обернут кусочком мягкой ткани (марли или батиста), ко- 23 т Г' ~оо дгеа оды ее ь 20 Фиг.' 16. Психрометр Августа. т-сукоА термометр; Й-мокрма термомез р.

И О 7Ю гО Ю ОО да Ю 7О 2О Ю И Поназания сухого гоермомеара в 'С Фиг. 17. Пснхрометрическая диаграмма для скорости воздуха 4,5 м/сек. торая увлажняется водой из резервуара. Этот термометр называется мокрым. Второй термометр называется сухим. Мокрый термометр охлаждается вследствие испарения воды на его поверхности, т. е. в результате поглощения теплоты воздуха. По показаниям сухого и мокрого термометров определяют температуру воздуха и пснхрометрическую разность, а по этим данным, пользуясь психрометрическнмн таблицами или диаграммой (фиг. 17), находят относительную влажность воздуха. Психрометр Августа — недостаточно совершенный прибор, и для более точного определения влажности воздуха применяется аспирационный психрометр Асмана.

В этом психрометре также имеются сухой и мокрый термометры, заключенные в металлический остов (фиг. 18). Расположенный в верхней части психрометра вентилятор с пружинным двигателем с постоянной скоростью просасывает воздух через трубки, в которых расположены шарики термометров. Шарик мокрого термометра, во избежание попадания брызг воды в психрометр, смачивается водой при помощи. специальной пипетки до завода вентилятора. Применение принудительной вентиляции, стандартность металлического остова и термометров обеспечивают высокую точность определения влажности этим прибором. Древесину следует хранить в таких условиях, которые исключали бы возможность значительиого ее увлажнения или высыхания.

Сохранение постоянной влажности древесины при ее хранении достигается кондиционнрованнем воздуха в складе, где хранится лесоматериал. Объемный вес . Объемным весом древесины иазйвается вес единицы объема ее, выраженной в %м'. Объемный вес древесины одной и той же породы зависит от целого ряда факторов и прежде всего от влажности древесины, ширины годичного слоя и процента поздней древесины. При увлажнении сухой древесины объемный вес до момента пасы- Фнг.

18. Психрометр щения волокон возрастает медленно, так как идет разбухание древесины (увеличение объема). По ~-'у*'" "Р"'""р достижении точки насыщения волокон объемный . вес увеличивается быстрее и пропорционально увеличению влажности. Для сравнимости объемный.вес приводят к стандартной влажности 15'lв, пользуясь формулой уд = у~[1+0,01(1,— йо)(15 — %')], где т„— объемный вес при влажности 15%; т — объемный 'вес при влажности я%; А, — коэфициент объемной усушки. :.Коэфициент объемной усушки,1г, для бука, березы .и лиственницы ' принят равным 0,6, а для других пород 0,5.

У лиственных"пород с - увеличением ширины годичных слоев объемный вес древесины уве- 25 с личивается, у хвойных же пород объемный вес древесины увеличивается с увеличением процента паздней древесины. Для сосны эта зависимость выглядит следующим образом: Процент поздней древесины . Объемный вес 21 25 28 32 ЗВ 44 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,55 Объемный вес древесины чаще всего определяют стереометриче. скнм методом и при помощи ртутного волюменометра. Стереометрическим методом объемный вес определяют на образ- цах рззмерамн 2Х2ХЗ см.

Образец изготовляют под угольник, выдерживая линейные размеры с точностью ~0,1 мм и взвешивают с точностью до 0,01 г, Объемный вес определяется $ по формуле т, = — г'см, з l 1 е где Р— вес образца в г; 1У вЂ” объем образца в см'. После определения объемного веса при влажности Ю% его приводят к стандартной влажности по указанной выше формуле.

Из ртутных волюменометров наиболее широко применяется волюменометр О'Брейля (фиг. 19.) Он состоит из вертикального 1 и горизонтального 2 цилинт дров, наполненных ртутью. На ФИГ. )9. РтутНЫД ВОЛЮМСНОМЕтр О'Ирвйля. ВЕРтИКаЛЬНЫй ЦИЛИНДР НаДЕта крышка 3 с резьбой. В центре 1-вертикальный цилннлр; Ф-горизонтальный нилннлр~ д-крышка с резьбой; 4 — гайка; б-иоразеиь; КРЫШКИ ВСтаВЛЕНа И ЗаКРЕПЛЕНа б-рук~века; т-обойиа.

рооб разным расширением вверху. Горизонтальный цилиндр вставлен в вертикальный. Поршень 5, укрепленный на микрометрнческом винте с шагом резьбы 1. мм, движется в горизонтальной трубе прн помощи рукоятки б, скрепленной с обоймой 7. Обойма разделена на 100 делений и прк'повороте рукоятки на одно деление поршень вытесняет из горизонтального цилиндра 0,3 ам* рту1и. Сверху на поверхности горизонтального цилиндра нанесена шкала с иеной деления 0,3 с,мз. Объем образца определяют следующим образом. Перед открытием волюменометра опускают уровень ртути в вертикальном цилиндре ниже его краев. Затем снимают крышку, вводят в цилиндр под~ проволочную скобу образец н закрывают волюменометр, завертывая плотно крышку. Вращая микрометрический винт, поднимают уровень ртути до указателя на стеклянной трубка и пб шкалам делают'отсчет г,.

Затем снова опускают уровень ртути, снимают крышку и вынимают образец. Закрыв волюменометр, поднимают. уровень ртути вторично до прежней высоты.и производят по шкалам.'второй отсчет х,. Отсчеты делаются с 'точностЫо цо одного дЕления. гб Объем вычисляют по формуле а,э(т, — т,) $'= — ' — см . 100 Сжатие. Временпое сопротивление древесины сжатию вдоль волокон в 4 †!О раз больше временного сопротивления ее сжатию поперек волокон.

Испытание древесины на сжатие вдоль волокон проводится на образцах размером 2Х2Х3 см, причем образцы вырезают таким образом, чтобы годичные слои на торцах были параллельны двум противоположным граням, а образующие годичных слоев параллельны ребрам образца, иаппавлеиным по длине волокон (фиг. 20). Образец должен быть'изготовлех точно под угольник и тщательно выстроган так, чтобы боковые грани были параллельны друг другу, а размеры выдержаны с точностью +0,1 мм. 1 Испытания производят иа универсальном прессе Амслера со скоростью нагружения 4000 нгlмин.