Механические свойства

Под воздействием внешних сил в древесине нарушается связь между отдельными ее частицами и изменяется форма. Механические свойства характеризуют способность древесины сопротивляться воздействию внешних сил(нагрузок).

Твердость- это способность древесины сопротивляться вдавливаниям более твердых тел (например, каблуков или ножек мебели). От твердости древесины зависит долговечность деревянного пола,сопротивляемость ударам падающих предметов, истиранию и царапанью. Чем больше твердость и плотность древесины, тем меньше ее изнашиваемость, т.е. выше способность противостоять разрушению. Твердость торцовой поверхности выше твердости боковой поверхности (тангенциальной и радиальной) на 30% у лиственных пород и на 40% у хвойных.

Твердость паркетного пола варьируется в зависимости от сорта древесины и измеряется по методу Бриннеля: стальной шарик диаметром 10 мм вдавливают в поверхность с определенной силой, затем измеряют образовавшуюся вмятину и рассчитывают величину коэффициента твердости по Бриннелю. Чем тверже древесина,тем этот коэффициент выше. Структура древесины предопределяет относительно большие градации твердости.

По степени твердости все древесные породы можно разделить на три группы:

1) мягкие - торцовая твердость 40 МПа и менее(сосна, ель, кедр, пихта, можжевельник, тополь, липа, осина, ольха, каштан);

2) твердые- торцовая твердость 40,1 - 80 МПа(лиственница, сибирская береза, бук, дуб, вяз, ильм, карагач, платан, рябина,клен, лещина, орех грецкий, хурма, яблоня, ясень);

3) очень твердые - торцовая твердость более80 МПа (акация белая, береза железная, граб, кизил, самшит, фисташки, тис).

Приведенные данные являются средними значениями большого количества измерений отделанной поверхности. Единица измерения твердости – HB (Hardness Brinell). 1 HB равен 10 МПа или 10 Н/мм². В таблицах этот коэффициент чаще всего приводится без единиц измерения

Твердость имеет существенное значение при устройстве полов, лестниц,перил, когда древесина подвергается истиранию. В производстве паркета и паркетной доски из массива применяют породы с твердостью не ниже средней.

Средние показатели твердости по Бриннелю и стабильности древесины :

Прочность

Прочностью называется способность древесины сопротивляться разрушению под действием механических нагрузок. Она зависит от направления действующей нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб, скалывание),породы дерева, плотности, влажности, наличия пороков и характеризуется пределом прочности - напряжением, при котором разрушается образец.

Средняя величина предела прочности при растяжении вдоль волокон всех пород составляет 130 МПа. На прочность при растяжении вдоль волокон оказывает большое влияние строение древесины. Даже небольшое отклонение от правильного расположения волокон вызывает снижение прочности.

Прочность древесины при растяжении поперек волокон очень мала и в среднем составляет 1/20 часть от предела прочности при растяжении вдоль волокон, т.е. 6,5 Мпа.

При сжатии вдоль волокон деформация выражается в небольшом укорочении образца. Прочность древесины при сжатии поперек волокон ниже, чем вдоль волокон, примерно в 8 раз.

В рамках одной породы и даже одного дерева физические и механические свойства древесины могут значительно различаться, поэтому все приводимые данные являются усредненными. Однако они являются достаточными для проведения сравнительной оценки различных пород.

Все вышеописанные показатели древесины учитываются при производстве деревянных напольных покрытий. Допуски по различным характеристикам и их соответствие российским (ГОСТ) и международным (например, DIN) стандартам, обычно, подробно изложены в технических условиях крупных производителей. Потребителям же достаточно убедиться в наличии подробных ТУ и в серьезности предоставляемых гарантий.

Станки с ЧПУ имеют расширенные технологические возможности при сохранении высокой надежности работы. Конструкция станков с ЧПУ должна, как правило, обеспечить совмещение различных видов обработки (точение — фрезерование, фрезерование — шлифование), удобство загрузки заготовок, выгрузки деталей (что особенно важно при использовании промышленных роботов), автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента и т.д.

Повышение точности обработки достигается высокой точностью изготовления и жесткостью станка, превышающей жесткость обычного станка того же назначения, для чего производят сокращение длины его кинематических цепей: применяют автономные приводы, по возможности сокращают число механических передач. Приводы станков с ЧПУ должны также обеспечивать высокое быстродействие.

Повышению точности способствует и устранение зазоров в передаточных механизмах приводов подач, снижение потерь на трение в направляющих и других механизмах, повышение виброустойчивости, снижение тепловых деформаций, применение в станках датчиков обратной связи. Для уменьшения тепловых деформаций необходимо обеспечить равномерный температурный режим в механизмах станка, чему, например, способствует предварительный разогрев станка и его гидросистемы. Температурную погрешность станка можно также уменьшить, вводя коррекцию в привод подач от сигналов датчиков температур.

Базовые детали (станины, колонны, основания) выполняют более жесткими за счет введения дополнительных ребер жесткости. Повышенную жесткость имеют и подвижные несущие элементы (суппорты, столы, салазки). Столы, например, конструируют коробчатой формы с продольными и поперечными ребрами. Базовые детали изготовляют литыми или сварными. Наметилась тенденция выполнять такие детали из полимерного бетона или синтетического гранита, что в еще большей степени повышает жесткость и виброустойчивость станка.

Направляющие станков с ЧПУ имеют высокую износостойкость и малую силу трения, что позволяет снизить мощность следящего привода, увеличить точность перемещений, уменьшить рассогласование в следящей системе.

Направляющие скольжения станины и суппорта для уменьшения коэффициента трения создают в виде пары скольжения «сталь (или высококачественный чугун) — пластиковое покрытие (фторопласт и др.)».

Направляющие качения имеют высокую долговечность, характеризуются небольшим трением, причем коэффициент трения практически не зависит от скорости движения. В качестве тел качения используют ролики. Предварительный натяг повышает жесткость направляющих в 2... 3 раза, для создания натяга используют регулирующие устройства.