Технологические процессы изготовления несущих и ограждающих конструкций из клееной и цельной фанеры

Для изготовления клееных деревянных конструкций используют пиломатериалы (доски), как правило, хвойных пород толщиной не более 5 см (для гнутых элементов — не более 4 см) с влажностью 10—12% 'И фанеру преимущественно марки ФСФ, сорта В/ВВ толщиной 8—15 мм (см. гл. 2 и 4).Процесс изготовления клееных деревянных конструкций включает следующие технологические операции: распиловку бревен на пиломатериалы; сушку досок до влажности 10±2%; механиче­скую обработку досок, включая раскрой, удаление недопустимых пороков, фрезерование, стыкование досок по длине и ширине (по кромке), сортировку заготовок по нормам пороков (категориям ка­чества), раскрой и стыкование листов фанеры; приготовление и нанесение клея на склеиваемые поверхности; запрессовку изго­товляемого элемента или конструкции и выдержку до отверждения; клея; распрессовку элемента (конструкции), его обработку и окон|чательную отделку.

Рис. 18.1. Схема распиловки бревен:

а — на пилораме; б — на ленточнопйльном станке; в — на круглопиль-ном станке

_ Распиловку бревен производят в лесопильных цехах на пило-врамах, ленточнопильных или круглопильных станках (рис. 18.1). ЕБревна, предназначенные для распиловки (пиловочник), должны ^храниться в условиях, предохраняющих лесоматериалы от загнивания.Наиболее простой способ предохранения от грибных поражений— это сохранение в древесине влажности около 200%. Поэтому бревна перед распиловкой хранят либо в специальных водяных бассейнах (водный способ), либо на суше, но при условии их регу­лярного увлажнения из дождевальных установок (влажный способ).Основной способ заключается в высушивании бревен за более 'короткий срок (в летнее время) до влажности около 20%, при которой грибные поражения тоже не развиваются. Бревна при этом способе хранят так, чтобы они не увлажнялись грунтовой влагой (на подкладках), и с них предварительно удаляют кору. При температуре ниже 5° С способ хранения бревен мало влияет на их долговечность, так как при низких температурах гниение и деятельность насекомых прекращаются. Сушку лесоматериалов для клееных конструкций производят в досках. Существует несколько способов сушки. Рекомендуется применять либо камерную сушку, либо атмосферную с последую­щей досушкой в камерах. Атмосферная сушка осуществляется на открытом возду-.хе в штабелях, в которых доски укладывают с зазорами (на прокладках), обеспечивающими проветривание штабеля. Для.предо­хранения от атмосферной'и грунтовой влаги штабеля укладывают на подкладки и сверху устраивают навес, а для равномерного вы­сушивания всех слоев досок штабеля периодически перекладывают. Продолжительность сушки в штабелях зависит от климатиче­ских условий местности, времени года, толщины досок и требуемой конечной влажности пиломатериалов. Для досок толщиной 30— 50 мм в летнее время в районе Москвы подолжительность сушки составляет 10—16 дней при высушивании до конечной влажности 30% и 20—40 дней — до конечной влажности 20%. В связи с такой •большой разницей в продолжительности сушки в зависимости от конечной влажности досок рекомендуется высушивать пилома­териалы до влажности 30% с последующим досушиванием в каме­рах до требуемой влажности 10%. Камерная сушка производится в сушильных камерах, вну­три которых поддерживается повышенная температура и интенсив­ная циркуляция нагретого воздуха или перегретого пара с помощью вентиляторов. Удаление влаги из древесины начинается с наружных слоев- до­сок,-поэтому влажность остается неравномерной по толщине досок..до самого конца процесса сушки. При чрезмерно интенсивном-уда­лении влага из наружных слоев и большом перепаде во влажности по слоям в досках могут возникнуть трещины, поэтому процесс ста­раются вести таким образом, чтобы сначала прогреть имеющуюся в древесине влагу, не форсируя ее удаление о поверхности досок. Это достигается введением в камеру на первой стадии влажного нагретого воздуха при температуре 50—80° С. Затем по мере про­грева и снижения влажности древесины температуру воздуха по­вышают, а влажность во'здуха понижают. Доски для клееных кон­струкций высушивают до влажности 8% по наружной поверхности, имея в виду, что при фрезеровании будут сняты наиболее сухие наружные слои досок. Перед механической обработкой выгружен­ные из камеры доски должны трое суток сохраняться в помещении с температурой воздуха 16—22°С и влажностью воздуха 60—70% (кондиционируются) с целью выравнивания влажности по сече­нию. Механическая обработка и стыкование досок перед склеиванием включает ряд последовательных операций (рис. 18.2). Высушенные и выдержанные доски прежде всего подвергают калибровке на рейсмусовых или четырехсторонних строгаль­ных станках, т. е. фрезерованию по пласти, что позволяет досто­вернее, чем в нестроганных досках, оценить имеющиеся в' них по­роки и ликвидировать разнотолщинность досок. После калибровки производят поперечный раскрой досок по длине, при котором удаляются участки досок, содержащие недопустимые пороки (см. § 2.2).. В зависимости от объема пороков-раскроенные отрезки досок относят к элементам I, II или III категорий. Кроме пороков, упомянутых в § 2.2, заготовки не должны иметь дефектов формы, которые определяются величинами, пока­занными на рис. 18.3.

Рис. 18.2. Схема и последовательность операций при получении заготовок:

а — калибровка; б — вырезка участков с недопустимыми пороками и раскрой по длине; в — зарезка зубчатого стыка; г—фрезерование с четырех сторон; д — раскрой на за­готовки

Рис. 18.3. Возможные дефекты формы заготовок и их предельные значения!

а — искривление по кромке на участке длиной 1=3м fi/f<0,01 (при в<25 мм) в fi//<0,0067 (при о > 25 мм); 6 — искривление по пласти (не должно превышать припуска на обработку); в —поперечное искривление (покоробленность) f,/b < 0,008

Стыкование заготовок зубчатым соединением дает воз­можность получить заготовки требуемой длины. Зубчатый шип фрезеруется наборам фрез на специализированных шипорезных станках, после чего на наклонные поверхности наносится клей, две стыкуемые заготовки смыкаются под давлением 1—3 МПа (10— 30 кгс/см²) и выдерживаются до отверждения клея. Зубчатый стык, может выполняться с выходом на «ромку или на пласть. В послед­нем случае набор фрез имеет большую высоту. Все последовательные операции по стыкованию заготовок могуг осуществляться на автоматических или полуавтоматических лини-.•ях. В этом случае иногда применяют методы ускоренного отверж-Гдения клея в стыках. Получение заготовки подвергают строганию с четырех сторон и затем разрезают на ленты требуемой длины. Для получения сечений шириной большей, чем ширина одной [доски, может быть принята следующая технология. Из лент нарезают заготовки длиной 3 м, стыкуют (склеивают) их_ по кромке,, получая широкие плиты, которые потом распускают на заготовки

требуемой ширины. При необходимости их вновь стыкуют по длине. Механическая обработка пиломатериалов связана с неоднократ­ным фрезерованием, а следовательно, и с уменьшением первона­чальных размеров поперечного сечения пиломатериалов. Разница между первоначальным 'размером сечения доски и ее сечением пос­ле окончания механической обработки (припуск) зависит от породы древесины, характера обработки, длины,и размеров -сечения заго­товок. Согласно ГОСТ 7307—75 припуски для заготовок шириной до 195 мм составляют 4—5,5 мм на фрезерование пласти с двух сторон и 5—10 мм на фрезерование кромок с двух сторон.

Приготовление клея производят в клее-смесителях, в. которых тщательно переме­шиваются все входящие в клей компоненты (см. гл. 7). Компоненты надо смешивать в той последовательности, как они указаны в рецептурной таблице. Клеевая компози­ция, полученная после смешивания, облада­ет ограниченной жизнеспособностью, кото­рая выражается временем (минуты, часы), прошедшим с момента окончания переме-/шивания до момента достижения клеем та­кой вязкости (густоты), при которой его уже нельзя использовать. Постепенное за­густение клея связано с процессом отверж­дения, который начинается после смешива­ния компонентов. Поэтому клеи приготав­ливают такими порциями, которые могут быть использованы в течение срока жизне­способности клея.

Нанесение клея. Клей наносят на чистые свежестроганые поверхности тонким равномерным слоем. Для на­несения клея на обе пласти доски. используют клеевые вальцы (рис. 18.4). В мелкосерийном производстве, когда производитель­ность клеевых вальцов превышает потребность технологического процесса, для нанесения клея можно использовать кисти, малярные ролики и т. п. При склеивании зубчатых соединений клеи наносят на обе склеиваемые поверхности щетками или специальными дисками, имеющими тот же профиль, что и сам шип. При нанесении клея небольшой вязкости на большие поверх­ности механизированным способом достигается минимальный рас­ход клея (0,25—0,35 кг/м²), а следовательно, и наименьшая тол­щина клеевого шва. При склеивании узких деталей клеем высокой вязкости расход'повышается до 0,4—0,6 кг/м².

Запрессовка. По мере нанесения клея на склеиваемые поверх­ности заготовки накладывают одну на другую, соблюдая при этом требуемое расположение по высоте сечения досок соответствующей категории. После того как набран пакет необходимой высоты, к нелу прикладывают давление, с тем чтобы обеспечить плотный при­жим склеиваемых поверхностей по всей их площади. Для прямо­линейных клеедощатых элементов давление должно быть 0,3— 0,5 МПа (3—5 кгс/ом²), для криволинейных—0,8—1 МПа (8— 10 «гс/см²). Сборку пакета досок производят на стендах, обеспечивающих правильное положение- склеиваемых деталей. В силу ограниченной жизнеспособности клеев сборку пакета должны производить в сжа­тые сроки и клей не должен загустеть, пока элемент не запрес­суют. Запрессовку пакета досок осуществляют в винтовых или гид­равлических прессах. Продолжительность действия давления (вре мя выдержки) зависит от температуры воздуха в цехе и типа кон-грукции и составляет 8—30 ч. Время выдержки склеиваемого изделия под давлением может быть сокращено за счет нагрева, благодаря которому ускоряется процесс отверждения клея. Для клеедощатых массивных изделий йожно применять нагрев горячим воздухом (конвекционный на-эев), при котором время выдержки сокращается в 4—6~раз. На­прев в поле токов высокой частоты позволяет сократить время склеивания до нескольких минут. Выдержка. После рашрессоики клееные блоки надо выдержать условиях цеха еще 24 ч и лишь после этого приступать к их окон-1ательной отделке. Отделка клееных блоков включает фрезерование на рей-лусовых станках боковых поверхностей для удаления неровностей |(провесов), вызванных смещением кромок соседних досок в пакете, |а также для снятия подтеков, неизбежно появляющихся при нане-гении клея и запрессовке. Очень крупные блоки, для фрезерова­ния которых нельзя использовать рейсмусовые станки, обрабаты­ваются паркетострогальной машиной. Затем производят обрезку клееных блоков по шаблону под проектный размер и сверле­ние с помощью кондукторов о т в е р с т и и под болты. Отделка готового элемента завершается окраской за два раза водостойкой эмалью. Готовое изделие будет надежно защи­щено от неблагоприятного воздействия влаги, которое может воз­никнуть при транспортировании и хранении. Элемент защищается упаковкой в синтетическую (например, полиэтиленовую) пленку.

Поиск по сайту: