Столярные работы - сведения о древесине

Растущее дерево состоит из корней, ствола, ветвей и листьев или хвои.Отдельные части дерева выполняют свои определенные функции. Корни служат опорой для всего дерева. Кроме того, при помощи корней дерево высасывает из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами. Ствол проводит получаемую Корнями воду в крону, а образующиеся в кроне питательные вещества отводит в корни; кроме того, ствол поддерживает крону воспринимает усилия, действующие на нее. 
Крона - это ветви и листья или хвоя дерева. Под влиянием " щечного света и при соответствующих температурных условиях 1вленая часть кроны из углекислоты (СО) окружающего воздуха улавливаеи углерод, одновременно выделяя в атмосферу кислород. В результате соединения углерода с минеральными веществами, растворенными в воде, подведенными в крону стволом, в листьях и хвое происходит переработка неорганических веществ в органические; при этом образуются углеводы, (крахмал, сахар и пр.) и белковые вещества. Полученные органические питательные вещества спускаются в ствол и корни и служат для питания и роста всего дерева. 
Функции отдельных частей дерева схематически показаны на рисунке. В качестве основного материала, употребляемого для различных производственных целей, применяется древесина, получаемая из стволов деревьев. Под термином «древесина», широко употребляемым в технике и в общежитии, понимаются древесные стволы срубленных деревьев различных пород, используемых в качестве строительного, поделочного и топливного материала. Применение ветвей и корней деревьев в деревообработке очень ограничено. Вследствие того что древесина состоит из различно устроенных и различно расположенных клеток, она обладает неоднородным строением. Характерным свойством древесины является ее волокнистость и неодинаковость технических свойств в различных направлениях. 

Особенности строения

Особенности строения древесины и ее технических свойств, лучше всего видны на разрезах, которые делаются в трех взаимно перпендикулярных направлениях: торцовом, радиальном и тангентальном.

Торцовый, или поперечный

, разрез производится в плоскости, проходящей перпендикулярной оси ствола, поперек волокон.

Радиальный, или продольный

, разрез производится в плоскости, проходящей через сердцевину ствола, вдоль волокон.

Тангентальный

разрез проходит параллельно радиальному, вдоль волокон, но не через сердцевину, а на некотором от нее расстоянии, располагаясь по хорде ствола. 
На рисунке показаны - Разрезы ствола (а) и годичные слои (б): 1на торцовом разрезе; 2 - на радиальноь разрезе; 3 - на тангентальном разрезе. Во всех разрезах, у большинства древесных пород можно наблюдать различное характерное строение древесины. Так, например, древесина сосны на торцовом разрезе имеет вид концентрических темных и светлых слоев, так называемых годичных колец; на радиальном разрезе эти кольца видны в виде тонких ровных линий, а на тангентальном - в виде конусообразных полос. При изучении строения древесины ограничимся знакомством С ее макроструктурой. 
Под макроструктурой древесины понимается строение древесины, изучаемое невооруженным глазом или при помощи обыкновенной лупы в отличие от микроструктуры, изучаемой при значительном увеличении с помощью микроскопов различных типов. В стволе дерева различают следующие элементы: сердцевина, сердцевинная трубка, ядро, заболонь, камбий и кора (рис. 14). Ядро и заболонь вместе составляют древесину. 
Элементы строения древесины
1 - сердцевина; 2 - сердцевинная трубка; 3 - ядро; 4 - заболонь; 5 - камбий; 6 - луб; 7 - пробковый слой; 8 - годичный слой; 9 - ранняя древесина; 10 - поздняя древесина; 11 - сердцевинные лучи. 
В центре ствола древесины находится сердцевина, представляющая собой рыхлый стержень, образовавшийся в первые годы роста дерева. Сердцевина совместно с окружающими ее первичными годичными кольцами образует сердцевинную т рубку. С наружной стороны к сердцевинной трубке прилегают слои наиболее зрелой древесины, называемые ядром или ядровой древесиной; ближе к наружному краю ствола расположены слои более молодой древесины, называемые заболонью или оболонью. Ядро представляет собой часть древесины, обладающей наибольшей плотностью и прочностью. 
В процессе роста дерева, после определенного срока в ядре откладываются смолистые дубильные, красящие и другие вещества, которые придают ему более темный цвет и делают его более стойким против загнивания. Заболонь, или оболонь - это часть древесины, еще принимающая участие в физиологических процессах дерева, в его жизни и росте. По заболони от корней к кроне движется влага и питательные вещества, благодаря чему заболонь отличается большой гигроскопичностью и способностью быстро увлажняться или высыхать, в зависимости от окружающих условий. Заболонь является благоприятной средой, способствующей развитию микроорганизмов, вызывающих загнивание. 
В некоторых древесных породах заболонь по своему цвету и по влажности заметно отличается от ядра, особенно в овежесрубленном состоянии; эти породы относятся к группе так называемых ядровых пород (дуб, орех, сосна, кедр, лиственница, каштан, белая акация и др.). Древесные породы, у которых отсутствует хорошо выраженное по окраске ядро, относятся к группе безъядровых пород. Так, деревья, имеющие в центральной части ствола сухую слепую древесину, относятся к спелодревесинным породам (бук, липа, ель, пихта кавказская и др.), а деревья, не имеющие значительной разницы между наружными и внутренними слоями древесины, к заболонным породам (береза, осина, ольха, граб, клен, самшит и др.). 
Между заболонью и корой у растущего дерева можно обнаружить очень тонкую сочную растительную ткань (тонкое кольцо живых клеток), так называемый камбий или камбиальный слой, невидимый невооруженным глазом. Камбий прилегает к лубу или лубяному слою, переходящему далее в наружный слой - кору. Камбиальный слой состоит из жизнедеятельных живых клеток, способных к делению и росту. В результате деятельности камбия происходит рост ствола в толщину. Камбиальные слои у луба ежегодно образуют молодые слои древесины, располагаемые в виде концентрических кругов, вокруг сердцевины; они хорошо видны на торцовом разрезе ствола. 
Эти слои носят название годичных колец. С внутренней стороны годичного кольца располагается весенняя, более мягкая и рыхлая древесина (светлого тона) и с наружной стороны - более плотная и прочная древесина, образующаяся к концу лета (с более темной окраской). Летняя часть годичного кольца придает древесине механическую прочность. В умеренном климате в течение всей жизни дерева каждый год образуется по одному годовому кольцу и возраст дерева может быть определен при подсчете числа годичных колец у его основания. Рост дерева и все жизненные процессы в нем происходят в течение так называемого вегетационного (или растительного) периода - с весны до осени. Зимой жизненная деятельность дерева прекращается. 
Продолжительность вегетационного периода зависит от климатических условий местности и длится от 3 до 10 месяцев. Кора представляет собой покровные наслоения дерева и состоит из двух слоев: внутреннего, смежного с древесиной - луба, и наружного - пробкового слоя. Луб проводит питательные вещества, вырабатываемые листьями или хвоей, вниз, в ствол и корни. Пробковый слой образует внешнюю поверхность ствола, защищая дерево от высыхания, холода и от внешних механических и биологических повреждений. В некоторых породах деревьев (дуб и др.) на торцовом разрезе древесины хорошо видны полоски - лучи, сходящиеся по радиусам у сердцевины, так называемые сердцевинные лучи. Эти лучи проходят в горизонтальном направлении от луба до сердцевины или до одного из годичных колец. 
В растущем дереве сердцевинные лучи являются каналами, проводящими воду, питательные вещества и т. п, от луба и заболони к толще ствола. У различных древесных пород древесина к определенному времени приобретает так называемую физическую и техническую спелость. Физической или естественной спелость ю называется возраст дерева, при котором оно достигает наибольшего развития в вышину. По достижении физической спелости дерево продолжает жить, но его древесина качественно ухудшается (образуются дупла, сердцевинная гниль, трухлявость и пр). Технической спелостью называется возраст, при котором древесина становится наилучшей в техническом отношении, приобретая наибольшую прочность. Техническая спелость наступает значительно раньше физической. Кроме того, при определении технической спелости для одной и той же породы следует учитывать назначение древесины. 

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки древесных материалов. Технические свойства древесины. Древесина как конструктивный, строительный и поделочный материал имеет свои преимущества и недостатки. Основные преимущества древесины следующие: высокая удельная прочность (высокое отношение прочности к весу) и упругость. Определенные сорта древесины по прочности в отдельных направлениях не уступают алюминиевым и магниевым сплавам или некоторым сортам стали; малая теплопроводность, которая объясняется пористым строением древесины;простота механической обработки при помощи ручных инструментов и станочного оборудования; несложность переработки древесины для получения шпона, фанеры и других материалов; простота соединений отдельных деревянных частей и элементов при помощи шипов, с применением клея, шурупов, гвоздей и заклепок, невысокая стоимость. Наряду с рядом преимуществ древесина обладает некоторыми недостатками, ограничивающими ее применение. Основные недостатки древесины следующие: анизотропность, то есть неоднородность строения древесины в разных направлениях, вследствие ее волокнистого строения; различие механических свойств древесины в разных направлениях создает затруднения при ее конструктивном использовании; игроскопичность или способность древесины поглощать воду и водяные пары. 
Гигроскопичность ведет к изменению размеров, формы и свойств древесины. В результате разбухания или усыхания древесина коробится или растрескивается, недолговечность и склонность к загниванию при определенной температуре воздуха и влажности самой древесины, изменяемость свойств древесины в пределах одной породы в зависимости от ряда факторов (времени рубки, влажности древесины и т. д.);возгораемость. При применении древесины следует всесторонне использовать ее положительные качества и в максимальной степени уменьшить влияние отрицательных свойств.С целью уменьшения гигроскопичности и склонности к загниванию древесину подвергают сушке, применяют антисептическую обработку, наносят на древесину различные лакокрасочные покрытия. 
С целью устранения недостатков древесины производят ее облагораживание или улучшение. Облагораживание древесины представляет собой обработку с целью искусственного изменения ее физико - механических и химических свойств, при которых неравномерности ее строения и способность к поглощению влаги максимально снижаются. Это достигается в результате пропитки древесины специальными составами, склеивания и прессования тонких листов древесины (при различном направлении волокон в соседних слоях) и др. Методами обработки. Из облагороженной древесины наибольшее применение получили листовые или плиточные материалы: дельта - древесина и балинит. 
Определение качества древесины и ее технической пригодности производится путем выявления технических свойств древесины. Наиболее характерными техническими свойствами древесины являются: цвет, текстура, объемный вес, влажность, прочность, твердость, вязкость и ряд других. Цвет древесины является одним из признаков, по которым может быть определена порода дерева; по цвету судят и о состоянии древесины. Ствол березы или липы хорошего качества в разрезе имеет однородную, ровную окраску; дуб или сосна отличаются характерной более темной окраской ядра. Темные или цветные пятна или полосы на древесине свидетельствуют о наличии грибковых заболеваний. 
Текстура древесины - это характерный и свойственный лишь данной породе естественный рисунок, образованный волокнами, сосудами и сердцевинными лучами древесины, в плоскости продольного или поперечного разреза ствола. Особенно красива бывает текстура плотных лиственных древесных пород дуба, бука, ореха, ясеня, груши и др. (рис. 15). Текстура имеет практическое значение в столярно отделочных работах при изготовлении мебели, паркета и т. п. 
Объемный вес древесины - это вес единицы объема древесины (обычно это вес кубического сантиметра в граммах). Объемный вес зависит от породы древесины, от влажности, от положения образца по высоте ствола и от строения древесины. Он служит косвенным показателем прочности и твердости дерева. Большему объемному весу соответствует более плотная и крепкая древесина. Влажность древесины - это степень содержания в древесине влаги. Влажность древесины колеблется в значительных размерах: так в зависимости от условий в заболони свежесрубленного дерева содержится до 70% влаги и больше. Излишняя влажность понижает прочность древесины, способствует ее загниванию. 
Определение абсолютной влажности древесины в процентах производится в следующем порядке: образец древесины высушивают до постоянного веса и путем взвешивания определяют вес испарившейся воды, далее делят эту величину на вес высушенного образца и умножают на 100. Так, если образец до высушивания весил 175 г, а после высушивания 150 г, то его влажность будет ((175-150)/150)×100=16,7% Относительная влажность находится путем деления веса испарившейся воды на вес влажного образца. Изменение влажности древесины ведет к изменению её размеров, то есть к увеличению размеров при увлажнении и к уменьшению размеров при высыхании. 
Неравномерность высыхания и различная величина усушки в различных направлениях ведет к образованию внутренних напряжений, к короблению и растрескиванию древесины. Для уменьшения деформаций деревянных изделий, связанных с усушкой, применять следует только высушенную древесину с влажностью не более 20%. Прочность древесины зависит от породы дерева и его возраста, от места приложения нагрузки (по радиусу или по» высоте ствола), от времени валки дерева и пр. Так, ядровая древесина крепче заболони; комлевая часть прочнее вершинной и т. д. 
Очень большое влияние на прочность древесины оказывает ее влажность. Считают, что прочность свежесрубленного дерева не достигает и половины прочности высушенной древесины. При увеличении влажности древесины на 1% (в пределах от 8 до 23%) сопротивление изгибу и сжатию понижается на 4 - 6%. Наличие сучков, трещин, неправильного расположения волокон в древесине снижает ее прочность на 50 - 60% и больше. Твердость древесины у разных пород дерева различна. По степени твердости, считая от мягких к твердым, породы располагаются в следующем порядке: тополь, осина, липа, пихта, ель, сосна, ольха, береза, лиственница, бук, дуб, ясень, клен, кизил, самшит. 
Почти у всех пород деревьев твердость на торцовой поверхности больше, чем на боковой поверхности. Вязкость древесины - это способность материала без разрушения сохранять приданную ему при гнутье форму. Свойство древесины гнуться очень важно при изготовлении гнутой мебели, дуг, в бондарном деле и пр. Увеличение гибкости древесины, но с понижением ее прочности, производится путем пропаривания или проваривания ее, а для свежесрубленного дерева путем простого нагревания. 

Основные породы деревьев

Основные породы деревьев, их отличительные особенности и применение. Все существующие породы деревьев по характеру строения древесины и по ряду внешних признаков делятся на две основные группы: хвойные и лиственные. Хвойные породы занимают около 80% всей площади лесов и снабжают особенно ценной древесиной промышленность,транспорт и строительство. Деревья хвойных пород имеют прямые стволы и высокого качества древесину, отличающуюся большей или меньшей смолистостью, что в значительной мере увеличивает ее долговечность. 
К группе хвойных пород относятся: сосна, ель, лиственница, кедр, пихта. Лиственные породы имеют меньшее распространение. К группе лиственных пород, широко используемых в качестве конструктивного, строительного и поделочного материала, относится: дуб, ясень, бук, граб, клен, груша, береза, липа, ольха, осина, тополь, бамбук и многие другие. Сосна растет в большинстве районов РФ. Древесина сосны имеет яркоокрашенное ядро буровато-красноватого или розоватого цвета, резко отличающееся от широкой светлой заболони. Древесина сосны легкая, крепкая с отчетливо заметными годичными кольцами. 
Излишняя смолистость сосны несколько понижает качество древесины, делая ее более хрупкой, и затрудняет обработку. Неоднородность в строении древесины, наличие рыхлых и плотных слоев делает сосну малопригодной для изготовлении мелких деталей, нарезания резьбы и для проведения токарных работ. Древесина сосны является основным конструкционным строительным материалом, хорошо обрабатывается - раскалывается, пилится, строгается, гнется и т. д. Сосна широко применяется во всех видах промышленного и жилого строительства (стены, перекрытия, балки, двери, окна), для изготовления различной мебели и многих других изделий. 
Ель распространена в северной и средней полосе Европейской РФ и в Сибири. Древесина ели имеет желтовато - белый цвет. По сравнению с сосной древесина ели имеет меньшую плотность. У ели имеется большое число очень твердых сучков, расположенных главным образом под прямым углом к стволу; у сосны они направлены под острым углом. Это является одним из признаков, по которому можно отличить сосну от ели: сучки на продольном разрезе ствола у сосны имеют овальную форму, л у ели круглую. При высыхании материала сучки часто выпадают. Ель широко применяется в строительстве и в мебельном производстве наряду с сосной, а также для изготовления различных музыыкальных инструментов. 
Лиственница распространена на северо-востоке Европейской части РФ, в Сибири и на Дальнем Востоке. Ствол лиственницы имеет ядро красновато-бурого цвета и узкую светлую заболонь. Древесина малосучковатая, отличается высокой прочностью и большим объемным весом. Благодаря значительному количеству смолы древесина лиственницы обладает высокой стойкостью против загнивания, даже в условиях повышенной влажости, но при высыхании имеет склонность к растрескиванию. В древесине лиственницы плохо держатся гвозди и применение ее в гвоздевых конструкциях не рекомендуется. Лиственница применяется для гидротехнических и подземных сооружений, кораблестроении и пр., являясь хорошим заменителем дуба и ясеня. 
Кедр - разновидность сосны, растет преимущественно в Сибири и на Дальнем Востоке. Ствол кедра имеет широкую заболонь желтовато - белого цвета, нерезко отличающуюся от желтовато - красного ядра. Древесина кедра однородная, мягкая, с весьма красивой текстурой и окраской; хорошо обрабатывается. Кедр служит полноценным заменителем липы и в некоторых случаях сосны. Употребляется в строительстве для тех же работ, что и сосна. 
Пихта растет в Сибири, на Кавказе и в Европейской части РФ. Цвет древесины белый с желтоватым оттенком. Древесина мягкая, легкая, хорошо обрабатывается и склеивается, Но сильно коробится и растрескивается при сушке. Качество древесины пихты несколько ниже, чем у ели. Применяется пихта для тех же целей, что и ель. 
Дуб распространен в центральных и южных районах СССР. В древесине дуба заболонь узкая, желтоватого цвета; ядро имеет цвет от светло-желтого до темно-бурого. Древесина плотная, твердая, обладает большой прочностью и стойкостью от загнивания. 
Древесина дуба встречается двух видов: 
а) мелкослойная - мягкая, однородная, с пониженной прочностью (является ценным материалом для мебельного и фанерного производства 
б) крупнослойная - твердая, с повышенной прочностью (используется для изготовления деталей в самолетостроении, судостроении, вагоностроении, при строительных работах, при изготовлении гнутых деталей различных конструкций, а также для разного рода поделок и изделий, которые должны обладать малой истираемостью. 
Древесина дуба склонна к растрескиванию и требует длительной и осторожной сушки. Пролежавшая несколько десятков лет в воде древесина дуба темнеет и приобретает красивую окраску. Полученный при этом так называемый мореный дуб используется для ценных поделок, отделки мебели и т.п. Красивый цвет и текстура древесины дуба очень ценятся при столярно-отделочных работах. 
Ясень растет в средней и южной полосе РФ, в Крыму и на Кавказе; ясень маньчжурский - на Дальнем Востоке. Ясень обладает светло - коричневым ядром и широкой, желтовато - белой заболонью, по внешнему виду очень похожей на древесину дуба. Древесина ясеня твердая, вязкая, упругая; при сушке не растрескивается. Употребляется для самолетов, кузовов автомашин, экипажей, а также для их внутренней отделки. По применению и механическим качествам заменяет дуб. 
Бук (красный или серый) растет на Кавказе, имеются насаждения в Крыму и на Украине. Древесина бука мелкослойная, твердая,' прочная, белого цвета, с желтовато-красным оттенком' и с красивой текстурой. Бук хорошо поддается обработке, но малостоек против гниения; кроме того, он усыхает и при этом сильно коробится. Применяется при изготовлении гнутой мебели, предметов хозяйственного обихода, а также столярного инструмента - колодок для рубанков, линеек, ручек для инструмента и т. п. Буковый шпон служит хорошим материалом для получения облагороженной древесины и слоистых древесных пластиков. Древесина бука является заменителем ясеня. 
Граб (или белый бук) растет в Белоруссии, на западе Украины, в Крыму и на Кавказе; имеет древесину серовато-белого цвета, очень плотную, твердую, обладающую большим сопротивлением истиранию. Древесина граба легко колется, при сушке растрескивается и коробится. Благодаря значительной твердости применяется главным образом для изготовления деревянных деталей простых машин, мельничных колес, винтов,, деревянных частей столярных инструментов (колодок для рубанков и фуганков), шаров, деревянных гвоздей и пр. Для изготовления мебели и строительных целей не пригоден. 
Клен растет в средней части РФ, на Украине, на Кавказе и на Дальнем Востоке; обладает белой, твердой, упругой, гибкой, однородной древесиной с шелковистым блеском. Древесина клена плотная, обладает высокими механическими качествами, но в сырых местах клен быстро загнивает. Клен употребляется в мебельном деле, для изготовления музыкальных инструментов и пр. Клен является хорошим материалом для резных и токарных работ. 
Груша растет в южных районах и средней полосе РФ. Древесина красноватого или красновато-коричневого цвета, тяжелая, твердая, но однородная со слабо заметными годичными кольцами. При обработке хрупкая, плохо колется, но хорошо полируется и точится. Это очень ценный материал для дорогой мебели, для токарных работ. Кроме того, груша идет на изготовление линеек, рейсшин, лекал, угольников и пр. Легко имитируется под черное и красное дерево. 
Береза - наиболее распространенная порода, растущая в северной и центральной части РФ, а также на Дальнем Востоке. Береза имеет древесину белого цвета с желтоватым или красноватым оттенком. Древесина березы прочная, твердая, хорошо обрабатывается, но обладает малой стойкостью против загнивания, особенно в сырых или плохо проветриваемых местах. Признаками загнивания древесины служит появление синевы или особенно белых и серых полосок между слоями дерева. Такая древесина для работы не годится. 
При сушке береза сильно коробится.Применяется береза для изготовления строительных конструкций, мебели, в обозном производстве, а также при проведении токарных и поделочных работ (ручки для инструментов, колодки и т. п.). Кроме того, древесина березы широко используется в виде шпона и фанеры и часто имитируется под ценные породы (черное и красное дерево, орех и др.). 
Липа растет в средней и южной частях РФ; древесина белая, с розоватым или красноватым оттенком, легкая, мягкая,однородная, обладает небольшой прочностью. Липа очень хорошо обрабатывается и принимает отделку, но сильно усыхает, а при хранении в неблагоприятных условиях легко загнивает. Так как у древесины липы нет запаха, то из нее делают кадки для масла и меда, блюда, доски для хлеба и т. п. Липа широко применяется при изготовлении внутренних ящиков столов, крышек, чертежных досок, ящичков, шкатулок, игрушек и мелких соединительных несиловых деталей. Кроме того, липа используется как прекрасный материал для токарных работ и художественной резьбы по дереву. Из луба липы делают мочало и лыко. 
Ольха растет в северной и средней части РФ, в Западной Сибири и на Кавказе. Белая древесина свежесрубленного дерева на воздухе становится буровато - красной. Древесина средней твердости, однородна, но при изгибах или неосторожных ударах обнаруживает хрупкость. Хорошо обрабатывается, но при сушке коробится и трескается. В сырых местах древесина ольхи легко загнивает, но под водой сохраняется длительное время. Применяется в мебельном производстве для изготовления ножек столов и стульев, для изготовления литейных моделей и пр. Кроме того, ольха служит хорошим материалом при изготовлении несложной резьбы и может имитироваться под орех или красное дерево. 
Широко применяется в виде фанеры-переклейки, заменяет липу при изготовлении различных мелких поделок. Осина и тополь имеют схожую между собой мягкую, рыхлую и легкообрабатываемую древесину, серовато - белого цвета у осины и светло-коричневого - у тополя. В сырых местах легко загнивают. При изготовлении мелких поделок осина и тополь успешно заменяют липу. Применяются для производства клеевой фанеры, спичек, спичечных коробок, остовов мебели, деревянной посуды, ящиков и пр. 
Бамбук - род древовидных злаков; культивируется на Черноморском побережье Кавказа и Крыма. Наружная часть древесины бамбука обладает высокой прочностью и гибкостью, используется при производстве построек, легкой мебели и т. д. 

Общие сведения о пиломатериалах

В лесу отбирают нужные деревья, валят их, производят обрубку и уборку сучьев. Стволы срубленных деревьев с обрубленными сучьями и отпиленной вершиной называются хлыстами. Диаметр хлыстов у вершинного конца колеблется в больших размерах и бывает обычно не менее 25 см, а длина доходит до 16м. В зависимости от толщины, сучковатости и породы дерева,, хлысты распиливаются в поперечном направлении (раскряжевываются) на бревна и кряжи. Термин «бревна» чаще всего относят к хвойным породам, а «кряжи» к лиственным. Все лесоматериалы делятся на две группы: круглые и пиленые (пиломатериалы). 
Продольная и поперечная распиловка круглых лесоматериалов производится с помощью ленточнопильных и круглопильных станков и лесопильных рам. Лесопильная рама представляет собой машину, в которой распиловка бревен ведется с помощью нескольких пил, укреплении в массивной раме, имеющей поступательно-возвратное движение в вертикальном направлении. Бревно затягивается с помощью волков в раму и, двигаясь в направлении, перпендикулярном движению пил, распиливается ими на доски. 
Поперечная распиловка производится на циркульных или поперечных пилах. Циркульные пилы представляют собой пильные диски закрепленные на валу в станине и приводимые во вращение с помощью электродвигателя. В зависимости от формы поперечного сечения пиломатериалы делятся на пластины, четвертины, горбыль, доски, брусья, бруски и рейки. 
Пластины (рис. 16, а) получаются при распиливании строительного бревна вдоль по диаметру, через сердцевину на две половины. 
Четвертины (рис. 16, б)получаются при распиливании строительного бревна вдоль продольной оси по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. 
Брусья (рис. 16, в, г) - пиломатериалы сечением примерно 100×100 мм и более. Брусья бывают двухкантные и четырехкантные, то есть получающиеся из бревна при опиловке с двух противоположных или с четырех сторон. 
Горбыли (рис. 16, д) - крайние срезки, получаемые при отпиливании от бревна его боковых сторон. 
Доски (рис. 16, е) и бруски (рис. 16, ж) - пиломатериалы, получаемые при распиливании бревна по нескольким параллельным плоскостям. Доски имеют ширину, превышающую толщину не менее чем в два раза; бруски имеют ширину, меньшую двойной толщины. Доски хвойных пород, имеющие толщину свыше 50 мм, иногда называют пластинами, или лафетами, а тонкие доски, применяемые для обшивки стен, покрытия крыш, для изготовления тарных ящиков и пр., называют тесом. 
Бруски квадратного или прямоугольного сечения небольших размеров, получающиеся как отходы при пилении, называют рейками (рис. 16, з). Из всех видов лесоматериалов в столярных работах применяются главным образом доски и бруски. 
В зависимости от положения в бревне доски или бруски бывают срединными, или середовыми, и боковыми, или рядовыми. Срединные доски содержат наиболее прочную и плотную древесину, они меньше усыхают и коробятся. Отдельные элементы досок и брусков имеют свои специфические названия (рис. 17)
Торец - это наружная поперечная грань доски или бруска или поверхность разреза древесины поперек волокон (поперек ствола). 
Пласти - широкие стороны досок и брусков, а также все стороны брусков квадратного сечения. Пласть, обращенная к сердцевине, называется внутренней, а обращенная к заболони - наружной. Наиболее чисто обработанная пласть называется лицевой, а противоположная ей - оборотной. 
Кромкам и называются узкие продольные стороны досок и брусков. 
Ребрами называются линии пересечения пластей с кромками. 
По способу обработки кромок доски и бруски бывают обрезные - выпиленные из бревен с последующей обрезкой кромок, и необрезные и полуобрезные, имеющие на боковых кромках полный или частичный обзол. Обзол - это цилиндрическая часть ствола, оставшаяся не опиленной при обрезке доски или бруска. 
В школьных мастерских нет необходимости пользоваться всем широким ассортиментом древесных пород. Для выполнения различных поделочных работ и при изготовлении столярных изделий применяются пиломатериалы лиственных и хвойных пород - береза, липа, осина, сосна, ель и др. При работах по дереву, помимо пиломатериалов, применяется фанера, являющаяся очень распространенным и ценным строительным материалом. Качественная фанера наиболее часто изготавливается из лучшего березового шпона и поступает в промышленность в виде плоских листов различных габаритов и толщины. 
Шпон представляет собой широкий ровный очень тонкий лист древесины, используемый в качестве полуфабриката для получения слоистых древесных материалов; толщина шпона бывает от 0,4 до 1,5 мм. При склейке фанеры листы шпона складывают таким образом, чтобы волокна двух смежных листов перекрещивались друг с другом под углом 90°, то есть располагались взаимно-перпендикулярно. Склейка фанеры ведется горячим или холодным способом под давлением. Число слоев шпона в фанере берется от 3 до 11, как правило нечетное. Влажность фанеры после сушки по техническим условиям должна находиться в пределах 6 - 10%. 
Заводы изготавливают листы фанеры размерами от 750 × 750 мм до 3100 × 1525 мм при толщине от 1 до 12 мм. Основные преимущества фанеры перед другими материалами следующие: легкость, гибкость, сравнительная однородность технических свойств вдоль и поперек волокон, малая толщина при достаточной механической прочности. Для столярных работ наиболее широкое применение получила фанера, изготовленная из березы, ольхи, осины, сосны и др. Фанера ценных древесных пород идет на обклеивание поверхности столярных изделий, с целью придания им красивого внешнего вида. Основные свойства дрквесины различных пород приведены в таблица 2 

Пороки древесины

Пороками древесины считают все неправильности в строении древесины, а также повреждения и заболевания, образовавшиеся во время роста дерева или полученные при заготовке, транспортировке, хранении и обработке древесины. Незначительные повреждения древесины во время ее механической обработки называют дефектами древесины. Наличие пороков в значительной мере ухудшает качество древесины, в результате чего древесина целиком или частично становится непригодной для использования в производстве. 
В обрабатываемой древесине всегда имеется значительное количество тех или иных пороков и дефектов, избежать их полностью трудно. Поэтому в материалах и изделиях в зависимости от их назначения допускается наличие различных пороков в той или иной степени развития, но количество их должно ограничиваться. Приведем описание наиболее существенных пороков, встречающихся в досках, брусках и рейках. Сучки - это заключенные в древесине ствола основания ветвей - живых или отмерших при жизни дерева. Сучки являются наиболее известным и часто встречающимся пороком в древесине. 
Обладая твердостью в два - три раза большей по сравнению с твердостью нормальной древесины, сучки чрезвычайно затрудняют ее обработку и затупляют инструмент. Наличие сучков нарушает однородность строения древесины и изменяет направление волокон, что также усложняет обработку. Кроме того, сучки ослабляют древесину в поперечном сечении, понижая ее прочность на изгиб и уменьшая упругость. 
По состоянию древесных сучков различают: 
а) сучки сросшиеся твердые; 
б) сучки частично сросшиеся твердые 
в) несросшиеся сучки (рис. 18, а, б, в)
Сросшиеся твердые сучки имеют твердую древесину нормального вида с годичными слоями, составляющими одно целое с окружающей древесиной. Сучки прочно связаны с древесиной ствола. Частично сросшимся твердым сучком называется сучок, отмерший при жизни дерева, а затем с течением времени обросший древесиной, но не связанный с ней целиком. Твердые сросшиеся и частично сросшиеся сучки бывают здоровыми, роговыми и окрашенными. 
Здоровый cучок не имеет гнили, окрашен несколько темнее окружающей древесины, имеет ясно заметные годичные кольца. Роговой сучок имеет здоровую древесину, но сильно пропитан смолой, дубильными или другими веществами, выделяемыми деревом при жизни. Роговой сучок имеет повышенную твердость. Окрашенный сучок окружен здоровой древесиной, но сам находится в начальной стадии загнивания, что проявляется в изменении окраски из темной в светлую или пеструю. Разобранные виды сучков по сравнению с описываемыми ниже представляют наименьший порок. 
Несросшиеся сучки образуют в древесине отверстия или гнилые участки, ослабляющие древесину подобно отверстиям. Несросшиеся сучки бывают выпадающими (твердыми), рыхлыми и табачными.Выпадающий твердый сучок образуется отмершей веткой, обломавшейся не у самого ствола, а на некотором расстоянии от него, благодаря чему он и обрастает постепенно древесиной, но без связи с ней. Выпадающие сучки выявляются только в колотой или пиленой древесине и в фанере; при высыхании ее они легко выпадают. 
Рыхлый сучок окружен здоровой древесиной и сохранил еще свою форму, но уже настолько подгнил, что частично потерял свою твердость и цвет, а древесина его размягчилась, стала трухлявой. К рыхлым сучкам относятся сучки черные смолевые, которые в результате заполнения выгнившего сучка смолой в его полости образуют темную смолистую массу, а также сучки табачные - совершенно разложившиеся и превратившиеся в бурую, коричневую или пеструю массу, распадающуюся в порошок, при растирании ее пальцами; наличие табачных сучков говорит о заражении древесины внутренней гнилью. 
Сучки рыхлые, особенно табачные, не только понижают прочность древесины, но могут явиться причиной заражения грибками окружающей их древесины. В некоторых случаях даже здоровые сучки не всегда можно оставлять в изделии. В этих случаях сучки удаляют (вырезают или высверливают), а оставшиеся от сучков места заделывают пробками из качественной древесины. К другой, наиболее многочисленной группе относятся пороки строения и развития древесины, из которой наиболее важными являются: косослой, свилеватость, завиток, крень и др. 
Косослой (рис. 19, а) - это косое винтообразное направление волокон. При распиловке косослойного дерева на доски, волокна его перерезаются, что снижает прочность материала. Косослойную древесину труднее обрабатывать, особенно строгать так как при обработке могут быть задиры и сколы. Косослой наблюдается главным образом у хвойных пород деревьев (сосны, ели, лиственницы), растущих на каменистой почве или подвергающихся действию ветров, с частой переменой направления. Свилеватость (рис. 19, б)представляет собой резко волнистое или путаное расположение волокон в древесине на отдельных участках или по всей длинне дерева. 
Свилеватость бывает путанная, встречающаяся чаще всего в лиственных породах и волнистая, с характерным волнообразным расположением волокон. Свилеватая древесина плохо колется и с трудом обрабатывается. Завиток (рис. 19, в) - это местное искривление годичных слоев, под влиянием сучков или проростей. Крень (рис. 19, г) - это местное ненормальное утолщение летней части годичных слоев, с резким повышением их твердости. Наиболее неблагоприятна крень однобокая, наблюдающаяся по одну сторону сердцевины; крень обычно сопровождается эксцентричностью и некоторой кривизной ствола. Крень нарушает равномерность прочности древесины и способствует сильному короблению досок как в долевом, так и в поперечном направлениях. 
Наличие в пиломатериалах таких пороков, как косослой, свилеватость, завиток и крень вызывает понижение механической прочности древесины, ухудшает сушку ее, вызывая продольные коробления и растрескивание брусков и особенно тонких досок, и, кроме того, ухудшает механическую обработку древесины - раскалывание, пиление, строгание и пр. Однако некоторые пороки в отдельных случаях являются даже полезными; так, при изготовлении различных декоративных поделок из карельской березы, клена, ореха и других деревьев свилеватость играет положительную роль, так как причудливое расположение волокон дает на поверхности изделия очень красивый рисунок. Нередко на растущих или свежесрубленных деревьях появляются различного вида трещины, которые нарушают целость материала и являются также серьезным пороком древесины. К трещинам относятся: метик, отлуп, морозобоина, трещины усушки. 
Метик - это одна или несколько широких внутренних продольных трещин, проходящих через сердцевину ствола, нередко по всей его длине, но не доходящих до его наружных слоев. Две или несколько трещин, проходящих через сердцевину по одной прямой, называют простым метиком (рис. 20, а), трещины, расположенные под углом друг к другу, называют крестовым метиком (рис. 20, б). В зависимости от направления трещин в стволе простой и крестовый метик может быть согласным, если трещина по всей длине расположена в одной плоскости, и несогласным, если трещина идет внутри ствола винтообразно, имея на нижнем торце ствола иное направление, чем на верхнем. 
Отлуп - это внутренняя трещина, направленная по годичному слою и распространяющаяся на некотором протяжении по длине бревна. Отлуп может быть полным или кольцевым (рис. 20, в), если трещина на торцевом разрезе ствола имеет вид замкнутого кольца, и частичным (рис. 20, г), если трещина имеет дугообразный вид. Очень часто отлуп встречается на переходе от ядра к заболони. Отлуп нарушает цельность древесины и портит пласть доски. 
Морозобоина (рис. 20, д) - это наружная продольная радиальная трещина, образовавшаяся от разрыва наружных слоев древесины в результате действия сильных морозов или от удара молнии. Трещины при морозобоине бывают более широкими на периферии и постепенно суживаются по направлению к центру. 
Трещины усушки - наружные трещины, образующиеся при высыхании древесины в бревнах, а также в различных пиломатериалах, досках, брусках и т. д. В отличие от метика или отлупа трещины усушки имеют небольшую протяженность, вдоль волокон обычно до 1 м. Все виды трещин вызывают понижение механических качеств древесины и способствуют образованию гнили. Растущие и свежесрубленные деревья, а также пиломатериалы, портятся в результате развития в них низших растений. Наиболее благоприятные условия для развития грибов, вызывающих гниение древесины, создаются при определенной температуре порядка от + 2°С до + 45°С, с влажностью 20 - 70% и при отсутствии проветривания. Гнилостные грибы размножаются опорами. 
Споры легко разносятся ветром и, попадая в трещины, отмершие сучки или наружные ранения дерева, переходят во внутреннюю часть ствола и при благоприятных условиях быстро развиваются в грибницу. Питаясь веществом клеток древесины, грибы сначала изменяют окраску древесины, а затем вызывают ее гниение. С течением времени гниющая древесина становится дряблой, легко крошится и в конце концов превращается в сухую или сырую мягкую массу. Некоторые виды грибов (например, плесневые) изменяют окраску древесины, не разрушая ее, однако появление плесени свидетельствует о том, что имеются условия, благоприятные для развития более опасных гнилостных грибов. Необходимо устранить причины образования плесени, просушив древесину. 
Очень многочисленны и разнообразны дереворазрушающие грибы, развивающиеся на хвойных и лиственных породах. Пораженная древесина, как правило, в качестве поделочного материала не пригодна. Значительный вред древесине причиняется различными насекомыми, происходящий от их деятельности; порок обозначается общим термином «червоточина». Вред древесине приносят главным образом личинки насекомых-вредителей. Из отложенных в древесину яиц выходят личинки обычно в виде червяка бледно-серого или белого цвета. Эти личинки питаются древесиной и при передвижении оставляют позади себя извилистые бороздки или ходы, заполненные трухой. 
Поверхностная, или неглубокая, червоточина - это повреждение древесины, производимое короедами, серыми плоскими усачами, лубоедами, еловыми и дубовыми усачами и другими насекомыми; эти насекомые делают мелкие и крупные ямочки, бороздки и ходы - отверстия шириной 2 - 3 мм и углубляющиеся в древесину до 50 мм (рис. 21, а)
При глубокой червоточине повреждения производят черные усачи и рогохвосты, у хвойных пород, или большие дубовые усачи, корабельные сверлильщики и другие, у лиственных пород. Эти насекомые (рис. 21, б)делают ходы-отверстия диаметром свыше 6 мм, глубиной свыше 50 мм во всех направлениях. При трухлявой червоточине (являющейся частным случаем глубокой червоточины) благодаря большому количеству ходов древесина внутри быстро превращается в трухлявую массу, при этом стволы снаружи не имеют признаков разрушения, кроме входных и лётных отверстий насекомых. Опасными для древесины являются жуки: мебельный и домовой точильщики; деятельность их личинок может быть обнаружена благодаря издаваемому ими характерному звуку, напоминающему тикание часов, особенно хорошо слышимому ночью. 
Материал, имеющий поверхностную и неглубокую червоточину, может быть допущен в столярно-плотничное производство, но его сортность значительно снижается. Материал с глубокой и особенно с трухлявой червоточиной для поделок не применяется. Для предохранения древесины от насекомых - вредителей, поражающих древесину главным образом под корой, рекомендуется сразу после валки производить очистку деревьев от коры, уничтожать остающийся валежник и удалять кряжи с места рубки. Для борьбы с жуками - точильщиками и другими вредителями, личинки которых остались в мебели, деревянных домах или в различных поделках из дерева, применяются различные составы. 
Так, применяется состав из нафталина и воска, растворенных в бензине или скипидаре, который наносят кистью, после чего производят замазку отверстий, сделанных науками, специальной мастикой, хорошо засыхающей на воздухе. Хорошим средством для борьбы с жучками и личинками являются химические препараты ДДТ, применяемые в виде концентрированных жидкостей или порошка. Жидкость ДДТ разбавляют водой и наносят кисточкой во входные отверстия на древесине, проделанные жучками и их личинками. Порошок и водный раствор ДДТ опасны и для человека при попадании в пищу и продукты питания. 

Сушка и хранение

На заводы и в мастерские древесина поступает в виде круглого леса (бревен) или в виде пиломатериалов: досок, брусков, реек и т. д. с различной степенью влажности. Так, влажность свежесрубленной древесины, главным образом ее заболонной части, обычно бывает не менее 60 - 70%, влажность сплавного (мокрого) материала 60 - 80% и выше, а материала подсушенного - ниже 30%. Однако пиломатериалы, поступающие в производство, в зависимости от вида изготавливаемых изделий должны иметь влажность от 8 до 18%. 
С целью снижения влажности до требуемой величины производят высушивание древесины. Следует помнить, что обладая значительной гигроскопичностью, древесина воспринимает из воздуха влагу или отдает ее, сохраняя в зависимости от атмосферных условий определенную, так называемую равновесную влажность. Использование для столярных и плотничных работ древесины с повышенной влажностью приводит к изменению размеров и формы изделий и образованию поверхностных и внутренних трещин. Для получения качественных и долговечных столярных изделий и деревянных конструкций из древесины требуется удалить излишнюю влагу. 
Сушка древесины помимо сохранения, ее механических качеств способствует улучшению ее стойкости против грибковых заболеваний, уменьшает вес, улучшает склеиваемость и качество отделки. При сушке лесоматериалов и древесины должны соблюдаться определенные условия: влажность древесины должна быть равномерной, разница во влажности в различных слоях материала по длине и по сечению не должна быть больше 1 - 2%, сушка не должна вызывать трещин или коробления материала. 
Сушка древесины производится следующими способами: 
а) воздушным или естественным, при котором материал высыхает под открытым небом; 
б) при помощи сушильных камер. 
Естественная сушка происходит при длительном хранении и подсушивании лесоматериалов на лесных складах. Бревна и пиломатериалы, рассортированные по породам и качеству древесины, укладываются рядами в правильные штабели. Между штабелями устраиваются прокладки из жердей или реек, а также боковые прозоры шириной в половину доски, для свободного обдувания материала воздухом. Очень большое значение имеет предварительная сортировка древесины при ее приемке и сушке. В особенности важно отбраковать заранее больную древесину, так как поражающие древесину грибки быстро развиваются в сырых местах и легко переходят на здоровую древесину. Длительность естественной сушки зависит от ряда причин и в первую очередь от толщины и породы древесных материалов, климата и способа укладки. Сушка древесины при этом способе происходит медленно. 
Так, при сушке свежесрубленной древесины круглого леса для понижения влажности с 50°/о до воздушно - сухого состояния (20%) для дуба требуется 3 - 4 года, для сосны 1,5 - 2 года. Продолжительность сушки пиломатериалов в зависимости от их толщины и других факторов составляет от 0,5 до 2 месяцев. Искусственная сушка производится в сушильных камерах, где пиломатериалы обдуваются горячим воздухом. Воздух подогревается с помощью пара, газа или электричества до температуры от 30°С до 90°С. Регулируя температуру и влажность воздуха, а также скорость обдува, создают наиболее благоприятные условия сушки древесины в зависимости от породы дерева, размеров материала, начальной и конечной влажности. Основными преимуществами камерной сушки древесины, по сравнению с воздушной, являются следующие: 
а) сроки сушки древесины сокращаются от 3 до 10 раз; 
б) при камерной сушке древесина высушивается до 8% и 
ниже, что весьма важно для выполнения столярных работ; 
в) грибки, вызывающие гниение древесины, а также личинки 
жучков-вредителей, находящихся в древесине, под действием высо- 
кой температуры погибают; 
г) смола, находящаяся в деревьях хвойных пород, после камер- 
ной сушки затвердевает и при работе с древесиной не выступает 
на ее отделанную поверхность. 
Кроме обычной камерной сушки, применяется сушка вакумная, при которой одновременно с повышением температуры в сушильной камере создается пониженное давление (вакуум), в результате чего сроки сушки снижаются до 2 - 3 суток. Все большее распространение получает сушка токами высокой частоты. В этом случае доски, бруски или изделия из древесины помещают между электродами, имеющими вид металлических пластин или сеток, к которым подводится электрический ток высокой частоты (от 1 500 000 до 6 000 000 периодов в секунду). Между электродами и в древесине создается переменное электрическое поле, в результате которого происходит быстрое нагревание и сушка древесины. При сушке горячим воздухом прогрев материала и удаление влаги идет вначале с поверхности древесины; при сушке токами высокой частоты древесина начинает нагреваться изнутри, что обеспечивает более быстрое и равномерное удаление влаги как из наружных, так и из внутренних частей древесины. 
В школьные учебные мастерские должны поступать достаточно сухие, качественные пиломатериалы, не имеющие серьезных дефектов и пороков. В поделочной древесине не следует допускать гниль, синеву, трещины, дряблость и др. Сырые или имеющие пороки пиломатериалы плохо обрабатываются (пилятся, режутся, строгаются и т.д.) Полученный для работы высушенный пиломатериал следует хранить в отапливаемом помещении или складе, где поддерживаются определенная температура и влажность с тем, чтобы не происходило дальнейшего впитывания влаги из воздуха или чрезмерного подсыхания древесины. Хранение высушенного лесоматериала на воздухе или в неотапливаемом помещении нерационально. 
При большом наличии пиломатериалов (досок, брусков и пр.), а также заготовок (планок, реек и др., обрезанных до определенной длины), их рекомендуется хранить на стеллажах отдельными партиями по сортам и размерам. Внизу укладываются более крупные заготовки, а вверху помельче. Заготовки в нижних рядах должны укладываться на стеллажах на расстоянии не менее 0,6 м от пола, а стеллажи располагаться на 1 м от стен склада. При хранении и сушке тонких досок, брусков, реек и другого материала длиной свыше 1 м не следует его устанавливать в вертикальном положении, так как он будет прогибаться или коробиться. Крупный материал рекомендуется располагать в средней части помещения, уложенный в штабели по сортам и размерам, на специальных подкладках толщиной около 25 мм, изготовленных из сухой здоровой древесины. 
При хранении и дополнительной воздушной сушке древесины она быстрее всего высыхает с торца и здесь в первую очередь могут появиться трещины, разрывающие материал вдоль волокон. Для предупреждения этого кора обычно снимается по всей длине бревна за исключением его торцовых частей, на которых сохраняются кольцеобразные полоски коры. Для предохранения от растрескивания, торцы высушенных бревен, досок и прочего материала рекомендуется обмазывать известково-меловым составом или покрывать масляной краской. Для длительной и надежной защиты хорошо высушенной древесины или изделий, не имеющих зараженных мест, рекомендуется покрывать их окрасочными и отделочными составами (лак, политура и др.). Образовавшаяся прозрачная или непрозрачная пленка предохраняет древесину от влаги и насекомых, сохраняя ее в течение десятков и даже сотен лет. 
 
Разработчик:Территория SlavSSoft