Виды стружки: основные свойства и характеристики, способы получения и сферы применения материала
Во время механической обработки древесины возникает несколько видов отходов: начиная мельчайшей древесной пылью и заканчивая крупной технологической щепой.
Но все же наиболее популярный и востребованный из всех видов вторичного древесного сырья – стружка.
Она различается по ряду признаков, которые определяют сферы ее использования.
В этой статье мы расскажем:
- чем стружка отличается от опилок и щепы;
- какие документы регламентируют характеристики стружки;
- по каким параметрам можно разделить этот вид отходов.
Также вы узнаете, как влияют характеристики стружки на ее применение, и для чего используют те или иные виды этих отходов.
Отличия от щепы и опилок по ГОСТу
В СССР и РФ приняты нормативные документы, которые определяют стандарт, позволяющий четко отличать один вид отходов от других.
Согласно этим документам, стружка – это отходы резания древесины любым способом, тогда как опилки появляются в результате распиливания, а щепа — в результате рубки.
Это деление довольно условно, потому что невозможно четко отделить, где древесину режут, а где рубят, особенно при станочной обработке. Ведь вращающийся барабан с установленными на нем ножами с одной стороны режет материал, потому что нож входит в заготовку, проходит сквозь нее и выходит наружу, а с другой стороны рубит, потому что резание – небыстрый процесс, а скорость движения ножа огромна.
Поскольку деление условно, многие придерживаются того, что материалы отличаются размером и формой.
Все маленькие отходы, длина которых меньше 5 мм, а толщина не превышает 1 мм, относят к опилкам. Отходы длиной свыше 5 мм и толщиной не превышающие 1 мм относят к стружке. Любые отходы толщиной свыше 1 мм относят к щепе.
Разновидности материала и свойства
- способу получения;
- размерам;
- влажности;
- породе древесины;
- чистоте.
Способ получения
Характеристики стружки напрямую зависят от способа их получения, поэтому сначала мы расскажем о тех операциях и инструментах, использование которых и приводит к появлению стружки. Основное деление происходит по способу воздействия:
Под ручным воздействием подразумевают любую обработку древесины, в которой используют ручные инструменты, такие как:
Рубанки и фуганки воздействуют на древесину под строго заданным углом, поэтому их можно использовать только для снятия тонкого слоя с деревянной детали и выравнивания поверхности.
Ножи, стамески и топоры можно использовать различными способами, поэтому в результате их применения возможно появление как стружки, так и щепы.
Под станочным воздействием подразумевают обработку древесины любым инструментом, который самостоятельно воздействует на древесину, поэтому оператору или работнику остается лишь направлять это воздействие. В большинстве случаев для воздействия используют фрезу (стальной цилиндр, барабан) с установленными на ней ножами необходимой формы.
По этому принципу работают:
Исключение составляют станки для производства древесной шерсти, которые работают по другому принципу.
В них основную работу выполняет каретка, которая движется вдоль лежащей на станке заготовки и срезает с нее тонкий (сотые доли мм) слой древесины, одновременно разрезая его на полоски шириной 3–6 мм.
Размеры и форма при резании
Во время любого резания древесины происходит отделение небольшого участка, размеры которого зависят от:
- положения и угла наклона ножа или лезвия относительно волокон;
- скорости его продвижения вперед;
- траектории движения;
- толщины срезаемого слоя;
- влажности и породы древесины.
Когда нож движется вдоль волокон, он большей частью разрушает не сами волокна, а связи между ними, в результате чего отделяет пласт древесины от обрабатываемой детали.
Если же нож направлен поперек волокон, то ему приходится разрушать связи между ними, в результате чего стружка получается хрупкой и легко разделяется на узкие полоски (иглы).
Кроме того, во время движения ножа поперек волокон их разрывает еще и по длине, ведь срезанный слой поднимается над обрабатываемой деталью, но длина волокон не увеличивается, и они рвутся. Поэтому продольная стружка всегда с относительно ровными краями, а поперечная всегда с острыми и рваными.
При ручной обработке рубанком или фуганком нож всегда находится под одним углом по отношению к древесине, поэтому снятие стружки происходит по всей длине воздействия на деталь.
При станочной обработке нож движется по траектории вращения наружной поверхности барабана, поэтому угол его воздействия на древесину постоянно меняется. Поэтому скорость движения рубанка или фуганка влияет на длину стружки и чистоту обработки древесины незначительно.
Однако при станочной обработке чем выше скорость движения ножа, тем больше его инерция и энергия воздействия, поэтому тем легче он разрезает древесину. Ведь он сначала входит под углом к направлению волокон, затем идет вдоль них и выходит под углом. Чем выше скорость вращения фрезы (барабана), тем легче нож входит и выходит из древесины, что и обеспечивает чистоту обработки.
Не менее важна и толщина срезаемого слоя – чем он меньше, тем легче срезаемый слой отделяется от основной древесины.
Поэтому при ручной обработке рубанком или фуганком оптимальная толщина снимаемого слоя составляет 0,01–0,1 мм.
При такой толщине отделяемый слой легко изгибается и, закручиваясь, движется по ножу.
Поэтому стружка от этих инструментов напоминает спираль, чем меньше толщина снимаемого слоя, тем чище обрабатываемая поверхность, и тем сильней закручена стружка.
При машинной обработке оптимальная толщина снимаемого слоя составляет 1–3 мм. Дальнейшее уменьшение ведет к увеличению времени обработки, а снятие более толстого слоя приводит к слишком сильному воздействию поперек волокон, из-за чего страдает качество обработки.
Кроме того, важна и скорость подачи детали, ведь чем быстрей она движется, тем на большую глубину погружается нож поперек волокон.
Поэтому оптимальной является такая скорость подачи, при которой толщина снимаемой стружки составляет 0,01–0,1 мм. Причем чем меньше толщина каждой стружки, тем чище поверхность древесины после обработки.
Длина стружки при станочной обработке зависит от диаметра круга, проходящего через лезвия ножей. Чем больше диаметр этого круга, тем больше получается траектория движения ножа, во время которой он срезает древесину.
Когда обрабатываемая деталь только подходит к барабану, траектория движения ножа по древесине невелика, ведь ножи цепляют лишь самый край.
По мере продвижения обрабатываемой детали увеличивается и длина пути ножа по древесине.
При этом, нож входит и выходит поперек волокон на большой скорости, из-за чего стружка ломается и разделяется на полоски, длина которых равна ширине ножа, а ширина равна расстоянию между соседними слоями древесины. Ведь связка между слоями гораздо слабей не только связки внутри волокон, но даже связки между соседними волокнами.
Из-за слабой связи между волокнами в пределах одного слоя, многие стружки за время пути от фрезы до бункера вытяжной вентиляции ломаются и становятся гораздо короче, поэтому все отходы, собранные в бункере, имеют различную длину. В результате вперемешку собираются более крупная древесная и мелкая стружки.
На форму и размеры стружки также влияет влажность древесины, ведь чем больше в волокнах влаги, тем они мягче и гибче. Поэтому сложно обрабатывать древесину, если ее влажность меньше значения в 10%.
Однако и влажность свыше 18% осложняет обработку, ведь древесина становится слишком гибкой и мягкой, поэтому стружка периодически захватывает с собой часть слоя дальше ножа.
Когда это происходит, столяры говорят, что древесину задирает. Также задиры бывают при резании детали из древесины с перекрученными слоями.
При обработке древесины ножом, стамеской или топором действуют те же правила, которые работают в отношении остальных способов воздействия, поэтому форма стружки зависит от:
- выполняемой операции;
- положения и направления движения инструмента относительно волокон;
- породы и характеристик древесины.
Порода древесины
В зависимости от породы древесины, из которой сделана стружка, соответственно, различают и ее разновидности.
и другие виды древесной стружки.
Порода древесины влияет на прочность связей как между волокнами в составе одного слоя, так и между соседними слоями.
Твердые породы, такие как:
отличаются высокой прочностью волокон в составе слоя, а также более сильной связью между соседними слоями. Кроме того, слои плотной и тяжелой древесины более жесткие, а значит и более ломкие.
Поэтому при резке вдоль волокон стружка получается такой же, как при обработке мягкой древесины, однако, когда нож идет поперек, отходы получаются более острыми.
Это происходит из-за большей прочности волокон – нож режет их лишь в зоне контакта, поэтому на границе с зоной контакта, где снимаемый слой изгибается, следуя форме ножа, древесину ломает и рвет, из-за чего образуются острые края.
Кроме того, стружка сохраняет удельную массу и удельную теплотворность исходной древесины, поэтому отходы обработки дуба и других твердых пород всегда будут тяжелей и теплотворней, чем отходы обработки сосны или осины.
Сохраняют стружки и все вещества, которые пропитывают исходную древесину, поэтому из смолистых пород, таких как:
получатся такие же смолистые отходы.
Сохраняются в стружке и такие характеристики древесины, как:
- теплопроводность;
- способность впитывать воду;
- стойкость к болезням и вредителям.
Теплопроводность древесины связана с такими факторами, как:
- плотность (зависит от породы);
- влажность;
- направление воздействия (вдоль или поперек волокон).
Чем плотней и тяжелей исходная древесина, тем плотней и тяжелей получатся отходы, влажность можно отрегулировать сушкой или замачиванием, а направление воздействия актуально лишь для целых бревен или других деревянных деталей.
В стружке все частицы расположены в разных направлениях, поэтому ее теплопроводность находится между этими же параметрами древесины, но при воздействии вдоль и поперек волокон.
Поэтому отходы обработки древесины плотных и тяжелых пород всегда будут менее теплопроводными, чем легких.
Способность впитывать воду связана со способностью волокон и капилляров расширяться, поэтому стружка легких пород, как и исходная древесина, будет впитывать больше воды, чем отходы обработки тяжелых пород.
Стойкость к болезням как у цельной древесины, так и у стружки, в первую очередь зависит от количества природных консервантов и антибиотиков, поэтому хвойная стружка, как и исходная древесина, будет менее подвержена болезням из-за высокого содержания смол.
Применение
Правильный выбор стружки многократно увеличивает эффективность ее применения, а неправильный наоборот, резко снижает.
Необходимо не только знать, какая разновидность отходов резания древесины подходит для тех или иных работ, но и уметь по внешнему виду определять, подойдет ли этот материал для данного действия.
Мы составили таблицу, в которую включили все виды стружки, исключая деление по породе древесины и влажности, а также различные способы ее применения. Чтобы все данные поместились в таблицу, мы присвоили каждому типу стружки свой номер:
- СВ – станочная обработка вдоль волокон;
- СП – станочная поперек волокон;
- РВ – обработка рубанком и фуганком вдоль волокон;
- РП – рубанком и фуганком поперек волокон;
- НВ – ножом, стамеской и топором вдоль волокон;
- НП – ножом стамеской и топором поперек волокон;
- РФ – ручной фрезой в любом направлении;
- ДШ – древесная шерсть.
Кроме того, мы будем описывать соответствие стружки тем или иным работам цифрами 1–3, где:
- 1 –совсем не подходит;
- 2 – применять можно, но результат будет не слишком хорошим;
- 3 – подходит оптимально.
| Применение | СВ | СП | РВ | РП | НВ | НП | РФ | ДШ |
| Мульчирование огорода и создание компоста | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Подсыпка животным | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 3 |
| Создание топливных брикетов и пеллет | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 |
| Копчение | 3 | 2 | 3 | 2 | 3 | 2 | 1 | 1 |
| Сжигание в отопительных котлах и печах | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 1 |
| Стружкобетон | 2 | 3 | 2 | 3 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| Цементно-стружечные плиты (ЦСП) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 |
| Транспортировка хрупких предметов | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 |
| Производство спирта и биотоплива | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Утепление дома | 3 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 |
| Поделки | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
Вывод
Разновидностей древесной стружки встречается достаточно много. Получаемый вид зависит от способа резания и обработки, породы древесины и прочих факторов. Из данной статьи вы также узнали:
- чем отличаются различные виды стружки;
- как их получают, и какими характеристиками они обладают.
Также выяснили оптимальные сферы применения каждого из видов древесной стружки.
Источник