Деревообрабатывающее оборудование
и комплексный инжиниринг

Неравномерность усушки и разбухания

Усушка и разбухание древесины вызывают изменения её размеров, но это не самое главное. Более серьёзная проблема возникает, когда усушка или разбухание происходят неравномерно в разных частях одной и той же детали из древесины, даже если их относительная величина невелика. Коробление, которое может быть описано, как искажение полученной или желаемой формы или размера детали, обычно вызвано разницей в усушке в разных направлениях, или неравномерной усушкой, вызывающей возникновение напряжений в детали.

Поперечное коробление доски(а) – это форма коробления, которая характеризуется отклонением от плоскостности поперёк ширины доски. Продольное коробление (б) есть отклонение от продольной плоскостности доски. Крыловатостью (д) называется отклонение прямизны доски от конца к концу вдоль края, а свилеватостью (в) – такое состояние доски, когда её четыре угла не лежат в одной плоскости. Перегиб (е) – это локализованная крыловатость, образовавшаяся благодаря наличию сучка. Ромбовидность (г) будет описана чуть позже.

В таблице представлены некоторые породы древесины, грубо поделенные на три категории в зависимости от их склонности к короблению при высыхании.
Склонность к короблению при высыхании
Низкая Средняя Высокая
Хвойные породы
Кедр Кипарис -
Сосна Лиственница -
Ель - -
Лиственные породы
Ольха Ясень Бук
Осина Липа Тополь
Берёза Ильм Платан
Вишня Клен -
Орех Дуб -

Когда неравномерная усушка вызывает напряжение, превышающее прочность древесины в направлении, перпендикулярном волокну, вдоль волокна происходит разделение клеток. Это и называется трещиной. Наиболее часто они проявляют себя на поверхности, а также на торцах досок, но могут образовываться и внутри.

Тангенциальная и радиальная усушка: рисунок 2 является иллюстрацией поперечного коробления досок, при котором вогнутая сторона направлена «от сердцевины», - это результат того, что тангенциальная усушка превосходит радиальную. Наиболее сильно этот эффект проявляется в тех досках, где одна сторона захватывает сердцевину. Так как эта сторона представляет собой радиальный распил, противоположная представляет тангенциальный (по крайней мере, на одном участке) и, таким образом, при усушке сожмётся вдвое больше. Некоторые деревообработчики говорят, что «кольца хотят распрямиться». Эта простая формула помогает легко запомнить, в какую сторону выгнется доска, однако совершенно не объясняет, почему. Коробление обратимо при разбухании (Рисунок 3).

На рисунке 3 справа показаны три полоски, последовательно отрезанные от торца доски из красного дуба. Средняя полоска имеет ширину 240 миллиметров при влажности 14%. Верхняя полоска высушена до 4% - она усохла и выгнулась. Нижней полоске дали набрать влажность до 20% - она разбухла и выгнулась в противоположную сторону.

Если доску, выпиленную из середины, силой удержать от коробления, она может треснуть, чтобы «раскрыться» (рис. 4).

На рисунке 4 половину доски, выпиленной из вяза, запустили в рейсмус, где она треснула под давлением устройства подачи (верх). Другая половина демонстрирует естественное коробление.

Деталь квадратного или прямоугольного сечения с диагонально ориентированными годовыми кольцами усохнет по одной диагонали вдвое сильнее, чем по другой, деформируя форму сечения в ромб – отсюда и термин «ромбовидность» (рис. 2). При токарной обработке древесины то же самое приводит к превращению круглого сечения в овальное при высыхании детали. Отверстия, просверленные вдоль волокон, имеют ту же тенденцию.

Классическая проблема неравномерного изменения толщины древесины в досках всегда (по крайней мере, по большей части) вызвана разницей тангенциальной и радиальной усушки. Типичным примером являются доски, напиленные «в четверть». Если один край доски расположен вблизи сердцевины, годовые кольца в нём имеют значительную кривизну и усушка будет происходить, в основном, в радиальном направлении (r на рисунке 5). На противоположном краю волокна расположены, в основном, перпендикулярно поверхности и, стало быть, усушка будет тангенциальной (t). Хотя и небольшая, эта разница особенно будет заметна в месте клеевого стыка – если «сердцевинный» край стыкуется с «внешним» (как в случае А). Проблему можно свести к минимуму, если стыковать доски «одинаковыми» краями (как в случае В).

Р. Брюс Ходли

Список номеров