Колено (конструкция) - Knee (construction)
В деревообработке , А колено является естественным или вырезать, изогнутый кусок дерева. Колени, иногда называемые корабельными коленями, часто используются в строительстве лодок, а иногда и в деревянных каркасах . Колено стропила в столярной является изогнутая стропила используется , чтобы получить головную комнату в мансарде.
Прочностные характеристики
Дерево - сильно анизотропный материал (его прочность значительно зависит от направления приложенной силы, т. Е. Параллельно, радиально или тангенциально по отношению к волокну). Поскольку древесина является самой прочной при нагрузке на растяжение или сжатие вдоль волокон, лучшими изгибами являются те, в которых текстура древесины следует изгибу. Для колена с относительно небольшим изгибом, возможно, удастся вырезать колено из цельной доски с прямыми волокнами и при этом добиться достаточной прочности. Однако с увеличением изгиба этот метод становится проблематичным, поскольку все больше и больше колена выравнивается поперек волокон и, следовательно, становится значительно слабее. Выложенное таким образом колено может легко сломаться надвое под давлением руки, даже если оно большого размера. В лодочных столярных изделиях, постоянно подверженных ударным и усталостным нагрузкам, этот метод неприменим.
Чтобы избежать этой проблемы, колени, требующие более резких изгибов, изготавливаются с использованием методов, обеспечивающих точное соответствие текстуры древесины и направления нагрузки. Это может быть достигнуто путем гнутья паром , ламинировать или выбирать натуральный изгиб с подходящей текстурой - «выросшее колено». Отращенные колени обычно считаются «лучшим» методом среди судостроителей и имеют сильные традиции, связанные с их использованием, но они могут не достичь такой же прочности, как хорошее ламинированное колено.
Типы
Согнутые - согнутые колени образуются путем пластификации древесины, чтобы сделать ее гибкой путем кипячения, обработки паром или микроволновой печи (для небольших компонентов). Пока древесина еще горячая, ее можно согнуть, придав ей форму, подходящую для данного местоположения - либо на форме, либо путем принуждения и закрепления ее непосредственно в месте окончательного обслуживания. Паровая гибка - это проверенный временем метод формовки корпусов лодок, но он немного ослабляет древесину, может оставлять остаточные напряжения, которые со временем могут привести к поломке или пружинению, и он ограничен по степени изгиба. достичь, особенно для толстых элементов. Также не все породы древесины пар хорошо гнутся.
Ламинированный - Ламинированные колени формируются путем покрытия тонких гибких деревянных полосок клеем, наслаивания их слоями для достижения требуемой толщины, затем придания желаемого изгиба в укладку и закрепления ее до схватывания клея. Ламинированные колени очень прочные и могут иметь форму, которую было бы трудно достичь с помощью других методов, но им требуется время для отверждения клея, их сложнее строить, и они должны использовать приспособление или приспособление, чтобы закрепить их до тех пор, пока адгезивное отверждение.
Выращенные - термин «выросшие колени» относится к любому колену, сделанному из естественного изгиба или изгиба дерева. Отросшие колени можно взять из нескольких мест на дереве, наиболее распространенным из которых является пересечение ствола и большой ветви, промежности и корней. Корни являются особенно полезным источником, так как корневая структура многих видов деревьев естественным образом распространяется сбоку прямо под землей, чтобы помочь закрепить дерево. Это обеспечивает довольно надежный источник приблизительно 90-градусных изгибов, которые невозможно найти в других частях дерева. Чтобы получить это сырье, строители могут выкопать пень целиком, поскольку в отличие от других частей дерева невозможно судить о качестве и количестве доступного материала в корнях, поскольку они находятся под землей. После того, как пень выкопан, колени можно отпилить или расколоть подходящими натуральными крючками. Однако колени, выпиленные из пня, могут быстро затупить инструменты, используемые для придания им формы и отделки - по мере роста корней они охватывают мелкие частицы почвы и камня, которые действуют как внедренный абразив и ускоряют износ режущих инструментов. Для пород древесины с соответствующими характеристиками расщепления, например дуба, пень можно разделить на клинья, с одним большим корнем на каждом клине; затем каждый клин превращается в ребро для маленькой лодки. В принципе, придание дереву формы можно использовать для того, чтобы придать дереву желаемую форму.
Терминология
Острый изгиб куска дерева еще называют «изогнутым». Обычно используется в кораблестроении, известном как «колено корабля», так как оно позволяет уменьшить проникновение в полезное пространство конструкции, поскольку отсутствует перемычка . Кроме того, колено стропил увеличивает полезное пространство на чердаке, создавая пространство, подобное колену.
Колено корабля состоит из двух частей: руки (короче) и тела (длиннее). Внешние поверхности имеют угол (обычно 90 градусов в зданиях), называемый пяткой. Внутренняя поверхность сохраняет свою естественную форму, а изгиб называется пазухой. Толщина между пяткой и пазухой - это горло. Концы руки и тела - пальцы ног.
Имена корабельных колен основаны на их положении:
- Колено свисает, рука опущена;
- Колено стоя, рука поднята;
- Колено ложное, рука вбок;
- Бозонное колено или колено (неясно);
- Таким образом, четверть колена, четверть пиленая меньше, но без сердцевины (центр годичных колец), поэтому меньше подвержены проверке;
- Кинжальное колено в кораблестроении, как правило, свешивающееся колено, слегка отклоненное по диагонали, чтобы преодолеть препятствие, такое как оружейный порт на боевом корабле. Из "Строительство деревянного боевого корабля" Доддс и Мур 1984
Колени можно прикрепить глухими клиньями на обоих концах или закрепить болтами.
Любимые породы дерева
Из-за традиций, простоты обработки, прочности и долговечности некоторые породы дерева особенно ценятся для изготовления колен. Тамараки (также известные как лиственница американских ) пни являются одними из предпочтительных хвойных пород для взрослых колен, в то время как белый дуб , живой дуб и вяз являются предпочтительными для лиственных пород для согнутых колен из - за их легкость пара гибка.