История развития обработки древесины, начиная с древних времен до настоящего времени
,(УГЛТУ, г. Екатеринбург, РФ)History of development of processing of a wood since ancient times till nowДревесина – один из древнейших, известных человечеству строительных материалов, который всегда был и останется популярным в отделке интерьера.
В наши дни можно найти достаточно хорошо сохранившиеся окна, возраст которых превысил 100 лет и более. Главные преимущества древесины – экологичность, долговечность, широкие возможности обработки и применения. Но это ее практические качества, а для большинства людей особенно привлекательны естественная красота древесины, разнообразие ее текстуры, тонов и оттенков, прекрасные возможности сочетания с другими элементами интерьера.
Это и позволяет называть дерево элитным материалом. Однако степень элитности дерева и продукции из него во многом зависит от породы древесины и метода ее обработки.Особенности деревообработки – в ее многовековых традициях, постоянной ориентации на конкретные потребности человека, эволюционном развитии приемов труда, поступательном обновлении и расширении перечня продукции, прогрессирующем увеличении товарности производства.
Объемное разнообразие массовых видов продукции деревообработки увеличивается. К концуXIX века она уже характеризовалась 20 – 30 кратным увеличением: появилось индустриальное лесопиление, получили развитие машинная (механическая) обработка древесины и фабричное производство мебели.
ВXX веке товарность увеличилась более чем в 100 раз. Это произошло на основе механизации и автоматизации производства традиционной продукции (мебели, окон, дверей, паркета и т. п.), промышленного изготовления древесных плит. Такой стремительный рост товарности еще раз подтверждает мнение многих специалистов: «золотой» век древесины не столько в прошлом, сколько в будущем.
1. Деревообрабатывающий инструмент в III тыс. до н. э.
При исследовании погребального инвентаря Царского некрополя Ура была найдена специфическая группа орудий в могилах лиц наиболее высокого социального ранга — царей и членов царской семьи — среди массы роскошного оружия, украшений, драгоценных сосудов и пр.
В состав инвентаря погребения, принадлежавшего ребенку и известного в научной литературе как «погребение принцессы», входит парадное оружие, среди прочего — золотой кинжал и копье из электра (сплава золота и серебра), медно-бронзовый втульчатый топор.
Но, кроме того, имеется целый набор плотницких орудий, также изготовленных из ценных материалов. Это золотое втульчатое тесло, два золотых долота и одно бронзовое , а также бронзовая пила. В могиле царицы Шубад/Пу-зби также представлен обширный набор плотницких инструментов.
Это несколько бронзовых пил и одна золотая, пять золотых долот, относящихся к двум разным типам, бронзовые сверло и втульчатое тесло. В захоронении царя Мескаламдуга также наряду с оружием из золота и электра (кинжал, втульчатые топоры) найдена бронзовая пила (Рис. 1).
В нецарских погребениях Ура иногда встречаются медно-бронзовые долота, тесла плоские и втульчатые, но в этих случаях речь не идет о наборах инструментов, тем более изготовленных из драгоценного металла . Сочетание драгоценных царских регалий с плотницким инструментарием наблюдается не только в Месопотамии эпохи бронзы:
в «кладе Приама» из слоев Трои II-III наряду с двумя золотым диадемами, драгоценными украшениями и сосудами присутствует бронзовая пила. При возникновении городов и формировании государств в древней Месопотамии ключевую роль играли храмы, т. к. они были центрами отправления культа местного божества, важнейшими элементами городов как административных и хозяйственных центров.
В соответствии с древней шумерской исторической традицией, создание храмов предшествовало образованию городов (История древнего Востока, 1983, с. 110-111). Именно храмы вели учет и контроль сельскохозяйственного и ремесленного производства, здесь происходило накопление и перераспределение продуктов с целью обмена.
Они были центрами обучения грамоте, их архивы служили хранилищами разнообразных знаний, они же были и потребителями привозных строительных и поделочных материалов. В бедную ресурсами Южную Месопотамию строительный и поделочный камень, металлы, дерево — все доставлялось в обмен на сельскохозяйственную продукцию.
В связи с храмовым строительством возникает постоянная потребность в зодчих, строителях, специалистах по обработке камня , дерева и металлов. Ранние тексты III тыс. до н. э., относящиеся к правлению Гудеа и Ур-Нанше указывают на горы Ливана, Амана и г.
Хеврон как источники древесины, в более поздних источниках упоминаются также горные районы восточного Тавра и Зэгра. Среди изобразительных материалов эпохи Ассирийского царства (железный век) имеются сцены доставки бревен на телегах, а также по воде, на лодках- иногда бревна изображались привязанными к лодке канатом.
Известны сведения о породах дерева, ввозившегося в Месопотамию, и деталях построек, на сооружение которых оно употреблялось: перекрытия, связи стен, колонны, двери, внутреннее убранство. Наибольшей популярностью в строительном деле пользовались такие породы, как можжевельник, кедр, сосна, кипарис, использовалась древесина дуба, пальмы, тамариска и тополя.
Что касается инструментария, применявшегося плотниками в бронзовом веке, то уже упоминались черенковые пилы, которые мастер держал во время работы обеими руками, а также разнообразные долота и тесла. Последние были как плоскими, крепившимися к коленчатой рукояти, так и втульчатыми, в этом случае их насаживали на прямую рукоять, как топор.
Тесла могли служить как для первичной обработки дерева (лесоповал, трелевка), так и для плотницких и даже столярных работ. Кору снимали с помощью двуручного скобеля. Доски получали путем продольного раскалывания бревен с помощью клиньев. Рубанок был изобретен уже в период железного века, к этому же времени относятся достоверные сведения о применении токарного станка.
2. Плотницкий инструмент в Древней Руси
Секреты дерева как строительного материала давным-давно уже разгаданы. Это — самый экологически чистый и красивый материал, позволяющий создать в помещении оптимальный микроклимат. Древесина — живая, она дышит, оказывая благотворное воздействие на организм человека, к тому же хорошо поглощает звук, очищает и обеззараживает воздух, не вызывая аллергических реакций.
В рубленых домах поддерживается постоянный кислородный баланс и оптимальная влажность воздуха. Зимой в таких домах тепло, а летом прохладно. В деревянных стенах куда-то уходят усталость и раздражение, а в душу вселяются умиротворение и покой.Россия — страна бескрайних лесов.
Проживающий в лесном краю человек не мог не быть плотником. Плотницкое дело пришло вместе с земледелием из глубокой старины. Практически все необходимое в хозяйственном обиходе, начиная от дома и двора, делали из древесины: ложки и туеса, ведра, корзины и прочую утварь, мебель, прялки и ткацкий стан, лодку, сани и телегу, охотничьи и рыболовные приспособления, — даже дымоход и печная труба были деревянными.
В деревянную колыбельку укладывали новорожденного человечка, в деревянной домовине провожали старого человека в последний путь. И, конечно, прежде всего, прочего строил человек себе дом. Деревянные храмы Севера дышали, светились и вели разговор с человеком… в совокупности с домами, гумнами, банями. Они… венчали каждое, даже небольшое селение .
А в храме человек поклонялся дереву, молился на дерево. Иконы писались на досках, иконостасы, царские врата, скульптуры резаны из древесины.Возведение любой постройки, даже самой малой, не обходилось без хороших инструментов. Не просто хороших, а удобных для удержания в руке, соразмерных руке и телу конкретного человека (говорят: сподручных) и, конечно, правильно и остро заточенных.
2.1. Топор – главный инструмент в прошлом
Топором выполняли подавляющее большинство всех строительных работ . Деревья в лесу валили лесорубным топором с узким лезвием, режущая кромка которого по сравнению с плотницким топором существенно дальше отстояла от топорища.Это было нужно для того, чтобы топор при ударе глубоко наискось входил в слои дерева, но не увязал в древесине.
Бревна, плахи и доски отесывали протесом, имеющим широкое закругленное лезвие (рис. 2).Слово топор — тюркского происхождения, оно пришло на Русь вместе с татаро-монгольским нашествием и заменило собой русское слово секира. В селе Ратонбволок (Холмогорский район Архангельской области) сохранилась до наших дней настоящая секира!
На отполированную многими руками чуть изогнутую рукоять насажено длинное серпообразное лезвие с вытянутым носком и прямой пяточкой. Длина лезвия составляла 35 см, а общая длина с рукоятью — почти метр. Топор сохранился в полной исправности: плотно расклинен и остро заточен.
Таким топором можно не только обтесать бревно или плаху, но, и смело можно было идти на битву с Ордой.Плотницким топором тесали бревна, вырубали в них чаши, выполняли узлы соединения элементов, декоративные детали и многое другое. Плотницкий топор XVII-XVIII вв. существенно отличался от современного.
Собственно топор (металлическая часть) был коротким, каплевидным в сечении, лезвие нешироким (9-15 см), полукруглым, утолщенным, с большой клиновидностью (напоминая по форме колун для раскалывания дров, бревен) (рис. 2б), а сам топор тяжелее. Топоры ковали из особо стойкой, высокопрочной стали.
Топорище (рукоятка) — длинное и прямое (а не изогнутое, как современное), на конце утолщенное, чтобы не выскакивало из рук. Для топорища выбирали прямую березовую плаху без сучков. Длина топорища была различной, потому что зависела от роста плотника: плотник, поставив топор на землю вертикально около своей ноги, свободно опущенной рукой, мог взять в кулак утолщенный конец топорища (рис. 2в). Длинное топорище, являясь, по сути, рычагом, позволяло плотнику тратить меньше сил.
Плотницкий топор XVII-XVIII вв. при обтесывании скалывает древесину, не утопая в ней глубоко и не оставляя следов в виде царапин, рисок и зазубрин, а вогнутой боковой стороной и своей массой при ударе одновременно уплотняет древесину на обрабатываемой поверхности. При работе топор держали в руках так, чтобы его лезвие было направлено не параллельно бревну, а перемещалось по дуге к нему — тогда в конце удара топор сам выходил из дерева. Если топор все-таки останавливался в древесине и оставлял тем самым задир, последний снимали следующим ударом, наносимым перед местом окончания в бревне предшествовавшего удара. Этими средствами достигали плотного примыкания друг к другу перерезанных волокон древесины без задиров. Тонкий же топор входит глубоко в древесину и вязнет там, что очень затрудняет теску.
Плахи и кровельные доски тесали в двух направлениях — туда и обратно — попеременно, полосами, вдоль бревна. Ширина одной полосы равнялась ширине лезвия топора. Топор XVII-XVIII вв. оставлял на отесанных плоскостях характерные следы. На доске получался рисунок, похожий на елочку или ребра рыбьего скелета, а в продольном сечении доски эти следы волнообразные, напоминающие стиральную доску. Поверхность тесаных досок получалась настолько гладкой, что об нее нельзя было даже занозить руку, и вместе с тем не плоской и ровной, а рельефной, волнообразной. С обработанной таким образом поверхности дождевая вода удалялась легче, поэтому тесаные доски меньше подвергалась увлажнению и биопоражению (загниванию).
Работа плотника физически очень тяжелая, требующая большого расхода энергии, поэтому плотников кормили мясными щами даже в разгар сенокоса и в пост. Хорошему плотнику, конечно же, никогда не мешала богатырская сила. Но и без нее он все равно был хорошим плотником. Пословица Сила есть — ума не надо родилась в плотницком мире в насмешку над тупоумием и горячностью. Силу уважали тоже. Но не в одном ряду с талантом и мастерством, а саму по себе. Настоящие плотники экономили силу. Были неторопливы. Без однорядок-рукавиц не работали.
Молодой работник, обычно подросток, начинал постигать плотницкое искусство с обычного топорища. Сделать топорище — значит, сдать первый экзамен. Топорище делали из сухой березовой заготовки. Топорище надо еще и насадить, и правильно расклинить, чтоб топор не слетел, и зачистить стеклянным осколком. После всего этого топор точили на мокром точиле. Каждая операция сама по себе требовала смекалки, навыков и терпения. Так жизнь еще в детстве и отрочестве приучала будущего плотника к терпению и последовательности.
При выполнении большинства плотницких работ топор держали двумя руками- чашу рубили с двух сторон, нанося удары попеременно, то справа, то слева, Тесать плаху, бревно хороший плотник мог одинаково хорошо и справа, и слева. С какой стороны ударить, справа или слева, определяли по расположению волокон древесины, чтобы при ударе прижать перерезанные волокна. Поэтому лезвие топора затачивали симметрично, на одинаковые фаски, на одинаковый угол. Однако иногда из-за специфики обработки элемента заточку лезвия делали несимметричной.
Топор никогда не втыкали в бревно, предназначенное для строительства, ведь тогда пропадал смысл плотного затесывания его поверхности. Вообще с бревнами, подготовленными к укладке в строение, т. е. окоренными (ошкуренными), отесанными и оскобленными, а также с готовыми деталями обращались очень аккуратно, предохраняя их от механических повреждений, загрязнений и т. п. Любой задир, затес или даже царапина — ворота для инфекции. Это увеличивало вероятность биоповреждений древесины строительного элемента и, в конце концов, могло сократить жизнь всего строения.
Топор никогда не оставляли воткнутым в бревно или чурбак и не ставили к стене, а только клали под лавку. Причем топор разворачивали лезвием к стене, чтобы никто случайно не поранился, поднимая что-либо закатившееся под лавку. Вообще любые действия, связанные с угрозой здоровью при работе с топором и другим инструментом, предупреждали особо.
Для обтески бревенчатых стен изнутри помещения применяли специальный топор, лезвие которого было прямым и несколько удлиненным по сравнению с обычным плотницким топором, а само лезвие разворачивали на острый угол так, чтобы ось насадки топорища была параллельна одной грани лезвия. (рис. 3 а). Топорище для такого топора специально подбирали из тонкого искривленного древесного ствола, чтобы во время работы не обивать кисти рук. В этом случае плотнику требовались два топора, выкованных зеркально, т. е. один со смещением лезвия вправо от плотника, для обтески справа налево, другой — со смещением влево, для обтески слева направо, В углах поверхность бревен вытесывали по дуге. Получался круглый угол. Обтеску вели от угла к середине стены. Правым топором левую сторону угла, закругленную по дуге, не обтесать. Вместо двух топоров иногда применяли один, но обоюдоострый, двухсторонний, у которого был один проух и два лезвия, выкованные зеркально (рис. 3б). Именно такими топорами отесывали стены архангельские мастера.
В этом случае имел значение также угол заточки топора. Лезвие топора затачивали несимметрично, под разными углами заострения, в зависимости от того, с какой стороны тесали стену — справа или слева (рис. 3в). Фаску лезвия топора, обращенную при обтеске к стене и предназначенную для срезания древесины (т. е. внешнюю фаску по отношению к плотнику, параллельную оси насадки топорища), затачивали под более острым углом относительно оси лезвия, чем другую. Внутреннюю фаску, предназначенную для скалывания щепы, затачивали под менее острым углом. Такая асимметрия углов заточки позволяет лезвию находиться в надежном контакте с обрабатываемой поверхностью, топор не скользит по ней и не отскакивает, он как бы затягивается в древесину.
В Курсе плотничных работ… , выпущенном в 1906 г., представлен поперечный топор, предназначенный также для обтески бревенчатых стен, прямое лезвие которого было развернуто перпендикулярно относительно топорища, по сути дела получилось уширенное тесло с плоским лезвием. Современные практикующие плотники-реставраторы предполагают, что таким топором отесывали только круглые углы в интерьере, потому что вертикальные поверхности стен отесывать им неудобно. Кроме того, после обработки таким топором вертикальная поверхность стен остается неровной, с крупными волнами, которые приходилась бы за несколько заходов убирать скобелем и рубанком.
2.2. Тесло, черта, отволока и прочие инструменты
Тесло — по сути дела тоже топор, топорище у которого длинное и прямое, а лезвие не только развернуто перпендикулярно относительно топорища, но и имеет полукруглое сечение, в виде черпачка (рис. За). Теслом вытесывали на бревне вдоль его волокон желоба разных размеров (например, неглубокий паз в бревне, предназначенном к укладке в стену, или глубокий водосточный желоб), выполняли участки плавного перехода от круглого бревна к брусу у оконных и дверных проемов, отесывали после топора круглые углы в интерьере и другие криволинейные поверхности.
Пазник — тесло с нешироким плоским лезвием — служил для окончательной, чистовой выемки лазов после вырубки паза начерно топором (рис. 36). Как правило, паз сначала вырубали начерно топором до получения П-образного профиля, а затем в глубине лаза выбирали древесину пазником.
Столярный топор отличается от плотницкого меньшими размерами и меньшим весом — ведь столяр обрабатывает не бревна, а детали конструкций, имеющие меньшие размеры. Носок у столярного топора острый, а лезвие прямое. А ведь были еще колун, бондарный и колесный топоры и даже американский, обух которого был заменен обыкновенным четырехгранным молотком.
Но это уже инструменты других ремесел.Черта — самый распространенный инструмент для прочерчивания на поверхности древесины параллельных прямых или кривых линий с целью последующей отески или распиловки бревен и строительных деталей. Для этого аккуратно, по нитке отесывали кромку одной доски.
Прикладывали к этой кромке следующую доску и, плотно прижимая черту к выправленной кромке, процарапывали, прочерчивали металлическим острием глубокую параллельную царапину на прилегающей доске или примыкающей конструкции. По этой царапине-черте и отесывали примыкающую кромку.
Отметка чертой требует аккуратности, так как оставленный след — глубокая царапина: это не карандашная помета — не сотрешь. Ослабляя или затягивая обмотку черты или фиксируя расстояние клинышком и кольцом, изменяли расстояние между острыми концами черты.
Чертой причерчивали бревна для выборки продольного паза, чтобы добиться плотного примыкания бревен в стенах, чашу в бревнах перед ее чистовой обработкой. С помощью черты причерчивали (отбивали) и затем выстрагивали ровную кромку плах и досок для плотного их примыкания (укладывали в черту или впричерт)
, Чертой отмечали места соединения элементов и делали другие пометы, которые теперь плотники отмечают карандашом. Впоследствии наряду с чертой использовали плотничий циркуль.При большом количестве досок удобнее причерчивать их с помощью отволоки, забрав доски в своеобразный станок.
В Архангельском крае этот инструмент называют щеголек, говорят: причертить под щеголек, набрать пол под щеголек, т. е. особо плотно, без малейших щелей.Впоследствии во многих технологических операциях черту и отволоку заменил рейсмус. Рейсмус — слово немецкое, буквально означает инструмент для проведения параллельных линий (рейсмусовый станок, рейсшина).
Рейсмус использовали также для перенесения размеров с одних деталей на другие. Принцип его действия аналогичен: прочерчивание на древесине царапины острой шпилькой, только вместо кольца и клинышка, как у черты, у рейсмуса подвижная колодка, которую фиксируют винтом.
Для чистовой, после топора, окорки бревен и снятия заболони применяли струг, или скобель (от скоблить). Этот инструмент представлял собой скребок, серпообразную металлическую пластину с режущей кромкой и двумя рукоятками. В некоторых местностях средней полосы России этот скребок называли хаком (от натужного звука ха, издаваемого плотником при работе этим инструментом).
Существовали два его вида: прямой и закругленный (кривой). Скобелем снимали с бревен кору на границе луба, не повреждая древесину, и одновременно выравнивали поверхность бревна, сострагивая неровности и небольшие сучки. Окоривали бревна в направлении от комля к вершине, чтобы не оставлять задиров.
При окорке бревна топором неизбежно появлялись бы сколы и засечки, что повышало вероятность биопоражений, при обработке скобелем поверхность бревна получалась гладкая и без задиров. Бревна с неповрежденной, плотной и гладкой поверхностью сохраняются в постройке необыкновенно долго.
Скобелем также убирали с тесаной поверхности оставшиеся после обработки топором и теслам волны и доводили поверхность до идеально гладкой. Выскабливали стены, кровельный тес, дверные и оконные косяки, полотна дверей и ставен. Необходимо отметить, что элементы конструкций выскабливали только в небольших объемах или в интерьере церквей и жилых помещений дома, так как работать скобелем очень тяжело, труднее, чем рубанком.
Прямые поверхности скоблили прямым скобелем, круглые углы в интерьере — круглым. Косяки дверных и оконных проемов, дверные полотна, доски и т. п. выскабливали вдоль волокон древесины, стены же — под углом около 60° к оси бревна. В связи с тем что бревна стен имели в той или иной мере наклон волокон, их скоблили в две стороны: полбревна — в одну сторону, полбревна — в другую.
После скобеля обработку поверхности заканчивали.Долотом шиповым наряду с пазником зачищали пазы в оконных и дверных косяках. Долото плоское и просека были шире и тоньше шипового долота, ими зачищали пазы и гнезда с боков и пробивали отверстия в строительных элементах.
Для самой тонкой, деликатной работы использовали стамеску. Долото, просеку и стамеску затачивали только с одной стороны.Для просверливания отверстий нужны были различные бурава: ложечный, винтовой, перьевой (пёрочный, перка). Им просверливали гнезда под нагели (куксы) в бревнах сруба.
Пила в России появилась при Петре I, а в повседневный плотницкий обиход вошла лишь в XIX в. Пила поперечная двуручная нужна для перепиливания бревен поперек волокон. Лучковой пилой, тоже поперечной, раньше валили деревья в лесу. Лучковая пила внешне представляет собой икс-образную рамку, на одной стороне которой закрепляли пильное полотно, а с другой полотно натягивали скруткой — тетивой.
Ее режущее полотно гибкое, сталь жесткая. В лучковую пилу вставляли узкое, не больше 5 см шириной полотно, чтобы во время спиливания деревьев большого диаметра предохранить полотно от защемления. Для распиловки бревен вдоль волокон использовали специальную двуручную маховую пилу (продольную) с длинными косыми зубьями и небольшим разводом.
Пилой-ножовкой пользуются для выполнения продольных и поперечных пропилов и прорезей в нетолстых элементах и досках.Обычный рубанок для плотника тоже был необязателен. Это столярный инструмент. Предварительную, черновую острожку материала (кровельного теса, строительных элементов) выполняли рубанком-медведоном (медведкой), им работали вдвоем, Рубанком с полукруглым лезвием (шерхебелем) также выполняли черновую острожку, но одной парой рук, а потом уже доску строгали рубанком с одним или двумя лезвиями (один нож-лезвие называли железкой, другой, ломающий стружку, — горбыльком).
У обычного рубанка одно лезвие (железка) с прямым нижним концом. Строгать легче, если вести рубанок не строго вдоль волокон древесины, а под небольшим углом к ним — так лезвие приемистей снимает стружку. Чем она тоньше и длиннее, тем благороднее получается поверхность.
Окончательно поверхность доски или детали можно пройти фуганком. Для строгания четверти и шпунта применяли зензубель, для профильной обработки кромок — отборник, а для создания рельефной поверхности доски — калевку.Наугольник применяли для отбивки только прямого угла малка — тот же наугольник, но с одной подвижной кромкой — применялся для снятия и обозначения различных углов.
Складной аршин (позднее метр) плотнику тоже необходим. Все остальные вспомогательные приспособления плотники делали сами по ходу работы (отвесы, шнурок, клинья и т. п.).Клинья нужны были для многих работ: их вставляли в распилы, расколы и расщепы для предупреждения зажимания инструментов, клиньями зажимали строительные элементы для их плотного стыкования (например, плахи перекрытий), расклиниванием выправляли зазоры в узлах и стыках элементов, расклинивали рукоятки инструментов, клинья подкладывали для исправления небольших плотничных огрехов.
Развитие деревообработки в XXI веке
Эффективное использование древесины в сочетании с новыми материалами улучшило ее свойства. В настоящее время из древесины изготавливают до тысячи наименований продукции. Ресурсы древесины как природного материала постоянно восстанавливаются.Деревообрабатывающая промышленность, входящая в состав лесопромышленного комплекса (ЛПК) включает в себя различные производства, которые можно разделить на две группы: первичная и вторичная обработка древесины .
В группу первичной обработки входят производства, для которых характерно потребление лесоматериалов (выработка пиломатериалов, получение шпона, фанеры, древесных плит, пластиков и других древесных материалов) и их изготовление из них полуфабрикатов путем механической, гидротермической обработки и склеивания.
Группа вторичной обработки – механическая обработка древесины и склеивание из нее полуфабрикатов с целью получения деталей, которые в дальнейшем проходят защитно-декоративную отделку, собираются в узлы, а затем в конкретное изделие.Востребованность продукции деревообработки определяется полезностью продукции и уровнем платежеспособного спроса на нее и оказывает решающее влияние на товарность, если своими масштабами обеспечивает массовость производства.
Массовость же производства немыслима без новых приемов труда, т. е. технологии, и нового технологического оборудования.Полезность продукции определяется комплексом факторов: технических, эргономических, экологических, социальных и др. Игнорирование этих фактов при создании новой продукции неизбежно влияет на востребованность и товарность.
Более 30 лет назад в СССР было организовано промышленное производство деревянных окон без форточек. Более производительная технология и снижение затрат вошли в противоречие с полезностью, и новое изделие широкого применения не нашло. На многих деревообрабатывающих предприятиях изготовляли что могли, а не то что нужно потребителю.
Изготовлять требуемую (заказанную, даже оплаченную) продукцию, а не создавать себе трудности со сбытом (продажей, обменом) уже произведенной продукции – этот принцип реагирования на востребованность первыми реализовали мебельщики, введя торговлю по образцам изделий или их наборов.
1.1. Уплотнение древесины
Много лет одним из недостатков древесины считалось ограничение возможности ее формования. В Дрезденском техническом университете специалисты разработали и запатентовали новую технологию обработки деревянных конструкций, которая существенно расширила сферу их применения.
На торце бруса, обработанном дрезденским методом видно, что годовые кольца овальные, как бы сплюснутые. Профессор Института строительных конструкций и деревянных сооружений при Дрезденском университете Пеер Халлер (PeerHaller) поясняет, что древесина подверглась уплотнению.
Процесс уплотнения осуществляется при температуре 150º С горячим прессом. При этом происходит сжатие микроструктуры древесины, и в результате получается древесина очень высокой плотности – примерно 1кг/дм3. Сухая еловая древесина имеет в нормальном состоянии вдвое меньшую плотность, т. к. она представляет собой своего рода губку.
Именно высокая пористость древесины позволяет из стволов круглого сечения получать методом горячего прессования без каких-либо потерь балки прямоугольного сечения.При возведении крупных инженерных соединений, например — мостов, нагрузки, распределяются крайне неравномерно.
В результате отдельные балки подвержены повышенному износу. Если эти балки изготовить из уплотненной древесины, а остальные – из обычной, то это позволит сохранить архитектурную гармоничность моста и при этом обеспечить оптимальные эксплуатационные характеристики.
Там где ожидаемые нагрузки особенно велики, инженеры используют стальные балки различного профиля (таврового или двутаврового сечения). Но и пустотелые балки коробчатого или круглого сечения способны нести большую нагрузку, чем сплошные массивные балки.
Технология, разработанная профессором Халлером, позволяет получать пустотелые балки из древесины. Для этого сначала круглый ствол прессуется в брус квадратного сечения, а затем с одной стороны деформация снимается. В результате квадратное сечение превращается в трапецеидальное, а это позволяет из нескольких таких балок сложить пустотелую трубу.
Наставленiе к разысканію и опознанiю дореволюцiонныхъ станковъ и раритетнаго оборудованія
Взяться за написание этого поста меня побудило то, что на заброшенных и реконструируемых фабриках и заводах народ часто натыкается на раритетные станки и механизмы исторической ценности огромной. Вообще удивительно, как они дожили до наших дней. Натыкается… и не понимает, что это перед ними. Это обсуждалось здесь:
urban3p.ru/blogs/24631/comments/#comment468187
Поэтому я и решил сделать небольшой экскурс в историю фабрично-заводской индустрии, чтобы все желающие могли отличить станок изготовленный при Царе-Батюшке, от станка современного. А также проиллюстрировать интересными и увлекательными старинными картинками.
Старинные станки, имеющие коллекционную ценность, имеют один основополагающий признак — у них есть шкив для трансмиссионного привода. Что это такое и для чего он нужен?
Вы когда-нибудь задумывались, обращали внимание, что у старых фабрик/заводов ОБЯЗАТЕЛЬНО есть ТРУБА? Даже своеобразным символом индустрии она стала. Казалось бы, нафига труба текстильной, ткацкой фабрике? Или трикотажной? Или чисто механическому заводу, который никаких литеек-вагранок не имеет, с печами не работает? Воткнул в сеть станок и работай себе. Да, так. Это сейчас. Но ещё каких-нибудь несчастных лет 130 назад электричества не было. То есть в природе-то оно было, законы физики как бы не изменились. И в лабораториях учёных оно было. А вот электростанций — не было. Первый электросвет питался от огромных гальванических элементов и получался тоже в лабораторных условиях. А улицы и дома освещались газом и керосином. Куда станок «втыкать»? А ведь индустрия тогда уже была. И больше скажу, это был самый расцвет «индустриальной эры»! В промышленно развитых странах большинство простого населения было занято в фабрично-заводском производстве. А откуда энергия бралась? Как станки крутили? Паровыми машинами крутили, это со школы все знают. Паровую машину изобрели ещё на рубеже VIII-XIX веков. Но как одна паровая машина могла крутить станки ЦЕЛОГО ЗАВОДА или фабрики? А вот тут мы подходим к вопросу «для чего труба у каждой мелкой фабрички». Труба нужна была для мощнейшей котельной, снабжавшей паром огромные паровые машины. Они вырабатывали мощность с очень большим избытком. Механическую мощность, генераторов тогда не было.

Паровые машины от самых первых до самых современных для Брокгауза и Ефрона. Сильно УВЕЛИЧИВАЕТСЯ ПО КЛИКУ!
Почему с избытком? А потому, что крутящий момент от паровой машины передавался на станки с помощью валов и приводных ремней. Паросиловая установка находилась, обычно, в небольшом отдельном здании на территории фабрики/завода (меры безопасности на случай взрыва котлов, грамотно рассчитывать которые инженеры научились не сразу). От этого здания с паровой машиной к фабричным корпусам шли подземные галереи, в которых вращались огромные по длине и диаметру стальные валы. С помощью системы конических шестерней вращение от этих, горизонтально лежавших валов передавалось в подвале фабрики на валы, установленные вертикально. А те, в свою очередь, приводили в движение поэтажные горизонтальные валы, проложенные под потолком цехов. На этих валах были закреплены шкивы — колёса для приводных ремней. От этих колёс ремни спускались с потолка к шкивам станков, установленных на полу цеха. И крутили станки. Входишь в цех — целый «лес» дрожащих, бегущих ремней, от потолка к станкам…

Бельгийская FN (Fabrique Nationale d’Herstal, бельгийская оружейная компания, существующая до сих пор) 1900 год, токарный цех. Электричество мы видим только в освещении цеха.
Наиболее совершенные станки имели «контрприводы».
(вращение от трансмиссионного вала 1 со шкивами прямого 5 и обратного 6 хода передавалось на вторичный вал 2, со шкивами прямого 3 и обратного 4 хода. Обратный ход достигался за счёт перекрещивания ремня. Со ступенчатого шкива 8 основной трансмиссионный ремень 10 передавал вращение на ступенчатый шкив самого станка 9. С помощью рычага 7 можно было включать и отключать фрикционную муфту М — пуская и останавливая станок.)
Перекидывая приводной ремень по ступенчатому, коническому шкиву, можно было регулировать количество оборотов. Вот фотографии старинных цехов, с «контрприводами» на стенах:

Опять — из электричества только лампочки, все станки с механической передачей.

На переднем плане интересный станок — универсал. Токарно-фрезерный или токарно-сверлильный.
[img]- BROKEN IMAGE #76804 -[/img]
А здесь на переднем плане первые станки с электроприводом, он даже огорожен — зачатки борьбы за ТБ!
Очень опасной была система механической передачи в плане производственного травматизма — стоило случайно полой одежды угодить в шкив — и тебя, буквально, наматывало на станок, так что кишки наружу. А спецодежды тогда не было даже в Америке — рабочие работали в своём, выбирая на работу одежёнку похуже…

Но главное неудобство такой системы было в том, что при механической передаче терялось огромное количество энергии зря (помните, я упомянул про излишнюю мощность силовой установки?). Поэтому, как только электродвигатели подешевели настолько, что стало выгодно ставить их на станки — сразу стали ставить. Сначала ставили один электромотор на цех — а дальше привычная система валов и шкивов (да и станки были старые). Потом, по мере выпуска новых станков с индивидуальным электроприводом от трансмиссионных станков со шкивами стали избавляться. Этот процесс вполне завершился годах в 30-х. Понятно, что такой станок в наше время потрясающая редкость? Но у нас они до сих пор попадаются в цехах. Примеры с Урбана:

(С любезного разрешения автора people239)

(Автор снимка юзер ЖЖ k_alexander_b.)
Это происходит потому, что советская промышленная техносфера была до ужаса консервативна. Советские предприятия всегда до конца держались за привычные, отработанные технологии и оборудование. И старые станки не шли в чермет, а использовались в подсобных мастерских. Почему? А потому, что модернизация производства в СССР ничего кроме головной боли, не сулила ни главному инженеру, ни главному технологу, ни самому директору завода. Свободного рынка промышленного оборудования в стране НЕ БЫЛО ВООБЩЕ! Купить станки и прочее оборудование просто так завод не мог! Оборудование относилось к так называемым «материально-техническим фондам», которые не продавались, а распределялись государством. Захотел, к примеру, директор обновить производство и поставить новое оборудование. Значит он должен засылать своих снабженцев-толкачей по всем главкам и министерствам, чтобы те собирали кучи совершенно левых подписей чиновников, которым до этого конкретного предприятия и дела нет. Потом «выбивать» поставку оборудования, когда разрешение уже получено. Потом всё это нужно монтировать, устанавливать, а предприятие-то работает и все пуско-наладочные работы приводят к временному снижению производства, а то и к его прекращению. А у директора «план по валу». Его за это по головке начальство не погладит. Поэтому, все модернизации в советской экономике проходили «из-под палки», «по приказу сверху» и никак иначе.
Потому-то и уцелели у нас станки, за которые на любом европейском аукционе сходу дают 8-10 тысяч евро за самый простенький…
А теперь выложу ещё фотографии интересных старинных станков.

1906 год. Огромные токарники для обточки крупногабаритных деталей, с установленным приспособлением для одновременной проточки сразу двух больших деталей:

Даже такие гигантские станки в то время приводились в действие приводным ремнём.
А вот коллекция старинных станков в каком-то зарубежном музее:

Это ФРЕЗЕРНЫЙ станок, с центрами для полукруглого фрезерования.

Это он же, но с другого ракурса.

А это — сверлильный станок дизайна «Camel Back», «верблюжий горб» в переводе. Той же схемы и станки, недавно найденные в Питере (см. фото выше). Подробнее можно об этих станках прочесть здесь: www.beautifuliron.com/gs_drills_camelback.htm но, к сожалению, на английском.
Как «наложить лапу» на станок.
Я не буду никого призывать к «хабарятничеству», даже если Вы найдёте ценнейший станок XIX века. Хотя бы потому, что схабарить станок, весом иногда несколько тонн, проблематично физически. 🙂 Однако, те, кто разрушает предприятие, его номинальные владельцы, с радостью пойдут Вам навстречу в большинстве случаев и отдадут старинный станок по цене металлолома. В среднем — 3-4 тыс. рублей за станок, повторюсь, стоимостью в среднем 10 тыс. евро на европейских аукционах. Это происходит потому, что сложившегося рынка «технического антиквариата» в России нет, продать его здесь за истинную цену невозможно. Потому их и безжалостно режут на металл… 🙁
Я дал фотографии основных типов станков (токарный, фрезерный, сверлильный) «доэлектрической эпохи», рассказал основное по технической истории промышленного производства с помощью этих станков. Теперь дело за читателями этого блога, я приветствую любые поправки, дополнения и уточнения. Интересную информацию из комментариев можно будет включить в основной пост, если редактирование закроется, то, надеюсь, Red поможет. Спасибо за внимание!
P.S. При написании этого поста я использовал фотографии, находящиеся в открытом доступе, фотографии, предоставленные пользователем этого ресурса, а также ранее написанным своим комментом — чтобы не писать заново.
Особенности мастерства
Прежде всего, в вековом опыте строительства, которое велось преимущественно топором. В руках древоделов топор стал универсальным инструментом: топором рубили стены, делали украшения на домах и храмах, создавали уникальные безгвоздевые конструкции, прочность которых подчас удивляет и восхищает нас.
В процессе развития деревянного зодчества выработался тот своеобразный и устойчивый «плотницкий» язык, которым пользуются плотники до сих пор.
Вот лишь часть, для примера:
- Режь (рубка в режь) — система горизонтального соединения углов венца, при котором бревна врубаются одно в другое не в половину, а в четверть дерева. Между венцами при этом остаются просветы. Такое соединение используется при возведении шатровой кровли.
- Ройка — способ фиксации брёвен между собой на торцах, посредством врезки бруска.
- Самцы — фронтоны, треугольное продолжение торцевых стен сруба.
- Слега — продольные бревна, несущая часть крыши, врубаются через бревно по скату фронтона, имеют значительную толщину, близкую к диаметру бревен в стенах, — такая толщина исключает их прогибание. Слеги несут двойную функцию: связи самцов-фронтонов и обрешетины, а также создают свес кровли над фронтоном.
- Стопа — полностью собранный сруб.
- Тесины, тес — тонкие доски из древесины хвойных пород, служившие покрытием деревянного здания и для обшивки стен здания, первоначально тесинами назывались доски, получаемые обтесыванием бревен.
- Чаша (рубка в чашу) — традиционный способ рубки для бревенчатых домов, сруб, выполненный рубкой «в чашу» считается наиболее теплым и устойчивым, принципиальное отличие угла «в чашу» рубленного вручную от «чашек» сделанных на станке при производстве «оцилиндрованных» бревен является наличие «замка», который создает плотное, теплое и надежное соединение углов.
- Шкант — плоский шип, которым скрепляются между собой венцы сруба.
Токарно-винторезный станок 1м63
Токарно-винторезный станок 1М63 разработали и начали выпускать в середине 50-х годов. Данное оборудование на тот момент имело уникальные технические характеристики, станок 1М63 позволил проводить обработку на высоком качестве заготовок из различных металлов.
Область применения
Покупателями винторезного станка 1М63 зачастую становились машиностроительные заводы с довольно крупным объемом производства. Это связано с тем, что ходовой винт модели позволяет проводить обработку заготовки длиной 750-10000 мм в зависимости от РМЦ. Однако сегодня этот токарно-винторезный станок существенно уступает современным винторезным моделям по показателю производительности и точности обработки. Назначение: можно точить цилиндрические и конусообразные детали, нарезать резьбу.
Токарный станок модели 1М63 может использоваться для работы со сложными формами и округлыми типами заготовок. Дополнительное назначение – нарезка различных типовых резьб. Чертеж оборудования предполагает очень удобную конструкцию основного шпинделя и самого резца, кроме того допускается установка для работы следующих инструментов: зенкеров, сверл, метчиков и плашек. Сама заготовка для последующей обработки может закрепляться непосредственно в патроне либо поддерживается крепеж в центрах.
К основным достоинствам машины приписывают:
простота выполнения любой операции;
не сложная конструкция узловых элементов машины;
станина токарного станка 1М63 характеризуется достаточной жесткость, также увеличены стандарты температурной стабильности и точности обработки;
характеристики двигателей установки имеют высокие показатели мощности, что облегчает обработку по металлу;
износостойкость каждого отдельного узлового агрегата имеет высокие значения;
скорость нарезания резьб очень высокая;
кинематическая схема отличается определенной жесткостью, что положительно сказывается на всей работоспособности установки;
в комплектации 1М63 присутствуют электрические и стандартные механические блокировки, которые обеспечивают максимальную безопасность при выполнении любой операции.
Токарно-винторезный станок дип-300
Первоначальная версия токарно-винторезного станка ДИП-300 была разработана еще в 1932 году. Главным его предназначением в то время была обработка деревянных заготовок, немного позднее обновленную модификацию можно было уже использовать для обработки металлических изделий. Следует отметить, что высокие темпы развития машиностроительной отрасли в послереволюционный период, обусловленные стремительным техническим прогрессом в Европе, привели к изобретению уникального на то время станка, который опередил по всем техническим характеристикам образцы западных аналогов подобного типа. Сокращенное название расшифровывается довольно просто: «Догнать и перегнать». Количественные показатели, используемые в маркировке названия, характеризуют параметры высоты центров. Отличные технические характеристики позволили к 1940 году именно этим моделям ДИП-300 и ДИП-500 получить широкое распространение в большинстве производственных цехов по всей территории страны.
Станки, произведенные на Рязанском станкостроительном заводе, серии ДИП-300, по мере модернизаций получили маркировку 1М63.
Токарный станок ДИП-300 отличается длительным сроком службы. Во время продолжительной эксплуатации оборудование сохраняет изначальную точность при выполнении всех технологических операций. Надежная конструкция шпинделя и каретки токарно-винторезного станка ДИП-300 при наличии жесткой станины обеспечивают высокую точность выполненных работ. На высоких скоростях производится внешнее и внутреннее точение, растачивание, точение конусов, а также нарезание резьбы разных видов: дюймовая, метрическая, модульная и питчевая. Модель позволяет осуществлять многопрофильную токарную работу с изделиями средних и больших размеров в условиях мелкосерийного производства при машиностроительных заводах и цехах.
Токарно-винторезный станок дип-500 (1м65)
Токарно-винторезный станок ДИП-500 стал выпускаться вместо токарного станка 165-ой линейки. С его помощью стало возможно обрабатывать крупногабаритные заготовки в условиях мелкосерийного и единичного производствах. Благодаря своей высокой надежности и качеству изготовления станок поставлялся на экспорт.
История создания модели
Первым в СССР началу выпуска универсальных токарно-винторезных станков положил завод в Москве «Красный пролетарий» в тридцатых годах двадцатого века. В своих маркировках станков завод имел лозунг станкостроения СССР — ДИП. Расшифровывается эта аббревиатура так – «догнать и перегнать». В дальнейшем ДИП-500 стало выпускать предприятие Рязанского станкостроительного завода в пятидесятых годах двадцатого века, и он получил маркировку 1М65.
Назначение модели
Токарно-винторезный станок ДИП-500 используется для механической обработки металлических и полимерных заготовок (из чугуна, стали, фторопласта и т.п.) типа тел вращения. При помощи этого токарного станка выполняют все виды токарных работ: начиная с подрезки торцов и заканчивая нарезкой различной резьбы.
Описание
Станок ДИП-500 — это оборудование токарной группы, являющийся универсальным, его возможно использовать в различных сферах промышленности для токарных операций для изготовления продукции. С его помощью существует возможность выполнять вышеизложенные работы с нормальной точностью (Н) и высокой производительностью. За все время эксплуатации станок зарекомендовал себя высокой надежностью благодаря качеству изготовления и простотой в обслуживании, а также не требовал к себе высокого внимания, особых условий при эксплуатации.
Современными аналогами ДИП-500 являются такие модели станков как Stalex C6140W, Proma SPF-1000PH/1500PH/2000PH, MetalMaster MLM 460X1500, Jet GH-1840 ZX DRO и ряд других станков.
Токарно-карусельный станок 1512
В продаже можно встретить относительно небольшое количество станков, которые могут применяться для обработки крупногабаритных деталей. Среди всех моделей, созданных на момент существования СССР, отметим токарно-карусельный станок 1512. Его предназначение заключается в проведении обработки деталей средних и крупных размеров. По причине высокой надежности и практичности в применении данная модель стала основой при создании различных модификаций, активно импортировалась в различные страны мира.
Технические характеристики токарно-карусельного станка 1512 определяют его применимость в машиностроительном, судостроительным или ином производстве. При установке дополнительной оснастки назначение токарно-карусельного станка 1512 существенно расширяется, его можно применяться для проведения более 10 видов обработки заготовок из различных сплавов.
Область применения модели 1512 весьма обширна. Как правило, устанавливается она в случае среднесерийного и штучного производства различных деталей. Это связано с тем, что в случае точения заготовок больших размеров проводится снятие большого слоя материала. Даже при применении режущего инструмента из износостойкого материала за один проход может сниматься слой с условием, что максимальное усилие не должно превышать показателя 35 кН.
Основные операции, которые можно провести на данном оборудовании:
Обработка конических и цилиндрических поверхностей.
Выполнение операций по растачиванию.
Проход режущим инструментом по плоской поверхности, которая представляет собой торец.
Выполнение работы по созданию отверстий, их растачиванию.
Производилась модель с 1935 года Краснодарским заводом Седина. После длительно эксплуатации этой модели появилось довольно большое количество различных модификаций, которые также стали популярными.
Токарный станок тв-11
Токарный станок ТВ-11 входит в серию станочного оборудования, которое разрабатывалось как учебное, для оснащения мастерских школ, технических училищ. Все они сконструированы в настольном варианте. Но токарный станок серии ТВ-11 разрабатывался не только в виде учебного, но и с целью использования его в промышленных условиях. Поэтому токарный станок ТВ-11 нашел применение в мастерских малого и среднего бизнеса, а также при комплектации различных передвижных мастерских.
Изготавливается настольный токарный станок ТВ-11 на станкостроительном заводе в Ростове на Дону. По сравнению с другими подобными типами станков, токарный станок ТВ-11 обладает улучшенными экономическими показатели и не высокими затратами на его эксплуатацию.
Настольный токарный станок ТВ-11 разработан с целью обрабатывания на нем металлов и других материалов с высокой точностью на чистовых и получистовых режимах. Паспорт станка предусматривает его работу с любыми видами металлов. Вес ТВ-11 составляет всего 240 кг, что позволяет использовать его в помещениях, расположенных на этажах высотных зданий и в передвижных мастерских, в которых установлены электрические щитки с классом напряжения 380 В.
На винторезном станке ТВ можно выполнять следующие работы:
протачивать и растачивать поверхности, имеющие форму цилиндра или конуса;
сверление отверстий различных диаметров;
шлифование изделий из различных материалов;
отрезать заготовки необходимых размеров;
нарезание различных резьб с применением метчиков и плашек;
подрезка торцов заготовок.
Станки дома 



