б, в).
Рис. 2.Разметка кряжа на клепки по сердцевинным линиям:
а — однорядная; б — двухрядная; в — трехрядная
Для распиловки кряжа на клепки можно предложить следующие схемы (рис. 3, 4, 5, 6).
Рис. 3. Схема постава для распиловки кряжа на лесопильных рамах на клепку
Рис. 4.Схема постава для распиловки тюлек на плахи и плах на клепку и дощечку на станках с круглыми пилами. При брусовке число пропилов 4, при распиловке 25, при обрезке кромок — 24. Ширина пропила при брусовке 8 мм, при распиловке 5 мм, обрезке 5 мм. Размеры клепки: толщина 29 мм, ширина 61-108 мм; размеры дощечки: ширина 37–72 мм, толщина 10 мм. Расчетный выход всей пилопродукции 67,4 %, клепки 60 %, в том числе радиальной 40 %, дощечки 7,4 %
Рис. 5.Распиловка план на клепку и дощечку
Рис. 6. Распиловка плах в форме четвертины для увеличения выхода радиальной клепки
Для днищ 180-сантиметровых бочек идет кряж диаметром 56–60 см, длиной 94 см. Ширина досок 30 см, толщина 3–4 см.
Чтобы изготовить 40-ведерную дубовую бочку, нужны клепки длиной 90—120 см, шириной 8-14 см, толщиной 2–3 см.
Для обычных кадок заготавливают клепки 60–90 см длиной, 8-12 см шириной, 4 см толщиной.
Для небольших бочонков и ведер изготавливают клепки длиной 60–90 см, шириной 10 см и толщиной 2–3 см.
Наиболее ходовыми бочками являются такие, у которых высота составляет 50 и 70 см. В целях более экономного расхода материалов есть смысл изготавливать бочки по парам. Одну высотой 50 см, другую высотой 70 см. В этом случае отходы более крупной бочки могут послужить заготовками для мелкой.
Из-за яйцевидной формы расчет объема бочки затруднителен. Однако на практике бондари нашли способ быстрого и довольно точного подсчета этого объема. Итак, для расчета объема бочки необходимо измерить ее высоту от одного утора до другого, а также диаметры в двух местах: в центральной части и в дне. Измерения лучше производить в дециметрах (напомним, 1 дм = 10 см), так как 1 дм3 равен 1 л. Затем каждый измеренный диаметр возводят в квадрат. Далее большее из полученных чисел удваивают и прибавляют к меньшему. Результат умножают на высоту бочки, а потом еще раз умножают на 3,14. Полученное от умножения произведение делят на 12 и получают объем бочки в литрах. Чтобы узнать, какое количество ведер содержится в бочке, ее объем в литрах делят на 12 (обычный объем одного ведра в литрах).
Для примера рассчитаем объем бочки, у которой высота 70 см (7 дм), большой диаметр 60 см (6 дм), малый диаметр (поперечник днища) 50 см (5 дм). Произведем расчеты:
1) 5х5 = 25 дм2; 2) 6х6 = 36 дм2; 3) 36х2 = 72 дм2; 4) 12 + 25 = 97 дм2; 5) 97 дм2 х 7 дм = 679 дм3; 6) 679 дм3 х 3,14 = 2132 дм3; 7) 2132 дм3:12 = 148 дм3 = 148 л; 8) 148 л: 12 = 15 ведер.
В буквенном выражении формула расчета объема бочки будет выглядеть так:
V = (d2 + 2D2)∙h∙π/12
где: V — емкость бочки в литрах; d — диаметр дна бочки; D — диаметр центральной части бочки; h — высота бочки; π — постоянная величина 3,14.
Для облегчения поиска ответов на поставленные вопросы бондарь на листе картона или бумаги чертит окружности центра и дна будущей бочки (рис. 7). Причем можно чертить в масштабе 1:1. Тогда расчеты упрощаются. Или можно чертить с соответствующим уменьшением в 2, 4, 5 раз и т. д. И тогда при расчетах необходимо это уменьшение учитывать.
Рис. 7.Сечение остова в центральной части бочки и в плоскости головного диаметра
Итак, мы знаем, что в нашем примере большой диаметр равен 60 см. Диаметр дна 50 см. Вычерчиваем соответствующие диаметры на чертеже. Если нам известен только диаметр дна, то без особого труда (прибавив 1/5 часть диаметра дна) можно получить диаметр центральной части бочки (брюшной). И наоборот. Если нам известен большой диаметр, то можно вычислить (отняв 1/6 большого диаметра) диаметр дна. Установить число клепок можно двумя способами. Либо, зная ширину в центре одной заданной клепки, выстраиваем на чертеже по большой окружности необходимое количество данной величины. Либо данную окружность делим на определенное число раз (в нашем случае на 16) и таким образом узнаем ширину самой широкой части клепки. Зная радиус большой окружности (30 см), по известной формуле (2?R) находим длину этой окружности: 2х30х3,14 = 188,4 см.
Теперь эту длину делим на количество клепок (16). Получим 11,7 см. Округлив это число, получим 12 см. Такова будет ширина центральной части клепки. Если на чертеже мы проведем соответствующее число радиальных линий (в нашем случае 16), то здесь же на чертеже сможем измерить ширину конца клепки. Она составит приблизительно 10 см. То есть ширина конца клепки будет меньше ширины центральной ее части на 1/6 последнего размера. На нашем рисунке мы можем установить также и кривизну (выпуклость) клепок и величину скоса боковых граней. Мы можем количество клепок увеличить или уменьшить. Соответственно изменятся и размеры каждой отдельно взятой клепки. Заметим, что при заданной высоте бочки 70 см от утора до утора действительная длина клепки должна быть примерно 84 см (с учетом на изгиб и на обрезку). Толщина клепки во взятом примере будет равна 2 см (60–50 = 10 см; 10:5 = 2 см). Толщина конца клепки будет больше на величину уторного паза. В нашем случае 3–3,5 см.
В заключение приведем конструкции бочек с разными остовами (рис. 8) и открытых бондарных изделий (рис. 9).
Рис. 8. Конструкции бочек с остовами выпуклой, цилиндрической и конической форм:
D — внутренний диаметр в центре; d — внутренний диаметр у днища; h — высота между днищами; суголовной диаметр; D1 — наружный диаметр в центре; Н — наружная высота бочки; с-расстояние от середины уторного паза до торца; г — уторный паз; е — фаска на торцах остова; г — внутренняя фаска днища; п — наружная фаска днища; д — обручи; о — металлические пластинки; а — толщина клепки остова; в — толщина клепки днища
Рис. 9.Конструкция открытых бондарных изделий:
d — внутренний верхний диаметр; D — внутренний нижний диаметр; h — глубина изделий; Н — наружная высота изделий; с — расстояние от середины уторного паза до торца; г — уторный паз; е — фаска на торце остова; т — внутренняя фаска днища; о — металлические пластинки; а — толщина клепки остова; в — толщина клепки днища; д — обручи
Вычисление внутренних объемов цилиндрических бондарных изделий производят по формуле:
V = π∙d2/4,
где V — общий объем цилиндрического изделия;
d — диаметр дна;
π — постоянная величина, равная 3,14.
Внутренний объем конических бондарных изделий вычисляют по формуле усеченного конуса:
V = π∙h∙(D2 + d2 + Dd).
Буквенные обозначения в данной формуле прежние.
Расскажем о выделке клепок пооперационно.
1. Нарезка клепок. Для выделки клепок используют разные породы деревьев. В зависимости от предназначения бочек выбирают и соответствующее дерево. Скажем, лучшими бочками считаются дубовые. Их в основном предназначают для хранения спирта, коньяка, пива, вина и т. п. Для изготовления клепок под бочки, используемые в виноделии, идет обычно белый дуб.
Кстати сказать, использование дубовых бочек в виноделии очень часто является необходимым технологическим условием для получения соответствующего напитка. Так, например, спиртной напиток ром (крепостью 45 %) получают из выдержанного ромового спирта, который происходит в результате сбраживания и перегонки сока сахарного тростника. Выдержка рома в дубовых бочках является непременным условием технологии.
Если в бочке собираются хранить воду, то для нее клепки делают из сосны, осины или ели. Для хранения молока и молочных продуктов на бочки идет можжевельник и липа. К исходной древесине предъявляют определенные требования. Она должна быть сухой и без пороков: без отлупа, червоточины, прорости, свилеватости, без заросших сучков, без так называемых раковин. О гнилом и прелом дереве и говорить нечего. Ясно, что таковое для выделки бочек не годится.
Для изготовления клепок лучше всего брать лес, колотый по сердцевинным слоям. Клепки из таких дощечек получаются наиболее прочными на изгиб. Обычно их вытесывают специальным бондарным топором. Но делают клепки и пилеными. Если вытесанные клепки предназначают для бочек, в которых потом собираются хранить различные жидкости, то пиленые клепки идут на бочки для сыпучих материалов — песок, мука и т. п.
Колоть клепки лучше всего из дерева только что срубленного. А время заготовки наиболее подходящее — это октябрь и ноябрь. Деревья при помощи пилы или топора валят на землю. И тут же разделывают на клепки (рис. 10).
Рис. 10.Инструменты и способы колки кряжей
То есть вначале дерево очищают от сучьев, затем распиливают на кряжи с таким расчетом, чтобы они по длине на 2–3 см превышали будущие клепки или даже еще больше. Далее кряжи колют по сердцевинным лучам на части. Иногда колют и по годичным кольцам. Тогда клепка получается уже выпукло-вогнутой (рис. 11).
Рис. 11.Нож для колки по годичным кольцам и клепка, получаемая при этом
Но по сердцевинным лучам колоть легче. Удобно колоть топором-колуном, у которого обух толстый, а клин острый и широкий.