ений элементов деревянных конструкций
Соединения бывают разъемные, позволяющие многократно собирать и разбирать изделие, и неразъемные. Разъемные соединения подразделяются на жесткие и шарнирные. К жестким относятся соединения на стяжках и круглых шипах, поставленных без клея, к шарнирным — соединения на различных петлях. Неразъемные соединения — шиповые, на гвоздях, шурупах, скрепах, клею.
Соединения на гвоздях и шурупах. Соединить две плиты или доски друг с другом проще всего с помощью гвоздей или шурупов. По длине гвоздь или шуруп должен быть на 3–5 мм меньше общей толщины соединяемых деталей и входить в присоединяемую деталь на 2/3 ее толщины.
Для забивания гвоздей используют плотничный молоток. Ударником молотка надо бить по шляпке гвоздя перпендикулярно — малейшее отклонение направляет гвоздь вкось
В древесину твердых лиственных пород и в тонкую планку гвозди нужно забивать в предварительно просверленные отверстия диаметром меньше толщины гвоздя Длина отверстия должна составлять не менее 0,6 длины гвоздя.
В соединениях элементов из хвойных (кроме лиственницы) и мягких лиственных пород гвозди забивают без предварительного просверливания гнезд.
Прибивать следует более тонкую деталь к более толстой.
Крепление досок будет особенно надежным, если гвозди загонять под некоторым углом к вертикали и в различные стороны.
Забивать гвозди (шурупы) надо в здоровую часть древесины, минуя сучки и трещины. Не следует забивать гвозди в сырую и мерзлую древесину, так как от влаги они ржавеют, что снижает прочность соединения.
В гвоздевых соединениях при встречном забивании гвозди не должны пробивать насквозь все доски. При сквозном забивании концы гвоздей загибают поперек волокон.
Вбивая гвоздь в отделанную поверхность, чтобы не образовались на ней вмятины и выбоины, следует в конце процесса вбивания положить на шляпку гвоздя другой молоток и ударами по нему закончить вбивку гвоздя.
Чтобы головки гвоздей не портили общий вид и не цеплялись острыми краями, их следует «утопить». Делают это с помощью направки, ставят ее в центр гвоздя и легкими ударами «утопляют» головку.
Соединения на шурупах значительно прочнее, чем соединения на гвоздях.
Шурупы бывают различной длины и толщины с круглыми, потайными и полупотайными головками.
В древесину шуруп завинчивают до отказа отверткой подходящего размера и формы.
Под шуруп в детали, в которую он ввинчивается, предварительно просверливают гнездо, а в прикрепляемой шурупом детали — отверстие. Диаметр гнезда должен быть равен внутреннему диаметру резьбы шурупа, глубина гнезда — длине нарезной части шурупа. Диаметр отверстия в прикрепляемой детали должен равняться или быть на 0,5 мм больше диаметра шурупа.
Под тонкие и короткие шурупы отверстия можно сделать столярным шилом, нажимая на него и одновременно вращая.
Под толстые и длинные шурупы отверстия высверливают сверлами. При этом сверло должно быть тоньше, чем шуруп.
Под шурупы с потайном головкой отверстия необходимо расширить в верхней части — зенковкой или большим спиральным сверлом.
Смазанные машинным или растительным маслом (или мылом) гвозди и шурупы легче войдут в древесину.
Склеивание — один из простых и надежных способов скрепления деталей между собой. Клееные соединения легки, обладают высокой прочностью, позволяют из маломерного материала создать монолитные конструкции любых форм и размеров. Очень важно, что при склеивании соединяемые поверхности не повреждаются.
Склеивать можно только сухую древесину. У влажного, сырого материала мельчайшие отверстия между клетками древесины заполнены водой, и клей на такой поверхности не держится.
Чтобы получить надежное соединение, необходимо тщательно подготовить поверхности деталей: удалить с них пыль, грязь, жир, зачистить наждачной мелкозернистой шкуркой или нанести кончиком ножа царапины в виде косой сетки для лучшего проникновения клея в древесину.
Клей наносят очень тонким слоем на обе склеиваемые поверхности деталей: если намазать клеем только одну деталь, соединение получится непрочным. После нанесения клея детали соединяют, плотно прижимают друг к другу и для надежности склейки закрепляют струбциной, тисками или кладут под пресс. Плоские крупные детали можно зажать в самодельном прессе, представляющем собой две толстые квадратные доски с отверстиями по углам для стягивающих болтов.
При склеивании соединений на гладкую фугу и «на ус», чтобы не допустить коробления конструкции, следует учитывать направление волокон и годичных слоев древесины склеиваемых деталей. Склеивая заготовки на кромку, годичные слои соседних делянок располагают так, чтобы сердцевина и заболонь одной делянки примыкали к сердцевине и заболони другой. При склеивании на пласть правую пласть одной делянки склеивают с правой пластью соседней, левую — с левой, направление годичных слоев в кромках соседних делянок должно быть противоположным.
Чтобы шов (клеевая прослойка) был менее заметен, в клей добавляют минеральные пигменты соответствующего цвета — от 8 до 10 % (по объему).
Для склеивания деревянных деталей применяют как природные (глютиновые, казеиновые), так и синтетические клеи.
Большое распространение получили глютиновые, или, как их называют в обиходе, столярные клеи — костный и мездровый.
При работе с древесиной широко используют также и синтетические клеи. Они имеют много преимуществ по сравнению с глютиновым и казеиновым клеями: быстро затвердевают, характеризуются высокой прочностью склеивания, достаточной устойчивостью к факторам внешнего воздействия; рабочее состояние клея сохраняется длительное время.
Из клеев на основе синтетических смол широко применяют эпоксидный клей. Он используется для клееных соединений, требующих особой прочности. При комнатной температуре эпоксидный клей высыхает за 24 ч.
Общие правила склеивания следующие: полностью очищенные от остатков старого клея или краски поверхности должны быть точно подогнаны, клей нужно наносить ровным слоем по всей площади склеивания, склеиваемые детали следует плотно прижать друг к другу, а затем тщательно очистить изделие от выдавленного клея. После этого на склеиваемые детали необходимо положить бруски или планки и уже на них закрепить зажимные приспособления.
Благодаря таким прокладкам изделие не повредится и обжимом будет охвачена вся площадь склеиваемой поверхности.
Шиповые соединения (шиповая вязка) — основной вид соединений при изготовлении любых столярных изделий. Они могут быть угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные.
Элементы шиповых соединений показаны на рис. 94.
Рис. 94.Элементы шиповых соединений:
а — шип; б — гнездо; в — проушина; г — соединение на круглый шип; д — соединение в паз (шпунт) и гребень
Это шип, проушина (или гнездо), паз (или шпунт) и гребень. По форме шипы бывают плоские, трапециевидные, круглые, по конструкции — цельные, выполненные заодно с деталью, или вставные, изготовленные отдельно. Вставные круглые шипы называются шкантами (нагелями), вставные плоские шипы, проходящие по всей длине соединяемых деталей, — рейками (шпонками). Боковые грани шипа и стенки проушины называются щечками, торцевая часть шипа — торцом, а срезы, образующие шип, — заплечиками. Длина шипа — это расстояние от заплечиков до торца, толщина — размер между заплечиками или щечками, ширина — поперечный размер щечки. Пазом (шпунтом) принято называть небольшое углубление прямоугольной формы, выбранное в детали.
Имеется много разновидностей шиповых соединений, которые применяются в зависимости от назначения изделия: шип сквозной, полупотайной или потайной, круглый вставной, соединения с одним, двумя, тремя и более шипами, «ласточкин хвост», на вставную рейку (шпонку) и др.
Расчетные размеры толщины шипов округляют до следующих номинальных размеров: 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 и 25 мм. Длина сквозного шипа должна равняться ширине бруска, длина потайного шипа — половине ширины бруска. Чтобы шип лучше входил в проушину (гнездо) и клей меньше сгонялся со щечек, рекомендуется концевые грани шипа скашивать с обеих сторон на 25–30°. Шип «ласточкин хвост» — трапециевидный, получается более прочным при угле наклона щечек 10°.
Чтобы изготовить простейшее шиповое соединение, на деталях делают тщательную разметку: на одной детали — контуров шипа, на другой — проушины. Сначала с помощью угольника откладывают длину шипа и глубину проушин. Затем рейсмусом или угольником размечают ширину шипов и проушин. Если ширина или толщина обеих деталей одинакова и нарезается один шип, то для удобства разметки и работы делят ширину или толщину деталей на три равные части. При двойном шипе ширину (толщину) детали делят на пять равных частей и разметку делают тем же способом. При разметке материала необходимо предусмотреть припуск на обработку. Шип запиливают по внешней стороне разметки, чтобы не сделать его тонким, проушины — по внутренней стороне разметки. При небольших размерах шипов и проушин крайние шипы делают более широкими, чтобы они не откололись при соединении. Запиливание шипа выполняют с помощью лучковых шиповых пил с шириной полотна 40–50 мм или ножовок. Проушину выкалывают и зачищают стамеской. Все соединения обычно делают на клею. Шип должен достаточно плотно входить в проушину. Поэтому прочность соединения определяется в первую очередь правильным выбором размеров шипа, точностью разметки и выполнения соединения.
Из других видов столярных соединений (вязки) деталей (брусков) распространены следующие: угловая концевая вязка, когда детали соединяют между собой концами; угловая ящичная; угловая серединная вязка — конец одной детали соединяют с массивом другой детали; перекрестная вязка — детали соединяют между собой массивом; стачивание — детали или бруски соединяют по ширине; сращивание — детали или бруски соединяют по длине.