Изделия из древесины имеют различные конструктивные формы и образуются соединением между собой отдельных деталей и сборочных единиц. В зависимости от исходной формы детали соединения различают по основным исходным конструктивным элементам брусков и щитов. До изобретения гвоздей, клея и других средств современных соединений детали из древесины соединялись между собой таким образом, что часть одной детали плотно входила в углубление другой, образуя замок— столярную вязку. Такие соединения широко использовали в деревянном домостроении. Преображенский собор в Кижах сооружен в 1714 г. без применения металлических и клеевых средств соединения деталей. Все детали собора связаны между собой столярными вязками таким образом, что снеговые и ветровые нагрузки, колебания температуры и влажности до сих пор не нарушили целостность сложной конструкции.
С развитием техники и технологии соединения деталей совершенствуются. В настоящее время в производстве изделий используется большое разнообразие сравнительно новых соединений. На рис. 21 приведена классификация соединений, применяемых в производстве изделий. Наиболее широко соединения применяют в мебельном производстве. Другие производства используют ограниченное число разновидностей этих соединений. Типы и размеры соединений стандартизованы. Характеристика элементов шиповых соединений приведена на рис. 22.
Шиповые соединения брусков различают по основным признакам, которые приведены в схеме рис. 23. Для однозначной характеристики шипового соединения необходимо указать всеэти шесть основных признаков. Для осуществления соединений с помощью шипов требуются сложные специализированные станки, формирующие шип и отверстие. Операции по формированию шипов трудоемки и требуют квалифицированных рабочих, способных обеспечить необходимую точность изготовления шипов и гнезд. Кроме того, при изготовлении соединений на цельных шипах теряется до 10 % древесины. Поэтому широко используются соединения на круглых вставных шипах. Круглые вставные шипы изготавливают из отходов древесины основного производства или из пластмассы. Все неразъемные шиповые соединения выполняют с помощью клея.
Прочность шиповых соединений является основным фактором, определяющим их качество. Она зависит от размеров шипов и соотношения их с размерами гнезда, прочности склеивания, условий работы шипового соединения. Соединения брусков на круглых вставных шипах слабее, чем достижимая прочность на цельных плоских шипах, но достаточны для нагрузок, которые испытывают мебельные изделия. В современном производстве изделий соединения с помощью шипов заменяют склеиванием, которое обеспечивает достаточную прочность и способствуют получению более формоустойчивых конструкций.
Классификация Соединений деталей в изделиях из разных материалов.
Рис. 23. Основные характеристики шиповых соединений:
/ — конструкция шипа; а —цельный; б—вставной; 2 — количество шипов; в — одинарный; г —двойной; 3 —направление оси шипа; д — прямой; е — косой; 4 — форма шипа; ж — плоский; з —ласточкин хвост; и — круглый; 5 —концевое угловое соединение; к — открытым шипом; л —закрытым; «— срединное соединение; л —сквозным,; к — несквозным шипом
Процесс склеивания может быть механизирован. На рис. 24 показаны шиповые соединения щитов. Наличие большого разнообразия клеевых веществ дает возможность использовать процесс склеивания в любых условиях.
Открытия и возможности практического использования но-вы'х методов интенсификации процессов склеивания путем модификации клея, токами высокой частоты, ультразвуком и другими методами позволяют создавать поточные линии склеивания заготовок и деталей. Применяя склеивание, можно использовать древесину для изготовления сложных изделий любых размеров. Применение клееных деревянных конструкций является реальной основой для организации безотходного производства «в деревообработке. Оно дает возможность эффективно использовать ценные и дефицитные породы древесины для облицовывания поверхностей деталей из малоценных пород.
Для автоматизации процесса склеивания в настоящее время разработаны клеевые пенопластовые пленки, позволяющие легко и прочно соединять детали при сборке в потоке. Например, имеются составы, которые впрыскивают в пазы и проемы соединяемых деталей, где они затвердевают, обеспечивая прочное угловое соединение щитов, формирующих корпус изделия (метод Фольдинг). На рис. 25 показаны виды клеевых соединений, широко применяемых в производстве изделий. Прочность клеевых соединений должна отвечать установленным нормам соответствующих ГОСТов в зависимости от требований, предъявляемых к изделиям из склеиваемых материалов. Качество склеивания предопределяет прочность и надежность готового изделия.
Рис. 24. Шиповые угловые соединения щитов:
а — из цельной древесины; б — соединения щитов из древесностружечных п. / — вставной шип; 2 — раскладка из массивной древесины; 3 — укрепляющие клейки
Рис. 25. Виды клеевых соединений:
/ — пластевое; 2—кромочное; 3 — при облицовывании; 4 — торцовое; 5 —с гнутьем; 6 — угловое на шипах;
Соединения на гвоздях широко применяют при изготовлении тары, строительных конструкций в производстве домов. В производстве мебели, музыкальных инструментов и строительных деталей гвозди используют редко, только как вспомогательное соединение при склеивании.
Гвозди изготовляют различных размеров по длине, толщине и форме сечений в соответствии с ГОСТами. Соединение на гвоздях способно сопротивляться нагрузкам, действующим в направлении выдергивания гвоздя и сдвигающихся под углом к оси гвоздя.
Прочность соединений на гвоздях зависит от размеров гвоздя, его длины, диаметра и плотности древесины. Изменение формы сечения гвоздей (прямоугольные, с винтовой резьбой, с кольцевой резьбой, с насечкой и т. п.) повышает их способность сопротивляться выдергиванию, которая зависит также от состояния острия. Размеры гвоздя и соединяемые им детали должны быть гюдобраны так, чтобы -при забивке гвоздя не произошло раскалывания древесины. Более плотные породы древесины (особенно лиственница) больше расположены к рас-. калыванию. Для снижения вероятности раскалывания перед 'забивкой гвозди затупляют.
Тест для проверки уровня знаний на тему:
"Соединения деталей в изделии"
Вопросы для тестирования.
1. К разъемным соединениям относятся:
1.заклепочное
2.шпилечное
3.сварное
2.К неразъемным соединениям относятся:
1.штифтовое
2.шпилечное
3.заклепочное
3.Разъёмные соединения - это соединения, которые:
1. можно разобрать без разрушения деталей
2. нельзя разобрать без разрушения деталей
4.Метрическая резьба имеет профиль:
1. круглый
2.треугольный
3.трапециевидный
5. Изделие, составные части которого соединяются между собой сборочными операциями, это:
1. изделие
2.деталь
3.сборочная единица
4.комлекс
5.комплект
6. Какие виды соединений относятся к резьбовым:
1.болтовое
2.винтовое