Соединения деревянных деталей металлическими изделиями

 К крепежным изделиям относятся гвозди, шурупы, болты и др. Кроме этого, для крепления элементов мебели применяют угольники, пластинки, стяжки, полкодержатели и др. Они служат для соединения деталей и частей столярных изделий и обеспечивают неподвижное взаимодействие элементов изделия.

Соединения гвоздями. Гвозди изготовляют из светлой низкоуглеродистой незакаленной стальной проволоки холодным штампованием. В зависимости от назначения гвозди различают строительные, тарные, обойные, штукатурные, толевые, отделочные.

Строительные гвозди с плоской головкой круглые используют для скрепления деталей деревянных строительных конструкций, а также для монтажа перегородок, панелей, барьеров. Применяют также шпильки — тонкие гвозди без шляпок, которыми прикрепляют обкладку, раскладку, нащельники. Гвозди длиной 70, 80, 90, 100, 120 и 150мм служат для сборки деревянных домов. Щиты перекрытий собирают на гвоздях длиной 60, 70, 80, 90мм. Строительные гвозди с плоской головкой выпускаются следующих размеров, мм: (8; 12)х0,8; 16x1,0; (16; 20; 25)х1,2; (25; 32; 40)х1,4; (25; 40; 50) х 1,6. Первые цифры указывают длину, а вторые диаметр гвоздя (Ixd), т. е. при длине l гвозди имеют диаметр d.

Размеры и масса строительных гвоздей с плоской и конической головкой указаны в ГОСТах. Например, 1000 штук гвоздей размером 1,6x25, масса 420г.

Для обеспечения прочности гвоздевого соединения гвоздь должен войти в деталь не менее чем на 2/3 длины, т. е. длина гвоздя должна быть в 3 раза больше толщины прикрепляемой детали. Во избежание раскалывания деталей гвоздь нужно забивать на расстояние от торцевой поверхности не менее 15 размеров — диаметра гвоздя, а от кромки — не менее 5 размеров. Между рядами гвоздей, параллельными кромке доски, должно быть не менее 4 диаметров гвоздя, расстояние между гвоздями вдоль волокон древесины — не менее 5 диаметров.

Соединения шурупами. Шуруп — винт для крепления деревянных и пластмассовых деталей. Представляет собой стержень с винтовой нарезкой и заборным конусом для лучшего ввинчивания в древесину. В головке шурупа сделан шлиц (прорезь) в виде прямого или крестообразного углубления под отвертку. Шурупы выпускают с полукруглой, потайной, полупотайной и шестигранной головкой. Шурупы с потайной головкой завинчивают в древесину заподлицо с поверхностью детали. На лицевых сторонах столярных изделий применяют шурупы с полупотайными и полукруглыми головками. Для ввинчивания шурупов с шестигранной головкой применяют гаечный ключ, соответствующий головке шурупа.

Под шуруп в деталях, в которые он ввинчивается, предварительно просверливают гнездо, а в прикрепляемой шурупом детали — отверстие, равное диаметру шурупа. Диаметр гнезда должен быть равен внутреннему диаметру резьбы шурупа, т. е. примерно 0,7—0,8 диаметра шурупа.

Шурупами соединяют детали изделий, когда площадь склеивания недостаточна по размеру, например, в гнутой мебели, дополнительно крепят клеевые соединения деталей в изделиях, подвергающихся частым толчкам, например, в изделиях внутреннего оборудования вагонов. Применяют шурупы для крепления металлических приборов и фурнитуры к мебели и столярностроительным изделиям.

 

Конструкционные элементы столярных изделий: 1 — массив, 2 —фаска на бруске, 3 — смягчение ребра, 4 — закругление ребра, 5— галтель, 6 —калевка, 7—фальц, 8 —четверть, 9— гребень, 10 — паз, 11 —паз трапециевидный, 12 —обкладка, 13 — раскладка, 14— штапы, 15— фриз, 16— платик, 17—свес, 18—провес, 19— сборка заподлицо, 20— филенка, 21 — заглушина, 22 —двойная заглушина, 23— полик, 24 — задняя стенка внакладку, 25 — задняя стенка в четверть, 26— пилястра

 

Шурупы изготовляют из углеродистых сталей марок 08КП, 10КП с обозначением 0; из коррозийно-стойких сталей с обозначением 2; из латуни с обозначением 3. Могут изготовляться с цинковым покрытием.

Шурупы в основном выпускают диаметром стержня от 1,6 до 10мм, длиной от 7 до 100мм; диаметр головки примерно в два раза больше диаметра шурупа, внутренний диаметр резьбы 0,7 диаметра шурупа; резьба нарезается по всей длине стержня или частично; номера крестообразного шлица 0, 1,2, 3, 4; глубина вхождения калибра в крестообразный шлиц от 1,3 до 6,3мм; глубина и ширина прямого шлица 0,5—2,5мм. Шурупы с шестигранной головкой (глухари) имеют длину 20— 200мм, диаметр 6, 8, 10, 12 и 20мм.

В конструкциях столярно-мебельных изделий соединение шурупами используют и как самостоятельный способ крепления, и как дополнительный, когда соединяемые детали предварительно смазывают клеем и когда прочность крепления одними шурупами недостаточна (например, для деталей, работающих при переменных нагрузках).

Способность древесины удерживать шурупы зависит т ее породы и плотности. С повышением плотности сопротивление древесины выдергиванию шурупов увеличивается.

Если принять усилие, необходимое для выдергивания шурупа из сосны за единицу, то при прочих равных условиях для выдергивания шурупа из дуба, бука и ясеня нужно приложить усилие в полтора-два раза большее, а из липы — в полтора-два раза меньшее, чем из сосны.

Сопротивление выдергиванию шурупов, ввинченных вдоль волокон древесины, в среднем в 2 раза меньше сопротивления выдергивания шурупов, ввинченных поперек волокон.

Способность столярных плит удерживать шурупы примерно такая же, как и у древесины сосны. Сопротивление выдергиванию шурупов из пласти трехслойных древесностружечных плит несколько выше, а из кромки ниже, чем у древесины сосны.

С увеличением диаметра шурупа и глубины его ввертывания сопротивление выдергиванию повышается.

Длина резьбы стержня шурупа должна быть не менее глубины его ввинчивания. Поэтому при креплении тонких пластин, например деталей петель, необходимо применять шурупы с резьбой на всю длину стержня шурупа. Прочность крепления петель шурупами, имеющими резьбу на всю длину стержня, в среднем на 25— 30% выше, чем шурупами тех же размеров, но с резьбой не на всю его длину.

Шурупы с полукруглой головкой при диаметре (d) имеют длину (l) в мм: 1,6х(7, 10, 13); 2х(7, 10, 13, 16); 2,5х(7, 10, 13, 16, 18, 20, 22, 25); Зх(10, 13, 16, 18, 20, 22, 30); 3,5х(10, 13, 16, 18, 20, 22, 30, 40); 4х(13, 16, 18, 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60); 5х (13, 16, 18, 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70); 6х(18, 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100); 8х(50, 60, 70, 80, 90, 100); 10х(80, 90, 100).

Шурупы с полупотайной головкой имеют такие же размеры, что и шурупы с полукруглой головкой.

Соединения шпильками и скобами. В конструкциях столярно-мебельных изделий применяют соединения металлическими шпильками (гвоздями без шляпок), деревянными шпильками (нагелями) и металлическими скобами. Металлическими шпильками крепят различные обкладки, штапики, изделия накладного декора.

Нормы крепления металлическими шпильками те же, что и гвоздями.

Нагели диаметром 6—12мм используют как дополнительное крепление соединений и как самостоятельное крепление при склеивании слоистых конструкций. Делают нагели чаще всего из твердолиственных пород четырех- или шестигранной формы. Нагель ставят на клей перпендикулярно плоскости соединения. Расстояние между осями нагелей вдоль волокон древесины соединяемых заготовок не менее 7 диаметров, поперек волокон древесины не менее 3,5, от кромки заготовки не менее 3 диаметров

Скобы используют для вспомогательных креплений во время выполнения различных технологических операций, например, при сборке рамок, для крепления листовых материалов из древесноволокнистых плит и фанеры, пружин и тканей в изделиях мебели. Соединения болтами и винтами. Болт— крепежная деталь, обычно цилиндрический стержень с головкой, снабженный на части длины резьбой, на которую навинчиваются крепежные гайки. Болты служат для скрепления строительных изделий (панелей сборно-разборных зданий), соединения съемных деталей разборной, гнутой и гнуто-клееной мебели.

В качестве крепежных деталей в столярных изделиях применяются болты с шестигранной головкой диаметром резьбы 8 и 10мм и длиной до 90мм. Используются болты с полукруглой головкой и усом, которые выпускаются с диаметром резьбы 6—24мм, длиной 25— 200мм.

Винт крепежный — цилиндрический стержень с винтовой поверхностью и головкой. В головках прорезаны шлицы в виде прямолинейного или крестообразного углубления для завертывания и отвертывания их отверткой или другим инструментом. Винты с полукруглой, полупотаинои и потайной головкой изготовляют диаметром 1—20, длиной 2—120мм.

Угольники оконные применяют для усиления прочности шиповых или гвоздевых соединений чаще всего при изготовлении оконных переплетов. Их можно применять и в других изделиях, где необходимо увеличить прочность соединения, особенно в атмосферных условиях и при переменных нагрузках.