Дерево

Соединение деревянных деталей

Содержание

  Познакомившись с приемами изготовления основных деталей стола, перейдем

теперь к изучению способов соединения этих деталей между собой. Самым

простым и удобным является соединение деталей на круглых вставных шипах.

Шиповое соединение уже встречалось при изготовлении рамки и ящика. Но там

были только цельные шипы, составляющие одно целое с бруском или доской. А

здесь шипы совсем другие — вставные.

  Круглый вставной шип (шкант) представляет собой деревянный цилиндр

диаметром от 0,4 до 0,6 толщины соединяемых деталей и высотой 3 — 4

диаметра. Концы шина вставляют в отверстия (гнезда), подготавливаемые в

соединяемых деталях. Один конец закрепляется намертво а детали, другой

свободно входит в отверстие в присоединяемой детали.

  В вашем столе шипы нужно закрепить на поперечных кромках дниша и

подъяшичной рамки для соединения их с боковыми стенками, а также на

верхних кромках боковых стенок для соединения их с крышкой

Желательно поставить шины еще на концах полки, что позволит обойтись без

специальных полкодержателей. Четыре шипа нужны для соединения цоколя с

днищем и два шипа для ограничения перемещения ящика на подъ-шдичпой рамке.

Всего вам потребуется 22 шипа. Исходя из толщины соединяемых деталей (16 —

22 мм) диаметр шипов может быть принят равным 8 мм, высота — 30 мм.

  Вставные шипы изготовьте сами. Для этого понадобятся небольшой обрезок

бруска, желательно из древесины лиственных пород, например из березы, и

напильник с крупной насечкой — рашпиль. Разметьте на бруске карандашом

линии распила на 22 одинаковые призмы с квадратным основанием. Высота

призм должна быть на 10 мм больше высоты шипа, а ширина грани (с учетом

пропила) — на 2 мм больше диаметра шппа. Зажмите обрезок в тисках и

распилите его по разметке. Теперь поочередно зажимайте каждую призму в

вертикальном положении так, чтобы она входила в тиски на 8 — 10 мм, и

обтачивайте выступающую часть рашпилем, начиная с ребер призмы, до тех

пор, пока она не превратится в цилиндр намеченного диаметра.

Проверку диаметра производите с помощью топкой дощечки, в которой предварительно

просверлите сквозное отверстие диаметром, равным диаметру шипа. На шип

дощечка должна надеваться не очень туго, но и не слишком свободно.

  Получив шип нужного диаметра, снимите рашпилем круговую фаску на его

верхнем конце (это нужно, чтобы удобнее вставлять шип в гнездо) и, не

разжимая тисков, спилите шип под самое основание. В тисках должна остаться

только необточенная часть, высота которой как раз и прибавлялась к высоте

шипа при разметке. Можно изготовить шипы и без отхода, не увеличивая их

разметочной высоты. Для этого после обточки шипа следует вынуть его из

тисков и обстрогать ножом или стамеской необработанную часть.

  Для сверления гнезд под вставные шипы вам понадобится коловорот. Сначала

потренируйтесь в сверлении на той дощечке, которая нужна для проверки

диаметра изготовляемых шипов. Перед сверлением наметьте центр отверстия и

обязательно наколите его шилом, чтобы можно было точно зафиксировать

положение сверла в начале сверления. Закрепив дощечку в тисках, уприте

сверло в наколотую точку и, следя за тем, чтобы оно оставалось строго

перпендикулярным к поверхности дощечки, начинайте сверление. При этом

левой рукой слегка нажимайте на головку инструмента, а правой вращайте

коленчатый стержень коловорота по часовой стрелке. В начале сверления

нажим на головку должен быть очень слабым, а вращение — медленным, чтобы

пе повредить верхний слой древесины вокруг отверстия. Периодически

извлекайте сверло из отверстия и очищайте его от стружки.

  При сверлении глухого гнезда глубину проверяйте спичкой с нанесенной на

нее карандашной меткой. Можно также сделать ограничитель-указатель,

обмотав сверло на нужном уровне липкой лентой. К концу сверления

необходимо вновь замедлить вращение коловорота. При сверлении сквозного

отверстия нужно сделать разметку центра с обеих сторон детали. Углубившись

примерно до середины толщины детали, переверните деталь и продолжайте

сверление с противоположной стороны до встречи с просверленной частью

отверстия.

Соединения деревянных деталей: 11 видов соединений дерева

Сверлить навстречу нужно для того, чтобы в конце сверления под

нажимом сверла пе откололся кусок древесины.

  Если при сверлении отверстия большого диаметра сверло продвигается с

трудом, рекомендуется сначала сделать отверстие меньшего диаметра, а затем

рассверлить его до нужного размера.

  Перед установкой шипов закрепите деталь в вертикальном положении кверху

той кромкой, на которой будете крепить шипы. Наколите шилом по оси кромки

на расстоянии 20 — 30 мм от каждого конца центры отверстий для шипов.

Наметьте центры отверстий также на продольных обвязках цоколя на удалении

50 — 60 мм от их концов и на поперечных брусках подъящичпой рамки (для

ограничительных шипов) на таком удалении от ее передней кромки, чтобы при

полном задвигании ящика его передняя стенка не доходила до этой кромки на

5 — 6 мм (именно настолько не будет доходить до кромки и наружная

поверхность дверок).

  По сделанной разметке просверлите отверстия диаметром, равным диаметру

шипа, а глубиной на 2 мм больше глубины забивки шипа. Забивать шип нужно

настолько, чтобы его выступ над кромкой был на 4 — 5 мм меньше толщины

присоединяемой детали. Например, при высоте шипа 30 мм и толщине детали 19

мм выступ шипа и глубина забивки могут быть одинаковыми — по 15 мм.

Превышение глубины отверстия над глубиной забивки шипа необходимо для того

чтобы под шипом оставалось пространство для излишков клея. Просверлив

отверстие до нужной глубины, вытряхните из отверстия оставшиеся в нем

стружки, смажьте клеем нижнюю часть вставляемого шипа в легкими ударами

молотка забейте его в отверстие, проверяя глубину забивки по выступу шипа

над кромкой. Клеевые подтеки вокруг забитого шипа нужно сразу же удалить

увлажненной тряпкой.

  После закрепления типов просверлите гнезда в присоединяемых деталях.

Разметку производите в точном соответствии с фактическим положением

вставленных шипов, так как в процессе их установки могли быть по разным

причинам допущены небольшие отклонения от первоначальной разметки. При

изготовлении боковых стенок из древесностружечных плит нежелательно, чтобы

гнезда просверливались слишком близко от их нижнего края. В этом случае

лучше приподнять днище на 20 мм пад нижней кромкой боковых стенок.

  Намеченные центры гнезд, как положено, наколите шипом. Сверлить гнезда

нужно при горизонтальном положении детали. При сверлении будьте очень

осторожны, иначе можете в начале слишком сильным нажимом на сверло

повредить облицовочный слой, а в конце, увлекшись, просверлить деталь

насквозь. Просверлив гнезда, проверьте, как входят в них шипы,

закреплепные в смежных деталях. Входить они должны на всю высоту выступа,

плотно, при легком нажатии на деталь. Если шип входит не полностью и между

соединяемыми деталями остается щель, нужно либо сточить шип по высоте

(сделать это можно рашпилем), либо чуть углубить гнездо (если это не

грозит образованием сквозного отверстия).

Столярные и плотничные соединения

Деталь — это наименьшая единица в деревообрабатывающем производстве, изготовленная из древесины. Детали выполняют по размерам, указанным в чертежах, чтобы после сборки получить изделия. Соединения деталей делают с большой точностью.

Соединения по их конструктивному характеру называют посадками. Соединения в конструкциях деревянных деталей определяются пятью видами посадок: напряженная, плотная, скользящая, свободная и очень свободная посадка.

Узлы — это части конструкций в местах соединения деталей. Соединения деревянных конструкций подразделяются на виды; торцевые, боковые, угловые Т-образные, крестовидные, угловые L-образные и ящичные угловые соединения.

Столярные соединения имеют более 200 вариантов. Здесь рассмотрены только соединения, которыми пользуются на практике столяры и плотники.

Торцевое соединение (наращивание) — это такое соединение деталей по длине, когда один элемент является продолжением другого. Такие соединения бывают гладкие, зубчатые с шипами. Дополнительно их закрепляют клеем, шурупами, накладками. Горизонтальные торцевые соединения выдерживают нагрузки на сжатие, растяжение и на изгиб (рис.

Методы и способы соединения деревянных деталей

1, 2, … 5.).

Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся сжатию

а — с прямой накладкой вполдерева; б — с косой накладкой (на "ус"); в — с прямой накладкой вполдерева со стыком в тупой угол; г — с косой накладкой со стыком в шип
рис. 1

Торцевые соединения брусьев (наращивание), сопротивляющиеся растяжению

а — в прямой накладной замок; б — в косой накладной замок; в — с прямой накладкой вполдерева со стыком в косой шип (в ласточкин хвост)
рис. 2

Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся изгибу

а — с прямой накладкой вполдерева с косым стыком: б — с прямой накладкой вполдерева со ступенчатым стыком; в — в косой накладной замок с клиньями и со стыком в шип
рис. 3

Сращивание врубкой с усилением клиньями и болтами

рис. 4

Торцевые соединения брусьев, работающие на сжатие

а — впритык с потайным выдолбленным шипом; б — впритык с потайным вставным шипом; в — С прямой накладкой вполдерева (соединение может быть укреплено болтами); г — с прямой накладкой вполдерева с закреплением проволокой; д — с прямой накладкой вполдерева с закреплением металлическими обоймами {хомутами); е — с косой накладкой (на "ус") с закреплением металлическими обоймами; ж — с косой накладкой и закреплением болтами; з — разметка косой накладки; и — впритык с потайным четырехгранным шипом
рис. 5

Пиломатериалы наращивают в длину, образуя на концах вертикальные и горизонтальные зубчатые соединения (клиновой замок) (рис. 6). Таким соединениям не нужно быть под давлением в течение всего процесса склеивания, так как здесь действуют значительные силы трения. Зубчатые соединения пиломатериалов, выполненные фрезерованием, отвечают первому классу точности.

Торцевые наращивания схемы фрезерования при торцевом склеивании заготовок

а — вертикальное (по ширине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; б — горизонтальное (по толщине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; в — фрезерование зубчатого соединения; г — выпиливание зубчатого соединения; д — выфрезерование зубчатого соединения; е — соединение в торец и склеивание
рис. 6

Соединения деревянных конструкций должны быть изготовлены тщательно, в соответствии с тремя классами точности. Первый класс предназначен для измерительного инструмента высокого качества, второй класс — для изделий мебельного производства, а третий — для стройдеталей, сельскохозяйственного инвентаря и тары.

Боковое соединение кромкой нескольких досок или реек называют сплачиванием (рис. 7). Такие соединения применяют в конструкциях полов, ворот, плотничных дверей и т. д. Дощатые, реечные щиты дополнительно укрепляют поперечинами и наконечниками. При обшивке потолков, стен верхние доски перекрывают нижние на 1/5…1/4 ширины. Наружные стены обшивают горизонтально уложенными досками внахлест (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5…1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков.

Сплачивание досок

а — на гладкую фугу; б — на вставную рейку; в — в четверть; г, д. е — в паз и гребень (с различными формами паза и гребня); ж — внахлест; з — с наконечником в паз; и — с наконечником в четверть; к — с перекрытием
рис. 7

Соединение конца детали со средней частью другой образует Т-образное соединение деталей. Такие соединения имеют большое число вариантов, два из которых показаны на рис. 8. Эти соединения (вязки) при меняют при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Соединение деталей под прямым или косым углом называют крестовидным соединением. Такое соединение имеет один или два паза (рис. 9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.

Т-образные соединения брусков

а — с потайным косым шипом (в лапу или в ласточкин хвост); 6 — с прямой ступенчатой накладкой
рис. 8

Крестовые соединения брусков

а — с прямой накладкой вполдерева; 6 — с прямой накладкой неполного перекрытия; я — с посадкой в одно гнездо
рис. 9

Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотемок, вполупотемок, внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10).

Угловые концевые соединения заготовок под прямым углом

а — с одинарным открытым сквозным шипом; б — с одинарным сквозным потайным шипом (впотемок); в — с одинарным глухим (несквозным) шипом впотемок; г — с одинарным сквозным полупотайным шипом (вполупотемок); д — с одинарным глухим шипом вполупотемок; е — с тройным открытым сквозным шипом; ж — в прямую накладку вполдерева; з — в сквозной ласточкин хвост; и — в проушины с подрезкой
рис. 10

Угловые соединения (вязки) применяют в оконных и дверных блоках, в соединениях парниковых рам и др.

Шиповое соединение впотемок имеет длину шипа не менее половины ширины соединяемой детали, а глубина паза на 2…3 мм больше длины шипа. Это необходимо, чтобы соединяемые детали легко сопрягались друг с другом и в гнезде шипа после склеивания ос тавалось место для излишков клея. Для дверных рам применяют угловое шиповое соединение впотемок, а для увеличения размеров соединяемой поверхности- вполупотемок. Двойной или тройной шип повышает прочность углового соединения. Однако прочность соединения определяется качеством его выполнения.

В мебельном производстве широко применяют разнообразные угловые ящичные соединения (рис. 11). Из них наиболее простое — открытое сквозное шиповое соединение. До изготовления такого соединения на одном конце доски шилом размечают по чертежу шипы. По разметке боковых частей шипа пилкой с мелкими зубьями делают пропил. Каждый второй пропил шипа выдалбливают стамеской. Для точности соединения сначала пропиливают и выдалбливают гнезда для шипов в одной детали. Ее накладывают на конец другой детали и размельчают. Затем пропиливают, выдалбливают и соединяют детали, зачищая соединение рубанком, как показано на рис. 11.

Ящичные угловые соединения с прямыми сквозными шипами

а — выпиливание шиповых пазов: б — разметка шипов шилом; в — соединение шипа с пазом; г — обработка рубанком углового соединения
рис. 11

При соединении деталей на "ус" (под углом 45°) угловую вязку закрепляют стальными вставками, как показано на рис. 12. При этом следят, чтобы одна половина вставки или скрепа входила в одну деталь, а другая половина — в другую. Клиновидную стальную пластинку или кольцо помещают в выфрезерованные пазы соединяемых деталей.

Угловые концевые соединения под прямым углом, укрепленные металлическими вставками — кнопками

а — S-образной вставкой; б — клиновидной пластинкой; в — кольцами
рис. 12

Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотемок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис 14.

Ящичные угловые соединения под пряным углом

а — прямыми открытыми сквозными шипами; б — косыми открытыми сквозными шипами; в — открытыми сквозными шипами в ласточкин хвост; г — в паз на вставную рейку впритык; д — в паз и гребень; е — на вставных шипах; ж — на шипах в ласточкин хвост вполупотемок
рис. 13

Косые (на "ус") ящичные соединения под прямым углом

а — косыми шипами впотемок; б — косым соединением на вставную рейку; в- косым соединением на шипы впотемок; г — косым соединением, укрепленным трехгранной рейкой на клею
рис. 14

Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на рис. 15.

Прямые и косые соединения заготовок

а- на двойное соединение в косые паз и гребень; б — на прямой паз и гребень; в — на трехгранный паз и гребень; г-на прямой паз и гребень впотемок; д — на прямые сквозные шипы; е — на круглые вставные шипы впотемок; ж — на шип в ласточкин хвост; з — на паз и гребень, укрепленные гвоздями
рис. 15

В соединении элементов верхнего пояса деревянных ферм с нижним используют угловые врубки. При сопряжении элементов фермы под углом 45° или менее в нижнем элементе (затяжке) делают одну врубку (рис. 16, а), при угле более 45° — две врубки (рис. 16, 6). В обоих случаях торцевой пропил (врубка) перпендикулярен направлению действующих сил.

Узлы в элементах фермы

рис. 16

Дополнительно узлы закрепляют болтом с шайбой и гайкой, реже скобами.

Бревенчатые стены дома (сруба) из горизонтально уложенных бревен в углах соединяют врубкой "в лапу". Она может быть простой или с дополнительным шипом (лапа с приямком). Разметку врубки выполняют так: конец бревна обтесывают в квадрат, на длину стороны квадрата (вдоль бревна), чтобы после обработки получился куб. Стороны куба делят на 8 равных частей. Затем с одной стороны снизу и сверху удаляют 1/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разметки и точности изготовления врубок используют шаблоны.

Сопряжение бревен стен сруба

а — простая лапа; б — лапа с ветровым шипом; в — разметка лапы;: I — ветровой шип (приямок)
рис. 17

Дополнительные крепления столярных соединении

Металлические крепления столярных соединении

Автор: Х.А. Штерн
Столярно-плотничные работы
перевод: Б.П. Деменьтьева

Наиболее простым столярным соединением можно назвать шиповое, при котором шип входит в гнездо или проушину. Шипом называется выступ, имеющийся на торце бруска, а гнездом – глухое или сквозное отверстие, в которое он заходит. Мастерами-любителями довольно часто используются угловые концевые и тавровые соединения. Шиповое соединение сейчас стали применять гораздо реже, т. к. в производстве мебели получили широкое распространение щитовые и листовые материалы. Но данный вид соединения продолжает использоваться в таких случаях, как ремонт старой мебели или реставрационные работы.

Соединения с помощью шурупов могут служить как самостоятельным способом крепления деталей, так и дополнительным (после их склеивания).

Та или иная степень способности удерживать шурупы зависит от плотности породы древесины. У сосны этот показатель имеет оптимальный уровень, а у липы и тополя она в 1, 5–2 раза ниже. Во столько же раз выше он у твердых пород, т. е. дуба, ясеня, бука.

Что касается сопротивления выдергиванию шурупов из пластин древесно-стружечных плит, то оно несколько выше, а из кромки – ниже, чем у сосны. Нужно также учитывать, что у шурупов, ввернутых в древесно-стружечную плиту, которые при этом работают при переменных нагрузках, сопротивление выдергиванию существенно ниже. Оно прямо пропорционально глубине ввертывания шурупа и его диаметру. Чем больше глубина, тем выше и сопротивление выдергиванию. При резьбе шурупа по всей его длине повышается и такой показатель, как прочность крепления (на 25–30 %).

Перед тем как начать ввинчивать шурупы в детали, в них нужно просверлить отверстия так, чтобы их диаметр был равен внутреннему размеру резьбы шурупа, а в прикрепляемой детали – был на 0, 5 мм больше диаметра шурупа.

Как правило, гвозди для крепления деталей применяются гораздо реже, чем шурупы.

Конструктивные узлы и применяемые соединения столярной мебели

Обычно они служат для вспомогательных работ. Это связано с тем, что степень сопротивления древесины и древесных материалов выдергиванию круглых гвоздей при тех же условиях в 2–3 раза ниже, чем выдергиванию шурупов. Размер гвоздя больше толщины прикрепляемой детали приблизительно в три раза, поскольку он входит в деталь на 2/3 своей длины.

При соединении листового материала, а также при выполнении различных технологических операций обычно применяют скрепы.

При изготовлении стенок корпусной мебели их неразборные соединения выполняют шкантами на клею.

Задние стенки неразборной мебели устанавливаются в фальц или внакладку, а крепятся шурупами, причем длина шага между креплениями составляет 150–180 мм. Если материалом задних стенок является древесно-волокнистая плита, то под шурупами обязательно должны быть поставлены металлические или пластмассовые шайбы.

При креплении стенок корпусной мебели в разборных соединениях применяются резьбовые, клиновые и экцентриковые шканты и стяжки. Шканты имеют те же детали, что и при выполнении неразборных соединений. Клиновые и экцентриковые стяжки стали применяться реже. Часто используются крепления резьбовыми деталями.

В резьбовых стяжках зажим создается за счет резьбы винта, шпильки и гайки. Стандартные винт и гайка с шайбами являются простейшими соединениями подобного рода. Резьбовые соединения имеют силу зажима выше, чем, к примеру, экцентриковые. Евроболт также является резьбовым соединением. На каждое соединение необходимо устанавливать по два шканта и стяжки, а наиболее важным узлам соединения следует придавать большую надежность с помощью угольников.

Двери, устанавливаемые в изделии, подразделяются, в зависимости от способа установки, на распашные, раздвижные и откидные, а в зависимости от вида применяемых петель – на съемные и несъемные. Для упрощения процесса сборки мебели используют съемные детали.

Притворы распашных дверей к стенкам корпуса можно выполнить внакладку, в проем или комбинированным способом. Данный вид накладных дверей не требует большого количества времени на операции по подгонке, что упрощает их установку в отличие от других видов накладных дверей.

Петли, применяемые для навески дверей, могут иметь различную конструкцию: одношарнирные (карточные, пятниковые, стержневые); двухшарнирные (комбинированные и ламберные); четырехшарнирные (комбинированные). В последнее время в конструкциях корпусной мебели очень часто используется последний вид петель, поскольку благодаря их устройству регулировка дверей может проводиться и после навешивания. К тому же они не требуют защелок, т. к. могут удерживать двери и открытыми, и закрытыми.

При выполнении крепления петель применяют шурупы, винты или резьбу, которую имеет стержень самой детали. Ряд петель может производиться в правом и левом исполнении.

Если дверь имеет высоту не более 800 мм, то на нее устанавливаются две петли. При большей высоте детали на каждые 450 мм добавляется еще по одной. Необходимо учитывать, что количество используемых петель должно быть не только минимальным, но при этом еще и обеспечивать достаточную прочность крепления дверей к корпусу мебели.

Петли, называемые рояльными, в мебельном производстве используются редко, но, т. к. их установка обеспечивает надежное крепление и позволяет сэкономить время, они довольно часто применяются в домашних условиях мастерами-любителями.

Нередко также устанавливаются и раздвижные двери, достоинство которых в том, что их открывание не требует свободного пространства. При их изготовлении также не нужно существенных усилий и затрат времени. При этом используется листовой материал – такой, как фанера, пластик, древесно-волокнистая плита, стекло.

Для перемещения раздвижным дверям требуются пазы. Если паз нужно выбрать в древесно-стружечной плите, то его кромку можно оклеить массивом какой-либо лиственной породы. Можно также приобрести уже готовые полозки, изготовленные из дерева или пластмассы. Высота верхнего паза должна быть больше двойной высоты нижнего на 1–2 мм. Это позволит свободно выставлять дверь без разборки мебели.

Шторные двери тоже относятся к раздвижным и обычно собираются из узких пластиковых или деревянных полосок, наклеиваются на ткань, полимерную пленку или нанизываются на леску.

Мебель с откидными элементами включает кронштейны, которые удерживают их в открытом положении. Кронштейны можно подразделить на однорычажные и двухрычажные, а сечение рычагов бывает круглым или пластинчатым. Первый вид кронштейна используется при ширине детали не более 450 мм, а второй – если они превышают эту цифру.

Если в конструкции встроенной мебели имеются зеркала, их располагают в проеме корпусного изделия или в просвете рамки, используя крепление внакладку. Во избежание повреждения амальгамы с внутренней стороне зеркального полотна необходимо оставлять пространство между ним и элементом мебели.

Это можно сделать с помощью полиэтиленовых, пробковых, фетровых или резиновых шайб с диаметром 15–20 мм, установленных при монтаже конструкции.

При этом зеркало нужно закрепить с достаточной прочностью, но так, чтобы в случае необходимости его можно было с легкостью вынуть. При установке вкладного зеркала такое же пространство-просвет нужно оставлять между полотном и филенкой. Это позволит избежать появления напряжения в стекле в случае возможной деформации изделия.

В креплении накладных зеркал используют винтовые или пластинчатые держатели, два элемента крепежа которых должны быть расположены на каждой стороне полотна. Для выдвижных ящиков устанавливают бруски или закрепленные направляющие. В этом случае полозки могут быть сделаны из дерева, пластмассы или металла.

Главная / Проектирование стальных конструкций / Сварные соединения / Типы сварных соединений. Расчет соединений при действии осевых сил / Соединения встык

Соединения встык

Соединение встык наиболее рационально применять для соединения листов. Однако не исключена возможность его применения и при стыковании двутавровых балок, швеллеров и уголков.

При конструировании соединений встык необходимо заботиться как о возможности хорошего провара стыка, так и о создании условий, обеспечивающих свободу сварочных деформаций («усадки»), которые развиваются в процессе остывания сварных швов.

Опыт показал, что для этого необходимо:
во-первых, в листах толще 10 мм производить одностороннюю или двустороннюю обработку кромок, позволяющую глубже вводить электрод и тем самым обеспечить провар; во-вторых, оставлять между стыкуемыми элементами зазор, размеры которого также указаны в таблице Классификация швов по типу обработки кромок.

Зазор в процессе сварки исчезает совсем, что указывает на значительную поперечную усадку. Отсутствие зазора ведет к короблению листов и большим сварочным деформациям. При сварке закрепленных листов, не имеющих свободы перемещения, в шве после остывания возникают большие растягивающие напряжения, которые могут привести к образованию трещин и разрушению. Существенное значение имеет обеспечение в стыках постоянства зазора.

При автоматической сварке вследствие большой силы тока и глубокого провара кромки можно обрабатывать на значительно меньшую глубину, а иногда и вовсе не обрабатывать, что уменьшает объем наплавленного металла.

Соединение деревянных деталей

При толщине металла до 14 — 16 мм автоматическая сварка ведется односторонне и в один проход, без разделки кромок, но с зазором. При толщине больше 16 мм делают скос кромок под углом около 40 — 60°. Этот скос нужен не для про вара, как при ручной сварке, а для размещения наплавленного металла; провар же от разделки почти не зависит.

Автоматическую сварку ведут на временных (медных) или постоянных (стальных) подкладках, на флюсовой подушке или с предвари тельной подваркой. Автоматическая сварка двусторонними швами, применяемая при толщине более 20 мм, дает швы отличного качества. Для ведения двусторонней сварки применяется Х-образная разделка с величиной притупления около 1/3 толщины свариваемых элементов.

Стыковые швы

Стыковые швы:

а — прямой стык;
б — прямой дефектный стык;
в — косой стык;
г — клиновой стык.

Расчет прочности стыкового шва при работе его на осевые усилия производится в предположении равномерного распределения напряжений по поперечному сечению шва. Это предположение более или менее справедливо, если шов не дефектный.

В дефектном шве, как, например, показано нафигуре, б, поток силовых линий, проходящих внутри листа, не равномерен и, отклоняясь от оси, создает опасный дополнительней изгибающий момент. Для устранения этого необходимо про изводить подварку, которая делается после тщательной вырубки грата (шлаковин), скопляющегося в корне шва.

За расчетное сечение стыкового шва при расположении стыка перпендикулярно оси элемента (прямой стык) принимается площадь сечения по линии II — II, но без учета усиления подваркой и наплавленного валика сверху, т. е.

где δ — толщина свариваемых элементов;

lш — расчетная длина шва, равная фактической длине за вы четом 10 мм (учитывающих образование кратера и непровары у краев листа). Напряжение в шве проверяется по формуле 

где RCB — расчетное сопротивление сварного шва встык растяжению или сжатию, принимаемое по таблице Расчетные сопротивления сварных швов в кг/см2;

м — коэффициент условий работы конструкции или элемента.

Поскольку расчетные сопротивления растяжению сварных соединений встык, осуществленных ручной и полуавтоматической сваркой, при обычном способе контроля за качеством швов ниже, чем основного стыкуемого металла, то при прямом стыке нельзя полностью использовать напряжения в основном металле по сечению I — I, так как эти напряжения не могут быть больше, чем mRсвр.

Конструкция стыка, равнопрочного основному металлу, по казана на фигуре, в. Такой стык называется косым. Обычно угол наклона косого стыка делается равным 45°. При таком угле стык можно не проверять на прочность, так как он равнопрочен основному металлу (за редким исключением, например, при знакопеременных нагрузках, когда расчетное сопротивление сварных швов значительно снижается).

Осуществление стыка по типу, показанному на фигуре,2 (клиновой стык), не может быть рекомендовано из-за наличия внутреннего угла, концентрирующего напряжения, а также из производственных соображений.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Комбинированные соединения

Соединение называется комбинированным, если в нем имеется несколько различных видов сварных швов: фланговых, лобовых или стыковых. Простейшим комбинированным соединением является соединение с прямоугольными накладками, обваренными по всему контуру, т. е. соединение, имеющее фланговые и лобовые швы. Комбинированные соединения Такая же комбинация швов возможна в соединении внахлестку без накладок. Действительная работа комбинированного соединения, в значительной мере…

Соединение впритык

Этот тип соединения применяется, например, в случае крепления консоли к колонне или соединения листов под прямым углом и т. п. Вследствие своей простоты это соединение имеет широкое применение. Однако оно требует, особенно в растянутом стыке, хорошего провара по всей толщине присоединяемого листа, так как в случае оставления «щели» будет иметь место резкое изменение направления силового…

Соединения внахлестку

Соединение внахлестку может осуществляться с накладками и без них при помощи угловых швов. В зависимости от расположения по отношению к действующим усилиям угловые швы могут быть: фланговые (расположенные параллельно усилию) и лобовые или торцовые (расположенные перпендикулярно усилию). Соединение внахлестку с фланговыми швами Простейшим соединением этого типа является конструкция, показанная на фигуре. Передача усилия в нем…

Соединение внахлестку с лобовыми швами

Соединение с накладками при помощи лобовых швов показано на фигуре, а. При симметричном расположении накладок лобовые швы дают достаточно высокую прочность. Однако вследствие рез кого изменения направления потока силовых линий в соединении в корне шва концентрируются большие напряжения. Это создает условия, при которых разрушение происходит при малых удлинениях (ε = 4 / 6%), т. е….

Соединения деревянных мебельных деталей.

Процессы изготовления деталей и сборки мебельных изделий

Пазовое соединение

Cтраница 1

Пазовое соединение — частичное сращивание, при котором потеря несущей способности балок должна быть минимальной. В одной из балок выполняют небольшое углубление ( паз), в которое вставляют косой шип. Это выступ, высота которого равна приблизительно 1 / 8 — 1 / 6 высоты балки. На рис. 204 показаны некоторые типы пазов.  

Для пазовых соединений ( рис. VI.3, п-с) или деталей круглой формы необходимо подбирать такие клеи, которые способны отверждаться в зазоре без дав-л ения.  

Для пазовых соединений ( рис. 7.6, к) или деталей круглой формы необходимо подбирать такие клеи, которые способны отверждаться в зазоре без давления.  

При получении пазовых соединений, напр, профиля с листом, необходимо применять клеи, от-верждающиеся в зазоре без давления.  

В табл. 6 — 9 приведены удельные нормы расхода припоев для пайки пазовых соединений, плоскостных тел, проводов и на образование менисков.  

В табл. 6 — 9 приведены удельные нормы расхода припоев для пайки пазовых соединений, плоскостных тел, проводов и на образование менисков.  

Шпиндель-пуансон 12 и верхний блок-пуансон 4 связаны между собой и корпусом 19 механизма привода долота с помощью двух шпилек, которые проходят через специальные отверстия в корпусе блока нагрузки и одновременно являются направляющими, препятствующими проворачиванию блока нагрузки от реакции его подшипников при вращении долота. Верхний и нижний блок-пуансоны имеют специальные пазовые соединения с крышками контейнера, которые не препятствуют их относительному перемещению при нагружении образца-модели.  

Для возможного уменьшения веса корпуса и повышения его боевой живучести необходимо всемерно стремиться всю броню, конструктивно связанную с корпусом, наиболее полно привлекать к участию в его работе. Возникающие при этом трудности связаны с осуществлением стыковых и пазовых соединений толстых броневых плит, для которых обычные сварные или заклепочные конструкции оказываются недостаточными.  

Киль, показанный на рис. 13.17, е, состоит из вертикально поставленной доски и прикрепленных к ней с помощью шурупов двух реек. При изготовлении киля такой конструкции необходимо тщательно подгонять рейки к доске либо ставить их на смолу ( мастику), чтобы не допустить водотечности по этим пазовым соединениям.  

Вертикальную балку соединяют с горизонтальной, когда обе они неразрезные. Сплошная вязка зубом применяется при соединении несущей конструкции крыши с прогоном и с подстропильным брусом. Пазовое соединение выполняют следующим образом. С его помощью наклонная ( стропильная) балка должна сесть на верхнюю плоскость горизонтальной ( прогонной) балки.  

При конструировании уголковых соединений ( рис. VI.3 ж-и), необходимо обеспечить по-возможно-сти большую площадь склеивания. Расположение уголковых накладок уступами ( рис. VI.3, ж) способствует более равномерному распределению напряжений. Форма шва, показанная на рис. VI.3, и пригодна также для выполнения пазовых соединений.  

Страницы:      1    2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *