Основні конструктивні елементи столярних виробів

 

Столярні вироби складаються з брусків - найпростіших деталей, які виготовляють із цільної деревини і склеєні (розмірами 100*100мм), а бруски більших розмірів називають брусами.

Форми оброблених брусків зазначені на рис. 1.

 


 

Рис. 1. Форми оброблених брусків

а - фаска - знята частина ребра бруска;

б - штап - заовалені (заокруглені) ребра кромки;

в - овал - заовалене ребро кромки дошки або бруска;

г - галтель — заокруглена виїмка на пласті або на ребрі деталі;

д - фальц - прямокутна виїмка утворена двома площинами з виходом на ребро деталі (виступ 16 -губка);

є - кальовка — фігурно оброблена кромка бруска;

ж - шип, який має довжину (l), ширину (b) і товщину (s), заплечики 1, бокову грань 2 і торець 3;

з - вушко, в яке заходить шип;

и - кромка з профільним обробленням: 4 - фільонка (щиток, обкладений брусками);

к - брусок, який складається з кромки 5, торця 6, пласті 7 і ребер 8;

л - гніздо для шипа;

м - штапик (розкладка) 14 - для кріплення скла в рамках або фальцях фільонки;

н - платик - це навмисно допущений уступ, призначений для приховання дефектів (11);

о - звис - виступаюча за межі основи частина сидіння або даху за межі фасаду;

п - провис - нерівність, яка створюється при складанні деталей;

р - гребінь - виступ на кромці деталі (9);

с - шпунт - вузька заглибина в кромці (10) для гребеня;

т - паз - мілка широка заглибина в деталі, призначена для пересування в ній іншої деталі; - зазор - допущена щілина між двома деталями;

у - плінтус - профільний брусок, призначений для оздоблення нижньої частини виробу (12);

ф - карниз - профільний брусок, призначений для оздоблення верхньої частини виробу (15);

х - обкладка - це брусок або планка, яку застосовують для обкладання кромок щита (13);

- пілястра - вертикальний виступ.

 


 

 

Контрольні запитання:

1. Що називається бруском?

2. Що називається брусом?

3. Що називається фаскою?

4.Що називається кальовкою?

5. Що називається обкладкою?

 

 

 

Споювання

 

Споюванням називають з'єднання дощок або брусків по ширині (рис.1)

Споюють дошки і бруски (ділянки), коли виготовляють дерев'яні щити і широкі деталі (кришки стола, табурета або фільонки), а також для запобігання жолоблення. Наприклад, склеюючи деталі на.гладку фугу в щити, однойменні (заболонні) пласти брусків або дощок повинні бути повернуті в протилежні боки, а однойменні кромки - одна до одної. Крім того, запобігти жолобленню щитів можуть багатошарові склеєні щити із взаємоперпендикулярними напрямками волокон, шпонки тощо. Для цього ділянки роблять завширшки не більше 60-80 мм.

Застосовують такі способи споювання (рис. 1).

На гладку фугу (а) виконують прифугуванням кромок і склеюванням.

В чверть (б) з'єднання має вигляд виступів зі стороною, рівною половині товщини ділянок. Кромки цих ділянок називають чвертями, а виступи - губками чвертей. Споювання в чверть (фальц) виконується, як правило, без клею {вагонка).

На вставну рейку (в), яка заходить в шпунти і з'єднує суміжні ділянки.

В паз (шпунт) і гребінь (г) здійснюється по виступу - гребеню і западині - шпунту (пазу). Ширина і глибина шпунта і відповідні розміри гребня не можуть бути більшими за 1/3 товщини ділянки. Гребінь роблять трохи меншим від шпунта. Застосовують при настелянні підлоги.

Рідко, але застосовують споювання в паз і трикутний гребінь (д), на "ластівчин хвіст" (е), врозбіг (ж), внапусток (з) і вножівку (и, і), на вставних плоских (к) і круглих (л) шипах (при виготовленні меблів) - шкантах.

 

 

Рис. 1. Способи споювання щитів.

 

 

Контрольні запитання:

1. Що називається споюванням?

2. Де використовують споювання?

3. Які є способи споювання?

4. В чому полягає споювання в чверть?

5. В чому полягає споювання в паз і гребінь?

Зрощування

 

Зрощування — це з'єднання брусків або дощок по довжині.

Це дає змогу з короткомірних відрізків деревини (відходів) виготовити дошки або бруски до 18 м завдовжки і більше. Залежно від призначення та умов роботи деталей, застосовують різні способи зрощування. Найпростіші способи зрощування накладкою (а), простим (б) і косим стиком (в) показано на рисунку 1.

 

 

Рис. 1. Найпростіші способи зрощування.

На рис. 2 показані різні види з'єднання брусків по довжині. З'єднання брусів більш великих розмірів, які передають зусилля від одного до другого бруска, називають врубками (рис. 3). Для міцності врубки з'єднуються нагелями 1. З'єднання накладними замками застосовується в конструкціях, в яких виникають розтягальні зусилля. З'єднання з натяжними замками (за допомогою клинів 3) є міцними, але складними у виготовленні. Зубчате клейове з'єднання застосовують для зрощування брусків столярних виробів.

 

 

Рис. 2. З'єднання брусків по довжині: а - впритул, б - в шпунт і гребінь, в - "на вус", г,д - зубчасте клейове з'єднання, е - в чверть, ж - на вставну рейку, з - ступінчасте, и - вертикальне зубчасте, к - горизонтальне зубчасте, л - на ступінчастий "вус" з затупленням, н - зубчасте "на вус".

 

 

 

Рис. 3. Зрощення навантажених деталей врубками: а - впівдерева, б - косим з'єднанням впівдерева, в - прямим накладним замком, г - косим накладним замком, д - прямий натяжний замок, е - косий натяжний замок, ж - впритул на опорі із закріпленням скобою


 

Контрольні запитання:

1. Що називається зрощуванням?

2. Де використовують зрощування?

3. Які є найпростіші способи зрощування?

4. В чому полягає зрощування брусків?

5. Які є способи зрощування навантажених деталей врубками?

 

Нарощування

 

 

Нарощування — це доточування деревини по висоті..

Нарощування використовується при виготовленні стовпів, щогл тощо.

 

 

Рис. 1 Нарощування: а - впритул з потайним шипом; б - впритул з наскрізним гребенем, в - впівдерева з кріпленням болтами, г - впівдерева з кріпленням штабовою сталлю, д - впівдерева з кріпленням хомутами, е - косим прирубом з кріпленням хомутами , ж - впритик з накладками і кріпленням болтами.

 


 

Контрольні запитання:

1. Що називається зрощуванням?

2. Де використовують зрощування?

3. Які є найпростіші способи зрощування?

4. В чому полягає зрощування брусків?

5. Які є способи зрощування навантажених деталей врубками?

 

Шипове з'єднання

 

Види шипів та їх призначення

Бруски столярних виробів з'єднуються між собою шипами. Шипом називається виступ 3, 4 (рис. 2) на торці бруска, який заходить у відповідне гніздо (7, 6) або вушко 5.

Шипи, які проходять наскрізь деталі називаються відкритими (наскрізними), а якщо гніздо не наскрізне, то шип називається глухим. Види шипів показані на рис. 1. Одинарні і подвійні шипи застосовують для виготовлення вікон і дверей, "ластівчин хвіст" -для виготовлення ящиків, шухляд, тому їх ще називають ящикові з'єднання. Для міцності табуреток і столів застосовують шипи з півпотемком наскрізні і ненаскрізні (глухі). З'єднання на круглий вставний шип застосовують при складанні ящиків і щитів меблів.

 

 

Рис. 1. Види шипів: а - одинарний, б - подвійний, в - багаторазовий, г - круглий, д - "ластівчиний хвіст", е - однобічний ластівчин хвіст, ж, з - зубчасті, и - гніздо, к,л - вушка, м - глухий шип, н - шип потайний, о - шип з півпотемком.

 


 

 

Основні елементи шипових з'єднань, розмічання і нарізання їх

Основні елементи шипових з'єднань подані на рис. 2

 

 

Рис. 2. Основні елементи шипових з'єднань: а,б - одинарні шипові з'єднання, в - з'єднання на круглий шип; 1 - щічка, 2 - заплечики, 3 - круглий шип (шкант), 4 - шип плоский, 5,7 - вушко, 6 - гніздо плоского шипа, 7 - гніздо круглого шипа.

 

Для розмітки одинарного шипа і вушка беруть ще необторцьовані бруски, кладуть у ряд на верстак, щільно притискають один до одного лицьовим (базовим) боком уверх і вирівнюють їх кінці. Потім за допомогою кутника проводять контрольну лінію (рис. 3, а), від якої відкладають ширину брусків і проводять за допомогою кутника другу лінію. Перша риска буде означати місце торцювання, друга - місце заплечиків. Потім за допомогою кутника проводять лінії навколо бруска, причому при замиканні бруска кінці ліній повинні збігатися. Шипи розмічають рейсмусом або гребінкою. У брусках, призначених для експлуатації у вертикальному положенні, роблять вушка.

При з'єднанні фальцьованих брусків від лінії, проведеної на відстані ширини бруска від торців, проводять на всіх брусках ще одну лінію на відстані, яка дорівнює ширині фальца. При виготовленні шипів один заплечик зарізають до цієї лінії (рис. 3, б). Для випилювання вушка пропил іде у видовбаній частині деревини. При цьому половина риски зрізається, а друга половина залишається на стінках вушок. Для запилювання пилку з дрібними зубцями ставлять на ближче ребро під кутом 15-20° до торця і спочатку роблять три-чотири рухи на себе, не сильно тиснучи на неї. Коли полотно пилки заглибиться, пилку переміщають рівномірно в обидва боки.

Необхідно слідкувати, щоб не заглиблювати пропили за риски. Для довбання вушок на верстаку закріплюють брусок струбцинами і довбають, спочатку до половини товщини бруска, а потім повертають брусок і продовжують довбати.

 

 

Рис. 3. Розмічання і запилювання шипів і вушок.

 


 

 

Столярні кутові кінцеві з'єднання

У залежності від назви шипів, на рис. 4 подані кутові з'єднання.

Щоб перенести розміри шипі із креслення, роблять розмітку за допомогою кутника, загостреного олівця і рейсмуса.

 

 

Рис. 4. Кутові кінцеві з'єднання: а - наскрізним одинарним шипом, б - подвійним, в - потрійним, г - з напівпотемком глухим, д - з напівпопемком наскрізним, е - з потемком глухим, є - з потемком наскрізним, ж - вставним круглим шипом, "на вус": з - круглим шипом, і - плоским вставним глухим шипом, к - плоским вставним наскрізним шипом, л - шипом з потемком трикутним.

 


 

 

Столярні кутові серединні з'єднання

Розміри шипів, вушок та інших елементів такі самі, як і в кутових з'єднаннях. Серединні з'єднання подані на рис. 5.

 

 

Рис. 5. Серединні з'єднання брусків: а - впівдерева глухим сковороднем (1), наскрізним напівсковороднем (2), наскрізним сковороднем (3); б - вушком; в - наскрізним одинарним шипом; г - наскрізним подвійним шипом; д - потайним шипом.

 

 

 

Рис. 6. Перехресне з'єднання: а - впівдерева, б - на третину дерева, в - на чверть дерева, г - з зарубкою одного бруса

 


 

 

Ящикові з'єднання

Найчастіше використовують такі ящикові з'єднання (див.рис. 7):

- прямим відкритим шипом (а);

- з'єднання на відкритий шип "ластівчин хвіст" (б);

- з'єднання напівпотайними шипами (в);

- з'єднання на потайний шип (г);

- з'єднання на відкритий круглий вставний шип (д).

Ящикові з'єднання найраціональніше розмічати за шаблонами, або застосовувати шипорізні верстати.

 

 

Рис. 7. Кутове ящикове з'єднання

 


 

 

Контрольні запитання:

1. Що називають шипом?

2. Які є види шипів?

3. Які є основні елементи шипових з'єднань?

4. Які є види кутових кінцевих з'єднань?

5. Які є види кутових серединних з'єднань?

 

З’єднання елементів на цвяхах, шурупах, болтах, нагелях

 

Нагелі виготовляють з деревини твердих порід (зі зрізаною фаскою на кінці) (рис.1, а) або сталеві, циліндричної форми діаметром 3-12 мм, і пластинчасті. їх застосовують як додаткове кріплення в кутових та серединних з'єднаннях і при зрощуванні деревини. Відстань між осями нагелів показана на рис. 1, б; 2, а, б. У розтягнутих елементах необхідно нагелі додатково закріплювати стяжними болтами, для яких діаметри отворів повинні бути більші за діаметр болта на 1-2 мм. Отвори під болти і нагелі повинні бути перпендикулярними до з'єднувальних елементів. Нагелі вставляють в отвори щільно. Глибина отвору повинна бути більшою за довжину нагеля на 2 мм. Пластинчасті нагелі (для складених балок) товщиною 12, 26 мм і довжиною 54, 72 мм врізають на глибину не більше 0,2 висоти перетину бруса.

 

 

Рис. 1 Скріплення деталей за допомогою нагелів.

Деталі грубих столярно-теслярських виробів скріплюють цвяхами. Діаметр цвяха повинен бути приблизно в 10 разів менший від товщини деталей; довжина цвяха повинна дорівнювати потрійній товщині верхньої деталі, а якщо цвяхи проходять на протилежний бік з'єднувальних деталей, то їх кінці загинають впоперек волокон. Якщо діаметр цвяха більший, ніж 6 мм, то його забивають у попередньо просвердлений отвір 0,9 діаметра цвяха, що забивають і глибиною не менше 0,6 довжини цвяха. Відстань між осями цвяхів» забитих у з'єднувальні деталі, показана на рис. 2, в.

 

 

Рис. 2. Схема розміщення нагелів, цвяхів: а - у прямий ряд, б - в шаховому порядку, в - цвяхів.

Щоб виріб мав гарний зовнішній вигляд, головку цвяха розплющують або зовсім усувають, перетворюючи цвях у шпильку. Розплющену головку установлюють уздовж волокон деревини (рис. 3, б), а цвяхи забивають під кутом (рис. 3, а). Щоб забити цвях у деревину твердих порід, його трохи забивають і виймають. Заглибину заповнюють парафіном, знову вставляють у це саме місце цвях і забивають його остаточно.

Шурупами кріплять петлі, ручки, замки, косинці тощо. Щоб шуруп міцно тримався, його необхідно тільки загвинчувати викруткою або шуруповертом. У деревину твердих порід шурупи загвинчують у просвердлені отвори діаметром трохи меншим від діаметра шурупа, глибиною на 1/2-3/4 довжини шурупа. Для шурупів великого діаметра (глухарів) просвердлюють наскрізний отвір; під головку шурупа та гайку підкладають шайби, щоб не зминало деревину. Відстань між сусідніми шурупами вздовж волокон - 10 діаметрів, а відстань від кромки деталі до осі шурупа і між осями впоперек волокон - 5 діаметрів шурупа.

 

 


 

Контрольні запитання:

1. Що називають нагелями?

2. Де використовують нагелі?

3. Який діаметр цвяха повинен бути для з'єднання деревини?

4. А якою повинна бути довжина цвяха?

5. Як забити цвях у деревину твердих порід?

 

З’єднання на клею

 

 

Склеювання - це один з найпоширеніших способів з'єднання матеріалів між собою, при якому клей проникає в міжклітинні і внутрішньоклітинні простори деревини, твердіє, з'єднуючи склеюванні поверхні. Міцність клейового шва залежить від рівномірності просочування клейовим розчином склеюваних поверхонь, якості клею, технологічної 11 ослідовності виконання робіт, режиму склеювання, а також під щільності прилягання цих поверхонь. Тепер склеювання широко застосовують у виробництві меблів і в будівництві (склеєні балки, арки, ферми, крокви тощо).

Склеювання дає змогу використовувати відходи деревини, деревину зниженої якості, а також зменшує жолоблення деталей. Задовільної міцності клейові з'єднання досягають при дотримуванні режиму склеювання. Тобто, вологість заготівок повинна бути в межах 5-15% , а клас шорсткості поверхні деревини - не нижче 8-го. Для якісного склеювання потрібно, щоб температура заготівок перед склеюванням була в межах 15-20С. Клей необхідно наносити рівним шаром товщиною 0,1-0,15 мм механізованим способом або за допомогою валиків і пензлів. Витрата синтетичного клею становить 0,35-0,5 кг/м2 склеюванної поверхні. В'язкість клею визначають за допомогою віскозиметра, яким вимірюється час витікання (в секундах) 100 см. кубічного клею при температурі 20С).

Після нанесення (намащування) клею, як правило, на обидві склеювані поверхні іаготовки, вони стискуються струбцинами, пневматично-шланговими пресами (ваймами) (рис. 1) або спеціальним устаткуванням під тиском 0,3-1,2 МПа. Тривалість витримування в пресі склеюваних деталей становить 10-15хв (для синтетичних клеїв) при нагріванні клейового шва, а без підігрівання для всіх клеїв - 2-6годин. Тривалість витримування після розпресування до повторної обробки 24-48 годин.

Блок 2 (рис. 1, Б), який підлягає склеюванню, встановлюють між нерухомою 3 та опорною 1 балками. Через кран 7 і ніпель 6 подається стиснуте повітря в шланг 5, який наповнюється стиснутим повітрям і, відсуваючи балку 3, стискає склеєний блок. У неробочому стані за допомогою пружини 4 стискається шланг. При склеюванні деревини температура в приміщенні має становити 18-25 С, а вологість повітря 50-60%. Розкол по клею деревини свідчить про низьку міцність склеювання. При склеюванні дошки підбирають так, щоб товщина їх не перевищувала 32-50 мм, а напрямок волокон співпадав.

 

 

Рис. 1. Струбцини і вайми: А - струбцини: а - звичайні гвинтові, б - важільні, в - для кромок, г - хомутові, д - кутові; Б - пневматично-шланговий прес (вайма): 1,8- нерухомі блоки, 2 - блок, 3 -рухома балка, 4 - пружина, 5 - шланг, 6 - ніпель, 7 - кран.

При застосуванні глютинового клею подрібнюють плитки або використовують гранули клею (1) (рис. 2), які завантажують у бачок (1 ч. сухого клею на 1-2 ч. води). Після набухання клею (через 6-12 годин) його варять при температурі 70-80 С у котлі з подвійними стінками, між якими налита вода. Обладнання для приготування клею подані на рис.2. Розчин придатний для використання через 10 хв, якщо при перемішуванні в ньому немає згустків.

 

 

Рис. 2. Обладнання для приготування клею: а - котел; 1 - клей, 2 -вода, 3 -пара для нагрівання води; б -клеєварка; 1 - цеберка з кришкою, 2 - клей, 3 - котел, 4 - вода; в - електроклеєварка; 1 - бачок для клею, 2 - бачок для води, 3 - кран для води, 4 - підставка.

 

Для приготування казеїнового клею (його дедалі менше застосовують) в посудину наливають потрібну кількість води і безперервно помішуючи, додають порошок клею (30-60 хв) до утворення однорідної сметаноподібної маси. На 1 ч клею беруть 2 ч води. Використовують його не більше, як за 6 годин.

При приготуванні синтетичних (смоляних) клеїв до розчиненої смоли додають стужавлювач (для гарячого склеювання) - хлорид амонію 0,2-1,5% до маси смоли, а для холодного - 10% -ва щавлева кислота. В'язкість смоляних клеїв має бути в межах 30-300 с за віскозиметром ВЗ-4. Життєздатність синтетичних клеїв 2-6 год.

 

 


 

Контрольні запитання:

1. Що називають склеюванням?

2. Від чого залежить міцність клейового шва?

3. Що називають в'язкістю клею?

4. Як приготувати глютиновий клей?

5. Як приготувати казеїновий клей?

 

Організація робочого місця та безпека праці при склеюванні

 

Склеювання потрібно виконувати на верстаку, або столі відповідної висоти, біля якого розміщені вайми. На робочому місці має бути:

- достатній запас підготовлених до склеювання деталей;

- достатня кількість клейового розчину й обтирального матеріалу;

- необхідні пристрої для нанесення клейового розчину і обтискування;

- необхідні різальні та вимірювіально-перевірні інструменти.

Робоче місце має бути чистим і освітленим, одяг і руки робітника - чистими. При використанні глютинових клеїв між стінками клеєварки наливають гарячу воду, а синтетичних - холодну. Синтетичні і глютинові клеї краще готувати в оцинкованій або емальованій посудині, а казеїнові - у фарфоровій. Посуду і пензлі після закінчення роботи миють гарячою водою без мила. В цеху, де клеять деревину, має діяти підсилена вентиляція. Щоб не було протягів, двері неохідно щільно закривати.


 


 

Контрольні запитання:

1. Які правила безпеки праці при склеюванні?

2. Як організувати робоче місце для склеювання?