Столярные соединения древесины без гвоздей. Как скрепить деревянные детали без гвоздей, клея и саморезов. Особенности японского столярного соединения
С древних времён, после освоения орудий труда, человек приступил к строительству жилища из дерева. Пройдя эволюцию, человек тысячелетиями продолжает улучшать строительство своего жилища. Конечно современные технологии упростили строительство, дали широкую возможность для фантазии, но основные знания о свойствах деревянных конструкций переходят из поколения в поколонее. Рассмотрим способы соединения деревянных деталей.
Рассмотрим способы соединения деревянных деталей, с которыми сталкиваются начинающие мастера. В основном это плотничные соединения, передаваемые из поколения в поколение, эти навыки применяются уже не одно столетие. Прежде чем приступить к соединению древесины, мы подразумеваем, что древесина уже обработана и готова к употреблению.
Первое основное правило, которое следует выполнять при соединении деревянных деталей — тонкую деталь крепят к более толстой.
Наиболее часто встречающиеся способы соединения древесины, которое понадобится при строительстве приусадебных построек бывает нескольких видов.
Соединение в торец
Это один из самых простых способов соединения (сплачивание). При этом способе необходимо как можно более плотно подогнать поверхности двух соединяемых элементов. Детали плотно прижимают друг к другу и скрепляют при помощи гвоздей или шурупов.
Способ простой, но для получения качества изделия необходимо выполнить несколько условий:
Длина гвоздей должна быть такая, что бы они пройдя через всю толщину первой заготовки, зашли своим острым концом в основу другой детали на глубину равную не менее ⅓ длины гвоздя;
Гвозди не должны располагаться на одной линии, а количество их должно быть не менее двух. То есть один из гвоздей смещают от осевой линии вверх, а второй наоборот вниз;
Толщина гвоздей должна быть такова, чтобы при их забивании в древесине не появилась трещина. Избежать появление трещины в древесине поможет предварительное сверление отверстий, причём диаметр сверла должен быть равный 0,7 диаметра гвоздей;
Для получения лучшего качества соединения, соединяемые поверхности предварительно хорошо смазать клеем, причем лучше применять влагостойкий клей, например эпоксидный.
Соединение в наклад
При этом методе, две детали накладываются одна на другую и скрепляются при помощи гвоздей, шурупов или болтов. Дерев
 |
Соединение досок без гвоздей. Способы соединений деревянных деталей. Доверьтесь своему осязанию
Нередко в ходе строительства каркасов для крыш сложной конфигурации возникает потребность в использовании элементов нестандартного размера. К характерным примерам относятся вальмовые и полувальмовые конструкции, диагональные ребра которых существенно длиннее, чем рядовые стропильные ноги.
Подобные ситуации возникают при сооружении систем с ендовами. Чтобы созданные соединения не стали причиной ослабления конструкций, надо знать, как производится сращивание стропил по длине, каким способом обеспечивается их прочность.
Сращивание стропильных ног позволяет унифицировать пиломатериал, приобретаемый для возведения крыши. Знание тонкостей процесса предоставляет возможность практически полностью построить стропильный каркас из бруска или доски одного сечения. Устройство системы из материалов одного размера выгодно отражается на итоговой сумме расходов.
К тому же доску и брусок увеличенной длины, как правило, производят с сечением бóльшим, чем у материала стандартных размеров. Вместе с сечением возрастает и стоимость. Такой запас прочности при устройстве вальмовых и ендовых ребер чаще всего не нужен. Зато при грамотном выполнении сращивания стропил элементам системы сообщается достаточная жесткость и надежность при наименьших затратах.
Без знания технологических нюансов сделать действительно жесткие на изгиб соединения пиломатериалов достаточно сложно. Узлы сопряжения стропилин относятся к категории пластичных шарниров, обладающих лишь одной степенью свободы – способностью поворачиваться в соединительном узле при приложении вертикальной и сжимающей по длине нагрузки.
Для того чтобы обеспечить равномерную жесткость при приложении изгибающей силы по всей протяженности элемента, сопряжение двух частей стропильной ноги располагают в местах с наименьшим изгибающим моментом. На эпюрах, демонстрирующих величину момента изгиба, они хорошо видны. Это точк
Соединения без гвоздей. Виды соединений деревянных конструкций. Сращивание и сплачивание древесины
Кроме обработки цельных кусков древесины, часто приходится соединять деревянные детали в узлы и конструкции. Соединения элементов деревянных конструкций 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) — 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. 1 — 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.
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 внахлёст (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5 — 1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков. 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) применяют 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. 3.9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.
Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотёмок, вполупотёмок внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10). Угловые соединения (вязки) применяют в оконных неверных 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 оставалось 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.
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.
Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 3.13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотёмок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис. 14.
Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на 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.
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 4/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разм
Способы соединений деталей из дерева. Как скрепить деревянные детали без гвоздей, клея и саморезов
Последние:- Куда поехать зимой в россии
- Рецепты алкогольных коктейлей для домашней вечеринки
- Как засушить яблоки в домашних условиях?
- Какие программы я устанавливаю на новый компьютер
- Кратчайший пересказ «Алые паруса
Способы соединения деревянных деталей | Мастер на все руки
Способы соединения деревянных деталей
При соединении деревянных деталей необходимо следовать основному правилу: тонкая деталь всегда крепится к более толстой. На рисунке показаны основные способы соединения древесины, которые применяются при возведении сооружений малой архитектуры.
Угловое соединение в торец рекомендуется применять в тех случаях, когда нужно соединить две детали под прямым углом. Это один из самых простых способов сплачивания деревянных деталей. Основное требование при его выполнении — тщательная подгонка поверхностей соединяемых элементов. Детали плотно прижимаются друг к другу и скрепляются с помощью гвоздей или шурупов.
Длина гвоздей или шурупов должна быть такой, чтобы они проходили через всю первую заготовку и заходили в массив второй детали приблизительно на одну треть длины гвоздя. Гвоздей следует вбить не менее двух и расположить их не на одной линии: один гвоздь сместите от осевой линии в одну сторону, а другой — в противоположную. Гвозди подбирайте такой толщины, чтобы при их забивании древесина не трескалась. Для того чтобы предотвратить появление в древесине трещин, можно предварительно высверлить в ней отверстия диаметром, равным 0,7 диаметра гвоздей.
Для придания соединению большей прочности рекомендуется смазывать соединяемые поверхности клеем. Если соединение не будет подвергаться воздействию атмосферных осадков, можно применить столярный, мездровый или казеиновый клей. В противном случае надежнее использовать влагостойкий клей, к примеру эпоксидный.
Т-образное соединение внакладку также не представляет особой сложности. Для его выполнения нужно наложить две детали одна на другую и скрепить их с помощью гвоздей, шурупов или болтов. Деревянные заготовки можно расположить по одной линии или сместить под определенным углом по отношению друг к другу. Во избежание изменения угла соединения для обивания деталей рекомендуется использовать не менее чем четыре гвоздя. При необходимости можно скрепить детали и двумя гвоздями, но тогда их лучше всего расположить по диагонали. Соединение получится более прочным, если гвозди пройдут насквозь через обе детали, а их выступающие концы можно загнуть. Однако выглядеть это будет неэстетично.
Соединение вполдерева в отличие от двух предыдущих, требует от мастера наличия определенных навыков и квалификации. Как видно из названия, при таком сочленении в обеих деталях делаются выборки на глубину, равную половине их толщины. Ширина же такой ныборки должна равняться ширине соединяемых деталей. Соединять детали вполдерева можно под различными углами, соблюдая при этом одно общее правило: угол выборки на обеих деталях должен быть одинаковым, а ширина выборок равняться ширине самих деталей. Это необходимо для того, чтобы детали были плотно прижаты друг к другу, а их кромки располагались в одной плоскости.
Такое соединение может быть полным и частичным. При частичном конец одной детали срезается под определенным углом, а на конце другой проделывается соответствующая выборка. Частичным является соединение в «ус» вполдерева, которое применяется при угловом сплачивании. В данном случае оба шипа нужно подрезать под углом 45°, а шов между ними расположить диагонально. Выполнение такого соединения требует особой тщательности и внимательности, а угловые надрезы на деталях лучше всего выполнить специальным инструментом, называемым стуслом.
Сращивание по длине брусков и балок отличается некоторыми особенностями. Например, вертикальные опоры связываются между собой шурупами или гвоздями без применения каких-либо иных хитростей, поскольку соединение в данном случае будет испытывать минимальные нагрузки.Если же балка или брус в месте соединения будут подвергаться нагрузке на изгиб или кручение, одних только гвоздей или шурупов недостаточно, а поступить следует так: срезать сращиваемые детали под углом, т. е. в косую накладку и сжать их болтами. Количество болтов зависит от степени нагрузки, но в любом случае их должно быть не менее двух. Кроме того, иногда приходится устанавливать в месте соединения дополнительные накладки.
Соединение в шпунт применяется для досок обшивки или при настилке пола. Для этого в грани одной доски нужно сделать шип, а в грани другой — паз, в который будет вставляться шип. При таком сращивании досок между ними не образуется щелей, а сама обшивка имеет аккуратный вид. Выполнение шипов и пазов — задача достаточно сложная. Для ее осуществления требуется специальный станок. Проще всего приобрести в магазине готовые пиломатериалы, к примеру специальные половые доски или вагонку.
Соединение «гнездо-шип» является одним из наиболее часто применяемых для деревянных деталей. Именно оно обеспечивает наиболее прочное, жесткое и аккуратное сплачивание, которое идеально подходит для садовых построек. Однако такое соединение требует от мастера определенных навыков и старательности в работе. Неправильно выполненное шиповое соединение не только будет выглядеть неэстетично, но и не обеспечит необходимой прочности возводимой конструкции.Шиповое соединение состоит из паза, который выдалбливается или высверливается на конце одной детали, и шипа, выполняемого на конце второй детали. В идеале обе сплачиваемые детали должны иметь одинаковую ширину. Если же толщина у них разная, паз следует проделывать в более толстой детали, а шип — в более тонкой.
Последовательность изготовления шипового соединения такова. Сначала нужно выпилить шип. Для этого на боковой стороне детали с помощью рейсмуса проведите две параллельные риски. Расстояние между ними должно равняться ширине выполняемого шипа. Разметку сделайте с двух сторон, иначе шип может получиться неровным. Для выпиливания шипов наилучшим образом подходит лучковая пила или ножовка с узким полотном и очень мелкими зубьями. В процессе работы следите за тем, чтобы зубья пилы проходили вдоль разметочной линии, по внутренней ее кромке.
Для удобства предварительно зажмите заготовку в тисках. Лучше изготовить шип немного большего размера, чем это требуется, потому что лишние миллиметры всегда можно убрать, а вот если шип окажется короче, чем нужно, придется его удлинять, т. е. проделывать всю работу еще раз.
Во второй детали с помощью долота или стамески выдолбите паз, или гнездо, размеры которого должны в точности соответствовать размеру шипа. Лучше всего предварительно просверлить отверстия по периметру гнезда и только потом приступать к долблению. Закругленные края паза обработайте стамеской.
При правильно выполненном соединении кромки шипов должны всей своей поверхностью прилегать к стенкам гнезда. Это обеспечит хорошее сцепление при склеивании. Для того чтобы посадка шипов в пазы была тугой, их размеры должны превосходить размеры гнезда на 0,2-0,3 мм.
Если эта величина будет превышена, при посадке шипа в гнездо может расколоться тетива, а если допуск будет меньше указанного, в процессе эксплуатации соединение постепенно утратит свою прочность.
При шиповом соединении детали склеиваются и дополнительно закрепляются гвоздями, шурупами или деревянными нагелями. При ввинчивании шурупов помните о том, что предварительное сверление отверстий значительно облегчает этот процесс. Головки шурупов необходимо прятать в так называемый потай, который выполняется с помощью зенковки. Направляющее отверстие должно равняться двум третям диаметра винта и быть приблизительно на 6 мм меньше его длины.
Зачастую вместо металлических гвоздей или шурупов в древесину забиваются нагели, или деревянные гвозди. Предварительно под них устраивается шиповое соединение в поперечном направлении. Посадка нагеля в гнездо выполняется на клею и должна быть тугой. Влажность древесины, из которой изготавливаются нагели, должна быть ниже влажности деревянных деталей, для соединения которых они применяются. В этом случае при установлении баланса влажности диаметр нагеля слегка увеличится, что придаст дополнительную прочность соединению.
Вообще соблюдение уровня влажности в сочленяемых деталях является одним из самых важных условий, обеспечивающих прочность соединений. Если соединяемые детали имеют различную влажность, то при усыхании древесины шип уменьшится в размерах и соединение разрушится. Поэтому соединяемые детали должны иметь одинаковую влажность. Еще раз напомним, что для древесины, используемой при строительстве наружных конструкций, она находится в пределах 22-25%.
Совет:
Такие элементы, как лестницы и ступени, устраиваются из природного камня , кирпича, бетонных блоков, дерева.
На сайте есть:
Сплачивание | Способы соединения древесины
Модели, стержневые ящики и другие части модельных комплектов, как правило, изготовляют не из целого куска древесины, а из отдельных кусков. Основными видами соединений частей древесных заготовок в модельном производстве являются сплачивание, вязка и частично сращивание.
Сплачиванием называется соединение досок или брусков по ширине и толщине, при котором долевые волокна древесины располагаются параллельно. Сплачивание применяют главным образом для получения щитов и массивных заготовок. При сплачивании целых заготовок из отдельных частей применяют клей, гвозди, шурупы, нагели, а сплачивание разъемных заготовок выполняют на шинах, клиньях и т. д. Наиболее распространенным способом сплачивания является соединение склеиванием встык пластями или кромками (рис. 92, а, б). Чем уже сплачиваемые доски (делянки), тем меньше будет коробление.
При сплачивании учитывают расположение годичных слоев древесины. Заготовки, выполненные сплачиванием встык пластями, достаточно прочные и почти не деформируются по сравнению с заготовками, соединенными кромками. Для наиболее ответственных работ применяют сплачивание пластями по способу, указанному на рис. 92, в. Выстроганная доска распиливается на бруски определенной ширины и пластями сплачивается в целую заготовку, но этот способ сплачивания значительно дороже способов, указанных на рис. 92, а, б.
Доски для разъемных моделей сплачивают так, чтобы годичные кольца были направлены выпуклой стороной к плоскости разъема (рис. 92,г), а для разъемных стержневых ящиков небольших размеров — наоборот (рис. 92, д).
Рис. 92. Примеры сплачивания:
а — встык пластями, б — встык кромками, в — встык пластями брусков распиленной доски (делянками), г — для разъемной модели, д — для разъемного стержневого ящика, е — в фалец, ж — в шпунт, з — на круглых шипах, и — в шпунт на рейку
Сплачивание может выполняться соединением досок и брусков в фалец (рис. 92,е) и в шпунт (рис. 92,ж), но эти способы сплачивания не обеспечивают плотного шва. Их применяют при изготовлении изделий без склеивания, работающих в условиях значительного изменения влажности.
При изготовлении широких и длинных щитов, чтобы повысить их прочность, в кромках досок ставят не менее двух круглых (рис. 92, з) или прямоугольных деревянных шипов на клею. Диаметр или толщина каждого из них должны быть равны 1/3 толщины щита, а высота — двойной толщине. Расстояние между ними до 500 мм устанавливать целесообразно в шахматном порядке. Разметку гнезд для шипов делают точно, шипы подгоняют плотно по гнездам, глубина которых должна быть больше длины шипов на 3—5 мм.
Сплачивание в шпунт на рейку (рис. 92, и) — один из несложных и удобных способов соединения досок кромками. Вставная на клею рейка обеспечивает прочность, а также точность сплачиваемых досок, так как кромки можно хорошо пристрогать друг к другу. Этот способ сплачивания экономичнее сплачивания в фалец и в шпунт, так как на рейку, изготовляемую обычно из отходов, не тратят часть доски.
Чтобы увеличить прочность и предупредить поперечное коробление, щиты скрепляют шпонками и наконечниками. Шпонка — деревянный брусок трапециевидной формы в поперечном сечении, который пригоняют к поверхности щита.
При изготовлении модельных комплектов широко применяют накладные шпонки (рис. 93,а). Шпонки плотно пригоняют к плоскости щита и приклеивают. Когда клеевой слой высохнет, ввинчивают шурупы. Этот способ простой, надежный и самый распространенный.
Склеивание щита шпонками в паз приводится на рис. 93, б в двух вариантах. По первому варианту шпонка 1 вгоняется в виде клина в сквозной паз, прорезанный поперек щита (может быть не сквозной), имеющий глубину, равную 1/4 толщины щита и суживающийся по длине к одному концу на угол 2—3°. Паз пропиливают награтной пилкой, подрезанный слой сначала скалывают стамеской, а затем зачищают зензубелем или грунтубелем. По второму варианту шпонку 2 изготовляют с заплечиками. Выступающая часть ее имеет одинаковую ширину по всей длине. Вгоняют такие шпонки в паз щита с клеем. Этот способ применяют для более ответственных частей модели и стержневых ящиков.
Пример скрепления щитка наконечником, насаживаемым шпунтом на гребень, сделанный на торце щита, показан на рис. 93, в. Чтобы крепление было прочнее, наконечник прикрепляют к торцу щита одним, иногда двумя скрытыми шурупами.
На рис. 93, г показан способ скрепления щита наконечником 3 в накладку с применением клея и шурупов. С другой стороны щит скреплен рейкой 4, которая на клею вгоняется в паз, сделанный в торце щита. Этим способом скрепляют толстые щиты. Толщина рейки 4 должна равняться примерно 0,4—0,5 толщины щита. Паз для рейки удобно выполнить на фрезерном станке.
Существует также способ скрепления ящиков рамкой в обвязку. Обвязка рамкой считается лучшей мерой предохранения щита от коробления. В столярном производстве ту часть щита, которая расположена внутри рамки, называют филенкой, а в целом щит с рамкой — филенчатым (рис. 93, д). Для укрепления щита в рамке на внутренних кромках брусков рамки делают шпунты или фальцы, а у щита соответственно гребни или фальцы.
В модельном производстве щит с обвязкой делают не сплошным, а сборным из отдельных досок, а между концами досок закладывают пробочные (пенопластовые) прокладки толщиной 1—2 мм, чтобы в случае повышенной влажности щит не порвал рамку и не покоробился.
Рис. 93. Скрепление щитов при сплачивании:
а — накладными шпонками, б — врезными шпонками, в — наконечником с шпунтом, г — наконечником внакладку и рейкой в шпунт, д — филенчатый щит; 1 — шпонка в паз, 2 — шпонка в паз с заплечиками, 3 — наконечник, 4 — рейка, 5 — филенка, 6 — рамка
