Галина Серикова - Справочник мастера столярно-плотничных работ
Разъемные соединения
Разъемные соединения, которые очень распространены, например, в мебельной индустрии, выполняются с помощью шурупов, несмотря на то что это достаточно трудоемкий способ. Размер крепежа определяется нагрузками, которые предположительно будет испытывать соединение, и толщиной соединяемых деталей. Для обеспечения прочного соединения шуруп должен углубиться в деталь на две трети своей длины. При этом длина резьбы и глубина его вкручивания должны быть одинаковыми. В связи с этим, если соединяются достаточно тонкие детали, необходимо подбирать шурупы, у которых резьба нарезана по всей длине. Хотя такое фиксирование деталей классифицируется как разъемное, не следует многократно осуществлять это, поскольку соединение расшатывается и теряет прочность (каждый раз примерно на 10 %), особенно если сборка и разборка повторяются неоднократно.
Шурупы используют не только для соединения деталей мебели, но и для прикрепления фурнитуры (различных зашелок, направляющих и пр.).
Кроме того, для разъемных соединений применяют стяжки, представляющие собой такое крепежное соединение, при котором элементы находятся в определенном положении относительно друг друга, обычно под углом в 90°. Ими при изготовлении мебели соединяют, например, съемные ножки. Основные требования, которые предъявляют к стяжкам, заключаются в том, что они должны обеспечивать надежную фиксацию и быструю реализацию, не создавать трудностей при эксплуатации и не портить внешний вид изделия. Не менее важно и то, что конструкция крепежного соединения должна быть такой, чтобы при соблюдении правил эксплуатации самопроизвольное разъединение деталей было невозможным.
Стяжки бывают следующих видов:
1) резьбовые, обеспечивающие надежное соединение, но требующие много времени для осуществления. Разработано несколько модификаций этого вида стяжек, которые обычно используются для угловых и серединных соединений стенок корпусной мебели. Поскольку крепежные элементы размещаются в отверстиях, которые закрываются заглушкой, резьбовые стяжки можно применять на открытых участках мебели, так как эстетичность и функциональность предмета не страдают. Детали стяжки: гайка, винт (или шпилька) и шайба;
2) эксцентриковые, в которых усилие зажима соединяется эксцентриком, способным проворачиваться вокруг оси, смещенной относительно геометрической оси эксцентрика на расстояние, называемое эксцентриситетом. В отличие от предыдущего вида соединения они менее трудоемкие в установке, хотя и менее прочные. Детали стяжки: эксцентрик, гайка и винт;
3) клиновые, состоящие из скобы, пластины и клиньев, которые в совокупности создают прочное соединение деталей.
Стяжки устанавливаются внакладку, но могут размещаться и в заранее выбранных под них гнездах (отверстиях).
Представленные виды столярных соединений используются с различной частотой. Обычно у каждого есть несколько наиболее предпочтительных способов фиксирования деталей, которые востребованы чаще всего. Но проблема выбора, особенно при недостаточно большом опыте, всегда очень трудна, так как ошибка может либо усложнить конструкцию, либо исказить первоначальный замысел, либо стать причиной сокращения срока службы предмета мебели.
При определении типа соединения опираются на следующие критерии:
1) оно должно:
а) повышать прочность изделия;
б) позволять древесине изменяться в зависимости от состояния окружающей среды;
2) оно не должно:
а) препятствовать выполнению других операций по сборке, например установке крепежа;
б) диссонировать с внешним видом мебели.
В заключение дадим несколько советов.
1. Чем проще способ фиксации, тем лучше. Не всегда требуется дополнительно усиливать соединение (например, пазогребневое) металлическим крепежом, иногда достаточно просто склеить его.
2. Предпочтительны те способы фиксации, которые прошли проверку временем и применяются традиционно.
3. Следует стремиться к тому, чтобы соединение было хорошо подогнанным, так как слабые крепления быстро разрушаются, а из тугих выступает клей. Поэтому, прежде чем окончательно соединить детали, проверяют их насухо (без клея) и устраняют возможные погрешности.
4. Столярная работа обязательно должна быть чистой, поэтому каждую деталь нужно хорошо обработать, чтобы потом не тратить время на то, чтобы придумать, как ее подправить, улучшить или вообще заменить.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ КРЕПЕЖ
В процессе эксплуатации изделия, изготовленные из древесины, могут деформироваться, а соединения – терять прочность. Для таких случаев предусмотрено использование дополнительных креплений, к которым, помимо уже названных шипов (шкантов), относятся нагели, клинья и шпонки.
Нагели – это деревянные гвозди, на изготовление которых идет твердая древесина дуба, бука, ясеня, березы и др. Применение нагелей препятствует растрескиванию древесины в местах соединений, например в углах оконных рам и др. Перед тем как забить нагель, просверливают сквозное или несквозное отверстие необходимого диаметра и скругляют кромки нагеля.
Из древесины хвойных пород (сосны, ели) производят деревянные клинья, которые бывают одно– и двусторонними. В первых косо (под углом 1:6, 1:7, 1:8°) обтесывают одну широкую сторону, у вторых – обе стороны.
Благодаря клиньям можно укрепить деревянные конструкции, выровнять лаги пола, приподнять стены или крышу, если они со временем осели.
Деревянные клинья находят применение в заклинивании рукояток ручного столярного и плотничного инструмента – такого, как молотки, топоры и др.
Если возникает необходимость составить балку из двух или трех брусьев, применяют шпонки, на которые переходят скалывающие усилия, возникающие при этом. Дополнительно соединение укрепляют болтами. Шпонки, выполненные из дубовой древесины, вставляют в гнезда, выбранные в брусьях. Концы шпонок, которые выступают наружу, зачищают рубанком.
Относительно соединяемых элементов шпонки классифицируют на продольные, поперечные, косые продольные и шпонки с натяжкой, из которых наименее прочными являются поперечные шпонки, поскольку их древесина отличается меньшим сопротивлением при поперечном направлении волокон.
МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КРЕПЕЖ
Деревянные соединения, особенно те, что расположены в ответственных конструкциях, усиливают металлическим крепежом, то есть шурупами, гвоздями, болтами, стальными хомутами, накладками, уголками и др.
Очень надежное соединение обеспечивают шурупы. Они имеют длину от 10 до 150 мм при величине головки до 13 мм. Ими же прикрепляют к столярным изделиям ручки окон и дверей, замки и пр. Чтобы избежать нарушения целостности древесины, шурупы нельзя забивать молотком – их вкручивают отверткой или шуруповертом. Если используют шуруп большого размера, то предварительно под него просверливают отверстие диаметром 0,7–0,8 мм и глубиной, составляющей треть длины шурупа. Чтобы головка шурупа не выступала над поверхностью детали, отверстие под нее зенкуют, то есть выполняют коническое расширение. В предметах встроенной мебели после такой фиксации крепежа головку шурупа шпатлюют.
Гвозди – еще один вид металлического крепежа. Они бывают квадратного и круглого сечения. При этом первые проявляют себя как более надежные (обеспечивают прочное соединение и для выдергивания требуют приложения больших усилий), зато от вторых меньше страдают древесные волокна. Диаметр гвоздей составляет одну двадцатую часть их длины.
Для соединения бревен, брусьев и толстых досок в стыках несущих конструкций плотники используют болты, на изготовление которых идет стальной прут диаметром 10–28 мм. Во избежание разрушения соединяемых деталей болты размещают на расстоянии, как минимум, 15 см от их концов и забивают молотком в отверстия, диаметр которых меньше диаметра этого вида металлического крепежа. Кроме того, с обеих сторон под болты подкладывают шайбы толщиной 4–6 мм и диаметром, превышающим диаметр болта в 3–3,5 раза, благодаря чему головка болта и гайка не вдавливаются в древесину при затягивании.
Из полосовой стали толщиной 10–15 мм и шириной 30–100 мм производят хомуты, которыми дополнительно усиливают соединения в строительных конструкциях. Необходимое место обтягивают хомутом, после чего забивают гвоздь или болт. Хомуты могут иметь круглую или прямоугольную форму.
В качестве дополнительного крепежа угловых соединений (например, углов створок ворот, оконных рам и др.) применяют уголки, закрепляя их шурупами или болтами как с одной стороны, так и с обеих сторон того или иного соединения. Их производят из полосовой стали толщиной 2–10 мм и шириной 20–80 мм.
Для бокового крепления двух-трех деталей применяют стальные шпонки, которые по форме бывают кольцевидными (диаметром 5–20 мм и высотой 3–5 мм) и квадратными. Под них выбирают пазы такой глубины, чтобы половина высоты шпонки утапливалась в деталь. Дополнительно соединение усиливают болтами.
