Способы соединения пиломатериалов по длине

Наиболее часто пиломатериалы соединяют на клей. Классификация таких соединений приведена на рис. 37. Соединения впритык. У пиломатериалов выравнивают торцы, смазывают их клеем и впритык соединяют, выдерживая под давлением до отверждения клея. При простоте конструкции такое соединение не обеспечивает требуемой прочности. Это объясняется повышенной впитываемостью торцами досок жидкого клея и трудностью получения требуемой шероховатости поверхности торцов для склеивания. Кроме того, при таком соединении повышаются требования к точности сопряжения деталей. Соединения впритык не передают растягивающих и сжимающих усилий, создают концентрацию скалывающих и нормальных напряжений и поэтому не рекомендуются для многослойных клееных конструкций с горизонтальным расположением слоев. Прочность соединения впритык не превышает 25% прочности древесины при растяжении вдоль волокон.

Соединения на ус. Соединения, наиболее распространенные на практике, показаны на рис. 38.

 

 

Рис. 37. Типы клеевых соединений

 

 

Рис. 38. Соединения на ус: а – плоский ус; б – ступенчатый ус; в – ступенчатый ус с затуплением; г – ступенчато-прямой ус

Соединения обладают большой прочностью, однако нарезание усов – процесс трудоемкий, связанный с большим расходом древесины.

Скос элементов усов рекомендуется следующий: 2:5 для изделий, работающих на сжатие, 1:10 для изделий, работающих на растяжение, и 1: 8 для изделий, работающих в тяжелых условиях.

Зубчатые клеевые соединения. Соединение деталей по длине на зубчатые шипы считается наиболее рациональным, так как все технологические операции этого процесса выполняются на станках, соединение получается прочным за счет большой поверхности склеивания, а также плотным из-за клиновой формы шипов.

Размеры зубчатых шипов регламентированы ГОСТ 19414-79 “Древесина клееная. Зубчатые клеевые соединения. Размеры и технические требования”. Основные параметры зубчатых соединений и рекомендации по их применению приведены в табл. 9, рис. 39.

В технической документации зубчатые соединения обозначаются условно с указанием группы соединения и длины шипа, например, I- 32 ГОСТ19414-79.

Увеличение длины шипов облегчает сборку соединения, позволяет снизить усилие прессования, однако приводит к увеличению потерь древесины.

Таблица 9

Параметры зубчатых соединений по ГОСТ 19414-79

 

Группа соединения	Длина шипа L, мм	Шаг соединения t, мм	Затупление шипа b, мм	Уклон шипа i	Рекомендуемая область применения
I			1,5 1,0	1:11 1:10,5	Для склеивания по всему сечению напряженных элементов несущих конструкций
II		3,5 1,75	1,0 0,5 0,2	1:10 1:8 1:7,5	Для склеивания отдельных слоев многослойных элементов, а также элементов несущих конструкций по всему сечению

 

Ослабление прочности зубчатых соединений по сравнению с прочностью цельной древесины в зависимости от величины затупления составляет:

ширина затупления шипов, мм	0,3 - 0,5	1,2	2,5 - 3,5
снижение прочности сечения, %	8 - 10	25 - 20

 

Такие ослабления соединений можно приравнять к ослаблению пиломатериалов сучками. Приближенно можно считать эквивалентными по прочности: клеевые соединения с затуплением зубьев в 0,3-0,5 мм и пиломатериалы отборного сорта ГОСТ 8486, соединения с затуплением 1-2 мм и пиломатериалы 2-го сорта, соединения с затупленном в 2,5-3,5 мм и пиломатериалы 3-го сорта.

Формирование зубчатых шипов может выполняться фрезерованием, пропиливанием и штампованием холодным или горячим штампом.

По ГОСТ 19414-79 рекомендуемое давление прессования выбирают в зависимости от вида соединения следующим образом:

Соединение	I-50	I-32	II-20	II-10	II-5
Давление, МПа	1…1,5	2…2,5	3…3,5	5…6	8…10

Усилие, прилагаемое по оси сращиваемых отрезков F, Н:

, (32)

где р – рекомендуемое давление прессования, МПа;

B, h – ширина и толщина брусков, мм;

t – шаг зубчатых шипов, мм;

k – величина затупления шипа, мм.

Разрушающее напряжение клеевого соединения I группы достигает 80% и более от прочности цельной древесины, а II группы не менее 65% при испытаниях на изгиб и не менее 55% при испытаниях на растяжение.

Основные виды зубчатых клеевых соединений деталей по длине приведены на рис. 40.

Рис. 40. Виды клеевых соединений по длине на зубчатых шипах:

а – вертикальных; б – горизонтальных; в – горизонтально-угловых;

г – вертикально-угловых; д – диагональных; е – вертикально-дуговых; ж – вертикально-горизонтальных; з – смещенных; и – минишипах

 

Шипы получают методом фрезерования. Шероховатость поверхности шипов должна соответствовать R_z 60…200 мкм, точность по 12…14 квалитету, посадка при сопряжении соединения h или k.

Любая линия соединения пиломатериалов по длине на зубчатые шипы включает следующий перечень оборудования: установку для нарезания шипов, клеенаносящее устройство, торцовый пресс, станок для раскроя непрерывной склеенной ленты по длине на заготовки и пакетоформирующую машину.

Для соединения пиломатериалов по длине используют отходы производства или сухие пиломатериалы длиною более 1 м без недопустимых пороков древесины и других дефектов. Как правило, это отрезки немерной длины.