Конструктивые элементы и виды соединений столярно-строительных изделий

В конструкциях столярно-строительных изделий применяют неподвижные и подвижные, разъёмные и неразъемные соединения. В подвижных и разъёмных соединениях используют шурупы, болты, специальные металлические и пластмассовые крепления. Неподвижные и неразъёмные соединения выполняют при помощи клея, гвоздями, металлическими шпильками или скрепами и деревянными нагелями.

Соединяемые детали должны иметь правильную форму, быть чисто обра­ботаны, и иметь точные размеры в пределах допуска. Основные типы и размеры угловых концевых соединений (УК), угловых срединных соеди­нений (УС), угловых ящичных (УЯ), соединений по кромке (К) и по длине (Д у) стандартизованы ГОСТ 9330-76* и представлены на рис. 6.44...6.48.

Столярные изделия могут состоять из деталей, сборочных единиц, и групп, т.е. из брусков цельных (массивных) сечением до 50x100 мм и клееных: рамок из двух продольных и двух поперечных брусков, щитов из плитных материалов, либо из склеенных по кромке заготовок массивной древесины и коробок из двух продольных и двух поперечных дощечек, со­единённых под прямым углом. Детали различных соединений и форм по­казаны на рис. 6.48. Большинство столярно-строительных, как и мебель­ных, изделий имеют прямоугольную форму и собираются из деталей под прямым углом. Различают угловые концевые соединения брусков рис 6.45 (ГОСТ 6449-82), угловые серединные (тавровые) соединения брусков и щитов (рис. 6.45), гнёзда и отверстия, в которых выполняют на цеп­но-долбежных (ДЦА-2, -3) и сверлильно-пазовальных (СвПА-2, -3) стан­ках, и угловые соединения ящиков, коробок и щитов (рис. 6.46), которые могут быть сквозными, полупотайными и потайными. Для изготовления ящичных соединений применяют шипорезные станки (ШЛА 40, ШпХ-3 и др.), настраиваемые по эталонам, что не требует разметки деталей. Соеди­нение щитов на круглые вставные шипы наиболее производительный и экономичный способ при изготовлении современных столярных изделий. Круглые шипы (шканты) изготовляют на круглопалочных станках КПА 20, а отверстия под них – на сверлильных СГВП-1.

Склеивание столярно-строительных изделий

Клеи применяемые в производстве столярно-строительных изделий приготовляют на основе термореактивных и термо­пластичных синтетических смол: карбамидоформальдегидных, резорциновых, алкилрезорциновых, фенольнорезор­циновых, фенольноалкилрезорциновых, поливинилацетатных, каучуковых, эпоксидных и прочих. Клеи характеризуются вязкостью, жизнеспособно­стью и временем отвердения. Чем выше вязкость клея, тем хуже он смачи­вает поверхность материала. Рабочая и полная жизнеспособность клея ха­рактеризует время, с момента введения отвердителя до предела рабочей вязкости и перехода в твёрдое состояние. Время отверждения при нор­мальной температуре совпадает с полной жизнеспособностью клея (ГОСТ 20501-75) и составляет для разных марок от 1 ч (для ФР-100) до 10 ч (КФ- Ж). Срок хранения от 2 (КБ-3,СФЖ-3015) до 9 мес. (ФР-12). Содержание, свободного формальдегида до 1,5 % (СФЖ-3015), фенола до 5,5 % (ФРФ- 50); вязкость при 20 по ВЗ-1 от 8...30 (ФРФ-50) до 30...80 (КБФ-25-ВК). Сухой остаток от 50 (СФЖ3015) до 65..69(КФ-Ж).

Требования к склеиваемой древесине: по шероховатости (Rm_max) по­верхностей (ГОСТ 7016-82) для наружных (просматриваемых) швов до 50 мкм, для невидимых швов до 200 мкм. На склеиваемых поверхностях не должно быть масляных пятен, пыли и других загрязнений. Влажность за­готовок в мебельном производстве 8 ± 2 %, в столярно-строительных изде­лиях 10 ± 2%. Более низкая влажность усложняет процесс склеивания, требует большего количества клея. Повышенная влажность ухудшает сма­чивание и растекание клея на поверхности и тормозит процесс его отвер­дения; при повышенной влажности древесины применяют резорциновые клеи. Отрицательное влияние влажности усиливается при склеивании с высокочастотным нагревом, особенно на режиме работы генератора. От правильности выбора режима и его выполнения зависят качество склеива­ния и производительность.

Режимы склеивания регламентируют влажность и температуру воз­духа в помещении; количество наносимого на единицу площади склеивае­мой поверхности клея (0,15...0,5 кг/м³); температуру склеиваемой древеси­ны; время выдержки (пропитку клеем) древесины до запрессовки (при хо­лодном склеивании 0,8 ч, при горячем 2 ч); давление в процессе прессова­ния; температуру склеивания (карбомидными клеями 120.. 130 °С); время выдержки в прессе (при холодном прессовании 1,5...3ч, при горячем 30...40 с); время выдержки после склеивания (в холодном прессе 4, в горя­чем 2 ч). Для обеспечения режимов склеивания в рабочем помещении температура воздуха должна быть не менее 18 °С, а относительная влажность не выше 65 %. Состояние воздуха в цехах контролируется психрометрами, а регулируется системой отопления и вентиляции или специальными кондиционерами. Способы нанесения клея: на шипо­вые соединения – окунанием, кистями, вальцами; на брусковые, листовые детали и на щиты – кистями, вальцами. Количество наносимого клея зависит от группы сложности склеиваемых поверхностей: от наименьшего количества 0.135 кг/м² при склеивании пластей щитовых элементов до наибольшего 0,5 кг/м² при склеивании поверхности торцовых шиповых соединений. Наибольшая прочность склеивания получается при толщине клеевой прослойки 0,1...0,3 мм. Горячий способ склеивания по сравнению с холодным обеспечивает более высокую производительность на меньших производственных площадях. Наиболее перспективным является непосредственный нагрев клеевого шва в зажатом состоянии с использованием ТВЧ. Нагрев через древесину в процессе запрессовки широко применяют для приклеивания тонких листовых материалов. Время выдержки древесины до запрессовки от момента нанесения клея при холодном способе склеивания карбомидными клеями не превышает 20 мин, при горячем до 2 ч. Сжатие должно произойти до схватывания клея равномерно по всей склеиваемой поверхности. Температура склеивания карбомидными клеями должна быть не ниже 120...130 °С. Выдержка в прессе при холодном склеивании 1.5...3 ч, при горячем в поле ТВЧ-30...40 сек.

Технологическая выдержка в стопе при холодном способе составляет СВ. 4 ч, при горячем 2 ч.

Производственный контроль качества зубчатых клеевых соединений (рис. 6.42) заключается в ежедневном отборе образцов непосредственно на участке склеивания заготовок по длине и испытаний образцов натурных размеров на статический изгиб. Составной частью технологического процесса является входной контроль материалов, операционный контроль и контроль качества готовой продукций.

Облицовывание производят для улучшения их внешнего вида и повышения прочности путём склеивания декоративными материалами: шпоном, плён- ками, бумажно-слоистыми пластиками. В технологический процесс входят операции подготовки основы и облицовок и их приклеивание. Неровности и волнистость устраняют шпаклеванием и шлифованием. Влажность основы должна находиться в пределах 6...10 %. Для облицовок используют строганый (ГОСТ 2977-82*) и лущёный (ГОСТ 99-75*) шпон влажностью 8 ± 2 %. Облицовки подбирают до РМ-07-02 по назначению: для фасадных поверхностей, лицевых, нелицевых и невидимых. Строганый шпон сортируют по породам, назначению и ширине. Для раскроя шпона применяют бумагорезательную машину 2БР-136, гильотинные ножницы НГ-18 и НГ-30. Делянки шпона подбирают с учётом текстуры древесины в соответствии с проектом и соединяют кромками клеевой лентой (рис. 6.49), клеевой нитью или на клеевой шов (рис. 6.50). Пачки готовых облицовок хранят в сухом отапливаемом помещении с указанием на ярлыке породы, размера, даты укладки, влажности и даты её определения. Пласти дверных полотен облицовывают в одно- и многоэтапных гидравлических прессах на специализированных участках типа ДВ216 (рис. 6.51). Для приклеивания шпона и пластика применяют клеи на основе карбамидных смол со временем выдержки под давлением 6...8 ч при тем­пературе 15...20 °С. Давление в прессе на дверное полотно 0,4..0,6 МПа, в стяжках 0,2 МПа. Производительность участка 20 полотен в час при об­служивании 5 рабочими. На специализированном участке ДВ218 облицо­вывают кромки дверных полотен шпоном или пластиком на клее-расплаве ТКР-4 на основе термопластических полимеров. Производительность уча­стка 160 продольных кромок в час.

Дефекты склеивания и облицовывания: 1) недостаточная прочность склеивания (зависящая от качества клея, подготовки поверхностей и при­меняемых режимов); 2) пробитие клея на лицевую поверхность шпона (особенно при применении тонкого пористого шпона, жидких клеёв, их избытка на облицуемой поверхности, высоких давлений и низких темпера­тур при прессовании); 3) неровности на облицованной поверхности; 4) трещины в шпоне после высыхания облицованной поверхности (от не­достаточно высушенного шпона до 6 ± 2 %); 5) местное или полное отста­вание шпона (от загрязнения основы жиром, недостаточной промазки её клеем, неправильной укладки пакета под прессом и неточной обработки основы по толщине, а также от набора пакета в горячих прокладках с преждевременной полимеризацией мочевиноформальдегидного клея и применения низковязкого клея с впитыванием его в древесину); 6) покоробленность облицованных щитов и деталей (от несимметричной калиб­ровки основы из ДСтП, неодинакового нанесения клея на обе стороны, не­соблюдения выдержек после прессования. Коробление проявляется чаще при применении карбамидных клеёв, образующих жёсткие клеевые соеди­нения и менее заметно при применении поливинилацетатных клеёв).

Техника безопасности при склеивании и облицовывании. Токсич­ность синтетических смол определяется наличием в них в свободном со­стоянии вредных для здоровья человека веществ - фенола и формальдеги­да. Вдыхание воздуха с парами фенола вызывает раздражение дыхатель­ных путей, расстройство пищеварения, заболевания кожи, головные боли и общую слабость. Цеха должны быть оборудованы обще-обменной приточ­ной и вытяжной вентиляцией, а рабочие места - местной вытяжной венти­ляцией, обеспечивающей допустимые нормы концентрации вредных ве­ществ. К работе допускаются лица, прошедшие медицинский осмотр (не реже 1 раза в месяц) и инструктаж по технике безопасности, производст­венной санитарии и противопожарной технике.