Способы сопряжения деревянных элементов

Деревянные конструкции и столярные изделия обычно состоят из различных отдельных деталей, соединенных между собой и, как правило, неподвижно закрепленных в соединениях тем или иным способом.

Выполнять плотничные и столярные соединения вручную на месте установки конструкций весьма сложно, поэтому заготовку деталей следует производить заранее, в деревообрабатывающих мастерских.

Врубки должны быть просты в изготовлении и сборке, а также обеспечивать плотное прилегание соединяемых частей.

Взаимное расположение элементов, обусловленное в большинстве, случаев характером действия механических сил (сжатие, растяжение, изгиб), бывает нескольких видов.

Сращивание применяют при продольном соединении бревен, брусьев и досок с целью увеличения их длины. Для большей надежности в работе соединения скрепляют стяжными болтами.

Наращивание выполняют при продольном соединении бревен, брусьев и досок для увеличения их высоты. Бревна или брусья чаще всего наращивают вполдерева или косым прирубом. Соединение при этом укрепляют болтами, хомутами или полосовым железом, прибиваемым гвоздями.

Основные виды этих операций показаны на рисунке 145.

Рис. 145 Сращивание и наращивание бревен и брусьев:
а — сращивание накладкой в полдерева; в — косой накладкой; в — прямым накладным замком; г — косым накладным замком; д — наращивание впритык с потайным шипом; е — накладкой в полдерева; ж — накладкой в полдерева с косой подрезкой; з — косой накладкой

Сплачивание применяют при соединении деревянных элементов по длине для увеличения их поперечных размеров (по ширине и толщине).

Во избежание коробления нужно так располагать сплачиваемые доски, чтобы годичные слои были направлены в разные стороны. Способы сплачивания показаны на рисунках 146 и 147.

Рис. 146 Сплачивание:
а -бревен круговым пазом; б — брусьев прямоугольным шпунтом; в — брусьев треугольным шпунтом

Рис. 147 Сплачивание досок:
а — в ножовку; б — вразбежку; в — внахлестку; г — на шипах и шкантах; д — на шпонках; е — в четверть; ж — в шпунт; и — в наконечник; к — во фриз; 1 — шип; , 2 — гнездо; 3 — паз; 4 — шпонка; 5 -гребень; 6 -фризовые доски; 7 — четверть; 8 — шпунт

Соединения под углом. Угловые сопряжения бревен, брусьев и досок широко распространены в строительстве, а способы их выполнения крайне разнообразны. Угловые соединения в деревянных конструкциях являются их наиболее ответственными частями, поэтому выполнение этих элементов должно быть особенно тщательным и точным. Наиболее распространенные угловые соединения: угловые накладки, полулапа, одиночный сквозной шип, потайной шип, потайной гребень, пересечение вполдерева, сковородни и т. д. Эти врубки просты в исполнении и рекомендуются для всех соединений (рис. 148).

Рис. 148 Примыкания под углом:
а — в полдерева; б — в полулапу; в -угловым сковороднем; г — одиночным сквозным шипом; д — потайным шипом; е -сквозным шипом; ж — накладкой вполдерева; з — прорезным сковороднем

Безврубовые соединения применяют при больших пролетах деревянных конструкций (ферм, арок, мостов и т. д.). В этих случаях отдельные деревянные детали соединяют при помощи деревянных и металлических скреплений: ‘нагелей, гвоздей и шпонок (рис, 149).

Рис. 149 Нагельные и шпоночные сопряжения:
а — на деревянных цилиндрических нагелях; б — на деревянных пластинчатых нагелях; в — на болтовых нагелях; г — на стальных цилиндрических нагелях; д — на трубчатых нагелях; е — на деревянных поперечных шпонках; ж -на продольных косых шпонках; з — на круглых шпонках

Источник

Соединение деревянных деталей: виды соединения, назначение, техника выполнения, необходимые материалы и инструменты, пошаговая инструкция работы и советы специалистов

Деревянные детали используют во многих изделиях. И их соединение — важный процесс, от которого зависит прочность всей конструкции.

Для изготовления мебели и других изделий из дерева используют десятки различных соединений. Выбор способа соединения деталей из дерева зависит от того, каким изделие должно быть в итоге и какую нагрузку должно переносить.

Виды соединения

При соединении деревянных деталей нужно помнить важный момент — всегда тонкая деталь крепится к толстой, но не наоборот.

Согласно взаимному расположению элементов различают такие способы соединения деталей из дерева:

наращивание — увеличение детали по высоте;
сращивание — удлинение заготовки;
сплачивание — увеличение элемента по ширине;
вязка — соединение под углом.

Способы соединения деревянных деталей при изготовлении мебели чаще всего используют следующие:

склеивание;
«ласточкин хвост»;
встык;
пазовое;
внахлест;
глухое на шипах;
сквозное шиповое.

Рассмотрим технологии некоторых соединений более детально.

Сращивание по длине

Такой вид соединения деревянных деталей имеет некоторые нюансы. По своей сути это удлинение элементов в горизонтальном направлении. Сращивание может быть:

Впритык — срезы концов выполняются под прямым углом и совмещаются друг с другом. В оба бруса (бревна) забивают скобу.
Косой притык — срезы выполнены под углом, а концы скрепляют штырем или гвоздем.
Торцевой притык с гребнем.
Прямая накладка — длина вырубки в 1,5-2 раза больше, чем толщина бруса (бревна).
Косая накладка — концы срезают под углом и фиксируют болтами.
Накладка с косым прирубом — на концах деталей выполняют торцевые гребни, имеющие ширину и длину в одну треть толщины бруса.

Наращивание по высоте

Из названия понятно, что суть заключается в удлинении брусьев или бревен в вертикальном направлении. Оси элементов находятся на одной вертикальной прямой. Виды наращивания такие:

Наращивание впритык. Для восприятия случайных нагрузок по бокам вставляется заершенный штырь.
Наращивание с одним или двумя шипами. Ширина и высота одного шипа должны быть не меньше одной трети толщины бруса. Глубина гнезда — чуть больше высоты шипа.
Наращивание в полдерева. Концы обоих бревен нужно срезать на половину их толщины на 3-3,5 диаметра в длину.
Наращивание языком. В одном брусе нужно выпилить развилку, в которую нужно вставить соответственно срезанный конец другой заготовки. Само соединение необходимо обернуть жестью.

Сплачивание по ширине

Применяют для увеличения изделия по ширине. Используя способы сплачивания, важно обращать внимание на расположение годовых колец дерева. Важно чередовать доски в зависимости от их направления. Варианты сплачивания такие:

Впритык — детали нужно обтесать и прифуговать по угольнику.
В шпунт — высота и ширина гребня равняется 1/3 толщины доски.
В ножовку — кромки нужно обтесать под острым углом к широкой плоскости доски.
Гребнем с высотой от 1/3 до половины доски.
Четверть с уступом, равным половине толщины доски.
В шпунт с рейками — в каждой доске выбрать пазы, в которые нужно вставить рейку, имеющую ширину вдвое больше глубины паза.

Вязка

Вязку используют, когда возникает необходимость в соединении деталей под углом. Виды вязки такие:

вязка в полдерева с использованием потайного шипа;
вязка в полулапу;
одиночный и двойной прорезные шипы;
прорезная лапа.

Соединение угловое в торец

Самый простой способ сплачивания двух деталей. Соединение деревянных деталей под прямым углом выполняется с использованием этого метода. Поверхности двух деталей тщательно подгоняют друг к другу и плотно прижимают. Происходит соединение деревянных деталей гвоздями или шурупами. Длина их должна быть такой, чтобы пройти через первую деталь и углубиться во вторую где-то на 1/3 длины.

Чтобы крепление было надежным, необходимо вбить не меньше двух гвоздей. Расположить их нужно по сторонам от осевой линии. Толщина гвоздя не должна вызвать растрескивание древесины. Поэтому рекомендуется заранее сделать отверстия в диаметре 0,7 от толщины используемого гвоздя.

Для усиления фиксации следует смазать поверхности, которые соединяются, клеем. Для помещений, которые не будут находиться под влиянием влаги, можно использовать столярный, казеиновый или мездровый клей. В случае использования изделия в условиях повышенной влажности лучше использовать влагостойкий клей, к примеру, эпоксидный.

Соединение Т-образное внакладку

Чтобы выполнить такое соединение деревянных деталей, нужно наложить одну заготовку на другую и скрепить их друг с другом, используя болты, шурупы или гвозди. Располагать деревянные заготовки можно как под определенным углом друг к другу, так и по одной линии.

Чтобы угол соединения деталей не менялся, применяют не менее 4 гвоздей. В случае если есть всего два гвоздя, то их вбивают по диагонали. Чтобы фиксация была более прочной, гвозди должны пройти сквозь обе детали, а выступающие концы необходимо загнуть и углубить в дерево.

Соединение вполдерева

Чтобы выполнить такое соединение двух деревянных деталей, требуются определенные навыки и наличие опыта. Выполняется оно следующим образом. В обеих заготовках выполняются выборки глубиной, которая соответствует половине их толщины. Ширина выборки должна быть равна ширине детали.

Способ соединения деревянных деталей вполдерева можно выполнить под разными углами. В таком случае важно следить, чтобы угол был одинаковый на обеих деревянных заготовках, а ширина соответствовала ширине детали. Благодаря этому детали плотно прижимаются одна к другой, а их кромки расположены в одной плоскости.

Кроме того, такое соединение может быть полным или частичным. В случае частичного соединения конец одной заготовки срезают под определенным углом, а на конце другой делают соответствующую выборку. К таким соединениям относят угловое в ус вполдерева. Суть заключается в подрезке обоих шипов под углом в 45 о , вследствие чего шов между ними располагается по диагонали. При использовании этого способа нужно быть особо аккуратным, а угловые надрезы выполнять специальным инструментом — стуслом.

Соединение в шпунт

Такой вид соединения деревянных деталей применяют для крепления досок обшивки или при настилке пола. Грань одной доски имеет шип, а грань другой — паз. Соответственно, крепление происходит, когда шип входит в паз. Такое соединение смотрится очень аккуратно, так как между досками нет щелей.

Выполнение шипов и пазов требует некоторого опыта. И кроме того, для изготовления потребуется специальный станок. Поэтому проще приобрести уже готовые детали.

Соединение «гнездо-шип»

Наиболее часто используемый способ соединения деревянных деталей. Такое сочленение прочное, жесткое и выглядит максимально аккуратно. Чтобы выполнить такое соединение, нужно иметь некие навыки и опыт, а также быть внимательным. Неправильно выполненное соединение «гнездо-шип» непрочное и выглядит некрасиво.

Суть его следующая. В конце одной заготовки высверливается или выдалбливается паз, а в конце другой — шип. Лучше, когда элементы имеют одинаковую ширину. Если толщина разная, то шип проделывают в тонкой детали, а паз, соответственно, в толстой.

Последовательность шипового соединения:

Используя рейсмус, прочертить две параллельные друг другу риски сбоку одной заготовки. Расстояние должно быть по ширине будущего шипа. Для его ровности следует сделать разметку с двух сторон.
Наиболее оптимальный инструмент для выполнения шипов — ножовка, имеющая узкое полотно и мелкие зубья, или лучковая пила. В процессе работы зубья инструмента должны проходить по внутренней кромке разметочной линии. Для удобства деталь лучше зажать в тисках. Лучше всего шип изготовить чуть больше требуемого размера. Тогда в случае необходимости можно убрать лишнее. А вот если шип окажется короче, то весь процесс потребуется повторить заново.
Используя долото или стамеску, во второй детали делают гнездо (паз). Естественно, размеры паза должны соответствовать размерам шипа. Лучше всего перед тем, как приступить к долблению, по всему периметру паза просверлить отверстия. Края аккуратно обрабатываются стамеской.

Если соединение деревянных деталей выполнено правильно, то поверхности кромок шипов прилегают плотно к стенкам гнезда. Это дает хорошее сцепление при склеивании. Чтобы посадка шипов была более тугой, их размеры должны быть на 0,2-0,3 мм больше размеров гнезда. При превышении этой величины может произойти раскол тетивы, при допуске меньше крепление потеряет свою прочность в процессе эксплуатации.

Кроме того, такое соединение предполагает еще склеивание и крепление шурупами, гвоздями или деревянными нагелями. Для упрощения работы перед ввинчиванием шурупов следует просверлить отверстия. Головки шурупов скрывают в потай (выполненный с помощью зенковки). Направляющее отверстие должно быть равно 2/3 диаметра винта и быть меньше на 6 мм (приблизительно) его длины.

Склеивание

Склеивание деревянных деталей проводят следующим образом:

Склеиваемые поверхности очищают тряпкой без ворса, а шероховатости зачищают мелким наждаком.
Используя картонную палочку, наносят столярный клей ровным тонким слоем по всем необходимым поверхностям.
Смазанные клеем поверхности нужно потереть друг о друга. Это обеспечит ровное соприкосновение и прочное склеивание.
Детали нужно стянуть друг с другом, чтобы на стыках удержание было надежным. Убедиться в прямоте углов позволит измерение диагоналей. Они должны быть равны. Если это не так, положение элементов нужно подправить.
Соединение укрепляется путем высверливания направляющих отверстий, в которые вбиваются отделочные гвозди или вворачиваются шурупы. Головки шурупов должны быть утоплены, для этого отверстия нужно расточить. Гвозди углубляют, используя пробойник.
Отверстия с гвоздями замазываются шпаклевкой для дерева. Отверстия, расточенные под шурупы, закрывают деревянными заглушками из твердых пород, смазанных клеем. Когда клей или шпаклевка высохнут, поверхность зачищают наждаком так, чтобы она была гладкой, и затем покрывают лаком.

Необходимые инструменты и приспособления

Инструменты для выполнения отличаются большим разнообразием. Выбирают их в зависимости от типа выполнения работ. Так как в плотничном деле обрабатываемые элементы более крупные, чем в столярном, соответственно, и инструмент должен быть подходящий.

Для соединения деревянных деталей используют следующее:

топор;
рубанок, прямые и кривые струги, медведка, шерхебель — более тщательная обработка поверхностей;
долото — долбление отверстий и гнезд;
стамеска — для подчистки врубок;
буры с различными наконечниками — для сквозных отверстий;
различные пилы — для распиловки вдоль и поперек;
молоток, молот, кувалда, киянка;
угольник, циркуль, уровень и другие вспомогательные инструменты;
гвозди, металлические скобы, болты с гайками, шурупы и другие изделия для крепления.

Заключение

На самом деле способов соединения деревянных деталей мебели или других конструкций существует гораздо больше. В статье описаны наиболее популярные методы и технологии выполнения. Важно помнить, что соединение деревянных деталей под покраску или покрытие лаком должно быть тщательно подготовлено, а все крепления должны быть прочными и выполненными на совесть.

Источник