Шарфовое соединение

Шарф с шипами и шпонками, усиленный рыбьими пластинами и сквозными болтами.

Косое соединение , или косыночное соединение , представляет собой метод соединения двух элементов встык при деревообработке или металлообработке . ^[1] Косое соединение используется, когда соединяемый материал не имеет необходимой длины. Это альтернатива другим соединениям, таким как стыковое соединение и сращивание, и его часто предпочитают в столярных изделиях, поскольку он дает едва заметную линию клея.

Методы

Соединение образуется путем разрезания противоположных конических концов на каждом элементе, которые затем соединяются вместе. При работе с древесиной это обеспечивает лучшее склеивание длинноволокнистых поверхностей с длинноволокнистыми, что обеспечивает более прочное соединение, чем можно было бы достичь с помощью простого стыкового соединения. Конусы обычно обрезаются под углом от 1:8 до 1:10. Концы простого шарфа заострены до тонкой точки, что помогает скрыть стык в готовой работе, в то время как в других формах шарфа концы часто обрезаются до тупого «конца», который входит в зацепление с соответствующим плечом при спаривании. кусок.

Если при восстановлении старинных самолетов используются косые соединения, большинство развитых стран выдают сертификат летной годности только в том случае, если все такие соединения имеют угол не менее 1:8.

Сила

Определение максимальной осевой силы для двух деталей, соединенных клеем, можно легко определить с помощью двух уравнений, которые можно вывести из геометрии задачи, разбив компонент осевой силы на растягивающую силу и сдвиговую силу, нормальную и параллельную косынному соединению. Прочность на сдвиг принимается равной σ/2. Следующие уравнения необходимо скорректировать, если прочность на сдвиг превышает σ/2. Два уравнения, которые дают максимальную осевую силу: F=σ/sin(α)^2 и F=σ/sin(2α), где α — угол от горизонтали к суставу. Оба должны быть оценены для конкретной проблемы, и меньший F из двух представляет собой величину максимально допустимой осевой силы. Первое уравнение учитывает разрушение при растяжении. Второе уравнение учитывает разрушение при сдвиге. Следует отметить некоторые особые углы или сравнить графики двух уравнений на одном графике. Соединение является самым слабым при α = 90° из-за пределов растяжения и при 45° из-за пределов сдвига. Однако α=45° будет прочнее, чем α=90°, если прочность на сдвиг превышает σ/2. Наиболее прочное соединение между этими двумя углами составляет 63,4 °. Сустав становится прочнее 63,4° при 25,4°. При достаточно малом угле прочность соединения продолжает увеличиваться, и разрушение произойдет в любом месте двух частей, скорее всего, за пределами соединения.

Вариации

В деревообработке существуют две совершенно разные категории косынок, в зависимости от того, есть ли у соединения сцепляющиеся поверхности или нет. Простой . шарф представляет собой просто две плоские плоскости, встречающиеся под углом относительно оси соединяемой заготовки, и вся его прочность полностью зависит от клея и / или механических креплений (таких как шурупы, гвозди или болты) Переплетенные шарфы, такие как шарфы с крючками, шпонками и зазубринами, обладают различной степенью прочности на растяжение и сжатие, хотя большинство из них по-прежнему зависят от механического крепления, чтобы держать соединение закрытым.

Простой шарф не предпочтителен, когда требуется прочность, поэтому его часто используют в декоративных целях, например, для отделки или лепки. Использование современных высокопрочных клеев позволяет значительно повысить конструктивные характеристики простого шарфа.

Шарф с крючком широко распространен в кораблестроении и лодокостроении . ^[2] а также строительство деревянных каркасов и деревянных мостов. В таких больших лесоматериалах шарф практически всегда крепится сквозными болтами и часто усиливается снаружи железными или стальными накладками и/или ремнями.

Косое соединение также можно использовать для устранения проблем, возникающих в случае, если доска обрезана слишком коротко для данного применения. Доску можно разрезать пополам с помощью конического среза, чтобы получить косой шов. Когда соединение склеено, конусы скользят друг относительно друга, так что две секции больше не совпадают друг с другом. Это приводит к увеличению длины доски. После того, как клей застынет, доску можно строгать до одинаковой толщины, в результате чего доска становится длиннее, но тоньше.

В традиционном деревянном каркасе для соединения древесины используется множество типов косых соединений.

Ссылки

^ Шварц 1995 , с. 269.
^ Киган, Джон (1989). Цена Адмиралтейства . Нью-Йорк: Викинг. п. 280 . ISBN 0-670-81416-4 .

Библиография

Шварц, Мел М. (1995). Пайка: для инженера-технолога . Спрингер. ISBN 978-0-412-60480-5 . .

Внешние ссылки

[1] Шварц 1995 , с. 269.

[2] Киган, Джон (1989). Цена Адмиралтейства . Нью-Йорк: Викинг. п. 280 . ISBN 0-670-81416-4 .

[1]

[2]