Материал: 4842
6
Рис. 1.1. Коробление клеевых конструкций из массива древесины, набранных из делянок с различным расположением волокон и направлением годовых слоев древесины: а-г – из широких делянок; д – из узких делянок
На рис. 1.2 показано размещение участков при склеивании одновременно по толщине и ширине, а также при склеивании нескольких участков по толщине. Пунктирными линиями показано свободное коробление отдельных участков (при отсутствии надежного склеивания). Усилия коробления будут уравновешены прочностью клеевого шва.
Таким образом, предложенные схемы размещения составляющих элементов при склеивании дают возможность достичь взаимного уравновешивания силы коробления, что обеспечивает стабилизацию формы переклеенной конструкции.
7
Рис. 1.2. Размещение массивных брусков при склеивании одновременно по толщине и ширине
Соединения по длине могут осуществляться впритык, на «ус» и на зубчатые шипы. Соединения впритык торцами конструктивно просты, но недостаточно прочны. Это объясняется небольшой площадью контакта, повышенной впитываемостью клея торцевой поверхностью древесины, а также шероховатостью поверхности. Соединения на «ус» обладают более высокой прочностью за счет увеличения площади склеивания, но более трудоемки и связаны с повышенным расходом древесины и клея. Соединение на зубчатый шип считается наиболее рациональным. Соединение получается прочным за счет увеличения площади склеивания. Размеры зубчатых шипов регламентированы ГОСТ 19414 – 79 «Древесина клееная массивная. Общие требования к зубчатым клеевым соединениям».
Для склеивания по длине используют резорциновые, карбамидоформальдегидные, фенолоформальдегидные, поливинилацетатные и другие клеи горячего и холодного отверждения.
Испытания на прочность клеевых соединений по длине производят при растяжении по ГОСТ 15613.3 – 79 и ГОСТ 15613.5 – 79, а также при статистическом изгибе по ГОСТ 15613.4 – 78.
8
Материалы, оборудование, приборы
1.Образцы из сосновой древесины и древесностружечных плит, выполненные из готовой продукции или специально склеенные, размерами 300х50х16 мм с клеевым соединением посередине длины.
2.Клеи холодного отверждения: карбамидоформальдегидные; поливинилацетатная дисперсия.
3.Круглопильный станок для раскроя образцов; винтовой пресс для склеивания; машина испытательная по ГОСТ 7855 – 74 с погрешностью измерения нагрузки не более 1 %; приспособление для испытания на статистический изгиб по ГОСТ 15613.4 – 78; штангенциркуль по ГОСТ 166 – 73 с погрешностью измерения не более 0,1 мм; стеклянная посуда; кисти; весы с точностью измерения до 0,1 г.
Порядок выполнения работы
1.Ознакомиться с методическими указаниями к работе.
2.Отобрать образцы из натуральной древесины и ДСтП.
3.Приготовить рабочие растворы клеев.
4.Ознакомиться с режимами склеивания (табл. 1.1).
5.Нанести клей на склеиваемые поверхности.
6.Произвести запрессовку в соответствии с выбранными режимами и схемами (рис. 1.3).
7.После выдержки, предусмотренной режимом, произвести испытание образцов на статистический изгиб.
8.Построить график зависимости прочности на изгиб от соотношения размеров при соединении на «ус».
9.Провести анализ полученных результатов и сделать выводы.
10.Написать отчет.
Приготовление рабочих растворов клеев Карбамидоформальдегидный клей приготавливается по следующему
рецепту: смола КФЖ – 90 м.ч.; 10 %-й водный раствор щавелевой кислоты – 10 м.ч. Поливинилацетатная дисперсия должна быть пластифицированной с содержанием пластификатора 6-8 % от массы сухого остатка. Приготовленные растворы клеев нанести на обе склеиваемые поверхности кистью из расчета
9
расхода клея 180…250 г/м2. Расход клея проконтролировать взвешиванием образцов до и после нанесения.
а)
б)
в)
Рис. 1.3. Форма и размеры образцов: а – образцы для соединения впритык; б – на «ус»; в – на зубчатый шип. Размеры ℓ и t варьируются.
а)
б)
Рис. 1.4. Направления действия усилий при склеивании образцов: а – при склеивании впритык и на зубчатый шип; б – на «ус»
10
|
|
|
|
|
Таблица 1.1 |
|
|
Режимы склеивания |
|
||
|
|
|
|
|
|
№ |
Параметр режима |
|
Вид клея |
||
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
Карбамидофор- |
ПВАД |
|
|
|
|
|
мальдегидный |
|
|
|
|
|
||
1 |
Температура воздуха в помещении, о С |
Не ниже 16 оС |
Не ниже 16 оС |
||
|
|
|
|
|
|
2 |
Давление при склеивании, МПа |
|
0,5 |
0,2…0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Продолжительность открытой |
|
10 |
2 |
|
|
выдержки не более, мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Продолжительность |
выдержки |
под |
2…4 |
0,5…2 |
|
давлением, ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
Продолжительность |
выдержки |
до |
Не менее 24 |
Не менее 24 |
|
начала испытаний, ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.5. Схема нагружения при испытании
Предел прочности клеевого соединения при статистическом изгибе измеряется в МПа ( кГс/см2) и вычисляется с округлением до 0,1 МПа по формуле
Pmax L
b h2 ,
где Pmax – максимальная разрушающая нагрузка, Н (КгС); L – расстояние между центрами опор, мм;
b, h – ширина и толщина образца, мм. Результаты испытаний заносятся в табл. 1.2.