Кудринские резные рельефы. Оригинальный пол своими руками...("Сделай сам" №1∙2016)

Нагрузки без последствий

Наиболее подвержены изгибающим нагрузкам горизонтальные конструктивные элементы корпусной мебели. Величина прогиба зависит от вида, массы и расположения предметов при использовании мебели, т. е. от нагрузки, и от свойств конструктивных элементов, таких как структура материала, удельные показатели прочности, размеры элементов.

Следует различать равномерно распределенную нагрузку и сконцентрированную. Первая нагрузка распределяется равномерно по всей поверхности конструктивного элемента. Сконцентрированная нагрузка, как правило, действует на какую-нибудь точку конструктивного элемента.

При приложении нагрузки неизбежно возникающий прогиб конструктивных элементов постепенно увеличивается по сравнению с начальным и при снятии нагрузки не исчезает полностью, т. е. имеет место остаточная деформация. Значение величины максимальной остаточной деформации зависит в первую очередь от используемого материала.

Максимальный прогиб при нагрузке оказывается в том месте, которое более всего удалено от опор.

Прочность конструктивных элементов изделия на изгиб зависит от сопротивления наружного слоя поверхности детали. Характеристикой прочности на изгиб изделия является его модуль упругости, т. е. способность после снятия нагрузки снова принимать первоначальную форму.

В изделиях мебели прогибу наиболее подвержены полки. Следует руководствоваться следующими величинами допустимых прогибов горизонтальных щитовых элементов при нагрузке:

• прогиб вставных полок за сплошной дверкой — 5 мм/м;

• прогиб открытых вставных полок или вставных полок за стеклом — 3 мм/м;

• прогиб верхних или промежуточных полок открытых или полностью закрытых — 3 мм/м.

При переходе к применению других материалов или при изменении размеров изделий следует иметь в виду, что для снижения прогиба конструктивных элементов необходимо:

• выбирать материалы с высоким модулем упругости;

• применять щитовые элементы большей толщины или подклеивать снизу дополнительные конструктивные элементы (рейки или бруски), несколько сдвинутые назад по ширине полки, чтобы зрительно создать впечатление более тонкой полки;

• уменьшать расстояния между опорами за счет применения промежуточных стенок.

Снижение прогиба может быть также достигнуто:

При наличии вставных полок — креплением опорных планок к задней стенке, на которые будут дополнительно опираться вставные полки;

При использовании стационарных полок — креплением стационарных полок к задней стенке, что будет способствовать значительному снижению их прогиба.

Прогиб вставных полок, как правило, не влияет на функцию подвижных деталей, однако выглядит недостатком, бросающимся в глаза, особенно при открытых фронтальных поверхностях шкафа.

Нарушение функции изделия может происходить при деформировании верхнего или нижнего щита. Это возможно только при достаточно большой сконцентрированной нагрузке или если угловые соединения выполнены недостаточно прочно, например, в разборной мебели.

Этого можно избежать, если:

1. Уменьшить расстояния между опорами или увеличить эффективное сечение щита.

2. Осуществлять вставку задних стенок в фальц и крепление их шурупами

3. Предусматривать установку задних стенок в пазы, выбранные во всех щитовых элементах, формирующих корпус изделия, при конструировании малогабаритной корпусной мебели.

Повысить прочность угловых соединений, имея в виду; что благо даря угловым соединениям в неразборной мебели прогиб горизонтальных конструктивных элементов снижается приблизительно на 30–40 %. В разборной мебели задние стенки должны быть тщательно пригнаны и прочно закреплены, так как при применении монтажной фурнитуры прогиб конструктивных элементов уменьшается только приблизительно на 10–20 %.

Угловые неразборные соединения большей частью собираются на шкантах, чтобы точно зафиксировать положение конструктивных элементов по отношению друг к другу.

Самые большие усилия приходятся на опоры и нижний щит, так как нагрузки на различные поверхности конструктивных элементов в конечном счете воспринимаются нижним щитом или его опорами (рис. 1). Если опоры установлены на достаточном расстоянии друг от друга, то, несмотря на большую нагрузку на нижний щит от боковых стенок, прогиб незначителен. Наблюдается небольшой изгибающий момент или его нет вовсе.

Рис. 1. Передача сил на нижний щит изделия:

_{FAW — концентрированные нагрузки, передаваемые на нижний щит боковыми стенками; F1 и F3 — равномерно распределенная нагрузка; F2 — концентрированная нагрузка}

Но если ножки сдвинуты к середине, возникает большой изгибающий момент, в результате чего полик прогибается вверх и заклинивает дверки снизу. Прогиб может быть уменьшен путем установки средних стенок. Изгибающие моменты боковых и средних стенок имеют противоположное направление и, таким образом, снижают прогиб (рис. 2).

Рис. 2. Прогиб нижнего щита под действием боковых и средних стенок:

_{а — распределение сил; б — прогиб f1 под действием нагрузки Faw от боковых стенок; в — прогиб f2 под действием нагрузки Fzw от средних стенок; г — прогиб f, получающийся в результате действия всех нагрузок}

На рис. 3 приводятся некоторые случаи приложения нагрузки на щитовой элемент.

Рис. 3. Примеры нагрузок, действующих на нижний щит:

_{I — схема нагрузки; II — вид прогиба; q — нагрузка на поверхность; а — средняя стенка отсутствует, нижний полик испытывает равномерно распределенную нагрузку; б — средняя стенка установлена в центре; в — средняя стенка установлена не в центре; г — две расположенные симметрично средние стенки, оказывающие равномерную нагрузку; д — без средней стенки, ножки сильно сдвинуты к середине нижнего щита}

При установке средних стенок прогиб может передаваться на верхний щит, который большей частью бывает без нагрузки, что может привести к дополнительным функциональным недостаткам. В изделиях мебели без средних стенок ножки не должны быть слишком сдвинуты к середине.

Широкие шкафы со средними стенками при большой нагрузке должны быть оснащены промежуточной ножкой (ножками) или цокольной опорой. Если не предусматривается цокольная опора, нижний щит должен быть усилен подклеиванием бруска, либо рамки. Нижние поверхности опор, испытывающих большую нагрузку, должны иметь большие размеры.

При установке мебели на мягкий пол при длительной нагрузке на полу могут остаться вмятины. Поэтому целесообразно стремиться использовать опоры с большой площадью.

При пользовании мебелью, особенно при уборке и транспортировке, могут возникать значительные попеременные боковые нагрузки. При этом особенно большую нагрузку испытывают угловые соединения.

Функциональная надежность корпуса мебели при таких нагрузках сохраняется при правильном креплении задней стенки и тщательном исполнении угловых соединений. Следует обратить также внимание на прочность соединения ножек.

При передвижении мебели на опорной поверхности ножек возникает усилие трения, величина которого зависит от массы мебели и предметов, находящихся в ней, и коэффициента трения, который зависит от шероховатости пола.

Этому действующему извне моменту силы противодействует внутренний момент, зависящий от вида и исполнения соединений.

Рассчитать усилия склеивания и среза при шиповом соединении ножек невозможно, так как здесь нельзя точно определить прочность склеивания вследствие перехода от поперечного склеивания к торцовому. Здесь более существенную роль играют усилия среза. Но они также очень различаются в зависимости от расположения шипов.

На практике оптимальные значения нагрузок и размеры ножек устанавливаются в результате испытаний.

Из изложенного можно сделать выводы относительно исполнения шиповых соединений:

Поверхность среза и склеивания должна быть наибольшей.

При изготовлении деталей шиповых соединений должны быть выдержаны соответствующие допуски и влажность древесины.

При выполнении шиповых соединений шипы должны быть расположены перекрестно или охватывать друг друга.

Благодаря этому значительно увеличивается прочность склеивания (рис. 4).

Рис. 4. Примеры соединения царг и ножек с помощью шкантов

Отраслевая система унификации (ОСУ) «Мебель корпусная. Корпуса унифицированные. Типы. Размеры. Элементы щитовые. Размеры» была разработана для корпусной мебели бывшим Всесоюзным проектно-конструкторским и технологическим институтом мебели (ВПКТИМ). Система построена на наиболее распространенных схемах формирования корпусов изделий корпусной мебели из щитовых элементов и включает оптимальную гамму типоразмеров корпусов, позволяющих создавать разнообразные, полноценные по своим функциональным свойствам наборы и отдельные изделия мебели. ОСУ устанавливает пять типов корпусов, а также размеры корпусов и щитовых элементов, формирующих изделия корпусной мебели.

В настоящее время, когда право проектирования не ограничивается, система ОСУ не является нормативным документом, однако опыт проектирования конструкций мебели показал, что ОСУ себя не изжила. В ней заложены принципы наиболее рационального раскроя древесины и древесных материалов, оптимальные размеры сечений брусковых деталей, учтены наиболее распространенные схемы корпусов изделий, поэтому система ОСУ является актуальной и в настоящее время. Студентами должны использоваться положения ОСУ и в то же время разрешается мотивированное отступление от нее в пределах других нормативных документов отрасли.

Основным конструкционным материалом для изготовления щитовых элементов корпусной мебели принята древесностружечная плита марок П-1 и П-2 по ГОСТ 10632. Толщина щитовых элементов принята равной 16 мм.

Допускается применение щитовых элементов толщиной до 18 мм при условии сохранения проемов корпуса.

Основные положения. ОСУ устанавливает пять конструктивных схем сборки корпуса изделия (табл. 1).

Установлены следующие габаритные размеры корпусов изделий:

• глубина корпуса, мм 272; 332; 416; 560

• размеры проемов корпуса по ширине, мм 384; 408; 528; 802; 850; 1090; 1220; 1292; 1364; 1412; 1508; 1532; 1652

• размеры проемов корпуса по высоте, мм 300; 396; 540; 636; 828; 1020; 1116; 1260; 1356; 1500;1692

• размеры дверей по ширине, мм 416; 440; 560

• размеры дверей по высоте, мм 332; 380; 428; 476; 524; 572; 620; 668; 716; 764; 812; 860; 908; 956; 1004; 1052, 1100; 1148; 1196; 1244; 1292; 1340; 1388 1436; 1484; 1532; 1580; 1628; 1678; 1724.

Примечания:

1. Установленные ОСУ размеры проемов являются едиными для всех пяти схем корпуса изделия.

2. Размеры проемов должны быть постоянными при применении различных типов дверей (накладные, вкладные).

3. В характеристике корпусов указаны размеры накладных дверей, как основного варианта, принятого в ОСУ.

4. Допускается применять в экономически обоснованных случаях размеры корпуса по глубине 432 и 580 мм.

Допускается в обоснованных случаях, вызванных архитектурно-художественными требованиями, применение дверей с размерами 416x416; 440x440 и 560x560 мм.

При проектировании однодверных изделий, предназначенных для фронтального размещения одежды (с использованием выдвижной штанги), в корпусах с размерами проемов по высоте А, равной 396; 540; 636; 1500; 1692 мм и глубине S, равной 416 мм, — допускается применять размеры проемов корпуса по ширине 560 мм с использованием следующих размеров дверей: 428x592; 572x592; 668x592; 1532x592; 1628x592; 1724x592 мм.

Установленные ОСУ типоразмеры корпусов приводятся в Приложении Е табл. 1; 3; 5; 7 и 9 «Унифицированные корпуса мебели» пособия «Основы конструирования изделий из древесины» Радчук Л.H.

Типоразмеры щитовых элементов, формирующие корпуса и изделия, приводятся в Приложении Е табл. 2; 4; 6; 8 и 10 пособия «Основы конструирования изделий из древесины» Радчук Л. И.

Расчетная величина технологического свеса принята равной Р = 2 мм. Основные схемы формирования проемов корпусов представлены на рис. 5 и рис. 6.

Размеры проемов корпуса по ширине определены по заданным размерам накладных дверей, табл. 2.

_{Примечание: размеры проемов В2 и В4 определяются при разработке конструкции изделия и устанавливаются в зависимости от типоразмеров щитовых элементов.}

Размеры горизонтальных и вертикальных перегородок определены в соответствии с установленными ОСУ размерами проемов корпусов, представленных на рис. 5 и рис. 6, табл. 2 и 3. При изменении толщин горизонтальных перегородок должны корректироваться размеры вертикальных перегородок.

Рис. 5. Формирование проемов корпусов по ширине:

_{а — однодверный корпус; б — двухдверный корпус; в — трехдверный корпус (исп. Г); г — трехдверный корпус (исп. II)}

Рис. 6. Схемы формирования проемов корпусов по высоте

Примечания:

Размеры проемов корпуса по высоте, мм. Размеры дверей, обозначенные звездочкой, не образуют самостоятельные корпуса и могут быть использованы при формировании фасадов изделий.

Допускается в обоснованных случаях, вызванных архитектурно-художественными или экономическими требованиями, формирование нетиповых корпусов, при условии применения типоразмеров щитовых элементов, указанных в Приложении 4 (пособия «Основы конструирования изделий из древесины» Радчук Л.И.) таблицы 2, 4, 6, 8, 10 с обязательным сохранением проемов корпуса.

Размеры проемов корпуса по высоте определены по заданным размерам накладных дверей, табл. 3.

Размеры полок по длине устанавливаются в зависимости от размера проема корпуса и применяемой конструкции полкодержателей.

Допускается применение отличных от указанных в таблицах ОСУ размеров по высоте накладных стенок ящиков, элементов цокольных оснований и карнизных поясов, декоративных брусков, при условии соблюдения кратности этих размеров высотам накладных дверей.

При проектировании встроенной мебели, для оформления входных дверных проемов допускается применять размеры горизонтальных и вертикальных щитовых элементов, соответствующих размерам дверных проемов.

При использовании деталей круглого сечения рекомендуется изготовлять их следующих диаметров, мм:

• из древесины хвойных пород — 25; 44; 52; 60;

• из древесины лиственных пород — 10; 16; 25; 28; 43; 48; 52; 62.

При проектировании новых и корректировке действующих проектов кухонной мебели в настоящее время может быть использована Система унификации кухонной мебели, которая была разработана бывшим Всесоюзным проектно-конструкторским и технологическим институтом мебели (ВПКТИМ).

Основой системы унификации кухонной мебели является система унификации (ОСУ) корпусной мебели. Она устанавливает дополнительные требования к типоразмерам унифицированных корпусов и щитовых элементов кухонной мебели (приложение К).

В системе использованы наиболее распространенные схемы формирования корпусов, которые принимались с учетом функциональных, технологических и эстетических требований, предъявляемых к изделиям кухонной мебели. Схемы формирования корпусов позволяют создавать разнообразные по функциональному назначению изделия мебели: шкафы, шкафы-столы, шкафы под мойку, шкафы настенные, подставки для холодильников.

Радчук Л.И.