Рассылка

Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.



Оценка влияния геометрических параметров прямоугольных шипов и расхода клея на прочность склеивания древесины по длине

Авторы: Рублева О.А., Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е., Васильева Е.С., Ведерников Я.Д.

Качество клеевых соединений оказывает существенное влияние на эксплуатационные свойства изделий из древесины. Применение новых типов соединений, таких, как соединение по длине на прямоугольные прессованные шипы, требует обоснования выбора его параметров. Основным показателем качества клеевого соединения является его прочность. В число наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на прочность клеевого соединения на прямоугольные шипы, входят размеры шипов и проушин, тип посадки и расход клея. Цель исследования - экспериментальная оценка влияния геометрических параметров прямоугольных шипов малых толщин и расхода клея на прочность соединений по длине при их растяжении и изгибе на примере заготовок из древесины сосны. Исследованы соединения на многократные прямоугольные шипы с шагом 4,3…4,6 мм, толщиной 2,1…2,4 мм, высотой 5,3…11,0 мм, с величиной зазора (натяга) в соединении -0,1…0,2 мм. Прочность образцов определена с использованием стандартизованных методов, по ГОСТ 15613.4 и ГОСТ 15613.5. Для исследования экспериментальных данных применяли методы корреляционного, дисперсионного, регрессионного линейного и нелинейного анализа, оптимизации. Получены и всесторонне изучены эмпирические регрессионные модели влияния длины шипов, посадки и расхода клея на прочность соединений при растяжении и при изгибе. Величина зазора (натяга) оказывает наибольшее влияние на показатели прочности. С увеличением натяга прочность соединения увеличивается. Так, при изменении характеристик посадки с зазора, равного -0,1 мм, до натяга, равного 0,2 мм, прочность соединения на растяжение увеличивается в среднем на 39,3 %. Вторым по значимости фактором является высота шипа; расход клея оказывает наименьшее влияние на показатели прочности. Анализ полученных регрессионных моделей с построением контуров желательности позволил определить диапазон рекомендуемых значений характеристик соединения: натяг 0,05…0,2 мм, высота шипа 6,0…10,6 мм, расход клея не более 120 г/м2. Полученные результаты могут применяться при разработке технологических режимов формирования шиповых соединений на прессованные прямоугольные шипы.

Ключевые слова: сращивание по длине, шиповые соединения, прессование древесины, прямоугольный шип, посадка в соединении, расход клея, прочность склеивания соединения.

EVALUATION OF THE EFFECT OF GEOMETRIC PARAMETERS OF RECTANGULAR TENONS AND GLUE CONSUMPTION ON THE STRENGTH OF END JOINTS

The quality of adhesive joints has a significant impact on the performance properties of wood products. The use of new types of joints, such as a finger joint with rectangular pressed tenons, requires justification for the choice of its parameters. The main indicator of the quality of the joint is its strength. Among the most significant factors that affect the strength of the joint on rectangular tenons are the size of the tenons and mortises, the type of tenon fit and adhesive consumption. The aim of the study is the experimental evaluation of the influence of the geometric parameters of small-thickness rectangular tenons and the consumption of glue on the bending strength and tensile strength of end joints using the example of pine wood blanks. Joints with multiple rectangular tenons with a pitch of 4.3…4.6 mm, thickness of 2.1…2.4 mm, height of 5.3…11.0 mm, with a gap (preload) in the joint of -0.1… 0.2 mm, were studied. The strength of the samples was determined using standardized methods according to GOST 15613.4 and GOST 15613.5. To study the experimental data, we used the methods of correlation, dispersion, regression linear and nonlinear analysis, optimization. Empirical regression models of the influence of the tenons length and fit, and consumption of glue on the bending strength and tensile strength of end joints have been obtained and comprehensively studied. The tenon fit characteristics have the greatest influence on the strength indicators. As the tension increases, the strength of the joint increases. So, when the fit characteristics change from a clearance fit equal to -0.1 mm to an interference fit equal to 0.2 mm, the tensile strength of the joint increases by an average of 39.3%. The second most important factor is the height of the tenon; glue consumption has the least effect on strength indicators. The analysis of the obtained regression models with the construction of desirability profiles made it possible to determine the range of recommended values for the characteristics of the connection: preload 0.05 ... 0.2 mm, tenon height 6.0 ... 10.6 mm, glue consumption no more than 120 gsm. The results obtained can be used in the design of technological regimes for the formation of end joints on pressed rectangular tenons.

Keywords: splicing, finger joints, wood pressing, rectangular tenon, bond strength of a joint.