Клеевые соединения – 3.3. Клеевые и заклепочные соединения. Виды, достоинства, недостатки, применение.

Клеевые соединения

Клеевые соединения находят все большее применение в связи с созданием высококачественных синтетических клеев. Наиболее широко применяют клеевые соединения внахлестку, работающие на сдвиг. Соединения встык для обеспечения прочности изготавливают по косому срезу («на ус») или с накладками. При необходимости получить особо прочные соединения, применяю комбинированные соединения: клеевинтовые, клеезаклепочные, клеесварные.

Склеивание - один из наиболее применяемых способов получения неразъемных соединений.

Клеевые соединения имеют ряд преимуществ по сравнению с заклепочными, сварными, болтовыми и т.п. Это, в первую очередь, возможность соединять самые разнообразные материалы. В ряде случаев это единственный практически приемлемый метод соединения неметаллических материалов между собой и с металлами. В клеевых соединениях более равномерно распределены напряжения, исключены отверстия под болты и заклепки, ослабляющие скрепляемые элементы.

Важным достоинством соединений на основе синтетических клеев является их атмосферостойкость, способность противостоять коррозии и гниению. В ряде случаев клеевые соединения обеспечивают герметичность конструкций.

Основной недостаток большинства клеев заключается в их низкой теплостойкости. Разработан ряд клеев на основе органических, элементорганических и неорганических полимеров, которые могут работать при температурах выше 1000°С, но большинство из них не дает достаточно эластичной клеевой пленки, что пока ограничивает возможность их применения.

Недостатком клеевых соединений является также их относительно невысокая прочность при неравномерном отрыве и необходимость во многих случаях производить нагревание при склеивании.

Общие принципы выбора и применения клеящего материала

Современные клеи в большинстве случаев представляют собой композиции на основе полимерных материалов.

Выбор клея для соединения материалов в изделии определяется многими условиями. Универсального клея, способного склеить любые поверхности, нет. Однако имеется множество самых разнообразных по свойствам клеев, из которых нужно выбрать наиболее пригодный.

Прежде всего необходимо иметь четкое представление о свойствах и химической природе клеев и склеиваемых материалов, чтобы наметить для использования клей или группу клеев.

Одним из первых и, по-видимому, наиболее важным фактором , определяющим выбор клея, является характер и величина напряжения в шве, которое должно выдерживать соединение при эксплуатации.

Другим не менее важным фактором является интервал температур, при которых эксплуатируется клеевое соединение. В частности, при повышенных температурах не могут применены клеи на основе термопластов, тогда как термореактивные смолы можно использовать в условиях высоких температур.

Клеевые соединения неметаллических материалов должны иметь прочность, близкую к прочности склеиваемых материалов. Прочная характеристика клеевых соединений должны соответствовать условиям эксплуатации соединения. Основным показателям эксплуатационных свойств клеев является их клеящая способность и долговечность.

Перед применением готового клея в производственных условиях следует проверить его на соответствие требованиям действующей технической документации.

Наиболее крупными потребителями клеевых материалов являются деревообрабатывающая промышленность, строительство, легкая промышленность, машиностроение, авиационная промышленность, судостроение и др.

На долю деревообрабатывающей промышленности приходится почти 75% потребления синтетических клеев, преимущественно карбамидных и фенольных; в малых, но возрастающих количествах используются поливинилацетатные клеи.

В связи с расширением производства и применением синтетических строительных материалов значительно возросло значение клев в строительстве.

Сейчас в этой отрасли выделилась два основных направления в использовании синтетических клеев. Для первого (конструкционное применение) характерно использование высокопрочных клеев, а для второго (крепление отделочных, футеровочных, антикоррозионных, тепло- и звукоизоляционных материалов к строительным конструкциям и технологическому оборудованию) - использование эластичных и высоконаполненных клеев, которые могут соединять неровные толщины, способные воспринимать ударные и вибрационные нагрузки.

В машиностроении широко используются клеевые соединения материалов в разнообразных сочетаниях, успешно работающие при нормальной и повышенных температурах; клеи позволяют повысить прочность конструкций, уменьшить массу изделий и т.д.

В машиностроении применяются клеи, которые эксплуатируются в силовых соединениях при температурах до 250-350°С, а некоторые клеевые композиции могут использоваться в конструкциях, кратковременно подвергающихся воздействию температур до 1000°С и выше.

В станкостроении синтетические клеи находят применение при склеивании пластмассовых накладных направляющих с чугунными основаниями станин, резины с металлом, при склеивании режущих инструментов из твердых сплавов и керамических материалов с металлической оправками и других соединениях, к которым предъявляются требования высокой прочности.

В производстве автомобилей синтетические клеи используются для приклеивания облицовочных, уплотнительных, шумоизоляционных материалов, тормозных накладок, для крепления трафаретов и шаблонов, для изготовления болванок и т.д. Клеи применяются для изготовления кузовов легковых автомобилей из стеклопластиков.

Применяются клеи в устройствах связи, сигнализации и энергоснабжения.

Силовые клеевые соединения металлов применяются в производстве летательных аппаратов, главным образом для соединения обшивки с ребрами жесткости, стрингерами и другими элементами каркаса крыла и в производстве других силовых и в особенности сотовых конструкций.

Комбинированные соединения: клеесварные, клеерезьбовые, клееклепанные - значительно улучшают технические характеристики деталей и механизмов, обеспечивают высокую прочность и, в ряде случаев, герметичность конструкций.

Клеи классифицируются по областям их преимущественного применения: для склеивания металлов друг с другом и с неметаллическими материалами; для склеивания неметаллических материалов; для склеивания резин между собой и приклеивания их к металла; для склеивания силикатных оптических стекол и органических стекол между собой и приклеивания их к металлам.

Клеевые соединения

Клеевые, соединения являются наиболее прогрессивными видами соединений элементов деревянных конструкций заводского изготовления. Их основой являются конструкционные синтетические клеи. Эти соединения характеризуются рядом важных достоинств. Склеивание дает возможность из досок ограниченных сечений и длин изготовлять клееные элементы несущих конструкций любых размеров и форм. Они могут быть прямыми и изогнутыми, постоянного, переменного и профильного сечения, длиной, измеряемой десятками метров, и высотой, измеряемой метрами.

Клеевые соединения являются прочными, монолитными и имеют такую малую податливость, что ее можно не учитывать при расчетах и считать клееные элементы как цельные. Клеевые соединения являются водостойкими, стойкими против загнивания и воздействия ряда химически агрессивных сред, что обеспечивает долговечность клееных элементов. Эти соединения технологичны, и их осуществление без затруднений механизируется и автоматизируется, требуя ограниченных трудозатрат. Однако склеивание допускается только в специально оборудованных отапливаемых цехах с приточно-вытяжной вентиляцией для удаления вредностей и под строгим лабораторным контролем. При склеивании имеется возможность использовать древесину маломерную и пониженного качества путем удаления значительных пороков с последующим стыкованием. Клеевые соединения являются безметалльными. Это оправдывает экономическую целесообразность применения склеивания и является причиной быстрого роста объемов производства клееных деревянных конструкций.

Клеевые соединения применяют для склеивания досок из хвойной древесины толщиной не более 50 мм и влажностью не выше 12%. При нарушении этих ограничений клеевые соединения могут разрушиться от усилий, возникающих в результате коробления досок при высыхании. По качеству древесины доски должны относиться к сортам, соответствующим условиям их работы в клееных элементах и значениям действующих в них напряжений. Доски до склеивания должны быть остроганы по плоскостям склеивания, на толщину до 3 мм для обеспечения их плотного контакта и получения прочного клеевого шва минимальной толщины.

Рисунок 3.9 – Клеевые стыки:

а

– поперечные; б продольные; в – фанеры; г – под углом;

1 – по пластям:, 2 – по кромкам; 3 – по пласти и кромке;

4 и 5 – зубчатый с выходом зубьев на кромки и пласти;

6 – усовое соединение фанеры; 7 – клееный элемент

Клееные элементы после склеивания должны быть остроганы по кромкам для получения гладкой поверхности.

Клеевые соединения применяют также для продольного склеивания цельных клееных элементов и для склеивания досок с фанерой и со стальными деталями.

Для клеевых соединений применяют конструктивные синтетические клеи на основе термореактивных смол. В настоящее время в отечественной практике для склеивания древесины и фанеры наибольшее применение находят резорциновые клеи РФ-12, фенольно-резорциновые ФРФ-50, фенольные

СФЖ-3016 и др., а для склеивания древесины с металлом – эпоксидный клей ЭПЦ-1. Клеевые швы должны иметь минимальную толщину, измеряемую долями миллиметров, и высокую прочность, превосходящую прочность древесины на сжатие и скалывание вдоль волокон. Прочность швов на растяжение ввиду их хрупкости невелика и соответствует примерно прочности древесины на растяжение поперек волокон. Адгезионная и когезионная связи клеевых швов должны быть выше прочности древесины, и клеевые соединения должны разрушаться при нагружении выше предела прочности не по швам и граничным слоям, а по цельной древесине.

Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы могут быть разделены на поперечные, продольные и угловые (рисунок 3.9).

Поперечные стыки досок служат для создания клееных элементов с поперечными сечениями требуемых размеров и форм и придания им изогнутой формы по длине. В их число входят стык по пластям, стык по кромкам и стык по пласти и кромке.

Стык по пластям представляет собой клеевое соединение досок пластями. Этот стык применяется для создания клееных элементов требуемой высоты сечения и для обеспечения их изогнутой формы по длине, поскольку он препятствует распрямлению изогнутых досок в клееном элементе. В изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах стыки по пластям работают и рассчитываются на скалывание при изгибе по формуле

.

Стык по кромкам представляет собой клеевое соединение досок кромками. Его применяют для создания клееных элементов с шириной сечения, большей ширины отдельных досок. По высоте сечения эти стыки в соседних досках располагаются вразбежку в плоскости изгиба. В этих стыках обычно не возникают скалывающие напряжения, и они не требуют расчетных проверок.

Стык по пласти и кромке представляет собой клеевое соединение пласти одной доски с кромкой другой. Его применяют для создания клееных элементов тавровой, двутавровой и рельсовидной формы со стенками из досок на ребро. Работает и рассчитывается стык на скалывание при изгибе.

Продольные стыки служат для создания клееных элементов требуемой длины. В число продольных стыков входят зубчатое и усовое соединения.

Зубчатое соединение применяют для стыкования досок концами по длине вдоль волокон, оно является основным видом продольного стыка и представляет собой соединение концов досок клеевыми швами по зубчатой поверхности ряда острых клиньев, которые могут выходить на пласти или на кромки досок. Такая форма придается концам досок механически специальной зубчатой фрезой на станке. Зубчатое соединение характеризуется тремя параметрами – длиной зубьев

l, шириной их у основания b и шириной у вершины t (затуплением). Длина зубьев обычно не превышает толщины досок, а параметры обеспечивают необходимый уклон плоскостей зубьев к оси доски – не больше 1:8 и затупление не больше 1 мм. Только такие параметры обеспечивают необходимую прочность стыка в элементах несущих конструкций, например l=32 мм, b=8 мм, t=1 мм. Зубчатое соединение экономично, поскольку имеет малую длину и дает возможность стыковать короткие доски, и технологично, так как изготавливается механически и не расходится при изготовлении до затвердевания клея.

От действия продольных усилий в клеевых швах зубчатого со­единения возникают скалывающие и незначительные растягивающие напряжения. Ввиду значительной площади зубчатой поверхности они не превосходят несущей способности швов до разрушения доски от растяжения. Затупление зубьев меньше ослабляет сечение, чем пороки, допускаемые в элементах 1,2 и 3 сорта. Поэтому зубчатое соединение считается равнопрочным с цельной древесиной при всех видах напряженного состояния и расчета не требует. В некоторых случаях это соединение применяют и для продольного стыкования цельных клееных элементов.

Усовое соединение представляет собой клеевое соединение концов досок по поверхности, образованной их срезкой с уклоном к поверхности 1:10, и применяют его для продольного стыкования досок. Клеевой шов работает здесь аналогично швам зубчатого соединения, и усовое соединение считается тоже равнопрочным с древесиной элементов независимо от их сорта. Этот стык менее экономичен, поскольку имеет значительную длину и нерационален для стыкования коротких досок. Он менее технологичен, чем зубчатый, так как имеет тенденцию к сдвигам по клеевому шву при склеивании, и допускается только при отсутствии оборудования для зубчатого стыкования.

Угловые стыки представляют собой клеевые соединения досок и клееных элементов, расположенных друг к другу под углом.

Зубчатое соединение под углом применяют главным образом для соединения концов клееных элементов рам в жестких узлах, расположенных под углами более 104°. Зубья этого соединения должны выходить только на верхние и нижние кромки элементов в зоне упора их срезанных под углом концов. Это соединение работает на усилия сжатия с изгибом и рассчитывается как цельное наклонное сечение по прочности на нормальные напряжения с учетом того, что они действуют под углом к волокнам, и расчетные сопротивления древесины имеют соответствующие пониженные значения.

Соединение досок по пластям под углом представляет собой клеевое соединение досок пластями по площади их пересечения. Так могут соединяться доски шириной до 100 мм при угле 90° и шириной 150 мм при углах 30–45° между ними. От продольных усилий в клеевом шве возникают скалывающие и дополнительно поперечные растягивающие напряжения ввиду эксцентричного действия усилий. Они рассчитываются на скалывание под углом к волокнам, а растягивающие усилия рекомендуется воспринимать болтами или шурупами.

Стыки фанеры и фанеры с древесиной. Усовое соединение фанеры имеет ту же конструкцию, что и усовое соединение досок. Длину усового соединения следует принимать не менее 10 толщин стыкуемых элементов. Оно имеет пониженную прочность ввиду неполного совпадения соответствующих слоев листов фанеры при склеивании и, рассчитывается на растяжение по площади сечения, уменьшенной коэффициентом условий работы mф=0,6. В некоторых случаях применяют также соединение фанерных листов с фанерными накладками шириной не менее 30 толщин соединяемых листов.

Стык фанеры с досками по пласти и кромкам применяют в клеефанерных конструкциях. При расположении волокон досок под углом 90° к наружным волокнам фанеры ширина досок должна быть не более 100 мм. При большей ширине досок возникает опасность перенапряжения клеевых швов в результате коробления древесины.

Клееметаллические соединения представляют собой соединения деревянных клееных элементов при помощи вклеенных или наклеенных стальных деталей (рисунок 3.10).

Рисунок 3.10 – Соединения с вклеенными стержнями:

а продольное; б под углом; 1 – соединяемые элементы; 2 – стержни из стальной арматуры 3 – отверстия; 4 – пазы;

5 – рейка; 6 – клей

Соединения на вклеенных стержнях состоят из коротких стержней из арматуры классов А-II и выше диаметром 12–25 мм, вклеенных в прямоугольные пазы или круглые отверстия клеем, обеспечивающим надежное соединение древесины с металлом, например, эпоксидно-цементным.

Глубина вклеивания l должна быть не менее 10 и не более 30 диаметров стержня, ширина паза или отверстия на 5 мм больше номинального диаметра стержня, расстояние между стержнями не менее 3d, а до наружных граней сечения – 2d. Вклеенные стержни применяют для продольного и углового соединения клееных элементов, работающих на продольные силы или изгибающие моменты. Они воспринимают продольные силы N при растяжении (выдергивание) или сжатии (вдавливание). Скрытые в толще древесины стержни защищены от химически агрессивной среды и быстрого нагрева при пожаре, что повышает стойкость против коррозии и огнестойкость конструкции. Клеевые соединения стержней работают на скалывание по площади, равной произведению глубины вклеивания l на периметр отверстия π(d+0,5).

Напряжения скалывания распределяются по длине вклеивания неравномерно, уменьшаясь к концам стержней.

Расчет соединения на скалывание, производят с учетом коэффициента неравномерности (концентрации) распределения скалывающих напряжений, kс определяемого в зависимости от диаметра стержня и глубины вклеивания.

Расчетная несущая способность стержня, МН, определяется по скалыванию клеевых соединений по формуле

,

где ; – расчетное сопротивление древесины скалыванию, определяемое по пункту 5г таблицы 3 СНиПII-25-80.

Соединения с клеестальными шайбами применяют для соединения в узлах стержней сборно-разборных ферм. Они состоят из стальных пластинок – стальных накладок, болтов, а также шайб, приклеенных к пластям элементов феноло-формальдегидным по слою БФ или эпоксидным клеем. Болты пропускаются при сборке соединения через отверстия соответствующего диаметра в накладках и шайбах и через отверстие большего диаметра в древесине элементов. Соединение воспринимает растягивающие и сжимающие усилия. Клеевые швы шайб работают и рассчитываются на скалывание. Болты рассчитываются на смятие и срез между шайбами и накладками, как в стальных соединениях, без учета древесины и имеют повышенную несущую способность. Стальные накладки рассчитываются на растяжение или сжатие. Для беспрепятственной сборки соединение должно быть изготовлено с высокой точностью.

Клеевые соединения арматуры клееных армированных балок с древесиной выполняются путем вклеивания ее в пазы в крайних зонах сечений эпоксидно-цементным клеем. Они работают на скалывание с избыточными запасами прочности.

Соединения с пластмассовыми связями имеют значительные перспективы применения в деревянных конструкциях, особенно предназначенных для эксплуатации в средах химически агрессивных по отношению к металлу. В настоящее время проводятся экспериментальные и теоретические исследования соединений в деревянных элементах с цилиндрическими нагелями из высокопрочного стеклопластика типа АГ-4с.

§ 4. Клеевые соединения

Клеевые, соединения являются наиболее прогрессивными видами соединений элементов деревянных конструкций заводского изготовления. Их основой являются конструкционные синтетические клеи. Эти соединения характеризуются рядом важных достоинств. Склеивание дает возможность из досок ограниченных сечений и длин изготовлять клееные элементы несущих конструкций любых размеров и форм. Они могут быть прямыми и изогнутыми, постоянного, переменного и профильного сечения, длиной, измеряемой десятками метров, и высотой, измеряемой метрами.

Клеевые соединения являются прочными, монолитными и имеют такую малую податливость, что ее можно не учитывать при расчетах и считать клееные элементы как цельные. Клеевые соединения являются водостойкими, стойкими против загнивания и воздействия ряда химически агрессивных сред, что обеспечивает долговечность клееных элементов. Эти соединения технологичны, и их осуществление без затруднений механизируется и автоматизируется, требуя ограниченных трудозатрат. Однако склеивание допускается только в специально оборудованных отапливаемых цехах с приточно-вытяжной вентиляцией для удаления вредностей и под строгим лабораторным контролем. При склеивании имеется возможность использовать древесину маломерную и пониженного качества путем удаления значительных пороков с последующим стыкованием. Клеевые соединения являются безметалльными. Это оправдывает экономическую целесообразность применения склеива­ния и является причиной быстрого роста объемов производства клееных деревянных конструкций.

Рисунок 9 - Клеевые стыки:

а — поперечные; б продольные; в — фанеры; г — под углом; / — по пластям:, 2 — по коомкам; 3 — по пластн и кромке; 4 и 5 — зубчатый с выходом зубь­ев на кромки и пласти; 6 — усовое соединение фанеры; 7 — клееный элемент

Клеевые соединения применяют для склеивания досок из хвойной древесины толщиной не более 50 мм и влажностью не выше 12%. При нарушении этих ограничений клеевые соединения могут разрушиться от усилий, возникающих в результате коробления досок при высыхании. По качеству древесины доски должны относиться к категориям, соответствующим условиям их работы в клееных элементах и значениям действующих в них напряжений. Доски до склеивания должны быть остроганы по плоскостям склеивания, на толщину до 3 мм для обеспечения их плотного контакта и получения прочного клеевого шва минимальной толщины с наименьшими непроклейками.

Клееные элементы после склеивания должны быть остроганы по кромкам для получения гладкой поверх­ности.

Клеевые соединения при­меняют также для продольного склеивания цельных клееных элементов и для склеивания досок с фанерой и со стальными деталями.

Для клеевых соединений применяют конструктивные синтетические клеи на основе термореактивных смол (см. гл. 7). В настоящее время в отечественной практике для склеивания древесины и фан­еры наибольшее применение находят фенолоформальдегид­ный клей КБ-3 и резорциновый клей РФ-12, а для склеивания древесины с металлом — эпоксидный клей ЭПЦ-1. Клеевые швы должны иметь минимальную толщину, измеряемую долями миллиметров, и высокую прочность, превосходящую прочность древе­сины на сжатие и скалывание вдоль волокон. Прочность швов на растя­жение ввиду их хрупкости невелика и соответствует примерно прочности древесины на растяжение поперек волокон. Адгезионная и когезионная связи клеевых швов должны быть выше прочности дре­весины, и клеевые соединения должны разрушаться при нагружении выше предела прочности не по швам и граничным слоям, а по цельной древесине.

Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы могут быть разделены на поперечные, продольные и угловые (рис. 9).

Поперечные стыки досок служат для создания клееных элементов с поперечными сечениями требуемых размеров и форм и придания им изогнутой формы по длине. В их число входят стык по пластям, стык по кромкам и стык по пласти и кромке.

Стык по пластям представляет собой клеевое соединение досок пластями. Этот стык применяется для создания клееных, элементов требуемой высоты сечения и для обеспечения их изогнутой формы по длине, поскольку он препятствует распрямлению, изогнутых досок в клееном элементе. В изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах стыки по пластям работают и рассчитываются на скалывание при изгибе по формуле

(14)

В этой формуле коэффициент условий работы тск = 0,6 учитыва­ет возможное возникновение непроклеек, уменьшающих расчетную ширину шва b.

Стык по кромкам представляет собой клеевое соединение досок кромками. Его применяют для создания клееных элементов с шириной сечения, большей ширины отдельных досок. По высоте сечения эти стыки в соседних досках располагаются вразбежку в плоскости изгиба. В этих стыках обычно не возникают скалывающие напряжения, и они не требуют расчетных проверок.

Стык по пласти и кромке представляет собой клеевое соединение пласти одной доски с кромкой другой. Его применяют для создания клееных элементов тавровой, двутавровой и рельсо видной формы со стенками из досок на ребро. Работает и рассчитывается стык на скалывание при изгибе по формуле (14).

Продольные стыки служат для создания клееных элементов тре­буемой длины. В число продольных стыков входят зубчатое и усовое соединения.

Зубчатое соединение применяют для стыкования досок концами по длине вдоль волокон, оно является основным видом продольного стыка и представляет собой соединение концов досок" клеевыми швами по зубчатой поверхности ряда острых клиньев, которые могут выходить на пласти или на кромки досок. Такая форма придается концам досок механически специальной зубчатой фрезой на станке. Зубчатое соединение характеризуется тремя параметрами— длиной зубьев l, шириной их у основания t и шириной у вершины b (затуплением). Длина зубьев обычно не превышает толщины досок, а параметры обеспечивают необходимый уклон плоскостей зубьев к оси доски — не больше 1:8 и затупление не больше 1 мм. Только такие параметры обеспечивают необходимую прочность стыка в элементах несущих конструкций, например 1—32 мм, t=8 mm, b=1 мм. Зубчатое соединение экономично, поскольку имеет малую длину и дает возможность стыковать короткие доски, и технологично, так как изготовляется механически и не расходится при изготовлении до затвердевания клея.

От действия продольных усилий в клеевых швах зубчатого со­единения возникают основные скалывающие и незначительные рас­тягивающие напряжения. Ввиду значительной площади зубчатой поверхности они не превосходят несущей способности швов до раз­рушения доски от растяжения. Затупление зубьев меньше ослабляет сечение, чем пороки, допускаемые в элементах I категории качества. Поэтому зубчатое соединение считается равнопрочным с цельной древесиной в элементах всех категорий качества при всех видах напряженного состояния и расчета не требует. В некоторых случаях это соединение применяют и для продольного стыкования цельных клееных элементов.

Усовое соединение представляет собой клеевое соединение концов досок по поверхности, образованной их срезкой с уклоном к поверхности 1:10, и применяют его для продольного стыкования досок. Клеевой шов работает здесь аналогично швам зубчатого соединения, и усовое соединение считается тоже равнопрочным с древесиной элементов независимо от их категории качества. Этот стык менее экономичен, поскольку имеет значительную длину и нерационален для стыкования коротких досок. Он менее технологичен, чем зубчатый, так как имеет тенденцию к сдвигам по клеевому раствору при склеивании, и допускается только при отсутствии оборудования для зубчатого стыкования.

Угловые стыки представляют собой клеевые соединения досок и клееных элементов, расположенных друг к другу под углом.

Зубчатое соединение под углом применяют главным образом для соединения концов клееных элементов рам в жестких узлах, расположенных под углами более 120°. Зубья этого соединения должны выходить только на верхние и нижние кромки элементов в зоне упора их срезанных под углом концов. Это соединение работает на усилия сжатия с изгибом и рассчитывается как цельное наклонное сечение по прочности на нормальные напряжения с учетом того, что они действуют под углом к волокнам, и расчетные сопротивления древесины имеют, соответствующие пониженные значения.

Соединение досок по пласт ям под углом представляет собой клеевое соединение досок пластями по площади их пересечения. Так могут соединяться доски шириной до 100 мм при угле 90° и шириной 150 мм при углах 30—45° между ними. От продольных усилий в клеевом шве возникают здесь скалывающие и дополнительно поперечные растягивающие напряжения ввиду эксцентричного действия усилий. Они рассчитываются на скалывание под углом к волокнам, а растягивающие усилия рекомендуется воспринимать болтами или шурупами.

Стыки фанеры и фанеры с древесиной. Усовое соединение фанеры имеет ту же конструкцию и уклон склеиваемых кромок 1:12, и применяют его для соединения фанерных листов кромками подлине и по ширине. Оно имеет пониженную прочность ввиду неполного совпадения соответствующих слоев листов фанеры при склеивании и, рассчитывается на растяжение по площади сечения, уменьшенной коэффициентом условий работы m=0,6. В некоторых случаях применяют также соединение фанерных листов с фанерными накладками шириной не менее 30 толщин соединяемых листов.

Рис. 6.10. Соединения с вклеенными стержнями: а Iпродольное; б — под углом; / — соединяемые эле­менты; 2 — стержни из стальной арматуры^ S — от­верстия; 4 — пазы; 5 — рейка; 6 — клей

Стык фанеры с досками по пласти и кромкам применяют в клеефанерных конструкциях. При расположении волокон досок под углом 90° к наружным волокнам фанеры ширина досок должна быть не более 100 мм. При большей ширине досок возникает опасность перенапряжения клеевых швов в результате коробления древесины. Этот стык работает на скалывание при изгибе и рассчитывается по прочности ближайших к стыку клеевых швов между наружным и соседним слоями фанеры по формуле (17) без учета непроклеек. Расчетное сопротивление этого шва скалыванию принимается при направлении скалывающих усилий вдоль наружных волокон фанеры Rск.ф = 0,6 МПа и поперек их Rск.ф = 0,8 МПа. Клее­металлические соединения пред­ставляют собой соединения деревянных клееных элементов при помощи вклеенных или наклеенных стальных деталей (рис. 10).

Соединения на вклеенных стержнях состоят из коротких стержней из арматуры классов А-П или А-Ш диаметром 12—32 мм, вклеенных в прямоугольные пазы или круглые отверстия клеем, обеспечивающим надежное соединение древесины с металлом, например эпоксидно-цементным.

Глубина вклеивания l должна быть не менее 10 и не более 30 диаметров стержня, ширина паза или отверстия на 5 мм больше диаметра стержня, расстояние между стержнями не менее 3d, а до края сечения — 2d. Вклеенные стержни применяют для продольного и углового соедине­ния клееных элементов,

работающих на продольные силы или изгибающие моменты. Они воспринимают продольные силы N при растяжении (выдергивание) или сжатии (вдавливание). Скрытые в толще древесины стержни защищены от химически агрессивной среды и быстрого нагрева при пожаре, что повышает стойкость против коррозии и огнестойкость конструкции. Клеевые соединения стержней работают на скалывание по площади, равной произведению глубины вклеивания l на периметр отверстия π(d+0,5) см.

Напряжения скалывания распределяются по длине вклеивания неравномерно, уменьшаясь к концам стержней.

Расчет соединения на скалывание, производят с учетом коэф­фициента неравномерности (концентрации) распределения скалывающих напряжений , определяемого в зависимости от диаметра стержня и глубины вклеивания.

Расчетная несущая способность стержня определяется по ска­лыванию клеевых соединений по формуле

,

.где ; — расчетное сопротивление скалыванию.

Соединения с клеестальными шайбами применяют для соединения стержней сборно-разборных ферм в узлах. Они состоят из стальных пластинок — стальных накладок, болтов, а также шайб, приклеенных к пластям элементов феноло-формальдегидным по слою БФ или эпоксидным клеем. Болты пропускаются при сборке соединения через отверстия соответствующего диаметра в накладках и шайбах и через отверстие большего диаметра в древесине элементов. Соединение воспринимает растягивающие и сжимающие усилия. Клеевые швы шайб работают и рассчитываются на скалывание по формуле (18). Болты рассчитываются на смятие и срез между шайбами и накладками, как в стальных соединениях, без учета древесины и имеют повышенную несущую способность. Стальные накладки рассчитываются на растяжение или сжатие. Для беспрепятственной сборки соединение должно быть изготовлено с высокой точностью.

Клеевые соединения арматуры клееных армированных балок с древесиной выполняются путем вклеивания ее в пазы в крайних зонах сечений эпоксидно-цементным клеем. Они работают на скалывание с избыточными запасами прочности.

Соединения с пластмассовыми связями имеют значительные перспективы применения в деревянных конструкциях, особенно предназначенных для эксплуатации в средах, химически агрессивных по отношению к металлу. В настоящее время проводятся экспериментальные и теоретические исследования соединений в деревянных элементах с цилиндрическими нагелями из высокопрочного стеклопластика типа АГ-4с.

Клеевые соединения деталей

МаркаПрочность при 20 °CСклеиваемые материалы, свойства клея
на сдвиг, МПана отрыв
Фенольные
БФ- 2, БФ- 430280Металлы, текстолит, аминопласты, стекло, древесина, фибра, фарфор, кожа; вибростоек
БФ-бТкани, резина, войлок между собой и для приклеивания его к металлам
ВК- 32- 200

ВС- 350

15

18

320Дуралюмин, стали, текстолиты, пенопласты
ВС- ЮТ

БС- ЮМ

18

20

320

320

Металлы, стеклотекстолиты и текстолиты
КР-4

КБ-3

Пластмассы, древесина, текстильные материалы
Бакелитовые
СБС-2 | – | | Пластмассы, тонкие древесные, бумажные и текстильные материалы
Эпоксидные
ЭД-5.

эд-6

Металлы, винипласт, оргстекло, фарфор, керамика, древесина, пластмассы; приклеивание вулканизированной резины к металлам
ВК- 32- ЭМ25200Стали, дуралюминий, между собой и с пенопластами. Стоек в различных климатических условиях
ВК-77,5Стали, алюминиевые и титановые сплавы, работающие при температуре от -60 до +250 С
Л-44.0Металлы между собой и со стеклопластиками в узлах несилового назначения
Полиамидные
ПФЭ-2/106,0600Металлы, текстолит, древесина, капроновое волокно, полиамидные пленки, кожи
ПК-515Полиамидная пленка
МПФ-117650Металлы и неметаллические материалы. Эластичен; обладает длительной прочностью
Карбо.мидные
КМ-3

К- 17

КМ- 12

14Пластмассы, древесина, бумага, текстильные материалы; вибростоек
Полиуретановые
ПУ-214Стали, алюминиевые сплавы между собой и с неметаллическими материалами. Обладает длительной прочностью и выносливостью, стоек в различных климатических условиях
ВК-57,5Стали, алюминиевые и титановые сплавы между собой и с неметаллическими материалами, работающие при ±60 °C в течение 1000 ч; вибростоек
Перхлорвиниловые
Д-Ю;

М- 10

Поливиниловые пластики между собой и с металлами
«Лейкопат» Б-10400Невулканизированная резина с металлами
ХВК-2аВинипласт, ткани и пластики с металлами
Глифталевые
АМК750Стекло, теплоизоляция с металлами
ИП-9Силиконовые резины с металлами
Металлические
МелкадинМеталлы, керамика, органические полимеры и др.; электропроверен, выдерживает нагрев до 700-800 °C
Фосфатные
АлюмофосфатныйСтекло, ситалл, керамика, металлы (никель, молибден, вольфрам, титан, тантал, констант), работающие при -60-П400°С
Цианакриловые
Циакрин14Различные материалы
Эпоксидно-фурфурольно–ацетатные
БОВ 1

БОВ-2

БОВ 3

Металлы и пластмассы, химически стойкие, теплостойкие

36 Клеевые соединения . Виды .Основные требования. Виды клея. Режимы склеивания.

При расчете конструкций клеевые соединения следует рассматривать как неподатливые соединения

Равнопрочность , монолитность и долговечность клеевых соед. в деревянных конструкциях м.б. достигнуты только применением водостойких конструкционных клеев. Долговечность и надежность клеевого соединения зависят от устойчивости адгезионных связей, вида клея, его качества, технологии склеивания, эксплуатационных условий и поверхностной обработки досок. Клеевой шов должен обеспечить прочность соединения, не уступающую прочности древесины на скалывание вдоль волокон и на растяжение поперек волокон. Плотность контакта клеящего вещества со склеиваемыми поверхностями должна создаваться еще в вязкожидкой фазе конструкционного клея заполняющего все углубления и шероховатости, благодаря способности смачивать склеиваемую поверхность. Чем ровнее и чище остроганы склеиваемые поверхности и чем плотнее они прилегают одни к другим, тем полнее монолитность склеивания, тем равномернее и тоньше клеевой шов. Деревянная конструкция, монолитно склеенная из сухих тонких досок , обладает значительными преимуществами перед брусом, вырезанным из цельного бревна , но необходимо точное соблюдение всех технологий. От клеевого шва требуется как равнопрочность и монолитность, так и водостойкость , теплостойкость и биостоикость.Склеивание дает возможность из досок ограниченных размеров сечений и длин изготовлять клеедеревянные элементы несущих конструкций практически любых размеров и форм. Они могут быть прямыми и изогнутыми, постоянного и переменного и профильного сечений, высотой, измеряемыми метрами ,а длиной – десятками метров. Клеевые стыки по их расположения и особенностям работы могут быть разделены на поперечные, продольные и угловые стыки

Стык по плястям (поперечный)представляет собой соединение досок пластями. Применяется для создания клеедеревянных элементов требуемой высоты сечения и для обеспечения их изогнутой формы по длине. Рис1

Стык по кромкесоединение досок кромками. Применяется при изготовлении клеедеревянных элементов с шириной сечений , большей чем ширина отдельных досок. рис.2

Стык по пластям и кромкам - клеевое соединение пласти одной доски с кромкой другой, применяется при изготовлении клеедеревянных элементов тавровой, двутавровой и рельсовой форм. Рис.3.

Зубчатый шип соединение концов досок по зубчатой поверхности в виде ряда острых клиньев, выходящих на пласти или кромок досок, это соединение хорошо работает на растяжение, изгиб, кручение или сжатие. Рис.4

На ус-клеевое соединение при котором увеличивают площадь склеиваемых поверхностей в 10 раз, срезая торец в растянутом стыке на ус. Рис 5.

Применение усового соединения допускается для фанеры вдоль волокон наружных слоев. Длину усового соединения следует принимать не менее 10 толщин стыкуемых элементов

Толщину склеиваемых слоев в элементах, как правило, не следует принимать более 33 мм. В прямолинейных элементах допускается толщина слоев до 42 мм при условии устройства в них продольных прорезей.

В клееных элементах из фанеры с древесиной не следует применять доски шириной более 100 мм при склеивании их с фанерой и более 150 мм в примыканиях элементов под углом от 30 до 45°.

В нас тоящее время применяют резорциновые, фенольно-резорциновые, фенольные клеи. ФРФ – фенольнорезорциноформальдегидный (ну как попробуй выговорить).

Выбор клея зависит от температурно-влажностных условий, при которых будут эксплуатироваться клееные конструкции.

Чем суше и тоньше склеиваемые доски, тем меньше опасность образования в них трещин.

Холодный режим склеивания- время выдерживания около суток. Чтбы уменьшить время выдержки можно повысив температуру:

30-40 градусов 3-4 часа ;

Около 80 градусов до 1 часа ;

В токах высокой частоты СВЧ секунды.

Установлено что если отверждение происходит при повышенной температуре ,то прочность клеевого шва повышается в 5-6 раз. Для несущих конструкций повышать темнературу склеивания выше 60 градусов не рекомендуют, т.к. воздействие на древесину одновременно давления запрессовки (до 1 МПа) и температуры может вызвать снижение ее прочностных характеристик, особенно на скалывание.

14. Клеевые соединения

Доски до склеивания должны быть остроганы по плоскостям склеи­вания на толщину до 3 мм для обеспечения их плотного контакта и получения прочного клеевого шва минимальной толщины с наименьшими непроклейками. Клееные элементы после склеивания должны быть остроганы по кромкам для получения гладкой по­верхности.

Для клеевых соединений применяют конструктивные синтетиче­ские клеи на основе термореактивных смол Для склеивания древесины и фанеры наибольшее при­менение находят ф-еноло-формальдегидный клей и резорциновый клей, а для склеивания древесины с металлом — эпоксидный клей.

Клеевые швы должны иметь минимальную тол­щину, измеряемую доля­ми миллиметров, и высо­кую прочность, превосхо­дящую прочность древе­сины на сжатие и скалы­вание вдоль волокон:" Прочность швов на растя­жение ввиду их хрупкости невелика и соответствует примерно прочности дре­весины на растяжение по­перек волокон. Клеевые соеди­нения должны разрушаться при нагружении не по швам, а по цельной древесине.

Клеевые стыки по их расположению и особенностям работы мо­гут быть разделены на поперечные, продольные и угловые (рис. 6.9).

Поперечные стыки досок служат для создания клееных элемен­тов с поперечными сечениями требуемых размеров и форм и прида­ния им изогнутой формы по длине.

Рис. 6.9. Клеевые стыки:

а — поперечные; б — продольные; в — фанеры; г — под углом; / — по пластям; 2 — по коомкам; 3 — по пласти и кромке; 4 к 5 — зубчатый с выходом зубь­ев на кромки и пласти; 5 — усовое соединение фане­ры; 7 — клееный элемент

15. Трехслойные панели с применением пластмасс. Их типы и принципы расчета.

Трехслойные панели для стен и покрытий начали применять в США и западноевропейских странах в послевоенные годы вначале для одноэтажного стандартного домостроения и временных зданий, а затем в качестве навесных панелей в промышленных и общественных зданиях.

Все многообразные варианты таких панелей объединяются по одному главному признаку: наличию двух разнесенных слоев (обшивок), выполненных из жестких листовых материалов (металла, асбестоцемента, стеклопластика) и включенного между ними легкого тепло- и звукоизолирующего среднего слоя.

Все три слоя выполняют и несущие функции. Небольшая собственная масса панелей и плит со средним слоем из пенопласта (200—700 кг/м2) обеспечивает эффективность их применения в первую очередь для зданий, строящихся в отдаленных и труднодоступных районах.

Классификация панелей. Трехслойные панели могут быть разделены на четыре конструктивных типа (рис.

Панели I типа. Нормальные усилия в этих панелях воспринимаются жесткими ребрами (из металла, дерева, пластмасс и т. д.) и обшивками. Для панелей I типа не­обходимо выполнение условия, чтобы отношение суммар­ной жесткости ребер к жесткости двух обшивок было больше 0,8 а//, где а —шаг продольных ребер, см; Iрасчетный пролет панели, см.

Панели II типа. К этому типу относятся ребристые панели с малой изгибной жесткостью ребер, для которых отношение жесткостей ребер и обшивок меньше или равно 0,8а//. При расчете панелей II типа можно при­нять, что нормальные усилия воспринимаются только обшивками.

Панели III типа имеют ребра и сплошной средний слой из пенопласта, приклеиваемый к верхней и нижней обшивкам.

Панели IV типа имеют сплошной средний слой, но выполняются без ребер, поэтому они характеризуются большой деформативностью.

В панелях III и IV типа обшивки воспринимают нор­мальные напряжения, вызванные изгибающим моментом, при этом в панели, работающей по схеме простой балки' нерхняя обшивка сжата, а нижняя — растянута

Металлические и стеклопластиковые обшивки также выполняют роль гидро- и пароизоляции.

Для среднего слоя рекомендуется применять пено-нласты беспрессового изготовления, вспениваемые непо­средственно в полости панели или в виде готовых блоков размером на панель или часть панели.

Трехслойные панели рассчитывают по двум предель­ным состояниям (по прочности и деформативности). Кро­ме этого, обшивку проверяют на устойчивость и местный изгиб от кратковременного действия сосредоточенной на­грузки 1000 Н, с коэффициентом перегрузки 1,2 распре­деленной равномерно по площадке 10X10 см.

РМ = 1000-1,2 =12 Н/см2,

10-10

где Рм — интенсивность местной нагрузки, Н/см2.

При расчете на поперечный изгиб трехслойные пане­ли рассматривают как плиты, свободно опертые по двумсторонам или опертые пб контуру. Если панели IV типа С металлическими обшивками оперты по контуру и для

НИХ

Где q — равномерно распределенная нагрузка, Н/см2; G — модуль Сдвига среднего слоя, Па; с = С0 + б — расчетная высота сечения, см; 6 — толщина обшивки, см,

то их следует рассчитывать как гибкие пластины. Расчетными нагрузками для панелей покрытия будут собственный вес и снег, а для стеновых панелей — собст­венный вес (при расчете в их плоскости) и ветер (при расчете из плоскости).

Основой является синтети­ческий полимер, называемый также синтетическим связующим или просто полимером. К конструкционным пластмассам относят те пластмассовые материалы, которые по сочетанию присущих им эксплуатационных свойств могут быть использованы в несущих элементах конструкций.

Достоинствами явля­ются:

высокая прочность;небольшая плотность (объемная масса;химическая стойкость, т. е. способность сохранять эксплуата­ционные свойства в средах, в которых другие конструкционные материалы корродируют;биостойкость — неподверженность гниению и воздействию дру­гих разрушительных факторов биологического происхождения;простота формообразования;сочетание свойств, не встречающееся у других;легкая обрабатываемость;

возможность применения клееных и сварных соединений;возможность получения тонких прочных элементов из пленок и тканей.

Недостатки: невысокий модуль упругости, вследствие чего пластмассовые элементы более деформативны, чем элементы из других материалов; ползучесть, и падение прочности при длительных нагрузках; невысокая поверх­ностная твердость и вследствие этого легкая повреждаем-есть по­верхности элементов и изделий; сгораемость; старение (ухудшение-эксплуатационных свойств во времени под действием тепла, сол­нечной радиации, влаги и т. п.).

Термопластичные смолы используют для изготовления листовых: материалов (органическое стекло, винипласт), клеев для их скле­ивания, пенопластов, пленок.

Термореактивные смолы переходят из вязкотекучего в твердое состояние только один раз — в процессе отверждения: феноло-формальдегидные, полиэфирные, эпоксидные^ мочевино-формальдегидные.

Термореактивные смолы находят широкое применение для из­готовления фанеры, стеклопластиков, пенопластов, клеев, древесных пластиков, различных фасонных деталей.

Наполнители — компоненты, вводимые в пластмассовый мате­риал с целью улучшения его механических и технологических свойств, повышения теплостойкости, снижения стоимости

Красители. Окраска пластмассовых материалов осуществляет­ся не путем окраски поверхности изделия, а путем введения кра­сителей в массу материала

Порообразователи — добавки, применяемые для 'получения га­зонаполненных материалов — пенопластов.

Основными полимерными материалами, используемыми в кон­струкциях с применением пластмасс, являются стеклопластики, пенопласты, оргстекло, винипласт, древесные пластики, воздухоне­проницаемые ткани и пленки, синтетические клеи.

Стеклопластик — материал, состоящий из двух основных ком-шонентов: синтетического связующего и стеклянного волокна (на-лолнителя). Стеклопластики обладают всеми достоинствами, присущими конструкционным пластмассам, отличаясь наиболее высокими из всех пластмасс прочностью и модулем упругости, а также нали­чием светопропускания, химической стойкости и радиопрозрачно­сти (т. е. способности пропускать радиоволны). Недостатками стеклопластика являются старение и горючесть.

В строительных конструкциях стеклопластики находят следу­ющее применение: а) в качестве светопроницаемого материала — для несущих элементов светопропускающих панелей стен и покры­тий, для покрытий типа оболочек и т. п.; б) в качестве материала, «стойкого в химически агрессивных средах, — для несущих элементов ограждающих конструкций, емкостей, газоводов, труб ,и т. п.; д) в качестве материала, обладающего радиопроницаемостью, — для конструкций, ограждающих радиоприборы от атмосферных воздействий,

Независимо от вида стекловолокнистого наполнителя все стек­лопластики, армированные в одном или по двум взаимно перпен­дикулярным направлениям, являются материалами анизотроп­ны м ,и.

Изотропными являются стеклопластики, армированные рубленым стекловолокном. Одинаковая прочность этого материала по всем направлениям достигается за счет хаотического располо­жения отрезков волокон.

Светопроницаемость, или светопрозрачность. Некоторые марки стеклопластиков обладают высоким коэффициентом светопропус-кания (до 0,85).

Атмосферостойкость (стойкость против старения) характеризу­ется скоростью снижения механических свойств, ухудшением ка­чества поверхности, появлением трещин и раковин, снижением светопроницания. Чтобы предотвратить старение, в материал вво­дятся, различные добавки

В зависимости от состава стеклопластики являются материалом? сгораемым или трудносгораемым.

Пенопласты

Пенопласты — эго газонаполненные пласгмассы, представляю­щие собой систему замкнутых или сообщающихся между собой ячеек, стенки которых состоят из твердой пластмассы, а внутрен­ние полости заполнены газом. Их отличительные особенности — небольшая плотность, низкая теплопровод­ность и достаточная для них прочность.

Для изготовления пенопластов могут использовагься термо­пластичные и термореактивные полимеры. На основе термопластов наибольшее распространение получили пенопласты полистироль-ные и поливинилхлоридные, а на ос­нове термореактивных смол — феноло-формальдегидные и полиуретановые.

В зависимости от технологии изготовления различают пено­пласты прессовые и беспрессовые.

Органическое стекло и винипласт

Органическое стекло и винипласт — термопластичные материа­лы. Их применяют для изготовления светопрозрачных элементов конструкций в виде небольших куполов или волнистых листов.

Органическое стекло — прозрачный или окрашенный листовой материал, состоящий целиком из полимера — полиметилметакри-. дата — без введения в него каких-либо наполнителей.

Достоинствами органического стекла являются: высокая прочность; высокое светопропускание, в том числе проницаемость для ультрафиолетовых лучей; вы­сокая ударная прочность; мед­ленное старение.

К недостаткам оргстекла относятся: невысокая тепло­стойкость.

Винипласт может быть светопроницаемым и при этом окрашен­ным в слабые цветные тона (листовой неармированный матери­ал

Особенностями винипласта, выгодно отличающими его от дру­гих светопрозрачных пластмасс, являются самозатухаемость, вы­сокая химическая стойкость, меньшая стоимость.

Вместе с тем этому материалу присущи и некоторые недостат­ки: меньшее светопропускание и желтоватый оттенок материала, что вынуждает вводить в винипласт красители; более интенсивное старение; невысокая теплостойкость и хрупкость при отрицатель­ных температурах. Последний недостаток преодолевается путем введения пластификаторов, хотя при этом несколько снижаются механические свойства винипласта.

Воздухонепроницаемые ткани

Воздухонепроницаемые ткани предназначены для изготовления, пневматических строительных конструкций. Эти ткани состоят из текстиля и эластичных покрытий.

«капрон» «лавсан».

Старение воздухонепроницаемых тканей происходит в ре-' зультате длительного воздействия на них в период эксплуатации кислорода и озона воздуха, солнечного света, переменной влажно­сти и температуры. Покрытия ткани при этом снижают свою эла­стичность -и воздухонепроницаемость, а нити текстиля уменьшают свою прочность.

- Морозостойкость тканей является достаточной, и они сохраняют свои свойства при температуре до 50° С. Теплостой­кость их тоже достаточно высока, и они могут эксплуатироваться при температуре до 100° С. К недостаткам тканей относятся их сгораемость и легкая повреждаемость.

Древесные пластики

Древеснослоистые пластики — слоистый материал, епрессгтан-ный из тонких листов березового, ольхового, липового или буко­вого шпона, глубоко пропитанных термореактивными смолами (преимущественно феноло-формальдегидными). В зависимости от взаимного направления волокон в слоях различают следующие марки древеснослоистых пластиков, применяемых в строительстве: Б, В

Древесноволокнистые плиты (ДВП) —листовой материал, сос­тоящий из механически .измельченных древесных волокон, скреп­ленных канифольной эмульсией, а в некоторых случаях еще и син­тетическим термореактивным связующим. В строительных конст­рукциях рекомендуется применять плиты твердые и сверхтвердые.

Древесностружечные плиты — листовой материал, полученный горячим прессованием древесных стружек, пропитанных терморе­активными (феноло-формальдегидными, мочевино-формальдегид-ными) смолами.

ПТ и ПС. Древесностружечные плиты как конструкционный материал применяют для перегородок, подвесных потолков.

3.Клеевые соединения

КЛЕЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ОДЕЖДЫ

Ассортимент современных клеевых материалов

Ассортимент современных клеевых материалов включает в себя кромочные материалы, прокладки на тканой и нетканой основе со сплошным, регулярным и нерегулярным точечным клеевым покрытием, полимерные сетчатые материалы без текстильной основы, клеевые пленки, нити, паутинки и т.п.

Клеевая кромка изготовляется из хлопчатобумажной ткани покрытой с одной стороны полиамидным порошком клея П-54 с размером частиц 0,16-0,5 мм и массой 25-30 г на 1 м2. Ткань разрезают на полоски (ролики) шириной от 5 до 20 мм. Применяют для предохранения срезов от растяжения. Клеевую кромку прикрепляют с помощью утюга с небольшим натяжением порошком клея ПА-54 с размером частиц 0,16-0,5 мм и массой 25-30 г на м2. Ткань разрезают на полоски (ролики) шириной 6-14 мм.

Клеевые прокладочные материалы для прокладок в нижний воротник, лацканы, плечевые накладки изготовляют из бортовой льняной ткани, покрытой с одной стороны порошком клея ПА-54 или П-12/6/66 с размером частиц 0,4-0,8 мм, массой 25-30г на 1м2. Для дублирования деталей изделий из легких шерстяных и полушерстяных тканей и формоустойчивых трикотажных полотен применяют ткань с регулярным клеевым точечным покрытием, покрытую с одной стороны порошком клея ПА-548 или П-12/6/66 с размером частиц 0,4-0,5 мм и массой 15-25 г на 1м2.

В качестве прокладки в воротники, манжеты сорочек и женских платьев рекомендуется воротничковая прокладочная ткань с регулярным точечным полиэтиленовым покрытием, подвергнутая пропитке полиамидной смолой 548; соединения не теряют прочность при многократной стирке; в верхней и легкой одежде – нетканое полотно с клеевым покрытием (прокламелин).

Клеевые прокладочные материалы раскраивают в настилах так же, как и основные ткани. Клеевые прокладки соединяют с деталями изделия на гладильных прессах.

Клеевая нить – это моноволокно толщиной 0,3 и 0,5 мм из полиамидной смолы Па-548, П-12/6/66 для изделий, подвергающихся химической чистке или полиэтилена высокого давления для обработки изделий, подвергаемых стирке. Клеевую нить применяют для незаметного закрепления краев деталей (бортов, лацканов, низа изделия и др.), когда не прокладывается машинная отделочная строчка. Для использования в швейном производстве клеевая нить наматывается на катушку.

При ниточном способе клеевую нить прикрепляют на стачивающих и стачивающе-обметочных машинах. При прикреплении на стачивающих машинах нить может быть пропущена сверху через иглу или намотана на шпульку.

Прикрепление нити термоконтактным способом выполняют на специальных машинах, на которых нить нагревается до температуры размягчения – становится липкой и под давлением роликов приклеивается к ткани и до операции прессования не смещается.

Толщина клеевой нити: для соединения деталей из тяжелых тканей – 0,4+0,05 мм; легких тканей – 0,3+0,03 мм.

Перед выметыванием бортов или заметыванием низа изделия по припуску обтачного шва или подгиба края детали на стачивающей машине 1022-М кл. выполняют челночную строчку, нижняя нитка которой – клеевая нить.

Для закрепления подогнутого края осыпающейся ткани выполняют трехниточную машинную обметочную строчку с одной клеевой нитью. После выметывания или заметывания края деталей закрепляются клеевой нитью на гладильном прессе (параметры прессования такие же, как и клеевых прокладочных материалов).

Клеевая паутинка – волокнистый нетканый материал с хаотическим расположением волокон из расплава полиамидов ПА-548, ПА-12/6/66 или полиэтилена высокого давления, скрепленных между собой. Ширина полотна 0,6-0,9 м, масса 1м2 25-60 г, толщина волокна 25-45х10-6 мкм. Применяется для закрепления подогнутых краев низа изделия брюк и рукавов: сначала полоска материала настрачивается на стачивающей машине, затем заметанный край детали обрабатывается на гладильном прессе.

Клеевая сетка (неориентированная, плоскостабилизированная) изготавливается из полиэтилена высокого давления, имеет ячейки различных размеров и конфигурации, предназначена для формоустойчивой обработки мелких деталей женских, мужских и детских пальто. Для формоустойчмвой обработки крупных деталей швейных изделий. Такая сетка не используется из-за ее высокой термоусадки. Клеевая сетка может применяться для получения различных клеевых соединений.

Клеевая пленка выпускается из полиамида, полиэтилена, поливинилхлорида, лавсана и других термопластичных полимеров. Она предназначена для изготовления и прикрепления аппликаций, для герметизации ниточных швов и получения различных клеевых соединений.

Методы обработки деталей при клеевом соединении

Применение клеевых соединений позволяет выполнять ряд операций последовательно (прокладывание клеевой кромки, паутинки, клеевых нитей), а ряд параллельно (соединение клеевой прокладки с нижним воротником, деталей бортовой прокладки и др.)

Обработка срезов деталей для предохранения их от растяжения

Для предохранения от растяжения и сохранения конструктивных линий по пройме, горловине, по низу спинки (со стороны припуска на подгиб спинки) прокладывают кромку или полоску клеевого прокладочного материала, вырезанного по форме срезов (или по долевой). Прокладки должны входить в швы соединения деталей на 1-2 мм. Клеевую кромку прикрепляют с небольшим натяжением, располагая ее на расстоянии 3-5 мм от срезов деталей.

Клеевые прокладки (кромки) используют для обработки шлицы (разреза). Срез правой шлицы закрепляется клеевой кромкой, клеевую прокладку для левой стороны шлицы соединяют с припуском на обработку шлицы, располагая прокладку до линии сгиба припуска шлицы, а внизу до линии сгиба низа изделия (рис. 2.1).

Рис. 2.1 - Расположение клеевых про- Рис.2.2 - Расположение клеевых

кладок на спинке в мужском пальто прокладок по срезам деталей пальто

В отдельных моделях мужских пиджаков и пальто полуприлегающих силуэтов клеевую прокладку прикрепляют к детали отрезной боковой части длиной 100-120 мм вниз от среза проймы (рис.2.2).

Для предохранения края карманов от растяжения в месте разреза входа в карман с изнаночной стороны полочки прокладывают клеевой долевик, так, чтобы линия разреза 1( рис.2.3,а) входа в карман находилась посередине долевика. В некоторых случаях вместо долевика по краям разреза 1(рис.2.3,б) входа в карман прикрепляют кусочки клеевой ткани.

Рис. 2.3 - Закрепление входа в карман

При обработке накладных карманов в одежде, изготавливаемой из тяжелых тканей, прокладка для карманов представляет собой полоску шириной 40-60 мм. Полоску приклеивают к верхней части кармана так, чтобы срез полоски совпадал со срезом верхней части кармана (рис.2.3,в). Если одежда изготавливается из тонких тканей, то клеевую прокладку выкраивают по форме накладного кармана, оставляя припуск на шов по контуру основной ткани.

Прокладка с клеевым покрытием, проложенная по участку оката рукава значительно повышает ее несминаемость (рис. 2.4,а). Этот участок выкроенный под углом 450 при втачивании в пройму легко и равномерно насаживается на необходимую величину, имеет красивый внешний вид.

Для придания большей упругости прокладку в низ рукавов располагают со стороны припуска на подгиб по ширине припуска или шире него 5-10 мм. Срезы прокладки могут не доходить до нижнего среза на 10-15 мм, а до линии перегиба низа рукава на 1-2 мм (рис. 2.4,б). В рукавах покроя реглан прокладку приклеивают в верхней части (рис. 2.4,в).

а б в

Рис. 2.4- Соединение прокладки с рукавами

Для фиксации подогнутых срезов деталей, особенно при изготовлении пальто и мужских пиджаков применяется клеевая «паутинка».

Для прикрепления края борта пальто и пиджаков, имеющих отрезные или цельнокроенные подборта на первом этапе обработки клеевую «паутинку» прокладывают при выметывании или обтачивании края борта, окончательная фиксация краев борта путем их склеивания происходит при прессовании.

Рис. 2.5- Закрепление клеевой паутинкой а, б - края борта, в - низа

Клеевую «паутинку» шириной 20-25 мм применяют для прикрепления припуска на подгибку низа изделий. «Паутинку» притачивают к припуску на подгиб на стачивающей машине (или обметочной при сыпучих тканях), совмещая срезы «паутинки» и припуска на подгибку и располагая «паутинку» со стороны изнанки припуска. Строчку прокладывают на расстоянии 2-3 мм от среза «паутинки».

Клеевая «паутинка» также используется для прикрепления припуска на подгибку низа рукавов, прикрепления утеплителя к прокладке нижнего воротника, прикрепления концов карманов к полочкам, прикрепление припуска на подгибку в брюках.

Подача «паутинки» для укладывания ее на детали осуществляется из рулона.

Сохранение конфигураций подогнутых краев деталей может осуществляться с помощью клеевой нити, которая применяется для закрепления припусков обтачных швов, при выполнении обтачных швов в «чистый край» и для других операций, связанных с получением потайных швов.

Предварительное прикрепление клеевой нити к детали можно производить двумя способами – ниточным и термоконтактным.

Ниточным способом клеевая нить может быть прикреплена при выполнении строчек на стачивающих, краеобметочных и др. швейных машинах.

Для стачивающих машин клеевая нить может быть заправлена в иглу либо применена в качестве челночной нитки. В обоих случаях необходимо, чтобы х/б нитка имела минимальное натяжение, а клеевая нить – натяжение немного превышающее натяжение х/б нити. Оптимальная частота строчки 2-3 стежка в 10 мм.

Клеевую нить используют на краеобметочных швейных машинах, применяют на операциях, где необходимо обметывание срезов с целью предохранения их от осыпания и прикрепления этих срезов к детали или узлу изделия. В этом случае одна из ниток 3-хниточной цепной обметочной строчки заменяется клеевой нитью, которую заправляют в левый петлитель.

Перед прессованием детали, соединяемые клеевой нитью, «паутинкой» увлажняют до 40-50%, т.е. несколько больше, чем при обычной ВТО.

Дублирование деталей клеевыми прокладками для придания им формы и ее сохранения

Наиболее распространенным способом закрепления формы является дублирование деталей клеевыми прокладками, т.е. соединение с прокладочными материалами деталей одежды по всей поверхности (так называемое фронтальное дублирование) или отдельных частей.

Основным требованием по качеству дублирования является точность наложения клеевых прокладочных деталей на детали верха. Если прокладка будет меньше детали верха, то готовая деталь, а следовательно, и изделие будут с дефектом; если клеевая прокладка будет больше детали ве рха, то во время склеивания она прилипнет к подушкам пресса, столу или к другим частям оборудования. Во время отрывания прокладки может возникнуть нарушение целостности клеевого соединения. Кроме того, загрязнение последующих обрабатываемых деталей.

Особенности дублирования деталей мужских пиджаков и пальто

Детали из прокладочных материалов с клеевым покрытием выкраивают по форме основной детали так, чтобы срезы прокладок входили в припуски на швы на 1-2 мм.

В местах расположения вытачек прокладка не доходит до срезов вытачек на 7мм (рис.2.6,а). Расстояние от срезов прокладки ( рис.2.6,а,б,в) до срезов низа изделия : в пиджаках 30 мм и в пальто 35мм.

С целью увеличения жесткости и формоустойчивости полочки обрабатывают с дополнительными накладками в области плеча, груди, лацкана.

Плечевую накладку укладывают на полочку не доходя до плечевого среза 20-25 мм и до среза проймы на 5-7 мм (рис.2.6,г).

Прокладку в области лацкана располагают, не доходя до среза лацкана 7 мм и до среза уступа лацкана 10 мм и переходя за линию перегиба лацкана на 15-20 мм (рис.2.6,д).

Рис. 2.6 - Расположение клеевых прокладок на полочках пиджака и пальто

При обработке мужского пиджака возможен следующий способ соединения полочек с прокладкой. Пакет бортовой прокладки состоит и двух слоев бортовой ткани: основной де­тали и накладки с клеевым покрытием. Долевые нити в накладке располагают относительно нитей утка ос­новной детали под углом 30 ± 5° или 75 ± 5°. Дуб­лирование выполняют на прессах с подушками для формования полочек пиджака. Формование и дублиро­вание бортовых прокладок осуществляется за один прием. На подушку пресса поочередно укладывают по­лочку пиджака, прокладку 1 (рис. 2.7), основную деталь бортовой прокладки 2, клеевую накладку 3 и, закрывая подушки пресса, формуют полочку, одно­временно скрепляя детали друг с другом.

Бортовая прокладка не имеет вытачек и ее фор­мование (придание необходимых выпуклостей) осуще­ствляется в результате изменения углов наклона ос­новных (или уточных) нитей ткани.

Процесс формования спинки выполняют в 2 при­ема: формуют спинку и закрепляют объемную поверх­ность прокладкой с клеевым покрытием 1 (см. рис. 6.10). Нити основы прокладки должны быть рас­положены по отношению к нитям основы спинки под углом 45 ± 10°. При таком способе обработки спинки нет необходимости в посадке плечевого среза и в про­кладывании кромки около среза проймы.

Рис. 2.7 - Расположение клеевых прокладок на полочке и спинки мужского пиджака

Одним из прогрессивных направлений, способствующих улучшению качества одежды, является создание новых видов прокладочных материалов, это термоклеевые многозональные прокладочные ткани, предназначенные для дублирования полочек мужских пиджаков.

Отличительной особенностью многозональных прокладочных тканей является наличие ярко выраженных зон (как правило трех) расположенных в следующей последовательности: 1 – жесткая, 2 – переходная (полужесткая), 3 – мягкая.

Каждая зона имеет определенные свойства и отличается от других зон по сырьевому (волокнистому) составу: толщине, ширине, переплетению, жесткости, поверхностной плотности и т.д.

Жесткая зона имеет наибольшие по сравнению с другими зонами поверхностную плотность и жесткость. Вырабатывается из пряжи, включающей х/б, вискозные и шерстяные волокна в различных сочетаниях с прокладыванием просновок из натурального волоса или химических упругих нитей. Располагается эта зона не ниже 2 см глубины проймы и не попадает в шов стачивания вытачек на полочках.

Переходная зона может иметь подзоны, в каждой из которых разнообразные по волокнистому составу нити чередуются друг с другом, благодаря чему достигается постепенное снижение жесткости от жесткой зоны к мягкой. Должна располагаться выше линии бокового кармана не менее чем на 2-3см.

Мягкая зона состоит из однородной пряжи и имеет наименьшую из всех зон поверхностную плотность и жесткость.

В зависимости от свойств многозональной прокладочной ткани и материала верха пиджака прокладка может быть выкроена с лацканом или без, для уменьшения его жесткости. Отрезанную часть лацкана заменяют прокладкой, выкроенной из мягкой зоны.

Если материалы, применяемые для пошива одежды, имеют большую подворсовку с изнаночной стороны, то их дублирование клеевыми прокладками не производится, т.к. наличие ворса препятствует приклеиванию прокладки. В этом случае используют каркасный пакет прокладок, не имеющий клеевого соединения с материалом верха одежды.

Особенности дублирования деталей женских и детских пальто

Для женских и детских пальто и костюмов применяются однослойные клеевые прокладки.

Клеевую прокладку располагают по всей поверх­ности полочки или на отдельных ее участках (в верх­ней части полочек и в нижней части подборта). В из­делиях с цельновыкроенными подбортами в зависи­мости от конструкции изделия клеевую прокладку раз­мещают за линией перегиба борта на 15-20 мм или делают ее цельновыкроенной с прокладкой полочки, располагая на расстоянии 2 мм от срезов подборта.

Для прикрепления внутренних срезов подбортов к бортовой прокладке на клеевую прокладку перед со­единением ее с полочкой настрачивают полоску хлоп­чатобумажной ткани шириной 4-6 мм, выкроенную по косой.

Выкроенные согласно конфигурации срезов кле­евые прокладки прикрепляют около срезов горлови­ны, пройм и плечевых срезов. Укладывание и при­крепление прокладки должны осуществляться так, чтобы ее срезы входили в припуски на швы на 1-2 мм.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *