Технология соединения шкантами – как сделать своими руками и другие способы соединения

Сращивание по длине

Такой вид соединения деревянных деталей имеет некоторые нюансы. По своей сути это удлинение элементов в горизонтальном направлении. Сращивание может быть:

  • Впритык — срезы концов выполняются под прямым углом и совмещаются друг с другом. В оба бруса (бревна) забивают скобу.
  • Косой притык — срезы выполнены под углом, а концы скрепляют штырем или гвоздем.
  • Торцевой притык с гребнем.
  • Прямая накладка — длина вырубки в 1,5-2 раза больше, чем толщина бруса (бревна).
  • Косая накладка — концы срезают под углом и фиксируют болтами.
  • Накладка с косым прирубом — на концах деталей выполняют торцевые гребни, имеющие ширину и длину в одну треть толщины бруса.

Что собой представляет

Прежде чем узнать детали монтажа, потребуется информация о том, что такое шкант. Так называют крепеж, позволяющий надежно фиксировать разные части мебели. Выглядит он как небольшой цилиндрический стержень с закругленными концами. Шкант не усложняет разборку предметов, но при этом выдерживает даже сильные нагрузки. Материал для его изготовления может применяться любой: пластик, металл, дерево. Для более плотного прилегания его поверхность должна быть рифленой (прямой, винтообразной, поперечной).

Оптимальной будет окружность мебельного шканта, равная не более трети толщины стенок, это позволит сделать сборку надежной и максимально устойчивой к высоким нагрузкам. Длина же подбирается индивидуально, с учетом основы. Используются такие детали как при производстве фабричной мебели, так и при самостоятельной сборке конструкции.

Сплачивание по ширине

Применяют для увеличения изделия по ширине

Используя способы сплачивания, важно обращать внимание на расположение годовых колец дерева. Важно чередовать доски в зависимости от их направления. Варианты сплачивания такие:

Варианты сплачивания такие:

  • Впритык — детали нужно обтесать и прифуговать по угольнику.
  • В шпунт — высота и ширина гребня равняется 1/3 толщины доски.
  • В ножовку — кромки нужно обтесать под острым углом к широкой плоскости доски.
  • Гребнем с высотой от 1/3 до половины доски.
  • Четверть с уступом, равным половине толщины доски.
  • В шпунт с рейками — в каждой доске выбрать пазы, в которые нужно вставить рейку, имеющую ширину вдвое больше глубины паза.

Виды соединения

При соединении деревянных деталей нужно помнить важный момент — всегда тонкая деталь крепится к толстой, но не наоборот.

Согласно взаимному расположению элементов различают такие способы соединения деталей из дерева:

  • наращивание — увеличение детали по высоте;
  • сращивание — удлинение заготовки;
  • сплачивание — увеличение элемента по ширине;
  • вязка — соединение под углом.

Способы соединения деревянных деталей при изготовлении мебели чаще всего используют следующие:

  • склеивание;
  • «ласточкин хвост»;
  • встык;
  • пазовое;
  • внахлест;
  • глухое на шипах;
  • сквозное шиповое.

Рассмотрим технологии некоторых соединений более детально.

Ящичные соединения

Ящичные столярные соединения относятся к категории угловых. Они широко применяются при производстве мебели и изготовлении столярных изделий. Такие соединения могут быть выполнены при помощи шипов прямых или косых. Их количество зависит от ширины и толщины деталей (щитов). На обоих концах соединяемых деталей делают шип. Та деталь, которая имеет на краю проушину, имеет на один больше выступ.

Соединения ящичного типа могут быть глухими, сквозными, на чистый ус или вполупотай. Выбор зависит от области применения изделий. Сквозные стыки используют для деталей, которые расположены внутри заготовки, а также на лицевых сторонах, если планируется последующее покрытие поверхностей фанерой.

Если деталь открыта только с одной стороны, заготовки соединяют вполупотай. Если же они открыты со всех сторон, применяется методика впотай. Могут применяться вставные шипы. Но такой тип стыковок наименее прочный.

Ящичные примыкания создаются при помощи прямых сквозных шипов, пазов с гребнем. Они могут быть прямоугольной, треугольной, трапециевидной формы. Пазы применяют в том случае, если с внешнего края выступающие торцы иметь нежелательно.

Шипы для фиксирования бруса: какие выбрать и для чего?

Самыми востребованными являются шканты, созданные из твердых сортов древесины. Максимально прочными вариантами выступают шипы из дуба либо березы. Их не представляется возможным деформировать, согнуть, сломать. Однако существует одно условие. Они должны быть правильно зафиксированы. Какова их форма и размеры? Оптимальное решение – детали округлых контуров. Их длина не должна превышать 25 мм. Деревянные нагели обязаны быть гладкими, ровными не только в точке монтажа, а по всей поверхности. Именно такие гвозди гарантируют максимально долгий срок службы.

Установка шкантов в брус – это обязательное правило для брусовых и бревенчатых конструкций. Шипы из березы являются самым распространенным вариантом. Такие нагели не могут стать аналогом саморезов или примитивных гвоздей. Если их использовать, то гарантировать устойчивость и надежность сооружения невозможно. Также стоит отказаться от применения арматуры. Металлические версии могут привести к ряду негативных последствий, что объясняется непосредственным взаимодействием материалов с разными параметрами теплопроводности. К чему может привести использование нагелей из металла? Это может быть:

  • образование конденсата;
  • покрытие поверхности шипов ржавчиной;
  • загнивание всего слоя древесины.

Глубина и ширина отверстия

При сборке мебели обычно используют конфирмат размером 6,4*50. Т.к. диаметр резьбы 6,4 мм, а диаметр тела конфирмата 4,4 мм, то для качественного крепления деталей диаметр отверстия должен быть в пределах 4,5-5 мм и глубиной не менее 50 мм.

Если толщина отверстия будет больше указанной – конфирмат будет плохо держать детали, если меньше – он своей толщиной может разорвать ДСП.

Для сверления используют конфирматное сверло, диаметром 4,5 мм, которое оснащено дополнительной головкой для сверления увеличенного отверстия под шейку конфирмата, которая так же делает зенковку под его шляпку.

Конечно, можно использовать и обычное сверло диаметром 5 мм, но для качественного крепления в отверстии дополнительно нужно будет делать место под шейку конфирмата и его шляпку.

Использование нагелей в строительстве домов и бань

Шканты деревянные применяют при возведении различных сооружений с бревенчатыми или брусовыми стенами. Их использование утверждено нормативами строительных организаций, проектами домов из дерева. На практике применение березовых шипов обеспечивает деревянным основаниям безупречное соединение. Оно отличается подвижностью вертикального уровня. Однако это не мешает древесине осуществлять естественную усадку.

В процессе строительства домов из дерева часто прибегают к изготовлению шкантов для бруса своими руками.

Качество сборки и надежность стен будут находиться на самом высоком уровне и порадуют любого.

Итак, хотя самостоятельное изготовление шкантов кажется на первый взгляд чем-то сложным и трудоемким, на самом деле оно является примитивным заданием

Здесь важно соблюдать четкость, плановость и следовать инструкции

Изготовление или восстановление предметов домашней утвари, мебели и иных предметов, изготовленных из дерева, потребует применения различного рода, основных и вспомогательных инструментов. Но не все они, могут оказаться под рукой, что делать в таком случае, бежать в магазин? Совсем не обязательно. Многие умельцы, давно изготавливают нужные в работе инструменты, своими руками, из подручных материалов, таким образом экономя денежные средства.

Основные способы соединения бруса при укладке

По месту соединения нужно выбирать определенный метод, гарантирующий оптимальную прочность и плотность стыка. Угловые соединения можно выполнять:

  • с выступающими за основные размеры концами;
  • без выступов;
  • укладкой встык, когда брусья не накладываются друг на друга;
  • Т-образным соединением для стен внутри здания.

Рисунок 2. Устройство прямоугольного коренного шипа.

Технология способа с остатком обеспечивает лучшее качество углового соединения, но требует большего расхода материала. На каждом брусе получается от 0,4 до 0,6 метра нерационально используемой длины. При высоте в 15 венцов общая неиспользуемая длина составит от 20 до 36 м. При длине бруса 4 м это составит от 5 до 9 дополнительных изделий. Посмотреть угловое соединение с выступающими частями можно на рис. 1а.

Первый венец в здании обычно укладывается в сочленение с замочным пазом со специфическим названием стыка — «обло». Такой способ применяется при любом методе укладки материала, с выступами или без. Выборка выполняется на половину толщины изделия. Сочленение углов дома без выступов можно посмотреть на рис. 1б. Последующие венцы для предотвращения смещения в основных плоскостях нужно стыковать по типу «коренные шипы» с установкой нагелей. Устройство прямоугольного коренного шипа показано на рис. 2.

Нагель представляет собой деревянный брусок круглого сечения длиной 25 см и толщиной около 30 мм. В уложенном на прокладочный материал брусе нужно просверлить отверстие глубиной, превышающей длину нагеля на 20-40 мм, и в него забить деталь.

Соединение углов встык является самым простым способом. Качество таких стыков крайне низкое, создать теплый угол таким способом нереально. Крепление бруса при такой стыковке выполняют металлическими кронштейнами с шипами, прибиваемыми гвоздями. Укладка бруса встык показана на рис. 1в. Как крепить брус металлическим кронштейном, можно увидеть на рис. 1е.

Рисунок 3. Ласточкин хвост.

Т-образное соединение капитальных и внутренних перегородок имеет несколько вариантов:

  • стык с использованием замочного паза;
  • сочленение «паз-шип» в виде симметричной трапеции;
  • сочленение «паз-шип» в виде несимметричной трапеции с прямым углом;
  • использование сочленения «паз-шип» прямоугольной формы.

Шипы в виде трапеций предназначены для сохранения соединения при расшатывании конструкции и усилиях, направленных на растаскивание в разные стороны. Устройство таких сочленений является сложным, но и более надежным креплением. Из-за внешнего вида соединение получило название «ласточкин хвост». Устройство такого сочленения можно посмотреть на рис. 3. Изготовление «ласточкиного хвоста» требует тщательности и терпения при подгонке поверхностей.

Многие мастера предпочитают крепить стены при помощи прямоугольных коренных шипов. Часто на Т-образных соединениях применяют крепление специальными скобами, длинными болтами с шайбами большого диаметра или гвоздями. Пример соединения шипами с прямым углом показан на рис. 1г.

Как еще декорировать такие соединения

Угловые накладки сами но себе лаки возможность комбинировать разные породы древесины, и вы сумеете создать десятки вариантов, но ваше творческое воображение не должно ограничиваться только ими. Добавив к накладкам нагели или пробки, можно получить еooе более интересный декоративный эффект. Сначала разметьте на накладке места, где будут вклеены пробки (фото D). Мы расположили 10-миллиметровые пробки с отступом 13 мм от длинной стороны накладки и на расстоянии 25 мм друг от друга. Изготовьте пробки из той же породы древесины, из которой сделана рамка, или подберите третью породу, контрастирующую с накладкой.

Эти пробки проходят сквозь накладку в рамку, не выходя наружу с другой стороны. Направление волокон в пробках должно быть таким же, как и в накладках, чтобы уменьшить напряжения в деталях при изменении размеров от колебаний влажности. Вклейте пробки в отверстия, оставив небольшой припуск над поверхностью. После высыхания клея удалите припуск с помощью мелкозубой ножовки (фото Е). Затем отшлифуйте пробки вровень с поверхностью рамки.

Наращивание по высоте

Из названия понятно, что суть заключается в удлинении брусьев или бревен в вертикальном направлении. Оси элементов находятся на одной вертикальной прямой. Виды наращивания такие:

  • Наращивание впритык. Для восприятия случайных нагрузок по бокам вставляется заершенный штырь.
  • Наращивание с одним или двумя шипами. Ширина и высота одного шипа должны быть не меньше одной трети толщины бруса. Глубина гнезда — чуть больше высоты шипа.
  • Наращивание в полдерева. Концы обоих бревен нужно срезать на половину их толщины на 3-3,5 диаметра в длину.
  • Наращивание языком. В одном брусе нужно выпилить развилку, в которую нужно вставить соответственно срезанный конец другой заготовки. Само соединение необходимо обернуть жестью.

Врезка

Врезка, или врубка, – это угловое или срединное соединение, с помощью которого вы можете надёжно скрепить друг с другом две доски или деревянные брусья. Одна деталь прикрепляется торцом к другой. Методика выполнения врезки основана на стыковом соединении. Сделайте в пласти вырез под торец и после этого приступайте к основной части работы.

ФОТО: YouTube.comТакой метод крепления чаще всего используется в ящичных или рамных соединениях, например при сборке шкафа или каркаса для строительства дома

Основные типы соединений с применением врубки – тавровая врубка, угловая в потёмок или угловая в фальц. Каждый из этих методов соединения имеет свои особенности. Если вы решили сделать угловую фальц-врезку, вам нужно сделать большее углубление ─ на две трети заготовки.

Вариации на тему

Смелее экспериментируйте с различными комбинациями пород древесины для рамок, накладок и декоративных пробок. Или испытайте некоторые из показанных здесь примеров.

A.Между пропилами оставьте перемычку шириной около 12 мм. Затем распилите перемычку с помощью ленточной пилы или вручную.

B.Эти накладки остроганы до толщины, которая на 0,5 мм больше глубины фальцев на углах рамки.

C.Удалите излишки материала накладок ленточной пилой, а затем отшлифуйте лицевую сторону и кромки, используя эксцентриковую шлифмашину.

D.Располагайте пробки на равных расстояниях от линии стыка деталей рамки.Размеры и расположение пробок должны соответствовать рамке и накладкам.

E.Взяв для этой операции мелкозубую ножовку с гибким полотном, направляйте ее параллельно волокнам накладки, чтобы не оставить грубых царапин.

При подготовке статьи использованы материалы замечательного издания для столяров WooDMaster

Как срастить доски на клею

Очень популярный метод соединения досок и брусков — продольное и поперечное склеивание. При соединении досок широкой стороной торец может быть ровным, хотя в большинстве случаев используют пазогребневый профиль. Очень важна плотная подгонка деталей, чтобы слой клея был как можно более тонким, только так можно достичь максимальной прочности. Иногда на торец, смазанный клеем, наносят небольшое количество хлопкового волокна, это повышает качество сцепки.

Доски можно соединять и в профиль, но для этого потребуется выполнить клиновидную зубчатую нарезку обоих торцов со смещением в пол зуба для разных деталей. В домашних условиях такую операцию можно выполнить с применением ручного фрезера.

Для склеивания деталей используют казеиновый клей или ПВА высокой концентрации, для придания прочности в клеящее вещество добавляют просеянную древесную муку. Поверхности покрывают клеем и выдерживают на воздухе 3–5 минут, после чего помещают под гнет или сдавливают струбцинами. Такое соединение получается прочнее самого дерева и никогда не ломается по стыку.

Мебельные шканты в фабричных конструкциях

Фабричная мебель – это яркий пример правильного и эффективного использования шкантов в соединениях деталей. Именно в «фабричке» шкант будет плотно входить в своё отверстие и даже без клея обеспечивать надёжное соединение деталей. Вот как выглядит соединения с участием шкантов в фабричной мебели:

Как видите, в фабричной мебели не используется соединение деталей исключительно на шкантах. Здесь шкант идёт в паре с минификсом. Ещё в фабричной мебели шканты используются в паре с конфирматами и другой соединительной фурнитурой. Именно так должно осуществляться разборное мебельное соединение. Шкант не «садят» на клей, а просто вбивают в просверленное для него отверстие. Это обеспечивает прочность и жёсткость конструкции. А конфирмат или минификс выполняет функцию стяжки.

Именно поэтому, покупатель фабричной мебели может без проблем разобрать свою конструкцию и, при необходимости, перевезти её в любое место.

Почему гаражники не делают таких соединений? А они не могут так сделать. Чтобы обеспечить точное сверление отверстий в деталях, нужны промышленные сверлильные станки, которых у гаражников нет. А с помощью ручной дрели, увы, так не просверлишь. Именно поэтому, гаражники просто не имеют морального права ставить шканты там, где можно поставить минификс или мебельный уголок. Увы, некоторые «умельцы» так и продолжают изготавливать в своих гаражах полный «шканто-шлак» вместо мебели. Надеемся, наступит время, и бракоделы свернут свою работу, а на рынке останутся только добросовестные мебельщики, которые, прежде всего, думают о своих клиентах.

Как правильно выбрать соединение

Сращивание выполняется при возведении несущих стен, сооружении межкомнатных перегородок, обустройстве стропильной системы, пола. Разновидность используемого стыкования следует выбирать в зависимости от типа нагрузки:

сжатие, важно выполнить так,чтобы торцы соприкасаются по возможности большими участками;
растяжение, обязательно должно выполняться соединение в замок;
изгиб, стык выполняется под углом.

При разных типах торцы деталей вырезаются определенным образом. При стыковании в замок укладывается утеплитель джут. Для наращивания в длину применяются различные разновидности соединения.

При стыковании древесины методом шип на шпонках позволяет создавать прочную конструкцию, обладающую требуемой жесткостью. Необходимо выполнить высококачественные шпонки. Замковые соединения используются для сращивания пиломатериала,из которого будут возводиться несущие стены.

Сращивание пол дерева

Является самым элементарным решением. Торцы стыкуемых элементов вырезается под прямым углом половина толщины деревянной детали. Детали соединяются путем складывания одного торца с другим. Плотность стыка обеспечивается утеплителем (укладывается джутовая лента). В строительстве прочность соединению придается установкой деревянных нагелей.Дополнительно можно закрепить узел шурупами.

Соединение в коренной шип

Схема соединения бруса в коренной шип

Этот вариант соединения выполнить несколько сложнее. С торца одной из деталей вырезается шип (размером в 1/3 сечения), и на второй делается соответствующий паз (напоминает трапецию). Это трудоемкое соединение требует особой точности выполнения (соблюдается угол в 45°).Подобным образом стыкуются углы сруба.

Дополнительно соединение укрепляется нагелями. Если элементы стыкуются таким образом, то брусы не смещаются горизонтально.

Соединение в косой замок

Сращивания бруса в косой замок

Является наиболее подходящим,если узел будет испытывать нагрузку на изгиб.Это достаточно сложный тип стыкования,но по прочности такой стык превышает многие. На торцах по соответствующим размерам выпиливаются косые шип с пазом(с изгибами). Складываемые две детали образуют замок. Стык закрепляется двумя нагелями.

Сращивание путем прикладывания

Сращивание бруса в накладной замок

Является достаточно сложным типом стыкования. Выпиливается замок в двух частях древесины. Так соединяются два звена сруба между собой. Брус складывается торцами и сращивается строительной скобой. Нагели установлены в нижний ряд.

Соединение бруса на шпонках

Соединение бруса по длине на шпонках

Также является эффективным способом сращивания венца. Создаются пазы на двух торцах, а после укладки забивается деревянная шпонка.Само стыкование можно выполнять в полдерева (предварительно следует изготовить шпонки, просверлить отверстия диаметром поменьше). Глубину врезки надо брать в 2 см.

Если таким образом выполняется сращивание, то это очень прочный метод соединения в возведении построек. В двух деталях выпиливаются пазы. Торцы складываются, в паз устанавливается шпонка (деревянная вставка, клин, например из осины, может выполняться из металла). Ее форма может различаться (призматическая, прямоугольная). Она плотно скрепляет две детали.

Все способы сращивания и самые простые, и более сложные требуют выполнения довольно точных запилов брусе обеспечивая тем самым прочное соединение.

Применение

Данные изделия издавна применяются и обширно распространены в металлообработке. Так, кондукторами комплектуют многие станки. Нужда в шаблонах для шкантов в сфере деревообработки обусловлена распространенностью закрытых мебельных соединений. В данной отрасли промышленности рассматриваемые приспособления применяют как в серийном производстве, так и при сборке. В последнем случае мебельные кондукторы служат для сверления отверстий под шканты.

Помимо названных сфер, такие устройства востребованы в строительстве, машиностроении, бытовых работах.

Сфера применения определяется типом кондуктора. Так, накладные устройства служат для обработки плоских деталей, плит ДСП и МДФ. Угловые применимы как для мебели, так и для плит ДСП и МДФ. Поворотные изделия рассчитаны на проделывание отверстий в цилиндрических деталях. Универсальные модели подходят для мелкосерийного мебельного производства. Опрокидываемые варианты рассчитаны на одновременную обработку в нескольких плоскостях. Закрепляемые и скользящие кондукторы наиболее подходят для бытового использования. К тому же последние несовместимы с одношпинделевыми станками.

Жесткие модели ориентированы на проделывание отверстий в предметах с неровной плоскостью вроде труб. В рассматриваемом случае их закрепляют с применением струбцины, но для мебели названный способ не подходит, так как возможна деформация поверхности.

Использование кондукторов упрощает и ускоряет осуществление работ за счет того, что это избавляет от необходимости ручных замеров и расчетов.

Как это делается

Перед тем как начать работу с рамками, изготовьте простое приспособление-салазки из реек сечением 19×25 мм и куска МДФ-плиты или березовой фанеры.

Затем вам потребуются уже склеенные рамки и несколько пробных соединений на ус, на которых вы сможете потренироваться. Чтобы сделать накладки для рамок с шириной деталей 50 мм, распустите по толщине обрезки размерами около 120×200 мм, чтобы получить тонкие заготовки шириной не менее 50 мм. Обрезки могут быть из цельной доски или склеены из разных пород древесины. Поднимите диск до высоты 50 мм и настройте продольный (параллельный) упор так, чтобы расстояние от пропила до внешней пласти обрезка было чуть больше глубины будущих фальцев на углах рамки. Для безопасности и лучшего контроля при пилении коротких обрезков используйте прижим-гребенку и толкатель. Переверните обрезок и сделайте второй пропил, оставив в середине перемычку около 12 мм, чтобы заготовка для накладок оставалась на обрезке (фото А). Затем отделите эту заготовку с помощью ленточной пилы или ножовки.

Ссылка по теме:  Отделка шпоном – фанерование: технология, инструкция по изготовлению поверхности

Разновидности и характеристики нагелей

Теперь, когда мы знаем, что такое нагеля, можно рассмотреть их параметры и классификацию. При применении деревянных нагелей в соединении бруса, балок, бревен или других элементов конструкции штыри удерживают от непропорционального изменения размеров соединяемые детали при усушке дерева. Вбитый в древесину нагель для бруса при приложении изгибающих, сдвигающих или прямых нагрузок проворачивается из-за смятия древесины, и изгибается, увеличивая площадь соприкосновения и сопротивление нагрузке.

Если древесина набирает влажность, то ее объем увеличивается, и в месте нахождения нагеля для бруса начинается обратный сдвиг, то есть, нагрузка на метиз уменьшается, и нагель вновь занимает первоначальную позицию. Поэтому именно для деревянных конструкций, более подверженных изменениям геометрии и физических характеристик, деревянные нагеля предпочтительнее других типов метизов.

Преимущества, которыми обладают деревянные нагели:

  1. Шканты из дерева гораздо эффективнее выдерживают любые нагрузки, так как дерево – материал гибкий;
  2. Так как и нагели для бруса, и сам брус сделаны из древесины, их параметры схожи, и при усушке, переувлажнении или механических нагрузках объем и размеры изменяются одинаково и одновременно, что помогает сохранить целостность конструкции;
  3. При переувлажнении деревянный нагель расширяется, уплотняя и герметизируя соединение.

Недостатки: деревянный шкант служит намного меньше, чем металлический нагель, больших нагрузок выдержать не способен, поэтому использование таких метизов ограничено особенностями зданий и сооружений.


Схема соединения деталей нагелями

Металлические нагели сделаны из железного прута, но их увеличенная долговечность и прочность не являются основанием для более частого применения в строительстве деревянных домов. Нагель металлический образует слишком прочное и неподвижное соединение, которое удерживает деревянные детали от необходимых минимальных сдвигов пир усадке, усушке или увлажнении.

Достоинства металлических нагелей в строительстве:

  1. Фиксированный размер – это надежность удержания нагеля в заданном положении без выдавливания или проваливания;
  2. При забивании железных метизов верхних слой древесины не способен деформироваться или коробиться;
  3. На металлические нагеля проще крепить теплоизоляцию, использовать пружинную стяжку.

Недостатки: из-за высокого коэффициента теплопроводности железа в местах креплений часто появляются «мостики холода». При этом жесткое крепление помогает появлению и накоплению конденсата вокруг метизов, а резьбовая поверхность, разрушая при вкручивании древесину, облегчает впитывание влаги в деревянные элементы конструкции брусового сооружения.


Металлический нагель для соединения деревянных деталей

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий