Жабыстыру арқылы ұштастыру әдісі немесе қос мүшелі тігіс
Scarf joint
Жабысқан буын: Ағаш және металл бұйымдарын ұзартудың берік әдісі. Буынды жасау, артық көрінбейтін жабыс тігісі, күштілік артықшылықтары туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ағаш өңдеу немесе металл өңдеу кезінде екі бөлікті ұштарынан біріктіру әдісі.
Method of joining two members end to end in woodworking or metalworking
Шапан тігісі – ағаш өңдеу немесе металл өңдеу кезінде екі бөлікті ұштарынан біріктіру әдісі. Шапан тігісі, егер қосылатын материал қажетті ұзындықта болмағанда қолданылады. Бұл басқа тігістерге, мысалы, тіке тігіске және жалғастыру тігісіне балама болып табылады және әдетте ағаш шеберлігінде олардан артықшылыққа ие, себебі ол көзге жақсы көрінбейтін желім тігісін қамтамасыз етеді.
A scarf joint, or scarph joint, is a method of joining two members end to end in woodworking or metalworking. The scarf joint is used when the material being joined is not available in the length required. It is an alternative to other joints such as the butt joint and the splice joint and is often favored over these in joinery because it yields a barely visible glue line.
Әдістер
Бөлме кесу арқылы әрбір элементтің қарама-қарсы еңкейтілген ұштары жасалады, содан кейін олар біріктіріледі. Ағашпен жұмыс істегенде, бұл ұзын талшықты желімдеу бетін жақсартады, нәтижесінде қарапайым тік бұрышты қосылысқа қарағанда мықтырақ қосылыс пайда болады. Еңкейту бұрышы әдетте 1:8 және 1:10 аралығында болады. Қарапайым шарфтың ұштары жұқа нүктеге дейін тегістеледі, бұл дайын өнімде қосылысты жасыруға көмектеседі, ал шарфтың басқа түрлерінде ұштары көбінесе үйлесімді бөліктегі иыққа енетін жуан "тілім" етіп кесіледі. Ескі ұшақтарды қалпына келтіру кезінде шарфты қосылыстар қолданылса, көптеген дамыған елдер барлық мұндай қосылыстарда 1:8-ден кем емес бұрыш қолданылған жағдайда ғана ұшуға жарамдылық туралы сертификат береді.
The joint is formed by cutting opposing tapered ends on each member which are then fitted together. When working with wood, this gives better long grain to long grain gluing surface, which yields a stronger joint than would be achieved with a simple butt joint. The tapers are generally cut at an angle between 1:8 to 1:10. The ends of a plain scarf are feathered to a fine point which aids in the obscuring of the joint in the finished work, while in other forms of scarf the ends are frequently cut to a blunt "nib" which engages a matching shoulder in the mating piece. Where scarfed joints are used in the restoration of vintage aircraft most developed countries will only issue an airworthiness certificate if all such joints have used an angle no less than 1:8.
Қуаттылығы
Клеймен біріктірілген екі бөліктің ең жоғары осьтік күшін анықтау екі теңдеуді қолдану арқылы оңай анықталады. Бұл теңдеулерді проблеманың геометриясынан, осьтік күш компонентін тартқыштық күш пен қиылыс күшіне, шарфтық қосылысқа перпендикуляр және параллель бөліктерге бөлу арқылы шығаруға болады. Қиылыс күшінің беріктігі σ/2-ге тең деп есептеледі. Егер қиылыс күшінің беріктігі σ/2-ден жоғары болса, келесі теңдеулерді түзету қажет. Ең жоғары осьтік күшті беретін екі теңдеу: F=σ/sin(α)^2 және F=σ/sin(2α), мұнда α – горизонтальдан қосылысқа дейінгі бұрыш. Белгілі бір мәселе үшін екі теңдеу де есептелуі керек, ал екеуінің кіші F мәні – рұқсат етілген ең жоғары осьтік күш шамасы. Бірінші теңдеу кернеудегі бұзуды ескереді. Екінші теңдеу қиылыстағы бұзуды ескереді. Кейбір ерекше бұрыштарды ескеру қажет немесе екі теңдеудің графиктерін бір графикте салыстыру керек. Қосылыс α=90° бұрышта кернеу шектеріне байланысты, ал α=45° бұрышта қиылыс шектеріне байланысты ең әлсіз болады. Дегенмен, егер қиылыс күшінің беріктігі σ/2-ден жоғары болса, α=45° бұрышы α=90° бұрышынан берік болады. Бұл екі бұрыш арасындағы қосылыстың ең жоғары беріктігі 63.4° бұрышта байқалады. 25.4° бұрышта қосылыс 63.4° бұрыштан берік болады. Бұрыш жеткілікті кішкентай болғанда, қосылыстың беріктігі арта береді және бұзу екі бөліктің кез келген жерінде, көбінесе қосылыстың сыртында пайда болады.
Determination of the maximum axial force for two pieces joined by adhesive can easily be determined using two equations that can be derived from the geometry of the problem by breaking the axial force component into a tensile force and shear force normal and parallel to the scarf joint. Shear strength is assumed to be equal to σ/2. The following equations need to be adjusted if the shear strength is greater than σ/2. The two equations that give a maximum axial force are F=σ/sin(α)^2 and F=σ/sin(2α), where α is the angle from the horizontal to the joint. Both should be evaluated for a given problem, and the smaller F of the two is the magnitude of the maximum allowable axial force. The first equation accounts for failure in tension. The second equation accounts for failure in shear. Some special angles should be noted or the graphs of two equations should be compared on the same plot. The joint is weakest at α=90° due to tension limits and 45° due to shear limits. However, α=45° will be stronger than α=90° if shear strength is greater than σ/2. The joint is strongest between these two angles at 63.4°. The joint becomes stronger than 63.4° at 25.4°. At a shallow enough angle, strength of the joint continues to increase and failure will occur anywhere in the two pieces, most likely outside the joint.
Вариациялар
Ағаш өңдеуде, бір-бірімен байланысқан беттерінің болуына қарай екі түрлі қалпақ буыны бар. Қарапайым қалпақ буыны – бұл қосылатын материалдың осьтеріне қатысты бұрышта кездесетін екі жазық бет, ол толығымен жабысқыш және/немесе механикалық бекіткіштерге (мысалы, бұрандалар, шегелер немесе болттар) сүйенеді. Ілмекті, кілті бар және тілімделген қалпақ буындары сияқты байланысқан қалпақ буындары әртүрлі тартылу және қысылу күшіне ие, бірақ көпшілігі буынды жабық ұстау үшін механикалық бекітуге тәуелді. Қатықтық қажет болғанда қарапайым қалпақ буыны қолданылмайды, сондықтан оны көбінесе әрлеу мақсатында, мысалы, жиек немесе қалыптау орнатуда қолданады. Қазіргі заманғы жоғары беріктік жабысқыштарды қолдану қарапайым қалпақ буынының құрылымдық өнімділігін едәуір арттыра алады. Кілтті ілмек қалпақ буыны кеме және қайық құрылысында, сондай-ақ ағаш қаңқаларында және ағаш көпірлер салуда жиі қолданылады. Мұндай ірі ағаштарда қалпақ буыны дерлік әрқашан өткізгіш болттармен бекітіледі және көбінесе сырттан темір немесе болаттан жасалған пластиналармен және/немесе таспалармен күшейтіледі. Тақтаны қолдану үшін тым қысқа кесіп алғанда туындаған мәселелерді шешу үшін де қалпақ буынын қолдануға болады. Тақтаны қалпақ буынын жасау үшін конус тәрізді кесіп екіге бөлуге болады. Буынды біріктірген кезде конустар бір-біріне сығады, нәтижесінде екі бөлік бір-бірімен тікелей сызықта болмайды. Бұл тақтаны ұзартуға мүмкіндік береді. Жабысқыш кепкеннен кейін тақтаны тегіс қалыңдыққа дейін жоңдауға болады, нәтижесінде ұзынырақ, бірақ жұқа тақта шығады. Дәстүрлі ағаш қаңқаларында ағаштарды біріктіру үшін көптеген түрлі қалпақ буындары қолданылады.
In woodworking, there are two distinctly different categories of scarf, based on whether the joint has interlocking faces or not. A plain scarf is simply two flat planes meeting on an angle relative to the axis of the stock being joined, and depends entirely on adhesive and/or mechanical fasteners (such as screws, nails, or bolts) for all strength. Interlocking scarf joints, such as a hooked, keyed, and nibbed scarves, offer varying degrees of tensile and compressive strength, though most still depend on mechanical fastening to keep the joint closed. The plain scarf is not preferred when strength is required, so it is often used in decorative situations, such as the application of trim or moulding. The use of modern high strength adhesives can greatly increase the structural performance of a plain scarf. The keyed hook scarf is common in ship and boat building, as well as timber framing and wooden bridge construction. In large timbers such as these the scarf is virtually always secured with through bolts, and is frequently reinforced externally with iron or steel fishplates, and/or strapping. A scarf joint may also be used to fix problems caused when a board is cut too short for the application. The board can be cut in half with a tapered cut yielding a scarf joint. When the joint is glued together, the tapers are slid against each other so that the two sections are no longer in line with each other. This has the effect of making the board longer. Once the glue has set, the board can be planed down to an even thickness, resulting in a longer but thinner board. In traditional timber framing there are many types of scarf joints used to join timbers.