Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF
Розроблено методику визначення необхідної міцності зубчастого шипового з’єднання заготовок із MDF, наведено схеми навантаження погонажу та епюру поперечних сил і згинальних моментів. Разработана методика определения необходимой прочности зубчатого соединения заготовок из MDF, приведены схемы нагрузк...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Науково-виробниче видання "Лісовий журнал" |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Український ордена "Знак Пошани" НДІ лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Держкомлісгоспу та НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38863 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF / Л.І. Коваль, С.В. Гайда, О.М. Удовицький // Науково-виробниче видання “Лісовий журнал”. — 2011. — №. 2. — С. 69-71. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859655685285871616 |
|---|---|
| author | Коваль, Л.І. Гайда, С.В. Удовицький, О.М. |
| author_facet | Коваль, Л.І. Гайда, С.В. Удовицький, О.М. |
| citation_txt | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF / Л.І. Коваль, С.В. Гайда, О.М. Удовицький // Науково-виробниче видання “Лісовий журнал”. — 2011. — №. 2. — С. 69-71. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Науково-виробниче видання "Лісовий журнал" |
| description | Розроблено методику визначення необхідної міцності зубчастого шипового з’єднання заготовок із MDF, наведено схеми навантаження погонажу та епюру поперечних сил і згинальних моментів.
Разработана методика определения необходимой прочности зубчатого соединения заготовок из MDF, приведены схемы нагрузки погонажа и эпюра поперечных сил и изгибающих моментов.
The method of determination of necessary strength of MDF blanks finger-joints is developed, the charts of loading of linear elements and epure of transversal forces and bending moments are resulted.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:39:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
69ЛІСОВИЙ ЖУРНАЛ, 2/2011
МЕХАНІЗАЦІЯ ЛІСОВОГО
ГОСПОДАРСТВА. ДЕРЕВООБРОБКА
МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ВІДНОСНОЇ МІЦНОСТІ
ЗУБЧАСТОГО З’ЄДНАННЯ ЗАГОТОВОК З MDF
Л. І. КОВАЛЬ, аспірант,
С. В. ГАЙДА, канд. техн. наук,
О. М. УДОВИЦЬКИЙ, канд. техт. наук,
Національний лісотехнічний університет
України
Розроблено методику визначення
необхідної міцності зубчастого шипового
з’єднання заготовок із MDF, наведено схеми
навантаження погонажу та епюру поперечних
сил і згинальних моментів.
Ключові слова: зубчасте шипове з’єднання,
абсолютна міцність, відносна міцність, руйнівний
згинальний момент, міцність на статичний згин.
П
огонаж – довгомірний виріб різного попере-
чного перерізу, який застосовують для оздоб-
лювальних, кріпильних та інших робіт [5].
Класичними прикладами виробів, які вимірюють у по-
гонних метрах, є канати, троси, шланги, труби тощо.
У деревообробці погонажними називають ви-
роби, довжина яких значно перевищує їх ширину і
товщину та які мають певний профіль, наприклад
вагонка, блок-хаус, плінтус, лиштва, багет тощо.
Сировиною для виробництва погонажу слугують і
масивна деревина, і деревопохідні матеріали. Най-
поширенішою сировиною для виробництва погона-
жу серед деревопохідних матеріалів нині є волок-
нисті плити середньої щільності – MDF, що мають
такі переваги над масивною деревиною: меншу
вартість, відсутність природних дефектів, краще
піддаються фрезеруванню і т. п.
За оцінками європейських експертів, Україна
щорічно використовує більш ніж 180 тис. м3 MDF, а
загальна річна вартість їх імпорту сягає 41 млн до-
ларів США [6]. Оскільки в Україні немає заводу з
виробництва MDF, то вся необхідна кількість імпор-
тується, це призводить до збільшення їх вартості, а
відповідно й вартості кінцевих виробів. З огляду на
це нагальною стала потреба в раціональному вико-
ристанні такого матеріалу.
Раціонального використання MDF можна досяг-
ти не лише внаслідок підвищення корисного виходу
заготовок під час розкрою, а й використовуючи від-
ходи від розкрою.
Один зі шляхів застосування відходів від роз-
крою MDF – переробка їх заготовки меншого роз-
міру, ніж розмір самих відходів. Прикладом такого
застосування є виробництво погонажу із відходів
розкрою MDF [6]. Особливість цього виробництва
полягає в тому, що заготовки з MDF потрібно зро-
щувати за довжиною.
Оскільки погонаж зі зрощеного MDF є новою
продукцією, а з’єднання MDF на зубчастий шип
ні хто раніше не досліджував, то потрібно обґрун-
тувати необхідну міцність зубчастого з’єднання
заготовок з MDF, яка б відповідала виробничим та
експлуатаційним вимогам.
При застосуванні зубчастого шипового
з’єднання для зрощування масивної деревини роз-
різняють два види міцності – абсолютну та відносну.
Абсолютна міцність показує максимальне на-
вантаження, котре може витримати зразок (деталь)
із певного матеріалу.
Відносна міцність – це відношення міцності зуб-
частого клеєного з’єднання до міцності суцільної
деревини, виражене у відсотках.
Абсолютну і відносну міцність зубчастого клеє-
ного з’єднання визначають шляхом випробування
на статичний згин. У виробничих умовах для швид-
кої оцінки якості зубчастих з’єднань застосовують
взірці, вирізані зі склеєних на зубчастий шип заго-
товок.
За величиною відносної міцності зубчасті
з’єднання поділяють на дві категорії:
• І – з величиною відносної міцності не менше
75%. До неї належать з’єднання, які зазнають вели-
ких зовнішніх навантажень. Для масивної деревини
це максі-шипи (довжина 50 та 32 мм);
• ІІ – з відносною міцністю не менше 60%. До неї
належать з’єднання на міді-шипи та міні-шипи (ма-
сивна деревина) з довжиною шипа 5, 10 та 20 мм.
Оскільки йдеться про зразки, виготовлені не з
масивної деревини, а з MDF, то за основу для ви-
значення відносної міцності потрібно брати саме
суцільні (не клеєні) зразки погонажних елементів із
MDF.
У процесі експлуатації на MDF-погонаж не діють
або діють незначні статичні навантаження, тому як
основу для визначення необхідної міцності зубчас-
того з’єднання потрібно брати виробничі і тран-
спортні (виникають у процесі транспортування) на-
вантаження на погонаж.
Основна частина статичних навантажень, які
діють на зубчасте з’єднання під час виробництва
70 ЛІСОВИЙ ЖУРНАЛ, 2/2011
і транспортування, пов’язана із власною масою
MDF-погонажу. Відповідно до принципів теоретич-
ної механіки [2] будуємо схеми навантаження пого-
нажу (рис. 1) для двох випадків: жорстке закріплен-
ня oдного кінця (схема №1), закріплення двох кінців
(схема №2). Тут l – загальна довжина погонажу,
м; l
1
–l
6
– довжина окремих елементів погонажу, м;
G – загальна вага погонажу, Н; G
1
– G
6
– вага окре-
мих елементів погонажу, Н.
Стандартом визначено методику і схему випро-
бування міцності зубчастого клеєного з’єднання
на статичний згин [4]. Дотримуючись таких самих
принципів теоретичної механіки, будуємо спроще-
ну схему навантаження дослідного зразка під час
визначення міцності зубчастого з’єднання на ста-
тичний згин (рис. 2).
Методика визначення необхідної відносної міц-
ності зубчастого шипового з’єднання погонажних
елементів з MDF базується на порівнянні руйнівного
згинального моменту суцільного дослідного зразка
та розрахункового згинального моменту погонажу.
В основу цієї методики покладено умову міцності за
нормальними напруженнями [1]:
де σ – максимальне розрахункове нормальне
напруження;
[σ] – допустиме нормальне напруження;
М
mах
– максимальний згинальний момент;
W – осьовий момент опору перерізу.
Отже, вираз для визначення допустимого зги-
нального моменту матиме такий вигляд:
Оскільки для одного і того самого матеріалу до-
пустиме напруження є сталою величиною й осьо-
вий момент опору перерізу для всіх зразків погонажу
одного профілю також однаковий, то й допустимий
згинальний момент також буде однаковим. Тому для
визначення необхідної відносної міцності можна за-
стосовувати порівняння руйнівного моменту дослідно-
го зразка із максимальним розрахунковим моментом,
визначеним для певного виду навантаження погонажу:
де M
max розр
– максимальний розрахунковий мо-
мент;
М
рн
– руйнівний момент (згинальний момент,
при якому відбувається руйнування дослідного
зразка).
Враховуючи динамічні навантаження, які вини-
кають у процесі виробництва і транспортування, а
також інші види непередбачуваних навантажень,
остаточну формулу для визначення необхідної від-
носної міцності зубчастого шипового з’єднання по-
гонажних елементів з MDF можна записати так:
де n – коефіцієнт запасу міцності.
Рис. 1. Схеми навантаження погонажу:
а) – схема №1 – жорстке закріплення; б) – схема №2 – консольне закріплення двох кінців
а) б)
Рис. 2. Схема навантаження дослідного зразка
під час визначення міцності зубчастого з’єднання
на статичний згин
[ ]σσ =
W
Mmax
max , (1)
[ ]σ=WM (2)
100%
.max
.. =
рн
розр
МВ
M
M
, (3)
(4)n
M
M
рн
розр
МВ = 100%
.max
.. ,
Рис. 3. Приклад епюри поперечних сил Q
та згинальних моментів М для схеми навантаження №1
71ЛІСОВИЙ ЖУРНАЛ, 2/2011
Згинальний момент, який виникає в місці при-
кладання навантаження (рис. 2) при випробуванні
з’єднання на статичний згин, дорівнює:
Звідси виходить, що значення руйнівного зги-
нального моменту буде дорівнювати добутку руй-
нівного зусилля та відстані від опори до точки при-
кладання цього зусилля:
Для визначення максимального розрахунко-
вого згинального моменту розбивають профілі на
характерні ділянки, межами яких є ймовірні місця
з’єднання, та визначають на цих ділянках попере-
чні сили і згинальні моменти. Вагу кожного окре-
мого елемента, а отже, загальну вагу погонажу
замінюють рівномірно розподіленим навантажен-
ням. Приклад епюри поперечних сил та згиналь-
них моментів для схеми навантаження №1 зобра-
жено на рис. 3.
Визначивши максимальний розрахунковий
момент, згинальний момент, при якому відбува-
ється руйнування дослідного зразка, та маючи
коефіцієнт запасу міцності, за формулою (4) ви-
значають необхідну відносну міцність зубчасто-
го шипового з’єднання для потрібного профілю
MDF-погонажу.
ВИСНОВКИ
Розроблено методику для визначення необ-
хідної відносної міцності зубчастого шипового
з’єднання заготовок з MDF, яка базується на по-
рівнянні згинальних моментів. У подальшому цю
методику можна застосовувати на підприємствах
для швидкого визначення міцності зубчастого
з’єднання. Для цього в чисельник формули (3) по-
трібно підставити згинальний момент, при яко-
му відбувається руйнування клеєного дослідного
зразка, а в знаменник – згинальний момент, при
якому відбувається руйнування цілісного дослідно-
го зразка.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Опір матеріалів: Підручник / Писаренко Г. С.,
Квітка О. Л., Уманський Е. С. / За ред. Писаренка Г. С.
– 2-ге вид., допов. і переробл. – К. : Вища шк. – 2004.
– 655 с.
2. Федуліна А. І. Теоретична механіка: Навч.
посіб. – К.: Вища шк. – 2005. – 319 с.
3. Древесина клееная массивная. Общие тре-
бования к зубчатым клеевым соединениям: ГОСТ
19414–90. – М.: ИПК Издательство стандартов. –
2003. – 6 с.
4. Древесина клееная массивная. Методы
определения предела прочности зубчатых клеевых
соединений при статическом изгибе: ГОСТ
15613.4–78. – М.: ИПК Издательство стандартов. –
1999. – 7 с.
5. Вироби полімерні погонажні профільні та
оздоблювальні стінові (рулонні і листові). Терміни
та визначення: ДСТУ Б А.1.1–28–94. – К.: Держком-
містобудування України. – 1996. – 38 с.
6. Коваль Л. І. Відходи від розкрою MDF – си-
ровина для виготовлення погонажних елементів
/ Науковий вісник Національного лісотехнічного
університету України: Збірник науково-технічних
праць. – Львів: РВВ НЛТУ України. – 2010. – Вип.
20.13. – С. 125–131.
METHOD OF DETERMINATION OF RELATIVE
STRENGTH OF MDF BLANKS FINGER-JOINTS
L. I. KOVAL, post-graduate student,
S.V.GAYDA, PhD.,
A.N.UDOVYTSKYJ, PhD.
National Forest Technical University of Ukraine.
The method of determination of necessary
strength of MDF blanks finger-joints is developed,
the charts of loading of linear elements and epure
of transversal forces and bending moments are re-
sulted.
Key words: finger-joints, absolute strength, rela-
tive strength, critical bending moment, static bend
strength.
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ
ПРОЧНОСТИ ЗУБЧАТОГО СОЕДИНЕНИЯ
ЗАГОТОВОК ИЗ MDF
Л. И. КОВАЛЬ, аспирант,
С. В. ГАЙДА, канд. техн. наук,
А. Н. УДОВИЦКИЙ, канд. техн. наук,
Национальный лесотехнический университет
Украины
Разработана методика определения необходи-
мой прочности зубчатого соединения заготовок из
MDF, приведены схемы нагрузки погонажа и эпюра
поперечных сил и изгибающих моментов.
Ключевые слова: зубчатое соединение, аб-
солютная прочность, относительная прочность,
разрушающий изгибающий момент, прочность на
статический изгиб.
(6)2lPM рнрн =
(5)2lPMM BA ==
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-38863 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0104 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:39:13Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Український ордена "Знак Пошани" НДІ лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Держкомлісгоспу та НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Коваль, Л.І. Гайда, С.В. Удовицький, О.М. 2012-11-24T10:54:22Z 2012-11-24T10:54:22Z 2011 Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF / Л.І. Коваль, С.В. Гайда, О.М. Удовицький // Науково-виробниче видання “Лісовий журнал”. — 2011. — №. 2. — С. 69-71. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. XXXX-0104 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38863 Розроблено методику визначення необхідної міцності зубчастого шипового з’єднання заготовок із MDF, наведено схеми навантаження погонажу та епюру поперечних сил і згинальних моментів. Разработана методика определения необходимой прочности зубчатого соединения заготовок из MDF, приведены схемы нагрузки погонажа и эпюра поперечных сил и изгибающих моментов. The method of determination of necessary strength of MDF blanks finger-joints is developed, the charts of loading of linear elements and epure of transversal forces and bending moments are resulted. uk Український ордена "Знак Пошани" НДІ лісового господарства та агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького Держкомлісгоспу та НАН України Науково-виробниче видання "Лісовий журнал" Механізація лісового господарства. Деревообробка Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF Методика определения относительной прочности зубчатого соединения заготовок из MDF Method of determination of relative strength of MDF blanks finger-joints Article published earlier |
| spellingShingle | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF Коваль, Л.І. Гайда, С.В. Удовицький, О.М. Механізація лісового господарства. Деревообробка |
| title | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF |
| title_alt | Методика определения относительной прочности зубчатого соединения заготовок из MDF Method of determination of relative strength of MDF blanks finger-joints |
| title_full | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF |
| title_fullStr | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF |
| title_full_unstemmed | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF |
| title_short | Методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з MDF |
| title_sort | методика визначення відносної міцності зубчастого з’єднання заготовок з mdf |
| topic | Механізація лісового господарства. Деревообробка |
| topic_facet | Механізація лісового господарства. Деревообробка |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/38863 |
| work_keys_str_mv | AT kovalʹlí metodikaviznačennâvídnosnoímícnostízubčastogozêdnannâzagotovokzmdf AT gaidasv metodikaviznačennâvídnosnoímícnostízubčastogozêdnannâzagotovokzmdf AT udovicʹkiiom metodikaviznačennâvídnosnoímícnostízubčastogozêdnannâzagotovokzmdf AT kovalʹlí metodikaopredeleniâotnositelʹnoipročnostizubčatogosoedineniâzagotovokizmdf AT gaidasv metodikaopredeleniâotnositelʹnoipročnostizubčatogosoedineniâzagotovokizmdf AT udovicʹkiiom metodikaopredeleniâotnositelʹnoipročnostizubčatogosoedineniâzagotovokizmdf AT kovalʹlí methodofdeterminationofrelativestrengthofmdfblanksfingerjoints AT gaidasv methodofdeterminationofrelativestrengthofmdfblanksfingerjoints AT udovicʹkiiom methodofdeterminationofrelativestrengthofmdfblanksfingerjoints |