Определение размеров деревянных окон, балконных дверей и их элементов

Номенклатура и конструкция окон и балконных дверей должны обеспечивать заполнение всех проемов в наружных стенах зданий и сооружений, в том числе путем блокировки изделий в проемах по ширине и (или) высоте.

Допускается использование проемов с габаритами 22—7,5; 22—9 и 28—9 (2210×760, 2210×910 и 2810×910 мм) для одинарных окон с одним рядом остекления или с жалюзийным заполнением.

Номенклатура окон и балконных дверей для жилых и общественных зданий и конструктивные решения их блокировки по ширине и высоте при заполнении проемов должны обеспечивать возможность получения многообразия рисунков оконных заполнений путем различных сочетаний окон и балконных дверей, а также дополнения номенклатуры архитектурными изделиями и элементами.

Номенклатура окон для производственных зданий и сооружений и конструктивные решения их блокировки должны обеспечивать заполнение проемов в зданиях и сооружениях промышленных предприятий одним или несколькими окнами по высоте и ширине проема, в зданиях сельскохозяйственных предприятий — по высоте одним, по ширине — одним или несколькими окнами.

 

 

Определение размеров деревянных дверей, ворот и их элементов

Номенклатура и конструкция дверей и ворот должны обеспечивать заполнение всех проемов в наружных и внутренних стенах и перегородках зданий и сооружений, в том числе путем блокировки изделий в проемах.

 

Нагрузки и воздействия на элементы и конструкции мебели.

Упругие свойства материала со временем уменьшаются, а это приводит к развитию деформации во времени при неизменном нагружении изделий внешними нагрузками. Особенно это касается книжных полок, свободно опирающихся концами на полкодержатели и воспринимающих большие нагрузки. Иногда деталь в изделии крепят так, что шкант с малой площадью склеивания работает на отрыв, а не на срез. Часто слабыми в изделии оказываются шиповые соединения. Вместо усиления узла его иногда еще больше ослабляют ради формы, хотя решение может быть и другим, усиливающим конструкцию без ухудшения внешнего вида изделия. Нагрузки, действующие на изделия корпусной мебели, подразделяются на пять типов:

1) возникающие от собственного веса элементов изделий, постоянные, могут быть точно определны;

2) возникающие от веса хранимых предметов, переменные по величине и месту приложения, могут быть длительными и превышать расчетные;

3) прикладываемые к изделию при пользовании, при перемещении изделия, случайно создаются при пользовании им (нагрузки на открытую дверь, ящик и т.п.);

4) возникающие при транспортировании изделий в собранном виде и складировании – обычно разовые, случайные и непредсказуемые. Учет их созданием запаса прочности мебели нецелесообразен, лучше улучшать упаковку, организацию перевозки и складирования.

5) особые динамические и статические, кратковременные и длительные – при эксплуатации мебели, транспортировке, монтаже, ветровой нагрузке, тепловом расширении.

Виды воздействий:

- температурные;

- климатические;

- химические;

- электрические;

- электромагнитное излучение.

 

Расчетное и экспериментальное определение устойчивости и прочности вертикальных элементов ИД при различных вариантах их закрепления.

При рассмотрении простых нагрузок, действующих на конструкционные элементы мебели, можно выделить несколько случаев:

- работа на сжатие (стойки, стенки);

- работа на растяжение (в мебели встречается редко);

- работа на изгиб (полки);

- работа на сдвиг (клеевые и шиповые соединения);

- работа на кручение (угловое соединение рамки окна).

Работа несущих нагрузку элементов мебели зависит от способа соединения, закрепления и взаимодействия в конструкции. При рассмотрении состояния вертикальных элементов мебели используется расчетная схема стержней, работающих на продольное сжатие, а горизонтальных – схема изгибаемой балки.

Важным моментом расчета является определение характера, величины и места приложения нагрузки.

Вертикальныестенки работают на сжатие под действием сил:

- собственного веса элемента изделия;

- распределенной полезной нагрузки.

На боковые стенки изделия попеременно слева и справа воздействуют нагрузками Р₃, вычисляемыми по формулам:

(даН) при а≤0,6Н,

(даН) при а>0,6Н,

Где Q₁ – нагрузка от массы изделия, даН; Q₂– суммарная эксплуатационная нагрузка на горизонтальные элементы, даН; a,b иH–соответственно ширина, глубина и высота изделия, мм; 0,3 – коэффициент трения.

 

 

Расчет жесткости горизонтальных элементов корпуса и полок.

Схемы работы горизонтальной балки:

1)шарнирная (полкодержатели)

2)шарнирно-жесткая

3)жесткая (шканты)

Для мебельных полок допускаемый прогиб в пределах покоробленности щитов в зависимости от их размеров 0,4-3,5 мм.

Метод испытания штанг регламентируется ГОСТ 28102. При определении прогиба штанги шкафа ее нагружают эксплуатационной нагрузкой

,

Где q_l – удельная нагрузкадаН/м³; l –свободная длина штанги, м.

Нагрузку выдерживают в течении часа для металлических штанг и 7 суток для штанг из древесины и полимерных материалов. Затем определяют абсолютный прогиб штанги:

Где а₁, а₂ – конечное и начальное положение точки а(середины длины штанги), мм

Полученные величины прогибов не должны превышать нормативных значений по ГОСТ 16371.

Полки нагружают эксплуатационной нагрузкой:

Где q_f – удельная нагрузка, даН/м³;F–полезная площадь полки, м².

 

Расчетное и экспериментальное определение прочности угловых шиповых соединений с плоским шипом

Расчетные, экспериментальные методы исследования эксплуатационных свойств и испытания ИД.

Испытания проводятся с целью определ. показателей качества и предотвращ. поставки на пр-во технически несовершенных, конструктивно и технологически не обработанных изделий. Методы испытаний разработаны с учетом того, что условия их проведения и условия эксплуатации изделий явл-ся сопоставимыми, а при испытании элементов и изделий в целом разрушения имеют такой же хар-р, как и при эксплуатации. Для проведения испыт. выбирают наиб.опасные схемы нагружения изделий, которые имитируются испытательными стендами.

Общим условием для всех видов испытаний является выдержка образцов не менее 3 суток в помещении с относительной влажностью воздуха 47-70% при температуре 15-30 ºС.

Экспериментальные методы исследования эксплуатационных св-в мебели.

Мебель корпусная. Устойчивость опр-ют однократным воздействием горизонт-й нагрузкой на боковую или заднюю стенку изделия. Если двери изделия открываются менее чем на 180º, их открывают до упора и проводят дополнит. испытания. При испытаниях двери изделий с горизонт. осью вращения открывают, выдвижные элементы и ящики выдвигают на 2/3 глубины и загружают тарированными грузами.Секционную мебель испытывают в сборке, как одно целое изделие.

Изделия, выдержавшие испытание на устойч., испытывают на прочность и деформируемость. При этом на боковые стенки изделия циклически воздействуют горизон. нагрузкой, к-я вызывает напряжения такие же, как и при эксплуатации.

Изделие удовлетворяет установленным требованиям, если деформация не превышает норму и не появляются дефекты – излом деталей, разрушение или ослабление конструкционных соединений.

Долговечность определяют после циклов нагружения нагрузкой путем измерения максимальной деформации возникающей от последующего воздействия нагрузкой. Показатель долговечности характеризует величина изменения жесткости стола в процессе эксплуатации.

Расчетные методы исследования эксплуатационных свойств основаны на решении задач сопромата при упрощении деталей мебели до балки и стержня.

Вертикальныестенки (стержень) работают на сжатие под действием сил:

- собственного веса элемента изделия;

- распределенной полезной нагрузки.

Схемы работы горизонтальнойбалки:

1)шарнирная (полкодержатели)

2)шарнирно-жесткая

3)жесткая (шканты)

Для мебельных полок допускаемый прогиб в пределах покоробленности щитов в зависимости от их размеров 0,4-3,5 мм.

Также исследования эксплуатационных свойств проводятся при помощи САПР, в частности, конечно-элементного анализа T-flex.

 

Методы и показатели при определ. прочн. и размеров элементов ИД.

При оценке элемента ИД на прочность рассматриваются два условия:

1. не должен разрушаться при эксплуатации;

2. деформация не должна превышать допустимую.

Метод прочностных расчетов деталей:

1. Метод классической механики – размеры деталей устанавливаются с учетом допускаемого напряжения.

2. Вероятностный м-д – понижение запаса прочн. связано с надежностью, т.е. св-вом мебели сохранять заданные пределы функцион. показателей в течение требуемого времени.

3. МКЕ – более современный, основывается на моделировании и вычислении эксперимента.

Показатели:

- коэффициент запаса (для мебели 3-6);

- коэффициент Пуассона (для мебели 0-0,50) – отношение поперечной деформации к продольной при растяжении сжатии прямого стержня постоянного сечения в области закона Гука:

где - постоянная упругих свойств конкретного материала.

1)Закон Гука для продольного растяжения/сжатия:

где – нормальное напряжение, МПа, - сила, - площадь поперечного сечения тела;

– относительная продольная деформация, – начальная длина стержня постоянного сечения;

- модуль упругости Юнга.

2)Закон Гука для деформации сдвига:

где – касательное напряжение, - касательная сила;

- модуль сдвига, зависящий от материала тела;

- угол сдвига (относительный сдвиг).

Нагрузки, возник.от собств. веса, опр-ют исходя из объемов эл-тов изделия и плотн. мат-ла, из к-го они изготовлены. Максим.нагрузки от веса хранимых предметов опр-ся произведением площади горизонт. щитовых элементов и максимально возможными удельными нагрузками на единицу площади или произведением объема отделения и удельными нагрузками на единицу объема. При выполнении прочностных расчетов необходимо учитывать прочность конструкционного материала при пост.длительных нагрузках.

В ряде случаев работа конструкции принимается упрощенной, что позволяет исп-ть простые, с достаточной для практики точностью, методы расчета.

Общим условием для всех видов испытаний является выдержка образцов не менее 3 суток в помещении с относительной вл-тью воздуха 47-70 % при т-ре 15-30⁰С. Изделия испытывают на устойчивость, жесткость, прочность, деформируемость, долговечность.

 

 

Основные понятия точностии взаимозаменяемости деталей и узлов мебели

При изготовлении мебели возможны отклонения от назначенных размеров и формы, но они должны находиться в пределах, которые обеспечат:

1. правильную сборку изделия; 2. качественную работу изделия при эксплуатации; 3. выполнение эстетических требований, предъявляемых к изделию.

Взаимозаменяемость – свойство одинаковых деталей, узлов и других конструкций, которое позволяет производить их сборку или замену без последующей подгонки. Взаимозаменяемость является обязательным условием выпуска продукции без предварительной сборки. Взаимозаменяемость может быть полной, при этом сопрягаемая деталь имеет одинаковые характеристики (размерные, механические, эстетические, физико-химические и др.) с объектами того же назначения. Если совпадают только некоторые характеристики – достигается частичная, или неполная взаимозаменяемость.

Взаимозаменяемость обеспечивается необходимой точностью изготовления деталей, которую устанавливает конструктор на стадии конструирования изделия.

Номинальный размер – размер детали, относительно которого определяются предельные размеры, служащий началом отсчета отклонений.Он назначается конструктором.

Действительный размер – размер детали, полученный после ее изготовления. Он определяется измерением с допустимой погрешностью. Действительный размер, как правило, не совпадает с номинальным. Для того, чтобы обеспечивалось условие взаимозаменяемости, действительный размер не должен превышать предельные.

Предельные размеры – два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный. Больший из двух предельных размеров называют наибольшим предельным, а меньший – наименьшим предельным размером.

Отклонение – разность между действительными и номинальным размерами и представляет собой погрешность обработки. Отклонения указываются на чертежах конструктором.

Предельное отклонение – это алгебраическая разность предельного и номинального размеров. Различают верхнее и нижнее предельные отклонения.

Верхнее предельное отклонение – алгебраическая разность наибольшего предельного и номинального размеров. Нижнее предельное отклонение – алгебраическая разность наименьшего предельного и номинального размеров. Линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения при графическом изображении допусков и посадок, называется нулевой.

Допуск – это разность наибольшего и наименьшего предельных размеров или абсолютная величина алгебраической разности верхнего и нижнего отклонений. Поле допуска – поле, ограниченное верхним и нижним предельными отклонениями.

Точность изготовления деталей зависит от всех факторов, оказывающих влияние на процесс формирования их размеров, формы и качества поверхности, а также от точности работы станка и его настройки, соблюдения режимов обработки, стабильности свойств материалов, условий труда, правильного выбора конструкторских и технологических баз, условий контроля, квалификации работающих и т.п.

 

Условия, основы, нормативная база обеспечения взаимозаменяемости на стадиях подготовки производства и выпуска ИД

Полная взаимозаменяемость предполагает не только возможность сборки независимо изготовленных деталей, но и их оптимальное функционирование в течение длительного времени, т.е. одинаковую надежность всех деталей.

Основы обеспечения взаимозаменяемости:

- обеспечение стабильности характеристик исходных материалов;- применение оптимальных методов обработки и сборки;- выбор оборудования необходимой точности;- применение системы допусков и посадок;- рациональность конструкции изделий;- правильная организация технического контроля и его инструментального обеспечения.

Анизотропия свойств древесины и наличие в ней природных дефектов затрудняют обеспечение полной взаимозаменяемости деталей при производстве мебели.

Условия для обеспечения взаимозаменяемости:

- качественная сушка пиломатериалов и заготовок,- поддержание в производственных помещениях стабильных температурно-влажностных условий;- обеспечение точности настройки и работы оборудования.

Нормативной основой обеспечения взаимозаменяемости являются действующие стандарты и разрабатываемые чертежи изделий, материально-технический и технологический уровни производства (оборудования, инструмента, измерительной техники и т.д.) Точность изготовления деталей зависит от всех факторов, оказывающих влияние на процесс формирования их размеров, формы и качества поверхности, а также от точности работы станка и его настройки, соблюдения режимов обработки, и т.п.

Обрабатываемые детали занимают на станке определенное положение относительно инструмента. Поверхности деталей, прилегающие к устойчивым устройствам станка в процессе обработки, называются технологическими базами. К ним относят также поверхности, используемые при контрольных измерениях точности деталей, т.е. поверхности, от которых отсчитывают размеры; они называются измерительными базами. Установочные базы могут быть черновыми, т.е. грубыми, необработанными, и чистовыми – чисто обработанными.

При сборке узлов или изделий каждой детали должно быть придано определенное положение относительно других. Для этого используют сборочные базы, т.е. совокупность поверхностей, которые задают положение детали в изделии относительно других деталей. Эти базы совпадают с измерительными.

Точки, линии и плоскости, относительно которых указывают размеры деталей, называются конструкторскими базами.

 

 

Единица допуска на линейные размеры и квалитеты точности в деревообработке

Для установления допусков на линейные размеры принята единица допуска i (мм), которая позволяет сопоставлять точность изготовления деталей разных номинальных размеров. Она определяется в зависимости от номинального размера Д:

при Д<500 мм,

при Д>500 мм.

Допуски, соответствующие одинаковой степени точности изготовления деталей независимо от их номинальных размеров, объединяют общим квалитетом.

Квалитет – это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. ( Допуск – это разность наибольшего и наименьшего предельных размеров или абсолютная величина алгебраической разности верхнего и нижнего отклонений)

Числовые значения допусков в каждом квалитете зависят от номинальных размеров деталей, поэтому могут быть разными. Они определяются произведением единицы допуска i и коэффициента а, установленного для каждого квалитета. В соответствии с ГОСТ «Поля допусков для линейных размеров и посадки» установлено девять квалитетов (степеней точности): 10, 11,..., 18. Допуски по ним соответственно обозначают: IT10, IT11,..., IT18.

Наиболее высокая точность соответствует 10-му квалитету. При уменьшении точности на один квалитет допуск увеличивается примерно в 1,6 раза, т.е. значения допусков образуют геометрическую прогрессию со знаменателем 1,6.