Изготовление шпоночных соединений довольно сложно и трудоемко, поэтому их применение ограничено.
Нагельные соединения применяются достаточно часто. Нагель представляет собой деревянный или стальной стержень цилиндрической или пластинчатой формы (рис. 19).
Рис. 19. Нагельное соединение:
1 — стяжной болт; 2 — нагель
Деревянные нагели применяют для крепления угловых шиповых соединений в окнах, дверях, воротах. Соединение деталей нагелями производят по расчету.
В соединениях, где имеются растянутые элементы, нужно ставить не менее трех стяжных болтов с каждой стороны стыка.
Отверстия под нагели надо сверлить одновременно во всех элементах пакета. Цилиндрические (круглые) стальные и дубовые нагели в отверстия надо ставить плотно, для этого в собранном пакете высверливают отверстия, соответствующие диаметру нагеля. При постановке болтов необходимо под головки и гайки ставить шайбы, препятствующие местному смятию древесины. Направление волокон древесины у пластинчатых нагелей должно быть перпендикулярно плоскости сплачивания.
Нагели должны врезаться в соединяемый элемент не более чем на 1/5 его высоты. Пластинчатые нагели бывают сквозными (во всю ширину балки) либо глухими. Глухие нагели располагают в шахматном порядке.
Сплачивание гвоздями применяют во многих деревянных конструкциях. В соединениях из древесины мягких пород гвозди диаметром до 6 мм забивают без предварительного рассверливания гнезд. Чтобы избежать раскалывания древесины, диаметр гвоздя не должен быть более 1/4 толщины пробиваемого элемента. Забивать гвозди в мерзлую и сырую древесину не рекомендуется, т. к. это приведет к коррозии гвоздей и уменьшит прочность соединения. Забивать гвозди в сучки и трещины не рекомендуется.
Шурупы широко применяют при изготовлении столярных изделий, когда элементы трудно склеить, а также при креплении петель, ручек, замков накладок и др. В древесину шурупы не забивают, а завинчивают: при забивании сминается нарезка винта и нарушается древесина в месте прохождения шурупа. В древесины твердых пород шурупы завинчивают в предварительно рассверленные отверстия. Длина отверстия должна быть не более 3/4 длины шурупа, а диаметр отверстия — несколько меньше диаметра резьбы шурупа. При завинчивании шурупов целесообразно смазать резьбу циатимом или солидолом. Завинчивать шурупы нужно всегда до отказа, т. е. полностью.
Для получения качественного клеевого соединения надо тщательно подогнать склеиваемые поверхности друг к другу. Клеевой шов должен быть тонким и равномерным по толщине. Излишнее количество клея образует неравномерные сгустки, значительно снижающие качество клеевого шва. Склеиваемые детали должны быть сухими.
Желательно, чтобы клеевой шов не был виден. В том случае, когда выполнить шов на тыльной части деталей не представляется возможным, клеевой шов должен быть, как можно тоньше и маскировка его должна быть выполнена особенно качественно.
Для увеличения контакта между склеиваемыми поверхностями их прижимают друг к другу струбцинами или другим способом (рис. 20).
Рис. 20. Способы сжатия склеиваемых деталей:
а — винтовой струбциной; б — пневматический; в — резиновым шнуром; 1 — склеиваемые детали; 2 — винт; 3 — основание
Простейшее и самое удобное приспособление для сжатия деталей — резиновый шнур. Не обязательно склеиваемые детали обматывать шнуром полностью. Иногда достаточно обтянуть детали веревочным кольцом, которое будет стянуто резиновым шнуром.
Необходимо помнить, что усилие, создаваемое натянутым резиновым шнуром настолько велико, что детали могут сместиться. Поэтому перед стягиванием деталей необходимо принять меры по недопущению их смещения.
Для фиксации деталей и предохранения их от перемещения при стягивании наиболее часто используют гвозди. При этом не обязательно сбивать склеиваемые детали. Достаточно забить гвозди у краев деталей в пуансоны. Для фиксации от перемещения и для повышения качества соединения применяют вставные деревянные шипы круглого сечения, называемые нагелями, шкантами, штифтами или шпильками. Иногда шипы могут маскировать под элемент детали или под сучок.