Конструкция дюбеля: конструкция, материал, разновидности, монтаж, цены

Содержание

Дюбели распорные пластиковые. Конструкция, особенности монтажа

Дюбель распорный представляет собой пластмассовую либо металлическую крепежную деталь. Его основное предназначение – прочная фиксация компонентов конструкций, выполненных из пластика, древесины, а также из металла к кирпичным, каменным и бетонным основаниям. Еще одна сфера применения – монтаж элементов навесного типа к листовым облицовочным материалам. Этот крепеж используется в больших объемах в ходе сборки каркасов систем из гипсокартона: дюбели сначала продевают сквозь гнезда в оцинкованном профиле, после чего их забивают в установочную базу. Такие детали являются весьма востребованными для осуществления крепления элементов интерьера к несущим вертикально расположенным основаниям и, кроме того, при монтаже корпусной мебели. Совокупность этих факторов обусловила высокую популярность крепежа данного вида на современном рынке метизов.

Конструкция

Конструкция дюбеля распорного включает:

  • Минимум два подвижных клина. Перемещение каждого в пространстве осуществляется независимо один от другого;

  • нераспорную часть. Ее предназначение – соединение в одной точке клиньев. В этой части – своего рода гильзе – имеется отверстие под саморез, шуруп или специальный гвоздь.

Принцип действия крепежа данного вида основан на силе трения. Это физическое явление появляется от раздвижения подвижных клиньев в ходе установки в нераспорную часть вышеуказанных крепежных изделий.

Ниже представлено изображение обычного распорного дюбеля.


Рассмотрим особенности его компонентов.

Нераспорная часть. При проникновении сквозь нее метиза, форма этой гильзы остается неизменной. Данный сегмент оказывается в теле подлежащего креплению элемента конструкции, то есть там, где в формировании прочного сцепления нет необходимости. Помимо этого, нераспорная часть препятствует контакту металла установочной базы с материалом изготовления крепежной детали.

Предназначение дюбеля определяет длину самой гильзы.

  • При условии, когда крепеж будет проходить сквозь теплоизолирующий слой либо пустоты, длина нераспорного сегмента должна быть значительной.

  • Для крепления элементов небольшой толщины подойдет дюбель с гильзой малой длины.


Распорная часть. Другое название – часть рабочая. Данный сегмент дюбеля при вхождении в него крепежного элемента свою форму меняет. Как правило, клинья разжимаются, входят в плотное соприкосновение со стенками отверстия, за счет чего увеличивается сила трения. Но существуют и другие конструкции распорной части, как, например, у дюбеля-«бабочки»: его этот отрезок меняет конфигурацию, как-бы складывается, прижимаясь одновременно к тыльной стороне хрупкого листового материала – таковым может быть, в том числе, и гипсокартон.

За формирование соединения отвечает именно эта часть крепежного элемента.

Дополнительные компоненты. Распорные качества дюбеля улучшают такие элементы, как:

  • элероны, усики, шипы. Их называют стопорными, поскольку они препятствуют прокручиванию всего изделия при установке;

  • зубцы различной конфигурации и разных размеров, выступы и т.д. Эти элементы получили название «распорные». За счет них формируется более плотное внедрение в стенки монтажного гнезда тела дюбеля, и они противодействуют его вырыванию из материала установочной базы:

  • осевые. Обычно – это канал, способствующий сохранению осевого направления втулки;

  • прорези, проделанные на поверхности втулки. Проходят они по всему распорному сегменту дюбеля. Такая конструкция облегчает деформирование тела данного изделия.
    Чем прорезей больше – 2, 3, а то и 4 – тем на материал основы втулкой продуцируется более равномерное давление.

Установка распорных дюбелей

Для простоты усвоения процедура установки крепежа данного типа методом сквозного монтажа представлена в картинках.

На первом этапе просверливаются отверстия одновременно в материале подлежащего креплению элемента конструкции и в установочной базе. По его завершению гнездо в основании нужно прочистить с помощью, например, насоса, от образовавшихся осколков бетона, кирпича, либо строительного камня, а также от пыли.


Далее нужно ввинтить шуруп в дюбель, так, чтобы его конец не покинул пределы нераспорной части. После этого с помощью молотка вся эта конструкция забивается в основание до полного прилегания поверхностей прикрепляемой детали и установочной базы.


На завершающем этапе шуруп полностью вкручивается в дюбель. В результате клинья распорной части разойдутся, за счет чего сформируется надежное крепление.


Разновидности по материалу изготовления

Большинство моделей распорных дюбелей производятся из пластмассы. Объяснить это можно так: прочность формируемого скрепления во многом является характеристикой производной от силы и легкости деформирования. При этом, отличительной особенностью пластика является совокупность таких качеств, как эластичность и вязкость, подкрепленных большей способностью к деформации без потери основных привлекательных свойств в сравнении с иными материалами. Причем самому пластику демонстрировать некие экстраординарные показатели не нужно: для производства крепежа используются наиболее доступные полимеры.

  • Нейлон – он же полиамид. Плотность этого вязкого, прочного и жесткого материала составляет1,14 г/см

    3.Он нечувствителен к повреждениям механического характера, слабо изнашивается и проявляет повышенную устойчивость к воздействию вибрации. Дюбель из нейлона принято считать наиболее надежной и прочной крепежной деталью из всех полимерных. Основным недостатком является гигроскопичность нейлона. По этой причине монтировать изготовленный из него дюбель при отрицательных температурах окружающей среды или, в сырую погоду не допускается.

  • Полипропилен. Отличительная особенность – повышенная износоустойчивость в сочетании с большой твердостью. Некоторые виды полипропилена плохо переносят воздействие низких температур. К нагреву этот материал проявляет стойкость большего уровня: его деформация начинается при температуре Т≥+145°С. Склонен к растрескиванию.


  • Полиэтилен. У этого бесцветного полимера имеются такие привлекательные свойства, как устойчивость при контакте с кислотами и небольшой вес. Обладая приличной вязкостью, сохраняет свои качества даже после деформации. С точки зрения электропроводности входит в группу диэлектриков.

    Не подвержен негативному воздействию коррозии. Но без недостатков и здесь не обошлось. Со временем полиэтилен стареет, что сопровождается его растрескиванием.

  • Металл. Конструктивное исполнение металлических дюбелей во многом совпадает с формой полимерных изделий. Но на рынке метизов они встречаются реже. Причина очевидна: металлу присущи жесткость и большая прочность, ввиду чего он менее вязкий и упругий. Поэтому достигать деформации, сопоставимой с пластиком, без потери своих основных качеств, он просто не в состоянии. Однако металлическому крепежу характерна повышенная несущая способность, что может пригодиться в некоторых случаях. Для изготовления дюбелей используется сталь, как обычная углеродистая, так и нержавеющая. Другой популярный вариант –  производство таких элементов из латуни.

Нагрузка

При выборе дюбеля распорного нужно учитывать вид нагрузки, которая будет оказывать на него воздействие, а также корректно рассчитать мощность этого крепежа.

В бытовых условиях чаще всего встречаются внешние воздействия следующих видов:

  • Динамическая нагрузка.  Образуется при эксплуатации спортивного оборудования, например, турника, шведской стенки, либо от передвижения по лестнице. Для обеспечения требуемой прочности скрепления отдавать предпочтение следует болтовым соединениям. Им характерна повышенная устойчивость к воздействию вибрации.

  • Нагрузка горизонтальная, работающая на срез. Нагрузка данного типа возникает при креплении к стене массивных полок, навесных шкафчиков и других крупных конструкций. При подборе крепежа необходимо принимать во внимание массу изделия – рекомендуемая длина дюбеля в пределах 6 мм…10 мм. Устанавливать эту деталь в основание без пустот следует на глубину от 30 мм до 50 мм. Заглубление в материал со щелями или просто рыхлый (например, тот же гипсокартон) должно быть еще больше.

  • Вертикальная нагрузка. Образуется при подвешивании к потолку кондиционера, инженерно-технических коммуникаций, осветительного прибора в виде люстры и т.д. Очевидно, что при идентичных рабочих параметрах крепежных элементов, глубина их проникновения в потолок должна превышать значение данного показателя по сравнению с монтажом в стену. В качестве примера приведем следующие цифры: когда диаметр дюбеля составляет 6 мм, входить в стену он должен на глубину не менее, чем 40 миллиметров; при монтаже в потолок заглубление должны быть равным либо превышать 60 миллиметров.

Заключение

В заключение рекомендуем ознакомиться с полезным видео, рассказывающем об особенностях установки распорного дюбеля в рыхлое основание. Запуск ролика осуществляется стандартно: после наведения курсора на ниже размещенное изображение, нужно будет выполнить действия, указанные в высветившейся вблизи от стрелки подсказке.



Товары каталога:



Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

Дюбель молли — конструкция, плюсы и минусы: tvin270584 — LiveJournal

Пустотелые и листовые стройматериалы, особенно гипсокартон широко используются в отделке, крепеж на них осуществляется специфическими крепежными изделиями — дюбелями для пустотелых конструкций. Иное название — дюбель молли. Отделочники применяют их для крепления тяжелых предметов. У элемента довольно интересная конструкция, которая допускает создавать внушительный упор в основе крепления благодаря раскрытию специальных «крылышек». В статье мастер сантехник расскажет, как подобрать и использовать дюбели молли.

Особенности выбора дюбелей молли

Дюбель Молли для пустотелых конструкций с винтом используется для крепления картин, люстр, полок, карнизов для штор к листовым строительным материалам, потолочным перекрытиям и кладке с крупными полостями. Дюбель Молли Предназначен для гипсокартона, гипсовых волокнистых плит, ДСП, фиброцементных плит, жестковолокнистых плит, армированных пустотелых перекрытий и др.

Поскольку в пустотелых или щелевых материалах силы трения недостаточно, чтобы создать крепление, используют другой принцип: крепеж сам по себе при установке образует упор за счет своей специфической формы. При этом подразумевается, что при монтаже дюбель сохраняет свою первичную форму, а при вкручивании винта она будет изменяться.

Как правило, при фиксации не тяжелых предметов – полка, картина, светильник, предпочитают использовать специализированный и более дешевый крепеж – дюбель-бабочку. Если же закрепить необходимо достаточно увесистый предмет, прибегают к помощи дюбеля молли.


Конструкция

По своей конструкции он не слишком отличается от своего пластикового собрата – бабочки, но выполняется целиком из металла, а потому и несущей способностью обладает более высокой, и стоит дороже. Состоит изделие из втулки и винта, причем винт может комплектовать его или подбираться самостоятельно при необходимости:

  • Металлическая полая втулка – цанга, имеет продольные прорези в средней части. Эта часть и является распорным телом;
  • Цанга имеет внутреннюю резьбу, поэтому винт к ней нужно подбирать соответствующий;
  • Винт из комплекта оснащается опорной шайбой с двумя заостренными выступами – зубцами. Шайба фиксируется на поверхности материала и не позволяет цанге прокручиваться во время монтажа;
  • Винт выпускается с потайной и полукруглой головкой.

Плюсы и минусы

Предпочтение этому виду крепежа следует отдать потому что:

  • Шурупы входят в набор вместе с дюбелями;
  • Высокое качество и надежность крепежа;
  • Способность к значительным нагрузкам — это, можно сказать, самый мощный дюбель. С помощью молли на гипсокартнон можно крепить кухонную мебель;
  • Крепеж можно демонтировать в отличие от пластикового и использовать повторно. Как утверждают производители, на эксплуатационных характеристиках демонтаж не сказывается;
  • Поэтому эти дюбеля выпускаются различных видов для надежных креплений.

Недостатки молли:

  • Требуется предварительное сверление, специальные клещи и некоторые навыки в работе с клещами для раскрытия дюбеля;
  • Сравнительно высокая цена конструкции;
  • Установить в ограниченном промежутке нереально — обязательно нужно пространство для работы с клещами;
  • Устранить крепление получится только при сломе перегородки.

Факторы выбора

При выборе изделия учитываются следующие факторы:

  • Диаметр – здесь действует обычное правило: чем больше диаметр, тем более высокой несущей способностью обладает крепеж;
  • Длина – определяющим фактором является толщина стены или базового материала и длина нераспорной части изделия. Прочность крепления определяется плотностью контакта между распорным телом и материалом, а если толщина слоя окажется меньше, чем длина нераспорной части надежности крепления не достичь;
  • Материал – для помещений с очень тяжелыми условиями эксплуатации – высокая влажность, испарение кислот, необходимо выбирать более коррозийной стойкий вариант, то есть, из нержавеющей стали.

Маркируются изделия по-разному:

  • Так, маркировка от Fischer включает данные о диаметре внутренней резьбы цанги, ее длине и типе винта – с потайной головкой, с крюком.
  • А в маркировке от Mungo указывается еще и максимальная толщина основания.

Разновидности крепежа

Дюбель молли – крепеж специализированный, а потому большое разнообразие конструкционных особенностей не предполагает.
По материалу изготовления выделяют лишь 2 варианта:

  • Из оцинкованной стали – покрытие, как правило, гальваническое;
  • Из нержавеющей стали – более стойкое к коррозии и более дорогостоящее.

По конструкционным особенностям различается не столько дюбель молли, сколько винт, его комплектующий:

  • С потайной головкой – плоская шляпка, которую можно утопить в поверхности стены или в прикрепляемом материале. Этот вид крепежа очень сложно демонтировать, здесь придется повредить материал;
  • С полукруглой головкой – крепеж не скрыт, зато и демонтировать его куда легче;
  • С крюком – вариант для люстр и подвесных потолочных светильников. При установке осветительных приборов на гипсокартонный потолок дюбель молли используется чаще всего;
  • С крюком Г-образной формы – такая модель больше подходит для установки настенных светильников, бытовой техники, мебели и так далее;
  • С кольцом – применяется дюбель молли при монтаже коммуникаций и бытовых предметов нестандартной конструкции. Например, подвесные кресла и качели для детей можно монтировать на стальные дюбели.

Про нагрузку, размеры, которые имеет дюбель молли для гипсокартона и других материалов, расскажем ниже.


Параметры

Дюбель молли от российского производителя регламентирует ТУ, поскольку ГОСТ соответствующих стандартов не включает. Крепеж германских и финляндских изготовителей проверяется в соответствии с европейскими стандартами.


Размерный ряд изделий невелик. Область применения дюбеля молли ограничена монтажом в гипсокартонные листы, листы фанеры, ДВП, МДФ. Все такого рода материалы для строительства выпускается в небольшом размерном диапазоне, соответственно, параметры крепежа также варьируются в небольших пределах:

  • Наиболее распространенные диаметры – 4,5,6, 8 мм.
  • Длина колеблется от 21 до 80 мм, но у разных производителей размерный диапазон не совпадает.

Дюбель молли среди всех крепежей такого рода обладает самой высокой несущей способностью. Однако при расчетах необходимо учитывать, что рабочая нагрузка на крепеж не должна превышать 25–30% от максимальной.

Монтаж изделия

Монтаж дюбеля молли имеет ряд особенностей. Кроме того, что здесь лучше всего использовать специальный инструмент, винт потребуется вкручивать дважды: один раз для расклинивания цанги, а второй раз – для крепления материала. Если предполагается установка подвесных конструкций, шуруп вкручивается один раз.


Расчет дюбелей

Чаще всего крепеж используют для подвешивания на стену или потолок определенных предметов, а не материалов. Потому главным фактором при выборе дюбелей является несущая способность:

  • Вес предполагаемой конструкции – рабочая нагрузка дюбеля молли варьируется от 12 кг при креплении на лист ДВП, например, и до 75 кг при монтаже на фиброцеметную плиту. Исходя из этих данных, рассчитывают нагрузку.
  • Длина – при выборе учитывают несколько факторов: толщину базового слоя и толщину прикрепляемого материала, причем по отношению не столько к длине всего изделия, сколько к длине его нераспорной части. Последняя величина должна в точности совпадать с суммой толщины слоя гипсокартона и прикрепляемого материала.
  • Диаметр метрической резьбы – коррелирует с несущей нагрузкой, указываемой в сертификате изделия.

Технология

Для установки дюбеля молли применяют специальные клещи. В их рабочей части имеется прорезь, которая помещается между шайбой и шляпкой винта.

Таким образом винт вытягивают при креплении дюбеля.

Ту же операцию можно сделать и обычными плоскогубцами, однако в этом случае потребуется больше усилий и сноровки.

Общий порядок действий следующий:

  • В листе материала высверливают отверстие соответствующего диаметра – диаметр должен точно совпадать с диаметром дюбеля;
  • Цангу вставляют в отверстие для упора: зубчики должны плотно соприкасаться с поверхностью листа. При необходимости используют резиновый молоток;
  • Винт вкручивают в дюбель – отверткой или шуруповертом. На этом этапе дюбель все еще сохраняет свой первоначальный вид;
  • Затем с помощью клещей или плоскогубцев вытягивают винт из гильзы. При этом цанга складывается и прочно фиксируется на тыльной стороне листа;
  • Винт вытягивают целиком, затем закрепляют повторно через деталь или закрепляемый материал. Если используется винт с крюком или кольцом – для подвешивания предметов, он просто повторно вкручивается.

Важно также соблюдать другие технические рекомендации. Дюбели молли рассчитаны на нагрузку не более 35—50 кг. Лучше даже оставлять некоторый резерв, потому что понадобится рано или поздно компенсировать дополнительные воздействия.

Изготовители в маркировке отображают общую длину изделия, сечение метрической нарезки и наибольшую толщину основания. Рекомендуется также добиваться соответствия расстояния между шляпкой и зоной распора толщине материала; когда такое условие не соблюдается, крепеж плохо держится либо ломает материал.

Видео

В сюжете — Дюбель молли, принцип действия

В сюжете — Как правильно монтировать на гипсокартон дюбеля молли

В сюжете — Попытка демонтажа дюбеля Молли

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Как вытащить дюбель из стены

Источник

https://santekhnik-moskva.blogspot.com/2021/03/Dyubel-molli.html

Подробно о дюбелях: их виды и особенности

Прогресс в развитии технологий строительства касается не только создания новых материалов и оборудования, но и крепежных элементов. Например, широкое распространение получили дюбели.

Дюбель – это распорный элемент, обычно применяющийся при монтаже конструкций и элементов к пустотелым, или имеющим пористую структуру основаниям.

Рассмотрим пластмассовый дюбель. Высокая эффективность пластмассового дюбеля подтверждена ведущими строительными компаниями за счет высоких крепежных свойств, простоте монтажа и внешней эстетики.

Материалом для пластмассовых дюбелей являются: полиэтилен, полипропилен-сополимер, нейлон. Данные виды полимеров отличаются высокой прочностью и стойкостью к температурным перепадам в диапазоне от -50 до +80 C°.

Первым этапом монтажа дюбеля является сверление отверстия. Диаметр сверла должен быть равен диаметру дюбеля — от этого зависит прочность всего крепления. Глубина сверления должна быть не меньше длины дюбеля, плюс величина немного большая диаметра дюбеля. 

Сверление в плотных материалах, например, бетоне — осуществляется с помощью перфоратора. Для более пористых материалов, перфоратор применять не рекомендуется по причине разбивания отверстия.

 

Параметры дюбелей

Дюбель Отверстие под дюбель Диаметр шурупа
диаметр, мм длина, мм даметр сверла, мм глубина сверления
5 25 5 30 3,5 — 4,0
6 30 6 36 4,0 — 5,0
6 40 6 46 4,0 — 5,0
6 50 6 56 4,0 — 5,0
8 40 8 48 4,5 — 6,0
8 50 8 58 4,5 — 6,0
8 65 8 73 4,5 — 6,0
10 50 10 60 6,0 — 8,0
10 80 10 90 6,0 — 8,0
12 60 12 72 8,0 — 10,0
14 70 14 84 8,0 — 10,0

 

Шурупы для дюбелей различаются по длине, диаметру и типу шлица. Подробнее о шурупах в статье «О шурупах и саморезах».

 

Основные виды дюбелей

Универсальный дюбель повышенной эластичности изготавливается из полипропилена. При попадании в полость, дюбель наматывается на шуруп и образует узел.

Также, для пустотелого основания используется дюбель «бабочка». Принцип крепления показан на рисунке.

Фасадный дюбель. Используется для крепления термоизоляции при фасадных работах.

Данный дюбель выполнен в виде стандартной распорной конструкции, но более длинный и с большой шляпкой. Основа дюбеля изготавливается из полипропилена, а соединительный стержень из армированного стекловолокна или полиамида.

Монтируется такой дюбель забиванием в отверстие фасадного соединителя.

 

Особо-прочное крепление обеспечивает стальной распорный дюбель. Принцип крепления аналогичен с дюбелем «бабочкой».

 

Полезные статьи:

  1. Виды болтов
  2. О шурупах и саморезах
  3. Монтаж анкеров 
  4. Виды саморезов
  5. Прочность болтов

Дюбель — это.

.. Что такое Дюбель? Пластмассовые дюбели с шурупами Использование дюбеля

Дюбель (нем. Dübel) — крепёжное изделие, которое совместно с другим крепёжным изделием различными способами закрепляется в несущем основании и удерживает какую-либо конструкцию.

Дюбель устанавливается в основание для возможности прикрепления к этому основанию другого крепёжного элемента, например, шурупа или самореза.

История

Деревянные дюбели (чопики или шканты)

Когда пластмассовые дюбели ещё не были распространены повсеместно, в качестве дюбелей в домашних условиях использовались самодельно выструганные деревянные чопики. Однако, при установке корпусной детали на два и более винта, и их сравнительно малом допуске расположения, без чопиков бывает не обойтись, из — за погрешностей при сверлении и практической невозможности отрегулировать установочное отверстие дюбеля.

Конструкция

У дюбеля различают две основные части: нераспорную часть, не участвующую в закреплении, и распорную (рабочую) часть, которая изменяет свои размеры при образовании соединения.

Также, дюбель может иметь манжету — кайму вокруг отверстия, не позволяющую дюбелю проваливаться в отверстие основания или закрепляемого материала. По форме манжета может быть потайной, округлой или цилиндрической.

Классификация

Способы закрепления дюбеля

  • Сила трения — дюбель своими стенками прижимается к основанию.
  • Разная форма дюбеля и отверстия в основании — задняя часть дюбеля, не помещающаяся в отверстие.

Способы монтажа, в зависимости от конструкции дюбеля

  • Забивание
  • Закручивание

Материал изготовления

Виды монтажа

  • Предварительный монтаж — дюбель устанавливается в основание на всю длину.
  • Сквозной монтаж — часть дюбеля проходит через закрепляемую конструкцию. Дюбель для такого вида монтажа имеет удлинённую нераспорную часть.

Назначение

Назначение по материалу основания
Дюбели посередине — для полнотелых материалов, по краям — с увеличенной распорной частью для пустотелых и пористых материалов Универсальный дюбель, подходящий для листовых материалов. Шайбы, надетые на дюбель, имитируют закрепляемый материал
Назначение по области применения

Размеры дюбелей, шурупов к ним и отверстий под дюбели

Дюбель Отверстие под дюбель Диаметр шурупа, мм
диаметр, мм длина, мм диаметр сверла, мм глубина сверления, мм
5 25 5 30 3,5 — 4,0
6 30 6 36 4,0 — 5,0
6 40 6 46 4,0 — 5,0
6 50 6 56 4,0 — 5,0
8 40 8 48 4,5 — 6,0
8 50 8 58 4,5 — 6,0
8 65 8 73 4,5 — 6,0
10 50 10 60 6,0 — 8,0
10 80 10 90 6,0 — 8,0
12 60 12 72 8,0 — 10,0
14 70 14 84 8,0 — 10,0

Примечание: Глубина отверстия больше, чем длина дюбеля. Это необходимо для того, чтобы в отверстии осталось место для пыли от сверления и чтобы кончик шурупа выходил за пределы дюбеля.

Установка

Для наилучшего сцепления дюбеля с основанием отверстие после просверливания необходимо очистить от буровой муки. Кроме того, шуруп должен немного выходить за пределы дюбеля до своего номинального диаметра, чтобы вся распорная часть участвовала в закреплении.

См. также

Литература

Ссылки

Полимерные дюбели | ПластЭксперт — все о пластиках и полимерах

1.  ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Дюбели предназначены преимущественно для закрепления в твердых сплошных стеновых материалах. Основопологающий принцип крепления: трение, возникающее за счет распора дюбеля при установке шурупа или винта, создает удерживающую силу. Диапазон нагрузок – малые и средние статические. Наиболее характерный вид разрушения дюбельного крепления – вытягивание крепежной детали.

2.  ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОЧНОСТЬ КРЕПЛЕНИЯ

А. Материал. В качестве материала используют различные виды пластмасс: нейлон, полиэтилен, полипропилен и др. Физико-механические свойства пластмасс изменяются в широких пределах и зависят от многих факторов: вида и марки наполнителя, вида и марки связующего, процентного содержания компонентов и пр. К недостаткам пластмасс следует отнести низкую теплостойкость, старение и высокую ползучесть (пластическая деформация материала под действием нагрузки).

Однако эти недостатки могут быть значительно уменьшены путем оптимального выбора компонентов и их процентного содержания или введением специальных добавок. Например, для уменьшения разрушающего воздействия естественного ультрафиолетового излучения, т. е. старения, вводятся светостабилизирующие добавки. Характеристики материала дюбеля должны быть учтены при разработке его конструкции.

Б. Конструкция. Существует большое количество разнообразных конструкций распорных дюбелей. Наиболее удачные конструкторские решения повторяются различными производителями с внесением различных модификаций. Иллюстрацией сказанному может служить ставший классическим дюбель фирмы «FISCHER».

Фирмы-лидеры по разработке крепежа постоянно вносят усовершенствования в конструкции и патентуют свои изделия. Конструктивные элементы пластмассового дюбеля выполняют определенные функции. Достаточно большой набор этих функций и варианты их осуществления служат неиссякаемым источником творческих замыслов разработчиков. Укажем наиболее важные элементы распорных пластмассовых дюбелей и их функции:
стопорные элементы (элероны, усы, выпуклости) – удерживают дюбель от проворачивания на начальной стадии закрепления;
рассеченная концевая часть – обеспечивает минимальные усилия для собственной деформации дюбеля;
элементы внутреннего центрирования шурупа (специально сформированный осевой канал) – для устойчивого осевого направления шурупа;
элементы анкерной фиксации в стеновом материале (уступы разной формы, не выходящие за внешний диаметр дюбеля) – для зацепления за стенки отверстия в стеновых материалах, деформируемых при закреплении;
бортик (головка) – препятствует проскальзыванию дюбеля в глубь отверстия;
начальная нераспорная часть, определяющая диапазон возможных диаметров шурупов и предохраняющая верхний слабый слой стенового материала от разрушения.

В. Используемый шуруп. Максимальную нагрузку могут обеспечить правильно выбранные шурупы – максимально допустимого диаметра и длины, соответствующей длине дюбеля и толщине закрепляемой детали. При использовании других крепежных изделий важен профиль резьбы. т. к. от него зависит распорный эффект дюбеля. Недопустимо использование самонарезов и специальных шурупов для крепления гипсокартонных листов. Дюбели некоторых фирм позволяют устанавливать в них винты с метрической резьбой.

Г. Стеновой материал и подготовленное отверстие. Наибольшее стопорение дюбеля возможно в твердых сплошных материалах (камень, бетон и т. п.). Отверстие для установки должно быть выполнено согласно рекомендациям (диаметр, глубина, расстояние от края и другого отверстия). После сверления не должно быть сколов, трещин. Отверстие должно быть обязательно очищено отпыли.

Заметим, что отдельные фирмы предлагают распорные пластмассовые дюбели с увеличенной длиной, которые предназначены для мягких и полых стеновых материалов. При установке в мягких материалах закрепление происходит за счет внутреннего упора элементов фиксации. При установке в полых материалах закрепление основано на сочетании принципов трения и внутреннего упора.

В заключение, обратим внимание, что факторы, определяющие прочность крепления, взаимосвязаны. А именно, только из высококачественных материалов изготавливаются наиболее совершенные конструкции, которые при этом позволяют применять шурупы наибольших диаметров. Из материалов другого качества невозможно сделать столь совершенные конструкции. В таких случаях начинает сказываться упрощение конструкции и уменьшение диаметров используемых шурупов, что приводит к снижению рекомендуемых нагрузок.

3.  ДЮБЕЛИ ДЛЯ РАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Российские строители-профессионалы используют в своей работе исключительно дюбели известных зарубежных фирм. Эти дюбели изготовлены из высококачественного сырья, в основном, нейлона (полиамида) с интервалом рабочих температур -40 – +80°С. В каталоге фирмы «SORMAT» отмечается, что этот материал является безусадочным и неползучим.

Кроме того, такие дюбели имеют более совершенную конструкцию. К этим изделиям, как правило, прилагаются информационные материалы, содержащие характеристики, рекомендации по установке, условия эксплуатации. Отметим, что дюбели разных изготовителей, предназначенные для профессионалов, очень близки по своим характеристикам.

Однако существует другая большая категория лиц, применяющих распорные дюбели, – это домашние мастера. Они обычно не предъявляют к дюбелям высоких требований. Именно на эту категорию рассчитаны дюбели «бытового назначения». Это дюбели упрощенных конструкций из дешевых пластмасс. Исходя из требований к рассматриваемым изделиям, можно выделить 3 группы потребителей:

1 группа – профессионалы, использующие дюбели для подвесных креплений и монтажных работ;

2 группа – строители, использующие дюбели для легких креплений, фиксаций;

3 группа – домашние мастера, в отличие от профессионалов эпизодически использующие дюбели и не предъявляющие к ним высоких требований.

Для наиболее многочисленной 2-ой группы важны конструктивные особенности (дюбель не должен проворачиваться при начальной установке, шуруп не должен уходить в сторону и т. п.). Т. е. возможно использование дюбелей с более мягким материалом, например, полиэтиленом, что бывает неприемлемо для первой группы потребителей. Задача выбора возникает при появлении на рынке новых привлекательных изделий. Профессионалы, как правило, используют проверенный практикой крепеж, и при необходимости выбора предпочитают изделия хорошо зарекомендовавших себя фирм.


По материалам журнала «ШиГ»


 

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Рамный дюбель KD -Вира дилер крепежа Koelner Бердск Нововисибирск

 

Рамный дюбель KD

 

Производя монтажные работы вентилируемых фасадов, важно иметь ввиду, чтобы крепление использовалось с учетом всех технологических свойств и процессов. Одним из важных составляющих в общей системе креплений является рамный дюбель KD.

Компания «Вира» предлагает своим клиентам продукцию производителя Koelner, который считается ведущим лидером в сфере производства креплений для вентилируемых фасадов. Учитывая положительные характеристики рамного дюбеля KD от Koelner, и сравнивая его с продукцией других товарных знаков, можно сделать вывод, что это качественный и долговечный продукт, соответствующий установленным характеристикам качества.

Общее описание рамного дюбеля KD

Рамный дюбель KD представляет собой удлинённый элемент с расширенной и удлиненной распорной зоной 70 мм. Его применяют для легковесных фасадных конструкций. Монтаж осуществляется в полнотелые и пустотелые материалы. Такие как бетон, кирпич, клинкер, силикатные блоки и т.п.

Области применения дюбеля KD

Помимо непосредственного применения в фасадных системах, дюбель KD широко используется для закрепления реек, брусков, фасадных и кровельных систем, дверных и оконных рамных конструкций, металлических профилей к поверхностям, имеющим невысокие показатели прочности. Благодаря конструктивным особенностям дюбеля KD, он наибольше всего подходит для пустотелых материалов. Опытные монтажники, которые выполняют свою работу регулярно, выделяют именно продукцию производителя Koelner за счет ее уникальных свойств и характеристик.

Материал дюбеля KD

В качестве исходного материала для дюбеля производитель использует полипропилен РР. Этот материал
выбран не случайно, так как он идеально подходит для изготовления крепежных элементов. Во-первых, свойства полипропилена РР основаны на ударостойкости, долговечности и многофункциональности. Во-вторых, в ходе многочисленных испытаний готового крепежного элемента было выявлено, что материал способствует стойкости к изгибанию. В-третьих, этот материал не деформируется и не разлагается с ходом времени. Следовательно, он имеет большой срок службы.

Также в качестве составного элемента для изготовления дюбели используется нейлон. Шуруп состоит из углеродистой каленой стали класс прочности 6,8 с покрытием гальванической оцинковки. Оцинкованное покрытие гарантирует стойкость и прочность системы креплений. Такие материалы не разрушаются под действием высоких температур и других внешних факторов.

Вся продукция производителя Koelner соответствует установленным нормам и стандартам качества, что подтверждается наличием сертификатов соответствия.

Конструкция дюбеля KD

Комплектация представляет собой распорный дюбель и шурупа определенного размера. В каталоге компании «Вира» представлен наиболее широкий ассортимент дюбелей KD, которые имеются на складе компании и заказываются дополнительно.

Дюбель в своей конструкции соединил небольшую не распорную зону и удлинённое распорное основание, которое полностью прилегает и перекрывает образованные во время сверления пустоты, монтируемые детали и не несущие слои штукатурки.

Помимо этого, в основании дюбели предусмотрен бортик. Он нужен для того, чтобы во время монтажа дюбель полностью не ушел в просверленное отверстие. На конце дюбеля имеется небольшое отверстие. Оно обеспечивает максимальное прохождение шурупа в отверстие. Чтобы избежать проблемы прокрутки или выворачивания дюбеля, производитель предусмотрел наличие поперечных ребер.

Конструкция системы дюбеля имеет несколько особенностей, которые являются отличительными и преимущественными именно для продукции Koelner.

Особенности дюбеля KD

  • Предусмотренные производителем продольные сечения на поверхности способствует быстрому и беспрепятственному прохождению дюбеля в основание отверстия. Также эти сечения исключают возможность возникновения «холостого» хода;
  • Производитель Koelner предусмотрел в конструкции шурупов 2 участков резьбы. В основании первой зоны резьба высокая, а основания стержня относительно небольшое. Это способствует беспрепятственному закручиванию. Во второй зане шурупа стержень имеет увеличенный диаметр. Это способствует увеличению распора дюбеля, что еще больше закрепляет его в монтируемом материале.
  • Наличие отогнутых усиков на стержне дюбеля позволяет ему зафиксироваться в поверхности и остаться в таком положении.
  • В середине дюбеля производитель предусмотрел несколько отверстий. Благодаря им нагрузка, рассчитанная на систему крепления, распространяется равномерно.
  • Из-за того, что заглубленная часть дюбеля имеет подрез, то в разы сокращается прокручивающий момент. Этот небольшой нюанс во многом увеличивает скорость монтажа, а как следствие, производительность.

В целом, весь технологический процесс по изготовлению крепежных элементов в виде рамного дюбеля Koelner, рассчитан на четкое соотношение размера просверленного отверстия и элемента крепежной системы.

Преимущества дюбеля KD
  • Дюбель KD имеет 2 основания и направления распора;
  • Шуруп изготовлен из стали, класс прочности которой составляет 6.8;
  • Наличие продольных ребер на основании дюбеля предотвращает прокручивание и увеличивает надежность;
  • Наличие необходимого количества усиков способствует самому прочному закреплению конструкции в пустотелых материалах;
  • Скорость монтажа при использовании дюбеля KD производителя Koelner увеличивается в разы;

 

Как осуществляется монтаж рамного дюбеля KD

Во время монтажа дюбеля KD нужно учитывать несколько нюансов и особенностей. Во-первых, перед тем, как выбрать дюбель необходимого размера, нужно учитывать диаметр сверла, которым проделывается отверстие. Для вкручивания шурупа можно применять гаечный ключ, торцевую головку с трещоткой, электрический шуруповерт или отвертку PH 3 (для дюбелей KDS потай).

Процесс монтажа проходит в несколько этапов. Для начала проделывается отверстие под крепеж. После этого оно прочищается от остатков сверления при помощи щеточки или напора воздуха.  Затем в отверстие помещается рамный дюбель KD. Для лучшей фиксации его забивают молотком. Затем в дюбель вкручивается шуруп. При этом есть возможность выкрутить его обратно.

Чтобы подобрать нужный размер дюбеля, который будет соответствовать проделанному отверстию в материале, нужно воспользоваться таблицей расчётов.

 

Перечень дюбелей KD
Наименовние Размер фасавка
1 KD10080 10х80 50
2 KD10100 10х100 25
3 KD10120 10х120 25
4 KD10140 10х140 25
5 KD10160 10х160 25
6 KD10200 10х200 25
7 KD10240 10х240 25


 Где купить

Контакты

 Офис компании «Вира»  расположен в городе Новосибирск по адресу: ул. Окружная 29 к33/8 второй этаж, офис 2. На складе компании всегда есть все необходимые материалы для крепежных систем, так как главным ее приоритетом является долгосрочное сотрудничество с клиентами разных структур. Те позиции, которых нет на складе, компания оформит под заказ напрямую от производителей. 

.

 

Если Вам показалась полезной информация статьи или Вы уже пользовались услугами компании «Вира», то Вы можете оставить свой отзыв или пожелания в специальном разделе сайта! Нам важно Ваше мнение!!!

11 видов использования деревянных дюбелей

Деревянные дюбели слишком часто кажутся одной из тех вещей, которые складываются вокруг дома или в мастерской — вы покупаете их для проекта, используете то, что вам нужно, а затем у вас остаются остатки, которые не имеют видимого применения. Внезапно вы однажды смотрите вниз и обнаруживаете, что они заняли весь угол, и они печально сидят, покрытые пылью, и ждут, когда вы придумаете что-нибудь с ними сделать.

Хотя может возникнуть соблазн бросить их в кучу металлолома и покончить с этим, деревянные дюбели на самом деле чрезвычайно полезны, и они могут быть более универсальными, чем вы думаете.

1. Раздаточное устройство для шнура, шпагата или веревки (в зависимости от толщины)

Прикрепите дюбель к деревянному диску или куску древесных отходов, и вы получите удобный дозатор и органайзер для катушек шпагата и аналогичных материалов. (Вы можете использовать аналогичную базовую конструкцию для изготовления веретена, если вы заинтересованы в прядении собственных волокон.)

2. Вес для подвешивания, драпировки или скатерти

Дюбели отлично подходят для утяжеления нижней части текстиля. , часто аккуратно вписывается в нижнюю кромку без каких-либо изменений.Они не дадут ткани плыть на ветру и сохранят устойчивость.

3. Лента и органайзер для упаковки

Ленты, оберточная бумага и подобные предметы могут разворачиваться и создавать огромный беспорядок. Вы можете создать стойку для лент с дюбелями, прикрепленными к опорной плите, и обернуть оставшуюся оберточную бумагу вокруг дюбелей, чтобы создать плотный цилиндр (используйте съемную ленту, чтобы удерживать бумагу), чтобы ваша бумага не сходила с ума, когда вы не используете Это.

4.Разбрасыватель цементного раствора

Если вы когда-либо укладывали плитку со сложным рисунком и в труднодоступных местах, вы знаете, как сложно нанести раствор в эти маленькие уголки. Этот Old House рекомендует использовать дюбель для распределения раствора в этих областях, что позволит вам равномерно распределить его, не искажая себя во время работы над проектом плитки.

5. Ролик

Дюбели, как мы знаем, круглые (это своего рода ключевой компонент этих игрушек), и вы можете использовать это в своих интересах.Надавите на контактную бумагу и другие материалы, которые вы пытаетесь раскатать ровно и даже с помощью дюбеля — вы также можете использовать его в качестве скалки в крайнем случае (возьмите толстый дюбель и протрите его безопасным для пищевых продуктов минералом. масло перед запуском).

6. Дюбель

Эй, вы могли бы также использовать дюбель для того, для чего он был разработан. Эти столярные швы позволяют создать скрытое армирование с использованием дюбеля в качестве штифта внутри шва для поддержки дерева. Они добавят прочности и позволят ограничить неприглядные швы и детали на внешней стороне стыка.Этим приемом пользуются плотники всего мира; внимательно посмотрите на свои столярные изделия в Кливленде, и вы можете заметить дюбель.

7. Организация мастерской

Дюбели можно использовать как упоры в стене для подвешивания инструментов, оборудования и принадлежностей. Они помогут вам содержать в порядке гараж или мастерскую, чтобы вы могли найти вещи, когда они вам понадобятся.

8. Добавлена ​​опора для полок

Вы можете использовать прочные дюбели в качестве распорок для новой полки в книжном шкафу, а также для создания дополнительной опоры для тяжелой полки (например, со словарями). Отрежьте дюбели до нужной высоты и закрепите их в конструкции книжного шкафа, чтобы полки не провисали посередине.

9. Дешевые вешалки для штор

Так как люди не видят карниз, ваши запасные дюбели подойдут. Вы можете добавить модные украшения, если хотите — и их можно сэкономить или спасти, чтобы снизить затраты. Выберите дюбель подходящей ширины для ткани и убедитесь, что он достаточно толстый, чтобы выдержать вес таких материалов, как бархат или тяжелый холст.(Говоря о шторах, если вас беспокоит безопасность окон, вы также можете использовать дюбель на слайдере, чтобы создать замок.)

10. Восстановление инструмента

Возьмите метлу или инструмент с ручкой, которая путь дронта? Если инструмент на конце все еще в хорошем состоянии, отсоедините изношенную ручку и замените ее дюбелем соответствующей толщины. Намного дешевле, чем покупка новой ручки для инструмента!

11. Закрепить торт

Вы когда-нибудь задумывались, как устают торты с возвышающимися слоями? Дюбели, друг мой. Вставленные в основную часть торта, они обеспечивают скрытую поддержку слоев, чтобы торт оставался стабильным до тех пор, пока он не будет съеден. Обязательно используйте для этого новые чистые дюбели в интересах здоровья и безопасности.

Кэти Маркс пишет для Networx.com.

Все о дюбелях — обзор, часть I. Соображения перед цементированием

Abstract

Оптимальный способ восстановления нежизнеспособного зуба методом дюбеля-стержня долгое время оставался спорным.Целью этого обзора было оценить факторы, которые могут повлиять на успешное восстановление зубов с пломбированными корнями с помощью дюбелей для корневых каналов. В первой части обзора рассматриваются показания и физические параметры дюбеля. Поиск проводился в базе данных PubMed / Medline с использованием отдельных или комбинированных ключевых слов для получения наиболее релевантного списка ссылок. Статьи, выбранные в процессе поиска, были взяты из журналов и рассмотрены по каждому аспекту системы дюбелей для реконструкции зубов, подвергнутых эндодонтическому лечению. Поиск в Medline показал 228 статей для дюбелей, но после применения критериев исключения только 51 статья оставалась включенной в Часть I этого обзора. Из них 49 были исследованиями in vitro и два — клиническими исследованиями. Обзор литературы показал, что клинические данные все еще отсутствуют. В литературе подчеркивается, что дюбели следует использовать только для удержания основного материала, а не для усиления остальной структуры зуба. Длина дюбеля ограничена апикальным уплотнением от четырех до шести мм.Ширина дюбеля должна быть как можно меньше. Конфигурация канала определяет выбор между сборными и изготовленными по индивидуальному заказу литыми дюбелями. Дюбель на волокнистой основе может быть клинически подходящим для реставрации переднего зуба, подвергнутого эндодонтическому лечению, хотя клинические исследования отсутствуют.

Ключевые слова: Конструкция дюбеля, Волокнистый дюбель, Готовый дюбель, Анатомия коронкового зуба без пульсации

Введение

Оптимальный способ восстановления нежизнеспособного зуба долгое время оставался спорным. Снижение содержания влаги и потеря ткани на уровне корня [1] или коронки остается серьезной проблемой с биомеханической точки зрения. Одно исследование [2] пришло к выводу об отсутствии изменений влажности тканей при потере жизнеспособности зубов. Деструкция коронки и корешка указывает на очень консервативный подход при эндодонтических и восстановительных процедурах [3]. Установлено значение феррулы в продолжительности реставрации нежизнеспособного зуба [4]. Таким образом, для зуба, подвергнутого эндодонтическому лечению, в котором осталось очень мало коронковой ткани зуба, требуется дюбель для удержания сердцевины.С развитием адгезивных реставраций иногда процедура установки дюбелей становится ненужной [5,6].

Целью данной серии статей было оценить факторы, которые могут повлиять на успешное восстановление зубов с пломбированными корнями с помощью дюбелей для корневых каналов.

Метод обзора

Представленный тип обзора представляет собой обзор литературы, характеризуемый использованными методами. Этот обзор включает всесторонний поиск и типичный повествовательный синтез с тематическим анализом. Отсутствует оценка качества поиска литературы.Стратегия поиска включала обзор базы данных с использованием PubMed за период с 1990 по 2015 годы. Поиск содержал следующие основные ключевые термины: штифты / штифты, штифты / штифты вместе с дизайном, материалами, ретенцией, сопротивлением разрушению, биосовместимостью, эстетикой, фиксирующими цементами. Результаты были изучены, и повторения были отброшены. Поиск ограничивался стоматологическими журналами. Полные статьи были получены везде, где это было возможно, а там, где невозможно получить конкретный журнал, аннотации были изучены в электронном виде.Критерии включения в настоящий обзор: 1) любая бумага, относящаяся к сборным / изготовленным по индивидуальному заказу дюбелям / дюбелям; 2) только статьи, опубликованные на английском языке; 3) статьи в рецензируемых журналах. Дополнительные ссылки из статей были проверены и включены, если они соответствуют критериям включения.

Исходные ключевые термины привели к появлению 228 статей. 51 из них соответствовали критериям включения в обзор. Большинство исследований проводились in vitro. Несколько статей исследовали физические свойства дюбелей.

Другой опубликованной литературой были отчеты о клинических случаях, рандомизированные контролируемые исследования, исследования FEA, исследования SEM и систематические / несистематические обзоры.

Когда ставить дюбель?

Решение о лечении с помощью дюбеля зависит от количества оставшейся структуры зуба и функциональных требований, которые будут предъявляться к зубу [5]. Зубы с минимальной остаточной структурой зубов снижают ретенцию реставрации и подвергаются повышенному риску перелома. По мере того, как остаточная структура зуба уменьшается, а функциональные силы возрастают, требуется более тщательный реставрационный контроль.

Передние зубы не располагаются перпендикулярно окклюзионной плоскости и в основном подвергаются действию лабиально наклонных сдвиговых сил во время функции и поэтому считаются более подверженными разрушению [7,8]. В одном исследовании [9] сообщалось, что передние зубы, подвергшиеся эндодонтическому лечению, в которых дюбель не использовался для реставрации, с большей устойчивостью к переломам по сравнению с коронкой с дюбельным стержнем, восстановленной передними зубами верхней челюсти. Использование дюбелей не показано, если полное восстановление покрытия не требуется по эстетическим и функциональным причинам [4].Для центральных резцов и клыков верхней челюсти решающее значение имеют количество оставшейся коронковой структуры зуба, окклюзия и функция зуба.

Для заднего зуба показания более точные. Задние зубы подвергаются большей жевательной силе, чем передние зубы. Эндодонтически леченные задние зубы должны покрывать бугорки, а не передние зубы [10]. В большинстве случаев для них не требуется дюбель. Дюбель показан для заднего зуба только в том случае, если имеется значительная потеря структуры коронкового зуба или зуб должен служить опорой для съемного или несъемного частичного протеза. Премоляры — это в основном однокорневые зубы с более массивной коронковой структурой. Во время жевания они чаще подвергаются боковым нагрузкам, чем коренные зубы. Следовательно, для премоляров чаще требуются дюбели, чем для моляров. Как правило, следует избегать использования дюбелей в щечных корнях моляров верхней челюсти и мезиальных корнях моляров нижней челюсти [11].

Анатомия оставшегося зуба после эндодонтического лечения

Морфология корня и структура оставшейся коронковой части зуба влияют на выбор дюбеля. Важно учитывать размер и длину корня, поскольку неправильная подготовка пространства под дюбель может привести к перфорации апикального или бокового корня.Рентгенограммы служат для оценки длины, ширины корня и связанных с ними анатомических изменений корневого канала [12]. Gutmann JL, [2] после обзора анатомических соображений обнаружил, что корни центральных, боковых и нижнечелюстных премоляров имеют достаточный объем для размещения большинства дюбельных систем. Peroz I et al. [5] классифицировали анатомию зубов после эндодонтического лечения на пять классов и назначили каждому классу показания для установки дюбелей. Класс I имеет четыре оставшиеся стенки полости, и вставка дюбеля не требуется.Классы II и III имеют две и три оставшиеся стенки полости и не требуют установки дюбеля []. Класс IV имеет одну оставшуюся полую стенку. В таких случаях с уменьшенной остаточной структурой зуба показаны дюбели []. Класс V не имеет остаточной стенки полости, и установка дюбеля является обязательной для удержания сердечника []. Kurer HG [13] классифицировал однокорневые без пульпы зубы на основании остаточной коронковой структуры зуба, длины корня и конусности зазора между штифтами []. В категории I зуб имеет наддесневую структуру, достаточную для изготовления нормальной коронки.Класс II имеет недостаточную структуру зуба для препарирования коронки, но может быть дополнен подходящей сердцевиной без необходимости установки дюбелей. Класс III не имеет сохранившейся коронковой структуры зуба. Длина дюбеля бывает трех вариаций: длинная (8 мм), средняя (5-8 мм), короткая (<5 мм). Конус делился на три типа. Тип A имеет параллельное пространство для штифтов, тип B имеет конус в корональной трети, а тип C имеет конус в коронковой трети четверти. Длина и конусность добавляются как подклассы и описываются как «класс III с средней укорененностью, тип B».Класс IV - это внутрикостный перелом корня, а в классе V заболевание пародонта является тяжелым.

Дюбель не требуется в случаях, когда остается по крайней мере две стенки осевой полости. Обязательными условиями являются толщина стенки полости — 1 мм и высота — 2 мм. Если эти условия не могут быть выполнены, стенку полости следует считать отсутствующей [5].

Дюбель следует вставить, если осталась только одна полая стенка. Фибровые дюбели предпочтительнее для передних зубов, но для задних зубов можно использовать фибровые или металлические дюбели.Сердечник может быть композитным или в виде литого штифта и сердечника. Окончательные реставрации должны быть коронками на передних зубах и коронками, накладками или накладками на задние зубы [5].

Необходимо вставить штифт, если не осталось стенок полости [5].

Классификация без пульповых зубов [13].

Подготовка пространства под дюбель

Подготовка канала для установки дюбелей выполняется механически-вращающимися инструментами, инструментами с физическим нагревом, химическими растворителями, подаваемыми с помощью ручного напильника, или комбинацией этих методов.Лучше других не было найдено ни одного метода [14]. Эндодонтический плаггер с подогревом исключает возможность непреднамеренного повреждения дентина, но требует больше времени. Этот метод можно использовать для удаления гуттаперчи сразу после обтурации без нарушения апикального уплотнения. Выбор времени для подготовки пространства под дюбель имеет решающее значение, так как он может вытеснить остатки пломбировочного материала [14]. Эндодонтический герметик на основе эпоксидной смолы требует восьмичасового схватывания. На апикальном конце должно оставаться минимум 3-5 мм гуттаперчи для сохранения апикального уплотнения. Апикальное уплотнение следует подтвердить рентгенологически. В любом месте диаметр дюбеля должен оставаться менее одной трети диаметра корня [11]. После удаления гуттаперчи канал следует расширить с помощью соответствующих эндодонтических расширителей. Писо-развертки и сверла Gates Glidden — это инструменты для препарирования дюбелей. Сверло Gates имеет режущую головку в форме футбольного мяча и часто вызывает небольшие выемки в стенке корневого канала. Peeso-reamer имеет более цилиндрическую форму. Также можно использовать сопутствующие спиральные сверла для параллельности стенок канала.Спиральные сверла нельзя вдавливать в канал с силой или использовать для удаления гуттаперчи из канала [14]. Сверла представляют собой режущий инструмент для торцов, и они могут вызывать эксцентриситет, калибруя дентин или пробивая корень. В недавнем исследовании [15] оценивалось неблагоприятное влияние эндодонтических силеров на удержание волоконных штифтов. Исследование выявило следы гуттаперча и эндодонтического герметика на стенках оптимально подготовленных пространств для дюбелей и пришло к выводу, что чрезмерная подготовка пространства для дюбелей помогает улучшить ретенцию.

Конструктивные особенности дюбелей

Эндодонтические дюбели широко используются в литых дюбелях и сборных конструкциях. Готовые дюбели классифицируются как параллельные, конические или комбинации параллельных и конических в зависимости от их формы [16]. Они также были классифицированы как активные или пассивные в зависимости от характеристик поверхности. Активный дюбель имеет резьбу на поверхности, чтобы войти в дентин корневого канала, в то время как пассивный дюбель цементируется соответствующим фиксирующим агентом.Активные дюбели обладают большей фиксацией и обеспечивают сопротивление скручиванию, поскольку они зацепляют корневую структуру зуба с резьбой, но делают корень уязвимым для разрушения. Показанием для использования активного дюбеля является короткий канал, в котором существует повышенная потребность в ретенции. Пассивный дюбель во многом зависит от плотной адаптации в корневом канале для его удержания.

Параллельно-сторонний дюбель более пассивно распределяет функциональную нагрузку по длине дюбеля, за исключением вершины, где концентрация напряжений выше, так как структура зуба больше удаляется, и фиксируется апикальная посадка дюбеля на дентине [17]. Конический дюбель сохраняет структуру зуба на вершине промежутка между дюбелями, но вызывает эффект расклинивания и концентрацию напряжений на коронковом конце [4]. Параллельно-сужающийся дюбель, комбинация конструкции из параллельного дюбеля с сужающимся концом, вызывает снижение концентрации напряжений на вершине [16].

Резьбовой дюбель демонстрирует неблагоприятную картину распределения напряжений во время установки и во время работы. Концентрация напряжений видна на границе дентинной нити. Противоположное вращение на пол-оборота снижает концентрацию напряжений на границе раздела, но не может обратить вспять повреждения, которые уже произошли при установке [16].

Torbjoner A et al. [18] сравнили интенсивность отказов и характеристики отказов конических и параллельных дюбелей. Они обнаружили, что кумулятивная частота отказов конического дюбеля на 15% выше, чем интенсивность отказов для параллельного дюбеля (8%). Потеря удержания была указана как наиболее частая причина выхода из строя обоих типов дюбелей.

Зубчатый параллельный дюбель создает равномерно распределенные нагрузки и защищает дентин. Конический саморезный дюбель не рекомендуется, так как он очень часто вызывает напряжение и трещины [4].

Kayahan MB et al. [19] оценили распределение напряжений в полых и твердых дюбелях из диоксида циркония. Результаты 3D FEA показали более высокое напряжение растяжения в полых циркониевых дюбелях при параллельной и наклонной нагрузке.

Материал дюбелей

Материалы дюбелей можно разделить на металлические и неметаллические. Металлические дюбели изготавливаются заводским способом или изготавливаются по индивидуальному заказу. К неметаллическим дюбелям относятся фибровые дюбели и керамические / циркониевые дюбели. Фибровые дюбели также подразделяются на дюбели из эпоксидной смолы, армированные углеродом, кварцем или стекловолокном, и дюбели из обычных композитных смол, заделанных полиэтиленовым волокном.Дюбели изготавливаются из различных материалов и поэтому обладают различными физическими свойствами. Для достижения оптимальных результатов материал, используемый для дюбеля, должен обладать модулем упругости, аналогичным модулю упругости дентина, и быть биосовместимым в среде полости рта. Большой популярностью пользуются сборные металлические дюбеля. Также доступны дюбели из углеродного волокна [20,21], циркониевые дюбели [22] и композитный материал для дюбелей и стержней [23]. Для практически неповрежденной структуры зубов все дюбели, которые используются сегодня, обладают достаточной прочностью и удержанием для клинической функции.В различной литературе материал дюбелей оценивался в отношении удерживания и сопротивления разрушению.

Среди металлических дюбелей нержавеющая сталь (SS) жестче, чем титановый сплав, который жестче, чем чистый титан, который снова жестче, чем дентин. Использование металлических дюбелей оправдано исследованиями, показывающими, что сопротивление разрушению зубов, восстановленных металлическими дюбелями, превосходит другие системы [20]. Однако исследования in vitro [9,20,21,24] некороненых зубов показали более высокий риск перелома корня при использовании металлических дюбелей. Для лучшей фиксации в корневом канале были рекомендованы металлические дюбели с шероховатой поверхностью [25-29]. Мета-анализ, проведенный в ходе системного обзора исследований in vitro и in vivo [20], не выявил значительных различий между литыми и прямыми дюбелями и системами стержня, которые оправдали бы рекомендацию использования одного по сравнению с другим.

В ответ на потребность в дюбеле, обладающем хорошими оптическими и биологическими свойствами, а также совместимом с цельнокерамической коронкой, в конце 1980-х годов были разработаны цельнокерамические дюбель и сердечник. Эти дюбели были изготовлены из мелкозернистого тетрагонального диоксида циркония (Cerapost , Brasseler, Georgia; Cosmopost, Ivoclar-Vivadent, NY) [30–33] и, как сообщалось, обладает высокой прочностью на изгиб [34] по сравнению с керамическим материалом из оксида алюминия.В 1991 году Kern M и Knode H [34] описали технологию скользящего литья для изготовления керамических дюбелей из оксида алюминия. Копировальное фрезерование — еще один метод изготовления дюбелей и стержней из керамики из оксида алюминия, пропитанных стеклом. Из-за ограниченной прочности на излом дюбели из керамики из оксида алюминия (Inceram), пропитанные стеклом, следует использовать в широких корневых каналах без значительного уменьшения периферического дентина [30]. Стеклокерамика из оксида алюминия имеет улучшенные эстетические свойства за счет повышенной прозрачности, в то время как керамика из диоксида циркония имеет улучшенные механические свойства за счет увеличения прочности на излом.Возможно объединение обоих материалов в единый дюбель и стержневой блок методом двух частей или методом горячего прессования [30]. Он обладает высокой прочностью на сжатие, даже несмотря на то, что предел прочности на растяжение низкий, поэтому при воздействии сдвигающих напряжений керамический дюбель разрушается, а не корень, как в случае металлического дюбеля [35]. Дюбель Ziconia обычно не рекомендуется пациентам с бруксизмом из-за высокого модуля упругости [36]. Высокоэластичный циркониевый дюбель вызывает передачу напряжения на менее жесткий дентин и предрасполагает к перелому корня. Дюбель из диоксида циркония предназначен для использования с полимерцементом и композитным материалом сердечника. Сердцевина IPS Empress (Ivoclar) может использоваться, чтобы избежать менее жесткой, большой сердцевины из композитного полимера [22].

Дюбель из углеродного волокна состоит из пучков растянутых углеродных волокон, залитых эпоксидной матрицей. По модулю упругости дюбель из углеродного волокна аналогичен модулю упругости дентина [37]. Первоначальная версия была изначально черной, неэстетичной и рентгенопрозрачной. Эстетическая версия этого дюбеля имеет кварцевую поверхность, что придает цвету зуб дюбеля.Чтобы преодолеть недостатки дюбелей из углеродного волокна, в 1992 году были введены системы дюбелей из смолы с опорой на стекловолокно. Дюбель состоял из однонаправленных стекловолокон, залитых в матрицу из смолы, что улучшило прочность дюбеля без ущерба для модуля упругости [38]. Ретроспективное исследование in vivo [39] пришло к выводу о превосходстве волоконных дюбелей над обычными литыми дюбелями и системами сердечника после четырех лет клинической службы. В случае трещин фибровые дюбели давали больше восстанавливаемых трещин, чем другие дюбельные материалы [40-42].Фибровый дюбель обладает дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что он легко восстанавливается после поломки [40]. Соарес Л.П. и др. [43] пришли к выводу, что дюбель FRC prostec (Ivoclar Vivadent Inc., Нью-Йорк) обеспечит благоприятный ответ на жевательные силы, поскольку он имеет значительно более высокие значения прочности на изгиб, чем другие типы.

Дюбель из армированного волокном композитного материала (FRC) изготовлен из плетеной ленты из полиэтиленовых волокон, покрытой дентиновым адгезивом и помещенной в канал, где он подвергается световой полимеризации [42].Примерами армированных волокном полимеров являются Ribbond (Ribbond Inc, Сиэтл, Вашингтон), система дюбелей Fibrekore (Jeneric / Pentron, Коннектикут). Все они относятся к категории неметаллических или эстетичных дюбелей.

Типы дюбелей

Эндодонтические дюбели или дюбели классифицируются по-разному, включая предварительно отформованные и изготовленные по индивидуальному заказу, металлические и неметаллические, эстетические и неэстетичные. Дюбель также можно разделить на цементированный / приклеенный дюбель или резьбовой дюбель.

Цементированные дюбели включают изготовленные на заказ литые дюбели и различные готовые конструкции.Доступно более 100 различных сборных систем дюбелей. Однако существует шесть основных коммерческих систем [14]. Это:

  1. Конические, гладкие дюбели, такие как дюбели Kerr Endopost (Sybron-Kerr Inc., Ромулус, Мичиган).

  2. Параллельные, зубчатые и вентилируемые дюбели, такие как дюбели Whaledent Parapost (Whaledent Int., Нью-Йорк, Нью-Йорк).

  3. Конические саморезные дюбели, например, винты Dentatus (Weissman Technology International, Inc., Нью-Йорк, Нью-Йорк).

  4. Параллельные резьбовые дюбели с разъемным стержнем, такие как дюбели FlexiPost (Essential Dental Systems, S Hackensack, N.J.).

  5. Параллельные дюбели с резьбой; например, якоря Radix (Maillefer / L. D. Caulk, Milford, Del.) или якоря Kurer (Teledyne Getz, Elk Grove, штат Иллинойс).

  6. Дюбели из углеродного волокна, такие как дюбели C-Post (Bisco Dental Products, Итаско, Иллинойс) или дюбели Composipost (RFF, Meylan, Франция).

Изготовленные на заказ дюбели показаны при умеренной и серьезной потере коронковой структуры зуба и в корневых каналах с некруглым эллиптическим поперечным сечением.Расширение таких каналов под заводной дюбель может привести к перфорации в апикальной области. Кроме того, литой дюбель рекомендуется в следующих случаях: 1. Когда необходимо изменить угол стержня по отношению к дюбелю; 2. когда удержание стержня на головке штифта затруднено из-за небольшого размера зубов, таких как нижнечелюстной резец; 3. когда в одной дуге указано несколько реставраций дюбелями. Эту процедуру можно выполнить более экономичным способом, подготовив несколько отверстий под дюбели и сделав слепок.Готовые дюбели обычно используются в корневых каналах с круглым поперечным сечением. Конический дюбель заводского изготовления — идеальный выбор, когда имеется канал достаточной длины для осевой фиксации. Предварительно изготовленный параллельный дюбель рекомендуется для увеличения ретенции и когда подготовка параллельного пространства для дюбелей не нарушит целостность корня в апикальной трети.

Диаметр дюбеля

Различные исследователи [44] рекомендовали разные теории относительно диаметра дюбеля.Ллойд П.М. и Палик Дж. Ф. [45] разделили эти теории на защитные, охраняющие и соразмерные. Этот пропорциональный подход был рекомендован для сохранения достаточной структуры зуба. Специалист по консервации: дюбель должен быть окружен здоровым дентином толщиной не менее 1 мм. Pilo R и Tamse A [44] отстаивали консервативный подход, при котором проводится минимальная подготовка канала, чтобы сохранить как можно больше дентина. Диаметр дюбеля и оставшийся дентин идентифицируются как переменные, которые влияют на ретенцию и сопротивление разрушению зуба, подвергнутого эндодонтическому лечению.Увеличение диаметра дюбеля не дает существенного увеличения удержания дюбеля. Несколько исследований показали, что чем больше количество оставшегося дентина, тем лучше сопротивление перелому. Tey KC и Lui JL [46] рекомендовали использовать меньшие дюбели FRC, а не увеличивать промежутки между дюбелями, чтобы точно соответствовать большим дюбелям FRC. Диаметр дюбеля необходимо контролировать, чтобы сохранить корешковый дентин и снизить вероятность перфорации. Подход должен заключаться в тщательной оценке текущей рентгенограммы, ограничивая ширину дюбеля до одной трети диаметра корня [11], ограничивая длину дюбеля до 7 мм апикально к устью канала в молярах верхней и нижней челюсти и устанавливая дюбель в небном канале моляра верхней челюсти и молярах нижней челюсти в дистальном канале.

Длина дюбеля

Длина дюбеля существенно влияет на его удержание. В большинстве случаев удерживание увеличивается с увеличением длины штифта. Длина дюбеля влияет на распределение напряжения и, следовательно, на сопротивление трещинам в канале. В нескольких исследованиях утверждается, что длина дюбеля должна составлять две трети всей длины корня [14]. Установлено, что установка дюбелей глубже двух третей глубины корня увеличивает напряжение в апикальной области. Короткие дюбели потенциально опасны и чаще вызывают переломы корня [17].Выбор длины дюбеля зависит также от типа фиксации. Длина дюбеля менее важна для сопротивления разрушению, когда присутствует эффект наконечника. Эффект феррулы обычно достигается за счет фиксации коронкой оставшейся наддесневой ткани зуба. Пломбирование апикального корня от четырех до шести мм оказалось необходимым для предсказуемой апикальной герметизации [47, 48]. Принимая во внимание необходимость как достаточного эффекта ферулы, так и оставшегося апикального уплотнения, иногда невозможно, чтобы длина дюбеля составляла две трети длины корня.Nissan J et al. [49] показали, что адгезивная фиксация может компенсировать снижение удержания более коротких дюбелей. Было предложено несколько других рекомендаций по длине дюбелей, но они не получили широкого распространения. Дюбель должен соответствовать окклюзионно-цервикальному размеру коронки, быть длиннее коронки, заканчиваться посередине между гребнем и апикальным концом корня, быть как можно длиннее, не нарушая апикального уплотнения [14].

Дюбель и форма корневого канала

Конфигурация канала помогает сделать выбор между индивидуальным литым дюбелем и заводским дюбелем [50].Чрезмерно расширенные корневые каналы наиболее эффективно обрабатываются с помощью специального дюбеля. Корневые каналы с круглым поперечным сечением требуют заводских дюбелей. Желательно, чтобы выбранный дюбель точно соответствовал или соответствовал форме канала, поскольку требуется меньшее удаление дентина, тем самым повышая сопротивление разрушению зуба, а также удерживая дюбель [4].

В расширенном канале можно также использовать большие сборные дюбели с параллельными сторонами путем удаления дополнительной структуры зуба в апикальной области, но это не рекомендуется, поскольку это может привести к перелому корня в апикальной трети [12].Кроме того, для широких каналов предлагается армирование корня композитом [12]. Композитная смола прикрепляется к интраканальному дентину. Внутрикорневое армирование увеличивает диаметр корня от внешней поверхности до контакта дюбеля. Помимо увеличения толщины корня, он снижает вероятность того, что металлический дюбель просвечивает через тонкий дентин корневого канала и затемняет ткань десны. Литой дюбель и реставрацию керна следует выбирать в канале, который требует обширной подготовки из-за фактора ретенции [51].

Обзор современного состояния элементов из клееной древесины с дюбелями и уплотненных древесных материалов в качестве экологически чистых изделий из древесины для строительства и строительства

https://doi.org/10.1016/j.dibe.2019.100004Получить права и содержание

Основные моменты

Устранение выбросов ЛОС из клеевых деревянных изделий.

Элементы из клееного бруса без клея на дюбели в качестве альтернативы клееному брусу.

Обсуждаются различные типы элементов из клееной древесины с дюбелями и их свойства.

Механические свойства уплотненных пород древесины и поведение при набухании в зависимости от влажности.

Различные элементы из клееной древесины с дюбелями и уплотненные древесные материалы.

Реферат

Инженерные деревянные изделия (EWP) все чаще используются в качестве строительных и строительных материалов.Однако преобладающее использование клеев на нефтяной основе в EWP способствует выделению токсичных газов (например, летучих органических соединений (ЛОС) и формальдегида), которые вредны для окружающей среды. Кроме того, использование клеев в EWP влияет на их утилизацию по окончании срока службы, возможность повторного использования и переработки. В этой статье основное внимание уделяется элементам из клееной древесины с дюбелями и уплотненным древесным материалам, которые являются бесклеевой и устойчивой альтернативой широко используемым EWP (например, клееному брусу и CLT). Улучшенные механические свойства и плотное прилегание за счет упругого возврата уплотненной древесины поддерживают их использование в качестве устойчивой альтернативы крепежным изделиям из твердой древесины для преодоления их недостатков, таких как потеря жесткости с течением времени и нестабильность размеров. Этот подход также будет способствовать внедрению элементов из клееной древесины с дюбелями и уплотненных древесных материалов для более разнообразных и передовых структурных применений и, следовательно, принесет как экологические, так и экономические выгоды.

Ключевые слова

Конструкционные изделия из дерева

Клееный брус

Плотный лес

Экологичность

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2019 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Структурные альтернативы дюбелей и пробелы в знаниях

Дюбельные стержни подвергаются большим циклам усталостной нагрузки, поскольку стержни передают нагрузки от одной части к другой бетонного покрытия, моста или других конструктивных элементов.По мере продолжения цикла, опора контакта стержня с бетоном может вызвать «удлинение» отверстия, окружающего стержень, для типичного круглого стержня. Таким образом, существует потребность в уменьшении опорных напряжений между дюбелем и бетоном. Сочетание проблем коррозии и усталости подшипников для дюбелей приводит к необходимости рассматривать альтернативные формы и материалы для дюбелей. В Университете штата Айова (ISU) продолжаются исследования как альтернативных форм, так и альтернативных материалов для дюбелей.В ISU было проведено несколько типов структурных испытаний и анализов. Недавно было проведено обширное исследование пробелов в знаниях, которые существуют для проектирования и исследования всех типов дюбелей и связанных с ними параметров. Структурные лабораторные работы в ISU были сосредоточены на множестве различных потенциальных дюбелей различных форм и материалов, включая армированный волокном полимер (FRP) эллиптической формы и стальные дюбели. Целью дюбелей эллиптической формы было снижение максимального контактного напряжения опоры между стержнем и бетоном.В этой статье будут представлены некоторые ключевые результаты более ранних лабораторных испытаний, которые проводились в течение примерно 15 лет, включая краткое изложение теории в качестве основы. Ключевые разделы документа включают пробелы в знаниях и необходимые исследования для FRP в бетоне.

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 01004258
  • Тип записи: Публикация
  • ISBN: 9780965231084
  • Файлы: TRIS
  • Дата создания: 21 сентября 2005 г., 12:06

Оценка параметров, влияющих на прочность на отрыв дубовых и буковых дюбелей :: BioResources

Подлена, М., Бём, М., Хисек, С., Прохазка, Дж., И Черни, Р. (2020). « Оценка параметров, влияющих на сопротивление отрыву дюбелей из дуба и бука », BioRes. 15 (1), 1665–1677.
Abstract

Сопротивление отрыву простых дюбелей номинальным диаметром 8 мм сравнивалось со спиральными дюбелями, изготовленными из бука ( Fagus sylvatica L. ) и древесины дуба ( Quercus robur L.). Образцы для испытаний были испытаны после кондиционирования при относительной влажности (RH) 25%, 45%, 65% и 85% при постоянной температуре 20 ° C.Таким образом, было определено влияние относительной влажности (соответствующего содержания влаги), структуры дюбелей и породы дерева дюбелей на прочность на отрыв. Конструкция и низкая влажность (RH 25%) обусловили самую высокую прочность (8,6 МПа) спиральных дюбелей. По сравнению с обычными дюбелями, более высокое усилие отрыва спиральных дюбелей было статистически значимым. Наоборот, наименьшее усилие отрыва было обнаружено у простых буковых дюбелей (3 МПа), что, помимо более высокой относительной влажности (RH 85%), также было вызвано сочетанием простой структуры и большего диаметра дюбелей, что привело к уменьшению количество клея в склеенном шве.Влияние породы дерева дюбелей в целом не было статистически значимым.


Скачать PDF
Полная статья

Оценка параметров, влияющих на сопротивление отрыву дубовых и буковых дюбелей

Милан Подлена, a Martin Böhm, b, * Štěpán Hýsek, a Jiří Procházka, c и Роберт Черны b

Прочность на вытягивание простых дюбелей номинальным диаметром 8 мм сравнивалась со спиральными дюбелями, изготовленными из бука ( Fagus sylvatica L. ) и древесины дуба ( Quercus robur L.). Образцы для испытаний были испытаны после кондиционирования при относительной влажности (RH) 25%, 45%, 65% и 85% при постоянной температуре 20 ° C. Таким образом, было определено влияние относительной влажности (соответствующего содержания влаги), структуры дюбелей и породы дерева дюбелей на прочность на отрыв. Структура и низкая влажность (RH 25%) обусловили самую высокую прочность (8,6 МПа) спиральных дюбелей. По сравнению с обычными дюбелями, более высокое усилие отрыва спиральных дюбелей было статистически значимым.Наоборот, наименьшее усилие отрыва было обнаружено у простых буковых дюбелей (3 МПа), что, помимо более высокой относительной влажности (RH 85%), также было вызвано сочетанием простой структуры и большего диаметра дюбелей, что привело к уменьшению количество клея в склеенном шве. Влияние породы дерева дюбелей в целом не было статистически значимым.

Ключевые слова: Дюбель; Простой; Спираль; Бук; Дуб; Клей поливинилацетатный; Сила вывода; Относительная влажность

Контактная информация: a: Кафедра обработки древесины и биоматериалов, Факультет лесоводства и древесных наук, Чешский университет естественных наук, Прага, Kamycka 129, 165 21 Прага 6, Чешская Республика; b: Кафедра материаловедения и химии, Факультет гражданского строительства, Чешский технический университет в Праге, Thakurova 7, 166 29 Прага 6, Чешская Республика; c: Университет Менделя в Брно, факультет лесного хозяйства и технологии древесины, факультет древесных наук, Zemedelska 3, 613 00 Брно, Чешская Республика; * Автор, ответственный за переписку: martin. [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Дюбели обычно используются в области деревообработки и строительства (игрушки, мебель, деревянные кровельные фермы, и т. Д. ) в качестве строительных швов или в качестве направляющих элементов вместе с другими крепежными деталями, такими как конфирматы, соединители с кулачковым замком, и т. Д. В некоторых случаях дюбели подвергаются воздействию различных условий влажности, которые могут повлиять на механические свойства соединений (Rammer and Winistorfer 2001; Tankut 2007; Bomba et al. 2014)

Прочность клеевого шва — это механическое свойство, которое определяется прочностью клея, прочностью древесины и прочностью границы раздела между деревом и клеем. Промежуточная фаза определяется как область определенных размеров, которая начинается в склеенном адгезивном материале в точке, где его свойства (химические, физические, механические и морфологические) начинают отличаться от свойств сырого адгезива. Промежуточная фаза заканчивается в точке клея, где местные адгезионные свойства снова такие же, как и свойства всего клея (Berglund and Rowell 2005)

Качественное соединение можно получить с помощью трех основных этапов.Первый шаг заключается в подготовке поверхности для обеспечения взаимодействия между клеем и клеем. Обработка поверхности обычно механическая или химическая, но можно использовать оба метода одновременно. Второй этап характеризуется приклеиванием клея к склеиваемой поверхности. В связи с тем, что требуется связывание на молекулярной стадии, клей должен быть в жидком состоянии для достижения необходимого контакта обоих веществ. Третий этап состоит в сборке стыка и отверждении клея (Frihart 2005, 2015).

Соединения обычно считаются высококачественными, если после их повреждения происходит разрушение адгезива, но не соединения. Однако такой качественный шов сложно создать деревянными дюбелями. Уже были проведены отдельные исследования для определения влияния породы древесины, влажности, типа шва, используемого клея, толщины склеиваемого шва или размера склеиваемой поверхности на прочность шва. Дюбели чаще всего испытывают на прочность на отрыв, которую необходимо развить, чтобы оторвать дюбель от опорного материала (Jensen et al. 2001; Уйсал и Озчиффчи 2003; Seref et al. 2009; Yapici et al. 2011), или как часть мебельных конструкций, где элементы соединяются в форме буквы «L» или «T» (Eckelman 1971; Eckelman et al. 2002; Tankut 2005).

Несущий материал обычно представляет собой твердую древесину или композитный материал, например, , ДСП (ПБ) или древесноволокнистые плиты средней плотности (МДФ). Когда прочность на вырывание дюбелей из массива дерева сравнивается с силой выдергивания из ПБ (2.8 МПа) или MDF (4,4 МПа), в целом требовалось меньшее усилие на отрыв (Seref et al. 2009). В этих исследованиях разница между досками объяснялась их разными характеристиками. Выводы авторов показывают, что сила отрыва дюбелей изменилась из-за нескольких факторов.

В некоторой литературе также обсуждаются различия между гладкими и спиральными стержнями или влияние их длины; однако эти исследования в основном сосредоточены на металлических прутках (Chans et al. 2010 г.). В дополнение к эмпирическому тестированию, также возможно определить силу отрыва путем анализа упругой деформации, тем самым хорошо ее предсказав (Eckelman and Cassens 1985; Jensen et al. 2001).

Дюбели из дуба и бука были выбраны для исследования, потому что они являются двумя наиболее распространенными типами твердых пород древесины в Центральной Европе, и дюбели этих пород чаще всего используются в соединениях. Для склеивания был выбран поливинилацетатный клей (ПВА). Клеи ПВА отличаются хорошей адгезией к древесине и обеспечивают очень прочные и гибкие соединения.Они используются в основном для склеивания массивной древесины, дюбелей и отделочных кромок, а также для облицовки шпоном. Их преимущества заключаются, в частности, в простоте нанесения, коротком времени отверждения, полимеризации при нормальном давлении и безопасности, поскольку они не содержат формальдегид (Bomba et al 2018).

Дюбели из разных пород древесины с разной структурой поверхности, которые подвергаются нагрузкам при разном содержании влаги, используются в мебельных изделиях и конструкциях. Гипотеза состоит в том, что все три фактора имеют большое влияние на итоговую прочность сустава. Таким образом, выяснение этих отношений и было целью данного исследования.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

В данном исследовании были испытаны

испытательных образцов из бука со склеенными вариантами дюбелей (рис. 1). Благодаря использованию двух типов дюбелей (гладкие и спиральные с множеством канавок), дюбелей двух пород (бук и дуб) и 4 ступеней влажности (20 ° C при 25%, 45%, 65%, 85%) для Всего было приготовлено 160 образцов (2 × 2 × 4 × 10).Для каждого варианта было приготовлено по 10 образцов для испытаний.

Рис. 1. Схема с протестированными вариантами дюбелей

Дюбели имели цилиндрическую форму с номинальными размерами 8 мм × 50 мм со скошенными краями (2 мм × 2 мм). Спиральные дюбели были приобретены у коммерческого производителя дюбелей (Marušík Holz, Острава, Чешская Республика). Простые дюбели были изготовлены из дюбелей диаметром 8 мм (ASON-Vala, Мост, Чехия). Для расчета площади склеиваемой поверхности размеры дюбелей были измерены с помощью скользящей шкалы (KINEX Measuring, Прага, Чешская Республика).

Рис. 2. Конфигурация испытательного образца для испытаний на извлечение

Отверстия диаметром 8 мм просверлены на сверлильном станке VD 20 R (HOUFEK, Golčv Jeníkov, Чехия). Всего 0,3 г клея было нанесено на отверстие глубиной 29 мм и 0,2 г нанесено на отверстие глубиной 23 мм. Таким образом, дюбели с клеем соединяли два образца по длине, будучи отделенными друг от друга полиэтиленовой фольгой. Дюбели сначала приклеивали к более глубокому отверстию (29 мм), а затем устанавливали вторую часть.Влажность буковых элементов составляла w = 8% согласно ČSN 49 0103 (1979), а плотность в сухом состоянии соответствовала ρ 0 = 589 кг / м 3 согласно ČSN 49 0108 (1993). Сухая плотность буковых дюбелей составляла 594 кг / м 3 , а сухая плотность дубовых дюбелей составляла 615 кг / м 3 .

В качестве клея использовался поливинилацетат RAKOLL GXL 4 (H. B. Fuller Europe GmbH, Цюрих, Швейцария), относящийся к классу прочности D4 согласно ČSN EN 204 (2017). Испытание клея согласно ČSN EN 205 (2017) при последовательности кондиционирования No.1 (7 дней при 20 ± 2 ° C и относительной влажности 65 ± 5%) прочность клея на сдвиг была измерена при 17 МПа (коэффициент вариации 11%). Используя анализатор влажности MB23 (Ohaus Corporation, Парсиппани, Нью-Джерси, США), было измерено 51% твердого содержания клея. Точное количество клея в отверстиях взвешивали на лабораторных весах PS 4500.R2 (RADWAG Váhy, Шумперк, Чехия) для каждого образца и наносили на склеиваемую площадь. Остальные характеристики клея были взяты у производителя и измерены при 20 ° C: плотность 1 г / см 3 , pH 3.5 и вязкостью 5500 мПа · с.

После нанесения клея испытуемые образцы зажимали на 24 часа, а затем помещали в камеру кондиционирования HPP750 (Memmert GmbH + Co. KG, Швабах, Германия), где их кондиционировали при постоянной температуре 20 ± 2 ° C. и четыре различных относительной влажности (RH): 25%, 45%, 65% и 85 ± 5% для стабилизации веса. Стабилизация веса считалась достигнутой, если вес двух последовательных взвешиваний через 24 часа не отличался более чем на 0.1%. Затем, согласно стандарту ČSN 49 0103 (1979), содержание влаги в элементах из бука (w 25 / w 45 / w 65 / w 85 ) было рассчитано для каждой стадии, чтобы оценить влияние содержание влаги. Масса образцов, кондиционированных на отдельных этапах (м 25 / м 45 / м 65 / м 85 ) и высушенных образцов (м 0 ) взвешивалась на лабораторных весах (PS 4500.R2). (RADWAG Váhy, Шумперк, Чешская Республика.) Затем содержание влаги для соответствующей стадии было рассчитано по формуле.1:

(1)

После извлечения из камеры кондиционирования образцы для испытаний испытывали на универсальной испытательной машине TIRA 50 кН (TIRA GmbH, Шалкау, Германия) в зажимах, удерживающих образцы в вертикальном положении (рис. 3). По завершении испытания максимальное приложенное усилие было измерено с помощью программного обеспечения TIRAtest System 4.6.0.30 (TIRA GmbH, Шалкау, Германия) ( F max ), и сила отрыва рассчитывалась согласно уравнению. 2 как площадь поверхности ( A ), рассчитанная на основе диаметра дюбеля ( d ) и длины сцепления ( h ), где произошло разрушение (Podlena et al. 2018):

(2)

Дисперсионный анализ (ANOVA) силы отказа при 95% уровне значимости (α = 0,05) и тест множественного сравнения (Tukey HSD) использовались для определения статистической значимости разницы в вариантах с помощью программного обеспечения Statistica (StatSoft, версия 13.3). , Талса, Окей, США). Вид разрушения соединения также оценивался визуально в соответствии с процентным представлением данного разрушения в соединении.

Фиг.3. Испытательная установка для определения усилия отрыва дюбелей

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Обобщенные результаты усилий на отрыв, которые были получены при испытании дюбелей, кондиционированных при постоянной температуре 20 ° C и относительной влажности 25%, 45%, 65% и 85%, указаны в Таблице 1.

Таблица 1. Прочность на отрыв испытанных дюбелей в зависимости от относительной влажности

Результаты ANOVA на уровне значимости 95% (α = 0.05) показаны на рис. 4. Наивысшая средняя сила отрыва была достигнута у спиральных буковых и спиральных дубовых дюбелей при относительной влажности 25% (8,6 МПа). Наименьшие значения прочности были достигнуты у гладких буковых дюбелей при относительной влажности 85% (3 МПа) с простыми дубовыми дюбелями (3,3 МПа).

Рис. 4. Влияние типа дюбеля и условий кондиционирования на прочность на отрыв. Вертикальные полосы обозначают 95% доверительный интервал.

Результаты показывают, что простые буковые дюбеля достигли самых низких значений при всех уровнях влажности.Хотя не совсем ясно, что вызвало улучшение сопротивления вытягиванию простых дюбелей при увеличении влажности с 25% до 45%, можно предположить, что это произошло из-за изменчивости свойств используемых материалов или из-за продолжающегося реакции сшивания клея из-за влажности воздуха. В случае простых дюбелей прочность клея на сдвиг особенно важна, что можно увидеть из подробного анализа видов разрушения. Виды отказов испытанных дюбелей приведены в таблице 2.Значения в таблице представляют собой средние значения, полученные при визуальной оценке каждого испытуемого образца.

Таблица 2. Виды отказов испытанных дюбелей

На рисунке 5 показаны отдельные виды отказов, представляющие данную группу образцов для испытаний.

Подробный анализ режимов отказа показывает, что каждый оцениваемый параметр влияет на отказ по-своему. Некоторые параметры также могут взаимодействовать, и диаметр дюбеля или толщина клеевого соединения также могут влиять на силу отрыва.

Рис. 5. Изображения выбранных режимов отказа, представляющие испытанные дюбели

Диаметр дюбеля

В связи с тем, что использованные дюбели были изготовлены на станке , диаметры дюбелей имели небольшой коэффициент вариации (от 0,6% до 1,2%). При сравнении диаметра по вариантам статистически значимой разницы не обнаружено (p> 0,05) только между однотонными и спиральными буковыми дюбелями (рис.6). Дубовые дюбели имели статистически значимые различия в диаметре между собой и буковыми дюбелями (p <0,05).

Таблица 3. Диаметр протестированных дюбелей перед нанесением клея

Рис. 6. Сравнение диаметров дюбелей до нанесения клея

Кроме того, диаметр дюбелей дубовых однотонных (7,82 мм) и спирально-желобчатых (7,7 мм) больше всего отличался от заявленного диаметра 8 мм, который был указан производителем.Что касается дубовых шпунтованных шпунтов, то получилось 4% отклонение диаметра дюбелей.

Влияние относительной влажности и влажности древесины на прочность на отрыв

В диапазоне от RH 25% до RH 45% усиливается сопротивление вытягиванию буковых и однотонных дубовых дюбелей. Напротив, прочность обоих спиральных дюбелей в области от RH 25% до 45% снизилась. В противном случае сила вытягивания дюбелей во всех случаях постепенно снижалась с относительной влажности 45%. Снижение прочности клеевого шва можно объяснить потерей адгезии клея ПВА, которая произошла по мере увеличения влажности древесины (Bomba et al. 2014). Таким образом, одним из основных факторов, влияющих на прочность на отрыв, была относительная влажность или влажность древесины из-за гигроскопичности древесины.

Посредством кондиционирования воздуха для стабилизации веса в отдельных условиях влажность испытуемых образцов изменялась с 7% (относительная влажность 25%), 9% (относительная влажность 45%), 11% (относительная влажность 65%), а затем 16 % (Относительная влажность 85%). Начальное содержание влаги в образцах бука до склеивания составляло в среднем 8%. Это означает, что на первом уровне (относительная влажность 25%) средняя влажность древесины упала на 1%, а на втором этапе она увеличилась.При плотности древесины более 8% из-за набухания древесины сухой дюбель впитывал влагу из клея и увеличивал свой объем в шве в отверстии. Этот принцип заключался в обеспечении максимальной адгезии склеиваемой поверхности в отверстии и получении жесткого склеенного соединения.

Из оценки режима разрушения видно, как более высокая влажность (относительная влажность 65% и, в частности, относительная влажность 85%) повлияла на сопротивление сдвигу испытанных дюбелей. Таким образом, дюбели остались нетронутыми, а остатки клея были видны на поверхности дюбелей.При испытании дюбелей с кондиционированием воздуха при относительной влажности 25% и 45% было обнаружено частичное разрушение структуры древесины.

Влияние конструкции дюбеля на сопротивление отрыву

Путем общего сравнения прочности на отрыв простых и спиральных дюбелей для обеих пород дерева (рис. 7) можно констатировать, что спиральные дюбели обеспечивали статистически значимо более высокое усилие на отрыв по сравнению с простыми дюбелями (p <0,05).

Фиг.7. Влияние структуры поверхности и кондиционирования на прочность на отрыв

В зависимости от диаметра дюбелей и различной структуры поверхности дюбелей можно было определить принцип распределения клея во время вставки дюбелей в отверстие для отдельных вариантов (Рис. 8).

Рис. 8. Разница в распределении клея при вставке дюбелей в отверстие: дюбель бук / простой (a), дуб / простой (b), бук / спиральный дюбель (c) и дуб / спиральный дюбель (d) .Схема была создана на основе визуального наблюдения за испытуемыми образцами.

Для простых дюбелей клей обычно протирался со стены в отверстие, где он затем блокировался. Это были простые буковые дюбеля диаметром 7,99 мм (рис. 8а). В то же время между дюбелями и 8-миллиметровым отверстием образовалась тонкая линия соединения, что не было даже минимальным (0,05 мм), требуемым в теории склеивания (Landrock 2008). Также имело место частичное обратное выталкивание дюбелей из отверстия, чему препятствовало извлечение испытуемых образцов зажимами в течение периода отверждения клея.

Меньший диаметр дубовых дюбелей (7,82 мм) допускал утечку клея между стенкой отверстия и дюбелем (рис. 8b). Тогда толщина линии соединения для этих простых дюбелей была больше. Следовательно, вполне вероятно, что диаметры протестированных дюбелей способствовали общей более высокой прочности простых дубовых дюбелей.

Во втором случае снятию давления способствовали бороздки спиральных дюбелей независимо от внешнего диаметра дюбеля. При том же диаметре при вводе дюбеля в отверстие вместе с воздухом клей отводился от отверстия через зазоры в пазах спиральных дюбелей (рис.8c). Благодаря бороздкам клей также равномерно распределялся по стенкам отверстия. Это может объяснить, почему винтовые дюбели обычно дают лучшие результаты по сравнению с простыми дюбелями, как из дуба, так и из бука. Кроме того, на более высокое сопротивление спиральных дюбелей может влиять дополнительная механическая передача нагрузки за счет выступов на поверхности.

По этим причинам было совершенно неприемлемо использовать простые дюбели при приклеивании, и поэтому желобчатые дюбели (, например, , спиральные) должны иметь приоритет в деревянных конструкциях.Хотя скошенные края простых дюбелей помогли удалить клей вместе с воздухом в сторону, если дюбель имел больший диаметр, клей выталкивался из отверстия. Однако это может быть преимуществом по сравнению со спиральными дюбелями, когда они, например, используются для древесно-стружечных плит, где прижатие клея между стружками, вероятно, приводит к усилению стыка, что приводит к более высокой прочности на отрыв (Eckelman and Cassens 1985). .

Влияние породы дюбелей на прочность на отрыв

Напротив, общее влияние породы дюбелей на прочность на отрыв (рис.9) статистически не продемонстрировано для измерений (p> 0,05). В целом все дюбели из бука и дуба сравнивались при всех условиях для обоих вариантов конструкции. Однако на вывод может повлиять включение дюбелей со статистически значимой разницей в диаметрах (p < 0,0), где буковые дюбели достигли большего диаметра, чем дубовые (рис. 5).

Рис. 9. Влияние породы дюбелей и условий на прочность на отрыв

İmirzi et al.Компания (2015) также пришла к аналогичным выводам при сравнении прочности угловых соединений из турецкого бука ( Fagus orientalis L. ) и белого дуба ( Quercus alba ), которые были скреплены с помощью клея ПВА и двух дюбелей из турецкого бука. ( Fagus orientalis L.). Их вытащили во время испытаний, и наблюдалась небольшая разница в прочности на разрыв (4%) между породами древесины.

ВЫВОДЫ

  1. Сила отвода 8.6 МПа было измерено в равной степени как самое высокое как для спиральных буковых, так и для дубовых дюбелей при относительной влажности 25%, и это было связано с низкой относительной влажностью (относительная влажность 25%) и спиральной структурой дюбелей.
  2. Наименьшее сопротивление вытягиванию 3 МПа было измерено для простых дюбелей из бука, что было вызвано более высокой относительной влажностью (относительная влажность 85%) в сочетании с плотными дюбелями и простой конструкцией дюбелей.
  3. В общем сравнении дюбели со спиральными канавками показали более высокое усилие на отрыв со статистически значимой разницей по сравнению с простыми дюбелями (p <0. 05), тем самым подтверждая влияние конструкции на прочность на отрыв.
  4. Путем сравнения силы отрыва буковых и дубовых дюбелей в целом, статистически значимая разница между породами древесины не была доказана (p> 0,05). Этот вывод наблюдался для RH 45, RH 65 и RH 85% (p> 0,05), за исключением RH 25% (p <0,05).
  5. Сила отрыва всех протестированных дюбелей уменьшалась с увеличением относительной влажности (от 45% до 85%).

БЛАГОДАРНОСТЬ

Авторы выражают признательность за финансовую поддержку со стороны Агентства внутренних грантов факультета лесоводства и древесных наук Чешского университета естественных наук в Праге (проект IGA No.B01 / 18) и Грантовое агентство факультета гражданского строительства Чешского технического университета в Праге (проект № SGS19 / 143 / OHK1 / 3T / 11).

От имени всех авторов автор-корреспондент заявляет об отсутствии конфликта интересов.

ССЫЛКИ

Берглунд, Л. , и Роуэлл, Р. М. (2005). «Древесные композиты», в: Справочник по химии древесины и древесным композитам , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, стр. 279-301.

Бомба, Дж., Шедивка, П., Бём, М., и Девера, М. (2014). «Влияние влажности на прочность склеивания и водостойкость клееных деревянных швов», BioResources 9 (3), 5208-5218. DOI: 10.15376 / biores.9.3.5208-5218

Бомба, Й., Шедивка, П., Гисек, Ш., Фабер, Дж., И Оберхофнерова, Э. (2018). «Влияние толщины клеевого шва на прочность соединений, склеенных с помощью клея ПВА», Forest Products Journal 68 (2), 120-126. DOI: 10.13073 / FPJ-D-17-00038

Чанс, Д.О., Чимадевила, Дж. Э., и Гутьеррес, Э. М. (2010). «Модель для прогнозирования осевой прочности соединений, выполненных вклеенными стержнями в пиломатериалах», Construction and Building Materials 24 (9), 1773-1778. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2010.02.010

ЧСН 49 0103 (1979) «Древо. Лес. Определение содержания влаги при физико-механических испытаниях], «Vydavatelství úřadu pro Normalizaci a Měření», Прага, Чешская Республика.

ЧСН 49 0108 (1993) «Древо. Зисťование густоты [Лес. Определение плотности], Vydavatelství úřadu pro Normalizaci a Měření [Издательство Управления стандартов и метрологии], Прага, Чешская Республика.

ČSN EN 204 (2017). «Классификация неструктурных клеев для соединения древесины и изделий из древесины», Европейский комитет по стандартизации, Брюссель, Бельгия.

ČSN EN 205 (2017). «Клеи — Клеи для дерева неструктурного назначения — Определение прочности на сдвиг при растяжении соединений внахлест», Европейский комитет по стандартизации, Брюссель, Бельгия.

Экельман, К. А. (1971). «Прочность на изгиб и характеристики момента вращения двухштифтовых шарнирных соединений, устойчивых к моменту», Forest Products Journal 21 (3), 35-39.

Экельман, К. А., и Кассенс, Д. Л. (1985). «Прочность на отрыв дюбелей из древесных композитов», Forest Products Journal 35 (5), 55-60.

Экельман, К. А., Эрдил, Ю. З., и Чжан, Дж. (2002). «Прочность на отрыв и изгиб дюбелей, изготовленных из фанеры и ориентированно-стружечной плиты», Forest Products Journal 52 (9), 66-74.

Фрихарт, К. Р. (2005). «Древесная адгезия и клеи», в: Справочник по химии древесины и древесным композитам , CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, США, стр. 215-279.

Фрихарт, К. Р. (2015). «Клеи для дерева: прошлое, настоящее и будущее», Forest Products Journal 65 (1-2), 4-8. DOI: 10.13073 / 65.1-2.4

Имирзи, Х. Э., Смардзевски, Дж., И Дёнгель, Н. (2015). «Метод определения заменяющего модуля упругости швов конструкции мебельного каркаса», Турецкий журнал сельского хозяйства и лесоводства, 39, 775-785.DOI: 10.3906 / tar-1406-92

Дженсен, Дж. Л., Коидзуми, А., Сасаки, Т., Тамура, Ю., Иидзима, Ю. (2001). «Заклеенные с осевой нагрузкой дюбели из твердой древесины», Wood Science and Technology 35 (1-2), 73-83. DOI: 10.1007 / s002260000076

Ландрок, А. Х. (2008). «Применение клея и процессы склеивания», в Справочник по технологии клея , С. Эбнесаджад (редактор), Уильям Эндрю, Норвич, Нью-Йорк, США, стр. 183-208.

Подлена, М., Хисек, Ш., Прохазка, Й., Бём, М., и Бомба, Дж. (2018). «Осевое нагружение различных одноштифтовых дюбелей и влияние на усилие отрыва», BioResources 13 (3), 5179-5192. DOI: 10.15376 / biores.13.3.5179-5192

Раммер Д. Р. и Винисторфер С. Г. (2001). «Влияние влажности на прочность дюбелей», Wood and Fiber Science 33 (1), 126-139.

Шереф К., Бурханеттин У., Джемаль О. и Мехмет Н. Ю. (2009). «Влияние толщины кромки улудага, связанного с некоторыми клеями, на прочность на отрыв буковых дюбелей в композитных материалах», BioResources 4 (4), 1682-1693.DOI: 10.15376 / biores.4.4.1682-1693

Танкут, А. Н. (2005). «Оптимальное расстояние между дюбелями для угловых соединений в конструкции шкафа диаметром 32 мм», Forest Products Journal 55 (12), 100-104.

Танкут, Н. (2007). «Влияние толщины клея и клеевого шва на прочность пазовых и шиповых соединений», Wood Research 52 (4), 69-78.

Уйсал Б. и Озчифчи А. (2003). «Влияние дюбелей, изготовленных из различных материалов, на прочность на отрыв в МДФ и Pb», журнал Journal of Applied Polymer Science 88 (2), 531-535.DOI: 10.1002 / app.11700

Япичи Ф., Ликос Э. и Эсен Р. (2011). «Влияние толщины кромки некоторых деревьев на сопротивление вытягиванию буковых дюбелей в композитном материале», Wood Research 56 (4), 601-612.

Статья подана: 15 октября 2019 г .; Рецензирование завершено: 1 декабря 2019 г .; Доработанная версия получена и принята: 20 января 2020 г .; Опубликовано: 22 января 2020 г.

DOI: 10.15376 / biores.15.1.1665-1677

Соединения дюбельного типа в деревянных конструкциях

Определение

Дюбели — одни из самых распространенных соединителей.В основном они состоят из одного или нескольких стальных цилиндрических дюбелей, вставленных в совмещенные отверстия различных элементов. Дюбели передают нагрузки между элементами, подвергаясь воздействию противоположных сжимающих сил в зоне контакта с каждым элементом. Это заставляет дюбели работать под действием изгибающих моментов и поперечных сил. Существует практически бесконечное количество возможных конфигураций шпоночных соединений.

1. Введение

Дерево использовалось в качестве строительного материала на протяжении тысячелетий, вплоть до двадцатого века, когда его значение в этой области затмилось появлением и развитием других материалов, таких как сталь и бетон.Тем не менее, развитие новых и более устойчивых материалов на основе древесины, характеризующихся экологическими преимуществами, повышенной прочностью и устойчивостью к агрессивным средам, а также сейсмостойкостью [1] , возродило интерес к строительству деревянных конструкций, число которых определенно возросло. Одним из наиболее широко используемых продуктов на основе древесины является конструкционный ламинат. Он формируется путем склеивания нескольких слоев древесины, расположенных в направлении волокон [2] .Склеивание выполняется с помощью клея, такого как полиуретан, и формируется в процессе прессования, описанном в стандарте [3] . В соответствии со стандартами [4] , породами древесины, подходящими для производства конструкционной слоистой древесины, являются ель европейская (Picea abies) [5] [6] , пихта пихта (Abies alba) [7] , Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris) [8] , сосна орегонская (Pseudotsuga menziesii), сосна черная (Pinus nigra), лиственница европейская (Larix decidua), сосна приморская (Pinus pinaster) [9] , тополь (Populus robusta) , Populus alba), сосна лучистая (Pinus radiata) [10] , ель ситкинская (Picea sitchensis), тсуга западная (Tsuga heterophylla) [11] , красный кедр западный (Thuja plicata) и желтый кедр (Chamaecyparis nootkatensis) .Как и в случае с другими видами конструкций, соединения деревянных конструкций всегда являются одним из их самых слабых мест [12] . Действительно, прочность соединений обычно определяет несущую способность всей конструкции, поэтому понимание их механического поведения является вопросом первостепенной важности для конструкторов и инженеров, чтобы улучшить их структурные возможности и предотвратить их ограничение. прочность конструкции [13] [14] . Среди всех возможных типов соединений, используемых в деревянных конструкциях, дюбели являются одними из самых распространенных соединителей [15] .В основном они состоят из одного или нескольких стальных цилиндрических дюбелей, вставленных в совмещенные отверстия различных элементов. Дюбели передают нагрузки между элементами, подвергаясь воздействию противоположных сжимающих сил в зоне контакта с каждым элементом. Это заставляет дюбели работать под действием изгибающих моментов и поперечных сил. Существует практически бесконечное количество возможных конфигураций шпоночных соединений. Например, они могут соединять два, три или более деревянных элемента [16] или даже стальных элементов [17] [18] .Можно использовать не только одиночный дюбель, но и их комбинацию, в линию или в матричном распределении [19] . Дюбели могут работать с одинарным или двойным сдвигом. Наконец, дюбель может быть усилен с помощью различных методов: клея [20] [21] , разрезных колец или соединителей с срезной пластиной [22] . Другой формой армирования является расширяющийся комплект, который представляет особый интерес как объект для изучения из-за его интенсивного использования и высокой производительности при работе со сталью и бетоном [23] [24] [25] , два других основные материалы, используемые для крупногабаритных построек.Расширяющиеся швы, особенно в бетоне, стали улучшением, когда их превратили в сборные комплекты, которые имеют много преимуществ [26] [27] : они позволяют быстро и легко собирать в строительстве, снижают затраты на ремонт, устраняют необходимость в восстановительных работах или корректировки «на месте» на стыке и предлагают постоянное решение и, в некоторых случаях, могут использоваться повторно. В деревянных конструкциях была исследована расширяющаяся система в дюбелях, состоящих из полых стальных труб большой длины, расширенных за счет сжатия концов труб [28] .Следовательно, разумно полагать, что контролируемое расширение сплошного дюбеля в деревянном соединении может также дать несколько преимуществ [28] : увеличение несущей способности соединения, уменьшение проскальзывания соединения, тем самым увеличивая его жесткость. , а также улучшение распределения напряжений в деревянных деталях вдоль отверстия, в котором находится дюбель.

2. Модель с конечными элементами

Модель конечных элементов была подготовлена ​​в соответствии с геометрией, материалами и нагрузками, описанными в предыдущем разделе.Модель была построена с использованием комбинации восьми-, шести- и четырехузловых объемных элементов (в Abaqus они назывались C3D8, C3D8 и C3D4 соответственно). Модель имеет 5820 элементов и 8952 узла. Модель также состоит из пяти частей: штанги, втулки, блока, центральной и боковой части. Был проведен нелинейный анализ, чтобы учесть эволюцию контакта между гильзой и деревянными частями и упругопластическое механическое поведение обоих материалов, древесины и стали. На рис. 1 показана полная модель, только четверть которой составлена ​​из сетки, благодаря наличию двух перпендикулярных плоскостей симметрии.

Рисунок 1. Конечно-элементная модель.

Поскольку разработка модели конечных элементов требует точного определения направлений, которые определяют ортотропное поведение древесины, необходимо учитывать различные локальные системы координат, адаптированные к направлению волокон в каждой из деревянных частей модели. На рисунке 1 показаны используемые системы координат: глобальная (G), по три для каждой из трех деревянных частей, центральная, боковая и блочная части, обозначенные как C, L и B, соответственно, и цилиндрическая для изучения. деформации и напряжения в штифте (D).

2.1. Контактная зона

Зона контакта моделировалась так называемой жесткой постановкой. В контактных моделях FEM алгоритм, который контролирует возможный контакт между парой твердых тел, требует, чтобы часть поверхности одного из твердых тел была определена как эталонная поверхность, а соответствующая поверхность другого твердого тела — как подчиненная поверхность. Алгоритм предотвращает проникновение узлов подчиненной поверхности в основную поверхность [15] . Более того, он определяет передачу силы между узлами, когда узел подчиненной поверхности контактирует с гранями, построенными с узлами главной поверхности.Эта сила следует ступенчатой ​​функции, которая изменяется от нуля до контакта до требуемого значения после обнаружения контакта. Тщательный выбор типа и размера сетки важен для получения точных результатов контакта.

2.2. Модели поведения для стали и древесины

Сталь моделировалась как однородный изотропный материал с трехмерным упругопластическим поведением, описываемым критерием фон Мизеса [29] , с учетом эффективной кривой напряжения-деформации с упрощенной трехлинейной формой [30] (симметричной при растяжении и сжатии), со значениями, полученными по результатам одноосных испытаний, как показано на Рисунок 2 a.Хотя эффективное напряжение ниже предела текучести f y , оно ведет себя как линейно-упругое; за пределами этой точки пластическое течение с изотропным упрочнением развивается до тех пор, пока не будет достигнут предел прочности f u , после чего его поведение станет совершенно пластичным.

Рис. 2. Одноосные модели механического поведения, используемые для: ( a ) стали и ( b ) древесины.

Механическое поведение древесины особенно трудно моделировать из-за ее анизотропии, которая подразумевает разные модули упругости и прочность в разных направлениях относительно направления волокон [31] [32] [33] ; кроме того, значения последних характеристик изменяются в зависимости от того, подвергается ли он сжимающим или растягивающим усилиям.Эта асимметрия прочности является результатом различных микроскопических механизмов, действующих на древесину: есть трещины при растяжении [34] и коробление при сжатии в направлении волокон, в то время как разделение волокон при растяжении [35] и раздавливание при сжатии происходит в направлении, перпендикулярном зерну [36] .

На рис. 2 b показаны упрощенные кривые напряжения-деформации, рассматриваемые в этой работе, полученные из значений, указанных в Таблица 1 , для одноосного поведения древесины в направлении волокон и перпендикулярно им.Можно наблюдать разные значения прочности на обеих кривых и между ветвями растяжения или сжатия каждой из них, а также разные наклоны линейных упругих участков. В качестве приближения и после преодоления соответствующих значений прочности предполагается идеально пластичное поведение. Это приводит к большим пластическим деформациям при небольшом увеличении напряжения.

Для моделирования трехмерного механического поведения древесины особенно важно выбрать правильную модель, которая включает различные значения механических свойств при растяжении или сжатии.Наиболее широко используются ортотропные упругопластические модели, основанные на критерии Хилла [33] . Однако, поскольку теория Хилла рассматривает симметричное поведение при растяжении и сжатии, необходимо обобщить ее, чтобы включить различные характеристики древесины в зависимости от типа усилия, действующего на нее.

2.3. Подпрограмма материалов пользователя для древесины

Библиотеки материалов коммерческих программ конечных элементов включают упругопластическую изотропную модель фон Мизеса, обычно наряду с моделью Хилла для ортотропного поведения (например,g., в программе Abaqus, использованной в этой работе, последняя называется Hill48), но они не включают ортотропные модели, которые учитывают различные значения прочности при растяжении и сжатии. Однако для большинства из них можно разработать специальные модели поведения с помощью дополнительных процедур [37] [38] . В Abaqus это делается с помощью пользовательских подпрограмм UMAT, запрограммированных на FORTRAN. Следовательно, описание сложного механического поведения древесины потребовало разработки специальной подпрограммы UMAT, которая содержит программирование инкрементальной формулировки упругопластической модели Хилла (выполняемой в соответствии с шагами, указанными некоторыми авторами [39] ), но завершенных использовать прочность на растяжение или сжатие в зависимости от того, как материал работает в анализируемой точке [40] .Чтобы определить, как это работает, рассчитываются безразмерные отношения между напряжениями и прочностями в трех ортотропных направлениях с учетом прочности на растяжение, если напряжение положительное, и прочности на сжатие в противном случае. Впоследствии определяется наивысшее отношение по абсолютной величине, и, если оно положительное, считается, что точка работает преимущественно в напряжении; в противном случае он работает со сжатием. Подпрограмма включает три основных этапа, необходимых для определения трехмерного упругопластического механического поведения: закон упругого поведения Гука для ортотропных материалов, критерий текучести Хилла для определения наличия пластической деформации и соответствующее правило потока для определения пластического поведения [41] .Для каждого приращения деформации Abaqus использует подпрограмму в каждой точке интегрирования, чтобы получить окончательные значения напряжений и деформаций после завершения такого приращения. Рисунок 3 показывает блок-схему подпрограммы. Прежде всего, он определяет, работает ли точка при растяжении или сжатии, вычисляя константы Хилла с соответствующими значениями прочности. Затем предполагается, что приращение деформации является упругим (предсказатель упругости), и применяется критерий текучести; если критерий не выполняется, приращение подтверждается как эластичное, и подпрограмма завершается; в противном случае напряжения, упругие и пластические деформации получаются путем выполнения расчета на основе правила потока (корректор пластичности).

Рисунок 3. Блок-схема подпрограммы, разработанной для моделирования механического поведения древесины.

2.4. Расширение дюбеля

После попытки различных способов моделирования эффекта, производимого расширяющимся комплектом, процедура, которая, казалось, имела больше преимуществ, основана на использовании того факта, что программы конечных элементов четко определили механизм теплового расширения, который можно использовать для моделирования механического один спровоцирован обширным комплектом.Для этого стержню был присвоен коэффициент теплового расширения, который был рассчитан с начальным диаметром, равным внутреннему диаметру втулки после расширения, производимого сферами. В стержне было создано фиктивное поле понижающихся температур, чтобы сжать его так, чтобы его можно было вставить в нерасширенную стальную трубу, составляющую втулку. Вторым шагом было устранение температурного поля, так что стержень пытается восстановить свой первоначальный размер, толкая внутреннюю стенку втулки, что вызывает сжатие древесины в области вокруг дюбеля и, таким образом, создает эффект расширения.Хотя эта процедура кажется более сложной, чем прямое применение процесса расширения, ее преимущество состоит в том, что с результатами легче работать, поскольку они не накапливают тепловые деформации, которые могут возникнуть в процессе прямого расширения, которых нет в реальная процедура.

Эта запись адаптирована из 10.3390 / f12091200

Влияние расположения дюбелей на характеристики ровного бетонного покрытия с швами (JPCP) | Международный журнал бетонных конструкций и материалов

Разработка модели FE

В данном исследовании коммерческое программное обеспечение конечных элементов ADINA (версия 9.1.1) использовался для моделирования. Трехмерная модель жестких покрытий из конечных элементов (FE) была разработана для изучения механизма передачи нагрузки дюбелей. Смоделированная секция состоит из трех плит с шириной поперечного шва 6,4 мм (0,25 дюйма), поддерживаемых слоем земляного полотна толщиной 254 см (100 дюймов), как показано на рис. 8. Ширина поперечного шва была выбрана таким образом, чтобы допускать расширение и усадка плиты. Для слоя земляного полотна в z-направлении применялись фиксированные граничные условия, а в x- и y-направлениях — симметричные граничные условия.

Рис. 8

Конечно-элементное моделирование JPCP с фактическим размером дюбеля.

Никакие ограничения не были учтены для бетонной плиты, чтобы учесть возможную потерю контакта из-за разницы температур в плите путем моделирования условий несвязанной границы раздела между бетонной плитой и слоем земляного полотна с использованием контактных и целевых элементов. Контакт плиты со слоем земляного полотна сохранялся только за счет собственного веса плиты. Модель интерфейса также способна улавливать эффект трения и имеет значение 1.5 для коэффициента трения был принят в модели FE. Кроме того, состояние поверхности между дюбелем и окружающей плитой также было смоделировано с использованием контактной поверхности со значением 0,6 для коэффициента трения. Дюбель-стержень был ограничен весом плиты, а затем ему позволили скользить, когда сила, вытягивающая стержень, была больше, чем ограниченная сила на поверхности установочного стержня.

На рисунке 9 показано моделирование границы раздела и контактные элементы между плитой и слоем земляного полотна. Бетонная плита, слой земляного полотна и дюбели были смоделированы сборкой 8-узловых шестигранных элементов с различными размерами ячеек.Чтобы точно передать поведение дюбеля, была рассмотрена более мелкая сетка вокруг дюбеля и втулки дюбеля. Длина самого маленького использованного элемента составляла 9,5 мм (0,375 дюйма) для дюбеля.

Рис. 9

Моделирование состояния интерфейса.

Механические и термические свойства бетонной плиты характеризуются ее модулем упругости, коэффициентом Пуассона, коэффициентом теплового расширения и плотностью. Кроме того, слой земляного полотна и дюбели считались линейно-упругими материалами, характеризующимися их модулем упругости и коэффициентом Пуассона.В частности, использование более мелкой сетки для трехмерной дюбельной планки является обязательным для точного улавливания скольжения дюбеля, передачи поперечного усилия и опорных напряжений в бетоне. В этом исследовании была смоделирована скользящая поверхность между бетоном и дюбелями, чтобы эффективно моделировать движение дюбелей с учетом температурного эффекта.

На Рисунке 10 показаны сетка плиты и дюбеля, а также контурные графики для несущего напряжения вокруг дюбелей. Типичный размер дюбелей и расстояние между ними были рассмотрены при диаметре 25 мм (1 дюйм), заглублении 229 мм (9 дюймов) с обеих сторон и расстоянии 305 мм (12 дюймов) между дюбелями, как показано на рис.10. В таблице 3 представлены свойства материалов, используемых в модели FE. Различные типы нагрузок, включая собственный вес бетонной плиты, нагрузки от колес и тепловые нагрузки, рассматриваются для определения критических напряжений в бетоне и дюбелях. Мацкевич (2014) обнаружил, что положительные и отрицательные перепады температур способствуют развитию вертикальных напряжений вокруг дюбелей и растягивающих напряжений в бетонной плите. Поэтому в этом исследовании осевая нагрузка 98 кН (22 тысячи фунтов), которая представляет собой максимально допустимый предел нагрузки для одиночных осевых нагрузок во Флориде, использовалась в качестве приложенной нагрузки с положительным перепадом температур +11.1 ° C (+ 20 ° F). Чтобы учесть наиболее жесткие условия нагрузки, осевая нагрузка была размещена в углу плиты.

Рис. 10

Сетка плиты и дюбеля и контур напряжений подшипника.

Таблица 3 Свойства материалов, используемых в модели FE.

Калибровка разработанной модели FE и определение параметров модели

В этом исследовании разработанная трехмерная модель FE была подтверждена с использованием бассейнов отклонения FWD, полученных из разреза месторождения JPCP. Были использованы отклоняющие бассейны FWD, вызванные нагрузкой в ​​12 тысяч фунтов, и для устранения эффекта ослабления дюбеля из-за возраста дорожного покрытия данные FWD, полученные сразу после строительства (т.е., начальное условие). Углы отклонения FWD, вызванные нагрузкой в ​​53 кН (12 тысяч фунтов), были использованы для оценки характеристик передачи нагрузки в шарнирных соединениях. Для аналитического отклоняющего бассейна для моделирования нагрузки на передний привод использовалась квадратная загрузочная зона 304,8 мм на 304,8 мм (12 дюймов на 12 дюймов) вместо круглой загрузочной пластины диаметром 304,8 мм (12 дюймов). Этот набор испытаний FWD был проведен в дневное время, когда плита имеет тенденцию иметь положительный перепад температур и иметь полный контакт с земляным полотном в углу плиты.На рис. 11 показано сравнение аналитических расчетных бассейнов отклонения FWD и результатов испытаний. Как показано на Рис. 11, хорошее соответствие между измеренным и прогнозируемым отклонением бассейна было указано в пределах разницы в 5%.

Рис. 11

Подгонка отклоняющей ванны поперек шпоночного соединения.

.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *