что такое ласточкин хвост крепление
Соединение ласточкин хвост
Главными требованиями, предъявляемыми к любой сборной конструкции из дерева, являются: надёжность, долговечность и эстетичность. Для решения этих задач разработано большое многообразие способов стыковки. Одним из них является ласточкин хвост.
Это соединение образовано шипами на одной детали и прорезанными зубцами на второй. Оба элемента имеют формы равнобедренной трапеции, напоминают хвост ласточки. При правильной подготовке они входят в точное зацепление, образуя надёжную конструкцию.
Применение соединения
Такой метод крепления применяется в различных областях, где необходимо получить надёжное крепление двух деталей или собрать целую конструкцию. Например, в машиностроении шиповое соединение ласточкин хвост применяют для крепления лопаток на диске в различных компрессорах, в отдельных агрегатах металлорежущих станков, в оптических устройствах для обеспечения точного линейного перемещения.
Наибольшее распространение данный вид крепления получил в строительстве и мебельном производстве.
В строительстве при сборке деревянных домов в торцах скрепляемых брёвен изготавливают элементы ласточкиного хвоста (зубья и пазы). Его целесообразно применять для бруса соединения, имеющего прямоугольную форму. Размерами паза и шипа определяется надёжность всей будущей конструкции.
Кроме этого в строительстве оно используется в производстве различных столярных изделий:
При изготовлении мебели оно применяется для сборки каркаса, отдельных элементов (выдвижных ящиков, дверей, разборных крышек). Монтаж двух деталей таким способом обеспечивает хорошее сопротивление внешним и внутренним воздействиям. Конструкция сохраняет структурную целостность и препятствует образованию трещин. С целью улучшения фиксации в мебельных конструкциях его подвергают склеиванию. Благодаря большой площади контакта и сложной конфигурации крепление получается надёжным.
Ласточкин хвост применяется при изготовлении тары различных размеров (ящиков, коробок, контейнеров).
Типы соединения «ласточкин хвост»
В современных изделиях применяют различные виды соединения. Чтобы определить тип соединения на крепёж ласточкин хвост лучше посмотреть сверху. В этом случае можно отметить следующие типы:
Кроме внешней формы они классифицируются по размеру изготовленных пазов и зубьев. В технической документации указывается относительный масштаб. Он объединяет основные размеры отдельных элементов:
Для грубых соединений применяется масштаб 1:5. Он обеспечивает надёжный контакт особенно крупногабаритных деталей. Этот масштаб приемлем для мягких сортов древесины. В конструкциях из твёрдой древесины обычно применяют масштаб 1:8. Такой контакт выглядит более эстетично. При выборе этого параметра необходимо учитывать, что при небольшом угле наклона под воздействием внешней нагрузки или внутренних натяжений конструкция может разойтись. Поэтому его крепят с помощью столярного клея. При задании большого угла снижается нижняя часть шипа, что может привести к его разрушению.
Изготовление ласточкиного хвоста своими руками
Применение крепления ласточкин хвост позволяет получить красивые и надёжные самодельные конструкции из дерева. Делать ласточкин хвост несложно. Однако для производств качественных зубьев и пазов необходимо обладать определёнными навыками в столярном деле и иметь необходимый инструмент.
Последовательность самостоятельного изготовления такого соединения сводится к следующему перечню операций:
Инструменты и материалы
Способ крепления ласточкин хвост применяется при самостоятельном изготовлении деревянных изделий на промышленных предприятиях. Возможности домашней мастерской ограничены, поэтому для качественного изготовления такого крепления необходимы следующий инструмент и оборудование:
Если в мастерской имеются электроинструменты, они облегчат решение поставленной задачи. Могут быть полезными: электрическая дрель, электролобзик или вертикальная пила с мелкими зубьями.
Для изготовления соединения можно воспользоваться ручным фрезером. Кроме этого если планируется постоянная сборка деревянных деталей, разрабатывают специальные приспособления, которые позволяют производить разметку и служат направляющими при распиле.
На мебельных и деревообрабатывающих производствах зубья и пазы вырезают на специальных станках. К ним относятся:
Сделать ласточкин хвост фрезером значительно проще и быстрее. Станок позволяет выдержать заданные размеры с высокой степенью точности.
Нюансы проектирования соединения
При проектировании элементов ласточкин хвост необходимо учитывать следующие характеристики:
Учёт этих нюансов позволит получить прочное и долговечное крепление. Для правильного исполнения соединения ласточкин хвост чертёж должен быть выполнен в соответствии с установленными нормами и правилами. Слишком большое количество элементов позволяет повысить прочность. Это приводит к уменьшению размера каждого зуба, что может вызвать его поломку при монтаже. Кроме этого значительно увеличивает трудности при изготовлении и приводит к возрастанию времени изготовления. Поэтому используют установленные соотношения, например 2:1 или 3:1.
Угол наклона боковой поверхности влияет на механические характеристики. Если угол маленький теряется свойство ласточкиного хвоста и конструкция превращается в обыкновенную шиповую. При задании слишком большого угла уменьшается размер основания шипа, что может вызвать его растрескивание и даже излом во время монтажа.
Выбор угла для способа крепления ласточкин хвост со скосом чертёж выполняется с указанием этого параметра.
Описание процесса изготовления
Процесс изготовления зависит от применяемых станков и инструмента. Если изготавливается соединение ласточкин хвост с помощью фрезера, задача сводится к правильной настройке фрезерного станка, выбору необходимого режущего инструмента. Обычно проведением таких работ занимаются профессиональные столяры. Для них заранее подготовлена документация с чертежами, в которых указаны все необходимые размеры и последовательность изготовления.
Для качественного изготовления крепления ласточкин хвост своими руками сначала производят разметку на каждой из деталей. Параметры зубьев и пазов, их количество и расположение выбирается в соответствие с установленными стандартами.
Если нет возможности обратиться к документации, опытные столяры советуют изготавливать отдельные элементы с учётом следующих параметров. Толщина зуба должна быть около одной третьей части всего размера. Длину желательно выбирать равной толщине самой детали.
После проведения подготовительных работ необходимо обязательно провести предварительную проверку точности зацепления. Если были допущены ошибки, необходимо провести подгонку каждого элемента (шипа или паза). После устранения всех недостатков приступают к склеиванию деталей.
Государственные стандарты
Основным стандартом, который устанавливает правила изготовления элементов крепления деревянных деталей, является ГОСТ 9330-2016. В нём заданы размеры зубьев, пазов, шкантов различных типов сборки. В стандарте приведены схемы с образцами таких креплений. Указаны правила округлений и условные обозначений, применяемые на чертежах.
Правила зубчатых соединений заданы ГОСТ 19414-90. В нём приведены размеры зубьев, порядок расположения и методы их соединения.
При строительстве деревянных домов используется ГОСТ 30974-2002. Он определяет правила подготовки распилов типа ласточкин хвост для брёвен в малоэтажном строительстве. В нем подробно приведены виды конструкций, классификация и размеры каждого элемента.
Соединение ласточкин хвост — типы, применение, проектирование
Современные специалисты плотницкого дела считают крепление бревен без остатка ласточкин хвост практичным и надежным вариантом углового соединения. Т-образный монтаж брусьев практически аналогичен креплению с коренным шипом, только шип имеет форму трапеции, что обеспечивает сверхнадежную стыковку по углам дома. Правильно срубленный ласточкин хвост придает всей конструкции дома дополнительную прочность, долговечность, удерживает от естественных для древесины деформаций.
Устройство
Узел состоит из станины (неподвижная часть) и салазок. Как правило изготавливается из чугуна, стали, бронзы. В ненагруженных узлах применяются алюминиевые сплавы и пластмассы. Поверхности фрезеруются специальными профильными фрезами с последующей доводкой шабрением и полированием.
Угол трапеции для классического ласточкиного хвоста выбирается из ряда 45, 55 и 60 градусов.
Наследие деревянного зодчества
Дерево на Руси традиционный строительный материал. Возводимые в суровых климатических условиях избы, терема из лиственницы, кедра, сосны обладали высокой прочностью, были теплыми, сухими, уютными. Применялась разная техника сруба, в угол, обло, чашу, эти техники предполагали небольшой вынос концов бревен за углы дома, что предохраняло от промерзания даже в самые жестокие морозы. Сибиряки считали такую технику преимущественной, но были и другие способы строительства. Эти техники без остатка, то есть без выноса бревна на поверхность стены:
Это лишь основные техники сруба, наряду со множеством других венцовых соединений, которыми славились мастера на Руси. Монтаж проводился без крепежа или использовались нагели, деревянные штыри, дополнительно скрепляющие между собой углы. Постройки хозяйственного назначения иногда возводились столбовым способом, когда связывались между собой вертикально стоящие бревна.
Важно! Соединения без остатка, в том числе и ласточкин хвост, применялись для холодных надворных построек. Современные способы утепления позволяют использовать крепление ласточкин хвост, которое привлекательно тем, делает каркас здания особенно устойчивым и крепким.
Трапециевидный шип (2), присек(1)
Основная хитрость крепления ласточкин хвост – трапециевидный шип заклинивает концы бревен, которые придавливает весом вся конструкция. Без какого-либо крепежа они не расходятся, не разъезжаются.
Применение крепления
Рисунок 2. Крепление «ласточкин хвост» позволяет сократить до минимума потери тепла в местах стыковки деталей сооружения.
Данный тип крепления используется для соединения между собой брусьев, из которых возводят дом из профилированного бруса, реже — из оцилиндрованных бревен. Благодаря трапециевидной форме, шип крепко держится в пазе, такое крепление можно разъединить только до начала укладки следующего ряда брусьев. Выполняется крепление согласно ГОСТ 30974 — 2002 «Соединения угловые деревянных брусчатых и бревенчатых малоэтажных зданий. Классификация, конструкции, размеры».
Соединение такого типа имеет несколько следующих разновидностей:
Наиболее распространена среди всех подвидов ласточкиного хвоста его последняя разновидность. Она очень проста, надежна и позволяет максимально использовать длину бруса и уменьшить количество отходов древесины. Такой вид крепления совершенно не мешает последующей отделке дома, тогда как соединения «с остатком» будут выделяться на фоне фасада, обшитого сайдингом или другой облицовкой дома. Углы тоже можно обшить деревянной доской, сохранив при этом общий вид дома и устранив проблему «холодных углов» одновременно.
Рисунок 3. Схема разметки и разрезания ласточкиного хвоста.
Несмотря на видимую простоту, вырезание ласточкиного хвоста — довольно трудоемкий процесс, но результатом его будет крепкое и надежное соединение всех элементов дома. С его помощью можно крепить не только углы, но и внутренние стены и перегородки дома.
Лучше всего соединение бруса ласточкиным хвостом осуществляется при использовании свежих, с достаточно большим содержанием влаги брусьев из хвойных пород деревьев. Размер брусьев или диаметр бревен для оптимального использования должен составлять от 260 до 320 мм. При строительстве из брусьев меньшего размера возможно откалывание крепежных шипов, а брусья больше 320 мм слишком тяжелы для крепления ласточкиным хвостом и со временем начинают вылезать из своих мест в стенах.
Кроме углового соединения, ласточкин хвост часто используют и для наращивания длины брусьев.
Расчерчивание шипов «ласточкин хвост»
Опытные столяры могут распределять зубцы практически от руки. Тому, кто только начинает осваивать этот способ соединения деталей, рекомендуем воспользоваться линейкой.
Для досок шириной до 15 см размечают, например, четыре шипа и три паза или пять шипов и четыре паза. Для досок шириной до 20 см — пять шипов и четыре паза или шесть шипов и пять пазов. Примерная схема распределения такова: отношение средней толщины шипа к средней ширине паза составляет 1:2.
Очень точно можно расчертить шипы и их скосы по схеме, показанной на рисунках справа.
Возможны и другие способы деления. Можно выбрать, например, меньшую ширину шипов. В так называемом английском соединении шипы очень узкие, а пазы — широкие. Однако в любом случае шипы не должны иметь слишком большие скосы, чтобы ие повредить узкие части пазов.
Пометить на детали параллельно торцевому краю толщину доски, затем половину толщины и далее провести линию, расстояние до которой от торца равно толщине доски, умноженной на три. Чтобы теперь точно распределить четыре шипа и три паза, нанесите на косую вспомогательную линию метки, расстояние между которыми кратно 10. Затем перенесите это деление на линии разметки.
Здесь штриховыми линиями показаны средние линии пазов: точки их пересечения со вспомогательной линией на расстоянии «тройной толщины» доски очень важны для завершающей разметки.
От точек пересечения средних линий пазов со вспомогательной линией провести линии через точки на линии разметки «половина толщины доски». Таким образом, шипы и пазы будут намечены очень точно.
Разметка
Итак, вы наметили шипы и пазы на лицевой пласти доски. Теперь нужно перенести разметку на торцевую сторону.
Разметка получится более точной, если деталь при этом закреплена на верстаке.
Разметку с симметричных элементов на одной детали следует наносить одновременно, чтобы, например, контуры шипов по углам выдвижного ящика совпадали.
С помощью остро заточенного карандаша (или шила) и угольника линии разметки переносят с лицевой пласти на торцевую сторону доски.
Описание процесса изготовления
К основным преимуществам данного типа крепления относятся следующие:
Обшивка и утепление стен брусового дома.
На фоне всех преимуществ стоит упомянуть и некоторые незначительные недостатки:
Как можно увидеть, недостатки такого метода крепления являются незначительными, а преимущества во многом перекрывают их.
В заключение стоит отметить, что целесообразность использования соединения брусьев и бревен с помощью ласточкиного хвоста нисколько не уменьшается, даже несмотря на некоторые недостатки. Внешний вид таких домов очень оригинален, а выполнение всех элементов из дерева позволяет сделать жилище полностью экологичным и значительно снизить затраты на его обогрев.
Несмотря на то, что такое соединение считается достаточно холодным, современные теплоизоляционные материалы вмиг решают эту проблему.
Так как данный способ крепления относится к технически сложным, то к работе над таким срубом рекомендуется приглашать квалифицированных мастеров с большим опытом работы. Это избавит вас от ошибок и в конечном счете позволит не беспокоиться о надежности конструкции вашего жилища.
Вырезание пазов
После переноса линий разметки, перед тем как начать пилить, заштрихуйте на детали выпадающие участки — промежутки между шипами. Так вы ничего не перепутаете при дальнейшем выпиливании и работе стамеской.
Деталь следует закрепить на верстаке таким образом, чтобы линии разметки параллельных по отношению друг к другу скосов заняли строго вертикальное положение. Сделать это несложно, если использовать угольник. Пропилите сначала пазы с одной стороны, после чего деталь переверните, закрепите и пропилите оставшиеся скосы пазов.
Пилу устанавливайте не на линии разметки, а вплотную к ней на выпадающем участке древесины. Время от времени проверяйте на обеих сторонах доски, правильно ли направлена пила или нужно исправить пропил.
Пазы вырезают стамеской, которую следует держать строго вертикально. При этом положение самой детали должно быть горизонтальным. Более точно направлять стамеску удается тогда, когда поверх детали закреплена еще одна доска, край которой проходит по линии разметки глубины пазов.
Сначала пазы обрабатывают стамеской с одной стороны детали. После того как сделана выемка примерно в половину толщины доски, ее переворачивают и завершают обработку пазов. Такой способ позволяет избежать растрескивания доски, а также неточностей в обработке пазов.
Закрепите деталь так, чтобы линии разметки заняли строго вертикальное положение. Проверьте угольником.
Для вырезания пазов стамеской закрепите детали на верстаке в горизонтальном положении. Деталь не должна скользить.
Пропилите только стороны с одинаковым наклоном. Переверните и закрепите деталь, пропилите другие стороны.
Видео
Соединение ласточкин хвост
Автор: Брюс Пайн. Эксперт компании Holz House.
При возведении дома из клееного бруса очень важна прочность крепления, надежность и долговечность всей постройки. Для сборки деревянных конструкций разработаны различные способы стыковки, но наиболее универсальным и эстетичным является соединение ласточкин хвост. Его успешно используют как при производстве мебели, так и в деревянном строительстве. Ласточкин хвост обеспечивает надежное крепление и аккуратный вид готовой конструкции. В этом материале мы обозначим основные преимущества ласточкиных хвостов, рассмотрим нюансы создания прочного соединения, а также узнаем, можно ли сделать такое крепление самостоятельно.
Устройство классического ласточкиного хвоста довольно сложное, и не всем понятна необходимость выбора именно такого типа соединения, когда любое соединение можно упрочнить, используя столярный клей и крепежные детали. Но ласточкин хвост – это не только эстетичный внешний вид. Вариант соединения ласточкин хвост имеет массу преимуществ. Во-первых, соединение является очень герметичным и не позволяет влаге проникать внутрь замка. Это обеспечивает дополнительную защиту древесине от набухания. Во-вторых, ласточкин хвост препятствует естественной деформации древесины, которая может возникнуть при других способах соединения. Структура материала лучше сохраняется, меньше вероятность появления трещин. В-третьих, прочность крепления повышается благодаря обширной поверхности склейки. Ласточкин хвост применяют для сборки деревянных конструкций из массива, поскольку крепление эффективно в стыковке крупных элементов. Мощность соединения регулируется количеством и углом наклона шипов. Соединения ласточкиным хвостом успешно используются во всех сферах, в которых важно добиться надежного скрепления деревянных элементов. Ласточкин хвост применяют в машиностроении, деревянном зодчестве, производстве мебели, сборке деревянных емкостей.
Анатомия ласточкиного хвоста
Соединение ласточкин хвост в основе имеет фиксацию двух деталей, на одной из которых вырезаны пазы в виде ласточкиных хвостов, а на другой – подходящие по форме шипы. Величина и число шипов могут быть разными, так же как и угол наклона шипов. Шип при таком способе крепления называют односторонним, потому что скос делается только по одной стороне, а вторая остается прямой.
Соединение «Ласточкин хвост 90 градусов»
Что нужно учитывать при проектировании соединения?
От типа шиповых соединений будут зависеть прочностные характеристики ласточкиного хвоста. Поэтому нужно учесть все нюансы и знать варианты соединения ласточкин хвост до этапа изготовления деталей. Учитывается расстояние между шипами. Наиболее прочное крепление получится при одинаковых промежутках между шипами, однако этот вариант изготовить сложнее всего, поэтому он используется достаточно редко. Чаще всего выбирают расстояние 2:1 или 3:1 – соединение при таком промежутке будет довольно прочным, а сделать заготовку гораздо проще. При соединении широких элементов по краям изделия добавляют шипы, располагая их с короткими интервалами. Это помогает избежать деформации древесины. Угол наклона шипов также имеет значение. Если нагрузка на соединение достаточно мощная, то небольшой угол наклона может снизить прочность конструкции. Тогда для дополнительного укрепления используют столярный клей.
Соединение «Ласточкин хвост Т-образное»
Очень большим угол наклона тоже делать не стоит, поскольку низ шипа получится тонким, а само соединение непрочным. Надежную стыковку изделиям из мягких пород дерева обеспечит соединение ласточкин хвост с крутым углом наклона. Мягкая древесина подвержена изменениям под действием факторов окружающей среды, поэтому для нее особенно важно продумать прочность стыковки. Соотношение 1:6 будет для такого типа древесины оптимальным. Для соединения деталей из дерева твердых пород подойдет угол наклона шипов в пропорциях 1:8. В разных условиях могут применяться разные типы соединения ласточкин хвост. Они имеют свои специфические различия. Сквозной тип соединения используют обычно при создании мебели: при таком способе все элементы тщательно шлифуются и проклеиваются, потому что шип охватывают деталь по всей ширине. При грубом типе крепления хвосты и шипы хорошо просматриваются снаружи. Если делают скрытое соединение, то технология не видна, и шипы скрыты под поверхностью второй детали. Такой тип соединения смотрится эстетично, но требует больше времени и опыта для его создания. Иногда соединения выполняются односторонним шипом ласточкин хвост.
Соединение «Ласточкин хвост 45/135 градусов «
Как сделать точную разметку?
До этапа проведения разметки отмеряют число шипов – оно зависит от размеров самой заготовки. Для разметочных и поверочных операций лучше всего использовать угольник и малку. Также можно воспользоваться специальным шаблоном, на котором уже обозначены различные показатели углов относительно той или иной породы дерева. Разметку наносят на торцевую часть и на боковые поверхности. От точности разметки будет во многом зависеть прочность крепления, поэтому важно не допустить ошибки на этом этапе. Участки, которые будут удалены при распиливании, обозначают маркерами или заштриховывают карандашом.
Изготовление ласточкиного хвоста
своими руками
Чтобы самостоятельно выполнить соединение ласточкин хвост, вам нужно приготовить следующие инструменты: малка, угольник или шаблон для разметки, карандаш, шипорезная пила, столярная стамеска, верстак, киянка, струбцины, молоток. Перед разметкой проверьте ширину детали: если она больше стандартной, то разметка ляжет неправильно. Также важно заранее обозначить направление деталей – отметить маркером стороны и края. Используя угольник и карандаш, нанесите разметку на торцевую и тыльную части детали. Для простоты нанесения и точности разметки деталь фиксируют с помощью верстака. Участки, которые впоследствии нужно будет выпилить, заштриховываются. Затем выпиливают хвосты с одной стороны, затем оставшиеся скосы пропиливаются с другой стороны.
Чтобы пила шла ровно, можно воспользоваться столярным угольником. Стамеской вырезают пазы. При этом сам инструмент необходимо держать строго вертикально по отношению к изделию. Процесс обработки пазов также производится поочередно с обеих сторон. Деталь с готовыми шипами используют как шаблон для разметки другой детали. Чтобы правильно и четко вырезать пазы, деталь фиксируют таким образом, чтобы размеченные линии были вертикальными. Распил производят не строго по линии, а рядом с ней, чтобы оставлять запас. Далее проводят зачистку пазов, используя столярную стамеску. Перед склеиванием проверяют плотность соединения, совмещая готовые детали и подбивая их киянкой. Нужно делать это максимально аккуратно, чтобы не повредить шипы. Можно закрыть ласточкин хвост обычной деревяшкой, чтобы равномерно распределить удары. Клей наносят по всему шипу, и соединяют детали. При правильном совмещении шипов и пазов стыки получаются плотными и герметичными. Щелей быть не должно, потому что они снижают прочность соединения и нарушают эстетичный вид.
Как сделать ласточкин хвост фрезером
Ласточкин хвост – самое прочное соединение для деревянных конструкций любого масштаба, начиная от мебельных ящиков и заканчивая многоэтажными зданиями. Создание надежного соединения имеет свои сложности, но зная нюансы и технологию изготовления, ласточкин хвост вполне можно сделать своими руками. Однако если опыт и строительные навыки отсутствуют, лучше попрактиковаться на отдельных деталях, соединяя между собой деревянные доски. При возведении дома незначительные ошибки в креплениях деталей могут в результате дорого стоить. Чтобы гарантированно получить надежную конструкцию дома из бруса, лучше обращаться в специализированную строительную компанию. Если у вас возникли вопросы по качеству материала и технологии сборки домов из клееного бруса, менеджеры компании Holz House помогут вам в этом разобраться.