MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ Lesnická a dřevařská fakulta Ústav nábytku, designu a bydlení
PEVNOSTI LEPENÝCH SPOJŮ STOLOVÉHO NÁBYTKU OVLIVNĚNÝCH EXTRÉMNÍM PŮSOBENÍM VLHKOSTI
Diplomová práce
Brno 2012
Bc. Zdeněk Ošťádal
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Pevnosti lepených spojů stolového nábytku ovlivněných extrémním působením vlhkosti, zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora Mendelovy univerzity o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
V Brně, dne:........................................ podpis studenta...................................
PODĚKOVÁNÍ Rád bych touto cestou poděkoval Ing. Josefu Hlavatému za ochotu a odborné vedení mé diplomové práce a Bc. Josefu Votavovi za výrobu zkušebních spojů a za pomoc při jejich zkoušení. Dále bych rád poděkoval společnosti JITONA a.s. za poskytnutí stolových noh pro výrobu spojů, jmenovitě Ing. Miroslavu Jančíkovi.
ABSTRAKT Předmětem této diplomové práce je zjistit vliv vysoké relativní vlhkosti vzduchu na lepený stolový spoj. Na základě experimentu se zkoumalo, zda zvýšená vlhkost během přepravy ovlivní pevnost lepeného stolového spoje a jestli je toto ovlivnění významné čí nikoli. Pro experimenty byly použity dva typy spojů. Každý typ měl tři skupiny a ty se vystavovaly různým klimatickým podmínkám. U spojů se zjišťoval ohybový moment a tuhost spoje. V práci je provedena analýza klimatických podmínek při transportu nábytku do jiných klimatických pásů a způsoby přepravy. Dále jsou analyzovány současné druhy lepidel a běžně používané spoje při výrobě stolového nábytku.
Klíčová slova: pevnost, tuhost, vlhkost, lepený spoj, stolový nábytek, přeprava zboží
ABSTRACT The subject of this diploma thesis is to find out effect of high relative humidity on the table glued joint. On the basic of experiment was examined whether the increased humidity during transport will affect the strength of adhesive table glue joint and if this influence is significant or not. For the experiment were used two types of connections. Each type had three groups and each of them was exposed to different climatic conditions. There were the bending moment and stiffness joints examined. Main objective of this diploma thesis is the analysis of climatic conditions during furniture transport to different climatic zones and also means of transportation. In this thesis the current types of glue and commonly used joints of table furniture production are analyzed.
Keywords: strength, stiffness, humidity, glued joint, table furniture, transport of goods
OBSAH 1. 2. 3.
ÚVOD .................................................................................................................. - 9 CÍL PRÁCE ....................................................................................................... - 10 LITERÁRNÍ PŘEHLED ................................................................................... - 11 3.1. Lepidla......................................................................................................... - 11 3.1.1. Rozdělení lepidel ................................................................................. - 11 3.1.2. Vybrané druhy lepidel v nábytkářském průmyslu ............................... - 13 3.1.2.1. Polyvinylacetátová lepidla (PVAC) ............................................. - 13 3.1.2.2. Močovinoformaldehydová lepidla (UF lepidla) ........................... - 13 3.1.2.3. Polyuretanová lepidla ................................................................... - 14 3.1.2.4. Tavná lepidla ................................................................................ - 15 3.1.3. Složky lepidel ...................................................................................... - 16 3.1.3.1. Filmotvorná složka ....................................................................... - 16 3.1.3.2. Tvrdidla ........................................................................................ - 16 3.1.3.3. Plniva ............................................................................................ - 16 3.1.3.4. Nastavovadla ................................................................................ - 16 3.1.3.5. Zušlechťující přísady .................................................................... - 17 3.1.4. Teorie lepení ........................................................................................ - 17 3.1.4.1. Adheze .......................................................................................... - 17 3.1.4.2. Koheze .......................................................................................... - 17 3.1.4.3. Smáčení povrchu tuhých látek...................................................... - 18 3.1.5. Podmínky ovlivňující proces lepení .................................................... - 18 3.1.5.1. Podmínky vztahující se k lepidlu ................................................. - 18 3.1.5.2. Podmínky vztahující se k lepenému materiálu ............................. - 19 3.1.5.3. Technologické podmínky lepení .................................................. - 20 3.2. Vlhkost dřeva .............................................................................................. - 21 3.2.1. Dělení vody ve dřevě ........................................................................... - 21 3.2.2. Rovnovážná vlhkost dřeva ................................................................... - 21 3.2.3. Měření vlhkosti dřeva .......................................................................... - 22 3.3. Stolový nábytek a jeho namáhání ............................................................... - 23 3.3.1. Spoje stolového nábytku ...................................................................... - 24 3.3.1.1. Pevné (lepené) spoje ..................................................................... - 24 3.3.1.2. Demontovatelné spoje .................................................................. - 26 3.3.1.3. Spojení stolové desky s luby ........................................................ - 26 3.3.2. Typologie stolového nábytku............................................................... - 27 3.3.3. Namáhání stolového nábytku............................................................... - 27 3.4. Zatížení nábytkových konstrukcí ................................................................ - 29 3.4.1. Pevnostní vlastnosti spojů .................................................................... - 30 3.5. Způsoby přepravy zboží .............................................................................. - 31 3.5.1. Silniční nákladní přeprava ................................................................... - 31 3.5.2. Železniční nákladní přeprava ............................................................... - 31 3.5.3. Letecká nákladní přeprava ................................................................... - 32 3.5.4. Říční nákladní přeprava ....................................................................... - 32 -
3.5.5. Námořní přepravy ................................................................................ - 32 3.6. Přepravní vlivy ............................................................................................ - 33 3.6.1. Mechanické vlivy ................................................................................. - 33 3.6.2. Vlivy vyplívající z přirozených vlastností zboží ................................. - 34 3.6.3. Klimatické vlivy .................................................................................. - 34 3.6.3.1. Teplota vzduchu ........................................................................... - 34 3.6.3.2. Relativní vlhkost vzduchu ............................................................ - 34 3.6.3.3. Teplota rosného bodu ................................................................... - 34 3.6.3.4. Směr a rychlost větru .................................................................... - 35 3.6.3.5. Sluneční záření ............................................................................. - 35 3.6.3.6. Oblačnost a srážky ........................................................................ - 35 3.7. Klimatické podmínky .................................................................................. - 36 3.7.1. Měření společnosti InterDry ................................................................ - 38 4. MATERIÁL A METODIKA PRÁCE ............................................................... - 39 4.1. Použitý materiál .......................................................................................... - 39 4.1.1. Dřevotřísková deska (DTD)................................................................. - 39 4.1.2. Lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2 ...................................................... - 40 4.2. Testované spoje ........................................................................................... - 41 4.2.1. Rohové zkušební spoje tvaru L ............................................................ - 41 4.2.2. Zkušební spoje tvaru U ........................................................................ - 42 4.3. Použité zařízení a pomůcky ........................................................................ - 43 4.3.1. Zkušební zařízení Instron 3365............................................................ - 43 4.3.1.1. Přípravky pro trhací spoj .............................................................. - 44 4.3.2. Klimatizační komora Memmert HPP 108 ........................................... - 44 4.3.3. Zařízení na zkoušení nábytku TESTR ................................................. - 45 4.3.4. Vlhkoměr dřeva WHT-770 .................................................................. - 46 4.3.5. Ostatní pomůcky .................................................................................. - 46 4.4. Metodika práce ............................................................................................ - 47 4.4.1. Klimatizování....................................................................................... - 47 4.4.1.1. Klimatizování zkušebních spojů tvaru L ...................................... - 47 4.4.1.2. Klimatizování zkušebních spojů tvaru U ..................................... - 48 4.4.2. Metodika zkoušky ................................................................................ - 48 4.4.2.1. Zkoušení spojů tvaru L ................................................................. - 49 4.4.2.2. Zkoušení spojů tvaru U ................................................................ - 50 4.4.3. Schéma zatížení a výpočty ................................................................... - 51 4.4.3.1. Tlaková zkouška ........................................................................... - 52 4.4.3.2. Tahová zkouška ............................................................................ - 53 5. VÝSLEDKY ...................................................................................................... - 55 5.1. Výsledky zkoušení spojů tvaru L ................................................................ - 55 5.1.1. Tahová zkouška skupiny A .................................................................. - 55 5.1.2. Tlaková zkouška skupiny A ................................................................. - 56 5.1.3. Tahová zkouška skupiny B .................................................................. - 57 5.1.4. Tlaková zkouška skupiny B ................................................................. - 58 5.1.5. Tahová zkouška skupiny C .................................................................. - 59 -
5.1.6. Tlaková zkouška skupiny C ................................................................. - 60 5.1.7. Tahová zkouška skupiny D .................................................................. - 61 5.1.8. Tlaková zkouška skupiny D ................................................................. - 62 5.1.9. Vlhkost spojů tvaru L .......................................................................... - 63 5.2. Výsledky zkoušení spojů tvaru U ............................................................... - 64 5.2.1. Vychýlení spojů skupiny A.................................................................. - 64 5.2.1. Vychýlení spojů skupiny B .................................................................. - 64 5.2.2. Vychýlení spojů skupiny C .................................................................. - 65 6. DISKUSE........................................................................................................... - 66 6.1. Pevnost spojů tvaru L .................................................................................. - 66 6.1.1. Statistická analýza pevnostních charakteristik .................................... - 67 6.2. Vychýlení spojů tvaru U ............................................................................. - 69 7. ZÁVĚR .............................................................................................................. - 70 8. SUMMARY ....................................................................................................... - 71 9. PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY .............................................................. - 72 10. SEZNAM OBRÁZKŮ ....................................................................................... - 74 11. SEZNAM GRAFŮ ............................................................................................ - 75 12. SEZNAM TABULEK ....................................................................................... - 76 -
1. ÚVOD Současný člověk žádá, aby výrobek, který si koupil, byl co možná nejkvalitnější, byl bez vad, byl levný a byl dodán v co možná nejkratší době. Tyto požadavky vztahuje zákazník samozřejmě i na nábytek a nábytkový průmysl. Proto klade nábytkový průmysl velký důraz na to, aby během výroby vznikalo co možná nejmenší množství vadných nebo neshodných výrobků. Tato strategie značně snižuje náklady výrobního podniku spojené s opravami nebo s reklamacemi výrobků. Vyrobením daného kusu nábytku ovšem starosti výrobce nekončí. Posledním místem mezi dodavatelem a odběratelem, kde mohou vznikat vady, je expedice. Na tuto oblast je nutné klást patřičný důraz, protože během přepravy se může nábytek nenávratně poškodit a zapříčinit tak reklamace a nespokojenost zákazníků s výrobky firmy. Na nábytek během přepravy, nakládky a vykládky působí velké množství vnějších vlivů, které je nutné omezit. K omezení nebo nejlépe k úplnému zamezení působení vnějších vlivů se využívá vhodného obalového materiálu, vhodného uložení a zajištění nábytku a vhodné volby dopravního prostředku. Důležitým vnějším vlivem, který působí na dřevěný nábytek, je vlhkost. Zvýšená vlhkost během přepravy nepůsobí pouze na samotné dřevo nebo na materiál na bázi dřeva, ale i na nátěrovou hmotu, která je na povrchu nábytku, a na lepidlo které je ve spoji nebo pod dýhou. Jejím působením může dojit k poničení nátěrové hmoty nebo třeba ke snížení pevnosti lepených spojů nábytku. Aby podnik obstál v současném konkurenčním prostředí je nutné nejen nábytek kvalitně vyrobit, ale také jej ve stejném stavu dodat k zákazníkovi.
-9-
2. CÍL PRÁCE Cílem této diplomové práce je stanovit, na základě výsledků experimentu, vliv extrémní vlhkosti na lepený stolový spoj. V práci se bude zkoumat, jestli zvýšená vlhkost během přepravy ovlivní pevnost lepeného stolového spoje, a jestli je toto ovlivnění významné či nikoli. V práci bude také provedena analýza klimatických podmínek při transportu nábytku do jiných klimatických pásů a způsoby přepravy do těchto oblastí. Dále budou analyzovány současné druhy lepidel a běžně používané spoje při výrobě stolového nábytku.
- 10 -
3. LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1. Lepidla Lepidla jsou makromolekulární látky, jejichž molekuly jsou v roztocích soustředěny do větších částic (tyto roztoky nazýváme koloidní). Jsou to nekovové materiály o vysoké vnitřní soudržnosti, schopné spojovat tuhá tělesa v důsledku přilnavosti.1 Lepidla jsou látky kapalné nebo alespoň po dobu působení na slepované materiály se nachází v tekutém skupenství nebo v roztaveném či plastickém stavu. Lepením rozumíme trvalé, pevné a nerozebíratelné spojení dvou stejných nebo různých materiálů prostřednictvím lepidel. Při tomto procesu vzniká mezi spojovanými povrchy souvislá velmi tenká vrstvička lepidla, která pevně drží na obou spojovaných materiálech. 3.1.1. Rozdělení lepidel Sortiment lepidel tvoří rozsáhlou a chemicky velmi různorodou oblast materiálů, proto je můžeme dělit z mnoha hledisek. Nejpoužívanější je dělení podle výchozí suroviny, z níž byly vyrobeny.2
I. ORGANICKÁ LEPIDLA 1) Přírodní lepidla a) Rostlinného původu – mouky, škroby, dextriny, pektiny, rostlinné bílkoviny, gumy, přírodní pryskyřice, deriváty celulózy, přírodní kaučuk b) Živočišného původu – glutinové klihy, lepidla kaseinová a albuminová 2) Syntetická lepidla c) Reaktoplastická lepidla − fenolformaldehydová 1
MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3. 2 MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3.
- 11 -
− močovinoformaldehydová − melaminformaldehydová − fenolkresolformaldehydová − rezorcinformaldehydová − xylenolformaldehydová − epoxidová − polyesterová − polyuretanová d) Termoplastická lepidla − polyvinylacetátová − etylenvinylacetátová − polyvinylchloridová − polyakrylátová − polyamidová − polyuretanová − smíšená e) Rozpouštědlová − roztoková nebo disperzní na bázi syntetického kaučuku II. ANORGANICKÁ LEPIDLA 1) Minerální pojiva – vodní sklo, sádra, cement3
Podle způsobu tuhnutí můžeme lepidla rozdělit na: a) Lepidla tuhnoucí vlivem vsáknutí a odtěkání rozpouštědel – tato lepidla obsahují 20 – 60% přírodní nebo syntetické filmotvorné látky rozpuštěné nebo dispergované ve vodě nebo rozpuštěné v organických rozpouštědlech. b) Lepidla reaktivní – tuhnou vlivem chemických změn v průběhu vytvrzování. Jednosložková reaktivní lepidla vytvrzují chemickou reakcí vyvolanou vnějšími vlivy (teplota, vzdušná vlhkost aj.). Vícesložková reaktivní lepidla vytvrzují vlivem smísení složek lepidla a tvrdidla. 3
MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3.
- 12 -
c) Tavná lepidla – výchozí surovinou těchto lepidel jsou termoplasty, které se nanáší na spojovaný materiál ve formě taveniny. Pevnosti spoje se dosahuje bezprostředně po tom, kdy lepidlo ve spoji ztuhne ochlazením. d) Lepidla stále lepivá – ve spoji nemění svou konzistenci, zůstávají stále vláčná a lepivá. Jsou vždy ve spojení s vhodným nosičem (samolepící pásky, štítky, tapety).4 3.1.2. Vybrané druhy lepidel v nábytkářském průmyslu 3.1.2.1.Polyvinylacetátová lepidla (PVAC) Tato lepidla se připravují z acetylenu a kyseliny octové za přítomnosti rtuťnatých solí. Vinylacetát je bezbarvá kapalina štiplavého zápachu s teplotou varu 73 °C. Z monomeru vinylacetátu se disperzním způsobem připravuje polymer – PVAC. Při vytvrzování nenastává žádná chemická reakce nebo změna. Jde tu v podstatě o fyzikální proces, při kterém dřevo odebírá z lepidla postupně vodu, přičemž se na jeho povrchu vytváří souvislý film.5 PVAC lepidla se vyznačují dobrou adhezí k řadě materiálu, mají pevný bezbarvý spoj, jsou nehořlavá, odolná vůči mikroorganizmům a zdravotně nezávadná. Tepelná odolnost těchto lepidel se pohybuje kolem 50 °C. Nejčastěji se PVAC lepidla v dřevařském průmyslu používají k montážnímu lepení. Velikost nánosu se pohybuje v závislosti na hladkosti povrchu dřeva od 100 do 400 g.m-2. Velmi důležité je u těchto lepidel dodržet minimální filmotvornou teplotu (MFT), která je 13 °C. Pokud lepidlo zaschne pod touto teplotou, tak nevytvoří dostatečně pevný film. 3.1.2.2.Močovinoformaldehydová lepidla (UF lepidla) UF lepidla jsou jedna z nejvíce používaných lepidel pro lepení dřeva. Připravují se kondenzací močoviny a formaldehydu. Polykondenzační reakce močoviny s formaldehydem je přerušena ve stavu resolu, takže lepidlo je tekuté a rozpustné ve vodě. Lepidlo se vytvrdí do konečného stavu až při vlastním lepení působením tvrdidla 4
OSTEN, Miloš. Práce s lepidly a tmely. Vyd. 3. Praha: Grada, 1996, 129 s. ISBN 80-7169-338-3. LIPTÁKOVÁ, Eva a Milan SEDLIAČIK. Chémia a aplikácia pomocných látok v drevárskom priemysle. Bratislava: Alfa, 1989. ISBN 80–05-00116–9. 5
- 13 -
– chloridu amonného nebo citrátu amonného a to buď za studena, nebo za vysoké teploty (10 – 180 °C). Močovina je bílá krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě s teplotou tání 132,6 °C. Nejčastěji se vyrábí z CO2 a NH3 při zvýšené teplotě. Formaldehyd (metanal) je při normální teplotě bezbarvý plyn štiplavého zápachu. Je zdraví škodlivý, dráždí sliznici apod. Vyrábí se dehydrogenací metanolu. Dobře se rozpouští ve vodě za vzniku monohydrátu (methylénglykolu).6 UF lepidla mají bezbarvou lepenou spáru, pevný a křehký lepený spoj a výhodnou cenu. Nevýhodou těchto lepidel je uvolňování volného formaldehydu, který je zdraví škodlivý. Používají se především při výrobě plošných aglomerovaných materiálů na bázi dřeva (např. dřevotřískové desky, dřevovláknité desky, překližky) a ve výrobě nábytku při dýhování. Důležitou podmínkou kvalitního lepení s UF lepidlem je tenká lepená spára. Tlustá lepená spára způsobuje rychlé stárnutí, křehnutí, snížení pevnosti a z důvodu kontrakce lepidla při vytvrzování nastává popraskání filmu. Toto nebezpečí se snižuje přidáním plniv. Při dýhování je důležité použít jako nastavovadlo kvalitní mouku, která při vysoké teplotě v lepidle mazovatí a zadržuje lepidlo v lepené spáře a brání tak lepidlu v prosakování na povrch dýhy. 7 3.1.2.3.Polyuretanová lepidla Polyuretanová
lepidla
vznikají
adiční
polymerizací
polyizokyanátu
s vícemocným alkoholem nebo polyesterem bohatým na hydroxylové skupiny za vzniku karbamátové (uretanové) vazby. Jedná se tedy o reakci izokyanátové skupiny -N=C=O s aktivním vodíkem. Tato reakce je exotermická a probíhá rychle i při normální teplotě. Tato lepidla vytvrzují v širokém rozpětí teplot a to i při nízkých teplotách kolem 0 °C. Předností polyuretanových lepidel je dobrá mechanická pevnost spoje, vysoká pružnost a odolnost proti dynamickému namáhání a vlhkosti. Další zajímavou
6
LIPTÁKOVÁ, Eva a Milan SEDLIAČIK. Chémia a aplikácia pomocných látok v drevárskom priemysle. Bratislava: Alfa, 1989. ISBN 80–05-00116–9. 7 MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3.
- 14 -
vlastností je i všestranná použitelnost těchto lepidel, která umožňuje perfektní lepení dřeva s jinými materiály (kov, keramika, plasty).8 3.1.2.4.Tavná lepidla Tavné lepidla definujeme jako bezrozpouštědlové termoplasty, které se aplikují v roztaveném stavu. Tavenina po nanesení rychle chladne a za krátký čas ztuhne a vytvoří pevný spoj. Nejdůležitějším přínosem používání tavných lepidel je podstatné zvýšení produktivity práce. Výroba lepeného spoje (to je nanesení taveniny, přitlačení lepeného materiálu a vytvrdnutí lepidla) trvá jen několik sekund a výrobek se může prakticky okamžitě dále opracovávat. Další výhodou je, že neznečišťují ovzduší, protože neobsahují rozpouštědla. Nevýhodou těchto lepidel je nízká tepelná odolnost a nízká odolnost proti vodě. V nábytkářském průmyslu se tavná lepidla používají hlavně při olepování bočních ploch dílců páskami. Běžně se tato lepidla dodávají samostatně ve formě granulí, drolků apod. anebo jsou nanese na rubové straně olepovacího materiálu.9 Tavná lepidla polyamidová – na bázi dimerních mastných kyselin a různých přísad slouží k rychlému spojování kůže přírodní i syntetické Tavná lepidla polyesterová – na bázi polyesteru, určené k lepení podešví ke svrškům obuvi, k lepení plechových obalů, některých druhů plastů, kovů porcelánu i dřeva Tavná lepidla z kopolymerů ethylen-vinylacetát – hlavním druhem tavných lepidel používaných k lepení papíru a kartonu, v nábytkářství k olepování bočních ploch a k lepení kovů Další
tavná
lepidla
–
v průmyslu
se
používají
i
tavná
lepidla
z polyvinylacetátu, ethylencelulózy a polyethylenu10
8
LIPTÁKOVÁ, Eva a Milan SEDLIAČIK. Chémia a aplikácia pomocných látok v drevárskom priemysle. Bratislava: Alfa, 1989. ISBN 80–05-00116–9. 9 LIPTÁKOVÁ, Eva a Milan SEDLIAČIK. Chémia a aplikácia pomocných látok v drevárskom priemysle. Bratislava: Alfa, 1989. ISBN 80–05-00116–9. 10 OSTEN, Miloš. Práce s lepidly a tmely. Vyd. 3. Praha: Grada, 1996, 129 s. ISBN 80-7169-338-3.
- 15 -
3.1.3. Složky lepidel 3.1.3.1.Filmotvorná složka Jsou to makromolekulární látky, které jsou přivedeny do tekutého stavu pomocí vody nebo organických rozpouštědel. V nich jsou bud' rozpuštěny, nebo dispergovány do koloidního stavu.11 3.1.3.2.Tvrdidla Většina polykondenzačních a polyadičních lepidel vyžaduje přísadu tvrdidel, což je sloučenina, která svým katalytickým účinkem urychluje chemickou reakci tuhnutí lepidla. Tvrdidla se do lepící směsi přidávají v množství 1 – 4 %, nejčastěji ve formě roztoku, těsně před použitím. 3.1.3.3.Plniva Plniva nemají lepící účinek. Používají se zpravidla pro úsporu drahých surovin tedy pro zlevnění lepidla a pro snížení pnutí ve vytvrzeném stavu. Jsou většinou jemné minerální prášky. Plniva zvyšují viskozitu lepidel, čímž zabraňují jejích vnikání do dřeva a zamezují vznikání chudého spoje. Zabraňují také pronikaní lepidla skrz krycí dýhu. Tyto přísady také omezují smršťování lepidla a zabraňují tak vzniku škodlivých napětí v lepené spáře.12 3.1.3.4.Nastavovadla Tyto přísady se používají z technických ale i z ekonomických důvodů a od plniv se liší lepivými vlastnostmi. Nastavování se může provádět až do 100 %. Jejich nedostatkem je, že při vyšším obsahu jak 20 % snižují odolnost lepeného spoje proti vodě. Nejčastěji se jako nastavovadlo používá obilná mouka.
11
MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3. 12 LIPTÁKOVÁ, Eva a Milan SEDLIAČIK. Chémia a aplikácia pomocných látok v drevárskom priemysle. Bratislava: Alfa, 1989. ISBN 80–05-00116–9.
- 16 -
3.1.3.5.Zušlechťující přísady Jsou to látky, kterými zlepšujeme některé vlastnosti lepené spáry. Např. do bílkovinných lepidel se pro ochranu před mikroorganismy přidávají fenolické látky a fungicidy, pro zvýšení odolnosti proti vodě paraformaldehyd, do močovinových lepidel se může přidat rezorcín a melamin pro zvýšení vodovzdornosti.13 3.1.4. Teorie lepení 3.1.4.1.Adheze Adheze je síla, která spojuje dva materiály na rozhraní jejich povrchu. Vznik adheze a její velikost je vysvětlována různými teoriemi, především teorií mechanické adheze a vznikem mezimolekulárních přitažlivých sil. Mechanická adheze Mechanická adheze vzniká tak, že tekuté lepidlo vniká po nanesení do nerovností a pórů materiálu (mikroskopické nerovnosti jsou i na hladce vybroušeném povrchu). V nerovnostech lepidlo ztuhne a vytvoří tak množství drobných mechanických spojovacích prostředků. Jedná se o nejstarší teorii vzniku adheze. Mechanická adheze se podílí na celkové pevnosti lepeného spoje asi 10 až 30 %. Mezimolekulární přitažlivé sily Přitažlivé síly mezi molekulami lepidla a molekulami v povrchové vrstvě lepeného materiálu vznikají při velmi těsném přiblížení lepených povrchů. Takové těsné přiblížení, které zajistí vznik dostatečného množství přitažlivých sil, je možné pouze po vyvinutí dostatečného tlaku na lepený spoj. Mezimolekulární přitažlivé síly se podílejí na celkové pevnosti spoje 70 až 90 %.14 3.1.4.2.Koheze Koheze je vnitřní molekulová soudržnost téhož materiálu. Pevnost lepeného spoje závisí nejen na dokonalé přilnavosti lepidla k lepenému povrchu, ale také na dobré vnitřní soudržnosti molekul lepidla. Koheze závisí na velikosti a struktuře 13
MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3. 14 KŘUPALOVÁ, Zdeňka. Technologie: pro II. ročník SOU oboru truhlář pro výrobu nábytku. Vyd. 1. Praha: SOBOTÁLES, 2002. 115 s. ISBN 80–85920-91–3.
- 17 -
makromolekul lepidla po jeho vytvrzení. Soudržnost lepidla v lepeném spoji musí být vyšší než soudržnost lepeného materiálu.15 3.1.4.3.Smáčení povrchu tuhých látek Smáčivost je schopnost kapky lepidla roztéct se po povrchu lepeného materiálu. Stupeň smáčení závisí na působení přitažlivých a odpudivých sil mezi kapkou lepidla a lepeným povrchem. Každá kapalina má snahu vlivem povrchového napětí zaujmout co nejmenší plochu. Tato snaha je podporována přítomností prachu nebo mastnoty na lepeném povrchu. Stupeň smáčivosti se vyjadřuje velikostí okrajového úhlu, který má být malý.16
Obr. 1 – Smáčivost lepidel vyjádřená okrajovým úhlem17
3.1.5. Podmínky ovlivňující proces lepení 3.1.5.1.Podmínky vztahující se k lepidlu Značný vliv při procesu nanášení lepidla má viskozita. Viskozitou rozumíme vnitřní tření částic tekutého lepidla (opak tekutosti). Příliš viskózní lepidlo je husté, špatně smáčí povrch materiálu, špatně se roztírá a nemá dostatečnou přilnavost. Málo viskózní lepidlo je řídké, vsakuje se do lepeného dřeva a nevytvoří dostatečně pevný
15
UHLÍŘ, Alois. Technologie výroby nábytku II: pro 3. ročník studijního oboru Nábytkářství. Praha: Informatorium, 1997. ISBN 80–86073-09–2. 16 MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3. 17 LENFELD, Petr. Technologie II: Lepení. In: Technická univerzita Liberec [online]. 2008 [cit. 2012-0222]. Dostupné z: http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/skripta_tkp/sekce_plasty/12.htm
- 18 -
film. Viskozitu je možné upravit zahuštěním (nastavovadly, plnivy) nebo zředěním (vodou, ředidlem, zahřátím). Zahuštěním se zvýší sušina lepidla, což lze charakterizovat jako obsah pevných složek v tekutém lepidle, které po ztuhnutí lepidla vytvoří pevný lepicí film. 18 Další důležitou podmínkou je množství lepidla. Pokud je naneseno příliš malé množství lepidla, může dojít ke vzniku tzv. chudého spoje, což je stav kdy, množství lepidla nestačilo na vytvoření souvislého filmu. Pokud naneseme příliš velké množství lepidla, prodlužuje se doba zasychání a muže dojít k porušení spoje vlivem objemových kontrakcí. 3.1.5.2.Podmínky vztahující se k lepenému materiálu Druh dřeviny – projevuje se zejména pórovitostí, která souvisí s hustotou. Podle toho, je-li lepené dřevo tvrdé nebo měkké, husté nebo pórovité, se řídí množství potřebného lepidla ve spáře. Vlhkost dřeva – měla by se při procesu lepení pohybovat kolem 8 % a neměla by přesáhnout 12 %. Příliš suché dřevo přijímá vodu z lepidla rychleji, proto se vytvrzení lepidla urychlí. Dřevo s vysokou vlhkostí, sníží viskozitu lepidla natolik, že se lepidlo více vsakuje do dřeva a vzniká chudý spoj. Teplota – nízká teplota působí nepříznivě hlavně při lepení PVAC lepidly (viz kapitola 3.3.1). Lepidlo vytvoří bílý film (tzv. „zamrzá"), který je málo pevný. Teplota by neměla při lepení klesnout pod 13 °C. Nadměrně vysoká teplota způsobuje neúměrné vsakování lepidla do dřeva a u reaktoplastických lepidel předčasné vytvrzení v lepené spáře před dosažením potřebného lisovacího tlaku. Důsledkem je taktéž malá pevnost lepeného spoje. Kvalita lepeného povrchu – lepený povrch musí být dokonale čistý, bez mastnot a prachu, aby jej lepidlo dostatečné smáčelo a přilnulo k němu. Pro vytvoření pevného spoje je důležité, aby se oba povrchy k sobě co nejvíce přiblížily. K těsnému přiblížení lepených materiálů dojde pouze, pokud jsou oba povrchy dokonale opracované, jinak by vznikla tlustá a nepevná lepená spára.19 18
KŘUPALOVÁ, Zdeňka. Technologie: pro II. ročník SOU oboru truhlář pro výrobu nábytku. Praha: Sobotáles, 2002. ISBN 80–85920-91–3. 19 UHLÍŘ, Alois. Technologie výroby nábytku II: pro 3. ročník studijního oboru Nábytkářství. Praha: Informatorium, 1997. ISBN 80–86073-09–2.
- 19 -
3.1.5.3.Technologické podmínky lepení Lisovací teplota – podle teploty rozlišujeme lepení za studena (15 – 25 °C), lepení za tepla (teplota do 100 °C) a lepení za zvýšené teploty (nad 100 °C). Vyšší teplota je při lepení potřebná k prohřátí materiálu a lepené spáry a také pro urychlení přechodu lepidla z tekutého stavu do pevného. Lisovací tlak – tlak je nutný pro dostatečné přiblížení lepených povrchů, vznik mezimolekulárních přitažlivých sil a rovnoměrnému rozložení lepidla v lepené spáře. Tlak vytlačuje přebytek lepidla ze spáry a napomáhá lepidlu pronikat do pórů dřeva. Lisovací čas – lisovacím časem rozumíme dobu, po kterou na lepené povrchy působí lisovací tlak. Tlak musí působit na lepenou spáru do dosažení tzv. manipulační pevnosti. Za tuto dobu vznikne dostatečně pevný spoj a je možné s ním manipulovat. Lisovací čas závisí na druhu lepidla a na teplotě při lepení.20
20
KŘUPALOVÁ, Zdeňka. Technologie: pro II. ročník SOU oboru truhlář pro výrobu nábytku. Praha: Sobotáles, 2002. ISBN 80–85920-91–3.
- 20 -
3.2. Vlhkost dřeva Dřevo je ve vztahu k okolnímu prostředí hygroskopickým materiálem, který je schopný přijímat nebo odevzdávat vodu, ať už ve skupenství kapalném nebo plynném. Má tedy schopnost měnit svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí. Vlhkost dřeva se vyjadřuje podílem hmotnosti vody k hmotnosti dřeva v absolutně suchém stavu - vlhkost absolutní wabs21
wabs =
m w − m0 m .100 = v .100 m0 m0
3.2.1. Dělení vody ve dřevě Voda chemicky vázaná - je součástí chemických sloučenin. Nelze ji ze dřeva odstranit sušením, proto je ve dřevě zastoupena i při nulové absolutní vlhkosti dřeva. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností nemá žádný význam. Voda vázaná - nachází se v buněčných stěnách a je vázána vodíkovými můstky na hydroxylové skupiny OH amorfní části celulózy a hemicelulóz. Voda vázaná se ve dřevě vyskytuje při vlhkostech 0 - 30%. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má největší a zásadní význam. Voda volná - vyplňuje ve dřevě lumeny buněk a mezibuněčné prostory. Při charakteristice fyzikálních a mechanických vlastností má podstatně menší význam než voda vázaná.22
3.2.2. Rovnovážná vlhkost dřeva Dřevo mění svoji vlhkost podle vlhkosti okolního prostředí díky adsorpci. Adsorpcí dřeva rozumíme poutání plynné, nebo kapalné látky na měrný vnitřní povrch dřeva.
21
Voda ve dřevě. Mendelova univerzita v Brně: Ústav nauky o dřevě [online]. Brno, © 2003-2010 [cit. 2012-03-14]. Dostupné z: http://wood.mendelu.cz/cz/sections/Props/?q=node/39 22 Voda ve dřevě. Mendelova univerzita v Brně: Ústav nauky o dřevě [online]. Brno, © 2003-2010 [cit. 2012-03-14]. Dostupné z: http://wood.mendelu.cz/cz/sections/Props/?q=node/39
- 21 -
Vlhkost dřeva ustálená při daných podmínkách prostředí se nazývá rovnovážnou vlhkostí dřeva (RVD). Tento stav se potom nazývá stavem vlhkostní rovnováhy (SVR). Proces změny vlhkosti dřeva v závislosti na relativní vzdušné vlhkosti a teplotě prostředí je vratný, ale ne po stejné křivce (hystereze sorpce).23 3.2.3. Měření vlhkosti dřeva Metody zjišťování vlhkosti dřeva můžeme rozdělit na přímé metody, kterými zjišťujeme skutečný obsah vody ve dřevě a nepřímé metody, kterými se obsah vody určí nepřímo měřením jiné veličiny, jejíž hodnota závisí na obsahu vody ve dřevě. Váhová (gravimetrická) metoda – přímá metoda. Pracovní postup při gravimetrické metodě spočívá ve zjištění hmotnosti vlhkého dřeva mw a absolutně suchého dřeva m0 po jeho vysušení při teplotě 103 ± 2°C. Sušení se kontroluje opakovaným vážením. Tato metoda je velice přesná, ale je velice časově náročná a pracná. Měření elektrofyzikálních veličin – nepřímá metoda. Vlhkost dřeva výrazně ovlivňuje všechny základní elektrofyzikální veličiny dřeva, proto se všechny tyto vlastnosti mohou pro účely měření vlhkosti dřeva použít. Pod elektrickým vlhkoměrem rozumíme takový přístroj, jehož činnost spočívá v měření některé elektrické veličiny dřeva, která je výrazně ovlivňovaná vlhkostí dřeva. Vlhkoměry můžeme podle druhu elektrického napětí rozdělit na odporové s jednosměrným napětím a dielektrické se střídavým napětím.24
23
Voda ve dřevě. Mendelova univerzita v Brně: Ústav nauky o dřevě [online]. Brno, © 2003-2010 [cit. 2012-03-14]. Dostupné z: http://wood.mendelu.cz/cz/sections/Props/?q=node/39 24 Voda ve dřevě. Mendelova univerzita v Brně: Ústav nauky o dřevě [online]. Brno, © 2003-2010 [cit. 2012-03-14]. Dostupné z: http://wood.mendelu.cz/cz/sections/Props/?q=node/39
- 22 -
3.3. Stolový nábytek a jeho namáhání Stolový nábytek je v podstatě deska potřebných rozměrů v přiměřené výšce nad podlahou, určená k činnosti ve stoje nebo vsedě. Stůl ulehčuje činnosti na něm vykonávané a napomáhá správnému držení těla při práci. Jedná se o typ nábytku tvarově a funkčně velmi rozmanitý např. jídelní, psací, pracovní atd.
STOLOVÁ DESKA
LUB ZÁSUVKA
NOHA TRNOŽ
Obr. 2 – Nákres stolu a jeho části
Stolová deska – plocha stolu, na které člověk provádí činnosti (konzumace jídla, čtení, psaní, ruční práce atd.) Lub – dílec pro ztužení konstrukce, zpravidla určený pro vzájemné spojení noh, boků apod., umístěný těsně pod stolovou deskou Zásuvka – (hovorově šuplík) výsuvná nebo výklopná součást nábytku pro ukládání předmětů Noha – vertikálně orientovaný dílec s podpůrnou funkcí Trnož – spojovací dílec noh určený především pro zpevnění stolové konstrukce, může sloužit k odkládání nohou25
25
BRUNECKÝ, Petr. Standardy nábytku. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2009. ISBN 978-80-7375-297-2.
- 23 -
3.3.1. Spoje stolového nábytku 3.3.1.1.Pevné (lepené) spoje Pro lepené spojení nohy s lubem se nejčastěji používají spoje na čep a dlab s pérem a kolíkové spojení. Aby se čepy nebo kolíky zapustili dostatečně hluboko do nohy, je třeba spoj umístit co nejvíce k vnějšímu okraji rohového spoje. Čepy a kolíky mohou být seříznuty na pokos.26 Do dlabů čtyřhranné nohy zapadají čepy lubů tak, že 2/3 jsou zapuštěny celým čepem a zbývající 1/3 je péro rovné, šikmo seříznuté anebo podříznuté. Účelem této úpravy je zabránit, možnému rozštípnutí nohy v horní části při dotláčení čepů. Pevnost tohoto spojení je závislá na těsném přiblížení lepených částí a velikosti lepené plochy. Čím větší je lepená plocha čepů v dlabech, tím je i větší pevnost lepeného spoje.27
Obr. 3 – Spojení nohy s luby pomocí čepu a dlabu a kolíkového spoje
26
NUTSCH, Wolfgang. Příručka pro truhláře. 2. přeprac. vyd. Praha: Euroda-Sobotáles, 2006, 616 s. ISBN 80-86706-14-1. 27 KOUŘIL, Jan a František BUBEN. Truhlářství: Tradice z pohledu dneška. 1. vyd. Praha: Grada, 2003, 252 s. ISBN 80-247-9056-4
- 24 -
Kolíky Kolíky se zhotovují z hladkých nebo rýhovaných tyčí, vlepují se do vyvrtaných otvorů a používají se ke spojování jednotlivých dílců. Díky bobtnavým vlastnostem dřeva přilne kolík těsně na boky otvoru, čímž kolíkový spoj lépe drží. Průměr kolíku může být 2/5 - 1/2 tloušťky materiálu, do kterého se kolík vlepuje. Nejpoužívanějšími průměry jsou 6, 8, 10, 12, 14 mm. Délka kolíku by měla být 2 – 2,5 násobek tloušťky materiálu. Hloubka otvoru musí být větší, než je délka kolíku, aby v otvoru bylo místo pro přebytečné lepidlo. Minimální rozestup kolíku je 25 mm pro úzké lišty nebo 32 mm pro běžné dílce. Rozestup 32 mm je dán roztečí vrtáků v kolíkovačce, ale častěji se využívá násobků vzdálenosti 32 mm (např. 64, 96). Kolíkování je nejjednodušší a nejčastější způsob spojování, který se hodí pro masiv, překližky i dřevotřískové desky. Kolíkové spoje se snadno sestavují a jsou vhodné pro automatizovanou výrobu spojů.28
Kvalitu kolíkového spoje ovlivňuje zejména: − dřevina a kvalita dřeva použitého k výrobě kolíků − tvarování povrchu kolíku − lepení kolíků − přesnost opracování kolíků − čistota kolíkového spoje − počet a rozměry kolíků ve spoji K výrobě kolíků musí být použito dřevo s dostatečnou mechanickou pevností např. buk. Povrch kolíku by měl být drážkovaný, aby se při narážení kolíků mohlo přebytečné lepidlo a vzduch odvádět ven z otvoru. Drážky mají probíhat podél osy kolíku ve spirále. Rýhované kolíky mají ve srovnání s hladkými kolíky asi o 10% vyšší pevnost. Důležitou vlastností je těsnost kolíku v otvoru. Kolík má mít průměr o 0,2 – 0,3 mm větší než je průměr otvoru.29
28
NUTSCH, Wolfgang. Konstrukce nábytku: Nábytek zabudované skříně. Praha: Grada Publishing a.s., 2003. ISBN 80-247-0220-7 29 TRÁVNÍK, Arnošt. Výroba dřevěného nábytku: část II. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 1996. ISBN 80-7157-227-6.
- 25 -
3.3.1.2.Demontovatelné spoje Demontovatelným spojem rozumíme spojení, které je možné opakovaně rozebrat a opět složit (např. spojení šroubem a válcovou matkou). Mezi demontovatelné spoje patří i ty, které se demontují jen pro přepravu a skladování. Po smontování se již nepočítá s další demontáží. Tento předpoklad splňuje spoj, u něhož se vrut šroubuje přímo do noh pomocí plného rohového špalíku, spojovací destičky nebo kovové výztuhy.30
Obr. 4 – Spojení nohy s luby pomocí šroubu a válcové matky
3.3.1.3.Spojení stolové desky s luby Upevnění stolové desky je třeba řešit v závislosti na tom, z jakého materiálu je deska vyrobena. Desky z masivního dřeva se upevňují pomocí svlaků, které se šroubují na luby vruty. Stolová deska s luby se dále spojuje pomocí vrutů, kolíků, kovovým kováním nebo plastovými příchytkami.31
Obr. 5 – Spojení stolové desky s luby pomocí plastové příchytky
30
STRÁNSKÝ, Karel. Konstrukce nábytku I: pro 3. ročník SUPŠ. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1988, 147 s. Sign: PK-N-0027.085 31 STRÁNSKÝ, Karel. Konstrukce nábytku I: pro 3. ročník SUPŠ. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1988, 147 s. Sign: PK-N-0027.085
- 26 -
3.3.2. Typologie stolového nábytku Jídelní stůl – slouží ke stolování, může být rozkládací, s počtem osob se adekvátně zvětšují rozměry stolové desky Společenský stolek (konferenční stolek) – slouží jako doplněk čalouněného nábytku k odkládání drobných předmětů Servírovací stolek – doplněk jídelních stolů, zpravidla na kolečkách, může obsahovat police a další doplňky Hnízdové stolky – několik menších odkládacích stolků, které do sebe zapadají a mohou být i skládací Konzolový stolek – stůl umístěný u zdi Přístavný stolek – přistavuje se k jídelnímu stolu pro zvětšení servírovací plochy Pracovní stůl – slouží k různým pracovním činnostem Psací stůl – slouží převážně k duševní činnosti Stůl pro počítač – slouží pro práci s počítačem, musí mít plochu pro umístění klávesnice a podložky na myš, monitor by měl být umístěn ve výšce očí, tělo počítače a periferie mohou být umístěny mimo plochu psacího stolu Hrací stolek – v běžném interiéru se nepoužívá, součástí stolové desky je integrovaná šachovnice a zásuvky pro hrací kameny Šicí stolek, stolek pod psací stroj – v běžném interiéru se již nenachází Alternativa – různé modifikace stolů, např. výšková regulace pomocí teleskopických nohou32 3.3.3. Namáhání stolového nábytku Stolový nábytek je zatížený svislými a vodorovnými silami. Svislé síly nejsou při správném používání stolů příliš velké. K největšímu zatížení stolového nábytku dochází při jeho tzv. nefunkčním používání (např. zatížení osobami stojícími na stole).
32
KANICKÁ, Ludvika a Zdeněk HOLOUŠ. Nábytek: typologie, základy tvorby. 1. vyd. Praha: Grada, 2011, 159 s. ISBN 978-80-247-3746-1.
- 27 -
Na stolový nábytek dále působí vodorovné síly. Největší vodorovné síly vznikají při posouvání stolu po podlaze. Na stolový nábytek působí: − hmotnost vlastních konstrukčních prvků stolu − hmotnost uložených předmětů na stole − hmotnost zásuvek a jejich obsahu − síly vyvolané člověkem při používání stolu (např. stolování) − zatížení při montáží, skladování a dopravě33
Obr. 6 – Zatížení stolu při nefunkčním používání (zatížení osobou sedící na stole)34
Obr. 7 – Zatížení stolu při jeho posouvání35
33
JOŠČÁK, Pavol. Pevnostné navrhovanie nábytku. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2000. 246 s. ISBN 80-228-0921-7. 34 ČSN 91 0100. Nábytek – Bezpečnostní požadavky. Praha: Český normalizační institut, 2006. 35 ČSN 91 0100. Nábytek – Bezpečnostní požadavky. Praha: Český normalizační institut, 2006.
- 28 -
3.4. Zatížení nábytkových konstrukcí Zatížení konstrukcí můžeme rozdělit na přímé, kdy na konstrukci přímo působí mechanická síla a na nepřímé (vynucené) např. účinkem teplotních a vlhkostních změn, vlivem nerovnosti podlah apod.36 Zatížení - vnější mechanické síly působící na výrobek můžeme obecně dělit podle různých hledisek: a) z hlediska vzniku − prvotní − druhotné (reakce) b) podle charakteru působení − statické − dynamické c) podle místa působení − objemové − povrchové (plošné) 1)podle velikosti plochy − osamělé síly (soustředěné zatížení) − spojité zatížení 2)podle rozložení − rovnoměrné − nerovnoměrné d) z hlediska času délky působení − trvalé (stálé) − občasné
36
JOŠČÁK, Pavol. Pevnostné navrhovanie nábytku. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2000. 246 s. ISBN 80-228-0921-7.
- 29 -
3)podle opakování − jednorázové − cyklické37
Statické zatížení – je možné charakterizovat dlouhým časem zatěžování. Síly působí klidně a nemění se v čase. Vyvolává ho vlastní hmotnost konstrukčních prvků a hmotnost uložených předmětů. Dynamické zatížení – síly působí v podobě rázů a úderů a rychle se mění v čase. Charakteristickou vlastností těchto sil není maximální velikost, ale rychlost s jakou se mění jejich hodnoty. Bývá vyvolané činností člověka, anebo vzniká při přemisťování či dopravě nábytku. Osamělá síla – síla působící na ploše několikrát menší, než je plocha konstrukce. Rovnoměrně rozdělené zatížení – působí po celé délce nebo ploše konstrukčních prvků stejnou hodnotou.38 3.4.1. Pevnostní vlastnosti spojů Kritickým místem nábytkových konstrukcí jsou spoje, protože k poškození nábytku nejčastěji dochází právě v nich. To je způsobeno nízkou účinností spojů, čili procentuálním podílem únosnosti spoje a dílce. Koeficient tuhosti (t) – vyjadřuje schopnost spoje deformovat se vlivem zatížení silou anebo ohybovým momentem Pevnost (únosnost) spoje (Fmax, Mmax) – vyjadřuje maximální sílu anebo ohybový moment, při kterých dojde k porušení spoje Deformace na mezi únosnosti (umax, φmax) – vyjadřuje maximální posunutí nebo úhlovou deformaci spoje, při Fmax nebo Mmax.39 37
JOŠČÁK, Pavol. Pevnostné navrhovanie nábytku. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2000. 246 s. ISBN 80-228-0921-7. 38 JOŠČÁK, Pavol. Pevnostné navrhovanie nábytku. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2000. 246 s. ISBN 80-228-0921-7. 39 JOŠČÁK, Pavol. Pevnostné navrhovanie nábytku. 1. vyd. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2000. 246 s. ISBN 80-228-0921-7.
- 30 -
3.5. Způsoby přepravy zboží V dnešní době existuje pět základních způsobů přepravy zboží. Každý z těchto způsobů dopravy má své výhody a nevýhody. 3.5.1. Silniční nákladní přeprava Silniční nákladní přeprava patří celosvětově k nejprogresivněji se rozvíjejícím dopravním oborům. Jejími základními přednostmi je relativní rychlost, dostupnost, operativnost, rychlá přizpůsobivost změnám poptávky a schopnost bezproblémově realizovat systém přeprav „Z domu do domu". Její význam a podíl na světovém přepravním trhu stále roste. Silniční nákladní přeprava přitom z řady hledisek dlouhodobě prodělává celosvětovou krizi (jde zejména o negativní vlivy na životní prostředí, vysokou nehodovost atd.). Jejím největším konkurentem je přeprava železniční. V ČR má negativní dopad neregulovaný nárůst počtu dopravců. Ten zapříčinil více než 30% převis nabídky našich dopravců na přepravním trhu nad poptávkou. Silniční nákladní přeprava se obvykle dělí na: Celovozová přeprava - zásilka přepravovaná jednomu odesílateli jednou jízdou vozidla, kdy celková hmotnost nákladu přesahuje 2,5 tuny. Sběrná služba - je systémem přepravy kusových zásilek „z domu do domu" založeným na jejich sdružování a rozdružování ve sběrných střediscích Nadgabaritní (někdy nadrozměrná) přeprava - je zásilka přesahující povolenou hmotnost vozidla nebo povolené osové (nápravové) tlaky nebo maximální povolené rozměry.40 3.5.2. Železniční nákladní přeprava ČR disponuje železniční sítí patřící k nejhustším v Evropě. V posledních létech však využívání železniční sítě klesá. Zatímco v hlavních tranzitních směrech probíhá nebo se připravuje výstavba tzv. železničních koridorů, uzpůsobených k provozu vyššími rychlostmi, na mnoha tratích dochází k omezování železničního provozu. Velkou výhodou železniční nákladní přepravy je to, že jedna vlaková souprava může
40
PERCICA, Petr, a kol. Doprava a zasílatelství. Praha: ASPI Publishing s. r. o., 2001, 479 s. ISBN 8086395-13-8.
- 31 -
přepravit velké množství zboží, které by se jinak muselo převážet jednotlivě v mnoha nákladních vozidlech v rámci dopravy silniční.41 3.5.3. Letecká nákladní přeprava Přednosti letecké přepravy spočívají především v její rychlosti, v relativní spolehlivosti a bezpečnosti. Význam letecké přepravy se celosvětově zvyšuje. Letecká nákladní přeprava je celosvětově zaměřena na přepravu kusového zboží, které je ve většině případů paletizováno či kontejnerizováno. Tyto palety a kontejnery se v zájmu maximálního využití prostoru a nosnosti letadla liší od běžných palet a kontejnerů používaných v ostatních oborech a to jak tvarem, tak i rozměry a hmotností. Vnitrostátní nákladní letecká přeprava je v ČR až na pravidelnou přepravu pošty velmi omezená.42 3.5.4. Říční nákladní přeprava Na území našeho státu je nedostatek splavných říčních toků. Z této situace vyplývají také relativně omezené možnosti využívání říční, někdy též vnitrozemské vodní přepravy. V celkové přepravní bilanci ČR má říční nákladní přeprava jen omezený význam a to i přesto, že zajišťuje naše přirozené spojení s evropskými námořními přístavy, je ekologicky velmi čistá a má nižší provozní náklady (tzn. i nižší přepravné).43 3.5.5. Námořní přepravy Nejdůležitějším, nejrozšířenějším, ale také nejsložitějším oborem lidské činnosti souvisejícím s přemísťováním je námořní přeprava. Dopravu po mořích a oceánech provádějí námořní lodě (plavidla). Podle způsobu (nasazení či provádění) plavby se námořní přeprava děli na pobřežní (tzv. kabotážní či coastrovou) a na dálnou (oceánskou)44
41
PERCICA, Petr, a kol. Doprava a zasílatelství. Praha: ASPI Publishing s. r. o., 2001, 479 s. ISBN 8086395-13-8. 42 PERCICA, Petr, a kol. Doprava a zasílatelství. Praha: ASPI Publishing s. r. o., 2001, 479 s. ISBN 8086395-13-8. 43 PERCICA, Petr, a kol. Doprava a zasílatelství. Praha: ASPI Publishing s. r. o., 2001, 479 s. ISBN 8086395-13-8. 44 PERCICA, Petr, a kol. Doprava a zasílatelství. Praha: ASPI Publishing s. r. o., 2001, 479 s. ISBN 8086395-13-8.
- 32 -
3.6. Přepravní vlivy Každé zboží je během přepravy vystaveno vlivům, které představují přepravní nebezpečí a mohou být zdrojem škod z přepravy. Tyto vlivy můžeme rozdělit na mechanické, vyplývající z přirozených vlastností zboží a klimatické.45 3.6.1. Mechanické vlivy Během přepravy je nábytek vystaven určitému mechanickému namáhání. K mechanickému namáhání při přepravě dochází jak za jízdy dopravního prostředku, tak při manipulacích spojených s nakládkou, vykládkou, překládkou, případně dalšími přepravními operacemi. Na náklad působí především: − gravitace − akcelerace − odstředivá síla − brzdění − vibrační síly46 −
Obr. 8 – Síly působící na náklad47 45
KREJCAR, Jaroslav. Přepravní balení, ložení a fixace zboží. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1998, 163 s. ISBN 80-7194-142-X. 46 KREJCAR, Jaroslav. Přepravní balení, ložení a fixace zboží. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1998, 163 s. ISBN 80-7194-142-X. 47 KREJCAR, Jaroslav. Přepravní balení, ložení a fixace zboží. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1998, 163 s. ISBN 80-7194-142-X.
- 33 -
3.6.2. Vlivy vyplývající z přirozených vlastností zboží Nábytek nakládaný do dopravního prostředku musí být chráněn vhodným způsobem proti poškození, které může nastat za přepravy z jeho přirozených vlastností, např. křehkost.48 3.6.3. Klimatické vlivy Během přepravy je nutné nábytek chránit proti nepříznivým vnějším vlivům (proti dešti, mrazu, vysokým teplotám, větru a vlhkosti). Dostatečnou ochranu docílíme volbou vhodného dopravního prostředku, přepravního obalu a použitím vhodných zajišťovacích prostředků.49 3.6.3.1.Teplota vzduchu Teplotou vzduchu se v meteorologii a klimatologii rozumí jeho teplota v zastíněném prostředí ve výšce 2 m nad zemským povrchem změřená v meteorologické budce. Nejčastěji se udává v °C (stupních Celsia). Přístroje pro měření teploty se nazývají teploměry.50 3.6.3.2.Relativní vlhkost vzduchu Poměrná (relativní) vlhkost vzduchu r vyjadřuje poměr skutečného tlaku vodní páry e k maximálně možnému tlaku nasycení E při dané teplotě. To znamená, že r vyjadřuje stupeň nasycení vzduchu vodní párou.51 r = e/E * 100 % 3.6.3.3.Teplota rosného bodu Teplota rosného bodu t je teplota, při níž se vzduch následkem ochlazování stane nasyceným (r dosáhne 100 %), aniž mu byla dodána vodní pára zvnějšku. Při 48
KREJCAR, Jaroslav. Přepravní balení, ložení a fixace zboží. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1998, 163 s. ISBN 80-7194-142-X. 49 KREJCAR, Jaroslav. Přepravní balení, ložení a fixace zboží. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1998, 163 s. ISBN 80-7194-142-X. 50 Zemepis.com: geografický portál [online]. 2002, 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://www.zemepis.com/atmosf.php 51 Zemepis.com: geografický portál [online]. 2002, 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://www.zemepis.com/atmosf.php
- 34 -
poklesu teploty pod t obvykle dochází ke kondenzaci vodní páry obsažené ve vzduchu a následnému poklesu t.52 3.6.3.4.Směr a rychlost větru Ve snaze vyrovnávat tlaky na různých místech se vzduch neustále v atmosféře pohybuje. Tento jev známe jako vítr. Vzduch se nepohybuje ale jen horizontálně, ale i vertikálně. K měření rychlosti větru se používá anemometr.53 3.6.3.5.Sluneční záření Atmosférou projde asi 70% záření, které na Zemi dopadá. Zbylých 30 procent pohltí a rozptýlí molekuly vzduchu. Dopadající záření je trojího druhu: ultrafialové záření – vlnové délky kratší než 400 nm viditelné záření – fialová složka je 12krát intenzivnější než červená infračervené záření – vlnové délky větší než 750 nm.54 3.6.3.6.Oblačnost a srážky Oblačnost a srážky úzce souvisí s vlhkostí vzduchu. Pokud se vzduch ochladí natolik, že není možné, aby veškerá voda v něm obsažená byla ve formě páry, začínají se srážet ve formě kapének. Nejlepší podmínky pro tento proces jsou u pohoří v blízkosti moří, z nichž se vypařuje velké množství vody. Pokud vzduch narazí na pohoří, vznikají vzestupné proudy teplého vzduchu. Vodní pára se ve vyšších vrstvách ochlazuje, a pokud klesne teplota pod rosný bod, pára kondenzuje. Termínem srážky označujeme déšť, sníh a kroupy. Malé kapičky se v mracích spojují, a když vzniknou dostatečně velké kapky, opouštějí mrak a prší nebo sněží na zem.55
52
Zemepis.com: geografický portál [online]. 2002, 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné http://www.zemepis.com/atmosf.php 53 Metrologie [online]. Ostravská univerzita v Ostravě, 26. 9. 2001 [cit. 2012-03-12]. Dostupné http://artemis.osu.cz/Gemet/meteo2/meteorol.htm 54 Metrologie [online]. Ostravská univerzita v Ostravě, 26. 9. 2001 [cit. 2012-03-12]. Dostupné http://artemis.osu.cz/Gemet/meteo2/meteorol.htm 55 Metrologie [online]. Ostravská univerzita v Ostravě, 26. 9. 2001 [cit. 2012-03-12]. Dostupné http://artemis.osu.cz/Gemet/meteo2/meteorol.htm
- 35 -
z: z: z: z:
3.7. Klimatické podmínky Tab. 1 – Klimatické podmínky ve vybraných městech v roce 201156 Ø klimatické New Měsíc Brno Hamburg Londýn Durban podmínky York vlhkost (%) rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Únor rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Březen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Duben rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Květen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Červen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Červenec rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Srpen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Září rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Říjen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Listopad rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Prosinec rosný bod (°C) teplota (°C) Leden
90,7 -2 -1 78,1 -4 -1 66,5 -1 5 64,0 5 12 62,9 7 14 65,6 12 19 66,5 12 18 67,2 13 20 65,6 10 17 73,0 4 10 82,1 0 3 84,5 -1 2
90,6 1 2 76,2 -3 1 76,8 0 4 67,6 5 12 65,8 7 13 74,0 12 16 78,8 13 17 82,7 14 17 82,0 12 15 84,7 8 10 91,7 4 5 90,6 3 4
56
83,1 2 5 83,9 5 7 75,3 3 7 64,4 6 14 64,9 7 14 72,5 10 15 68,0 10 17 72,1 11 17 76,4 12 16 76,8 9 13 87,1 8 10 80,3 4 7
61,5 -8 -1 52,6 -7 2 56,1 -3 6 64,5 5 12 71,9 12 18 68,7 15 22 63,8 18 27 71,8 18 24 78,1 17 21 67,9 8 14 64,2 4 11 62,5 -1 6
83,3 20 24 79,9 20 24 80,6 20 24 78,5 16 20 78,7 14 18 76,0 10 15 78,3 10 14 76,7 11 15 77,6 14 18 80,4 16 19 82,1 17 20 79,7 18 22
Historické údaje. Wunderground [online]. Weather Underground, Inc., 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://www.wunderground.com/history
- 36 -
Tab. 2 – Klimatické podmínky ve vybraných městech v roce 201157 Ø klimatické Rio de Měsíc Singapur Oslo Moskva Sydney podmínky Janeiro vlhkost (%) rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Únor rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Březen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Duben rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Květen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Červen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Červenec rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Srpen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Září rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Říjen rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Listopad rosný bod (°C) teplota (°C) vlhkost (%) Prosinec rosný bod (°C) teplota (°C) Leden
85,8 23 27 81,1 24 28 85,3 24 28 83,7 25 28 85,2 26 29 83,7 26 28 81,2 25 29 83,4 25 28 83,4 25 28 87,1 25 28 88,2 25 28 88,9 24 27
87,0 -8 -7 85,1 -9 -8 71,6 -7 -2 63,7 1 8 66,7 3 10 73,1 9 15 76,4 12 17 80,6 11 15 80,6 8 12 81,8 3 6 92,4 1 2 84,8 -4 -2
57
86,6 -10 -8 77,6 -15 -12 69,8 -8 -3 62,6 -2 5 60,9 5 13 61,0 10 18 59,6 14 23 64,5 11 19 82,6 9 12 84,3 4 6 86,2 -2 -1 88,9 -2 -1
73,5 25 29 67,9 23 29 84,8 24 27 79,9 23 27 81,5 20 23 78,5 18 21 79,3 18 22 77,9 19 23 74,7 18 22 77,6 20 24 76,5 20 24 78,4 22 26
72,0 18 24 69,6 18 24 70,9 16 22 69,2 12 18 69,2 9 14 64,8 7 14 65,3 6 13 69,8 9 15 60,4 8 17 68,2 11 18 72,0 15 21 71,6 14 19
Historické údaje. Wunderground [online]. Weather Underground, Inc., 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://www.wunderground.com/history
- 37 -
3.7.1. Měření společnosti InterDry Společnost InterDry provedla měření v oblasti klimatických podmínek během transportu zboží v přepravním kontejneru. Během přepravy zaznamenávala teplotu a relativní vlhkost vzduchu a na základě těchto měření stanovila nejvyšší dosaženou relativní vlhkost vzduchu a nejvyšší a nejnižší teplotu vzduchu. Nejvyšší relativní vlhkost vzduchu byla 96%. Ta byla zaznamenána během cesty z Japonska do Portlandu 5. srpna 2005
Date
Graf 1 – Graf změny relativní vlhkosti a teploty během přepravy
Nejvyšší teplota byla zaznamenána 25. července 2005 během přepravy zboží z Japonska do Memphisu. Teplota dosáhla 57°C (135°F). Nejnižší teplota byla zaznamenána 15. ledna 2005, také z Japonska do Memphisu. Teplota klesla na -29°C (-21°F).58
58
Ocean Container Temperature and Humidity Study. [online]. InterDry (Thailand) Co., Ltd., 27. 1. 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://interdry.wordpress.com/
- 38 -
4. MATERIÁL A METODIKA PRÁCE 4.1. Použitý materiál 4.1.1. Dřevotřísková deska (DTD) Dřevotřískové desky jsou základním konstrukčním materiálem ve výrobě nábytku. Lze je definovat jako materiál vyrobený slisováním a ohřevem částic (třísek, hoblin, pilin apod.) nebo jiných lignocelulosových materiálů (ve formě částic) s přídavkem polymerního lepidla. Hlavním důvodem vzniku tohoto materiálu bylo to, že během zpracování dřeva vznikalo velké množství nevyužitého dřevního odpadu. Dřevotřískové desky mají celou řadu předností: velkoplošné rozměry, izotropní a homogenní strukturu bez přírodních vad, příznivé mechanické vlastnosti, nízkou tepelnou vodivost, dobré akustické vlastnosti, je možné je spojovat klasickými spojovacími prostředky a mají nízké nároky na kvalitu vstupní suroviny. Dřevotřískové desky se vyrábějí plošným lisováním, výtlačným lisováním a válcovým lisováním. Technologie výroby desek umožňuje účelné ovlivnění jejích vlastností pro finální použití. Vlastnosti výsledné desky je možné ovlivnit: druhem a rozměrem třísek, druhem dřeva třísek, množstvím lepidla, způsobem vytváření koberce a způsobem lisování desky. Dřevotřískové desky se používají ve výrobě nábytku jako konstrukční dílce, které je nutné dále zadýhovat nebo dokončit fólií. V nedokončeném provedení se tyto desky používají převážně na výrobu koster čalouněného nábytku.59
59
HRÁZSKÝ, Jaroslav a Pavel KRÁL. Kompozitní materiály na bazi dřeva - Část I.: Aglomerované materiály. Brno: Mendelova zenědělská a lesnická univerzity v Brně, 2007. ISBN 978-80-7375-034-3.
- 39 -
4.1.2. Lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2 Průmyslové lepidlo pro vodovzdorné spoje DIN EN 204, kvalita spoje D3. Jednokomponentní lepidlo připraveno pro okamžité použití. Vhodné pro lepení za studena i za tepla, krátké lisovací časy. Používá se na lepení oken a dveří, plošné lepení HPL materiálů, plošné lepení panelů a dělících stěn, lepení tvrdých a exotických dřevin, výrobu schodišť a dýhování. Vlastnosti lepeného spoje - vysoká pevnost spoje i u tvrdých a exotických dřevin - elastická, bezbarvá lepená spára Technické údaje Báze:
PVAC disperze
Hustota:
1,10 g/m3
Hodnota pH:
cca. 3
Viskozita při 20oC:
cca. 13 000 +/- 3 000 mPas
Otevřená doba:
6-10 min při 20°C60
60
MARUŠÁK, Radim. Pevnost lepených spojů sedacího nábytku. Brno, 2008. Bakalářská práce. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně.
- 40 -
4.2. Testované spoje 4.2.1. Rohové zkušební spoje tvaru L Návrh zkušebního spoje vychází ze spojení stolové nohy a lubu pomocí kolíku. Jako konstrukční materiál byla použita dřevotřísková deska o tloušťce 18 mm, která se následně olepila jasanovou dýhou. Zadýhovány byly všechny viditelné plochy kromě čel nohy, horní plochy lubu a čela lubu a to z toho důvodu, že v praxi se tyto plochy také nedokončují dýhou (jsou skryté). Posledním krokem při tvorbě spojů bylo nanášení vodou ředitelného laku Becker Acroma EM4268-0030. Ten zajistí, že spoj nebude přijímat nadbytečnou vlhkost. Pro lepení kolíkového spoje bylo zvoleno lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2 a to na základě výsledku bakalářské práce Pevnosti lepených spojů sedacího nábytku Ing. Radima Marušáka.
Obr. 9 – Výkres testovaného spoje L
Tab. 3 – Počet zkušebních spojů L
Počet zkušebních spojů L Zkušební skupina vzorků Skupina A Skupina B Skupina C Skupina D Celkový počet zkušebních spojů - 41 -
Tah 10 10 10 5
Tlak 10 10 10 5
Celkem 20 20 20 10 70
4.2.2. Zkušební spoje tvaru U Tyto spoje mají velikost reálného stolu. Jedná se o spojení lubu se dvěma nohami, pomocí kolíků (Ø10 x 50 mm). Použité stolové nohy byly dodány firmou JITONA. Ta tyto nohy vyřadila z výroby, protože měly menší vady na povrchové úpravě. Nohy se tedy dále povrchově neupravovaly a na luby byl použit opět vodouředitelný lak Becker Acroma EM4268-0030. Pro lepení spoje bylo použito lepidlo KLEIBERIT Klebit 303.2 jako v předchozím případě. Konstrukčním materiálem noh i lubů je dřevotřísková deska, která je v případě lubu olepená jasanovou dýhou. Spoje, které prošli procesem klimatizování, se připevní pomocí kolíků a šroubů k připravenému zkušebnímu stolu a budou se testovat na zkušebním zařízení TESTR.
Obr. 10 – Výkres testovaného spoje U
Tab. 4 – Počet zkušebních spojů L
Počet zkušebních spojů U Skupina A Skupina B Skupina C Celkový počet zkušebních spojů - 42 -
3 3 3 9
4.3. Použité zařízení a pomůcky 4.3.1. Zkušební zařízení Instron 3365 Instron 3365 je elektromechanické zkušební zařízení, které je možné použít k testování široké škály materiálu v tahu a tlaku. Zařízení se skládá z ocelového rámu, pojízdného příčníku, regulátoru a snímacího zařízení. Naměřené hodnoty jsou zaznamenávány počítačem a zpracovány v programu Bluehill. Zkouška probíhá podle předem připraveného skriptu metodiky.
Obr. 11 – Zkušební zařízení Instron 3365
Tab. 5 – Parametry Zkušebního zařízení Instron 3365
Parametry zařízení Vnější rozměry zřízení Hmotnost zařízení Světlost mezi kleštinami Horizontální světlost Maximální zatížení Maximální posuvná rychlost Minimální posuvná rychlost
- 43 -
1582 x 756 x 707 mm 110 kg 650 mm 420 mm 5000 N 1000 mm/min 0,01 mm/min
4.3.1.1.Přípravky pro trhací spoj Aby bylo možné provést tento typ měření, musí být trhací stroj Instron 3365 vybaven speciálními přípravky.
Základová deska – jedná se o ocelovou desku o rozměrech 420 x 400 x 20 mm, která má ze spodní strany vyřezány závity pro uchycení na spodní hlavu trhacího stroje. Ve středu desky je vyfrézována drážka s hloubkou 1mm a úhlem 120°. Vozík - o rozměrech 398 x 100 x 24 mm. Tento přípravek je použit při zkoušce na tah v úhlové rovině. K provedení zkoušky jsou potřeba dva vozíky. Ty se během zkoušky pohybují od sebe po základové desce. Tlačné břevno - je složeno z ocelového hranolu o rozměrech 380 x 24 x 25 mm, k němuž je přivařen ocelový profil 100 x 100 x 15 mm, ve kterém jsou vyřezány závity pro uchycení na horní hlavu trhacího stroje. Ve středu spodní strany hranolu je vyfrézována drážka s hloubkou 1 mm a úhlem 120°.
4.3.2. Klimatizační komora Memmert HPP 108 Jedná se o klimatizační komoru s technologií Peltierova článku, která je určena k simulaci rozličných vnějších podmínek. Komora je vybavena prvky pro vytápění, chlazení, zvlhčování a odvlhčování. Zvlhčování se provádí pomocí destilované vody, která je přiváděna z externí nádrže.
Tab. 6 – Parametry klimatizační komory Memmert HPP 108
Parametry zařízení Vnější rozměry komory Vnitřní rozměry komory Hmotnost komory Objem Teplotní rozsah Teplotní odchylka v čase Vlhkostní rozsah Přesnost senzoru vlhkosti
710 x 760 x 640 mm 560 x 400 x 480 mm 66 kg 108 l 5 – 70°C ± 0,1 °C 10 – 90 % rh 0,5 % rh
- 44 -
Obr. 12 – Klimatizační komora Memmert HPP 108
4.3.3. Zařízení na zkoušení nábytku TESTR Jedná se o univerzální zkušební zařízení, které umožňuje mechanicky namáhat všechny druhy nábytku. (skříňový, stolový, sedací, lehací). Stroj je složen z hlavního a vedlejšího portálu, na kterých jsou pohyblivé sloupy s pracovními
jednotkami.
Každá
pracovní jednotka se skládá ze dvou pneumatických pracovních jednotek. Menší pneumatický válec pracuje se zatěžující silou max. do 500 N, větší válec pak se silou do 2500 N. Stroj je vybaven řídící jednotkou, ve které se nastaví vstupní parametry zkušebního procesu
(velikost
zatěžujících
sil,
prodleva působení sil a počet cyklů). Po dokončení požadovaného počtu cyklů se stroj automaticky vypne.61
Obr. 13 – Zkušební zařízení TESTR
61
MARUŠÁK, Radim. Pevnost lepených spojů sedacího nábytku. Brno, 2008. Bakalářská práce. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně.
- 45 -
4.3.4. Vlhkoměr dřeva WHT-770 Hrotový vlhkoměr dřeva, který je možné použít ve všech oblastech dřevozpracujícího a nábytkářského průmyslu pro rychlou
kontrolu
vlhkosti
zpracovávaného
materiálu. Vlhkoměr pracuje na principu měření odporu mezi elektrodami měřící sondy. Pro vyhodnocení
měření
je
využita
závislost
elektrického odporu dřeva na jeho vlhkosti. Díky vestavěné teplotní kompenzaci umožňuje měření vlhkosti ve velkém rozsahu teplot.
Obr. 14 – Vlhkoměr WHT-770
Tab. 7 – Parametry vlhkoměru WHT-770
Parametry přístroje Rozměry vlhkoměru Rozsah měření vlhkosti Chyba měření Rozsah teplotní kompenzace
4.3.5. Ostatní pomůcky Zvlhčovač vzduchu Kapalinový teploměr Vlasový vlhkoměr Igelitová komora Úchylkoměr
- 46 -
35 x 80 x 145 mm 5 - 90 % ± 1% 0 – 90 °C
4.4. Metodika práce 4.4.1. Klimatizování Klimatizování vzorků probíhalo na Ústavu nábytku, designu a bydlení ve zkušebně nábytku. 4.4.1.1.Klimatizování zkušebních spojů tvaru L Pro klimatizování spojů tvaru L byla použita klimatizační komora Memmert HPP 108. Na základě informací uvedených v kapitole 3.7 byly pro klimatizování vzorků zvoleny relativní vlhkosti 60 a 90 %. Relativní vlhkost 60% reprezentuje v tomto případě vlhkost běžně dosažitelnou v České republice v letních měsících. Relativní vlhkost 90 % představuje extrémní vlhkost, která je běžně měřitelná v zimních měsících anebo v přístavních městech. Při obou vlhkostech byla nastavena stejná teplota vzduchu, a to 25°C. Doba klimatizování byla také při obou vlhkostech stejná a to 7 dní. Po 7 dnech klimatizování se vzorky vyjmuly z komory a uložily se na dalších 5 dní do zkušebny do laboratorních podmínek. Tento postup byl zvolen pro větší přiblížení reálnému stavu, protože nábytek přepravovaný na delší vzdálenosti se nejprve přepraví do skladu prodejce a až následně se distribuuje k zákazníkovi. U skupiny D se tento krok vynechal a bude se tedy zkoumat vliv vlhkosti ihned po vytažení z klimatizační komory. Skupiny spojů označené jako A a D byly vystaveny 90 % relativní vlhkosti, skupina B 60 % relativní vlhkosti a skupina C byla kontrolní. Kontrolní skupina C byla uložena ve zkušebně nábytku při teplotě 23°C a relativní vlhkosti 30 %.
Obr. 15 – Uložení spojů v klimatizační komoře
- 47 -
4.4.1.2.Klimatizování zkušebních spojů tvaru U Pro klimatizaci těchto vzorků nemohla být použita klimatizační komora Memmert HPP108, jako v předchozím případě, protože spoje jsou příliš velké. Pro tento účel se tedy zhotovila igelitová komora, ve které byl umístěn zvlhčovač vzduchu, teploměr, vlhkoměr a ventilátory, které zajišťovaly rovnoměrné rozložení vlhkosti. Do této komory se umístily vzorky a zvlhčovačem se začala zvyšovat vlhkost. Jakmile relativní vlhkost vzduchu dosáhla požadované hodnoty, zvlhčovač se vypnul. Během dne a noci vlhkost pozvolna klesala. Následující den se zvlhčovačem relativní vlhkost vzduchu opět zvedla. Tímto cyklickým způsobem se v komoře vzorky klimatizovali 7 dní. Po celou dobu klimatizování bylo v komoře 23°C. Po ukončení klimatizování se spoje uložily na dalších 5 dní do zkušebny do laboratorních podmínek. Klimatizovány byly dvě skupiny. U skupiny A se relativní vlhkost vzduchu v komoře zvyšovala na 100% a během dne a noci sklesla průměrně na 80%. U skupiny B se vlhkost zvyšovala na 70% a průměrně klesla na 50%. Poslední skupina C byla kontrolní a byla uložena ve zkušebně při 23°C a 30% relativní vlhkosti.
Obr. 16 – Uložení vzorků v igelitové komoře a pohled na igelitovou komoru
4.4.2. Metodika zkoušky Zkoušení klimatizovaných vzorků probíhalo na Ústavu nábytku, designu a bydlení ve zkušebně nábytku. Pro zkoušení spojů tvaru L bylo použito zkušební zařízení Instron 3365 a pro zkoušení spojů tvaru U bylo použito zařízení na zkoušení nábytku TESTR. - 48 -
4.4.2.1.Zkoušení spojů tvaru L Spoje tvaru L se zkoušely na zařízení Instron 3365 a to na tah a na tlak v úhlové rovině. Před samotným měřením bylo nutné zkušební zařízení očistit a připravit. Na zařízení se uchytily přípravky potřebné pro vykonání zkoušky. Na spodní hlavu zařízení se připevnila základová deska a na horní hlavu se připevnilo tlačné břevno. Při zkoušení spojů na tah se ještě na základovou desku umístily dva vozíky. Posledním krokem přípravy bylo zapnutí stroje a počítače se softwarem Bluehill. Po připravení zařízení se spoj umístil do drážek v základové desce a tlačném břevnu. V případě zkoušky na tah se spoj položil na vozíky tak, aby jeho horní hrana byla v drážce v tlačném břevnu a spodní hrany byly na středu vozíků. Po připravení spoje se zařízení resetovalo a vyvážilo. Po vyvážení zařízení se spustilo předzatížení 10 N a následně byl spuštěn test. Po spuštění testu rostlo ve vzorku napětí a po dosažení přednastavené hodnoty tlakového protažení se test ukončil. Po dokončení testu se stroj vrátil do výchozí polohy a zkoušený spoj se vyjmul. Výsledky zkoušky se převáděly do připojeného počítače a zaznamenávaly se v programu Bluehill. Dle nastaveného skriptu se zaznamenávala data tlakového zatížení F (N) a tlakového protažení f (mm). Na základě těchto dat program vytvořil pracovní diagram průběhu zkoušky a tabulku s předem definovanými hodnotami tlakového zatížení a protažení v 10 %, v 40 % a v maximálním zatížení.
Obr. 17 – Zkoušení spoje tvaru L v tahu
- 49 -
4.4.2.2.Zkoušení spojů tvaru U Tyto spoje se testovaly na zkušebním zařízení TESTR. Nezkoušely se jako samostatný element, ale pomocí kolíků a šroubů se připevnily k připravenému stolu a zkoušely se jako celiství kus nábytku. Cílem zkoušení bylo ověřit schopnost spojů odolávat horizontálním silám vyvolaných např. při posouvání nábytku nebo při opření lidí o stůl. Metodika zkoušky byla formulována na základě normy ČSN EN 527-3 Kancelářský nábytek – Pracovní stoly a desky – Část 3: Metody zkoušení pro stanovení stability a mechanické pevnosti konstrukce a na základě normy ČSN EN 1730 Bytový nábytek – Stoly – Metody zkoušení pro stanovení pevnosti, trvanlivosti a stability. Na základě těchto norem byla použita pro testování upravená horizontální zátěžová zkouška. Tato zkouška z pohledu časové náročnosti, nejlépe vyhovuje účelu diplomové práce a má dostatečnou vypovídací schopnost. Před samotným zkoušením bylo nutné spoj připevnit ke zbytku stolu. Pomocí kolíků, šroubů a válcových matic se spoj připevnil k dlouhým lubům a pomocí vrutů a dřevěných hranolků se spoj upevnil k desce stolu. Spoje se ke stolu nelepily, aby je bylo možné po dokončení zkoušky jednoduše vyměnit. Připravený stůl se umístil do zkušebního zařízení na podlahu a upevnil se pomocí zarážek. Následně se nastavily do zkušební polohy portály zkušebního zařízení a seřídily se do potřebné výšky pneumatické pracovní jednotky. Po připravení portálů se v řídící jednotce nastavily zkušební podmínky. Na stůl se působilo horizontální silou 450 N po dobu 10 sekund z jedné strany a následně z druhé strany (což je jeden cyklus). Protože stůl měl tendenci k překlopení při působení horizontální síly, umístilo se na něj závaží o hmotnosti 80 kg, které zajistilo dostatečnou stabilitu.
Obr. 18 – Stůl připravený na zkoušení a zkušební spoje
- 50 -
Průběh zkoušky byl rozdělen do několika fází. V první fázi se ke stolovým nohám ve výšce 400 mm nad podlahou přiložily úchylkoměry a po jejich nastavení se spustil test v zařízení TESTR. Zařízení na stůl zatlačilo pístem a vychýlilo jej. Po 10 sekundách se z úchylkoměrů zaznamenala výchylka stolu a po zapsání hodnoty se test přerušil a píst se vrátil do původní polohy. Tento postup se provedl třikrát z jedné strany stolu a třikrát z druhé strany. Po dokončení měření se úchylkoměry odsunuly a přešlo se na druhou fázi zkoušení. V této fázi se zařízení naprogramovalo tak, aby byl stůl střídavě namáhán z jedné a z druhé strany deseti cykly. Jakmile skončilo naprogramované cyklování, byly ke stolu opět přiloženy úchylkoměry a opakovala se první měřící fáze. Po skončení měření se úchylkoměry odsunuly a přešlo se opět na cyklování. Stůl se namáhal dalšími dvaceti cykly a po jejich dokončení, byly ke stolu opět přiloženy úchylkoměry a opakovala se měřící fáze. Tímto měřením průběh zkoušky téměř skončil. Posledním krokem byla demontáž otestovaného spoje a montáž nového spoje.
Obr. 19 – Detaily na pracovní písty a na úchylkoměry
4.4.3. Schéma zatížení a výpočty Na základě skript Pevnostné navrhovanie nábytku doc. Ing. Pavola Joščáka CSc. z roku 2000 a práce Influence of the temperature on the bending strength… doc. Vassila Jivkova PhD a kolektivu z roku 2008 jsem pro pevnostní výpočty použil a upravil vzorce uvedené v kapitole 4.4.3.1 a 4.4.3.2. - 51 -
4.4.3.1.Tlaková zkouška V průběhu této zkoušky jsou ramena spoje stlačovány k sobě a tím dochází ke zmenšování vnitřního úhlu spoje.
Obr. 20 – Schéma zatížení a deformace vzorků v tlaku
Vysvětlivky: F – tlakové zatížení [N] f – tlakové protažení [mm] a – délka ramene trojúhelníku [mm] L, Li – vzdálenost mezi rameny spoje [mm] l, li – rameno momentu [mm] γ – úhel spoje při zatížení [rad]
Pevnost spoje v tlaku je charakterizována maximální hodnotou ohybového momentu M. Během zvyšování tlakového zatížení F dochází ve spoji k tlakovému protažení f. To má za následek změnu vnitřního uhlu γ a změnu vzdálenosti li. Pro přesné zjištění ohybového momentu M je nutné tuto skutečnost zohlednit. Podle doc. Vassila Jivkova PhD a kolektivu (2008) se ohybový moment Mtlak stanoví z následujících vzorců.
- 52 -
Li = L − f [mm]
γ = 2 arcsin l i = a ⋅ cos
Li [rad] 2a
γ 2
[mm]
l M tlak = F ⋅ i [Nm] 1000 U spojů se také zjišťoval koeficient tuhosti ttlak. Ten se určil z ohybového momentu při 40 % a 10 % zatížení a z úhlu rotace ramen spoje α při 40 % a 10 % zatížení.
t tlak =
Mt
αt
=
M 40% − M 10% [Nm/rad] α 40% − α 10%
Změna vnitřního úhlu α se určila ze vztahu:
α=
π 2
− γ [rad]
4.4.3.2.Tahová zkouška Během tahové zkoušky jsou ramena spoje rozvírána od sebe a tím dochází ke zvětšování vnitřního úhlu spoje.
Obr. 21 – Schéma zatížení a deformace vzorků v tahu
- 53 -
Vysvětlivky: F – tlakové zatížení [N] f – tlakové protažení [mm] a – délka ramene trojúhelníku [mm] L, Li – výška trojúhelníku [mm] l, li – rameno momentu [mm] γ – úhel spoje při zatížení [rad]
Pevnost spoje v tahu byla také charakterizována maximální hodnotou ohybového momentu M. Pro jeho výpočet byly použity podobné vzorce, jako při zkoušce v tlaku, které se upravily pro podmínky zkoušky v tahu. Li = L − f [mm]
γ = 2 arccos l i = a ⋅ sin M tah =
F 2
Li [rad] a
γ 2
[mm]
l ⋅ i [Nm] 1000
Pro stanovení koeficientu tuhosti v tahu ttah se použily podobné vztahy jako pří zkoušce v tlaku.
t tah =
Mt
αt
=
M 40% − M 10% [Nm/rad] α 40% − α 10%
Změna vnitřního úhlu α se určila ze vztahu:
α =γ −
π 2
- 54 -
[rad]
5. VÝSLEDKY 5.1. Výsledky zkoušení spojů tvaru L 5.1.1. Tahová zkouška skupiny A
Vzorek # # Vzorek 11 22 33 44 55 66 77 88 99 10
3000
2000
1000
0 0
1
2
3
4
5
Tlakové protažení (mm)
Graf 2 – Průběh tahové zkoušky skupiny A
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 8 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny A Skupina
Tlakové zatížení (N)
4000
Maximální tlakové zatížení F [N]
A
1
Tah
3888,77
3,93
186,07
388,88
0,73
1555,51
1,68
2683,94
A
2
Tah
3034,36
2,7
143,45
303,44
0,67
1213,75
1,4
2710,66
A
3
Tah
3025,33
2,85
143,24
302,53
0,7
1210,13
1,43
2704,28
A
4
Tah
3360,08
3,1
159,48
336,01
0,75
1344,03
1,45
3133,69
A
5
Tah
3252,59
2,8
153,92
325,26
0,7
1301,04
1,37
3164,18
A
6
Tah
3150,83
2,98
149,37
315,08
0,76
1260,33
1,49
2819,98
A
7
Tah
3038,47
2,9
143,93
303,85
0,69
1215,39
1,36
2955,25
A
8
Tah
3467,7
3,21
164,77
346,77
0,72
1387,08
1,49
2942,14
A
9
Tah
3457,63
3,28
164,40
345,76
0,91
1383,05
1,61
3235,40
A
10
Tah
3752,62
3,6
178,98
375,26
0,92
1501,05
1,77
2900,58
Průměr
3342,84
3,14
158,76
334,28
0,76
1337,14
1,51
2925,01
Medián
3306,34
3,04
156,70
330,64
0,73
1322,54
1,47
2921,36
Směr. odchylka
287,86
0,37
14,25
28,79
0,08
115,15
0,13
190,45
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
- 55 -
5.1.2. Tlaková zkouška skupiny A
2000
Vzorek # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1500
1000
500
0 0
1
2
3
4
Tlakové protažení (mm)
Graf 3 – Průběh tlakové zkoušky skupiny A
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 9 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny A Skupina
Tlakové zatížení (N)
2500
Maximální tlakové zatížení F [N]
A
1
Tlak
1825,19
2,24
79,43
182,52
0,40
730,08
1,00
1679,34
A
2
Tlak
1780,28
2,30
77,53
178,03
0,34
712,11
0,92
1691,46
A
3
Tlak
1875,83
2,38
81,76
187,58
0,45
750,33
1,02
1817,70
A
4
Tlak
1647,77
2,48
71,90
164,78
0,40
659,11
0,94
1682,44
A
5
Tlak
1858,32
2,35
80,97
185,83
0,40
743,33
0,98
1768,05
A
6
Tlak
1675,37
2,10
72,80
167,54
0,37
670,15
0,90
1741,33
A
7
Tlak
1882,92
2,33
82,02
188,29
0,31
753,17
0,84
1954,39
A
8
Tlak
2082,93
2,55
90,95
208,29
0,32
833,17
0,94
1852,05
A
9
Tlak
1535,26
2,13
66,73
153,53
0,37
614,10
0,90
1595,68
A
10
Tlak
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
1472,36
2,20
64,05
147,24
0,35
588,95
0,86
1588,96
Průměr
1763,62
2,31
76,81
176,36
0,37
705,45
0,93
1737,14
Medián
1802,74
2,32
78,48
180,28
0,37
721,10
0,93
1716,40
Směr. odchylka
173,21
0,14
7,62
17,32
0,04
69,28
0,06
108,74
- 56 -
5.1.3. Tahová zkouška skupiny B
4000
Vzorek # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3000
2000
1000
0 0
1
2
3
4
5
Tlakové protažení (mm)
Graf 4 – Průběh tahové zkoušky skupiny B
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 10 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny B Skupina
Tlakové zatížení (N)
5000
Maximální tlakové zatížení F [N]
B
1
Tah
3870,16
3,11
183,71
387,02
0,76
1548,07
1,57
3126,42
B
2
Tah
3905,92
3,53
186,17
390,59
0,93
1562,37
1,72
3245,36
B
3
Tah
3712,33
3,08
176,16
371,23
0,85
1484,93
1,58
3328,73
B
4
Tah
3647,10
3,11
173,12
364,71
0,77
1458,84
1,52
3178,96
B
5
Tah
3032,97
2,51
143,11
303,30
0,68
1213,19
1,34
2993,40
B
6
Tah
3767,84
3,11
178,85
376,78
0,72
1507,14
1,50
3156,43
B
7
Tah
4035,92
3,36
192,05
403,59
0,81
1614,37
1,68
3042,08
B
8
Tah
3581,76
3,23
170,22
358,18
0,94
1432,70
1,70
3092,35
B
9
Tah
3687,32
3,01
174,86
368,73
0,77
1474,93
1,46
3489,53
B
10
Tah
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
3391,73
3,08
160,95
339,17
0,84
1356,69
1,60
2922,26
Průměr
3663,31
3,11
173,92
366,33
0,81
1465,32
1,57
3157,55
Medián
3699,83
3,11
175,51
369,98
0,79
1479,93
1,58
3141,43
Směr. odchylka
270,63
0,25
13,18
27,06
0,08
108,25
0,11
157,65
- 57 -
5.1.4. Tlaková zkouška skupiny B
2000
Vzorek # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1500
1000
500
0 0
1
2
3
4
Tlakové protažení (mm)
Graf 5 – Průběh tlakové zkoušky skupiny B
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 11 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny B Skupina
Tlakové zatížení (N)
2500
Maximální tlakové zatížení F [N]
B
1
Tlak
1605,83
1,76
69,52
160,58
0,28
642,33
0,73
1958,44
B
2
Tlak
1822,00
2,06
79,14
182,20
0,33
728,80
0,83
2004,27
B
3
Tlak
1670,84
1,88
72,43
167,08
0,38
668,33
0,83
2042,40
B
4
Tlak
1516,50
2,08
65,88
151,65
0,29
606,60
0,76
1771,94
B
5
Tlak
2081,97
2,30
90,66
208,20
0,38
832,79
0,92
2124,80
B
6
Tlak
1891,42
1,90
82,01
189,14
0,27
756,57
0,73
2256,56
B
7
Tlak
1596,15
3,10
70,11
159,62
0,29
638,46
0,75
1905,13
B
8
Tlak
2119,36
2,08
92,07
211,94
0,30
847,74
0,82
2241,08
B
9
Tlak
1845,70
2,01
80,12
184,57
0,32
738,28
0,84
1952,62
B
10
Tlak
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
1678,34
1,76
72,66
167,83
0,23
671,33
0,70
1958,33
Průměr
1782,81
2,09
77,46
178,28
0,31
713,12
0,79
2021,56
Medián
1750,17
2,04
75,90
175,02
0,30
700,07
0,79
1981,35
Směr. odchylka
195,09
0,37
8,47
19,51
0,04
78,04
0,06
142,62
- 58 -
5.1.5. Tahová zkouška skupiny C
Tlakové zatížení (N)
5000
4000
Vzorek # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3000
2000
1000
0 0
1
2
3
4
5
Tlakové protažení (mm)
Graf 6 – Průběh tahové zkoušky skupiny C
Skupina
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 12 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny C Maximální tlakové zatížení F [N]
C
1
Tah
3493,70
2,96
165,59
349,37
0,86
1397,48
1,55
3312,47
C
2
Tah
4057,05
3,41
193,15
405,70
0,88
1622,82
1,71
3207,59
C
3
Tah
3205,02
3,05
152,05
320,50
0,87
1282,01
1,70
2533,44
C
4
Tah
4134,42
3,58
197,16
413,44
1,01
1653,77
1,83
3316,87
C
5
Tah
3743,37
3,16
177,78
374,34
0,86
1497,35
1,62
3226,56
C
6
Tah
3661,69
3,26
174,07
366,17
0,97
1464,68
1,71
3247,62
C
7
Tah
3362,24
3,06
159,52
336,22
0,86
1344,89
1,57
3099,20
C
8
Tah
3724,02
3,20
176,93
372,40
0,96
1489,61
1,77
3020,83
C
9
Tah
4035,40
3,28
191,87
403,54
0,79
1614,16
1,48
3820,51
C
10
Tah
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
2872,39
2,71
135,81
287,24
0,81
1148,95
1,56
2505,75
Průměr
3628,93
3,17
172,39
362,89
0,89
1451,57
1,65
3129,08
Medián
3692,86
3,18
175,50
369,29
0,87
1477,15
1,66
3217,08
Směr. odchylka
383,24
0,23
18,55
38,32
0,07
153,30
0,11
365,05
- 59 -
5.1.6. Tlaková zkouška skupiny C
2500 Vzorek # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2000 1500 1000 500 0 0
1
2
3
4
Tlakové protažení (mm)
Graf 7 – Průběh tlakové zkoušky skupiny C
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 13 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny C Skupina
Tlakové zatížení (N)
3000
Maximální tlakové zatížení F [N]
C
1
Tlak
1786,55
1,90
77,46
178,65
0,30
714,62
0,80
1963,94
C
2
Tlak
1832,56
1,95
79,50
183,26
0,32
733,02
0,83
1976,29
C
3
Tlak
2277,70
2,21
99,09
227,77
0,35
911,08
0,91
2240,94
C
4
Tlak
1883,39
1,93
81,69
188,34
0,33
753,36
0,85
1992,96
C
5
Tlak
1671,87
1,88
72,47
167,19
0,45
668,75
0,94
1881,41
C
6
Tlak
2547,62
2,23
110,86
254,76
0,34
1019,05
0,93
2380,02
C
7
Tlak
2010,92
1,98
87,26
201,09
0,38
804,37
0,88
2214,64
C
8
Tlak
2270,34
2,35
98,92
227,03
0,42
908,13
0,99
2198,48
C
9
Tlak
1694,72
1,81
73,40
169,47
0,29
677,89
0,85
1665,09
C
10
Tlak
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
1517,13
3,40
66,85
151,71
0,32
606,85
0,74
1983,00
Průměr
1949,28
2,16
84,75
194,93
0,35
779,71
0,87
2049,68
Medián
1857,98
1,97
80,59
185,80
0,34
743,19
0,87
1987,98
Směr. odchylka
307,52
0,44
13,36
30,75
0,05
123,01
0,07
197,91
- 60 -
5.1.7. Tahová zkouška skupiny D
3000 Vzorek # 1 2 3 4 5
2000
1000
0 0
1
2
3
4
5
Tlakové protažení (mm)
Graf 8 – Průběh tahové zkoušky skupiny D
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 14 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny D Skupina
Tlakové zatížení (N)
4000
Maximální tlakové zatížení F [N]
D
1
Tah
3148,75
3,88
150,59
314,87
0,89
1259,50
1,76
2377,30
D
2
Tah
2908,44
3,50
138,59
290,84
0,98
1163,38
1,86
2175,35
D
3
Tah
3004,63
3,16
142,69
300,46
0,73
1201,85
1,43
2801,03
D
4
Tah
3235,32
3,61
154,33
323,53
0,84
1294,13
1,60
2787,51
D
5
Tah
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
2505,14
3,06
118,85
250,51
0,78
1002,06
1,52
2213,15
Průměr
2960,46
3,44
141,01
296,04
0,84
1184,18
1,63
2470,87
Medián
3004,63
3,50
142,69
300,46
0,84
1201,85
1,60
2377,30
Směr. odchylka
254,16
0,30
12,40
25,42
0,09
101,66
0,16
272,68
- 61 -
5.1.8. Tlaková zkouška skupiny D 1600
1200 Vzorek #
1000
1 2 3 4 5
800 600 400 200 0 0
1
2
3
4
5
Tlakové protažení (mm)
Graf 9 – Průběh tlakové zkoušky skupiny D
Číslo vzorku
Zatížení
Tab. 15 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny D Skupina
Tlakové zatížení (N)
1400
Maximální tlakové zatížení F [N]
D
1
Tlak
1469,29
2,86
64,37
146,93
0,38
587,71
0,88
1618,10
D
2
Tlak
1323,78
2,33
57,67
132,38
0,32
529,51
0,78
1581,13
D
3
Tlak
1234,89
2,21
53,72
123,49
0,31
493,96
0,75
1541,02
D
4
Tlak
1341,19
1,95
58,18
134,12
0,31
536,48
0,73
1752,64
D
5
Tlak
Maximální Maximální tlakové ohybový protažení moment f [mm] M [Nm]
Tlakové zatížení F při 10% [N]
Tlakové protažení f při 10% [mm]
Tlakové zatížení F při 40% [N]
Tlakové protažení f při 40% [mm]
Koeficient tuhosti t [Nm/rad]
1555,43
2,66
68,00
155,54
0,38
622,17
0,93
1558,90
Průměr
1384,92
2,40
60,39
138,49
0,34
553,97
0,81
1610,36
Medián
1341,19
2,33
58,18
134,12
0,32
536,48
0,78
1581,13
Směr. odchylka
113,45
0,32
5,11
11,34
0,03
45,38
0,08
75,65
- 62 -
5.1.9. Vlhkost spojů tvaru L
TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK
Skupina
Číslo vzorku
Zatížení
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK Zatížení
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Vlhkost vzorků Před Po Před klim. klim. měřením 5,8 3,9 5,5 5,4 4,1 6,2 6 5 6,1 4,8 5,3 6 4,5 5,9 4,6 4,6 5,6 5,1 5,1 6
B B B B B B B B B B B B B B B B B B B B
Číslo vzorku
C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C
Vlhkost vzorků Před Po Před klim. klim. měřením 5,5 16 8,8 5 15,3 8,3 5,6 16,5 8,6 5,8 15,8 8,9 6 16 8,4 5,5 16,3 8,9 5,8 16,7 9 5,9 16,6 9,3 5,3 16,6 10,3 5,5 16,5 8,6 5,5 16,1 10,9 5,1 15,9 9 4,8 16,6 9,5 5,1 16,6 10,2 4,4 16,5 9,3 4,8 16 8,3 4,3 15,9 8,8 5,2 17,2 9,7 4,1 15,9 9,3 5,2 15,9 8,8
Skupina
Zatížení TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TAH TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK Zatížení
Číslo vzorku 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Číslo vzorku
A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A Skupina
Skupina
Tab. 16 – Vlhkost jednotlivých skupin spojů tvaru L v jednotlivých etapách
C C C C C C C C C C
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
TAH TAH TAH TAH TAH TLAK TLAK TLAK TLAK TLAK
- 63 -
Vlhkost vzorků Před Po Před klim. klim. měřením 4,9 9,2 5,4 5,2 9,1 6,3 4,7 9,2 6,7 4,6 9,3 6,4 4,6 9,5 6,7 5,3 9,1 6,5 5,6 9,1 6 4,9 9,4 6,1 5,5 9,4 6,2 5,1 9 6,3 5,5 9,2 6,5 5,6 9,1 6,5 4,9 8,9 6,2 6,1 9 6,3 5,2 8,9 6 5,5 9,3 6,3 5,7 9 6,4 5,4 9 6,1 6,1 9,3 6,7 5,6 9,1 6,2 Vlhkost vzorků Před Po Před klim. klim. měřením 6 16,4 5,2 16,6 5,3 17 4,1 16,5 5,3 16,9 5,1 16,5 5,2 16,6 5,4 16,9 4,1 16,6 5,5 16,4
5.2. Výsledky zkoušení spojů tvaru U 5.2.1. Vychýlení spojů skupiny A Tab. 17 – Hodnoty vychýlení spojů tvaru U skupiny A
0 cyklů
5,82 A 6,04 6,14 6,45 B 6,58 6,59
5,98 6,30 6,42 6,39 6,56 6,60
5,91 6,14 6,15 6,56 6,68 6,80 6,62 6,89
Po 10 cyklech
6,25 A 6,37 6,45 6,54 B 6,78 6,86
6,68 6,85 6,93 7,00 7,16 7,26
6,79 6,88 6,69 6,98 6,78 7,08 6,95 7,12
Po 30 cyklech
Relativní vlhkost vzduchu 90% Průměr v Rozdíl 0-10, 1 2 3 mm 0-30 v mm
6,84 A 7,03 7,14 7,46 B 7,70 7,80
7,41 7,60 7,67 7,46 7,66 7,75
7,41 7,64 7,39 7,74 7,10 7,28 7,52 7,50
6,38
-
0,54 6,82
0,44 0,34
1,24 7,45
1,07 0,91
5.2.1. Vychýlení spojů skupiny B Tab. 18 – Hodnoty vychýlení spojů tvaru U skupiny B
0 cyklů
Relativní vlhkost vzduchu 60% Průměr v Rozdíl 0-10, 1 2 3 mm 0-30 v mm 7,5 A 7,86 7,9 7,54 B 7,39 7,54
6,84 7,15 7,31 6,76 7,05 7,17
5,81 5,98 6,94 6,09 6,5 6,62 7,03 6,73
- 64 -
6,99
-
Po 10 cyklech
7,89 A 8,19 8,33 8,01 B 8,17 8,25
7,91 8,34 8,38 7,7 7,9 8,01
6,46 6,67 7,66 6,75 6,68 6,83 7,61 6,92
Po 30 cyklech
Relativní vlhkost vzduchu 60% Průměr v Rozdíl 0-10, 1 2 3 mm 0-30 v mm
8,78 A 8,89 9,01 8,49 B 8,88 9,23
8,1 8,29 8,34 8,31 8,44 8,77
7,25 7,33 8,15 7,38 7,35 7,46 8,28 7,59
0,72 7,63
0,65 0,57
1,21 8,22
1,23 1,25
5.2.2. Vychýlení spojů skupiny C Tab. 19 – Hodnoty vychýlení spojů tvaru U skupiny C
Relativní vlhkost vzduchu 30% Průměr v Rozdíl 0-10, 1 2 3 mm 0-30 v mm
0 cyklů
A
Po 30 cyklech
Po 10 cyklech
B
A
B
A
B
6,08 5,84 6,00 7,40 6,92
6,00 6,22 6,40 6,65 6,84
5,56 5,72 5,78 6,93 7,10
7,00
6,92
7,18
6,98 7,04 7,11 7,36 7,50
6,56 6,70 6,78 7,19 7,39
6,00 6,26 6,23 7,26 7,50
7,54 7,36 7,53 7,54 7,79 8,24
7,47 7,07 7,76 7,92 8,10 8,31
7,60 6,66 6,78 6,81 7,68 7,83
8,72
8,40
7,94
- 65 -
5,96 6,47
-
6,99
6,63
0,67 7,03
0,55
7,42
0,43
7,27
1,32 1,22
7,69 8,11
1,12
6. DISKUSE 6.1. Pevnost spojů tvaru L Na základě hodnot uvedených v kapitole 5.1. Výsledky zkoušení spojů tvaru L je možné vytvořit následující grafy, ze kterých je interpretace výsledků názornější.
Graf 10 – Průměr maximálního ohybového momentu jednotlivých skupin spojů
Graf 11 – Průměr maximálního koeficientu tuhosti jednotlivých skupin spojů
Z grafu 10 je patrné, že maximální ohybový moment v tahu (dále Mtah) byl nejvyšší u skupiny B a C. U skupiny A byl Mtah přibližně o 8% nižší než u kontrolní skupiny C a u skupiny D byl Mtah nižší o cca 18%. Maximální ohybový moment v tlaku (dále Mtlak) byl nejvyšší u kontrolní skupiny C. Skupina A a B měla hodnoty téměř totožné, a to přibližně o 9% nižší než - 66 -
kontrolní skupina C. Skupina D měla hodnoty nejnižší, a to průměrně o 29% nižší než kontrolní skupina C. Další pevnostní charakteristikou byl koeficient tuhosti (dále t), který je uveden v grafu 11. Z tohoto grafu je zřejmé, že jak v tlaku, tak v tahu jsou hodnoty skupiny C a B nejvyšší a téměř totožné. Skupina A měla hodnoty t v tahu o 7% nižší než kontrolní skupina C a v tlaku dokonce o 15% nižší. U skupiny D se v obou případech namáhání hodnoty t snížily o 21% oproti kontrolní skupině C. 6.1.1. Statistická analýza pevnostních charakteristik Hodnoty uvedené v kapitole 5.1. Výsledky zkoušení spojů tvaru L se podrobily statistické analýze, aby se zjistilo, zda je snížení ohybového momentu a koeficientu tuhosti statisticky významné či nikoliv. Pro analyzování se použila jednofaktorová analýza rozptylu (ANOVA). Pokud byla nulová hypotéza H0 zamítnuta provedl se Dunnetův test mnohonásobného porovnání, aby se určilo, která ze skupin se statisticky významně liší od kontrolní skupiny C.
Graf 12 – ANOVY ohybových momentů v tlaku a tahu Tab. 20 – Hodnoty Dunnetova testu - ohybový moment
Dunnetův test Skupina Tlak Tah A 0,221012 0,165962 B 0,281474 0,993640 D 0,000390 0,003382
- 67 -
Graf 13 – ANOVY koeficientů tuhosti v tlaku a tahu Tab. 21 – Hodnoty Dunnetova testu - koeficient tuhosti
Dunnetův test Skupina Tlak Tah A 0,000259 0,250960 B 0,959512 0,991745 D 0,000046 0,000360
Statisticky významně se lišící hodnoty od kontrolní skupiny C jsou v tabulce Dunnetova testu vyznačeny červeně. Ze statistické analýzy vyplývá, že ve všech případech se hodnoty skupiny D statisticky významně liší od hodnot kontrolní skupiny C. Statisticky významně se také odlišují hodnoty koeficientu tuhosti v tlaku skupiny A.
- 68 -
6.2. Vychýlení spojů tvaru U Na základě hodnot uvedených v kapitole 5.2. Výsledky zkoušení spojů tvaru U je možné pro větší názornost vytvořit následující sloupcový graf.
Graf 14 – Vychýlení různých skupin spojů tvaru U
Na grafu 14 je patrné, že nejvyššího vychýlení (cca o 8% větší než skupina C) se dosáhlo na spojích skupiny B a také, že skupiny A a C mají téměř totožné hodnoty vychýlení. Tato skutečnost je v naprostém rozporu s předchozím měřením vzorků tvaru L a také je v rozporu s předpokladem, že nejvyšší vychýlení budou mít spoje vystavené nejvyšší vlhkosti. Je tedy možné předpokládat, že měření vychýlení spojů tvaru U je nesprávné nebo ovlivněné. Nekorektnost výsledků přisuzuji hlavně malému počtu vzorků u tohoto typu měření. Dalším možným činitelem nesprávnosti měření je výrobní chyba při kompletaci vzorků, např. rozdílné množství lepidla, větší otvor pro kolík atd.
- 69 -
7. ZÁVĚR Na základě předchozích kapitol je možné tedy konstatovat, že zvýšená vlhkost během přepravy má vliv na pevnostní charakteristiky spojů. Působením vlhkosti dochází ke snižování ohybového momentu a koeficientu tuhosti spoje. Nejvyšší snížení ohybového momentu (v tahu o 18% a v tlaku o 29%) a koeficientu tuhosti (tah i tlak o 21%) vykazují spoje ihned po dokončení klimatizovaní při 90% relativní vlhkosti. Toto snížení ovšem není trvalé. Jestliže se spoj ponechá aklimatizovat při nižší vlhkosti, přijatá přebytečná vlhkost ze spoje odchází do okolí a snížení ohybového momentu a koeficientu tuhosti už není tak výrazné. Po pětidenní aklimatizaci je snížení ohybového momentu v tahu 8% a v tlaku 9% a koeficientu tuhosti v tahu 7% a v tlaku 15% oproti kontrolní skupině. Je ale možné, že snížení pevnostních charakteristik by bylo ještě menší, pokud by aklimatizace probíhala delší dobu. Ve spojích i po pětidenní aklimatizaci zůstala nadbytečná vlhkost, která může mít na danou problematiku vliv. Tuto skutečnost podporují i výsledky skupiny spojů vystavených 60% relativní vlhkosti vzduchu. Tato skupina měla po pětidenní aklimatizaci téměř stejnou vlhkost jako před vystavením vlhkosti. Z čehož lze odvodit, že téměř veškerou přijatou vlhkost spoje odevzdaly do okolí. Ohybový moment a koeficient tuhosti této skupiny byl téměř totožný s kontrolní skupinou. Díky těmto zjištěním je možné učinit závěr, že zvýšená vlhkost pevnostní charakteristiky spoje snižuje, ale pokud se vlhkost ze spoje opět odstraní, pevnostní charakteristiky se vrátí téměř na svoji původní hodnotu. Tyto výsledky jsou ovšem platné pouze pro námi použité lepidlo v konstrukčním spoji a konstrukční materiál. Námětem pro další zkoumání by mohlo být: vliv druhu lepidla nebo vliv druhu konstrukčního materiálu na danou problematiku. Výsledky druhého experimentu se spoji tvaru U jsou odlišné oproti předchozímu testování. U skupiny B bylo dosaženo přibližně o 8% většího vychýlení než u skupiny A a C, které měly hodnoty téměř totožné. Druhý experiment tedy nepotvrdil předpoklad, že nejvyšší vychýlení budou mít spoje vystavené nejvyšší vlhkosti. Je pravděpodobné, že výsledky tohoto experimentu jsou ovlivněné neznámým faktorem. K ovlivnění výsledků mohlo dojít díky malému počtu vzorků anebo díky chybě při kompletaci spojů. Pro zajištění kvalitních a korektních výsledků lze doporučit použití většího počtu vzorků a dokonalou kontrolu technologické kázně při kompletaci spojů. - 70 -
8. SUMMARY On the basis of previous chapters we can claim that increased humidity has an effect on the strength characteristics of glue joints. Humidity decreases bending moment and joint rigidity factor. The joints achieve largest decrease of bending moment (in tension 18%, in pressure 29%) and rigidity factor (both tension and pressure 21%) immediately after air-conditioning is stopped while the relative humidity is 90%. However, this decrease is not persistent. If the joints are being acclimatized in the conditions with lower humidity, the received redundant humidity is accepted by the environment and the decrease of bending moment and rigidity factor is not that strong anymore. After five days of acclimatization is the decrease in bending moment in tension 8% and in pressure 9% and in rigidity factor is it 7% in tension and 15% in pressure compared to the controlled group. Decrease of strength characteristics would be most likely smaller if the materials were exposed to acclimatization for a longer time. There still remains redundant humidity in the joints which could influence the whole issue. This fact is also supported by results of another group of products exposed to 60% relative air humidity. After five days of acclimatization this group has the same level of humidity as before being exposed to it. That means that all the received humidity was accepted by the environment. Bending moment and rigidity factor were almost the same as in the controlled group. These results enable to claim that strength characteristics of the joint are decreased by raised humidity but when the humidity is removed strength characteristics are almost the same. However, these results are only valid for the adhesive we used in the structural connection and for structural material we used. Adhesive effect or type of structural material should be possible subject for the next research on this topic. Results in the second experiment with the U-shaped joints differ from the first one. With the B group much bigger tilt of about 8% was achieved, compared to groups A and C. Values of which were almost identical. Second experiment did not prove the hypothesis that the results of the experiment are influenced by an unknown factor. The results could have been influenced by a low number of samples and also by a mistake while completing the joints. For superior and correct results I suggest using more samples and a detailed check while completing the joints.
- 71 -
9. PŘEHLED POUŽITÉ LITERATURY [1]
BRUNECKÝ, Petr. Standardy nábytku. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2009. ISBN 978-80-7375-297-2.
[2]
ČSN 91 0100. Nábytek – Bezpečnostní požadavky. Praha: Český normalizační institut, 2006.
[3]
HRÁZSKÝ, Jaroslav a Pavel KRÁL. Kompozitní materiály na bázi dřeva - Část I.: Aglomerované materiály. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzity v Brně, 2007. ISBN 978-80-7375-034-3.
[4]
JIVKOV, Vassil, Assia MARINOVA a Alexander Johannes PETUTSCHNIGG. Influence of the temperature on the bending strength and stiffness characteristics of glued corner joints… In: Fachhochschule Salzburg [online]. 17. 8. 2008 [cit. 2012-03-25]. Dostupné z: http://www.fhs-forschung.at/fileadmin/documents/ holz/Publikationen/Konferenzbeitraege/2008_Jivkov__Marinova_et_al__Nabytok.pdf
[5]
JOŠCÁK, Pavol. Pevnostné navrhovanie nábytku. Zvolen: Technická univerzita vo Zvolene, 2000. ISBN 80-228-0921-7.
[6]
KANICKÁ, Ludvika a Zdenek HOLOUŠ. Nábytek: typologie, základy tvorby. 1. vyd. Praha: Grada, 2011, 159 s. ISBN 978-80-247-3746-1.
[7]
KORENÝ, Adam. Mechanické vlastnosti demontovatelných nábytkových spojů. Brno, 2007. Bakalářská práce. Mendelova univerzita v Brně.
[8]
KOURIL, Jan a František BUBEN. Truhlářství: Tradice z pohledu dneška. 1. vyd. Praha: Grada, 2003, 252 s. ISBN 80-247-9056-4.
[9]
KREJCAR, Jaroslav. Přepravní balení, ložení a fixace zboží. Vyd. 1. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1998, 163 s. ISBN 80-7194-142-X.
[10] KŘUPALOVÁ, Zdeňka. Technologie: pro II. ročník SOU oboru truhlář pro výrobu nábytku. Praha: Sobotáles, 2002. ISBN 8085920-913. [11] LENFELD, Petr. Technologie II: Lepení. Technická univerzita Liberec [online]. 2008 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://www.ksp.tul.cz/cz/kpt/obsah/vyuka/ skripta_tkp/ sekce_plasty/12.htm [12] LIPTÁKOVÁ, Eva a Milan SEDLIACIK. Chémia a aplikácia pomocných látok v drevárskom priemysle. Bratislava: Alfa, 1989. ISBN 8005-001169. [13] MARUŠÁK, Radim. Pevnost lepených spojů sedacího nábytku. Brno, 2008. Bakalářská práce. Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně. [14] MUZIKÁŘ, Zdeněk a kol. Materiály II: pro UO Truhlář. Praha: Informatorium, 2008. 175 s. ISBN 978-80-7333-061-3. - 72 -
[15] NUTSCH, Wolfgang. Příručka pro truhláře. 2. přeprac. vyd. Praha: EurodaSobotáles, 2006, 616 s. ISBN 80-86706-14-1. [16] NUTSCH, Wolfgang. Konstrukce nábytku: Nábytek zabudované skříně. Praha: Grada Publishing a.s., 2003. ISBN 80-247-0220-7. [17] OSTEN, Miloš. Práce s lepidly a tmely. Vyd. 3. Praha: Grada, 1996, 129 s. ISBN 80-7169-338-3. [18] PERCICA, Petr, a kol. Doprava a zasílatelství. Praha: ASPI Publishing s. r. o., 2001, 479 s. ISBN 80-86395-13-8. [19] STRÁNSKÝ, Karel. Konstrukce nábytku I: pro 3. ročník SUPŠ. 1. vyd. Praha: Státní pedagogické nakladatelství, 1988, 147 s. Sign: PK-N-0027.085. [20] TRÁVNÍK, Arnošt. Výroba dřevěného nábytku: část II. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 1996. ISBN 80-7157-227-6. [21] UHLÍR, Alois. Technologie výroby nábytku II: pro 3. ročník studijního oboru Nábytkářství. Praha: Informatorium, 1997. ISBN 8086073-092. [22] Atmosféra. Zemepis.com: geografický portál [online]. 2002, 2012 [cit. 2012-0312]. Dostupné z: http://www.zemepis.com/atmosf.php [23] Historické údaje. Wunderground [online]. Weather Underground, Inc., 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://www.wunderground.com/history [24] Metrologie [online]. Ostravská univerzita v Ostravě, 26. 9. 2001 [cit. 2012-03-12]. Metrologické prvky. Metrologie [online]. Ostravská univerzita v Ostravě, 26. 9. 2001 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://artemis.osu.cz/Gemet/meteo2/ meteorol.htm [25] Ocean Container Temperature and Humidity Study. [online]. InterDry (Thailand) Co., Ltd., 27. 1. 2012 [cit. 2012-03-12]. Dostupné z: http://interdry.wordpress.com [26] Voda ve dřevě. Mendelova univerzita v Brně: Ústav nauky o dřevě [online]. Brno, 2003-2010 [cit. 2012-03-14]. Dostupné z: http://wood.mendelu.cz/cz/sections/ Props/?q=node/39 [27] Zemepis.com: geografický portál [online]. 2002, 2012 [cit. 2012-03-12].
- 73 -
10.SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 – Smáčivost lepidel vyjádřená okrajovým úhlem........................................... - 18 Obr. 2 – Nákres stolu a jeho části .............................................................................. - 23 Obr. 3 – Spojení nohy s luby pomocí čepu a dlabu a kolíkového spoje .................... - 24 Obr. 4 – Spojení nohy s luby pomocí šroubu a válcové matky ................................. - 26 Obr. 5 – Spojení stolové desky s luby pomocí plastové příchytky ............................ - 26 Obr. 6 – Zatížení stolu při nefunkčním používání (zatížení osobou sedící na stole) . - 28 Obr. 7 – Zatížení stolu při jeho posouvání................................................................. - 28 Obr. 8 – Síly působící na náklad ................................................................................ - 33 Obr. 9 – Výkres testovaného spoje L......................................................................... - 41 Obr. 10 – Výkres testovaného spoje U ...................................................................... - 42 Obr. 11 – Zkušební zařízení Instron 3365 ................................................................. - 43 Obr. 12 – Klimatizační komora Memmert HPP 108 ................................................. - 45 Obr. 13 – Zkušební zařízení TESTR ......................................................................... - 45 Obr. 14 – Vlhkoměr WHT-770.................................................................................. - 46 Obr. 15 – Uložení spojů v klimatizační komoře ........................................................ - 47 Obr. 16 – Uložení vzorků v igelitové komoře a pohled na igelitovou komoru ......... - 48 Obr. 17 – Zkoušení spoje tvaru L v tahu ................................................................... - 49 Obr. 18 – Stůl připravený na zkoušení a zkušební spoje ........................................... - 50 Obr. 19 – Detaily na pracovní písty a na úchylkoměry ............................................. - 51 Obr. 20 – Schéma zatížení a deformace vzorků v tlaku ............................................ - 52 Obr. 21 – Schéma zatížení a deformace vzorků v tahu ............................................. - 53 -
- 74 -
11.SEZNAM GRAFŮ Graf 1 – Graf změny relativní vlhkosti a teploty během přepravy ............................ - 38 Graf 2 – Průběh tahové zkoušky skupiny A .............................................................. - 55 Graf 3 – Průběh tlakové zkoušky skupiny A ............................................................. - 56 Graf 4 – Průběh tahové zkoušky skupiny B .............................................................. - 57 Graf 5 – Průběh tlakové zkoušky skupiny B ............................................................. - 58 Graf 6 – Průběh tahové zkoušky skupiny C .............................................................. - 59 Graf 7 – Průběh tlakové zkoušky skupiny C ............................................................. - 60 Graf 8 – Průběh tahové zkoušky skupiny D .............................................................. - 61 Graf 9 – Průběh tlakové zkoušky skupiny D ............................................................. - 62 Graf 10 – Průměr maximálního ohybového momentu jednotlivých skupin spojů .... - 66 Graf 11 – Průměr maximálního koeficientu tuhosti jednotlivých skupin spojů ........ - 66 Graf 12 – ANOVY ohybových momentů v tlaku a tahu ........................................... - 67 Graf 13 – ANOVY koeficientů tuhosti v tlaku a tahu ............................................... - 68 Graf 14 – Vychýlení různých skupin spojů tvoru U .................................................. - 69 -
- 75 -
12.SEZNAM TABULEK Tab. 1 – Klimatické podmínky ve vybraných městech v roce 2011.......................... - 36 Tab. 2 – Klimatické podmínky ve vybraných městech v roce 2011.......................... - 37 Tab. 3 – Počet zkušebních spojů L ............................................................................ - 41 Tab. 4 – Počet zkušebních spojů L ............................................................................ - 42 Tab. 5 – Parametry Zkušebního zařízení Instron 3365 .............................................. - 43 Tab. 6 – Parametry klimatizační komory Memmert HPP 108 .................................. - 44 Tab. 7 – Parametry vlhkoměru WHT-770 ................................................................. - 46 Tab. 8 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny A ............................................................ - 55 Tab. 9 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny A........................................................... - 56 Tab. 10 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny B .......................................................... - 57 Tab. 11 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny B ......................................................... - 58 Tab. 12 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny C .......................................................... - 59 Tab. 13 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny C ......................................................... - 60 Tab. 14 – Hodnoty tahové zkoušky skupiny D .......................................................... - 61 Tab. 15 – Hodnoty tlakové zkoušky skupiny D......................................................... - 62 Tab. 16 – Vlhkost jednotlivých skupin spojů tvaru L v jednotlivých etapách .......... - 63 Tab. 17 – Hodnoty vychýlení spojů tvaru U skupiny A ............................................ - 64 Tab. 18 – Hodnoty vychýlení spojů tvaru U skupiny B ............................................ - 64 Tab. 19 – Hodnoty vychýlení spojů tvaru U skupiny C ............................................ - 65 Tab. 20 – Hodnoty Dunnetova testu - ohybový moment ........................................... - 67 Tab. 21 – Hodnoty Dunnetova testu - koeficient tuhosti ........................................... - 68 -
- 76 -
