Разработка конструкции полки для книг

Художественная ценность изделий находит выражение в форме и проявляется в их эстетических свойствах, которые рассматриваются как общественно-полезные (целесообразность, удобство, вариабельность компоновок и т. п.). Совершенство формы оценивается такими эстетическими категориями, как «красивое» и «изящное», конкретно проявляется в художественно-образных чертах отдельных изделий и предметной среды в целом, в особенностях художественных традиций, стиля, моды и т. д. Мебель должна являться органической частью окружающей среды, подчиняться единому архитектурно-художественному стилю. В таком случае она будет положительно влиять на эстетическое воспитание, культуру человека.

Экологические показатели характеризуют содержание в воздухе вредных примесей, поступающих в окружающую среду при пользовании изделием. Многие изделия мебели изготовлены с применением материалов (клеев, лаков и др.), выделяющих токсичные вещества. Указанные показатели, также как и показатели безопасности потребления, могут не выделяться в отдельные группы, а рассматриваться в группе эргономических, функциональных или технических показателей [4].

Таким образом, разрабатываемая полка для книг должна обеспечивать заданные эксплуатационные качества для наименьших затрат труда и материалов при её изготовлении. Также материал для изготовления полки должен соблюдать экологическим требованиям, не должен иметь вредных примесей, которые бы навредили человеческому здоровью.

1.3 Аналитический обзор и обоснование выбора конструкции полок для книг

Мебель, разрабатываемая для лаборантской кабинета-музея ДПИ Алтая, предназначена для расположения и хранения в ней различных материалов для работы в области декоративно - прикладного искусства: методическая литература, инструменты, образцы для показа студентам, заготовки образцов для уроков, незавершенные работы студентов и преподавателя. Организация кабинета лаборантской стоит далеко не на последнем месте в процессе обучения студентов, правильно оборудованный кабинет способствует повышению знаний учащихся, а также экономит время при поиске необходимого материала.

Рабочее место лаборанта должно быть оборудовано не только шкафами для папок, канцелярских принадлежностей, книг, размещения в них одежды, но и обычных книжных полок.

Полка - это разновидность мебели. Полки бывают напольные, настенные, распорные - между полом и потолком. Конструктивное решение полки обеспечивает наиболее экономное использование материалов по сравнению с другими видами корпусной мебели. Функциональные свойства состоят в хранении одежды, инструментов. В нашем случае полка является местом для хранения книг.

Предметом проектирования в данной работе является разработка конструкции полки для книг. Немаловажное значение имеет классификация мебели. Мы считаем, что для музея ДПИ Алтая полка должна иметь следующие показатели:

- экологические (не должна содержать вещества вредные для здоровья человека),

- эстетические (соблюдать выразительность, целостность композиции, простоту (незаграмажденную лишними деталями) формы, стабильность товарного вида).

- функциональные (служить по назначению).

- художественные (выражать целесообразность, удобство, цветовую гармонию, совершенство формы («красивое» и «изящное») традицию, стиль, моду, целостность с окружающей средой, чтобы положительно влияла человеческое восприятие).

- эргономические (не должны занимать большой объем в помещении).

- экономические (наша конструкция должна быть доступна для потребителя).

Опираясь на эти показатели, был проведен обзор литературы о конструкции полок различного назначения.

На рисунках 1, 2,3, 4 приведены примеры различных конструкций полок, разработанные различными авторами.

Конструкция полки является настенной (рисунок 1), у неё нет задней стенки, имеет большие размеры, неправильную форму и большое количество полок [8].

Рисунок 1. Полка без задней стенки

Данная конструкция полки - напольная (рисунок 2), она состоит из стеклянных полок, листов ЛДСП, металлический каркас, не имеет задней стенки. Данная полка занимает много места [8].

Рисунок 2. Напольная конструкция полки

Полка подвесная, содержит заднюю стенку, имеет небольшое количество ячеек. Вытянутой формы ( Рисунок 3).

Рисунок 3. Полка навесная

Таким образом, анализ информационных источников позволил выявить дизайнерские решения конструкции полки, которые могут быть использованы при разработке эскизов полки для книг лаборантской кабинета ДПИ Алтая. За основу эскизного проекта полки выбираем дизайн полки на рисунке 1, Так как для небольшого кабинета лаборантской нужна полка подвесная. Соответственно под полкой могут располагаться шкафчик, тумба или комод.

1.4 Эскизный проект полки для книг

При выборе цвета учебного оборудования нужно руководствоваться тем, что простые, чистые, яркие цвета и контрастные их сочетания действуют как сильные, активные раздражители. Они приемлемы для здоровых, неутомленных нервными напряжениями людей -- детей, подростков и молодежи, людей физического труда и др.

Сложные, малонасыщенные и ахроматические цвета, а также нюансные их сочетания скорее успокаивают, вызывают сложные эмоции и нуждаются в более длительном созерцании для восприятия. Они могут удовлетворить потребность в тонких ощущениях, которая характерна для людей высокого культурного уровня.

С помощью цвета можно в некоторой степени нейтрализовать действие различных отрицательных факторов, например при избыточном выделении теплоты -- с помощью холодной гаммы, в пыльных помещениях -- с помощью более насыщенных и контрастных цветов (под пылью цвета смягчаются и сближаются), в шумных помещениях -- применением «тихих» цветов (холодных и малонасыщенных). В многолюдных производственных помещениях цвет должен быть спокойным, не усугубляющим психические нагрузки. Необходимо помнить, что любой отдельный цвет сам по себе ни плох, ни хорош. Его восприятие зависит от условий, материала, фактуры поверхности объекта и др. Например, серый цвет -- красивый, а серая окраска стен, как правило, производит грустное впечатление. Для интерьеров существуют «запретные» цвета, так как они могут вызывать негативные ассоциации (красный цвет в медицинских учреждениях, розовый в деловых помещениях и т. п.).

При составлении цветовой гаммы мебели, основным фактором является ее функциональное назначение и характер деятельности человека. Учитывается также состав и планировка помещений, продолжительность пребывания человека в них и др. В служебных и рабочих помещениях цвета могут быть спокойными, при монотонной работе следует избегать однообразия их цветового решения [6, С.35].

При разработке полки для книг будем придерживаться средств, свойств, качеств композиции и выбора цвета, описанных выше, а также основного фактора формообразования - функциональное назначение.

При выборе цветовой гаммы мы придерживались расположения помещения лаборантской относительно его естественного освещенности, формы, объема. Кабинет расположен с северной стороны, имеет форму квадрата, маленькие габариты, и низкий потолок. Поэтому мы решили, что в этом случае цвет для полки (мебели) необходим теплый, легкий, дающий ощущение объема. Для преподавателя и студентов - спокойным, не утомляющим, так как они находятся на рабочем месте большое количество времени.

Разместить это учебное оборудование в кабинете нужно так, чтобы свободный доступ был как для студентов так и для преподавателя.

Из всех разработанных вариантов эскизов полок выбрана лучшая идея (рисунок 4). Полка - навесная, не имеет задней стенки, имеет S образную форму. Конструкция не имеет сложной формы, не перегружена лишними деталями, но в тоже время она функциональна: можно расположить контейнеры для папок, журналы, методички, а так же расставить декоративные элементы. Поэтому было решено, что данная конструкция подходит для лаборантской.

Рисунок 4.

Размещение полки в комплекте мебели для лаборантской представлено на рисунке 5 и 6. Полка для книг размещается между шкафами для УМКД, справа от входа в помещение.

Рисунок 5. План лаборантской

Рисунок 6.Размещение полки между шкафами

Следующий этап проектирования - техническое проектирование.

2. Техническое проектирование

2.1 Техническое описание изделия

Разрабатываемая полка для книг предназначена для хранения книг, методической литературы, журналов.

Рисунок 7. Полка дл книг

Полка для книг (рисунок 7) состоит из: стенок боковых (2) -2 штуки, стенок горизонтальных (1) -3 штуки.

Размеры полки:

Высота всей конструкции - 732; высота одной секции - 35;

длина - 900; глубина полки - 25.

Для соединения ее деталей применяются следующие узлы:

Шурупы, болты и винты служат для соединения отдельных деталей, сборочных единиц, крепления фурнитуры и др. В зависимости от формы различают шурупы с полукруглой, полупотайной и потайной головками. Шурупы последнего вида применяют в тех случаях, когда не допускается выступ головок, например при креплении замков или петель; шурупы с полупотайной и круглой головками - в основном для крепления лицевых стенок конструкции.

Соединение стенок корпуса разборное, оно осуществлено стяжкой, для которой использован евровинт, с крестообразным шлицем в центре шлица просверлено отверстие для установки декоративной заглушки. Применяют евровинт для неразъёмного соединения двух деталей. Завинчивают евровинты с помощью шестигранного ключа. Евровинт ввинчивают в предварительно засверленные отверстия [8].

К стене полка крепится на навесы шурупами. Шурупов в конструкцию входит 8 штук, навесов - 4.

Рисунок 8. Соединение стенок на евровинт

Рисунок 9. Крепление навеса на шурупы

Книжная полка разработанная для лаборантской музея ДПИ Алтай соответствует размерам для выбранного для нее места. Она имеет простую конструкцию, но в тоже время сочетается по дизайну с общим ансамблем мебели.

2.2 Обоснование выбора материалов

мебель полка крепление

Мебель для учебных заведений должна соответствовать также требованиям ГОСТ 16371 и ГОСТ 19917.

Для выбора материалов для полки выявлены свойства материалов: фанера, ДСП, ЛДСП, ДВП.

Древесноволокнистые плиты (ДВП) (ГОСТ 4598-74) изготавливают из древесных или иных растительных волокон с добавлением специальных составов и используют в качестве строительного материала и заменителем фанеры. Основное сырье для изготовления древесноволокнистых плит древесная щепа и дробленка, получаемая на рубильных машинах из разных отходов. После гидротермической и химической обработки щепа и дробленка расслаиваются на специальных машинах (дефибрерах и рафинерах) на отдельные волокна, которые в смеси с водой и другими добавками составляют древесную массу для плит [5, С.250].

Фанера - слоистая древесина, склеенная из трех или более листов лущеного шпона (шпон лущеный (ГОСТ 99) применяют для изготовления клееной слоистой древесины, древесных пластиков, гнутоклееных деталей, для облицовывания древесностружечных плит и др. Текстура шпона лущеного, за редким исключением, имеет невысокие декоративные свойства, поэтому в качестве облицовочного материала этот вид шпона применяется для внутренних, невидимых поверхностей изделий. В соответствии со стандартом его получают из древесины клена, ясеня, ильма, дуба, липы, осины, тополя, ели, пихты, кедра, лиственницы, но чаще всего из древесины березы и ольхи. Ее изготавливают для общего назначения с наружными слоями из шпона хвойных пород (ГОСТ 3916.2) и с наружными листами из шпона лиственных пород (ГОСТ 3916.1) [5, С. 251 ].

Широкое применение в производстве мебели последнее время находят древесностружечные плиты (ДСП) и ламинаты (ЛДСП). Это связано с их относительно низкой стоимостью, высокими эстетическими и технологическими характеристиками. ЛДСП - это ламинированная ДСП. Ламинирование - физико-химический процесс облицовки ДСП бумажно-смоляным и пленками под действием температуры (140-210С⁰), давления (25-28МПа). При этом декоративно-защитный слой на плите образуется за счет растекания смолы на поверхности ДСП с последующим доотвердением и образованием прочного единого покрытия «ДСП- смола-бумага» [1, С.153]. Для изготовления стеллажа для книг нами был выбран материал ЛДСП она намного экономичнее, чем древесина и удобна в обработке [7, С.29].

В качестве основного материала, в изготовлении книжной полки, будет использована ЛДСП, физико-механические свойства этого материала представлены в таблице 1:

Таблица 1

Физико-механические показатели ЛДСП

Изучив физико-механические показатели ЛДСП, было решено использовать данный материал. Он достаточно прочен и соответствует требуемым нормам.

2.3 Экономическое обоснование проекта

Проектируя изготовление полки для ДПИ Алтая, материалов и инструментов, необходимо выяснить рентабельность ее производства. Ответить на этот вопрос поможет экономический расчет затрат на конструкцию полки для книг.

Затраты, образующие себестоимость разработанной продукции, или общая стоимость разработки книжной полки.

Таблица 1

Затраты на расчеты конструкции полки для книг

Вывод: данный расчет необходимых затрат показал, что применяемые материалы (ЛДСП, кромка, евровинт) и ее размеры являются экономичными для данной конструкции.

Рассмотрим одну полку как балку (рисунок 10) прямоугольного сечения, концами закрепленную в неподвижных опорах. Балка находится под действием вертикальной силы R, приложенной в геометрическом центре С балки. Сила R в данном случае есть результирующая от силы Р - тяжести полки и силы Q - суммарного веса книг, которые возможно расположить на этой полке:

Оценка запаса прочности полки. Полка изготовлена из древесно-стружечной плиты толщиной h = 16 мм и шириной b = 360 мм. Длина полочки 1 = 833 мм. Полочка работает на изгиб, при котором в поперечном сечении полочки возникают нормальные напряжения растяжения-сжатия. Для применяемой марки П-2Т предел прочности при статическом изгибе стп = 18 МПа [1,С.346.), тогда при коэффициенте запаса прочности [п] = 10 допускаемое напряжения

МПа (2.1)

Определим допускаемую массу груза, который можно поместить на полочке.

Принимаем расчетную схему: двухопорная балка с шарнирно-неподвижной и шарнирно-подвижной опорами, на середине длины балки приложена сила Р, равная весу груза (рисунок 10). Определим опорные реакции, построим эпюру изгибающих моментов, определим М_мах и найдем Р

Рисунок 10. Схема нагружения полки.

При указанном нагружении:

R_A = R_B = (2. 2)

Изгибающий момент на левой половине балки

M=Rz , 0 (2.3)

M_z=0 =R_A0 = 0

M= R_A (2.4)

Условие прочности при изгибе по нормальным напряжениям

, (2.5)

где а и [а] - расчетное и допускаемое нормальное напряжения, Па; М_мах - максимальный изгибающий момент в поперечном сечении по длине балки, взятый с эпюры, Нм;

W_x - осевой момент сопротивления поперечного сечения балки, м³. Для прямоугольного сечения

(2.6)

Выражение (2.6) и значение М_мах (2.4) подставим в (2.5), а затем определим Р.

 , откуда

Следовательно, масса груза, который можно поместить на полочке

Вывод: данный расчет показал, что применяемые размеры и материал являются оптимальными для данной конструкции, но для повышения надежности эксплуатации шкафа и сохранения эстетического вида решено установить дополнительное крепление к стене.

Заключение

В ходе исследования были решены поставленные задачи. Цель работы достигнута. Опыт работы, приобретенный в процессе исследования, позволяет сделать нам следующие выводы:

1. При выполнении обзора информационных источников об аналогах проектируемого изделия за основу эскизного проекта полки выбирали дизайн полки S образной формы, без задней стенки .

2. В ходе выбора материалов определили, что фанера не практичный материал для изготовления мебели, она хрупкая, а при изготовлении мебель тяжелая, для изготовления полки для книг решили применить ЛДСП, так как он соответствует всем эксплуатационный, эстетическим и другим требованиям.

3. Определили функциональные, эргономические, эстетические и другие требования к разрабатываемому изделию.

4. Разработали эскизный проект полки для книг лаборантской музея ДПИ Алтая (размещение полок в плане и эскизы кабинета лаборантской), определили цвет подходящий для небольшого и плохо освещаемого кабинета.

5. Разработали рабочие чертежи полки для книг.

6. При подсчетах себестоимости изделия мы пришли к выводу, что на приобретение материалов для данной полки потребуется 247 руб. При выполнении обзора стоимости изделий в магазинах, пришли к выводу, что книжная полка экономична.

7. Рассчитав конструкцию на прочность, определили, что полка сможет выдержать вес равный 17, 7 килограмм.

Расчеты показали, что выбранная конструкция соответствует всем требованиям: экономична, вместительна, прочна, имеет рациональные формы, целостность композиции.

Список используемой литературы:

1 Алаи, С.И. Технология конструктивных материалов [Текст] учебник для студентов пед. институтов, по спец. № 2120; общетехнические дисциплины и труд / С.И. Алаи и др. / Под общей редакцией А.Н. Ростовцева. - М.: Просвещение, 1986. - 303с.- Библиограф.: с.300.- 5000 экз.

2 Антонов, Л.П. Практикум в учебных мастерских [Текст]: Учебное пособие для студентов пед. институтов / Л.П. Антонов. - М.: « Просвещение», 1976. - 400 с., ил. - 10000 экз.

3 Барташевич, А.А. Конструирование мебели [Текст] учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология и дизайн мебели» / А.А. Барташевич, С.П. Трофимов. - Мн.: Современная школа, 2006.- 336 с.:32 ил.-Библиограф. С.333-334.- 4000 экз.- ISBN 985-6751-31-4/

4 Белов, А.А. Художественное конструирование мебели [Текст]: / А.А. Белов, В.В. Янов.- Изд. 2- е, перераб. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1985. - 216с. - 5000 экз. - ISBN.

5 Клюев Г.И. Технология производства мебели Текст учебное пособие для нач. проф. образования /Г.И. Клюев - М.: Изд. Центр «Академия». 2005 - 176с.

6 Кожина, О.А. Технология [Текст]: Методические рекомендации по оборудованию кабинетов и мастерских обслуживающего труда / О.А. Кожина.- М.: Дрофа, 2003.- 208 с.: ил.- 1000 экз.- ISBN

7 Пархоменко В.М., технология изделий из древесины [текст]: учебник для проф., тех, школ, / В.М. Пархоменко, В.Р. Родкевич/ - М.: Лесная промышленность, 1978. - 312 с.

8 Электронный ресурс. Vsyako-Razno.ru/7600-originalnie-knizhnie-polki.html

Размещено на Allbest.ru