Введение. Строительные угольники — это большие деревянные угольники, изготовленные плотником или столяром для использования на стройплощадке на ранних этапах строительства — при разбивке на местности стен, фундаментов и т. д. Размер этих угольников колеблется между 1 и 2 м, и их два полотна могут быть равной длины или одно полотно может быть длиннее другого. Каменщики используют эти угольники главным образом не в качестве измерительного прибора, а для выравнивания кладки и поверки прямых углов между стенами или перегородками внутри помещений. В настоящее время первоначальная разбивка на местности расположенных под прямым углом стен производится с помощью таких приборов, как оптический угломер.
Материал и детали конструкции. В качестве материала для угольников меньшего размера используются рейки заводского изготовления из древесины мягких пород размером 75x25 мм, для более крупных угольников — размером 125x32 мм. Эти рейки необходимо тщательно отобрать; их древесина должна быть плотной, прямослойной и не иметь крупных сучков. Два полотна угольника соединяются под углом вполдерева и должны быть скреплены шурупами. Есть также альтернативный вариант — это соединение может быть выполнено на скошенном шипе. Для прикрепления к полотнам подкоса используется соединение вполдерева с односторонним "ласточкиным хвостом". Эти соединения также должны быть скреплены винтами; как правило, для них не используется клей.
Сборка угольника. Прежде всего, соедините два полотна вполдерева под прямым углом и временно скрепите одним шурупом. Теперь проверьте прямоугольность угольника с помощью либо угольника кровельщика, либо так называемым "способом 3 — 4 — 5"). Этот способ называется так потому, что таково должно быть соотношение длин сторон прямоугольного треугольника согласно теореме Пифагора, которая гласит, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Например, взяв за единицу 300 мм, точно отмерьте три единицы (3 х 300 = 900 мм) от угла по внешней кромке одного полотна, четыре единицы (4 х 300 = 1,2 м) от угла по внешней кромке второго полотна и проверьте, равно ли расстояние между этими точками по диагонали пяти единицам (5 х 300 = 1,5 м). В случае необходимости отрегулируйте положение полотен, пока расстояние по диагонали не будет равно точно пяти единицам. Осторожно установите на место подкос и разметьте место соединений. Теперь разъедините угловое соединение, сделайте два других соединения, вновь соберите угольник, скрепите шурупами и проверьте его прямоугольность.
Проверка прямоугольности. Проверить прямоугольность угольника можно, положив правило на плоскую поверхность (например, лист фанеры или ДВП) горизонтальным полотном влево и отметив положение вертикального полотна, затем перевернуть горизонтальным полотном вправо и снова провести линию рядом с первой, после его проверить, имеются ли расхождения между линиями. В случае необходимости устраните небольшие погрешности подстрагиванием полотен.
Определение размеров торцевых усилителей. Поэтому разметку усилителей следует делать с помощью шаблона (или малки), исходя из длины верхнего ребра усилителя. Ее величину можно получить, прибавив к ширине верхнего бруса козел ширину видимого основания "клюва" выемки ножки с обеих сторон. Узнать этот размер можно путем измерения или разделив величину диагонали торца верхнего бруса козел на четыре. Результат получается следующий: 47 : 4 х 2 = 23,5 мм; прибавив ширину верхнего бруса (95 мм), получаем 118,5 мм. Прибавим припуск 2,5 на обработку и окончательную зачистку; таким образом, длина верхнего ребра усилителя равна 121.
Установка ножек. Теперь, когда все готово к сборке, ножки устанавливаются в выемки верхнего бруса и привинчиваются шурупами или прибиваются. При этом необходимо следить за тем, чтобы нижняя кромка углового выреза в ножке плотно примыкала к нижней поверхности верхнего бруса.
Установка торцевых усилителей. Затем с верхних ребер торцевых усилителей рубанком снимается фаска под углом 76°, чтобы они плотно примыкали к нижней поверхности верхнего бруса козел, и усилители прибиваются или привинчиваются на место с помощью проволочных гвоздей длиной 50 мм или шурупов № 8 длиной 1 1/2". Чтобы не ослабить соединения ножек с верхним брусом во время прикрепления торцевых усилителей, козлы следует положить, на верстак или любую другую высокую опору.
Спиливание выступающих верхних концов ножек и разметка фаски на нижних концах ножек. Затем с ножек срезаются выступающие верхние концы с оставлением припуска шириной примерно 1 мм на выстрагивание заподлицо с верхним брусом козел. Начисто прострогав верхнюю поверхность бруса, замерьте длину каждой ножки и отмерьте на ней установленную ранее длину наклонной ножки, определяющую высоту козел. Соедините эти отметки с помощью правила и обведите линию фаски по всем сторонам козел — или, если это более предпочтительно, используйте вместо правила шаблон или малку.
Снятие фаски с нижних концов ножек. Наконец, поочередно кладя козлы то на один бок, то на другой или прислоняя их к стене, верстаку и т. п., осторожно снимите с нижних концов ножек фаску пилой для фанеры или закаленной пилой. Удалите выступающие боковые кромки усилителей и в заключение зачистите любые кромки, о которые можно занозиться.Если будет обнаружено, что козлы стоят неровно и шатаются, переверните их и, установите рейки для поверки плоскостности (небольшие эталонные правила для поверки искривленных лесоматериалов) к торцам ножек и как бы прицельтесь вдоль них. Если рейки горизонтальны, козлы шатаются из-за неровности пола; если же нет, прострогайте торцы двух более высоких ножек, снова проверьте плоскостность фасок и, при необходимости, снова прострогайте их, пока высота всех ножек не будет одинаковой.
Клиновидный вырез в верхнем брусе. Иногда в торце верхнего бруса пильных козел делается клиновидный вырез для фиксации дверей в открытом положении во время их подгонки (подстрагивания кромок по ширине дверного проема). Чтобы обеспечить такую возможность, ножки козел должны быть расставлены на расстояние 150, а не 100 мм от боковин верхнего бруса.Это позволяет, зажав дверь в вырезе на одном конце бруса, упереть другой конец в стену. Однако следует заметить, что такие козлы опасно использовать в качестве приступки для работы, так как, сделав по верхнему брусу шаг, можно наступить на чрезмерно длинный конец. В качестве альтернативного варианта легко можно, сделать отдельную доску толщиной 25 мм с вырезом, которую можно прикрепить к верхнему брусу козел и, если потребуется, снова снять.
Проверка парности ножек. Выпилив вырезы, проверьте соответствие ножек друг другу по парам и приложите треугольный вырез каждой ножки к боковине заготовки верхнего бруса козел в любой точке, чтобы проверить перпендикулярность торцов выреза. При необходимости подправьте их, сняв лишнюю древесину стамеской; как правило, неточности встречаются на внутренней поверхности торца нижней кромки.
Разметка выемок для ножек. Затем, ножки с вырезами прикладываются к верхнему брусу козел там, где они в дальнейшем будут к нему прикрепляться — на расстоянии 100 мм от торцов, и на боковых поверхностях бруса размечаются места, где будут сделаны выемки.
Вырезание выемок для ножек. После того как разметка нанесена на боковые и нижнюю поверхность бруса, выемки для ножек выдалбливаются на глубину 12 мм с обеих сторон бруса. Боковые стороны выемок можно вырезать пилой с обушком или пилой для фанеры, после чего выемки выдалбливаются широкой стамеской со скошенными кромками. Долбить рекомендуется по вертикали — либо надавливая на стамеску руками, либо постукивая по ней киянкой, — поочередно с обеих сторон бруса, положенного на прочный верстак или покрытую досками поверхность; такая техника работы со стамеской наиболее безопасная и эффективная.
Варианты прикрепления ножек. Теперь верхний брус козел можно отложить в сторону и подготовить ножки для прикрепления к брусу — в том случае, если для этого будут использоваться шурупы. Для прикрепления ножек можно использовать два или три гвоздя или шурупа; они, как правило, вбиваются или вворачиваются на глазок, без предварительной разметки. Однако, по соображениям прочности, гвозди и шурупы не следует вбивать или вворачивать слишком близко к краю или слишком близко друг от друга. Следует просверлить и раззенковать направляющие отверстия, например, для шурупов № 10 длиной 2 дюйма. Если вместо шурупов используются гвозди, предпочтительнее использовать проволочные гвозди длиной 63—75 мм с круглой шляпкой.При вворачивании или вбивании шурупов или гвоздей убедитесь в том, что они устанавливаются параллельно поверхности верхнего бруса козел, т. е. под углом 76° к поверхности ножек.
Торцевые усилители. Чтобы сборка козел шла без перерывов, теперь будет необходимо заготовить торцевые усилители. Используя шаблон, их можно экономично разметить на ДСП, ДВП или фанере и выпилить по разметке пилой для фанеры или закаленной пилой. Размеры и форму усилителей необходимо выдерживать с большой точностью, поскольку в собранном состоянии ножки козел вряд ли самостоятельно разойдутся на требуемый угол. Поэтому правильность и устойчивость их положения зависит от торцевых усилителей.
Распространенная ошибка. Распространенная ошибка при изготовлении пильных козел состоит в том, чтобы установить на место ножки и размечать концевые усилители по форме ножек, которые могут быть перекошены. Для этого заготовку усилителя прикладывают к торцу козел и обводят по ней внешние контуры ножек. Такой подход является ненаучным.
Использование шаблона — первый этапПриложив шаблон к поверхностям ножки А, В, С и D углом величиной 76° вверх, нанесите на них первые линии разметки.
Использование шаблона — второй этапВернувшись на поверхность А, мы снова устанавливаем шаблон углом 76° вниз и сдвигаем его на 48 мм вниз по вертикали от первой линии. Этот интервал равен толщине верхнего бруса козел (45 мм) с припуском в 3 мм, поскольку поверхность соприкосновения верхнего бруса с установленными наклонно ножками шире, чем его боковая поверхность. Затем отмерьте на верхней линии 12 мм от кромки — здесь будет находиться "клюв" выреза, — и, установив шаблон углом 14° вверх, проведите линию.
Использование шаблона — третий этапНа завершающем этапе разметки первой ножки нижняя линия на поверхности А, проведенная от верхней линии на расстоянии, соответствующем толщине верхнего бруса козел, переносится с помощью шаблона на поверхность В и проводится параллельно верхней линии. Затем она переносится на поверхность С и снова проводится параллельно верхней линии, затем, повернув шаблон углом величиной 14° вверх, завершают разметку "клюва" выреза на расстоянии 12 мм от кромки (эта разметка наносится на поверхности, противоположной разметке, нанесенной на поверхности А). В заключение с поверхности С переносится пологая кромка выреза, которая размечается на поверхности D также параллельно проведенной выше линии.
Завершение разметкиЗавершите разметку четырех ножек. Тщательно соблюдайте описанный ранее порядок разметки, т. е. проведите наклонную линию вниз от исходной точки на поверхности А каждой ножки таким образом, чтобы получилось две пары симметричных ножек.
Выпиливание вырезовС помощью подходящей ручной пилы (рекомендуется использовать острую пилу для фанеры, поскольку не все закаленные пилы хорошо режут вдоль слоя) следует осторожно выпилить по разметке четыре треугольных выреза. При этом сначала выпиливается вдоль слоя "клюв", а затем поперек слоя скос нижней кромки. Выпиливать вырезы можно на пильных козлах, если они имеются, или на любой удобной для пиления опоре — если у вас нет доступа к столярному верстаку. Выпиливать поперек слоя нижнюю кромку можно также пилой с обушком; при этом спил получается более точным.
До того, как в промышленных измерениях перешли на метрическую систему, высота пильных козел составляла от 21" до 24". Приблизительный метрический эквивалент этой величины — от 532 до 610 мм. Здесь мы отдадим предпочтение минимальной высоте. Выбрав высоту козел по вертикали, необходимо вычислить длину ножек. В своей основе, без необходимых припуске, эта длина измеряется по внешней кромке ножки.
Определение длины внешней кромки ножки. Длину наклонной ножки можно вычислить тремя разными способам». Эти разные методы следующие: (А) с помощью практической геометрии, (В) с помощью начертательной геометрии и (С) расчетный метод. Здесь используется только метод (А).
Определение длины наклонной ножки с помощью практической геометрии. Вычисление длины внешней кромки ножки основано на том факте, что установленный наклонно под определенным углом деревянный брус является гипотенузой прямоугольного треугольника, поставленного на короткий катет. Узнав величины катетов этого треугольника, можно вычислить и длину бруса. Эти теоретические треугольники сначала нужно представить в боковой и торцевой проекции. Поскольку нам известно, чтя высота козел по вертикали (ВВ) равна 532 мм, а высота и основание треугольника относятся как 4:1, основание вычисляется путем деления ВВ на 4, т. е.
BB/4=532/4=133 мм.
Использование размеров основания. Теперь, когда известно, что основание треугольников в боковой и торцевой проекции равно 133 мм, эту информацию можно использовать для вычисления неизвестной длины основания треугольника, гипотенузой в котором является ножка. Поскольку в обеих проекциях наклон ножки одинаков, основание этого треугольника должно быть диагональю квадрата размером 133x133 мм, проведенной под углом 45°.
Вычисление длины наклонной ножкиТаким образом, теперь остается лишь построить на основании приведенных выше результатов измерений правильный квадрат, провести от одного его угла до другого диагональную линию и измерить ее длину. Полученная в результат этого измерения величина является основанием прямоугольного треугольник гипотенузой которого служит ножка козел. Затем на этом основании строите новый треугольник, длиной второго катета которого является высота козе а длина его гипотенузы является чистой длиной ножки козел.
Практический способ. Имеется два практических способа вычисления длины ножки козел — с помощью стального угольника кровельщика (который теперь фирмы-изготовители называют "метрический угольник кровельщика") или с и пользованием угла панели ДВП или листа фанеры. Основание треугольника b величиной 133 мм откладывается на обеих сторонах угольника, чтобы можно было получить его гипотенузу, т. е. основание треугольника, гипотенузой в котором является ножка козел. Полученный результат — 188 мм, — вновь откладывается на угольнике или ДВП, а на другой его стороне откладывается высота козел по вертикали — 532 мм. Затем замеряется диагональ между этими двумя точками, длина которой равна чистой длине ножки козел с точностью до миллиметра — 564 мм.
