دليل الورشة
البراغي والثقوب التمهيدية
يحدّد مقاس الثقب التمهيدي وكثافة الخشب واتجاه العروق قوة تثبيت البرغي. قواعد من Wood Handbook مع أمثلة محسوبة.
الساق والنواة والثقب التمهيدي
لبرغي الخشب ساق ملساء وجزء ملولب يُسمّى قلبه النواة. يذكر Wood Handbook أن متوسط قطر نواة معظم براغي الخشب يبلغ نحو ثلثي قطر الساق، وتفترض معادلة مقاومة الاقتلاع ثقوباً تمهيدية بقطر نحو 70% من قطر النواة في الأخشاب اللينة ونحو 90% في الأخشاب الصلبة.
يطبّق الجدول هذه النسب على مقاسات براغٍ شائعة، مستخدماً أقطار الساق في الجدول 8-9 من Wood Handbook. تختلف البراغي الفعلية بحسب المصنّع ونوع السن، لذا ينبغي قياس نواة البرغي المستخدم عندما تكون دقة الملاءمة مهمة. البراغي ذاتية الثقب، ذات الطرف المشكّل كريشة مثقاب، مصمّمة للاستغناء عن الثقب المسبق.
| مقاس البرغي | الساق | النواة (تقريباً) | ثقب تمهيدي، خشب لين (70%) | ثقب تمهيدي، خشب صلب (90%) |
|---|---|---|---|---|
| #4 | 2.8 mm | 1.9 mm | 1.3 mm | 1.7 mm |
| #6 | 3.5 mm | 2.3 mm | 1.6 mm | 2.1 mm |
| #8 | 4.2 mm | 2.8 mm | 1.9 mm | 2.5 mm |
| #10 | 4.8 mm | 3.2 mm | 2.3 mm | 2.9 mm |
الكثافة وقوة التثبيت
ترتفع مقاومة الاقتلاع من جانب الخشب مع مربع الكثافة النسبية. معادلة الاختبار في Wood Handbook هي p = 108.25 × G² × D × L، بالنيوتن، حيث D قطر الساق وL عمق دخول الجزء الملولب بالملليمتر. مضاعفة الكثافة تجعل قوة التثبيت أربعة أمثالها تقريباً، ولذلك قد يتلف التعشيق في الصنوبر الخفيف بينما يثبت البرغي نفسه بقوة في البلوط.
هذه أحمال قصوى من اختبارات قصيرة وليست قيماً للتصميم. لا تضيف البراغي الطويلة جداً فائدة كبيرة في الأخشاب الصلبة الكثيفة، لأن البرغي نفسه يفشل بالشد أولاً، والبراغي المثبّتة في نهاية الألياف لا تتحمل في المتوسط إلا 75% من حمل تثبيتها في الجانب، مع نتائج أشد تفاوتاً.
الخشب الحبيبي
في الخشب الحبيبي، يكون الفشل المعتاد تلف سنون التعشيق. يورد Wood Handbook العزم الأقصى لبرغي مقاس 8 بعمق دخول 15.9 mm على أنه 3.16 + 0.0096 × الكثافة، بوحدة N·m: نحو 8.9 N·m عند 600 kg/m³ و10.8 N·m عند 800 kg/m³. لم تُحدث الثقوب التمهيدية التي تتراوح بين 50% و90% من قطر النواة فرقاً معنوياً في مقاومة الاقتلاع.
الشد المعتدل هو أفضل موازنة بين مقاومة الاقتلاع وتلف التعشيق: فرفع عزم الشد من 60% إلى 90% من الحد الأقصى لم يزد حمل الاقتلاع إلا بنحو 3%.
نقاط عملية
وفق الدليل، يسهّل تزييت البراغي بالصابون ربطها في الأخشاب الكثيفة، وتأثيره في مقاومة الاقتلاع ضئيل. ويقلّل الثقب المسبق التشقق أيضاً: للمسامير، تزيد الثقوب التمهيدية بقطر نحو 90% من قطر المسمار مقاومة الاقتلاع قليلاً وتمنع التشقق أو تحدّ منه، ولا سيما في الأنواع الكثيفة.
برغي #8 (قطر الساق 4.17 mm) بعمق جزء ملولب 25 mm في صنوبر لوبلولي (G = 0.51): 108.25 × 0.51² × 4.17 × 25 ≈ 2,935 N. وفي البلوط الأبيض (G = 0.68): نحو 5,218 N، أي نحو 1.8 ضعف ذلك.