Effects of Dowel Size on Rigidity of the Furniture Shelves Constructed of Particleboard and Medium Density Fiberboard

Öz

In this study, the rigidities of furniture shelves constructed of wood-based panels of different thicknesses connected with dowels of different sizes under uniform load was experimentally investigated. Particleboard (PB) and medium density fiberboard (MDF) which are commonly utilized in the industry with thicknesses of 16 and 18 mm were utilized as wood-based panels in the preparation of the specimens, and dowels of 6 different sizes were used in the joints, including 2 different dowel diameters (8, 10 mm) and 3 different dowel lengths (30, 35, 40 mm). PVAc adhesive was used for bonding the dowels. Within the scope of the study, 2 wood-based panels, 2 panel thicknesses, 2 dowel diameters, 2 dowel lengths and 3 replications of each specimen; a total of 72 H-type specimens were prepared and tested under uniformly distributed static load. As a result of the tests, higher stiffness values were obtained in the specimens constructed of MDF compared to the specimens constructed of YL. It was also observed that increasing the panel thickness had a significant positive effect on the rigidity. In here, significantly higher rigidity values were obtained in test specimens produced with 18 mm thick boards than in test specimens produced with 16 mm thick boards. The effects of dowel diameter and length on the rigidity values of the joints under uniformly distributed static loads were found to be statistically insignificant. Among the dowels tested in the study, the ones with the best rigidity coefficients were found to be those with dimensions of 10 x 30 mm, 10 x 35 mm, and 8 x 35 mm, respectively. As a result of the study, effect of the dowel diameter and length used in the joints on the rigidity values under static distributed load was found to be statistically insignificant.

Anahtar Kelimeler

• Furniture shelves
• Uniform load
• Rigidity
• Dowel
• Particleboard
• Fiberboard

Kavela Ölçülerinin Yonga Levha ve Orta Yoğunlukta Lif Levhadan Üretilen Mobilya Raflarının Rijitliği Üzerindeki Etkileri

Öz

Bu çalışmada, farklı kalınlıktaki ahşap esaslı levhalardan farklı ölçülerde kavelalar ile birleştirilmiş mobilya raflarının yayılı yük altındaki rijitlikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Deney örneklerinin üretiminde, sektörde yaygın olarak kullanılan 16 ve 18 mm yonga levha (YL) ve orta yoğunlukta lif levha (MDF) kullanılmış, birleştirmelerde ise iki farklı kavela çapı (8, 10 mm) ve üç farklı kavela boyu (30, 35, 40 mm) olmak üzere 6 farklı ölçüde kavelalar kullanılmıştır. Kavelaların yapıştırılmasında polivinilasetat (PVAc) tutkalından yararlanılmıştır. Çalışma kapsamında 2 ahşap esaslı levha, 2 levha kalınlığı, 2 kavela çapı, 2 kavela boyu ve her bir deney örneğinden 3 tekerrür olmak üzere; toplam 72 adet H-tipi deney örneği hazırlanmış ve düzgün yayılı statik yük altında test edilmiştir. Deneyler sonucunda MDF ile üretilen deney örneklerinde YL ile üretilen deney örneklerine daha yüksek rijitlik değerleri elde edilmiştir. Ayrıca, panel kalınlığının artmasının rijitlik üzerinde önemli derecede pozitif etkisinin olduğu görülmüştür. Burada 18 mm kalınlığındaki levhalar ile üretilen deney örneklerinde 16 mm kalınlığındaki levhalar ile üretilen deney örneklerine göre önemli derecede daha yüksek rijitlik değerleri elde edilmiştir. Kavela çapı ve kavela boyunun, birleştirmelerin yayılı statik yük altında gösterdikleri rijitlik değerleri üzerindeki etkileri istatistiksel olarak anlamsız bulunmuştur. Çalışma kapsamında denenen kavelalar içerisinde en iyi rijitlik katsayısı elde edilenler sırasıyla; 10 x 30 mm, 10 x 35 mm ve 8 x 35 mm ölçülerindeki kavelalar olarak bulunmuştur. Çalışma sonucunda, birleştirmelerde kullanılan kavela çapı ve boyunun statik yayılı yük altındaki rijitlik değerlerine etkisi istatistiksel olarak anlamsız bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler

• Mobilya rafları
• Yayılı yük
• Rijitlik
• Kavela
• Yonga levha
• Lif levha

Kaynakça

1. Anonim (2015) Polisan PVAc Tutkal Bilgi Formu.
2. Atar M (1994) Mobilya endüstrisinde hareketli ahşap dolap rafların sabit yükler altında sehimleri. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
3. Eckelman CA (2003) Textbook of Product Engineering and Strength Design of Furniture. Text Book, Purdue University, West Lafayette, Indiana, USA, 54-59.
4. Efe H (1994) Modern mobilya çerçeve kostrüksiyon tasarımında geleneksel ve alternatif bağlantı tekniklerinin mekanik davranış özellikleri. Doktora Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon.
5. Göktaş O, Özen E, Çolak MA, Günsel U (2004) Ağaç levhalardan yapılan vidalı birleştirmeli rafların yüzeye dik (lateral) yük taşıma performansları. Teknoloji, 7(3): 445-453.
6. Icha A, Adewole NA, Ededet M (2022) Design, analysis and performance evaluation of a standing wooden shelf using glued laminated panels. Journal Of Contemporary Research (JOCRES) Research Article, 1(2):215–225.
7. Jıvkov V, Yordanov Y, Marinova A (2010) Processing technologies for the forest and biobased products industries. Salsuzburg Üniversity, Kuchl Austria PTF BPI.
8. Kholil M (2024) Reducing wall shelf product defects using the dmaıc method in furniture industry companies. International Journal of Scientific and Academic Research, 04(06):08–16.

9. Madriz C (1997) Cost and strength analysis of corner joints constructed with different fasteners used in the kitchen cabinet industry. Msc Thesis, Purdue University, Indiana USA.
10. Ozarska B, Harris G (2007) Effect of cyclic humidity on creep behaviour of wood-based furniture panels. Electronic Journal Of Polish Agricultural Universities, 10:1-10.
11. Śmietańska K, Mielczarek M (2022) Strength properties of furniture corner joints constructed with different wooden connectors and wood-based materials. Annals of WULS, Forestry and Wood Technology, 118:55–66.
12. Tankut ND, Tankut A, Eckelman CA, Gibson H (2003a) Improving the deflection characterictics of shelves and side walls in panel-based cabinet furnıture. Forest Products Society Journal, 53 (10):56-64.
13. Tankut A, Tankut ND, Gibson H, Eckelman CA (2003b) Design and testing of bookcase frames constructed with round mortise and tenon joints. Forest Products Society Journal, 53 (10):80-86.
14. TS 3891 (1983) Yapıştırıcılar-Polivinil asetat esaslı emülsiyon (ahşap malzeme için). T.S.E. Ankara.
15. TS 9215 (1991) Ahşap Mobilya Mukavemet ve denge deneyleri. T.S.E. Ankara.
16. TS EN 322 (1999) Ahşap Esaslı Levhalar-Rutubet Miktarının Tayini. T.S.E. Ankara.
17. TS EN 323 (1999) Ahşap Esaslı Levhalar-Birim Hacim Ağırlığının Tayini. T.S.E. Ankara