Metody ohýbání trubek podle poloměru

V dnešní době se při výrobě kovových konstrukcí používá ohýbání trubek podél poloměru jako alternativa ke svařování a závitovým spojům.

Vyrábí se pomocí speciálních nástrojů. Pokud je průřez materiálu malý, používají se ruční ohýbačky trubek.. Pokud je průměr výrobků významný, používají se stroje.

Nejčastěji je potřeba ohýbat kulaté a tvarované trubky.

Teoretické základy procesu ohýbání

V důsledku napětí vznikajícího během ohýbání:

• stěna trubky je natažena podél vnější strany působící silou;
• stlačený zevnitř;
• vzniká také neutrální osa, na které se stav materiálu nemění.

Chování kruhových, čtvercových a obdélníkových průřezů, typy porušení

Tloušťka stěn potrubí na vnější části ohybu se zmenšuje v důsledku toho, že výsledná napětí vytvářejí tahový moment:

1. Ztenčená vnější stěna má tendenci se ohýbat směrem ke středové ose trubky. To způsobuje deformaci jejího průřezu.
2. Při překročení pevnosti v tahu se výrobek zlomí podél vnější roviny ohybu.

Tloušťka stěn trubky na vnitřní straně ohybu se zvětšuje v důsledku vzniku tlakového napětí. Při překročení tlakové pevnosti výrobku ztrácí lokální tuhost. To vede ke vzniku hlubokých záhybů na vnitřní straně ohýbané trubky.

Jak se chovají čtvercové a obdélníkové profily?

1. Jejich trubkové stěny jsou vystaveny maximálnímu tlakovému a tahovému namáhání, a to jak na vnější, tak i na vnitřní rovině ohybu.
2. Materiál má zvýšený sklon k deformaci, což řemeslníkovi ztěžuje jeho kontrolu.
3. Profilový materiál na vnitřní straně ohybu má tendenci se vertikálně roztahovat. Zároveň se roztéká horizontálně podél čelní plochy výrobku. Tato napětí tlačí vertikálně uspořádané stěny trubky na své místo. To způsobuje deformaci čtvercového průřezu, který nabývá lichoběžníkového tvaru.
4. Obdélníkové a čtvercové průřezy špatně přenášejí upínací síly mezi ohýbacími a upínacími čelistmi.
5. Profil má na začátku ohybu tendenci klouzat po botce. To může způsobovat tření, které vede k opotřebení zařízení.

Chování materiálu s kruhovým průřezem při ohýbání:

1. Materiál se méně deformuje v oblastech s nejvyšším napětím. Oblasti maximálního stlačení/roztažení se nacházejí tečně ke středové ose průřezu.
2. Kulatý tvar umožňuje kovu rovnoměrně tečovat ve všech směrech během ohýbání. To umožňuje řemeslníkovi snadněji kontrolovat deformační procesy materiálu.
3. Díky kulatému průřezu trubka dobře přenáší síly mezi ohýbacími a upínacími čelistmi.
4. Při ohýbání kulatých trubek podél poloměru prakticky nekloužou v nástroji.

Jak vypočítat minimální povolený poloměr

Minimální poloměr ohybu potrubí, při kterém dochází ke kritickému stupni deformace, je určen poměrem:

Rmin=20∙S

V něm:

• Rmin znamená minimální možný poloměr ohybu výrobku;
• S označuje tloušťku potrubí (v mm).

Poloměr podél střední osy trubky je tedy: R=Rmin+0,5∙Dn. Zde Dn označuje jmenovitý průměr kruhové tyče.

Předpokladem pro správný výpočet minimálního poloměru ohybu je nutnost zohlednit poměr:

Kt=S:D

Zde:

• Kt znamená součinitel tloušťky výrobků;
• D označuje vnější průměr trubek.

Univerzální vzorec pro výpočet minimálního povoleného poloměru ohybu je proto:

R=20∙Kt∙D+0,5∙Dn.

Pokud je daný poloměr větší než hodnota získaná z výše uvedeného vzorce, pak metoda ohýbání trubek za studenaPokud je menší než vypočítaná hodnota, je třeba materiál předehřát. Jinak se jeho stěny během ohýbání deformují.

Je nutné vzít v úvahu případ, kdy parametr tenké stěny je 0,03 < Kt < 0,2

1. Minimální povolený poloměr ohybu duté tyče bez použití speciálního nástroje by pak měl být: R ≥ 9,25∙((0,2-Kt)∙0,5).
2. Pokud je minimální poloměr ohybu menší než vypočítaná hodnota, je nutné použít trn.

Korekce poloměru ohybu trubek po odstranění zatížení s přihlédnutím k pružnosti (setrvačnosti při narovnávání) se vypočítá pomocí vzorce:

Ri=0,5∙Ki∙Do.

Zde:

• Do znamená průřez trnu;
• Ki je součinitel elastické deformace pro konkrétní materiál (podle referenční knihy).

Tak:

1. Pro přibližný výpočet elastické deformace ocelové nebo měděné trubky s průměrem do 4 cm se používá koeficient 1,02.
2. U analogů s vnitřním průměrem větším než 4 cm bude toto číslo rovno 1,014.

Pro znát přesný úhel, pod kterým by měl být materiál ohnut, s ohledem na poloměr otáčení trubky, se používá následující vzorec:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

Zde:

• ∆c je úhel natočení střední osy;
• Ki je součinitel pružiny podle referenční příručky.

Pokud je požadovaný poloměr 2-3krát větší než průřez duté tyče, použije se koeficient pružiny 40-60.

Podívejte se na video

TG4, elektromechanická ohýbačka trubek, ohýbání silnostěnných trubek,

Podívejte se na toto video na YouTube

Metody ohýbání trubek podle poloměru

Existuje několik metod ohýbání trubek do poloměru.

Použití ručních ohýbaček trubek. Ruční nástroje se používají k kusové výrobě ohýbaných trubek. Materiál lze zahřívat nebo obrábět za studena. Nástroje se skládají z trnu vybaveného pohyblivým válečkem, který ohýbá materiál. Fungují stlačováním tyče. Před použitím se bere v úvahu poloměr otáčení kulaté nebo čtvercové trubky.

Můžete pracovat přímo na staveništi pomocí mobilních zařízení různých provedení.

Nejjednodušší páková zařízení. Jejich dlouhá ramena umožňují ohýbání materiálu lidskou silou. Páková zařízení umožňují ohýbání trubek v úhlech až 180 stupňů, pokud je materiál ohebný (nerezová ocel, měď, hliník) a má průměr až 20 mm.

Ohýbačky trubek s kuší mají složitější konstrukci. Trubka se umisťuje na dvě podpěry, které se otáčejí kolem své osy. Ohýbací modul, spojený s pohyblivou tyčí, vyvíjí tlak na část tyče umístěnou mezi podpěrami.

V kušních zařízeních je možné ohýbat duté tyče s průřezem až 10 cm v úhlech až 90 stupňů.

Tyče, které tlačí na obrobek, mohou být:

• mechanický šroub;
• hydraulický, vybavený ručním pohonem;
• hydraulický, vybavený elektromotorem.

Elektrická zařízení jsou nejproduktivnější. Ohýbají obrobky pomocí odnímatelných modulů s různými poloměry. Obrobek se ohýbá do požadovaného úhlu pomocí otočného trnu. Pokud na staveništi chybí napájení, lze zařízení napájet z baterie.

S pomocí takového nástroje je možné ohýbat obrobky pod úhlem až 180 stupňů.

Ohýbání v razidlech pomocí lisování

Ohýbání polotovarů o délce až 70 centimetrů lze provádět pomocí ražení. V tomto případě se používají hydraulické nebo mechanické lisy. Tato metoda umožňuje výrobu konstrukčních prvků se složitými tvary.

Lisování polotovarů je nejdražší metodou ohýbání. Nabízí však také nejvyšší produktivitu. Tato metoda umožňuje výrobu široké škály produktů.

Zařízení pro ohýbání trubek

Ohýbání trubek v průmyslovém měřítku se provádí pomocí strojů.

Ohýbání válcem. Nejběžnějším typem ohýbačky je válcovací stroj. Nejčastěji se používají tříválcové stroje, určené pro ohýbání dlouhých obrobků. Lze je také použít k výrobě spirálových trubkových výrobků.

Obrobek se pohybuje po válečcích, jejichž poloha určuje jeho poloměr ohybu. Současně je z obou stran stlačován deformačním válcem. Ten je umístěn mezi válečky, aby bylo možné obrobek ohýbat zavěšený. Válečky slouží jako podpěra během obrábění kovů.

Zpracování komprese

Ve výrobě se často používají stroje, které ohýbají obrobky s malým poloměrem pomocí tlakového ohýbání. Tyto stroje zpracovávají obrobky malých i velkých průřezů. Proces zahrnuje lokální ohřev obrobků a současný axiální tlak.

Stroj se skládá z:

• rám s umístěným ohřívačem;
• podpůrný válec;
• dvojice svěrek, z nichž první je ohýbací rotační svěrka, druhá je pěchovací svěrka.

Zařízení je schopné ohýbat prvky pod úhlem 180º. Upíná obrobky konstantní silou bez ohledu na jejich průřez a velikost axiální síly generované v epicentru deformace během ohýbání. Zařízení dokáže zpracovávat čtvercové i obdélníkové profily.

Rotační ohýbání s extrakcí

Rotační tažení trubek se provádí na strojích s elektrickými nebo hydraulickými podpěrami pro pohyb přítlačných válců. Ty se používají k dosažení požadované konfigurace a tloušťky vyrobeného prvku.

Rotační tažení vyrábí díly z dutých rotujících tyčí deformovaných válečky na pohyblivém trnu. V současné době se ve většině případů používají CNC rotační tažení. Jejich software zohledňuje odolnost materiálu vůči deformaci. Při výrobě se používají příslušné normy GOST.

Závěr

V malých objemech lze ohýbání trubek provádět pomocí ručního nářadí. V průmyslovém měřítku se to provádí pomocí specializovaných strojů. Před zahájením je nutné vypočítat minimální povolený poloměr ohybu.

Podívejte se na video

MTB10 40, ohýbačka trubek s poloměrem, dobrá a levná ohýbačka trubek,