Metode savijanja cijevi po radijusu

Danas se u proizvodnji metalnih konstrukcija savijanje cijevi duž radijusa koristi kao alternativa zavarivanju i navojnim spojevima.

Proizvodi se pomoću posebnih alata. Ako je presjek materijala mali, koriste se ručni savijači cijevi.. Kada je promjer proizvoda značajan, koriste se strojevi.

Najčešće je potrebno savijati okrugle i oblikovane cijevi.

Teorijske osnove procesa savijanja

Zbog naprezanja koja nastaju tijekom savijanja:

• stijenka cijevi se rasteže duž vanjske strane primijenjenom silom;
• komprimirano iznutra;
• također se formira neutralna os na kojoj se stanje materijala ne mijenja.

Ponašanje kružnih, kvadratnih i pravokutnih presjeka, vrste loma

Debljina stijenki cijevi na vanjskom dijelu zavoja postaje manja zbog činjenice da nastala naprezanja stvaraju vlačni moment:

1. Stanjena vanjska stijenka teži savijanju prema središnjoj liniji cijevi. To uzrokuje deformaciju njezinog poprečnog presjeka.
2. Kada se prekorači vlačna čvrstoća proizvoda, on se lomi duž vanjske ravnine savijanja.

Debljina stijenki cijevi s unutarnje strane zavoja povećava se zbog pojave tlačnog naprezanja. Kada se prekorači tlačna čvrstoća proizvoda, on gubi lokalnu krutost. To dovodi do stvaranja dubokih nabora s unutarnje strane savijene cijevi.

Kako se ponašaju kvadratni i pravokutni profili?

1. Njihove cjevaste stijenke su maksimalno izložene tlačnom i vlačnom naprezanju, kako na vanjskoj tako i na unutarnjoj ravnini savijanja.
2. Materijal ima povećanu sklonost deformaciji, što majstoru otežava kontrolu nad njim.
3. Profilni materijal s unutarnje strane zavoja teži vertikalnom širenju. Također teče horizontalno duž čeone površine proizvoda. Ta naprezanja guraju vertikalno poravnate stijenke cijevi na svoje mjesto. To uzrokuje deformaciju kvadratnog presjeka, koji poprima trapezoidni oblik.
4. Pravokutni i kvadratni presjeci slabo prenose sile stezanja između savijajućih i steznih čeljusti.
5. Profil ima tendenciju klizanja po cipeli na početku savijanja. To može uzrokovati trenje, što dovodi do trošenja opreme.

Ponašanje materijala kružnog presjeka prilikom savijanja:

1. Materijal se manje deformira u područjima najvećeg naprezanja. Područja maksimalne kompresije/istezanja nalaze se tangentno na središnju liniju presjeka.
2. Okrugli oblik omogućuje metalu ravnomjerno tečenje u svim smjerovima tijekom savijanja. To obrtniku omogućuje lakšu kontrolu procesa deformacije materijala.
3. Zbog okruglog presjeka, cijev dobro prenosi sile između čeljusti za savijanje i stezanje.
4. Prilikom savijanja okruglih cijevi duž radijusa, one praktički ne klize u alatu.

Kako izračunati minimalni dopušteni radijus

Minimalni radijus savijanja cijevi pri kojem se javlja kritični stupanj deformacije određen je omjerom:

Rmin=20∙S

U njemu:

• Rmin znači najmanji mogući radijus savijanja proizvoda;
• S označava debljinu cjevovoda (u mm).

Stoga je polumjer duž srednje osi cijevi: R=Rmin+0,5∙Dn. Ovdje Dn označava nominalni promjer okrugle šipke.

Preduvjet za ispravan izračun minimalnog radijusa savijanja je potreba uzimanja u obzir omjera:

Kt=S:D

Ovdje:

• Kt znači koeficijent tankoće proizvoda;
• D označava vanjski promjer cijevi.

Stoga je univerzalna formula za izračun minimalnog dopuštenog radijusa savijanja:

R=20∙Kt∙D+0,5∙Dn.

Kada je zadani radijus veći od vrijednosti dobivene gornjom formulom, tada metoda hladnog savijanja cijeviAko je manja od izračunate vrijednosti, materijal treba prethodno zagrijati. Inače će se njegove stijenke deformirati tijekom savijanja.

Potrebno je uzeti u obzir slučaj kada je parametar tanke stijenke 0,03 < Kt < 0,2

1. Tada bi minimalni dopušteni radijus savijanja šuplje šipke, bez upotrebe posebnog alata, trebao biti: R ≥9,25∙((0,2-Kt)∙0,5).
2. Kada je minimalni radijus savijanja manji od izračunate vrijednosti, tada je upotreba trna obavezna.

Korekcija radijusa savijanja cijevi nakon uklanjanja opterećenja, uzimajući u obzir povratni tok (inerciju ispravljanja), izračunava se pomoću formule:

Ri=0,5∙Ki∙Do.

Ovdje:

• Do znači presjek trna;
• Ki je koeficijent elastične deformacije za određeni materijal (prema referentnoj knjizi).

Tako:

1. Za približan izračun elastične deformacije čelične ili bakrene cijevi s provrtom do 4 cm, uzima se koeficijent 1,02.
2. Za analoge s unutarnjim promjerom većim od 4 cm, ova će brojka biti jednaka 1,014.

Za točan kut savijanja materijala, uzimajući u obzir radijus savijanja cijevi, koristi se sljedeća formula:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

Ovdje:

• ∆c je kut rotacije središnje osi;
• Ki je koeficijent opruge prema referentnoj knjizi.

Kada je potreban radijus 2-3 puta veći od presjeka šuplje šipke, uzima se koeficijent opruge od 40-60.

Pogledajte video

TG4, elektromehanički savijač cijevi, savijanje cijevi s debelim stijenkama,

Pogledajte ovaj video na YouTubeu

Metode savijanja cijevi po radijusu

Postoji nekoliko metoda za savijanje cijevi u radijus.

Korištenje ručnih savijača cijevi. Ručni alati koriste se za izradu pojedinačnih savijenih cijevi. Materijal se može zagrijavati ili obrađivati ​​na hladno. Alati se sastoje od trna opremljenog pomičnim valjkom koji savija materijal. Djeluju komprimiranjem šipke. Radijus okretanja okrugle ili četvrtaste cijevi uzima se u obzir prije upotrebe.

Možete raditi izravno na gradilištu koristeći mobilne uređaje različitih dizajna.

Najjednostavniji uređaji polužnog tipa. Njihovi dugi krakovi omogućuju savijanje materijala ljudskom silom. Uređaji polužnog tipa omogućuju savijanje cijevi pod kutovima do 180 stupnjeva, pod uvjetom da je materijal fleksibilan (nehrđajući čelik, bakar, aluminij) i ima promjer do 20 mm.

Samostrelni savijači cijevi imaju složeniji dizajn. Cijev se postavlja na dva nosača koji se okreću oko svoje osi. Modul za savijanje, spojen s pomičnom šipkom, vrši pritisak na dio šipke koji se nalazi između nosača.

U samostrelnim uređajima moguće je savijati šuplje šipke presjeka do 10 cm pod kutovima do 90 stupnjeva.

Šipke koje pritiskaju na obradak mogu biti:

• mehanički vijak;
• hidraulički, opremljen ručnim pogonom;
• hidraulički, opremljen elektromotorom.

Električni uređaji su najproduktivniji. Savijaju obratke pomoću uklonjivih modula s različitim radijusima. Obradak se savija pod željenim kutom pomoću rotirajućeg trna. Ako gradilištu nedostaje struje, uređaj se može napajati baterijom.

Pomoću takvog alata moguće je savijati radne dijelove pod kutom do 180 stupnjeva.

Savijanje u kalupima pomoću prešanja

Savijanje radnih komada duljine do 70 centimetara može se postići štancanjem. U tom slučaju koriste se hidraulične ili mehaničke preše. Ova metoda omogućuje proizvodnju konstrukcijskih elemenata složenih oblika.

Prešanje blankova je najskuplja metoda savijanja. Međutim, ona također nudi najveću produktivnost. Ova metoda omogućuje proizvodnju širokog raspona proizvoda.

Oprema za savijanje cijevi

Savijanje cijevi u industrijskoj mjeri provodi se pomoću strojeva.

Savijanje valjcima. Najčešći tip stroja za savijanje je valjački stroj. Najčešće se koriste strojevi s tri valjka, dizajnirani za savijanje dugih obradaka. Također se mogu koristiti za proizvodnju spiralnih cjevastih proizvoda.

Obradak se pomiče kroz valjke čiji položaj određuje njegov radijus savijanja. Istovremeno, s obje strane ga komprimira deformacijski cilindar. Postavlja se između valjaka kako bi se obradak mogao savijati dok je ovješen. Valjci djeluju kao potpora tijekom obrade metala.

Obrada kompresije

Strojevi koji savijaju obratke malog radijusa pomoću tlačnog savijanja često se koriste u proizvodnji. Ovi strojevi obrađuju obratke malih i velikih presjeka. Proces uključuje lokalizirano zagrijavanje obratka i istovremeni aksijalni tlak.

Stroj se sastoji od:

• okvir s grijačem smještenim na njemu;
• potporni valjak;
• par stezaljki, od kojih je prva rotacijska stezaljka za savijanje, a druga stezaljka za nabijanje.

Uređaj je sposoban savijati elemente pod kutom od 180º. Steže obratke konstantnom silom, bez obzira na njihov presjek i veličinu aksijalne sile koja se stvara u epicentru deformacije tijekom savijanja. Oprema može obrađivati ​​kvadratne i pravokutne profile.

Rotacijsko-ekstrakcijsko savijanje

Rotacijsko izvlačenje cijevi izvodi se na strojevima s električnim ili hidrauličkim nosačima za pomicanje valjaka za prešanje. Potonji se koriste za postizanje željene konfiguracije i debljine proizvedenog elementa.

Rotacijskim crtanjem proizvode se dijelovi od šupljih rotirajućih šipki deformiranih valjcima na pokretnom trnu. Trenutno se u većini slučajeva koriste CNC rotacijski strojevi za crtanje. Njihov softver uzima u obzir otpornost materijala na deformaciju. U proizvodnji se koriste relevantni GOST standardi.

Zaključak

U malim količinama, savijanje cijevi može se obaviti ručnim alatima. U industrijskoj mjeri to se radi pomoću specijaliziranih strojeva. Prije početka potrebno je izračunati minimalni dopušteni radijus savijanja.

Pogledajte video