שיטות כיפוף צינורות לפי רדיוס

כיום, בייצור מבני מתכת, כיפוף צינורות לאורך הרדיוס משמש כחלופה לריתוך וחיבורים הברגה.

הוא מיוצר באמצעות כלים מיוחדים. אם חתך הרוחב של החומר קטן, משתמשים בכופפי צינורות ידניים.. כאשר קוטר המוצרים משמעותי, משתמשים במכונות.

לרוב, יש צורך לכופף צינורות עגולים וצורתיים.

יסודות תיאורטיים של תהליך הכיפוף

עקב המאמצים הנוצרים במהלך הכיפוף:

• דופן הצינור נמתחת לאורך החלק החיצוני על ידי הכוח המופעל;
• דחוס מבפנים;
• נוצר גם ציר ניטרלי, שבו מצב החומר אינו משתנה.

התנהגות של חתכים עגולים, מרובעים ומלבניים, סוגי כשל

עובי דפנות הצינור בחלק החיצוני של הכיפוף קטן יותר עקב העובדה שהמאמצים הנובעים מכך יוצרים מומנט מתיחה:

1. הדופן החיצונית המדולדלת נוטה להתכופף לכיוון קו האמצע של הצינור. זה גורם לעיוות חתך הרוחב שלו.
2. כאשר חוזק המתיחה של המוצר חורג, הוא נשבר לאורך מישור הכיפוף החיצוני.

עובי דפנות הצינור בצד הפנימי של הכיפוף עולה עקב הופעת מאמץ דחיסה. כאשר חוזק הדחיסה של המוצר חורג, הוא מאבד את קשיחותו המקומית. זה מוביל להיווצרות קפלים עמוקים בצד הפנימי של הצינור הכפוף.

כיצד מתנהגים פרופילים מרובעים ומלבניים?

1. דפנותיהם הצינוריות כפופות למאמץ דחיסה ומתיחה, הן במישורי הכיפוף החיצוניים והן במישורי הכיפוף הפנימיים, עד למקסימום.
2. לחומר יש נטייה מוגברת לעיוות, מה שמקשה על הבעלים לשלוט בו.
3. חומר הפרופיל בצד הפנימי של הכיפוף נוטה להתרחב אנכית. הוא גם זורם אופקית לאורך פני הקצה של המוצר. מאמצים אלה דוחפים את דפנות הצינור המיושרות אנכית למקומן. זה גורם לעיוות החתך המרובע, ולקבל צורה טרפזית.
4. חתכים מלבניים ומרובעים מעבירים בצורה גרועה כוחות הידוק בין לסתות הכיפוף וההידוק.
5. הפרופיל נוטה להחליק לאורך הנעל בתחילת הכיפוף. זה יכול לגרום לחיכוך, מה שמוביל לבלאי של הציוד.

התנהגות של חומר בעל חתך עגול כאשר הוא כפוף:

1. החומר מתעוות פחות באזורים עם המאמץ הגבוה ביותר. אזורי הדחיסה/מתיחה המרביים ממוקמים משיקים לקו האמצע של החתך.
2. הצורה העגולה מאפשרת למתכת לזרום באופן שווה לכל הכיוונים במהלך הכיפוף. זה מאפשר לאמן לשלוט ביתר קלות בתהליכי העיוות של החומר.
3. בשל החתך העגול, הצינור מעביר כוחות היטב בין לסתות הכיפוף וההידוק.
4. כאשר כיפוף צינורות עגולים לאורך רדיוס, הם כמעט ולא מחליקים בכלי.

כיצד לחשב את הרדיוס המינימלי המותר

רדיוס הכיפוף המינימלי של צינור שבו מתרחשת דרגת עיוות קריטית נקבע על ידי היחס:

Rmin=20∙S

בּוֹ:

• Rmin פירושו רדיוס הכיפוף המינימלי האפשרי של המוצר;
• S מציין את עובי הצינור (במ"מ).

לכן, הרדיוס לאורך ציר הצינור האמצעי הוא: R=Rmin+0.5∙Dn. כאן, Dn מציין את הקוטר הנומינלי של המוט העגול.

תנאי מוקדם לחישוב נכון של רדיוס הכיפוף המינימלי הוא הצורך לקחת בחשבון את היחס:

Kt=S:D

כָּאן:

• Kt פירושו מקדם הרזון של מוצרים;
• D מציין את הקוטר החיצוני של הצינורות.

לכן, הנוסחה האוניברסלית לחישוב רדיוס הכיפוף המינימלי המותר היא:

R=20∙Kt∙D+0.5∙Dn.

כאשר הרדיוס הנתון גדול מהערך המתקבל מהנוסחה לעיל, אז ה- שיטת כיפוף צינורות קריםאם הוא נמוך מהערך המחושב, יש לחמם את החומר מראש. אחרת, דפנותיו יתעוותו במהלך הכיפוף.

יש לקחת בחשבון את המקרה שבו פרמטר הדופן הדקה הוא 0.03<Kt< 0.2

1. אז רדיוס הכיפוף המינימלי המותר של מוט חלול, ללא שימוש בכלי מיוחד, צריך להיות: R ≥9.25∙((0.2-Kt)∙0.5).
2. כאשר רדיוס הכיפוף המינימלי קטן מהערך המחושב, אזי השימוש במנדרל הוא חובה.

תיקון רדיוס הכיפוף של צינורות לאחר הסרת העומס, תוך התחשבות בקפיצה (אינרציית יישור), מחושב באמצעות הנוסחה:

Ri=0.5∙Ki∙Do.

כָּאן:

• "דו" פירושו חתך הרוחב של המנדרל;
• Ki הוא מקדם העיוות האלסטי עבור חומר מסוים (על פי ספר העיון).

כָּך:

1. לחישוב משוער של דפורמציה אלסטית עבור צינור פלדה או נחושת עם קדח של עד 4 ס"מ, אומץ מקדם של 1.02.
2. עבור אנלוגים בעלי קוטר פנימי גדול מ-4 ס"מ, נתון זה יהיה שווה ל-1.014.

כדי לדעת את הזווית המדויקת שבה יש לכופף את החומר, תוך התחשבות ברדיוס הסיבוב של הצינור, משתמשים בנוסחה הבאה:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

כָּאן:

• ∆c היא זווית הסיבוב של הציר התיכון;
• Ki הוא מקדם הקפיץ לפי ספר העיון.

כאשר הרדיוס הנדרש גדול פי 2-3 מחתך הרוחב של המוט החלול, נלקח מקדם קפיץ של 40-60.

צפו בסרטון

TG4, מכופף צינורות אלקטרומכני, כיפוף צינורות עבי דופן,

צפו בסרטון הזה ביוטיוב

שיטות כיפוף צינורות לפי רדיוס

ישנן מספר שיטות לכיפוף צינורות לרדיוס.

שימוש במכופפי צינורות ידניים. כלי עבודה ידניים משמשים לייצור צינורות כפופים ביחידה אחת. ניתן לחמם את החומר או לעבד אותו בקור. הכלים מורכבים ממנדרל המצויד בגליל נע המכופף את החומר. הם פועלים על ידי דחיסת המוט. רדיוס הסיבוב של הצינור העגול או המרובע נלקח בחשבון לפני השימוש.

ניתן לעבוד ישירות באתר הבנייה באמצעות מכשירים ניידים בעיצובים שונים.

המכשירים הפשוטים ביותר מסוג מנוף. זרועותיהם הארוכות מאפשרות כיפוף החומר באמצעות כוח אנושי. מכשירים מסוג מנוף מאפשרים כיפוף צינורות בזוויות של עד 180 מעלות, בתנאי שהחומר גמיש (נירוסטה, נחושת, אלומיניום) ובעל קוטר של עד 20 מ"מ.

לכופפי צינורות קשת יש עיצוב מורכב יותר. הם מניחים את הצינור על שני תומכים המסתובבים סביב צירם. מודול הכיפוף, בשילוב עם מוט נע, מפעיל לחץ על חלק המוט הממוקם בין התומכים.

במכשירי קשת מוצלבת, ניתן לכופף מוטות חלולים בעלי חתך רוחב של עד 10 ס"מ בזוויות של עד 90 מעלות.

המוטות שלוחצים על חומר העבודה יכולים להיות:

• בורג מכני;
• הידראולי, מצויד בהנעה ידנית;
• הידראולי, מצויד במנוע חשמלי.

מכשירים חשמליים הם הפרודוקטיביים ביותר. הם מכופפים חומרי עבודה באמצעות מודולים נשלפים בעלי רדיוסים משתנים. חומר העבודה מכופף לזווית הרצויה באמצעות מנדרל מסתובב. אם באתר הבנייה חסר חשמל, ניתן להפעיל את המכשיר באמצעות סוללה.

בעזרת כלי כזה, ניתן לכופף חלקי עבודה בזווית של עד 180 מעלות.

כיפוף במבלטים באמצעות לחיצה

כיפוף ריקנים באורך של עד 70 סנטימטרים ניתן לבצע באמצעות הטבעה. במקרה זה, משתמשים במכבשים הידראוליים או מכניים. שיטה זו מאפשרת ייצור של אלמנטים מבניים בעלי צורות מורכבות.

כיפוף ריק הוא שיטת הכיפוף היקרה ביותר. עם זאת, הוא גם מציע את הפרודוקטיביות הגבוהה ביותר. שיטה זו מאפשרת ייצור של מגוון רחב של מוצרים.

ציוד למכונת כיפוף צינורות

כיפוף צינורות בקנה מידה תעשייתי מתבצע באמצעות מכונות.

כיפוף גלילים. מכונת הכיפוף הנפוצה ביותר היא מכונת הגלגול. מכונות בעלות שלושה גלילים, המיועדות לכיפוף חומרי עבודה ארוכים, הן הנפוצות ביותר. ניתן להשתמש בהן גם לייצור מוצרים צינוריים ספירליים.

חומר העבודה נע דרך גלילים, שמיקומם קובע את רדיוס הכיפוף שלו. בו זמנית, הוא נדחס משני צדדיו על ידי גליל דפורמציה. הוא ממוקם בין הגלילים כדי לאפשר לכופף את חומר העבודה כשהוא תלוי. הגלילים משמשים כתמיכה במהלך עיבוד המתכת.

עיבוד דחיסה

מכונות לכופף חומרי עבודה ברדיוס קטן באמצעות כיפוף דחיסה משמשות לעתים קרובות בייצור. מכונות אלו מעבדות חומרי עבודה בעלי חתך רוחב קטן וגדול כאחד. התהליך כרוך בחימום מקומי של חומרי העבודה ובלחץ צירי בו זמנית.

המכונה מורכבת מ:

• מסגרת שעליה ממוקמת תנור;
• גליל תמיכה;
• זוג מלחציים, הראשון שבהם הוא מלחציים סיבוביים לכיפוף, השני הוא מלחציים להרגיז.

המכשיר מסוגל לכופף אלמנטים בזווית של 180 מעלות. הוא מהדק חומר עבודה בכוח קבוע, ללא קשר לחתך הרוחב שלהם ולגודל הכוח הצירי שנוצר במרכז העיוות במהלך הכיפוף. הציוד יכול לעבד פרופילים מרובעים ומלבניים.

כיפוף סיבובי-חילוץ

שרטוט צינורות סיבובי מבוצע במכונות עם תומכים חשמליים או הידראוליים להזזת גלילי הלחיצה. האחרונים משמשים להשגת התצורה והעובי הרצויים של האלמנט המיוצר.

שרטוט סיבובי מייצר חלקים ממוטות חלולים מסתובבים המעוותים על ידי גלילים על גבי מוט נע. כיום, ברוב המקרים נעשה שימוש במכונות שרטוט סיבובי CNC. התוכנה שלהן מתחשבת בעמידות החומר לעיוות. תקני GOST הרלוונטיים משמשים בייצור.

מַסְקָנָה

בנפחים קטנים, ניתן לבצע כיפוף צינורות באמצעות כלי עבודה ידניים. בקנה מידה תעשייתי, הדבר נעשה באמצעות מכונות ייעודיות. לפני שמתחילים, יש לחשב את רדיוס הכיפוף המינימלי המותר.

צפו בסרטון

MTB10 40, כיפוף צינורות רדיוס, מכופף צינורות טוב וזול,