Metode de îndoire a țevilor după rază

În zilele noastre, în producția de structuri metalice, îndoirea țevilor de-a lungul razei este utilizată ca alternativă la sudură și conexiuni filetate.

Este produs folosind unelte speciale. Dacă secțiunea transversală a materialului este mică, se utilizează mașini de îndoit țevi manuale.. Când diametrul produselor este semnificativ, se utilizează mașini.

Cel mai adesea, este nevoie să îndoiți țevi rotunde și modelate.

Fundamentele teoretice ale procesului de îndoire

Din cauza solicitărilor care apar în timpul încovoierii:

• peretele țevii este întins pe exterior de forța aplicată;
• comprimat pe interior;
• se formează și o axă neutră, pe care starea materialului nu se modifică.

Comportarea secțiunilor circulare, pătrate și dreptunghiulare, tipuri de cedare

Grosimea pereților țevii pe partea exterioară a cotului devine mai mică datorită faptului că tensiunile rezultate creează un moment de întindere:

1. Peretele exterior subțiat tinde să se îndoaie spre linia centrală a țevii. Acest lucru duce la deformarea secțiunii transversale a acesteia.
2. Când rezistența la tracțiune a produsului este depășită, acesta se rupe de-a lungul planului exterior de îndoire.

Grosimea pereților țevii pe partea interioară a curbei crește datorită apariției solicitării de compresiune. Când rezistența la compresiune a produsului este depășită, acesta își pierde rigiditatea locală. Acest lucru duce la formarea unor cute adânci pe partea interioară a țevii curbate.

Cum se comportă profilele pătrate și dreptunghiulare?

1. Pereții lor tubulari sunt supuși la solicitări de compresiune și tracțiune, atât pe planul exterior, cât și pe cel interior de încovoiere, la maximum.
2. Materialul are o tendință crescută la deformare, ceea ce face dificilă controlul acesteia de către meșter.
3. Materialul profilat din interiorul curbei tinde să se extindă vertical. De asemenea, curge orizontal de-a lungul feței frontale a produsului. Aceste solicitări împing pereții țevii aliniați vertical la locul lor. Acest lucru face ca secțiunea transversală pătrată să se deformeze, luând o formă trapezoidală.
4. Secțiunile transversale dreptunghiulare și pătrate transmit slab forțele de strângere între fălcile de îndoire și cele de strângere.
5. Profilul tinde să alunece de-a lungul pantofului la începutul curburii. Acest lucru poate cauza frecare, ducând la uzura echipamentului.

Comportarea unui material cu secțiune transversală circulară la îndoire:

1. Materialul se deformează mai puțin în zonele cu cea mai mare solicitare. Zonele de compresie/întindere maximă sunt situate tangente la linia centrală a secțiunii transversale.
2. Forma rotundă permite metalului să curgă uniform în toate direcțiile în timpul îndoirii. Acest lucru permite meșterului să controleze mai ușor procesele de deformare ale materialului.
3. Datorită secțiunii transversale rotunde, țeava transmite bine forțele între fălcile de îndoire și cele de strângere.
4. La îndoirea țevilor rotunde de-a lungul unei raze, acestea practic nu alunecă în unealtă.

Cum se calculează raza minimă admisă

Raza minimă de îndoire a unei țevi la care apare un grad critic de deformare este determinată de raportul:

Rmin=20∙S

În ea:

• Rmin reprezintă raza minimă de îndoire posibilă a produsului;
• S reprezintă grosimea conductei (în mm).

Prin urmare, raza de-a lungul axei centrale a țevii este: R = Rmin + 0,5∙Dn. Aici, Dn reprezintă diametrul nominal al tijei rotunde.

O condiție prealabilă pentru calcularea corectă a razei minime de îndoire este necesitatea de a lua în considerare raportul:

Kt=S:D

Aici:

• Kt reprezintă coeficientul de subțire a produselor;
• D indică diametrul exterior al țevilor.

Prin urmare, formula universală pentru calcularea razei minime de îndoire admise este:

R=20∙Kt∙D+0,5∙Dn.

Când raza dată este mai mare decât valoarea obținută din formula de mai sus, atunci metoda de îndoire a țevilor la receDacă este mai mică decât valoarea calculată, materialul trebuie preîncălzit. În caz contrar, pereții acestuia se vor deforma în timpul îndoirii.

Este necesar să se ia în considerare cazul în care parametrul peretelui subțire este 0,03<Kt< 0,2

1. Atunci raza minimă admisă de îndoire a unei tije tubulare, fără utilizarea unei scule speciale, ar trebui să fie: R ≥9,25∙((0,2-Kt)∙0,5).
2. Când raza minimă de îndoire este mai mică decât valoarea calculată, atunci utilizarea unui dorn este obligatorie.

Corecția razei de îndoire a țevilor după îndepărtarea sarcinii, ținând cont de revenirea elastică (inerția de îndreptare), se calculează folosind formula:

Ri = 0,5∙Ki∙Do.

Aici:

• Do înseamnă secțiunea transversală a dornului;
• Ki este coeficientul de deformare elastică pentru un anumit material (conform manualului de referință).

Aşa:

1. Pentru un calcul aproximativ al deformării elastice pentru o țeavă de oțel sau cupru cu un alezaj de până la 4 cm, se adoptă un coeficient de 1,02.
2. Pentru analogii cu un diametru intern mai mare de 4 cm, această cifră va fi egală cu 1,014.

Pentru a cunoaște unghiul exact la care trebuie îndoit materialul, ținând cont de raza de girație a țevii, se utilizează următoarea formulă:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

Aici:

• ∆c este unghiul de rotație al axei mediane;
• Ki este coeficientul arcului conform cărții de referință.

Când raza necesară este de 2-3 ori mai mare decât secțiunea transversală a tijei tubulare, se ia un coeficient de elasticitate de 40-60.

Urmărește videoclipul

TG4, mașină electromecanică de îndoit țevi, îndoirea țevilor cu pereți groși,

Urmărește acest videoclip pe YouTube

Metode de îndoire a țevilor după rază

Există mai multe metode pentru îndoirea țevilor la o anumită rază.

Utilizarea mașinilor manuale de îndoit țevi. Sculele manuale sunt utilizate pentru producția de țevi îndoite dintr-o singură bucată. Materialul poate fi încălzit sau prelucrat la rece. Sculele constau dintr-un dorn echipat cu o rolă mobilă care îndoaie materialul. Acestea funcționează prin comprimarea tijei. Raza de girație a țevii rotunde sau pătrate este luată în considerare înainte de utilizare.

Puteți lucra direct pe șantier folosind dispozitive mobile de diferite modele.

Cele mai simple dispozitive de tip pârghie. Brațele lor lungi permit îndoirea materialului folosind forța umană. Dispozitivele de tip pârghie permit îndoirea țevilor la unghiuri de până la 180 de grade, cu condiția ca materialul să fie flexibil (oțel inoxidabil, cupru, aluminiu) și să aibă un diametru de până la 20 mm.

Mașinile de îndoit țevi tip arbaletă au un design mai complex. Acestea plasează țeava pe două suporturi care se rotesc în jurul axei lor. Modulul de îndoire, cuplat cu o tijă mobilă, aplică presiune pe secțiunea tijei situată între suporturi.

În dispozitivele cu arbaletă, este posibilă îndoirea tijelor goale cu o secțiune transversală de până la 10 cm la unghiuri de până la 90 de grade.

Tijele care apasă pe piesa de prelucrat pot fi:

• șurub mecanic;
• hidraulic, echipat cu acționare manuală;
• hidraulic, echipat cu motor electric.

Dispozitivele electrice sunt cele mai productive. Acestea îndoaie piesele de prelucrat folosind module detașabile cu raze variabile. Piesa de prelucrat este îndoită la unghiul dorit folosind un dorn rotativ. Dacă șantierul nu are energie electrică, dispozitivul poate fi alimentat de o baterie.

Cu ajutorul unui astfel de instrument, este posibilă îndoirea pieselor de prelucrat la un unghi de până la 180 de grade.

Îndoirea matrițelor prin presare

Îndoirea semifabricatelor de până la 70 de centimetri lungime poate fi realizată prin ștanțare. În acest caz, se utilizează prese hidraulice sau mecanice. Această metodă permite producerea de elemente structurale cu forme complexe.

Presarea brutelor este cea mai scumpă metodă de îndoire. Cu toate acestea, oferă și cea mai mare productivitate. Această metodă permite producerea unei game largi de produse.

Echipament pentru mașini de îndoit țevi

Îndoirea țevilor la scară industrială se realizează cu ajutorul unor mașini.

Îndoire prin rolă. Cel mai comun tip de mașină de îndoit este mașina de laminat. Mașinile cu trei role, concepute pentru îndoirea pieselor lungi, sunt cele mai frecvent utilizate. Acestea pot fi, de asemenea, utilizate pentru a produce produse tubulare spiralate.

Piesa de prelucrat se mișcă prin intermediul unor role, a căror poziție determină raza sa de îndoire. Simultan, este comprimată pe ambele părți de un cilindru de deformare. Acesta este poziționat între role pentru a permite îndoirea piesei de prelucrat în timp ce este suspendată. Rolele acționează ca suport în timpul prelucrării metalelor.

Prelucrarea prin compresie

Mașinile care îndoiesc piese cu raze mici folosind îndoirea prin compresie sunt adesea utilizate în producție. Aceste mașini prelucrează piese cu secțiuni transversale atât mici, cât și mari. Procesul implică încălzirea localizată a pieselor și presiunea axială simultană.

Mașina este alcătuită din:

• un cadru cu un încălzitor amplasat pe el;
• rolă de susținere;
• o pereche de cleme, prima dintre ele fiind o clemă rotativă de îndoire, a doua fiind o clemă de răsturnare.

Dispozitivul este capabil să îndoiască elemente la un unghi de 180º. Acesta fixează piesele de prelucrat cu o forță constantă, indiferent de secțiunea lor transversală și de magnitudinea forței axiale generate la epicentrul deformării în timpul îndoirii. Echipamentul poate prelucra profile pătrate și dreptunghiulare.

Îndoire prin extracție rotativă

Tragerea țevilor rotative se execută pe mașini cu suporturi electrice sau hidraulice pentru deplasarea rolelor de presare. Acestea din urmă sunt utilizate pentru a obține configurația și grosimea dorite a elementului produs.

Tragerea prin rotație produce piese din tije rotative goale, deformate de role pe un dorn în mișcare. În prezent, în majoritatea cazurilor se utilizează mașini de tras rotative CNC. Software-ul acestora ia în considerare rezistența materialului la deformare. Standardele GOST relevante sunt utilizate în fabricație.

Concluzie

În volume mici, îndoirea țevilor se poate realiza folosind unelte manuale. La scară industrială, aceasta se realizează folosind mașini specializate. Înainte de a începe, este necesar să se calculeze raza minimă de îndoire admisă.

Urmărește videoclipul