Profilované rúry sa stávajú čoraz obľúbenejším stavebným materiálom. Používajú sa na stavbu konštrukčných prvkov, ako sú podlahy, nosné rámy a trámy. Toto široké použitie je spôsobené predovšetkým jednoduchou výstavbou, prevádzkou a údržbou konštrukcií, ako aj nízkou hmotnosťou samotných výrobkov.
Je však dôležité pamätať na to, že profilová rúra musí mať zvýšenú pevnosť v ohybe a ako ju vypočítať, bude popísané neskôr v článku.
Odporúčame vám to využiť Online kalkulačka na výpočet pevnosti v ohybe nosníkov rôznych prierezov vyrobených z rúrok.
Vlastnosti a vlastnosti profilových produktov
Profilové rúry sú rúry s prierezom iným ako kruhovým. Najbežnejšie možnosti sú obdĺžnikové a štvorcové. Ako už bolo spomenuté, mimoriadna popularita tohto typu je spôsobená jednou z jeho kľúčových výhod: ľahkou konštrukciou.
Navyše, ich jedinečný tvar výrazne zjednodušuje upevňovanie navzájom k sebe aj k iným povrchom. Tento typ stavebného výrobku sa podľa noriem GOST vyrába zo širokej škály kovov a zliatin. Najčastejšie sa však používajú profilované oceľové rúry vyrobené z uhlíkovej a nízkolegovanej ocele.
Každý kov má dôležitú prirodzenú vlastnosť – svoj bod odporu. Ten môže byť buď minimálny, alebo maximálny. Napríklad ten maximálny je príčinou deformácie v postavených konštrukciách, čo vedie k ohybu a následne k lomu.
Pri ohýbaní je dôležité vyhodnotiť charakteristiky, ako je veľkosť, prierez, typ výrobku, jeho hustota, ako aj tuhosť a flexibilita materiálu. Znalosť všetkých týchto všeobecných vlastností kovu nám pomáha pochopiť, ako sa bude konštrukcia správať počas používania.
Je dôležité si uvedomiť, že pri ohýbaní produktu sa vnútorné časti štruktúry stlačia, ich hustota sa zvýši a samy sa zmenšia. Vonkajšia vrstva sa preto stáva dlhšou, menej hustou, ale roztiahnuteľnejšou.
Centrálne časti si navyše zachovávajú svoje pôvodné vlastnosti aj po ukončení procesu. Preto by sa malo vždy pamätať na to, že v Počas procesu ohýbania nevyhnutne vznikne napätie aj v oblastiach nachádzajúcich sa čo najďalej od neutrálnej zóny.Maximálny tlak bude v tých vrstvách, ktoré sú veľmi blízko tejto neutrálnej osi.
Prípustné polomery ohybu na základe pevnosti materiálu
Normy GOST podrobne upravujú vlastnosti a charakteristiky prvkov, ako aj postupy ich transformácie. Patrí sem aj minimálny polomer ohybu profilovej rúry. Určuje sa na základe podmienok ohybu. Pri ohýbaní s pieskom zabaleným do rúry alebo zahrievaním by mal byť vonkajší priemer aspoň 3,5 DN.
Ak má kapitán schopnosť podať žiadosť špecializované zariadenie (napríklad ohýbačka rúrok), čo umožňuje vykonávanie potrebných operácií bez ohrevu alebo iných dodatočných činností, potom by v tomto prípade mal byť priemer aspoň 4DN.
Ak chcete vytvoriť pomerne strmý ohyb, napríklad na vytvorenie ohnutej kanalizačnej vetvy alebo potrubia, potom by v tomto prípade mal byť priemer aspoň 1DN, pretože ohýbanie sa bude vykonávať inými metódami, najmä s použitím vysokých teplôt.
Hodnoty stanovené štátnymi normami sa samozrejme môžu mierne znížiť, ale v tomto prípade sa musí pevnosť potrubia v ohybe vypočítať veľmi starostlivo. Ak metóda ohýbania umožňuje určité zníženie hrúbky steny o 15 % pôvodnej hodnoty, sú možné odchýlky od normy GOST a samotné ohýbanie sa môže vykonať pod stanovenými hodnotami, čo významne neovplyvní následnú pevnosť.
Použité vzorce a tabuľky
Pre úspešný výpočet priehybu potrubia bez neočakávaných komplikácií je potrebné určiť dĺžku súčiastky. Táto hodnota sa vypočíta pomocou jednoduchého vzorca:
L = 0,0175 × r × α + I
V tomto výraze sú hlavné indikátory reprezentované nasledujúcimi písmenovými výrazmi:
- r – polomer ohybu profilovej rúry (mm);
- α - zodpovedá uhlu, ktorý chcete nakoniec dosiahnuť;
- I – vzdialenosť 100/300 používaná pri práci so špeciálnym zariadením na držanie obrobku.
Pri výpočte priehybu potrubia je dôležitou fázou práce výpočet ohybového prvku.
Pozrite si video
Pri odhadovaní musíme odhadnúť veľkosť časti, ktorú je potrebné ohnúť. Vzorec na to je mimoriadne jednoduchý a vyzerá takto:
U = π × α / 180 (r + DH / 2)
Prvky zahrnuté vo vzorci možno tu znázorniť takto:
- V tomto prípade sa π rovná 3,14;
- α – predstavuje uhol ohybu vyjadrený v stupňoch;
- r – polomer ohybu (mm);
- DH – vonkajší priemer.
Pre pohodlie majstra a pre maximálnu bezpečnosť počas práce, ako aj počas prevádzky postavených konštrukcií z medi a mosadze, GOST obsahujú minimálne hodnoty pre hlavné charakteristiky používané na výpočet pevnosti v ohybe profilovej rúry.
Pre vaše pohodlie sú hlavné charakteristiky potrebné na určenie pevnosti v ohybe profilovej rúry uvedené v tabuľke.
Tabuľka 1.
Zatiaľ čo predchádzajúca tabuľka obsahovala primárne pevné hodnoty pre medené a mosadzné prvky, ďalšia tabuľka bude obsahovať údaje pre oceľové prvky. Táto tabuľka umožňuje odhadnúť ohybové zaťaženie profilovej rúry (GOST č. 3262/75).
Tabuľka 2.
Ako už bolo spomenuté, hrúbka steny hrá kľúčovú úlohu pri výpočte pevnosti v ohybe štvorcového potrubia (rovnako ako okrúhleho potrubia). Nasledujúca tabuľka preto umožňuje zohľadniť pri výpočtoch hrúbku steny aj priemer.
Tabuľka 3.
Technológia ohýbacieho procesu
Ako už bolo správne uvedené, akákoľvek deformácia kovovej konštrukcie spôsobuje dodatočné namáhanie jej stien. Na vnútornej vrstve je to spôsobené zvýšením hustoty kovu v dôsledku kompresie, zatiaľ čo na vonkajšej vrstve platí opak: napätie, ktoré znižuje hustotu kovu.
Počas ohýbania sa tvar prierezu mení podľa očakávania. To platí pre okrúhle, obdĺžnikové a štvorcové rúry. Pri posledných dvoch nie sú tieto zmeny veľmi výrazné, čo neplatí pre okrúhle rúry.
Takto sa profil prstenca stáva oválnym. Je pozoruhodné, že najväčšiu zmenu tvaru možno pozorovať priamo v ohybe a čím ďalej od neho, tým bližšie prierez zostane k svojmu pôvodnému tvaru.
Pozrite si video
Je však dôležité presne posúdiť silu nárazu a stupeň deformácie potrubia, aby sa predišlo zbytočným zlomeniam a deformáciám. Pri súčiastke s priemerom do 20 mm by stupeň oválnej deformácie nemal presiahnuť 15 %.
S rastúcim profilom sa hodnota ďalej znižuje a dosahuje iba 12,5 %. Ďalším dôležitým faktorom je prítomnosť záhybov (tenkostenné výrobky sú na to obzvlášť náchylné). Tento faktor je obzvlášť dôležitý, ak ohýbaná konštrukcia bude slúžiť ako potrubie.
Výsledné záhyby znižujú prietok, zvyšujú odpor voči prúdeniu kvapaliny a zvyšujú upchávanie. Preto pri použití ohybnej rúry na tieto účely je potrebné starostlivo zvážiť výber hrúbky steny.
Aké zaťaženie pôsobí na profilové rúry?
Výpočet pevnosti v ohybe potrubia sa v podstate redukuje na jednoduché určenie maximálneho napätia v danom bode konštrukcie. Je dôležité pochopiť materiál, z ktorého je profil vyrobený, pretože každý materiál má svoju vlastnú nominálnu hodnotu namáhania.
Pre správny výpočet je potrebné použiť správny vzorec. V tomto prípade platí Hookeov zákon, ktorý hovorí, že elastická sila je priamo úmerná deformácii. Výpočetný výraz je nasledovný:
NAPÄTIE = M / W , kde:
- M je hodnota stupňa ohybu pozdĺž osi, pozdĺž ktorej sila pôsobí;
- W je hodnota ohybového odporu meraná pozdĺž tej istej osi.
Ako zistím, či sú moje výpočty správne?
Ako už bolo spomenuté, každý kov alebo zliatina má svoje vlastné hodnoty normálneho napätia. Určenie týchto hodnôt je jednou z hlavných úloh, ktorým čelíte pri rozhodovaní o výstavbe konštrukcie pomocou profilov.
Aby ste si boli istí správnosťou výsledkov, musíte poznať niekoľko dôležitých pravidiel a samozrejme ich dodržiavať.
- Všetky výpočty vykonávajte presne, opatrne a bez uponáhľania. V každej fáze postupujte podľa príslušných vzorcov bez toho, aby ste sa snažili upravovať hodnoty podľa vlastných potrieb.
- Po výpočte pevnosti v ohybe profilovej rúry je potrebné dbať na to, aby získané hodnoty nepresiahli stanovené maximálne hodnoty.
- Zohľadnite materiál, z ktorého je profil vyrobený, hrúbku stien, aby ste predišli jeho zničeniu alebo deformácii, čo v budúcnosti sťaží fungovanie konštrukcie.
- Pred vykonaním výpočtov je potrebné nakresliť schému budúceho prvku. Tento technický výkres umožní presnejšie výpočty a zabráni chybám spojeným s nepochopením tvaru konštrukcie.
Pozrite si video
Dodržiavaním všetkých potrebných pravidiel a bezpečnostných opatrení si aj neprofesionál môže byť istý, že všetky výpočty pevnosti v ohybe potrubia budú presné a výsledok bude úspešný. Neustála kontrola výpočtov a monitorovanie každej fázy práce je kľúčom k úspešnému výsledku.
