Metode upogibanja cevi po polmeru

Dandanes se pri proizvodnji kovinskih konstrukcij upogibanje cevi vzdolž polmera uporablja kot alternativa varjenju in navojnim povezavam.

Izdeluje se s pomočjo posebnih orodij. Če je presek materiala majhen, se uporabljajo ročni upogibniki cevi.. Kadar je premer izdelkov pomemben, se uporabljajo stroji.

Najpogosteje je treba upogniti okrogle in oblikovane cevi.

Teoretične osnove procesa upogibanja

Zaradi napetosti, ki nastanejo med upogibanjem:

• stena cevi se zaradi uporabljene sile raztegne vzdolž zunanje strani;
• stisnjen na notranji strani;
• nastane tudi nevtralna os, na kateri se stanje materiala ne spreminja.

Obnašanje krožnih, kvadratnih in pravokotnih prerezov, vrste odpovedi

Debelina sten cevi na zunanjem delu ovinka se zmanjša zaradi dejstva, da nastale napetosti ustvarjajo natezni moment:

1. Stanjšana zunanja stena se nagiba k upogibanju proti središčni črti cevi. Zaradi tega se njen prečni prerez deformira.
2. Ko je natezna trdnost izdelka presežena, se ta zlomi vzdolž zunanje upogibne ravnine.

Debelina sten cevi na notranji strani ovinka se poveča zaradi nastanka tlačne napetosti. Ko je tlačna trdnost izdelka presežena, izgubi lokalno togost. To vodi do nastanka globokih gub na notranji strani ukrivljene cevi.

Kako se obnašajo kvadratni in pravokotni profili?

1. Njihove cevaste stene so maksimalno izpostavljene tlačnim in nateznim napetostim, tako na zunanji kot na notranji ravnini upogibanja.
2. Material ima povečano nagnjenost k deformacijam, zaradi česar ga obrtnik težko nadzoruje.
3. Profilni material na notranji strani ovinka se nagiba k navpičnemu raztezanju. Prav tako teče vodoravno vzdolž čelne ploskve izdelka. Te napetosti potiskajo navpično poravnane stene cevi na svoje mesto. Zaradi tega se kvadratni prečni prerez deformira in dobi trapezoidno obliko.
4. Pravokotni in kvadratni prerezi slabo prenašajo vpenjalne sile med upogibno in vpenjalno čeljustjo.
5. Profil na začetku upogiba ponavadi drsi po čevlju. To lahko povzroči trenje, kar vodi do obrabe opreme.

Obnašanje materiala s krožnim prečnim prerezom pri upogibanju:

1. Material se manj deformira na območjih z največjo napetostjo. Območja največje kompresije/raztezanja se nahajajo tangencialno na središčno črto prečnega prereza.
2. Okrogla oblika omogoča, da kovina med upogibanjem enakomerno teče v vse smeri. To obrtniku omogoča lažji nadzor nad procesi deformacije materiala.
3. Zaradi okroglega prereza cev dobro prenaša sile med upogibno in vpenjalno čeljustjo.
4. Pri upogibanju okroglih cevi vzdolž polmera praktično ne zdrsnejo v orodju.

Kako izračunati najmanjši dovoljeni polmer

Najmanjši polmer upogiba cevi, pri katerem pride do kritične stopnje deformacije, je določen z razmerjem:

Rmin=20∙S

V njem:

• Rmin pomeni najmanjši možni polmer upogiba izdelka;
• S označuje debelino cevovoda (v mm).

Zato je polmer vzdolž srednje osi cevi: R=Rmin+0,5∙Dn. Tukaj Dn označuje nazivni premer okrogle palice.

Predpogoj za pravilen izračun minimalnega polmera upogiba je upoštevanje razmerja:

Kt=S:D

Tukaj:

• Kt pomeni koeficient tankosti izdelkov;
• D označuje zunanji premer cevi.

Zato je univerzalna formula za izračun najmanjšega dovoljenega polmera upogiba:

R=20∙Kt∙D+0,5∙Dn.

Ko je dani polmer večji od vrednosti, dobljene z zgornjo formulo, potem metoda hladnega upogibanja ceviČe je manjša od izračunane vrednosti, je treba material predhodno segreti. V nasprotnem primeru se bodo njegove stene med upogibanjem deformirale.

Upoštevati je treba primer, ko je parameter tanke stene 0,03 < Kt < 0,2

1. Potem mora biti najmanjši dovoljeni polmer upogibanja votle palice brez uporabe posebnega orodja: R ≥ 9,25∙((0,2-Kt)∙0,5).
2. Kadar je najmanjši polmer upogiba manjši od izračunane vrednosti, je uporaba trna obvezna.

Korekcija polmera upogiba cevi po odstranitvi obremenitve, ob upoštevanju vzmeti (vztrajnost ravnanja), se izračuna po formuli:

Ri=0,5∙Ki∙Do.

Tukaj:

• Do pomeni prečni prerez trna;
• Ki je koeficient elastične deformacije za določen material (po referenčni knjigi).

Torej:

1. Za približni izračun elastične deformacije jeklene ali bakrene cevi z izvrtino do 4 cm se uporabi koeficient 1,02.
2. Za analoge z notranjim premerom večjim od 4 cm bo ta številka enaka 1,014.

Za poznavanje natančnega kota, pod katerim je treba material upogniti, ob upoštevanju polmera vrtenja cevi, se uporablja naslednja formula:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

Tukaj:

• ∆c je kot vrtenja srednje osi;
• Ki je koeficient vzmeti v skladu z referenčno knjigo.

Ko je zahtevani polmer 2-3-krat večji od prečnega prereza votle palice, se vzame koeficient vzmeti 40-60.

Oglejte si videoposnetek

TG4, elektromehanski upogibalnik cevi, upogibanje debelostenskih cevi,

Oglejte si ta videoposnetek na YouTubu

Metode upogibanja cevi po polmeru

Obstaja več metod za upogibanje cevi v polmer.

Uporaba ročnih upogibalcev cevi. Ročno orodje se uporablja za izdelavo posameznih ukrivljenih cevi. Material se lahko segreva ali obdeluje hladno. Orodje je sestavljeno iz trna, opremljenega z gibljivim valjem, ki upogiba material. Deluje s stiskanjem palice. Pred uporabo se upošteva polmer vrtenja okrogle ali kvadratne cevi.

Z uporabo mobilnih naprav različnih izvedb lahko delate neposredno na gradbišču.

Najpreprostejše naprave z vzvodom. Njihove dolge roke omogočajo upogibanje materiala s človeško silo. Naprave z vzvodom omogočajo upogibanje cevi pod kotom do 180 stopinj, če je material prožen (nerjaveče jeklo, baker, aluminij) in ima premer do 20 mm.

Upogibniki cevi s samostrelom imajo bolj zapleteno zasnovo. Cev postavijo na dva nosilca, ki se vrtita okoli svoje osi. Modul za upogibanje, povezan s premično palico, pritiska na del palice, ki se nahaja med nosilcema.

V napravah za samostrele je mogoče upogibati votle palice s prečnim prerezom do 10 cm pod koti do 90 stopinj.

Palice, ki pritiskajo na obdelovanec, so lahko:

• mehanski vijak;
• hidravlični, opremljen z ročnim pogonom;
• hidravlični, opremljen z elektromotorjem.

Električne naprave so najbolj produktivne. Obdelovance upogibajo z uporabo odstranljivih modulov z različnimi polmeri. Obdelovanec se upogne pod želenim kotom z vrtljivim trnom. Če na gradbišču primanjkuje električne energije, lahko napravo napaja baterija.

S pomočjo takega orodja je mogoče obdelovance upogniti pod kotom do 180 stopinj.

Upogibanje v matricah s stiskanjem

Upogibanje surovcev dolžine do 70 centimetrov je mogoče doseči z žigosanjem. V tem primeru se uporabljajo hidravlične ali mehanske stiskalnice. Ta metoda omogoča izdelavo konstrukcijskih elementov kompleksnih oblik.

Stiskanje surovcev je najdražja metoda upogibanja. Vendar pa ponuja tudi najvišjo produktivnost. Ta metoda omogoča proizvodnjo široke palete izdelkov.

Oprema za upogibanje cevi

Upogibanje cevi v industrijskem obsegu se izvaja s stroji.

Upogibanje v valj. Najpogostejša vrsta krivilnega stroja je valjčni stroj. Najpogosteje se uporabljajo trivaljni stroji, namenjeni krivljenju dolgih obdelovancev. Uporabljajo se lahko tudi za izdelavo spiralnih cevastih izdelkov.

Obdelovanec se premika skozi valje, katerih položaj določa njegov polmer upogibanja. Hkrati ga na obeh straneh stisne deformacijski valj. Ta je nameščen med valji, da se obdelovanec lahko upogne, medtem ko je v visečem položaju. Valji delujejo kot opora med obdelavo kovin.

Obdelava stiskanja

V proizvodnji se pogosto uporabljajo stroji, ki upogibajo obdelovance z majhnim polmerom s pomočjo kompresijskega upogibanja. Ti stroji obdelujejo obdelovance majhnih in velikih prerezov. Postopek vključuje lokalizirano segrevanje obdelovancev in hkratni aksialni pritisk.

Stroj je sestavljen iz:

• okvir z grelcem, ki se nahaja na njem;
• podporni valj;
• par sponk, od katerih je prva upogibna rotacijska sponka, druga pa stiskalna sponka.

Naprava lahko upogiba elemente pod kotom 180º. Obdelovance vpenja s konstantno silo, ne glede na njihov prečni prerez in velikost aksialne sile, ki nastane v epicentru deformacije med upogibanjem. Oprema lahko obdeluje kvadratne in pravokotne profile.

Rotacijsko-ekstrakcijsko upogibanje

Rotacijsko vlečenje cevi se izvaja na strojih z električnimi ali hidravličnimi nosilci za premikanje stiskalnih valjev. Slednji se uporabljajo za doseganje želene konfiguracije in debeline izdelanega elementa.

Rotacijsko risanje izdeluje dele iz votlih vrtečih se palic, ki jih deformirajo valji na premikajočem se trnu. Trenutno se v večini primerov uporabljajo CNC rotacijski risalni stroji. Njihova programska oprema upošteva odpornost materiala na deformacijo. V proizvodnji se uporabljajo ustrezni standardi GOST.

Zaključek

Pri majhnih količinah se lahko upogibanje cevi izvaja z ročnim orodjem. V industrijskem obsegu se to izvaja s specializiranimi stroji. Pred začetkom je treba izračunati najmanjši dovoljeni polmer upogibanja.

Oglejte si videoposnetek

MTB10 40, upogibanje cevi z radijem, dober in poceni upogibalnik cevi,