Методи за огъване на тръби по радиус

В днешно време, при производството на метални конструкции, огъването на тръби по радиуса се използва като алтернатива на заваряването и резбовите връзки.

Произвежда се с помощта на специални инструменти. Ако напречното сечение на материала е малко, се използват ръчни огъвачи на тръби.. Когато диаметърът на продуктите е значителен, се използват машини.

Най-често има нужда от огъване на кръгли и профилни тръби.

Теоретични основи на процеса на огъване

Поради напреженията, възникващи по време на огъване:

• стената на тръбата се разтяга по външната страна от приложената сила;
• компресиран отвътре;
• също се образува неутрална ос, върху която състоянието на материала не се променя.

Поведение на кръгли, квадратни и правоъгълни сечения, видове повреди

Дебелината на стените на тръбата по външната част на завоя става по-малка поради факта, че получените напрежения създават опънов момент:

1. Изтънената външна стена има тенденция да се огъва към централната линия на тръбата. Това води до деформация на напречното ѝ сечение.
2. Когато якостта на опън на продукта е превишена, той се счупва по външната равнина на огъване.

Дебелината на стените на тръбата от вътрешната страна на огъването се увеличава поради появата на напрежение на натиск. Когато якостта на натиск на продукта бъде превишена, той губи локална твърдост. Това води до образуване на дълбоки гънки от вътрешната страна на огънатата тръба.

Как се държат квадратните и правоъгълните профили?

1. Тръбните им стени са подложени на максимално напрежение на натиск и опън, както по външната, така и по вътрешната равнина на огъване.
2. Материалът има повишена склонност към деформация, което затруднява занаятчията да го контролира.
3. Профилният материал от вътрешната страна на огъването има тенденция да се разширява вертикално. Той също така тече хоризонтално по челната страна на продукта. Тези напрежения притискат вертикално подравнените стени на тръбата на място. Това води до деформация на квадратното напречно сечение, което приема трапецовидна форма.
4. Правоъгълните и квадратните напречни сечения слабо предават затягащите сили между огъващите и затягащите челюсти.
5. Профилът има тенденция да се плъзга по обувката в началото на завоя. Това може да причини триене, водещо до износване на оборудването.

Поведение на материал с кръгло напречно сечение при огъване:

1. Материалът се деформира по-малко в областите с най-високо напрежение. Зоните на максимално свиване/разтягане са разположени допирателно към централната линия на напречното сечение.
2. Кръглата форма позволява на метала да тече равномерно във всички посоки по време на огъване. Това позволява на занаятчия по-лесно да контролира процесите на деформация на материала.
3. Поради кръглото напречно сечение, тръбата предава добре силите между огъващите и затягащите челюсти.
4. При огъване на кръгли тръби по радиус, те практически не се плъзгат в инструмента.

Как да се изчисли минималният допустим радиус

Минималният радиус на огъване на тръба, при който настъпва критична степен на деформация, се определя от съотношението:

Rmin=20∙S

В него:

• Rmin означава минималния възможен радиус на огъване на продукта;
• S означава дебелината на тръбопровода (в mm).

Следователно, радиусът по средната ос на тръбата е: R=Rmin+0.5∙Dn. Тук Dn означава номиналния диаметър на кръглия прът.

Предпоставка за правилно изчисляване на минималния радиус на огъване е необходимостта да се вземе предвид съотношението:

Kt=S:D

Тук:

• Kt означава коефициентът на тънкост на продуктите;
• D показва външния диаметър на тръбите.

Следователно, универсалната формула за изчисляване на минималния допустим радиус на огъване е:

R=20∙Kt∙D+0,5∙Dn.

Когато даденият радиус е по-голям от стойността, получена от горната формула, тогава метод за студено огъване на тръбиАко е по-малка от изчислената стойност, материалът трябва да се загрее предварително. В противен случай стените му ще се деформират по време на огъване.

Необходимо е да се вземе предвид случаят, когато параметърът на тънката стена е 0,03 < Kt < 0,2

1. Тогава минималният допустим радиус на огъване на кух прът, без използване на специален инструмент, трябва да бъде: R ≥9,25∙((0,2-Kt)∙0,5).
2. Когато минималният радиус на огъване е по-малък от изчислената стойност, тогава използването на дорник е задължително.

Корекцията на радиуса на огъване на тръбите след отстраняване на натоварването, като се вземе предвид пружинното отстъпване (инерцията при изправяне), се изчислява по формулата:

Ri=0.5∙Ki∙Do.

Тук:

• Do означава напречното сечение на дорника;
• Ki е коефициентът на еластична деформация за специфичен материал (според справочника).

И така:

1. За приблизително изчисление на еластичната деформация за стоманена или медна тръба с отвор до 4 см се приема коефициент 1,02.
2. За аналози с вътрешен диаметър по-голям от 4 см, тази цифра ще бъде равна на 1,014.

За да се знае точният ъгъл, под който материалът трябва да се огъне, като се вземе предвид радиусът на извиване на тръбата, се използва следната формула:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

Тук:

• ∆c е ъгълът на въртене на средната ос;
• Ki е коефициентът на пружиниране според справочника.

Когато необходимият радиус е 2-3 пъти по-голям от напречното сечение на кухия прът, се взема коефициент на пружиниране 40-60.

Гледайте видеото

TG4, електромеханична машина за огъване на тръби, огъване на дебелостенни тръби,

Гледайте това видео в YouTube

Методи за огъване на тръби по радиус

Има няколко метода за огъване на тръби по радиус.

Използване на ръчни огъващи машини за тръби. Ръчните инструменти се използват за производство на единични огънати тръби. Материалът може да се нагрява или обработва студено. Инструментите се състоят от дорник, снабден с движеща се ролка, която огъва материала. Те работят чрез компресиране на пръта. Радиусът на въртене на кръглата или квадратната тръба се взема предвид преди употреба.

Можете да работите директно на строителната площадка, използвайки мобилни устройства с различен дизайн.

Най-простите устройства с лостов тип. Дългите им рамена позволяват огъването на материала с помощта на човешка сила. Лостовите устройства позволяват огъване на тръби под ъгъл до 180 градуса, при условие че материалът е гъвкав (неръждаема стомана, мед, алуминий) и има диаметър до 20 мм.

Огъвачите на тръби тип „арбалет“ имат по-сложен дизайн. Те поставят тръбата върху две опори, които се въртят около оста си. Модулът за огъване, съчетан с подвижен прът, прилага натиск върху секцията на пръта, разположена между опорите.

В устройствата за арбалет е възможно да се огъват кухи пръти с напречно сечение до 10 см под ъгли до 90 градуса.

Прътите, които притискат детайла, могат да бъдат:

• механичен винт;
• хидравличен, оборудван с ръчно задвижване;
• хидравличен, оборудван с електрически двигател.

Електрическите устройства са най-продуктивни. Те огъват детайли с помощта на сменяеми модули с различни радиуси. Детайлът се огъва до желания ъгъл с помощта на въртящ се дорник. Ако на строителната площадка липсва електричество, устройството може да се захранва от батерия.

С помощта на такъв инструмент е възможно да се огъват детайли под ъгъл до 180 градуса.

Огъване в матрици чрез пресоване

Огъването на заготовки с дължина до 70 сантиметра може да се осъществи чрез щамповане. В този случай се използват хидравлични или механични преси. Този метод позволява производството на конструктивни елементи със сложни форми.

Пресоването на заготовки е най-скъпият метод за огъване. Той обаче предлага и най-висока производителност. Този метод позволява производството на широка гама от продукти.

Оборудване за огъване на тръби

Огъването на тръби в индустриален мащаб се извършва с помощта на машини.

Огъване на ролка. Най-разпространеният тип огъваща машина е валцовъчната машина. Най-често се използват триролкови машини, предназначени за огъване на дълги детайли. Те могат да се използват и за производство на спирални тръбни продукти.

Детайлът се движи през ролки, чието положение определя радиуса му на огъване. Едновременно с това, той се компресира от двете страни от деформационен цилиндър. Той е разположен между ролките, за да позволи на детайла да се огъва, докато е окачен. Ролките действат като опора по време на металообработка.

Обработка на компресия

Машини, които огъват детайли с малък радиус чрез компресионно огъване, често се използват в производството. Тези машини обработват детайли както с малки, така и с големи напречни сечения. Процесът включва локализирано нагряване на детайлите и едновременно аксиално налягане.

Машината се състои от:

• рамка с нагревател, разположен върху нея;
• опорен валяк;
• чифт скоби, първата от които е огъваща ротационна скоба, втората е обсадна скоба.

Устройството е способно да огъва елементи под ъгъл от 180º. Затяга детайли с постоянна сила, независимо от тяхното напречно сечение и големината на аксиалната сила, генерирана в епицентъра на деформация по време на огъване. Оборудването може да обработва квадратни и правоъгълни профили.

Ротационно-екстракционно огъване

Ротационното изтегляне на тръби се извършва на машини с електрически или хидравлични опори за движение на притискащите ролки. Последните се използват за постигане на желаната конфигурация и дебелина на произвеждания елемент.

Ротационното чертане произвежда части от кухи въртящи се пръти, деформирани от ролки върху движещ се дорник. В момента в повечето случаи се използват CNC ротационни машини за чертане. Техният софтуер отчита устойчивостта на материала на деформация. В производството се използват съответните ГОСТ стандарти.

Заключение

В малки обеми огъването на тръби може да се извърши с ръчни инструменти. В индустриален мащаб това се прави с помощта на специализирани машини. Преди да започнете, е необходимо да се изчисли минималният допустим радиус на огъване.

Гледайте видеото