Boruların yarıçapına göre bükme yöntemleri

Günümüzde metal yapıların üretiminde, kaynak ve dişli bağlantılara alternatif olarak boruların yarıçap boyunca bükülmesi yöntemi kullanılmaktadır.

Özel aletler kullanılarak üretilir. Malzemenin kesit alanı küçükse, manuel boru bükme aletleri kullanılır.. Ürünlerin çapı önemli olduğunda makineler kullanılır..

Çoğu zaman, yuvarlak ve şekilli boruların bükülmesi gerekir.

Bükme işleminin teorik temelleri

Eğilme sırasında oluşan gerilimler nedeniyle:

• Uygulanan kuvvet nedeniyle boru duvarı dış yönde gerilir;
• İçten sıkıştırılmış;
• Ayrıca, malzemenin durumunun değişmediği bir nötr eksen de oluşur.

Dairesel, kare ve dikdörtgen kesitlerin davranışı, arıza türleri

Dirseğin dış kısmındaki boru duvarlarının kalınlığı, oluşan gerilimlerin çekme momenti yaratması nedeniyle azalır:

1. İncelmiş dış duvar, borunun merkez çizgisine doğru bükülme eğilimindedir. Bu da kesitinin deforme olmasına neden olur.
2. Ürünün çekme dayanımı aşıldığında, dış bükme düzlemi boyunca kırılır.

Bükülme bölgesinin iç tarafındaki boru duvarlarının kalınlığı, basınç gerilmesinin başlamasıyla artar. Ürünün basınç dayanımı aşıldığında, yerel rijitliğini kaybeder. Bu da bükülmüş borunun iç tarafında derin kıvrımların oluşmasına yol açar.

Kare ve dikdörtgen profiller nasıl davranır?

1. Boru şeklindeki duvarları, hem dış hem de iç bükülme düzlemlerinde maksimum düzeyde basınç ve çekme gerilimine maruz kalır.
2. Malzeme deformasyona daha yatkın olduğundan, ustanın onu kontrol etmesi zorlaşıyor.
3. Bükümün iç tarafındaki profil malzemesi dikey olarak genişleme eğilimindedir. Ayrıca ürünün uç yüzü boyunca yatay olarak da akar. Bu gerilimler, dikey olarak hizalanmış boru duvarlarını yerine iter. Bu da kare kesitin deforme olmasına ve yamuk bir şekil almasına neden olur.
4. Dikdörtgen ve kare kesitler, bükme ve sıkıştırma çeneleri arasındaki sıkıştırma kuvvetlerini yetersiz bir şekilde iletir.
5. Virajın başlangıcında profil, pabuç boyunca kayma eğilimindedir. Bu durum sürtünmeye ve ekipman aşınmasına yol açabilir.

Dairesel kesitli bir malzemenin büküldüğünde gösterdiği davranış:

1. Malzeme, en yüksek gerilme bölgelerinde daha az deformasyona uğrar. Maksimum sıkıştırma/gerilme bölgeleri, kesitin merkez çizgisine teğet konumdadır.
2. Yuvarlak şekil, metalin bükme sırasında her yöne eşit şekilde akmasını sağlar. Bu da zanaatkarın malzemenin deformasyon süreçlerini daha kolay kontrol etmesine olanak tanır.
3. Yuvarlak kesiti sayesinde boru, bükme ve sıkıştırma çeneleri arasında kuvvetleri iyi bir şekilde iletir.
4. Boruları belirli bir yarıçap boyunca bükerken, alet içinde neredeyse hiç kayma olmaz.

İzin verilen minimum yarıçap nasıl hesaplanır?

Bir borunun kritik derecede deformasyona uğradığı minimum bükme yarıçapı şu oranla belirlenir:

Rmin=20∙S

İçinde şunlar var:

• Rmin, ürünün mümkün olan en küçük bükme yarıçapını ifade eder;
• S, boru hattının kalınlığını (mm cinsinden) ifade eder.

Dolayısıyla, orta boru ekseni boyunca yarıçap şu şekildedir: R=Rmin+0.5∙Dn. Burada Dn, yuvarlak çubuğun nominal çapını ifade eder.

Minimum eğilme yarıçapını doğru hesaplamanın ön koşullarından biri, şu oranın dikkate alınmasıdır:

Kt=S:D

Burada:

• Kt, ürünlerin incelik katsayısını ifade eder;
• D, boruların dış çapını gösterir.

Dolayısıyla, izin verilen minimum eğilme yarıçapını hesaplamak için evrensel formül şöyledir:

R=20∙Kt∙D+0.5∙Dn.

Verilen yarıçap, yukarıdaki formülden elde edilen değerden büyük olduğunda, soğuk boru bükme yöntemiHesaplanan değerden düşükse, malzeme önceden ısıtılmalıdır. Aksi takdirde, bükme sırasında duvarları deforme olur.

İnce duvar parametresinin 0,03 < Kt < 0,2 olduğu durumu dikkate almak gereklidir.

1. O halde, özel bir alet kullanılmadan, içi boş bir çubuğun izin verilen minimum bükme yarıçapı şu olmalıdır: R ≥9.25∙((0.2-Kt)∙0.5).
2. Minimum bükme yarıçapı hesaplanan değerden küçük olduğunda, mandrel kullanımı zorunludur.

Yük kaldırıldıktan sonra boruların bükülme yarıçapının, geri yaylanma (doğrulma ataleti) dikkate alınarak düzeltilmesi şu formül kullanılarak hesaplanır:

Ri=0.5∙Ki∙Do.

Burada:

• "Do" ifadesi, mandrelin kesitini ifade eder;
• Ki, belirli bir malzeme için elastik deformasyon katsayısıdır (kaynak kitaba göre).

Bu yüzden:

1. Çapı 4 cm'ye kadar olan çelik veya bakır boruların elastik deformasyonunun yaklaşık hesaplaması için 1,02 katsayısı benimsenmiştir.
2. İç çapı 4 cm'den büyük olan analoglar için bu değer 1,014'e eşit olacaktır.

Borunun atalet yarıçapını da dikkate alarak malzemenin bükülmesi gereken tam açıyı belirlemek için aşağıdaki formül kullanılır:

∆=∆c∙(1+1:Ki)

Burada:

• ∆c, orta eksenin dönme açısıdır;
• Ki, referans kitabına göre yay katsayısıdır.

İstenilen yarıçap, içi boş çubuğun kesit alanından 2-3 kat daha büyük olduğunda, 40-60 arasında bir yay katsayısı alınır.

Videoyu izleyin

TG4, elektromekanik boru bükme makinesi, kalın duvarlı boruları bükmek için kullanılır.

Bu videoyu YouTube'da izleyin.

Boruların yarıçapına göre bükme yöntemleri

Boruları belirli bir yarıçapa bükmek için çeşitli yöntemler vardır.

Manuel boru bükme aletleri kullanılarak. Bükülmüş boruların tek parça üretiminde el aletleri kullanılır. Malzeme ısıtılabilir veya soğuk olarak işlenebilir. Aletler, malzemeyi büken hareketli bir silindirle donatılmış bir mandrelden oluşur. Çubuk sıkıştırılarak çalışırlar. Yuvarlak veya kare borunun dönme yarıçapı kullanımdan önce dikkate alınır.

Çeşitli tasarımlara sahip mobil cihazları kullanarak doğrudan şantiyede çalışabilirsiniz.

En basit kaldıraç tipi cihazlar. Uzun kolları, malzemenin insan gücüyle bükülmesine olanak tanır. Kaldıraç tipi cihazlar, malzemenin esnek (paslanmaz çelik, bakır, alüminyum) ve çapı 20 mm'ye kadar olması koşuluyla, boruları 180 dereceye kadar açılarla bükmeye olanak tanır.

Yaylı boru bükme makineleri daha karmaşık bir tasarıma sahiptir. Boruyu, kendi eksenleri etrafında dönen iki destek üzerine yerleştirirler. Bükme modülü, hareketli bir çubukla birlikte, destekler arasında kalan çubuk bölümüne basınç uygular.

Yaylı tüfeklerde, kesit alanı 10 cm'ye kadar olan içi boş çubukların 90 dereceye kadar açılarla bükülmesi mümkündür.

İş parçasına baskı uygulayan çubuklar şunlar olabilir:

• mekanik vida;
• hidrolik, manuel tahrikli;
• Elektrik motoruyla donatılmış hidrolik sistem.

Elektrikli cihazlar en verimli olanlardır. Değişken yarıçaplara sahip çıkarılabilir modüller kullanarak iş parçalarını bükerler. İş parçası, dönen bir mandrel yardımıyla istenen açıya bükülür. Şantiyede elektrik yoksa, cihaz bir batarya ile çalıştırılabilir.

Bu tür bir alet yardımıyla, iş parçalarını 180 dereceye kadar bir açıyla bükmek mümkündür.

Presleme yöntemiyle kalıplarda bükme

70 santimetreye kadar uzunluktaki levhaların bükülmesi, presleme yöntemiyle gerçekleştirilebilir. Bu durumda hidrolik veya mekanik presler kullanılır. Bu yöntem, karmaşık şekillere sahip yapısal elemanların üretimine olanak tanır.

Presleme yöntemi, en pahalı bükme yöntemidir. Ancak aynı zamanda en yüksek verimliliği de sunar. Bu yöntem, çok çeşitli ürünlerin üretimine olanak tanır.

Boru bükme makinesi ekipmanı

Endüstriyel ölçekte boru bükme işlemi makineler kullanılarak gerçekleştirilir.

Rulo bükme. En yaygın bükme makinesi türü, haddeleme makinesidir. Uzun iş parçalarını bükmek için tasarlanmış üç silindirli makineler en sık kullanılanlardır. Bunlar ayrıca spiral boru ürünleri üretmek için de kullanılabilir.

İş parçası, bükülme yarıçapını belirleyen bir konumda bulunan silindirler arasından geçer. Aynı anda, bir deformasyon silindiri tarafından her iki taraftan sıkıştırılır. İş parçasının askıda bükülmesine olanak sağlamak için silindirler arasına yerleştirilmiştir. Silindirler, metal işleme sırasında destek görevi görür.

Sıkıştırma işlemi

Üretimde sıklıkla kullanılan makineler, sıkıştırma bükme yöntemiyle küçük yarıçaplı iş parçalarını bükmektedir. Bu makineler hem küçük hem de büyük kesitli iş parçalarını işleyebilir. İşlem, iş parçalarının lokal olarak ısıtılmasını ve eş zamanlı eksenel basıncın uygulanmasını içerir.

Makine şunlardan oluşmaktadır:

• Üzerinde ısıtıcı bulunan bir çerçeve;
• destek silindiri;
• İki adet kelepçe; birincisi bükme döner kelepçesi, ikincisi ise sıkıştırma kelepçesidir.

Bu cihaz, elemanları 180º açıyla bükebilme özelliğine sahiptir. İş parçalarını, kesitlerinden ve bükme sırasında deformasyonun merkezinde oluşan eksenel kuvvetin büyüklüğünden bağımsız olarak, sabit bir kuvvetle sıkıştırır. Cihaz, kare ve dikdörtgen profilleri işleyebilir.

Döner ekstraksiyon bükme

Döner boru çekme işlemi, presleme silindirlerini hareket ettirmek için elektrikli veya hidrolik desteklere sahip makinelerde gerçekleştirilir. Bu silindirler, üretilen elemanın istenen şeklini ve kalınlığını elde etmek için kullanılır.

Döner çekme yöntemi, hareketli bir mandrel üzerindeki silindirler tarafından şekillendirilen içi boş dönen çubuklardan parçalar üretir. Günümüzde çoğu durumda CNC döner çekme makineleri kullanılmaktadır. Bu makinelerin yazılımları, malzemenin deformasyona karşı direncini dikkate alır. Üretimde ilgili GOST standartları kullanılır.

Çözüm

Küçük hacimli boru bükme işlemleri el aletleriyle yapılabilir. Endüstriyel ölçekte ise bu işlem özel makineler kullanılarak gerçekleştirilir. Başlamadan önce, izin verilen minimum bükme yarıçapının hesaplanması gereklidir.

Videoyu izleyin