Profilli borular giderek daha popüler bir yapı malzemesi haline geliyor. Döşemeler, taşıyıcı çerçeveler ve kirişler gibi yapısal elemanların yapımında kullanılıyor. Bu yaygın kullanımın başlıca nedeni, yapıların kolay inşa edilmesi, işletilmesi ve bakımı ile ürünlerin hafif olmasıdır.
Ancak, profil borusunun artırılmış eğilme dayanımına sahip olması gerektiğini hatırlamak önemlidir ve bunun nasıl hesaplanacağı makalenin ilerleyen bölümlerinde ele alınacaktır.
Bundan faydalanmanızı öneririz. Borulardan yapılmış, çeşitli kesitlere sahip kirişlerin eğilme dayanımını hesaplamak için çevrimiçi bir hesap makinesi..
Profil ürünlerinin özellikleri ve nitelikleri
Profil borular, dairesel olmayan bir kesite sahip borulardır. En yaygın seçenekler dikdörtgen ve karedir. Daha önce de belirtildiği gibi, bu türün özellikle popüler olmasının en önemli avantajlarından biri hafif yapısıdır.
Ayrıca, benzersiz şekilleri hem birbirlerine hem de diğer yüzeylere sabitlenmelerini önemli ölçüde kolaylaştırır. GOST standartlarına göre bu tip yapı malzemesi, çok çeşitli metal ve alaşımlardan üretilir. Bununla birlikte, en yaygın kullanılanlar karbon ve düşük alaşımlı çelikten yapılmış profilli çelik borulardır.
Her metalin önemli bir doğal özelliği vardır: direnç noktası. Bu nokta minimum veya maksimum olabilir. Örneğin, maksimum direnç, inşa edilmiş yapılarda deformasyona, bükülmeye ve dolayısıyla kırılmaya neden olur.
Bükme işlemi sırasında, boyut, kesit alanı, ürün tipi, yoğunluğu, malzemenin sertliği ve esnekliği gibi özelliklerin değerlendirilmesi önemlidir. Metalin tüm bu genel özelliklerini bilmek, yapının kullanım sırasında nasıl performans göstereceğini anlamamıza yardımcı olur.
Unutulmaması gereken önemli bir nokta, bir ürünü büktüğünüzde, yapının iç kısımlarının sıkıştığı, yoğunluklarının arttığı ve kendilerinin de boyutlarının küçüldüğüdür. Buna bağlı olarak, dış katman daha uzun, daha az yoğun ancak daha esnek hale gelir.
Dahası, işlem tamamlandıktan sonra bile merkezi bölümler orijinal özelliklerini korur. Bu nedenle, her zaman şu hususun akılda tutulması gerekir: Bükme işlemi sırasında, nötr bölgeden olabildiğince uzak alanlarda bile kaçınılmaz olarak gerilim oluşacaktır.En yüksek basınç, bu nötr eksene çok yakın olan katmanlarda olacaktır.
Malzeme dayanımına bağlı olarak izin verilen bükme yarıçapları
GOST standartları, elemanların özelliklerini ve karakteristiklerini, ayrıca dönüştürme prosedürlerini ayrıntılı olarak düzenler. Bu, profil borunun minimum bükme yarıçapını da içerir. Bu, bükme koşullarına bağlı olarak belirlenir. Borunun içine kum doldurularak veya ısıtılarak bükme yapıldığında, dış çap en az 3,5 DN olmalıdır.
Eğer ustanın uygulama yeteneği varsa özel ekipman (örneğin, boru bükme makinesi)Isıtma veya diğer ek işlemler gerektirmeden gerekli işlemlerin gerçekleştirilmesine olanak sağlayan bir sistem söz konusuysa, bu durumda çapın en az 4DN olması gerekir.
Örneğin, kanalizasyon borusu veya ana boru hattının kıvrımlı bir bölümünü yapmak gibi oldukça dik bir kıvrım yapmak istiyorsanız, bu durumda çap en az 1DN olmalıdır, çünkü kıvrım işlemi çoğunlukla yüksek sıcaklıklar kullanılarak diğer yöntemlerle yapılacaktır.
Elbette, devlet standartlarında belirtilen değerler biraz düşürülebilir, ancak bu durumda borunun eğilme dayanımı çok dikkatli bir şekilde hesaplanmalıdır. Eğilme yöntemi, duvar kalınlığında orijinal kalınlığın %15'ine kadar bir azalmaya izin veriyorsa, GOST standardından sapmalar mümkündür ve eğilme işlemi belirtilen değerlerin altında gerçekleştirilebilir; bu da sonraki dayanımı önemli ölçüde etkilemez.
Kullanılan formüller ve tablolar
Beklenmedik komplikasyonlar olmadan bir borunun deformasyonunu başarıyla hesaplamak için, parçanın uzunluğunu belirlemeniz gerekir. Bu değer basit bir formül kullanılarak hesaplanır:
L = 0.0175 × r × α + I
Bu ifadede, ana göstergeler aşağıdaki harf ifadeleriyle temsil edilmektedir:
- r – profil borusunun bükme yarıçapı (mm);
- α - nihai olarak elde etmek istediğiniz açıya karşılık gelir;
- I – İş parçasını tutmak için özel ekipman kullanılırken kullanılan 100/300 mesafesi.
Bir borunun deformasyonunu hesaplarken, çalışmanın önemli bir aşaması eğilme elemanının hesaplanmasıdır.
Videoyu izleyin
Tahmin yaparken, bükülmesi gereken bölümün boyutunu tahmin etmeliyiz. Bunun formülü son derece basittir ve şu şekildedir:
U = π × α / 180 (r + DH / 2)
Formülde yer alan unsurlar şu şekilde gösterilebilir:
- Bu durumda π'nin 3,14'e eşit olduğu kabul edilmiştir;
- α – derece cinsinden ifade edilen eğilme açısını temsil eder;
- r – bükme yarıçapı (mm);
- DH – dış çap.
İşverenin rahatlığı ve çalışma sırasında azami güvenlik sağlamak amacıyla, ayrıca bakır ve pirinçten yapılmış monte edilmiş yapıların işletimi sırasında, GOST standartları, profil borunun eğilme dayanımını hesaplamak için kullanılan ana özellikler için minimum değerleri içermektedir.
Size kolaylık sağlamak amacıyla, profil borunun eğilme dayanımını belirlemek için gereken temel özellikler tabloda sunulmuştur.
Tablo 1.
Önceki tabloda bakır ve pirinç elemanlar için ağırlıklı olarak sabit değerler bulunurken, bir sonraki tabloda çelik elemanlar için veriler yer alacaktır. Bu tablo, profil borunun eğilme yükünü (GOST No. 3262/75) tahmin etmenizi sağlar.
Tablo 2.
Daha önce de belirtildiği gibi, duvar kalınlığı kare borunun (ve yuvarlak borunun) eğilme dayanımının hesaplanmasında önemli bir rol oynar. Bu nedenle, aşağıdaki tablo hem duvar kalınlığının hem de çapın hesaplamalarda dikkate alınmasına olanak tanır.
Tablo 3.
Bükme proses teknolojisi
Daha önce de doğru bir şekilde belirtildiği gibi, metal bir yapının herhangi bir deformasyonu, yapının duvarlarında ek gerilime neden olur. İç katmanda bu, sıkıştırma nedeniyle metalin yoğunluğunun artmasından kaynaklanırken, dış katmanda bunun tam tersi geçerlidir: gerilme, metalin yoğunluğunu azaltır.
Bükme işlemi sırasında, beklendiği gibi kesit şekli değişir. Bu durum yuvarlak, dikdörtgen ve kare şekilli borular için geçerlidir. Son iki şekil için bu değişiklikler çok belirgin değildir, oysa yuvarlak borular için durum farklıdır.
Halka profilinin oval şeklini alması işte böyle olur. Şekildeki en büyük değişimin doğrudan kıvrım noktasında gözlemlenebileceği ve kıvrım noktasından uzaklaştıkça kesitin orijinal şekline daha yakın kalacağı dikkat çekicidir.
Videoyu izleyin
Ancak, gereksiz kırılmaları ve deformasyonları önlemek için darbe kuvvetini ve boru deformasyon derecesini doğru bir şekilde değerlendirmek önemlidir. Çapı 20 mm'ye kadar olan bir parça için oval deformasyon derecesi %15'ten fazla olmamalıdır.
Profil arttıkça değer daha da azalır ve yalnızca %12,5'e ulaşır. Bir diğer önemli faktör ise kıvrımların varlığıdır (ince duvarlı ürünler özellikle buna karşı hassastır). Bu faktör, bükümlü yapının boru hattı olarak kullanılacak olması durumunda özellikle önemlidir.
Oluşan kıvrımlar akışı azaltır, sıvı akışına karşı direnci artırır ve tıkanmayı artırır. Bu nedenle, bu amaçlar için bükülebilir bir boru kullanılırken, duvar kalınlığının seçimine dikkatlice bakılmalıdır.
Profil borularına hangi yükler etki eder?
Bir borunun eğilme dayanımını hesaplamak, yapının belirli bir noktasındaki maksimum gerilimi belirlemeye dayanır. Her malzemenin kendine özgü bir gerilim derecesi olduğundan, profilin yapıldığı malzemeyi anlamak önemlidir.
Doğru hesaplama yapmak için doğru formülü kullanmanız gerekir. Bu durumda, elastik kuvvetin deformasyonla doğru orantılı olduğunu belirten Hooke yasası geçerlidir. Hesaplama ifadesi aşağıdaki gibidir:
VOLTAJ = M / W , burada:
- M, kuvvetin etki ettiği eksen boyunca meydana gelen bükülme derecesinin değeridir;
- W, aynı eksen boyunca alınan eğilme direnci değeridir.
Hesaplamalarımın doğru olup olmadığını nasıl anlayabilirim?
Daha önce de belirtildiği gibi, her metal veya alaşımın kendine özgü normal gerilme değerleri vardır. Bu değerleri belirlemek, profiller kullanarak bir yapı inşa etmeye karar verdiğinizde karşılaştığınız temel görevlerden biridir.
Sonuçların doğruluğundan emin olmak için birkaç önemli kuralı bilmeniz ve elbette bunlara uymanız gerekir.
- Tüm hesaplamaları doğru, dikkatli ve acele etmeden yapın. Her aşamada, değerleri kendi ihtiyaçlarınıza göre ayarlamaya çalışmadan, ilgili formülleri takip edin.
- Profil borunun eğilme dayanımı hesaplandıktan sonra, elde edilen değerlerin belirlenen maksimum değerleri aşmamasına dikkat edilmelidir.
- Profilin yapıldığı malzemeyi ve duvarların kalınlığını dikkate alın; böylece yapının gelecekte işlevselliğini engelleyecek tahribat veya deformasyonun önüne geçilebilir.
- Hesaplamalara başlamadan önce, gelecekteki elemanın şematik bir çizimini yapmak gereklidir. Bu teknik çizim, yapının şeklinin yanlış anlaşılmasından kaynaklanan hataları önleyerek daha doğru hesaplamalar yapılmasına olanak sağlayacaktır.
Videoyu izleyin
Gerekli tüm kurallara ve güvenlik önlemlerine uyulduğu takdirde, profesyonel olmayanlar bile boru bükme mukavemeti hesaplamalarının doğru olacağından ve sonucun başarılı olacağından emin olabilirler. Hesaplamalarınızı sürekli kontrol etmek ve işin her aşamasını izlemek, başarılı bir sonuç için çok önemlidir.
