Гибка профильных труб по радиусу — методика и оборудование

Гибка профильной трубы своими руками

Сам процесс ручной гибки, в этом случае, выглядит следующим образом:

• В подготовленный мерный отрезок трубы, один торец которого заглушен плотной пробкой, засыпается песок или заливается вода.
• После заполнения внутренней полости второй торец заглушается такой же пробкой.
• Далее труба помещается в шаблон – частокол из штырей, в который вводится свободный торец. Орудуя вторым торцом как рычагом можно согнуть край трубы в шаблоне, после чего нужно продвинуть деформируемого изделии далее по шаблону и продолжить операцию тем же образом.

В итоге, труба деформируется. Правда, такой трубогиб для профильной трубы – ручной, с плохо контролируемым усилием изгиба – не гарантирует качество операции, особенно, на протяженных участках.

Кроме того, для гибки труб можно использовать обычный домкрат. Его подводят под два штыря, вбитых в стену.  Заполненную песком или водой трубу укладывают на шток домкрата и поднимают до уровня упоров. После этого шток продолжает движение и выгибает участок трубы.

Такой способ, в сочетании с шаблоном, гарантирует достаточно высокое качество операции, поскольку позволяет контролировать процесс гибки за счет дозирования деформирующего усилия.

Гнем посредствам трубогиба

Если для изготовления теплицы применяются профтрубы большого диаметра, то загнуть ее в ручную будет сложно. Предлагаем ознакомиться с инструкцией как самостоятельно изготовить стандартный трубогиб, его конструкция представляет собой ведущее колесо (оно перемещается по граням сгибая трубу под нужным углом), станицу, транспортёр и прижимные элементы.

Трубогиб бывает:

1. Ручной — предназначен для проведения небольшого объёма работ. Заготовка помещается в транспортёр и зажимается вальцем. Колесо вращается рукояткой, в итоге происходит загибание.
2. Электрический — оборудование рекомендовано для профтруб имеющих большую толщину. Прибор работает от электричества, а колесо вращается электроприводом, поэтому не придётся тратить свои силы. Принцип действия схож с предыдущим, профиль заправляется в транспортёр, он, проходя через прижимную зону изгибается.

При использовании данного устройства углы изнутри и снаружи трубы испытывают равное давление, поэтому изгиб получается высокого качества и не лопается.

Как правильно выполнять гибку труб?

• Если диаметр трубопроката не больше 10 см, то его нужно изначально разогреть до определенной температуры и заполнить полость песком. Благодаря наполнителю будет исключено возникновение поломок, трещин и других изменений;
• Во время нагрева внутри полости будут выделяться газы, поэтому, во избежание взрыва в заглушках, нужно создать несколько отверстий 3-4 мм;
• Рекомендуемое значение для сгиба = тройной радиус;
• Греть трубное изделие нужно только в месте сгиба газовой горелкой;
• Внимательно наблюдайте на процессом, если в месте сгиба присутствует шов;
• После выполнения процедуры, избавьте металлопрокат от возникнувших накалин;
• Если диаметр меньше 8 см, то возможно нагрев даже и не понадобится.

Гибка трубы по радиусу может реализовываться тогда, когда учтены:

1. Диаметр продукта;
2. Толщина стенок;
3. Материал изготовления;
4. Угол сгиба.

Соблюдайте все данные рекомендации и правила техники безопасности, выполняйте необходимые расчеты и тогда Вы сможете выполнить идеальную гибку трубы по радиусу (круглого или профильного типа).

Как рассчитать минимально допустимый радиус

Минимальный радиус гиба трубы, при котором появляется критическая степень деформации, определяет соотношение:

Rmin=20∙S

В нем:

• Rmin означает минимально возможный радиус гиба изделия;
• S обозначает толщину, которой обладает трубопровод (в мм).

Следовательно, радиус по срединной трубной оси равен: R=Rmin 0,5∙Dn. Тут Dn означает условный диаметр круглого стержня.

Обязательное условие, чтобы грамотно вычислить минимальный радиус изгиба — это необходимость принять во внимание соотношение:

Кт=S:D

Тут:

• Кт означает коэффициент тонкостенности изделий;
• D указывает на наружный диаметр труб.

Следовательно, универсальная формула для вычисления минимально допустимого радиуса гибки:

R=20∙Кт∙D 0,5∙Dn.

Когда заданный радиус получается больше, нежели значение, получаемое по приведенной выше формуле, то используется метод холодной гибки труб. Если он меньше рассчитанной величины, материал следует предварительно нагреть. Иначе его стенки при гибке деформируются.

Следует учесть тот случай, когда параметр тонкостенности составляет 0,03<Кт< 0,2

1. Тогда минимально допустимый радиус гибки полого стержня, без использования специального инструмента, должен составлять: R ≥9,25∙((0,2-Кт)∙0,5).
2. Когда минимальный радиус гиба меньше рассчитанного значения, тогда использование оправки обязательно.

Поправка радиуса гибки труб после снятия нагрузки, с учетом пружинения (инерция распрямления), рассчитывается по формуле:

Ri=0,5∙Ki∙Do.

Тут:

• Do означает сечение оправки;
• Ki является коэффициентом упругого деформирования для конкретного материала (по справочнику).

Так:

1. Для примерного вычисления упругой деформации для стальной, медной трубы с проходом до 4 см принимается величина коэффициента 1,02.
2. Для аналогов с внутренним диаметром больше 4 см эта цифра будет равной 1,014.

Чтобы точно знать угол, на который следует гнуть материал, учитывая радиус инерции трубы, применяется формула:

∆=∆c∙(1 1:Ki)

Тут:

• ∆c является углом поворота срединной оси;
• Ki — это коэффициент пружинения по справочнику.

Когда искомый радиус больше сечения полого стержня в 2-3 раза, берется коэффициент пружинения 40-60.

Смотреть видео

Как согнуть профильную трубу под 90 градусов

Профильные трубы с поворотом 90 градусов не имеют острых углов, и смотрятся эстетично.

Сначала необходимо подготовить инструмент — аппарат для сварки, болгарку, диски.

https://www.youtube.com/watch?v=AFHCwZTBe8I

Рассмотрим пошагово процесс загиба профиля.

• Отмечается точка изгиба на заготовке, а на всех сторонах делаются метки поперечных линий. Отмеряется половина ширины, её размер отмечается на первой линии, и на всех поперечных.

• Проводятся радиусные линии — для этого используется циркуль или другой круглый предмет. Данные линии делаются с двух сторон, а также отмечается место, которое будет удаляться.

• Делаются надрезы с одной стороны между двумя метками. После удаляются две боковушки.

• Заготовка немного отгибается в обратном направлении, а затем во внутрь. В итоге выходит прямой угол внутри, и закруглённый снаружи.

• С помощью сварного аппарата, участок изгиба схватывается с обеих сторон, после чего производится сварка всех швов.

• Удаляется шлак, а швы обрабатываются лепестковым зачистным диском.

Этот способ подойдёт, чтобы согнуть своими руками профиль любого размера.

Купить трубу 20х20 в москве. труба квадратная профильная 20х20мм:вес метра, цена за метр и тонну, гост 8639-82.

Методы сгибания труб по радиусу

Процесс сгибания стальных труб по радиусу позволяет придавать им частичную или полную изогнуто-плавную конфигурацию, которая не зависит от формы сечения профиля. Так, при сгибании полого профиля на стальную заготовку, одновременно действует сила, сжимающая ее по внутренней стенке и усилие, растягивающее по внешнему радиусу. Специфика такого процесса состоит в том, что:

• профиль в момент придания ему формы загиба может получить искривление, при котором трубой будет утрачена соосность;
• при растяжении наружной стенки трубы на участке максимального радиуса может произойти разрыв стенки за счет воздействия радиальной силы;
• сдавливаемая внутренняя часть трубы при неравномерном сокращении будет сминаться складками в виде гофры от приложения тангенциальных сил.

Поэтому существуют два основных способа, при которых производиться гибка трубы по радиусу, а именно:

• непосредственно на холодной трубе,
• при разогреве места сгиба.

Холодный способ используют в основном для труб с малым диаметром, но в этом случае необходимо четко знать минимальный радиус гиба трубы по осевой линии.

При разогреве места сгибания создаются более благоприятные условия для процесса заданной деформации, так как металл приобретает достаточную пластичность, снижая вероятность образования различных дефектов. Горячие способы сгибания трубы по радиусу применяют в основном для заготовок большого диаметра, так как эта методика является более затратной и требует большего времени для осуществления единичного гиба.

При использовании обоих способов необходимо знать технологический процесс, который позволит обеспечить равномерное сечение металлической трубы на всем протяжении радиуса искривления и полное отсутствие на стенках трещин и складок.

Оборудование для гибки труб: заводские и самодельные варианты

Классическое приспособление для гибки профильной трубы – это трубогиб. Причем агрегаты подобного типа бывают ручными и механизированными.

У ручных станков от мускульной силы оператора работает и привод подачи трубы (соединенные цепной передачей вальцы) и генератор деформирующего усилия (соединенная с верхним вальцом струбцина).

Механизированный станок для гибки профильной трубы работает на электрическом приводе, который генерирует крутящий момент на подающих вальцах. Генератор прижимного усилия такого агрегата функционирует либо от мускульной силы оператора (струбцина), либо от гидравлического привода (ротационный пресс).

К заводским моделям трубогибов относятся агрегаты из серии «ПГ» (профелегибы).

Причем в быту и промышленности используют следующие модели:

Средняя стоимость подобных станков – 600-700 долларов США. Поэтому большинство домашних мастеров используют не «фабричные» а самодельные трубогибы. Или заказывают услугу у специализированных компаний.

Причем цена гибки профильной трубы зависит от объемов работы, габаритов и конструкционного материала деформируемого изделия и сложности профиля согнутой детали.

Оправка для профиля

Основанием для приспособления станет верстак. Важно, чтобы не только рабочая зона, но и пространство вокруг нее были свободны. Для закрепления оправки придется выполнить в одном крае столешницы верстака несколько близко расположенных отверстий.

Собственно оправка или шаблон выполняется из фанеры. Однако, этот вариант приемлем только в том случае, если предполагается выполнение нескольких деталей.

Простейшая оправка для трубы изготавливается из толстой фанеры или из доски. Такого шаблона хватит на несколько изгибаний

Если же нужно будет согнуть большое количество труб по этому шаблону, оправку лучше всего изготовить из стального уголка. В некоторых случаях профильное изделие необходимо согнуть под разными углами.

Для такой работы понадобится сразу несколько шаблонов, которые следует подготовить заранее. Перед началом работы оправка прочно прикрепляется к основанию с помощью струбцин.

К ее краю надежно фиксируется подлежащая сгибанию труба. После чего производится гибка. Выполняется операция плавно, без резких рывков. Усилие, прикладываемое к трубе, должно нарастать постепенно. В процессе изгибания деталь принимает форму оправки. Для этого потребуется значительное усилие.

Особенности холодного изгибания

Согнуть профиль без нагрева можно разными способами. Проще всего это сделать с использованием специального инструмента, а именно профилегибочного станка. Его можно купить или сделать самостоятельно, что довольно сложно.

Однако, покупка инструмента не оправдает себя, если нужно всего лишь изогнуть несколько деталей. Поэтому многих интересует, как выполняется гибка профильной трубы руками и возможно ли это вообще.

Такая операция вполне возможна. Для ее проведения потребуются простейшие приспособления в виде оправки или гибочной плиты. Их легко можно собрать из подручных материалов. Перед гибкой нужно определиться с наполнителем для трубы.

Если высота ее профиля меньше 10 мм, заполнять деталь не нужно, для изделий с большей высотой наполнитель обязателен. Это может быть песок, подготовленный описанным выше способом, или пружина.

В последнем случае подбирается деталь, выполненная из стали, с плотной навивкой. Ее диаметр должен быть таким, чтобы она плотно входила в полость профильной трубы. Только так она сможет эффективно препятствовать слишком резкому изменению сечения трубы на участке сгиба.

Чтобы по окончанию работы пружину можно было без проблем извлечь, к ее краю перед установкой надежно закрепляют отрезок проволоки.

Теперь нужно определиться с типом приспособления для гибки. Это можно сделать, зная высоту профиля изделия. Для тонкой трубы, с высотой профиля меньше 10 мм, используют гибочную плиту со штырями, выполняющими роль упоров. Они располагаются в соответствии с радиусом изгиба детали. Трубу укладывают между упорами, придавая ей необходимую форму.

Начинают укладывать деталь с средины, так проще выполнить операцию. Потом постепенно продвигаются к краям изделия. Значимый недостаток такого способа изгибания заключается в необходимости приложения значительных усилий.

Кроме того, довольно сложно выполнить изгиб точно по шаблону, очень вероятно, что будут некоторые отклонения от заданной формы.

Трубы с высотой профиля свыше 10, но меньше 25 мм, сгибают с помощью специального оборудования, оснащенного роликом. Оно действует по принципу так называемого станка Вольнова.

Происходит это следующим образом. Деталь надежно закрепляется в тисках. Через ролик на нее подается значительное усилие, которое сгибает элемент. Такой способ позволяет провести сгибание более точно и качественно.

Но и в этом случае придется приложить весьма значительные физические усилия, чтобы получить нужный результат. Если нужно получить деталь с большим радиусом изгиба, например, арку для каркасной конструкции, используются плоскопараллельные пластины или оправка.

Приспособление представляет собой неподвижный шаблон округлой формы, на котором располагаются хомутики, предназначенные для фиксации детали.

Профильная труба с усилием вкладывается в паз, размер которого точно соответствует профилю изделия. Фиксирующие хомуты удерживают фрагменты детали на месте, пока весь элемент не будет уложен в приспособление. Таким образом трубе придается нужная форма.

Если вы владеете элементарными навыками электросварщика, то простой станок для гибки профильного трубопроката можно сделать собственными руками:

Поведение круглого, квадратного и прямоугольного сечения, виды разрушений

1. Ставшая тонкой внешняя стенка тяготеет к выгибу, направленному к срединной оси трубы. Это приводит к тому, что ее поперечное сечение деформируется.
2. Когда предел прочности изделия превышается, оно разрывается по внешней плоскости изгибания.

Толщина трубных стенок на внутренней части гиба становится больше, из-за появления сжимающего напряжения. Когда предел прочности изделия на сжимание превышается, оно утрачивает локальную жесткость. Это приводит к образованию глубоких складок на внутренней плоскости изогнутой трубы.

Как ведут себя квадратный и прямоугольный профиль:

1. Их трубные стенки подвержены сжимающему и растягивающему напряжению, как на наружной, так и на внутренней плоскости изгиба, по максимуму.
2. У материала повышенная склонность к деформациям, мастеру трудно их контролировать.
3. Профильный материал на внутренней стороне изгиба склонен к вертикально направленному расширению. При этом он течет горизонтально вдоль торца изделия. Эти напряжения вдавливают вертикально расположенные трубные стенки. При этом квадрат поперечного сечения деформируется. Он приобретает конфигурацию трапеции.
4. Поперечное сечение прямоугольной и квадратной формы плохо передает зажимные усилия между изгибочной и зажимающей колодкой.
5. Профиль стремится проскользнуть вдоль колодки в начале изгибания. При этом он может ее тереть, что ведет к износу оборудования.

Поведение материала с круглым сечением, когда происходит его изгиб:

1. Материал меньше деформируется на участках наивысшего напряжения. Места максимального сжимания/растягивания расположены по касательной осевой линии к поперечному сечению.
2. Круглая форма дает металлу возможность равномерно растекаться по всем направлениям в ходе изгибания. Благодаря этому мастеру легче контролировать процессы деформации материала.
3. Благодаря поперечному сечению округлой формы труба хорошо передает усилия между изгибочной и зажимающей колодкой.
4. При гибке круглых труб по радиусу, они практически не проскальзывают в инструменте.

Приспособления для гибки

Конструкция сооружения зависит от диаметров, с которыми предстоит взаимодействовать.

Для трубопрокатных материалов с диаметром до 20 мм можно сделать простое приспособление, состоящее из стальных штырей, помещенных в бетонную плиту. Труба, вставленная между штырями, сгибается на нужные размеры.

Но, когда диаметр превышает 20 мм, то для сооружения нужно разработать более сложные конструкции.

Как вариант: пару роликов с круглым боковым сечением на гранях закрепляют на устойчивое мощное основание. Радиус данной грани ролика обязан совпадать с диаметром трубопрокатного изделия, которое необходимо загнуть.

Заготовка вставляется между роликами и ее конец фиксируют. Другой конец крепят к лебедке, и ее приводят в действие. Когда угол на трубе достигает требуемого параметра, лебедку останавливают.

Весь процесс создания данного трубогиба необходимо разделить на следующие этапы.

1. На валах нужно закрепить шестерни и подшипники. Шестерни фиксируют через шпонку. Подшипники советуют приобретать в комплекте с опорами.
2. Шестерни и цепь подходят от любого автомобиля.
3. Используя сварочный аппарат, варится основание, и к нему прикручивают вал прижима.
4. Далее приваривают пружинные гайки и площадку для них.
5. Прикручивают опорные валы внизу.
6. Сооружается натяжная цепь.
7. На финальном этапе приделывают ручку к валу (советуют использовать ручку, которая вращается).

Такое устройство быстро выполняет деформацию путем пропуска через него трубопрокатного изделия.

Рекомендации и возможные ошибки

При изготовлении инструмента своими руками пользователь руководствуется рекомендациями специалистов:

• При сборке транспортера рекомендуется внимательно выполнить установку звездочки цепной передачи, так как ее неправильная фиксация становится причиной поломки оборудования.
• Во время изготовления прижимного механизма рекомендовано строгое соблюдение всех основных размеров, которые указываются в чертежах. При наличии отклонений неневозможно гарантировать точность радиуса изгиба труб.
• После изготовления инструмента за ним рекомендуется обеспечить соответствующий уход, что положительно отобразится на длительности эксплуатации.
• В процессе использования инструмента отслеживается работоспособность всех его частей, а также ограничивается возможность негативного воздействия факторов окружающей среды.
• На состояние устройства негативно влияют осадки, поэтому рекомендовано обеспечить качественную защиту прокатных роликов от влаги. В противном случае будет появляться ржавчина, что негативно отобразится на работе оборудования.
• После работы со станком проводится его очистка от пыли, грязи и песка.
• Если трубогибный станок имеет электрический привод, то для обеспечения его высокой производительности и эффективности в работе рекомендовано регулярное обеспечение профилактики и обслуживания.

Гибка металла – это универсальная процедура, которая позволяет сгибать профтрубы под определенным узлом. При небольшом радиусе можно провести манипуляцию вручную. Если труба имеет толстую стенку и внушительный радиус, то рекомендуется пользоваться трубогибом, который можно приобрести или сделать своими руками.

Ручные трубогибы

Для трубопроката небольшого диаметра используются ручные трубогибы. Оборудование представляет собой переносную конструкцию, которая оснащается роликами. Принцип работы – сжим стержня. Отличный пример данного оборудования, благодаря которому выполняется гибка трубы по радиусу – CBC OB/KIT.

Работать с этим оборудованием прямо на месте, где будет выполняться установка металлопроката. Существуют ручные рычажные трубогибы. С помощью удлиненных плечей, обрабатываемый трубопрокат до 20 мм диаметром легко гнется до 180 градусов (медь, алюминий).

Пример такого инструмента – C.B.C. UNI 22. Арбалетные трубогибы имеют конструкцию посложнее. Там изделие кладут на две опоры, которые перемещаются на нужное расстояние. Данный вид позволяет обрабатывать изделия диаметром до 100 мм и гнуть их до 90 градусов.

Хороший пример — CBC OB/85S (работает с изделиями из меди и нержавеющей стали). Не можете определиться, какое из перечисленных оборудований Вам может пригодиться?  Читайте статью «Как выбрать трубогиб», советы и рекомендации специалистов Вам обязательно помогут.

Самодельные трубогибы

Самодельные аппараты для гибки труб конструируют на основе трехвальцовой схемы, реализованной в промышленных трубогибах.

Сборку такой конструкции начинают с производства каркаса – прямоугольника, изготовленного из четырех швеллеров, соединенных сваркой.

На изготовленный каркас, по центру, наваривают П-образный кронштейн, в центр верхней планки которого вваривают гайку – основу будущей струбцины.  В эту гайку вкручивают винт с маховиком. Пята винта контактирует с подвижной плитой, которая перемешается в пазах боковых стенок П-образного кронштейна.

По бокам от П-образного кронштейна наваривают стержневые кронштейны, которые будут удерживать подающие вальцы. Крепление вальцов осуществляется с помощью винтов. Причем с одной стороны на вальцы монтируют звездочки цепной передачи (можно использовать детали от велосипеда).

В финале на подающие вальцы надевают цепь и крепят к одной из звездочек рукоять, с помощью которой генерируют момент вращения на валу.

Схема работы такого агрегата очень проста:

• Деформируемую трубу укладывают на подающие вальцы и поджимают деформирующим роликом, затягивая винт струбцины.
• После этого, вращая рукоять подающей системы, прокатывают всю трубу сквозь зону деформации.
• При необходимости вышеописанные действия повторяют еще раз.

В итоге, труба гнется, а владелец оборудования экономит от 500 до 700 долларов США.

Технология гибки профильной трубы машинным способом

В основе процесса механической гибки лежит контролируемая деформация тела трубы, осуществляемая на особых станках-трубогибах. Деформируемое изделие помещают на два «транспортных» вальца и прижимают (сверху или снизу) деформирующим вальцом.

Причем деформирующий валец располагается между транспортной парой (чаще всего по центру) и сгибает расположенную «в воздухе» трубу, используя транспортные вальцы как опорные поверхности.

Контролируя скорость подачи тубы и  прижимное усилие можно влиять и на степень «кривизны» трубы, и на производительность процесса. Причем радиусная гибка профильных труб, как правило, происходит за несколько «проходов. Изделие деформируется постепенно, поэтому трубу «заправляют» в систему подачи станка несколько раз и, прокатывая сквозь зону деформации, увеличивают степень кривизны изделия. Результат контролируется шаблоном, к которому прикладывают «полусогнутую» трубу.

При этом внешние габариты тела трубы практически не меняются, а в теле изделия накапливаются практически неощутимые усталостные деформации. Ну а сама процедура реализуется в «холодном» состоянии.

Причем при определенной сноровке, используя мощные, гидравлические трубогибы для профильных труб, изделие можно «скрутить» даже в кольцо.

Однако, подобные манипуляции с профильной трубой возможны с оглядкой на минимальный радиус кривизны изгиба, который вычисляют по внешним габаритам деформируемого изделия. Стоит выйти за этот «минимальный радиус» и в теле трубы появятся трещины, а собранная из таких изделий металлоконструкция развалится под своим весом.

Трубогиб

Инструмент позволяет согнуть металлическую профильную трубу в домашних условиях правильно. Принцип работы оборудования основан на оказании большого давления на одну или несколько точек, что обеспечивает ее изгиб. Инструмент имеет компактные размеры, что упрощает процесс его использования в домашнем хозяйстве.

Существуют ручные и гидравлические трубогибы. Второй вариант агрегатов имеет больший коэффициент полезного действия. Производятся электрические аналоги, которые упрощают процесс изгибания металла и не требуют участия мастера. При одноразовом проведении процедуры их покупка нецелесообразна.

Трубогиб придает трубе плавности линий. В металлоизделие засыпается мелкий песок, а его отверстия закрываются с двух сторон деревянными пробками или простым брусом. При выборе пробки рекомендуется следить за тем, чтобы ее длина в два раза превышала радиус.

Это устранит возможность деформации профтрубы. Далее с двух концов просверливаются небольшие отверстия, с помощью которых обеспечивается выход газа. В местах будущего изгиба делается разметка. Затем проводится прогревание необходимого участка и загиб.

Выводы и полезное видео по теме

Сгибаем трубу с помощью оправки из стальных уголков:

Как сделать легко и быстро сделать самодельный трубогиб:

Простейший способ изгибания профильной трубы:

Способов ручного изгибания профилированных труб довольно много. И все они имеют общий недостаток: требуется очень большое усилие для их сгибания. Физически неподготовленный мастер может и не справиться с такой работой. Изгибание деталей с помощью специализированных устройств намного проще, точнее и не требует особых физических усилий.

Проблема в том, что стоимость такого оборудования достаточно велика. Поэтому покупать прибор только для того, чтобы выполнить разовую работу, безусловно, нерентабельно. Лучший вариант – аренда специализированного оборудования, что позволит за небольшую плату получить профильные изделия, согнутые точно по шаблону.

Если у вас есть необходимые навыки, поделитесь, пожалуйста, опытом с нашими читателями. Форма для отзывов расположена под статьей. Там же можно задать вопрос по теме статьи, а мы постараемся оперативно на него ответить.