Гибкий.ру Основные технологии гибки труб
Гибку труб можно выполнить разными способами. Выбор того или иного метода зависит от таких факторов, как:
- диаметр трубы;
- качественные показатели прочности трубы после гибки и ее долговечность;
- материал заготовки;
- предельно допустимая деформация объекта;
- профиль;
- радиус сгиба;
- толщина стенок;
- требуемая точность гибки.
- Горячая гибка труб.
Этот способ гибки труб применяют в тех ситуациях, когда использование трубогибочных агрегатов, работающих с холодным материалом, невозможно. Горячий метод достаточно трудоемок. Он предполагает предварительный разогрев трубы и использование наполнителей. В качестве последнего часто выступает очищенный речной песок. Важно, чтобы в нем отсутствовали органические объекты и слишком мелкие частицы (при повышении температуры они могут спекаться и пригорать к поверхности), а также влага (из-за нагревания заготовки она может превратиться в пар и критически повысить давление в трубе).
Во время сгибания труба подвергается воздействию температуры примерно в 900 °С. Длина рабочего участка зависит от сечения и радиуса гибки. При этом необходимо исключить пережоги или повторное нагревание – это снижает качество изделия. Когда все манипуляции выполнены и труба приобретает нужную конфигурацию, из нее извлекаются заглушки, убирается песок и промывается ее внутренняя поверхность.
- Холодная гибка труб.
Этот способ гибки труб имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущим: он более технологичен, процесс занимает меньше времени, а такая производительность способствует снижению затрат на выполнение работ. Холодным методом сгибают заготовки из пластичных цветных металлов. Например, медь и алюминий имеют высокий показатель ковкости, поэтому трубы из этого материала легко поддаются деформированию и без предварительного нагрева.
Если быть откровенным, то сгибание снижает качественные показатели труб и вызывает их некоторые дефекты. Чаще всего встречаются:
- истончение внешней по отношению к изгибу стенки;
- образование гофровых неровностей на внутренней по отношению к изгибу стенке;
- изменение формы полости трубы (проход может стать не круглым, а овальным).
Тонкостенные изделия из мягких металлов особенно подвержены деформациям, поэтому способы гибки труб с такой особенностью предполагают обязательное использование механического стабилизатора – дорна.
Дорн – это специальный элемент оснастки, который размещают в рабочем участке полости трубы на время гибки для того, чтобы не произошло производственной деформации ее стенок. Конструкция дорна может быть жесткой или гибкой.
Жесткий дорн – это стержень, выполненный из твердого материала. С одного края рабочей стороны имеет закругленную форму. Устанавливается в полость трубы в точку изгиба. Гибкий дорн также выполнен из твердого металла, но на краю имеет один или несколько гнущихся сегментов в форме сфер или полусфер специальной конфигурации.
Рекомендуем статьи по металлообработке
- Марки сталей: классификация и расшифровка
- Марки алюминия и области их применения
- Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска
Находясь во время работы внутри трубы, он обеспечивает сохранность формы ее стенок. Когда гибка завершена, дорн подлежит извлечению. В процессе выталкивания шарики дополнительно выравнивают внутреннюю поверхность изделия. Применение гибкого дорна несколько сложнее –требуется устройство по его автоматическому управлению, встроенное в трубогибочный аппарат.
Установки, работающие с использованием дорна, бывают только стационарного типа. Способ гибки труб при этом может быть автоматическим или полуавтоматическим. Наиболее производительные и дорогостоящие агрегаты оснащены системой ЧПУ, которая отслеживает и контролирует все технические моменты рабочего процесса.
Виды оборудования для гибки труб
Все гибочные агрегаты можно разделить на три группы в соответствии с типом привода:
- Устройства с прокатным приводом. Такие приспособления имеют ручное управление. С их помощью можно выполнить гибку тонкостенных металлических или полимерных труб малого диаметра. Плюсы такого оборудования: низкая себестоимость работ, возможность сделать все своими руками. Минусы – необходимость применения физической силы мастера, малый диапазон диаметров труб, невозможность работы с заготовками нестандартных размеров.
- Устройства с механическим (гидравлическим) приводом. Способ гибки труб с их применением считается универсальным. Профессиональные устройства такого типа используются в строительстве, промышленности и других областях. Плюсы гидравлических установок: более высокая производительность, чем у предыдущего вида гибочных станков, за единицу времени обрабатывается большое количество заготовок, есть возможность работы с трубами крупного сечения. Минус один, но весомый: при выходе из строя гидравлического цилиндра его нельзя починить – только полная замена.
- Устройства с электрическим приводом. Электромеханические агрегаты часто можно встретить на площадках капитального строительства и на промышленных предприятиях. Способы гибки труб при помощи оборудования такого типа отличаются высокой точностью, качеством готовой продукции и большой производительностью. Сегодня существует немало моделей электромеханических гибочных станков. Некоторые из них справляются даже с трубами большого диаметра, причем точность такой манипуляции очень высока. Минусом устройства этого типа является его низкая мобильность, которая обусловлена весом станка и необходимостью подключения к сети электропитания.
В соответствии с принципом действия оборудование делится на следующие виды:
- Автоматическое – управление устройством осуществляется системой с ЧПУ, предварительно настроенной мастером. Производственный контроль проводится автоматически, при помощи датчиков.
- Рычажное – имеет ручное управление, воздействие на объект происходит с применением физической силы мастера. При работе с тонкостенными заготовками этим способом гибки труб можно достичь угла в 180°.
- Арбалетное – придает заготовке форму угла в 90°. Это устройство не занимает много места. С его помощью можно обрабатывать заготовки из полимеров и цветных металлов.
- Гидравлическое – воздействие на трубу происходит при помощи гидроцилиндрического станка.
- Арочное – устройство с ручным управлением. Гибка происходит за счет пропуска трубы через шаблонный сегмент.
- Трехвалковое (роликовое) – агрегат с ручным приводом, оказывает воздействие на обрабатываемую деталь при помощи системы из трех роликов. Использование этого способа гибки труб позволяет обрабатывать заготовки из твердых металлов, сокращает риск появления трещин или деформаций.
- Пружинное – изготовлено из пружинной стали. Во время работы в полость трубы помещают пружину, затем мастер прикладывает физическую силу для изменения формы заготовки. Такой метод обработки подходит для бесшовных заготовок небольшого диаметра.
Гибка труб
содержание ..
100 101
102
103
104
105
106
107
108
109 ..
ГИБКА ТРУБ
В сельскохозяйственных машинах широко применяют трубы, изогнутые под
разными углами и с разными радиусами; их используют главным образом как
трубопроводы, по которым циркулируют разные жидкости. Изогнутые трубы
должны удовлетворять основным требованиям — прочности и герметичности
(плотности).
Трубы гнут вручную и на станках в холодном или горячем состояниях. Одним
из существенных моментов, влияющих на качество работы при изгибе труб,
является правильный выбор радиуса изгиба, зависящий от диаметра, толщины
стенки и металла трубы. Если металл обладает большим удлинением, труба
лучше поддается изгибу. Для стальных и дуралюминиевых труб диаметром до
20 мм радиус изгиба принимается равным двум наружным диаметрам, т. е. R
= 2 D а для труб диаметром более 20 мм — трем наружным диаметрам, т. е.
R = 3D. В исключительных случаях для труб диаметром до 20 мм радиус
изгиба берут равным диаметру или полутора диаметрам, т. е. R=D или R=.1,5
D.
При гибке труб необходимо соблюдать следующие условия:
1) не допускать вмятин и уменьшения внутреннего диаметра труб; трубы
должны иметь плавные изгибы по определенному радиусу и круглую форму в
местах изгиба;
2) следить за тем, чтобы толщина стенки и диаметр трубы соответствовали
радиусу изгиба;
3) отжигать трубы перед гибкой.
Трубы изгибают вручную, применяя для этого различные приспособления.
Ручное приспособление упрощенной конструкции (рис. 84, а) применяется
для гибки труб в холодном состоянии с наполнителями. Такие
приспособления изготовляются из дерева твердых
пород и предназначаются для изгиба труб
определенного диаметра по кривой большого радиуса.
При помощи ручного приспособления с брусками (рис. 84, б) гнут трубы в
холодном и горячем состояниях с наполнителями, причем трубы изгибают по
различным радиусам кривизны на глаз. Для гибки труб небольшого диаметра
в холодном состоянии бруски делают из дерева твердых пород, а для гибки
труб
больших размеров — из машиноподелочной стали. В
верхнем и нижнем брусках ‘приспособления вытачивают желобы, в которые и
вставляют трубы для гибки; на одном конце бруски соединены между собой
петлей, на другом они стягиваются болтом, продетым через такие же петли
так, чтобы не сдавливать вставляемую между ними трубу.
Рис. 84. Приспособления для гибки труб
Для гибки труб под разными углами широко применяют
приспособления с роликами. Роликовое приспособление (рис. 84, в)
используемся для гибки
труб в горячем и холодном состояниях, причем в холодном состоянии трубы
гнут без наполнителей. Пользуясь этим приспособлением, можно в холодном
состоянии гнуть трубы диаметром до 25 мм.
Роликовое приспособление (рис. 84,г) служит для гибки труб диаметром до
12 мм с радиусом загиба до 30—40 мм в холодном состоянии 1без
наполнителей. Роликовое приспособление обычно снабжается комплектом
гибочных роликов с желобами различных размеров, которые соответствуют
профилю труб и позволяют гнуть трубы разных диаметров и кривизны.
Приведенное на рис. 84, д роликовое приспособление применяется для гибки
труб диаметрам 10—15 мм в холодном состоянии без наполнителей.
При помощи роликовых приспособлений (рис. 84, е, ж) гнут трубы диаметром
15—30 мм в холодном и горячем состояниях с наполнителями.
Трубы гнут по кривой с заданным радиусом. При гибке труб возникает
деформация: внутренняя стенка трубы в месте изгиба сжимается, а внешняя,
наоборот, растягивается (рис. 85). Величина деформации зависит от
свойств металла, толщины стенки, радиуса и угла изгиба труб и способа
гибки.
Трубы гнут двумя способами: с наполнителями и без наполнителей.
Наполнители при гибке труб применяют для того, чтобы предотвратить
образование складок и сплющивание стенок. С наполнителями можно гнуть
трубы любого диаметра. В качестве наполнителей используют просушенный
мелкий речной песок или канифоль.
Трубы с наполнителями обычно гнут при помощи деревянных или стальных
приспособлений как в холодном, так и в горячем состояниях. Трубы в
холодном состоянии гнут без наполнителей или с наполнителями, а в
горячем состоянии — обычно с наполнителями. Только толстостенные трубы,
изгибаемые под большим радиусом, в горячем состоянии можно гнуть без
наполнителей.
Рис. 85. Деформация стенок труб при изгибе
Гибка дуралюминиевых труб, наполненных песком, при помощи различных
приспособлений обычно начинается с того, что трубу отжигают, т. е.
нагревают до 350—400°, и охлаждают на воздухе; затем один ее конец
закрывают деревянной пробкой, а через другой насыпают сухой просеянный
речной песок. При наполнении песком трубу поворачивают и простукивают
молотком, чтобы убедиться, что песок плотно ее заполнил, после чего
второй конец трубы также закрывают деревянной пробкой. При гибке труб с
песком в горячем состоянии необходимо в пробках делать отверстия для
выхода газов, образующихся при нагреве.
Трубу, наполненную песком, закладывают в приспособление и гнут под
требуемым углом. Гнуть трубу следует осторожно, наблюдая за тем, чтобы
на стенке ее в месте изгиба не образовались складки и чтобы наружная
поверхность ее не треснула. Когда труба будет изогнута, вынимают пробки
и освобождают трубу от песка. При гибке с песком в горячем состоянии
необходимо следить, чтобы изгибаемое место трубы было нагрето
равномерно.
Гибка дуралюминиевых труб, наполненных канифолью, начинается так же, как
и гибка труб с песком. Трубу гнут после того, как канифоль остынет. Если
труба гнется плохо, то место изгиба подогревают паяльной лампой. После
того как труба будет изогнута, выплавляют из нее канифоль, начиная с
концов, но ни в коем случае не с середины, в противном случае канифоль
может разорвать трубу. При выплавке канифоли нужно следить также за тем,
чтобы на внутренних стенках трубы не было остатков канифоли. Чтобы
улучшить структуру металла, изогнутые трубы отжигают.
Трубы из стали марок 10 и 20 гнут в холодном и горячем состояниях с
наполнителями и без них. Стальные трубы диаметром до 10 мм .при радиусе
изгиба не менее 50 мм обычно гнут в отожженном состоянии без
наполнителей; трубы диаметром от 10 до 30 мм при радиусе изгиба не менее
200 мм гнут, наполняя их песком; трубы диаметром более 30 мм, также
наполненные песком, гнут в горячем состоянии. Гнуть стальные трубы с
применением канифоли не рекомендуется, так как правка образующихся
складок при изгибе в холодном состоянии крайне затруднительна.
Длина нагреваемого участка зависит от угла гибки и диаметра трубы; при
угле 90° нагревается участок, равный шести диаметрам трубы, при 60° —
четырем диаметрам, при 45° — трем диаметрам, при угле 30° нагревается
участок, равный двум диаметрам трубы.
Место изгиба стальных труб нагревают докрасна при помощи
паяльной лампы. Если нагретая часть при проверке
окажется больше намеченного участка, надо охладить излишнюю часть водой*
иначе трудно получить необходимый радиус закругления.
Медные т р у б ы гнут как в горячем, так и в холодном состояниях; в
последнем случае трубы перед гибкой должны быть предварительно отожжены
при 600—710° и охлаждены в воде или на воздухе. В качестве наполнителя
при гибке в холодном состоянии применяют канифоль, а в горячем состоянии
— просушенный и просеянный песок.
Латунные трубы гнут в горячем и холодном состояниях; в последнем случае
трубы предварительно отжигают при 600—700° и охлаждают на воздухе. В
качестве наполнителей употребляют те же материалы, что и при гибке
медных труб.
Гибка труб с наполнителями отнимает много времени, так как заполнение
труб песком или канифолью, а затем освобождение их От наполнителей и
очистка труб после изгиба представляют собой трудоемкие операции;
поэтому стремятся механизировать процесс гибки труб, применяя
трубогибочные станки.
Станки для гибки труб разделяются на ручные и приводные, Настольный
станок для ручной гибки труб (рис. 86, а) состоит из следующих основных
частей: станины, оправки, стойки, прижима неподвижного и прижима
подвижного. Оправки имеют профиль, соответствующий профилю трубы или
корректированный профиль для получения наименьшей деформации поперечного
сечения трубы. При гибке труб прижимы помещаются между оправкой и
стойкой, закрепленной на станине на требуемом расстоянии. Трубу надевают
на палец и закладывают в оправку до упора или по разметке, затем
устанавливают и закрепляют неподвижный прижим, а подвижный прижим
приводят в соприкосновение с трубой и также зажимают. Поворачивать
рукоятку надо плавно и без рывков. Палец, изготовленный по внутреннему
диаметру трубы, находясь все время в месте загиба, предохраняет трубу от
овальности и складок. При толщине стенки трубы 1—1,5 мм и обычных
радиусах закругления на данном станке можно изгибать трубы диаметром от
10 до 24 мм.
На рис. 86, б показана схема ручного трубогибочного станка для гибки
труб диаметром от 10 до 30 мм. Для гибки труб на этом станке необходима
специальная наладка основных частей станка: оправки, прижимов, гитары,
пальца и контровых дисков. Гибку нужно производить следующим образом:
1) подобрать оправку 8 по заданному радиусу гибки и наружному диаметру
трубы, прижимы 7 и 3 по наружному диаметру трубы, палец 2 по внутреннему
диаметру трубы;
2) отрегулировать длину штанги 1 установочным винтом 10 и контровыми
дисками 9 гитары 11;
3) отвернуть винты 4 и 5 так, чтобы они не мешали установке прижимов;
4) осмотреть трубу, смазать ее изнутри и надеть на штангу 1 и палец 2
5) установить по разметке трубу между прижимами 7 и 3;
6) закрепить конец трубы прижимом 7 и винтом 5;
7) прижать винтом 4 прижим 3 к трубе;
8) вращать рукоятку 6 и оправку 8 до получения заданного угла гибки.
Трубы больших диаметров и без наполнителя гнут на приводных
трубогибочных станках. Принцип работы приводных
станков почти не отличается от принципа работы ручных трубогибочных
станков и сводится к огибанию трубы вокруг специальной оправки с
желобами.
Рис. 86. Станки для гибки труб: а — диаметром от 10
до 24 мм, б — диаметром от 10 до 30 мм
содержание ..
100 101
102
103
104
105
106
107
108
109 ..
Разновидности вальцевых трубогибов и принципы их работы
Оборудование для гибки труб метолом вальцовки функционирует так. В рабочей клети машины устанавливается три ролика (для более сложных, пространственных схем гиба количество роликов увеличивают). Изгибаемая труба пропускается в зазор между роликами, профиль которых должен соответствовать внешнему диаметру трубы.
Вальцевые трубогибы выпускаются:
- С горизонтальной компоновкой, если трубчатый профиль имеет небольшие габаритные размеры (до Ø 60…80 мм);
- С вертикальной компоновкой – для профильных труб, а также с круглым поперечным сечением, но большого внешнего диаметра;
- С симметричным и асимметричным расположением опорных роликов. Асимметричная компоновка позволяет выполнять пространственную гибку трубчатых заготовок.
Наиболее простая, трёхвалковая трубогибочная установка состоит из:
- Станины.
- Приводного электродвигателя.
- Клиноременной передачи.
- Промежуточного вала с маховиком.
- Редуктора.
- Узла приводных опорных валков.
- Верхнего ролика с механизмом его продольной регулировки.
- Противовеса, контролирующего натяжение заготовки в процессе гибки.
- Пульта управления.
Эксплуатационным преимуществом валковых трубогибов является то, что на них возможно выполнить повторный проход полуфабриката для корректировки размерных характеристик процесса гибки.
Для этого согнутую трубу можно вновь пропустить через валки, которые предварительно переустановлены на новое исходное положение. Потребность в повторном проходе появляется тогда, когда в процессе холодной гибки неизвестна интенсивность пружинения металла трубы.
Для осуществления пространственной гибки вальцевые трубогибы комплектуются также спиральными приспособлениями, которые позволяют изменять вертикальное расположение прижимных валков в процессе гибки.
Ввиду чрезвычайной простоты своей кинематической схемы вальцевые трубогибы значительно дешевле роликовых. Малая энергоёмкость процессов гибки труб объясняет небольшие значения рабочих усилий, и, как следствие, применение электродвигателей малой мощности.