Как определить минимальный радиус гиба трубы

Основные свойства нержавеющих труб

Нержавеющая сталь – металл, обладающий множеством качеств, делающих его незаменимым в медицине, промышленности, сфере ЖКХ или в быту. Основными свойствами стали являются: устойчивость к механическим воздействиям, стойкость к коррозии и агрессивным средам, возможность выдерживать высокие температуры.

Данные качества появились у нержавеющей стали благодаря основному элементу – хрому, а также иным легирующим добавкам, входящим в ее состав. Они делают изделия из нержавейки гладкими и приятными на ощупь.

https://www.youtube.com/watch?v=7sPaA_TtGQw

Обратите внимание: нержавеющая сталь не взаимодействует с окружающей средой и безопасна для продуктов питания.

Гибка труб из нержавеющей стали имеет несколько преимуществ:

  • готовое изделие не имеет дефектов;
  • более низкая себестоимость работ по сравнению со сваркой, где требуется дополнительная обработка шва спецсредствами;
  • новейшее листогибочное оборудование позволяет осуществлять изгиб заготовок и создавать самые сложные металлические профили;
  • гибка нержавеющих труб ускоряет процесс производства, снижает процент брака и трудоемкость работ.

Гибка профилей из нержавейки имеет и недостатки, проявляющиеся в большей мере у тонкостенной продукции. Они выражаются в истончении стенок изделия, изменении его формы, а также в том, что:

  • изделия приобретают овальную форму;
  • растягиваясь в процессе изгиба, наружная стенка становится тоньше;
  • внутренняя сторона покрывается складками и изломами;
  • изделия из нержавеющей стали пружинят, поэтому уже по окончании гибки профиль меняет угол поворота и радиус изгиба.

Недостатки негативно сказываются на внешнем виде нержавеющих труб, а истончение стенок уменьшает ее прочность. Овальная форма снижает пропускную способность профиля и создает повышенное давление в системе.

Рекомендовано к прочтению

Для предотвращения таких изменений и сохранения округлой формы трубы применяют современные методы, которые не дают изделию деформироваться. Один из них заключается в заполнении нержавеющего профиля перед сгибанием упругим твердым материалом. Он должен изнутри не дать изделию потерять форму.

Таким наполнителем может стать: песок, резина, раскрошенная пробка, а иногда и вода. Для того чтобы наполнитель не высыпался, концы профиля затыкают пробкой. Наружный же сдвиг стенок ограничивают внешним фиксирующим роликом.

Жесткий наполнитель дает лучший эффект, поэтому такой метод приобрел большее распространение. Впрочем, сгибание нержавеющих заготовок, как правило, происходит с совмещением обеих защит – наружной и внутренней. Это приводит к оптимальному результату.

Выбираем конструкцию

Можно ли сделать самодельный трубогиб? Да, но только в том случае, если будут использоваться соответствующие расходные материалы. Основная задача такой конструкции – выдержать нагрузки и выполнить деформацию поверхности профиля. Еще одним немаловажным фактором является простота изготовления. Поэтому специалисты рекомендуют выбирать трубогиб с конфигурацией, показанной на чертеже.

Принцип работы устройства заключается в изменении геометрии стального профиля с помощью давления среднего вала, расположенного на регулируемой станине.

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

Для изготовления понадобятся следующие материалы:

  1. Корпус представляет собой стальные пластины толщиной от 3 мм. Они образуют единую конструкцию с помощью сварки.
  2. Валики лучше всего изготовить под заказ в токарной мастерской. Ширина их рабочей поверхности зависит от размеров профильных труб. Рекомендуется брать небольшой запас.
  3. На вертикальную станину монтируется червячный вал.
  4. Цепная передача с велосипедными «звездочками» — они будут крепиться к крайним валикам.

По завершению сварки станины и вертикальной стойки необходимо установить крайние валы на подшипники. К ним же привариваются велосипедные шестерни, монтируется цепь. Для прокрутки профиля необходима ручка, которая крепится к одному из валов.

После установки центральной станины выполняется пробная гибка профиля. Сначала рекомендуется брать тонкостенные изделия (до 1,2 мм) с небольшими размерами. С помощью среднего прижима устанавливается максимальный радиус изгиба. Стоит отметить, что потребуется приложить большие физические усилия для первичной деформации.

Выполнив первичный излом необходимо продолжить деформацию по всей длине . Для этого необходимо проворачивать ручку, расположенную на одном из крайних валов. После проведения испытаний выполняется визуальный контроль целостности стального изделия.

На видео можно ознакомиться с примером изготовления подобной конструкции

Трубогиб своими руками.

Однако при достаточно большом объеме работы рекомендуется приобрести заводские модели гидравлического типа. Они обладают хорошими эксплуатационными характеристиками, надежны в работе, не требуют подключения к электросети. Подобный трубогиб профильной трубы предназначен для постоянного использования.

Как изогнуть профильную трубу без специального станка

Цена готового трубогиба высока, но этот инструмент можно сделать своими руками. С другой стороны, этого инструмента в самый нужный момент может попросту не оказаться под руками и что делать в такой ситуации?

Предлагаю, в качестве примера, рассмотреть уникальную технологию деформации профильного проката для сборки поликарбонатового навеса.

Почему именно навеса? Дело в том, что способ о котором хочу рассказать, имеет ограничения по радиусу сгиба и заготовить комплектующие для не получится, а вот согнуть заготовки под сборку ферм навеса — запросто.

Рассмотрим этапы, перечисленные на схеме подробнее.

  • На начальном этапе заготавливаем профильный прокат
    с прямоугольным сечением под основание фермы;
  • Заготовку измеряем в длину и в соответствии с замерами разбиваем на 6 равных фрагментов, как это показано на фото;
  • Подготавливаем вертикальные опоры;

На фото вы можете увидеть расчет и коэффициент уменьшения длины опор. Это очень важный момент, так как нарезка опор в соответствии с приведенными расчётами позволяет гнуть любые трубы, не опасаясь сминаний их стенок.

  • Привариваем вертикальные опоры
    на основание фермы по предварительно нанесённым отметкам;
  • Подготавливаем отрезок профильной трубы, который предстоит гнуть;
  • Прикладываем заготовку к вертикальным опорам с обеих концов основания фермы;
  • Прихватываем трубу к первой опоре;
  • Затем привариваем трубу к последней опоре, постепенно ее сгибая, наваливаясь весом тела
    .
  • Балка, к которой будет прихватываться дуга, должна быть надежно закреплена, так как работа на подвижной балке не обеспечит точность сгиба;
  • Балка, на которую будут навариваться опоры, должна изготавливаться из профильной трубы с сечением не менее 50 на 50 мм из расчёта выгибания трубы с сечением 20 на 20 мм;
  • Если работаете в одиночку, один из концов сгибаемой заготовки перевязываем верёвкой, пока направляем ее к следующей опоре;
  • Вертикальные стойки к балке привариваем под углом 90°;
  • Коэффициенты, применённые для расчета длины вертикальных стоек, актуальны, независимо от размеров готовой конструкции;
  • Собранная конструкция настолько прочна что может впоследствии работать без вертикальных стоек только за счет торцевых прихваток.

Как определить минимальный радиус

Для проведения расчетов необходимо взять две жесткие линейки длиною 30 и 50 см. Первоначально измеряется радиус гиба уже изогнутой трубы, который нужно повторить на заготовке. Линейку нужно приложить к исходной трубе и замерить расстояние между линейкой и серединой трубы (рис. 1).

Рис. 1 Измерение ширины в исходной трубе.

Рис. 2. Радиус гибки трубы.

Используя полученные данные замеров линеек, необходимо подобрать подходящие параметры радиуса и диаметра дуги из таблиц 1 и 2.

  • А – интервал (ширина) трубы, мм
  • D – диаметр дуги, мм
  • R — радиус гибки, мм

λ= λ ∆λ

λ – угол изгиба

∆λ – значение угла пружинения

Ro (мм) – осевой радиус изгиба

П = 3,14

S – толщина стенки детали, мм

Rн – внешний радиус изгиба заготовки, мм

Rо – средний осевой радиус изгиба трубы, мм

Rв – внутренний радиус изгиба трубы, мм

π = 3,14

П – модуль упрочнения материала трубы, кг/мм²

Е – модуль упругости материала трубы, кг/мм²

σо – экстрополированный предел текучести материала трубы, кг/мм²

dн – значение внешнего сечения заготовки (мм)

Ручной трубогиб применяется при гибке материалов небольшого диаметра. В данном устройстве можно легко согнуть трубы из цветных металлов и нержавейки. Принцип работы этого устройства заключается в том, что вставив один конец в специальный зажим, нужно начинать крутить ручку. Проводя эту процедуру, труба будет проходить между вальцами, и таким образом создается нужный поворот.

  1. если диаметр меньше 20мм – не менее 2,5D;
  2. если диаметр больше 20мм – 3,5D и больше.

D – это показатель наружного диаметра трубы.

Гиб трубы

Эти устройства также применяются для сгибания труб небольшого диаметра. Здесь приложение небольшой силы компенсируется за счет специального гидроцилиндра. Использование этого приспособления заключается в определении места сгиба и дальнейшем проведении этой процедуры, предварительно вставив один край в приспособление. Далее при помощи рычага просто нужно выполнять поступательные движения. Здесь также обязательно нужно учитывать минимальный радиус гиба трубы.

Эти приспособления используются в случае, когда трубы имеют разное поперечное сечение. Они отличаются от своих собратьев очень высокой точностью радиуса сгиба и ненадобностью применять физическую силу человека. Данные устройства также отличаются очень высокой стоимостью, что говорит об их профессиональном назначении.

Электромеханические трубогибы могут гнуть изделия больших диаметров, и этот показатель ограничивается лишь размерами самого приспособления, усилием, которое создается при гибке. Радиус гиба стальных труб должен полностью соответствовать стандартам. Соблюдать их можно при помощи специальных шаблонов, которые легко заменить в процессе гибки.

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.

Определить минимальный радиус изгиба металлической трубы можно согласно приведенного ниже расчета и на основании чертежа.

Rmin = 20*S,

где Rmin – минимально возможный радиус гиба металлической трубы, S – толщина стенки трубы в мм.

R = Rmin 0,5 * D,

где D – условный диаметр трубы.

Кт =S/D,

где Кт – критерий, учитывающий тонкостенность труб.

R= 20*Кt*D 0,5 *D,

При условии, если расчетный радиус R больше, чем (20*Кt*D 0,5 *D), то применяем способ холодной гибки, если же меньше, то необходимо дополнительно разогревать трубу перед сгибанием, в противном случае деформации стенок не избежать.

R ≥9.25*((0,2 — Кt )**0,5),

если же минимально допустимый условный радиус сгибания меньше полученной величины, то применение правки является обязательным условием.

Гибкие материалы: Труба жаропрочная нержавеющая из стали

Rср =0,5 *Ку*Dm,

где Dm — диаметр гибочной оправки, Ку – справочное значение коэффициента упругой деформации для данного металла.

Так, для укрупненных расчетов, можно принять значение коэффициента упругой деформации равным 1,02 для труб диаметром до 40 мм, изготовленных из стали или меди, а для труб с условным диаметром более 40 мм это значение будет, соответственно, равно 1,014.

α = α *(1 1/m),

где α — угол поворота центральной оси, m – значение справочного коэффициента упругой деформации.

Радиусы изгиба толстостенных (толщина стенки более 2 мм) и тонкостенных (толщина стенки менее 2мм) труб различны, значения представлены в следующей таблице.

Для медных и латунных труб установлены следующие значения минимально допустимого радиуса изгиба.

Труба является просто незаменимым изобретением человека. Без нее не обходится ни одна техника, строительство и комфортное проживание. Трубы несут в наш дом воду и газ, отводя при этом все ненужные стоки. На производстве они также являются неотъемлемыми элементами для полноценного функционирования. Но при применении труб не всегда обходятся простым прямым прокладыванием.

Они имеют изгибы и повороты. Все это делается для того, чтобы максимально комфортно расположить их для потребителя, и создать коммуникации со всеми удобствами. Для сгибания труб применяют специальные приспособления, и делать это можно даже вручную. Применяемый метод зависит от материала и диаметра.

При помощи данных приспособлений осуществляется сгибание заготовок небольшого диаметра. В основном это касается нержавеющих труб и изделий из цветного металла. Функционируют ручные трубогибы так: заготовка вставляется одним концом внутрь специального зажима, после чего осуществляются обороты ручкой.

По ходу этой процедуры труба проходит между вальцами, где ей сообщается нужный угол.

Проведение работ данного типа важно четко согласовывать с рекомендациями ГОСТов, где указываются параметры минимального радиуса загиба труб из цветного металла и нержавейки:

  • Для диаметров менее 20 мм – от 2,5D.
  • Для диаметров более 20 мм – не менее 3,5D.

Буквой «D» обозначают внешний диаметр трубы.

С помощью этих станков обычно сгибают тонкие трубы. Специальный гидроцилиндр дает возможность значительно уменьшить прикладываемое физическое усилие.

После того, как место сгиба определено, один конец трубы нужно вставить в трубогиб. Имеющийся в конструкции механизма рычаг служит для выполнения поступательных движений. При этом обязательным условием является соблюдение минимального радиуса гибки трубы.

Чаще всего с их помощью сгибают трубы с разным поперечным сечением. Главное отличие электромеханического трубогиба от других станков данного типа – высокая точность радиуса сгибания и полное отсутствие нужды в человеческих усилиях.

Стоимость данных приспособлений довольно высокая, поэтому в основном они имеют профессиональное назначение. С помощью электромеханических трубогибов можно сгибать трубы значительных диаметров: ограничением в данном случае служат исключительно размеры самого станка. Сгибая стальные трубы таким образом, важно точно придерживаться соответствующих стандартов. Для этого существуют специальные сменные шаблоны в широком перечне размеров.

Профильный трубопрокат представлен изделиями, которые имеют поперечное сечение разнообразной формы. К ним относятся круглые, плоскоовальные, квадратные и овальные трубы. Такой ассортимент продукции предоставляет возможность создавать легкие арочные конструкции разнопланового назначения. Они используются как в бытовых сооружениях, так и в производстве.

К наиболее востребованным профилям относятся квадратные изделия. Гнутая профильная труба такого сечения позволяет легко закрепить на плоской стенке любое внешнее покрытие. Перед тем как в домашних условиях заняться гибкой профильных труб, следует ознакомиться с их техническими параметрами и методами работы.

Поведение круглого, квадратного и прямоугольного сечения, виды разрушений

РД 24.203.03-90. Радиусы и углы гиба труб
Толщина трубных стенок на внешней части гиба становится меньше из-за того, что при возникающих напряжениях появляется растягивающий момент:

  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.

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.

Технология гибки листового металла: особенности и классификация

Технология гибки, в зависимости от требуемой модификации листового металла, включает в себя следующие виды:

  • Одноугловая (V-образная) – считается наиболее простой. Под воздействием силы гиба верхняя поверхность заготовки сжимается, а нижняя – прилегает к стенкам механизма и растягивается. Таким образом достигается нужный радиус.
  • Двухугловая (П-образная) – выполняется схожим образом за исключением количества этапов обработки.
  • Многоугловая гибка.
  • Радиусная гибка листового металла (закатка) – позволяет получить плавный изгиб. Применяется для создания петель, хомутов и т. д.

https://www.youtube.com/watch?v=bxh5djBUxmc

Такая технология обработки заготовок не требует колоссального усилия, поэтому предварительного нагрева материала не требуется.

Горячая гибка по радиусу применяется лишь для толстых листовых заготовок (12–16 мм), а также малопластичных металлов. К последним относятся дюралюминий, высокоуглеродистые стали и их сплавы.

Такой способ обработки листового материала часто применяют в комплексе с другими операциями, например, резкой, вырубкой или пробивкой. В результате получаются сложные объемные изделия из металла. Для их изготовления прибегают к штампам, которые можно использовать в нескольких переходах.

С точки зрения пространственного позиционирования существует два способа гибки по радиусу:

  • Продольная – при этом используется холодная технология работ, что не позволяет обрабатывать толстые листовые заготовки.
  • Поперечная – включает в себя несколько этапов: в первую очередь загибаются кромки металлической детали, затем она нагревается. После начинаются непосредственно производственные операции: гибка, осаживание и вытяжка.

Для радиусной гибки листового металла требуется специализированный ручной или промышленный станок. Его конструкция модифицируется в зависимости от требуемой формы изделия.

Работа в холодной технике требует соблюдения оптимального соотношения радиуса изгиба, толщины металла и размера самого листа. Отступление от предельного значения чревато потерей прочностных характеристик заготовки, возможностью появления повреждений.

Придание радиусной формы заготовке под воздействием высоких температур способно изменить структуру материала. Так, во время охлаждения после нагрева связи между молекулами в листе металла становятся более тесными и упорядоченными, что способствует увеличению его твердости, прочности и упругости. Кроме того, в этот момент сокращается удлинение при разрыве. Пластичность материала изменяется мало.

Требования гостов к радиусам изгиба труб

Производство, монтаж, сварочные работы и эксплуатация труб промышленного назначения регулируются различными правовыми государственными актами. В частности, на выполнение стандартных углов (поворотов) на трубопроводе распространяется действие ряда ГОСТов.

Согласно требованиям ГОСТа 17365-71 минимальные значения углов поворота трубопровода из стали или цветных металлов могут допускаться в следующих диапазонах:

  • Для трубопровода с внешним сечением (Dн) до 20 мм – от 2,5D
  • Для трубопровода с внешним сечением более 20 мм – от 3,5D.

Рис.1. Радиусы поворота трубных заготовок из стали, меди и латуни:

  • R, мм — радиус
  • A, градус – угол поворота
  • dн, мм – внешний диаметр
  • L, мм – длина прямого отрезка
  • А, мм – длина изогнутого отрезка

Таблица 1. Допустимые наименьшие показатели радиуса изгиба медных и латунных труб в зависимости от внешнего сечения (ГОСТ 617-90, ГОСТ 494-90).

Внешний диаметр dн, ммMin радиус изгиба по оси R, ммMin длина свободного отрезка lmin, мм
37,510
41012
61518
82025
102530
1537,545
184550
248455
3010560

Уменьшение толщины стенок изделия и переход от места изгиба к прямолинейному состоянию для труб из сплавов легких металлов (алюминия) не должно быть превышать 25 процентов от первоначальной толщины.

Ручной трубогиб ДИАМЕТР ТРУБ ДО 22 ММ

Ручной трубогиб ДИАМЕТР ТРУБ ДО 42ММ

Таблица 2. Допустимые минимальные значения радиуса изгиба труб из нержавеющей сталиКак определить минимальный радиус гиба трубы

Диаметр заготовки, ммMin радиус изгиба R при толщине стенки
до 2 ммБолее 2 мм
5-204d3d
20-355d3d
35-606d (рекомендуется не производить гибку трубы)4d
60-1407d (рекомендуется не производить гибку трубы)5d

Уменьшение толщины стенок изделия и переход от места изгиба к прямолинейному состоянию для труб из стали не должно быть превышать 20 процентов от первоначальной толщины.

Таблица 3. Минимальные радиусы изгибания водопроводных и газовых труб по отношению к внешнему сечению (по ГОСТ 3262-75)

ПараметрыMin радиус изгиба R, ммMin длина свободного отрезка lmin, мм
Условный диаметр (условный проход) DуВнешнее сечение dн, ммв нагретом состояниив остывшем (холодном) состоянии
813,5448440
101758,5108,545
1521,375,6140,650
2026,893,4173,455
2533,5115,7216,770
3242,3151,6271,685
4048174314100
5060210390120
6575,5262,8487,8150
8088,5309,3574,3170

Электромеханический трубогиб C.B.C. FLEX 22 (V) (диаметр труб до 28мм)

Электромеханический трубогибочный станок C.B.C. UNI 42 A (диаметр труб до 42мм)

Таблица 4. Предельные значения округлости в местах изгиба

Внешнее сечение трубы (мм), DнMin показатели округлости
До 10 вкл.1
Св. 10 до 18 вкл.2
Св. 18 до 30 вкл.3
Св. 30 до 50 вкл.4
Св. 505

Таблица 5. Предельные показатели складок при изгибе трубы

Внешнее сечение (мм), Dн

Длина складки l

Высота складки h

Не допускаются

Гибкие материалы:  Расчет развертки трубы при гибке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *