Как согнуть полосу металла в круг – Токарь

Изгиб полосы средней толщины с учетом влияния усилий в срединной плоскости

Леонтьев А.Н. – Профессор кафедры «Испытания сооружений» Московского государственного строительного университета, кандидат технических наук

Бен Хелал Монсеф – Аспирант кафедры «Испытания сооружений» Московского государственного строительного университета

Вагиалла Хасан Ахмед Мохаммед – Аспирант кафедры «Испытания сооружений» Московского государственного строительного университета

Напряженное и деформированное состояние плиты средней толщины при ее изгибе от действия поперечной нагрузки описывается, как известно [1], уравнениями:

где G – модуль упругости второго рода материала плиты; D, h, v – соответственно ее цилиндрическая жесткость, толщина и коэффициент Пуассона.

Искомые функции t(x,y), связаны с прогибом w(x,y) и углами поворота tx(x,y), ty(x,y) выражениями:

В случае учета, кроме поперечной нагрузки q(x,y), сил Nx, Ny, Nxy=Nyx, действующих в срединной плоскости плиты (рис.1), второе из уравнений (1) остается неизменным, а к первому должны быть добавлены проекции этих сил на ось Оz, возникающие за счет изгиба плиты. Заметим, что эти силы связаны между собой уравнениями равновесия:

Спроецируем силы Nx, Ny, Nxy=Nyx и их приращения на вертикальную ось. Тогда первое из уравнений (1) с учетом выражений (3) – (5) можно записать в виде:

Будем считать, что продольные края рассматриваемой плиты шарнирно оперты (рис.2). При этом искомые функций могут быть представлены в виде:

Подставляя разложение (7) в уравнение (6), в силу ортогональности тригонометрических функций для каждого номера n получим обыкновенное дифференциальное уравнение четвертого порядка, которое при действии только продольных сил Nx запишется в виде:

В зависимости от соотношения величин коэффициентов rn и sn определяется вид корней соответствующего характеристического уравнения и, следовательно, вид частных интегралов, составляющих его решение.

Рассмотрим вначале случай загружения плиты силами Ny, равномерно распределенными по ее продольным краям (см. рис.2). Из сопоставления уравнений (10) и (11) можно видеть, что коэффициентами уравнения (11) в этом случае будут величины:

Как согнуть полосу металла в круг - Токарь

Рассмотрим теперь задачу об изгибе полубесконечной плиты, загруженной в начальном сечении поперечной нагрузкой q(y) и продольными сжимающими силами Ny, равномерно распределенными по продольным краям (см. рис.2).

В этом случае, если заданная поперечная нагрузка представлена выражением qy=cosβy, где β=π/b, то уже один первый член разложения (7) будет представлять точное решение, в результате чего индекс n всюду может быть опущен. Учитывая бесконечную протяженность плиты, решение уравнения (11) можно представить в виде:

Для полного решения задачи об изгибе плиты средней толщины к выражению (19) необходимо добавить еще интеграл второго из уравнений (1), который с учетом разложения (8) и бесконечности плиты может быть записан в виде:

Для определения трех постоянных интегрирования C1, C2, D1 в начальном сечении (x = 0) могут быть сформулированы следующие граничные условия:

Раскрывая эти условия при помощи выражений (19) и (20), получим систему трех алгебраических уравнений:

Рассматривая ту же задачу при наличии растягивающих сил Ny, решение (15) можно записать в виде:

Для определения постоянных интегрирования граничные условия (21) и выражения (20) и (23) позволяют записать следующие уравнения:

После решения систем уравнений (22) и (24) и нахождения постоянных C1, C2, D1 все расчетные величины определяются по формулам теории изгиба пластинок средней толщины [1]. Так например, прогиб плиты w(x,y) и изгибающий момент My(x,y) определяются в виде:

(23) при растяжении.т величины безразмерных продольных усилий N̄y= Nyb2/D. Сплошные линии 1 и 2 относятся здесь, соответственно, к случаям сжатия и растяжения плиты средней толщины при h/b = 0,2 и = 0,2, а пунктирные линии 3 и 4 – к случаям сжатия и растяжения тонкой плиты.

где входящая в (25) и (26) функция W(x) имеет вид (19) при сжатии плиты и вид (23) при растяжении.

На рис.3 и рис.4 приведены кривые, показывающие зависимость величины прогиба w(0) и изгибающего момента My(0) в середине загруженного края плиты от величины безразмерных продольных усилий Ny= Nyb2/D. Сплошные линии 1 и 2 относятся здесь, соответственно, к случаям сжатия и растяжения плиты средней толщины при h/b = 0,2 и = 0,2, а пунктирные линии 3 и 4 – к случаям сжатия и растяжения тонкой плиты.

Можно видеть, что увеличение продольных усилий Ny приводит к существенному изменению значений прогиба и изгибающих моментов: увеличению при сжатии и уменьшению при растяжении. При этом в процентном отношении прогибы изменяются более интенсивно, чем изгибающие моменты.

Следует отметить также, что влияние продольных усилий на прогибы плиты средней толщины оказывается несколько большим, чем на прогибы тонкой плиты и большим при сжатии, чем при растяжении. При этом линии 1 и 3, близкие к прямым при малых значениях Ny, становятся криволинейными с тенденцией к резкому возрастанию при увеличении Ny и приближением их значений к критическим.

Изготовление трубы без применения станка

Домашние умельцы изобрели массу способов сгибания металлического листа в трубу без применения станка.

Предлагаем рассмотреть простейший вариант с использованием походящей по размерам болванки. Изготавливают её из старой трубы подходящего диаметра.

Лист металла раскладывают на полу, отрезают от него кусок нужной длины. Чтобы определить нужный размер, требуемый диаметр трубы умножают на 3,14 и прибавляют 30 мм на шов.

К болванке с двух сторон приваривают перпендикулярно одна к другой по паре трубок. В их отверстия должен свободно вставляться лом.

Рекомендация мастера: способом сгибания металлического листа при помощи болванки удобно изготавливать трубы не более метра в длину.

Чтобы воспользоваться приспособлением, потребуются усилия трех человек. Болванку укладывают на край листа. Один человек встает сверху, двое других накручивают металл на болванку, проворачивая лом на 90 градусов.

Всю длину листа скручивают таким способом, оставшийся край подбивают молотком. Шов закрепляют при помощи сварки.

Нужно учесть, что радиус сгиба листового металла зависит от его толщины и способа изготовления. Горячекатаная сталь больше подходит для труб, из холодного проката изготавливают профильные изделия.

Общая методика, принципы и специфики эластичны листов металла.
Какой металл можно согнуть? Наиболее оптимально для обработки и придания нужной формы подойдут латунь, медь и алюминий.
Инструменты для сгибания. В начале работы необходимо приготовить схему грядущего изделия и сосчитать требуемый угол. После этого необходимо обзавестись материалами и инструментами.
Собственноручное изготовление станка для загибов листового металла. Материалы и рабочий план.

Совет: при сгибании деталей принимается во внимание его толщина, эластичность и определяется радиус кривизны.

Методика эластичны метала

Сгибание листового металла предполагает исполнение конкретных действий, приводят которые к тому, что материал получает необходимую форму. Процесс сгибания металла исполняется без помощи сварочных или других соединений, уменьшающих долговечность и надёжность материала.

При сгибе слои снаружи изделия растягиваются, а внутренние сжимаются. Методика состоит в том, дабы одну часть перегнуть в отношении к другой на требуемый угол.

Своевременно эластичны лист металла подвергается деформации. Ее величина зависит от толщины изделия, пластичности, угла изгиба и скорости сгибания.

Сам процесс исполняют на оборудовании, благодаря чему не появляются повреждения.

Если согнуть деталь неверно, то на его поверхности могут случиться неодинаковые изъяны, благодаря чему на линии изгиба металл получает неодинаковые повреждения, что как правило приводит к ее неполадке.

Напряжение изгиба должно быть более, чем предел его жесткости. В результате эластичны может происходить пластическая дефармация. При этом после того как проведена операция сгиба готовая конструкция будет сохранять ту форму, которая была ей задана.

Плюсы процесса ровной эластичны металлического листа:

  1. Большая продуктивность процесса.
  2. В результате сгибания можно получить заготовку без шва.
  3. Готовая конструкция имеет высокую коррозийная стойкость.
  4. На месте сгиба не появляется коррозия.
  5. Конструкция считается цельной.
  6. Большая прочность.

Недостатки:

Если хотите узнать о ремонте больше посмотрите этот сайт.

Распространенный сайт здесь.

  1. Необходимое оборудование дорого стоит.
  2. Ручная эластична слишком трудоемкая.

В отличии от конструкций, сделанных путем сгиба металла, на сварных конструкциях есть шов сварки, который подвергается ржавчине и коррозии.

Сгиб изделий исполняется ручным способом или с применением специализированных устройств. Ручной изгиб – трудная и сложная в работе процедура, которая делается с применением плоскогубцев и молотка. Если необходимо ровно согнуть металлический лист маленькой толщины, используют киянку.

Сгибание листового металла выполняют с помощью вальцов, роликовых станков или пресса. Дабы материалу дать цилиндрическую форму, используют гидравлические, ручные или электропроводные вальцы. Аналогичным способом делают трубы.

Ручная работа

Такая работа производится обычно ручными ножницами. В нужных местах ставятся отметки, по которым будет осуществляться ручная гибка металла. Лист надежно фиксируют в тисках. Массивным молотком производят первый сгиб. Изделие передвигают к новому месту сгиба, зажимают с бруском из дерева, загибают в нужную сторону.

По завершении работы необходимо удостовериться, что изделие соответствует установленным стандартам. Проверка ведется с применением угольника и при необходимости недочеты устраняются.

Иногда требуется сделать станок в домашних условиях. Это облегчит работу по сгибке металла и повысит производительность работы. Здесь потребуются уголок, металлическая балка, петли с болтами, струбцины, рукояти, стол и сварочный аппарат.

  1. Делается основа из металла, подойдет двутавровый профиль.
  2. Крепится кверху балки уголок с помощью болтов.
  3. Сварочным аппаратом под уголок привариваются три петли.
  4. Сгинаем алюминиевый лист поворотом уголка.
  5. Плотное прижатие металла обеспечивают две струбцины.
  6. Уголок необязательно убирать, можно приподнимать его. Кладете изделие промеж профиля и уголка. Затем по краю выравнивается металлический лист.

Проверьте болты, чтобы они крепко были закреплены. Траверсы поверните и согните таким образом, чтобы образовать нужный угол. Это позволит не тратить время на расчеты угла.

Каким бы ни были устройства, главные принципы остаются неизменными. Следуя им, можно получить изделия, соответствующие стандартам и пожеланиям заказчика.

При работе с металлом часто приходится иметь дело с изготовлением изделий из стальной полосы — скоб, хомутов, кронштейнов.

Но как согнуть металлическую полосу без потери прочности и добиться необходимой точности конфигурации знают не все. Тем не менее, это достаточно простая операция, которая не требует инструментов особой сложности.

Только в случае гибки полосы на ребро необходимо довольно сложное приспособление, которое самому изготовить непросто.

Гибка полосы под углом (60, 90, 1200…) в сторону плоскости производится на обычных слесарных тисках, если требуется изготовить единичное изделие или несколько штук. В случае мелкосерийного производства понадобится станок для гибки металлической полосы. При необходимости его можно сделать своими руками.

Когда мастеру нужно получить изделие с углами определённой формы, он может разрезать металлический лист, а затем сварочным аппаратом соединить отдельные детали под нужным углом. Однако нагревание материала до высоких температур изменяет его структуру, что может негативно сказаться на свойствах металла.

Чтобы не нарушать целостность заготовки, не изменять структуру материала, можно провести сгибание металлических листов. Принцип гибки заключается в том, что наружные слои металла растягиваются, а внутренние сжимаются.

Листы предварительно не разогреваются. Оборудование работает по принципу системы рычагов, на которые передаёт усилие мастер или привод.

Максимальный угол изгиба определяется зависимо от толщины заготовки, вида материала, его характеристик.

При изгибании листов по радиусу или под острыми углами, необходимо предварительно проверять точность выставления деталей. Если произошёл перекос, а изделие было согнуто, могут образоваться микротрещины, которые приведут к разрушению целостности заготовки при эксплуатации.

Процессом гибки называют слесарную операцию, с помощью которой заготовка из металла при деформации принимает требуемую пространственную форму.

В практике слесарного дела слесарю часто приходится изгибать заготовки из листового, полосового и круглого материала под углом, с определенным радиусом, выгибать разной формы кривые (угольники, петли, скобы и т.д).

Для выполнения данной работы необходимо предварительно определить длину развернутой заготовки.

Когда толщина заготовки превышает 4 мм применяют горячую гибку.

В процессе гибки металл подвергается одновременному воздействию растягивающих и сжимающих усилий.

На наружной стороне детали в месте изгиба волокна металла растягиваются и длина их увеличивается; на внутренней же, наоборот, волокна сжимаются и длина их укорачивается.

И только нейтральный слой, или, как принято называть, нейтральная линия, в момент сгиба, полагают, не испытывает ни сжатия, ни растяжения, и поэтому длина нейтральной линии после изгиба детали не изменяется.

При гибке металла приходится преодолевать силы упругости заготовки из металла.

Упругостью называется свойство заготовки из металла, благодаря которому деталь восстанавливает после снятия нагрузки свои первоначальные форму и размеры. При нормальных температурах, ограниченных скоростью и продолжительностью деформации, деталь с достаточной точностью можно считать

упругой до тех пор, пока возникающие в ней напряжения и деформации не превзошли определенного значения предела упругости.

Поэтому согнутая на определенный угол деталь после снятия напряжения стремится, как пружина, расправиться, т.е. угол загиба всегда несколько увеличивается, а деталь немного выпрямляется.

Поэтому при изготовлении деталей гибкой следует учитывать пружинящие свойства металла.

Пластичностью называется способность материала сохранять полностью или частично деформацию, получившуюся под действием приложенных сил и по прекращении действия этих сил.

В зависимости от соотношения величин остаточной и упругой деформаций, получаемых перед наступлением разрушения, материал можно считать пластичным или хрупким. Однако пластичность и хрупкость не могут быть отнесены только к свойству материала.

Один и тот же материал в зависимости от характера напряженного состояния, температуры и скорости деформирования может проявляться как пластичный или как хрупкий.

Различают следующие стадии пластических деформаций:

  • а) начало текучести – пластические деформации одного порядка с упругими;
  • б) пластическое состояние при малых деформациях – пластические деформации велики по сравнению с упругими, но малы по сравнению с первоначальными изменениями размеров или формы детали;
  • в) пластическое состояние при больших деформациях (технологические пластические деформации) – размеры или формы детали меняются значительно.

Гибка сопровождается упругими и пластическими деформациями, что вызывает искажения первоначальной формы поперечного сечения заготовки, и уменьшением ее площади (утяжка) в зоне изгиба (рис. 1).

Рис. 1. Искажение формы заготовки при изгибе: а – круглого сечения; б – прямоугольного сечения; в – утяжка

Кроме того, возможно образование складок по внутреннему контуру и трещин по наружному.

Напряжения внешних волокон при относительно малом r в этих волокнах приближается к пределу прочности при растяжении, в результате чего материал разрушается (образуются трещины).

Эти дефекты тем вероятнее, чем меньше радиус закругления и чем больше угол загиба. Чтобы исключить появление дефектов, необходимо выдержать минимальный радиус гибки.

Минимальный радиус гибки приближенно определяется по формуле: r=S·k, где r – радиус гибки, k – коэффициент, зависящий от материала и направления проката, S – толщина материала.

При гибке поперек волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k=0,25–0,3, для стали мягкой – k=0,5 и для стали средней твердости – k=0,8.

При гибке вдоль волокон для меди, цинка, латуни и алюминия k= 0,4–0,45, для стали мягкой – k=1,2 и для стали средней твердости – k=1,5. Зачисткой кромок перед гибкой можно снизить k в 1,5, а иногда и в 2 раза.

Длина заготовки L при гибке определяется суммой длин прямых участков и длин нейтральных осей изогнутых участков, например, L= l1 l2 l (рис. 2).

где φ – угол дуги f в градусах (φ=180° – β ); x – расстояние от внутренней плоскости до нейтральной оси в мм.

Гибка полосы из металла используется при изготовлении различных приспособлений: скоб, кронштейнов, хомутов и других элементов. Основными критериями качества гибки заготовок является точность параметров внешней конфигурации, сохранение равномерной толщины профиля обрабатываемого изделия и его прочности в процессе эксплуатации.

Гибку полосы делают на специальном оборудовании как из сырьевой массы (алюминиевой, стальной или из нержавейки), так и из других металлических предметов (труб, продукции сортового или фасонного проката).

Делая гибку из готовых деталей, в качестве сырья применяют изделия сортового проката с характером профиля в форме круга или квадрата, а из фасонного используется швеллер или уголок.

Гибка полосы имеет особенности:

Гибка полосы по радиусу производится для создания сферической поверхности. Гибку делают поперек волокон материала, образовавшихся в процессе проката. В месте сгиба металл утончается и деформируется в поперечном сечении. Гибка может производиться с разными радиусами.

Чем меньше радиус, тем на большую площадь заготовки распространяется деформация. При ошибке в расчетах радиуса сгиба на поверхности полосы или трубы могут появиться разрывы от излишнего сжатия или растяжения основы.

Гибку производят по технологии, обеспечивающей сохранение формы после воздействия на изделие.

Гибка в кольцо также требует проведения точных расчетов соотношения между толщиной металла и диаметром.

Гибку в кольцо выполняют в нескольких вариантах: полосы или трубы сгибают с постоянным или переменным радиусом, плашмя (ширина материала до 240 мм ) или на ребро (ширина материала до 150 мм ).

Гибку в кольцо применяют в тех случаях, когда необходимо сохранить одинаковую деформацию структуры по всей протяженности профильных элементов.

Гибка полосы волной. Толщина профилей должна соответствовать радиусу изгиба. Во избежание сложных расчетов применяют станки с ЧПУ;

Гибка полосы в спираль бывает разных видов:

  • гибка по дуге применяется для декоративных деталей разной толщины профиля;
  • гибка скручиванием: одна или две полосы одинаковых профилей, зажатые с одного конца, поворачиваются относительно своей оси. Скручивание производят также из прутков круглого профиля;

Гибка под прямым углом позволяет делать металлоконструкции в виде квадрата. В изготовлении используется лист стали или нержавейки. Не исключено применение алюминиевой полосы;

Гибка полосы под острым углом. Полоса может располагаться как плашмя, так и на ребро.

Гибку металлических заготовок облегчает аппаратура ЧПУ. Высокотехнологическое оборудование значительно повышает точность расчетов напряжения металла, исключает воздействие на гибку трубы или металлопроката случайных факторов.

Гибка обрабатываемого предмета становится качественней, значительно повышаются его эксплуатационные качества.

Особое значение программное управление приобретает при создании декоративных элементов, позволяя выпускать предметы сложной конфигурации с высокими эстетическими свойствами.

Смотрите видео

Возникла необходимость изготовить несколько колец из металлической полосы толщиной 8мм и шириной 55мм. Внешний диаметр кольца — 400мм, а внутренний -300мм. После гибки и сварки окончательно обрабатывается на токарном станке. Может быть кто-то сталкивался с подобной задачей и может подсказать технологию гибки. Может быть имеются приспособления для гибки аналогичных деталей. Буду благодарен за советы и предложения.

Дурацкий вопрос, а тонкая лента не пойдет? Вообще бы я с этим вопросом обратился в приличную кузницу.

eug28 написал :
Возникла необходимость изготовить несколько колец из металлической полосы толщиной 8мм и шириной 55мм. Внешний диаметр кольца — 400мм, а внутренний -300мм.

Что-то непонятно,как такое может быть,наружный диаметр 400 мм.,внутренний 300 мм.,при толщине стенки 8 мм.? (400-300):2=50мм,должна быть толщина стенки, а не 8мм,если речь о кольце идет.Обрезки труб необходимого диаметра не подойдут?

Suever написал :
Что-то непонятно,как такое может быть,

Полоса должна гнуться по ширине, а не толщине, если я правильно понял. Надо использовать для таких параметром что-то типа промышленного трубогиба с мощным электроприводом с соответствующими оправками.

Проще из листа 8 мм вырезать газом, подравнять на станке. Если нет такой возможности — действительно к кузнецу.

Madman написал :
Надо использовать для таких параметром что-то типа промышленного трубогиба с мощным электроприводом с соответствующими оправками.
__________________

В таком случае гнуть надо на «ребро», 8мм на ребро что-то не айс,тогда проще на листе 8мм нарисовать это, и хоть лобзиком выпиливай. Понимаю,но раз надо.

Вообще попробуйте это проделать с картонным макетом,вручную гнуть на ребро,правильно он либо складывается,либо рвется,имхо такое же будет и с металлом,так что лучше резать из листа.

Янн:- Согнуть ,сложно . Обычно режут из листа. Вы сходите в местную котельную или в водоканал,возьмите бутылку и к слесарям . Они в курсе этих вопросов. У меня дома несколько пятаков 400 *10 мм валяются ,это заглушки от оборудования. Но как Вам их отдать ?

2eug28 Никогда и ни на каком оборудовании не согнете эту полосу в плоское, гладкое кольцо. Резать надо из цельного листа газом, ЭДС, лобзом болгаркой или прямо на токарнике

Vidis написал :
Резать надо из цельного листа газом,

Думаю,после газа его так поведет,что только в металлолом.

Согнуть не удастся. Если цельного листа под кольцо нет, можно сварить из полосы — секторами (хордами) с разделкой и потом на станок. Как-то так, если ширина 55:

Suever написал :
Думаю,после газа его так поведет

уверяю , не поведет.

Надо то всего лишь сделать кольцо Х мм шириной У мм, потом вырезать кусочек (сектор) получится этакая буква С и гнуть на наковальне по диаметру пока не сойдутся края.. соответственно проделать всё на макете из картона.. плюс припуски на ручную обработку, и вперёд.. Конус так обычно делают.. а вообще, на трубный завод..просто заказать то, что нужно..

Suever написал :
Думаю,после газа его так поведет,что только в металлолом.

Янн:- Не чего не ведёт ,так обычно везде делают,да и собственно работа эта хорошо знакомая сварщикам. Можете и сами сделать ,найдите резак и нужное железо. Ну можно пруток согнуть,сварить и в кузню ,там его нагреют и расплющат. Выход вижу такой :

Если кузница и ковать — то толщина может получиться неравномерной.
Проще вырезать из листа. да хоть лобзиком. (сколько пилок уйдет — промолчу Как согнуть полосу металла в круг - Токарь

Medtech написал :
Надо то всего лишь сделать кольцо Х мм шириной У мм, потом вырезать кусочек (сектор) получится этакая буква С и гнуть на наковальне по диаметру пока не сойдутся края.. соответственно проделать всё на макете из картона.. плюс припуски на ручную обработку, и вперёд.. Конус так обычно делают..

Ничего не понял: зачем из готового кольца «вырезать кусочек» и затем гнуть? У автора есть полоса 55х8, а сделать ему нужно фланцы (похоже, на 299-ю трубу).

Янн написал :
найдите резак и нужное железо.

Вы еще про нормального резчика забыли.

Янн написал :
Не чего не ведёт ,так обычно везде делают

Когда-то резали,лист 8 мм,для ворот,вело,при сплошном резе.Стали резать пунктирами,чуть лучше результат.

Suever написал :
Что-то непонятно,как такое может быть,наружный диаметр 400 мм.,внутренний 300 мм.,при толщине стенки 8 мм.?

Откуда взялась стенка? Я просил поделиться технологией. А таковая есть. Если нечего предложить лучше промолчать. ИМХО.

Malevich написал :
можно сварить из полосы — секторами (хордами) с разделкой и потом на станок.

Сварить из сегментов теоретически конечно можно,но практически 12(на Вашем чертеже) сегментов,в одной плоскости,да как не разделывай, не сваришь,имхо.

В процессе строительства дома или дачи зачастую появляется необходимость в оборудовании водостоков, канализации, каркасов из металла.

При изготовлении подобных изделий необходимо придать плоской заготовке необходимую пространственную форму. Советы опытных мастеров, как загнуть лист металла в домашних условиях, позволят изготавливать конструкции хорошего качества, которые прослужат долгое время.

Гибкие материалы:  Виброплиты: купить виброплиту в Москве, цена | Диам Алмаз

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *