Расчет длины развертки при гибке трубы

Алгоритм гибки

Сегодня листовые заготовки можно гнуть несколькими способами, которые отличаются применяемым для этого оборудованием:

1. Относительно тонкие листы можно деформировать с помощью молотка, плоскогубцев или киянки. Для этого следует организовать определенный упор, по торцу которого и будет выполняться гибка. Это может быть обычный стол, на краю которого и располагается лист.
2. Для придания заготовке различной и точной формы, а также для сталей большой толщины применяются специальные прессы роликового типа или гидравлические вальцы. С помощью этих механизмов можно получить разную форму и придать необходимых угол.

Следует отметить, что принцип гибки остается один и тот же. Здесь меняется только физическое усилие, которое может быть, как выполняемым человеком, так и автоматизированными устройствами.

В домашних условиях можно согнуть относительно тонкие листы. Чтобы придать им точную форму, их зажимают в тисках и уже на них производят остальные операции. Согнуть лист в полукруг можно с помощью круглой трубы, по контуру которой следует гнуть металл.

При выполнении всех подобных операций желательно придерживаться основных правил безопасности. Это позволит избежать травм и получить качественную и ровную деталь. Когда необходимо получить очень сложную форму, тогда решить данную проблему следует доверять специалисту с необходимым оборудованием.

Внутренняя поверхность

Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.

При определении данного параметра следует учитывать:

1. Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.

На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.

1. При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.

1. Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.

Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.

Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.

В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:

S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.

Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!

Жесть как она есть

Итак, начнем наш обзор технологии с анализа материала. Гнуть мы трубу будем из жести:

1. Основу жестяного листа составляет сталь, прошедшая обработку на прокатном стане. Как правило, в продаже встречаются листы толщиной от 0,1 до 0,7 мм – чем толще, тем выше цена.

Прокат, из которого нарезается листовой металл

1. Для защиты от коррозии стальное основание жестяной заготовки покрывается материалом, предотвращающим окисление металла. Чаще всего для этого используются соединения хрома, олова и цинка.
2. На заключительном этапе изделие нарезается в соответствии со стандартными размерами. Чаще всего в строительных магазинах продаются жестяные заготовки шириной от 512 мм до 2 м, но при необходимости можно найти или заказать и более широкие детали.

Заготовки для работы

У такого металла есть очевидные плюсы:

1. Малая толщина обеспечивает снижение массы жестяных изделий.
2. Обработка поверхности достаточно эффективно защищает стальное основание от коррозии при контакте с факторами внешней среды.
3. Тонкий металл неплохо режется, при этом для обработки не требуются очень мощные инструменты – вполне достаточно ручных ножниц.
4. Прокатка и термообработка заготовок при производстве жести обеспечивают им высокую пластичность. Благодаря этому листы и полосы отлично гнутся по минимальному радиусу без риска растрескивания.

Обратной стороной гибкости жести является низкая прочность на изгиб, потому при изготовлении незамкнутых деталей в их конструкцию обязательно вносят ребра жесткости. Впрочем, нашей ситуации это не касается: труба сама по себе отлично держит форму.

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.

Инструменты жестянщика

Как я уже отметил, жесть – это материал мягкий и пластичный, который обрабатывается довольно просто. Но есть у этой простоты и недостаток: металлический инструмент не только оставляет следы на поверхности листового металла, но и может при ударе повредить защитный слой, спровоцировав развитие коррозии.

Именно поэтому для работы с жестью и тонкой оцинкованной сталью применяются такие инструменты:

• ножницы по металлу. Я использую самые обычные, подпружиненные, с не очень длинными рукоятками – при относительно небольшом усилии они отлично режут сталь 0,7 мм;

Очень важно, чтобы лезвия ножниц были острыми, иначе края заготовок получатся неровными, и нам придется тратить время и силы на удаление «бахромы».

Ножницы для оцинкованной стали

• молоток с резиновым/обрезиненным бойком. Зачем нужна резина, уже понятно – чтобы не допустить ударов металла о металл;

• киянка – в принципе, выполняет функцию молотка с резиновой насадкой.Оба инструмента взаимозаменяемы, что не мешает мне иметь в своем распоряжении и киянку, и молоток;

• плоскогубцы (несколько штук, разных размеров). Используются для гибки металла, поскольку короткие края листа или полосы пальцами ухватить невозможно, несмотря на всю пластичность;

Фото стандартной киянки

• калибрующие заготовки – стальные трубы (у меня две, диаметром 50 и 100 мм) и уголки. Используются в качестве шаблонов для гибки соответственно круглых и прямоугольных деталей;
• измерительные инструменты – линейка, рулетка, уровень и циркуль;
• разметчик – заостренный стальной стержень, который используется для нанесения меток на жестяной лист. Можно купить, можно заточить гвоздь-«двухсотку».

Для разметки можно использовать кернер

• верстак – самая необходимая вещь. Верстак выполняет функции места для разметки раскройного стенда, рабочего стола – в общем, именно на нем мы будем выполнять все работы.

Конечно, этого набора нам хватит только для изготовления нескольких труб – до двух-трех десятков. Если же работа предстоит масштабная, то не обойтись как минимум без листогиба – устройства, позволяющего ровно гнуть большие металлические заготовки.

Как изготовить листогибочный станок самому

Для придания металлу нужной конфигурации, жестянщики используют листогиб. Но как поступить мастеру, у которого специального оборудования под рукой нет?

На деле вопрос, как гнуть листовой металл в домашних условиях, решается просто. Достаточно использовать собственную смекалку и элементарные приспособления, чтобы изготовить простенький станок.

Чтобы изготовить сгибатель для металлического профиля, потребуются:

• двутавровая балка 80 мм,
• крепеж (болты),
• петли,
• уголок 80 мм,
• струбцины,
• пара рукояток.

Понадобится также аппарат для сварки и устойчивый стол, на котором закрепляют готовый станок.

Основу устройства составляет двутавровая балка, к которой двумя болтами прикручивают уголок, удерживающий заготовку в процессе сгибания. Под него методом сварки крепятся три дверные петли. Вторую их часть приваривают непосредственно к уголку.

Чтобы станок легко поворачивался во время сгибания листового металла, к нему с двух сторон приделывают ручки. Струбцинами готовый станок крепят к столу. Перед укладкой заготовки уголок откручивают или приподнимают. Лист прижимают, выравнивают по краю и загибают, поворачивая станок за рукояти. Самодельное устройство годится только для обработки заготовок незначительной толщины.

Методы сгибания труб и их преимущества

Сгибание труб является технологией, где нужный поворот в направлении трубопроводной линии создается путем физического воздействия на заготовку, метод имеет следующие преимущества:

• Уменьшенная металлоемкость, в магистрали отсутствуют переходные фланцы, муфты и патрубки.
• Пониженные трудозатраты при монтаже трубопроводов по сравнению со сварными соединениями.
• Низкие гидравлические потери из-за неизменного профильного сечения.

Рис. 3 Дорны для трубогибов

• Неизменная структура металла, его физические и химические параметры по сравнению со сваркой.
• Высокое качество герметизации, линия имеет однородную структуру без разрывов и стыков.
• Эстетичный внешний вид магистрали

Существуют две основных технологии гибки — горячая и холодная, приспособления и методы можно разбить на следующие категории:

1. По типу физического воздействия трубогибный агрегат может быть ручной и электрический с механическим или гидравлическим приводом.
2. По технологии сгибания — дорновые (гиб при помощи специальных внутренних протекторов), бездорновые, и вальцовочные установки с роликами.
3. По профилю — установки для металлопропрофильных прямоугольных или круглых изделий.

Рис. 4 Горячие способы гибки труб

Пластиковые трубы

Основным элементом для изменения конфигурации пластиковых труб является строительный или бытовой фен, для облегчения работ можно использовать песок. Изделия сложной формы гнут следующим образом:

• На деревянную плиту с помощью шуруповерта вкручивают саморезы по нужной конфигурации заготовки.
• Вставляют трубный конец между двумя шурупами и производят нагрев стенки трубы феном, обеспечивая направление изделия с поворотами и гибкой по заданному маршруту.
• По окончании работ выкручивают саморезы и извлекают заготовку.

Рис. 13 Способы гибки труб из металлопластика наружным и внутренним кондуктором

Можно воспользоваться еще одной простой технологией:

• Насыпают в пластиковую трубу песок и плотно закрывают ее концы.
• Помещают изделие на некоторое время в кипящую воду и затем извлекают на поверхность.
• Придают заготовке нужную форму, фиксируя ее в нужном положении и дожидаясь охлаждения.

Рис. 14 Как сгибают пластиковые элементы

Существующие промышленные и бытовые методы получения необходимого радиус гиба трубы, что позволяет проводить данные операции с любыми материалами различных диаметров. Для проведения работ применяют специальные приспособления ручного или электромеханического принципа действия, в которых часто используются гидравлические узлы.

Источник

Пределы радиусов изгиба труб

Выполнение расчета круглой трубы на изгиб требуется для того, чтобы определить максимально допустимый уровень напряжения на каждый конкретный участок трубы.

Каждый материал имеет свою величину нормального напряжения, которые не оказывают какого-либо воздействия на само изделие. Для получения правильных расчетов, их нужно проводить по специальной формуле. Особое внимание следует уделять тому, чтобы показатели оставались в пределах максимально разрешенных значений. Согласно закону Гука, образующаяся сила упругости прямо пропорциональна деформации.

Рассчитывая величину изгиба, нужно дополнительно использовать следующую формулу напряжения: M/W, где M – величина изгиба по оси, испытывающая на себе усилие, а W – величина сопротивления этой оси в месте изгиба.

В процессе гнутья в металле возникают определенные показатели напряжения. С внешней стороны образуется растягивающее напряжение, а изнутри – напряжение сжатия. В момент таких взаимодействий меняется изгиб оси.

Во время изгибания в согнутом отрезке изменяется форма поперечного сечения. В итоге профиль в виде кольца изменяет свою форму на овальную. Самый четкий овал можно наблюдать посередине прогиба. Деформация снижается в начале и конце прогиба.

У труб, имеющих диаметр не более 20 мм, овальность на отрезке, подвергающемся деформации, должна быть не более 15 %. А для труб с диаметрами равными или более 20 мм – 12,5 %.

Руководствуясь госстандартами, трубы должны иметь минимальный радиус изгиба (детальнее: «Какой радиус гиба труб можно получить при помощи разных типов трубогибов»). При осуществлении сгибания при помощи нагрева трубы, заполненной песком, внешнее сечение трубы должно быть как минимум 3,5 DN. При изменении формы трубы на трубогибочной установке без использования нагрева – более 4DN.

При прогреве газовой горелкой или в печи, чтобы складки образовывались наполовину, величина должна равняться 2,5 DN. В случае потребности в получении сильного сгиба, например для систем с согнутыми канализационными отводами, которые изготавливаются способом горячей протяжки или штамповкой – более 1 DN.

Труба может иметь и меньшую величину сгиба. Тем не менее, допускать это можно лишь в том случае, если трубы изготавливались при технологии, когда их стенки утончаются на 15 % от всей толщины.

Все расчеты на прочность трубы при изгибе должны осуществляться с максимальной ответственностью.

Для проведения расчетов на прогиб, выясняем длину детали.

L=0,0175∙R∙α l, где

• R – радиус изгиба, измеряемый в миллиметрах;
• α – угол;
• І – ровный отрезок в 100/300, нужный для захвата изделия (при оперировании инструментом).

Гибкие материалы: Гибкий кирпич для внутренней отделки

Проводя расчеты для профильной трубы нужно учесть размер элемента, подлежащего сгибанию.

А=π∙α/180(R DH/2), где

• π – 3,14;
• α – угол изгиба;
• R – радиуса (измеряется в миллиметрах);
• DH – наружное сечение трубы.

Минимально допустимые градусы для изгиба труб из меди и латуни можно найти в соответствующих таблицах. Все данные отвечают ГОСТам № 494/90 и № 617/90. Дополнительно в них можно найти величины наружных сечений, минимальные статично свободные отрезки.

Присутствует также таблица, которая поможет провести расчеты трубы на изгиб – в ней находятся данные по стальным трубам, которые соответствуют ГОСТу № 3262/75.

Для недопущения недочетов в расчетах нужно также учитывать сечение и толщину стенок.

Создавая пространственный каркас, проектировщики сталкиваются с необходимостью изготовления элементов, в которых нужно создать детали, где участки труб соединяются между собой под прямым углом (90 градусов) или под острым углом (45 градусов, например). Можно нарезать отрезки, а потом сварить их между собой. Однако вопрос можно решить и иначе:

1. Произвести разметку для будущего выреза.
2. Произвести вырез лишнего металла.
3. Выполнить гиб, соединяя кромки произведенного реза. Сварить металл по кромкам.

Схема техпроцесса изгиба под прямым углом с подрезкой:1 – разметка; 2 – вырезание излишков металла; 3 – сгибание и сварка кромок

Такой способ позволит получить достаточно прочную деталь, в ней часть металла остается целой.

Если не выполнять подрезание, то излишкам металла деваться некуда. Получается непривлекательный вид изделия.

Прямой гиб профильной трубы без подрезки

В чем причина подобного явления? Чтобы понять, как происходит простое изгибание, следует рассмотреть схему.

Схема формирования изгиба в трубах

Если имеется подходящая оправка, выполняется гиб:

1. Один конец закрепляется неподвижно.
2. Поверхность заготовки прислоняется к базовой поверхности, относительно которой будет производиться перемещение второго конца.
3. Прилагается усилие, и выполняется формирование новой поверхности.

Внутри можно увидеть центральную линию, по которой и выполняется гибка трубы.

Не только в пустотелых изделиях происходят подобные явления. Даже в сплошных деталях смещение слоев относительно друг друга происходят аналогичные явления.

Часто можно услышать пожелание производить изгибание профильной трубы методом пропила и заваривания пазов. Процесс производится в следующей последовательности.

1. Выполняется поперечный пропил трех сторон трубы. Четвертая сторона не повреждается.
2. Выполняется смещение внутреннего слоя до соприкосновения крайних точек пропилов.
3. После завершения изгибания по пропилам выполняют сварку.

Схема технологического процесса изгибания по пропилам

Чтобы разобраться с количеством пропилов, нужно выполнить простой расчет. Предположим, что требуется выполнить следующие условия:

• имеется труба размером 30·50 мм;
• необходим разворот под углом 180 ⁰;
• радиус полного разворота R = 100 мм;
• движение производится по стенке b = 30 мм.

Нужно определить наружную длину образующей половины окружности.

Lнар = π (R b)/2

здесь π = 3,14 отношение длины окружности к радиусу.

Попутно определяется половина образующей по внутреннему радиусу.

Lвн = π R/2

Разница между значениями определяет общую ширину пропилов.

С = Lнар – L вн

Зная толщину пильного диска (h = 2 мм), нетрудно определить количество пропилов.

n = C/h

Остается подставить все данные в расчетную формулу и определить количество пропилов для поворота на 90 ⁰. Полное количество можно определить в виде.

N = 2n

Расчетная схема для определения параметров пропилов

Расчет лучше оформить в виде таблицы 1

На практике используют специальные гибочные станки. Их делят по принципу действия:

• прокатные. Выполняется прокат по направляющим роликам. В процессе выполнения приходится прокатывать между опорными валиками;
• профилирующие. В инструментах этого типа трубы гнут по определенным профилям;
• натяжными. Используются пластичные свойства материала. Такой способ возможен только для длинномерных заготовок.

Потребность в изгибе труб может возникнуть в ряде случаев, к примеру, в процессе монтажа трубопровода, если нужно «обойти» какое-либо препятствие. Также нередко приходится прибегать к этой операции в процессе изготовления различных металлоконструкций, таких как навесы, теплицы, беседки и т.д.

Подходящие для изгибания виды труб

Далее я расскажу, как согнуть в домашних условиях все вышеперечисленные виду труб.

Приспособление для разметки труб. расчет и изготовление шаблона — оборудование

В крупных заготовительных мастерских разметку и резку труб производят на разметочно-отрезном агрегате, который позволяет получать детали трубопроводов с допуском ± 1 мм.

В небольших заготовительных мастерских и на монтажной площадке разметку труб производят на разметочных стеллажах, применяя обычный разметочный и измерительный инструмент: линейки, рулетки, чертилки, шаблоны и др.

Разметка трубы заключается в определении ее заготовительной длины и нанесении необходимых осей. Разметив трубу для резки, на ней намечают начала всех изгибов, отверстия для врезки отборов и тройников.

Для изготовления гнутого отвода и определения длины заготовки должны быть известны радиус (R) и угол (а) загиба трубы, длина свободных концов или длина прямого участка между отводами. Длину заготовки (рис. 1) определяют по формуле

Где LОбщ – длина заготовки, м;

L= π/180*αR – длина изогнутом части, м;

L1 = L – S – длина прямого участка, м;

L2 = L1-S‑длина второго прямого участка, м; .

Рисунок 1. Разметка трубы для изгиба

• а – разметка отвода;
• б – участок трубопровода.

При пересечении двух труб тройник реза намечают по приспособлению, которое изготавливают на листе плотной бумаги. Вначале вычерчивают в двух проекциях и в натуральную величину пересечение двух труб, как показано на рис. 2. На врезаемой части трубы строят полуокружность, которую обычно делят на шесть частей (точки 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Через эти точки проводят прямые параллельные оси трубы. На второй проекции делают аналогичные построения, прямые проводят до пересечения с контуром трубы, в которую нужно сделать врезку (точки 0, 1, 2, 3). Проводя из этих точек параллельные прямые, как показано на рисунке, получим точки 0l, 1l, 2l, 3l, 4l, 5l, 6l.

Рис. 5. Разметка пересечения двух труб

Расчет развертки выполним в программе ms excel.

Но вся проблема в том, что нейтральный слой располагается не в середине сечения металла! Для справки: нейтральный слой – поверхность расположения условных волокон металла, не растягивающихся и не сжимающихся при изгибе. Более того – эта поверхность (вроде как) не является поверхностью кругового цилиндра. Некоторые источники предполагают, что это параболический цилиндр…

На базе этой формулы и создана программа расчета развертки листовых деталей из сталей марок Ст3 и 10…20 в Excel.

В ячейках со светло-зеленой и бирюзовой заливкой пишем исходные данные. В ячейке со светло-желтой заливкой считываем результат расчета.

1. Записываем толщину листовой заготовки s в миллиметрах

в ячейку D 3 : 5,0

2. Длину первого прямого участка L1 в миллиметрах вводим

в ячейку D 4 : 40,0

3. Внутренний радиус сгиба первого участка R1 в миллиметрах записываем

в ячейку D 5 : 5,0

4. Угол сгиба первого участка a1 в градусах пишем

в ячейку D 6 : 90,0

5. Длину второго прямого участка детали L2 в миллиметрах вводим

в ячейку D 7 : 40,0

6. Все, результат расчета — длина развертки детали L в миллиметрах

в ячейке D 17 : =D4 ЕСЛИ(D5=0;0;ПИ()/180*D6*D3/LN ((D5 D3)/D5)) D7 ЕСЛИ(D8=0;0;ПИ()/180*D9*D3/LN ((D8 D3)/D8)) D10 ЕСЛИ(D11=0;0;ПИ()/180*D12*D3/LN ((D11 D3)/D11)) D13 ЕСЛИ(D14=0;0;ПИ()/180*D15*D3/LN ((D14 D3)/D14)) D16 =91.33

Используя предложенную программу, можно рассчитать длину развертки для деталей с одним сгибом – уголков, с двумя сгибами – швеллеров и Z-профилей, с тремя и четырьмя сгибами. Если необходимо выполнить расчет развертки детали с большим числом сгибов, то программу очень легко доработать, расширив возможности.

Важным преимуществом предложенной программы (в отличие от многих аналогичных) является возможность задания на каждом шаге различных углов и радиусов гибки.

А «правильные» ли результаты выдает программа? Давайте, сравним полученный результат с результатами расчетов по методике изложенной в «Справочнике конструктора-машиностроителя» В.И. Анурьева и в «Справочнике конструктора штампов» Л.И. Рудмана. Причем в расчет возьмем только криволинейный участок, так как прямолинейные участки все, надеюсь, считают одинаково.

Проверим рассмотренный выше пример.

«По программе» : 11,33 мм – 100,0%

«По Анурьеву» : 10,60 мм – 93,6%

«По Рудману» : 11,20 мм – 98,9%

Увеличим в нашем примере радиус гибки R1

в два раза — до 10 мм. Еще раз произведем расчет по трем методикам.

«По программе» : 19,37 мм – 100,0%

«По Анурьеву» : 18,65 мм – 96,3%

«По Рудману» : 19,30 мм – 99,6%

Таким образом, предложенная методика расчетов выдает результаты на 0,4%…1,1% больше, чем «по Рудману» и на 6.4%…3,7% больше, чем «по Анурьеву». Понятно, что погрешность существенно уменьшится, когда мы добавим прямолинейные участки.

«По программе» : 99,37 мм – 100,0%

«По Анурьеву» : 98,65 мм – 99,3%

«По Рудману» : 99,30 мм – 99,9%

Возможно Рудман составлял свои таблицы по этой же формуле, которую использую я, но с погрешностью логарифмической линейки… Конечно, сегодня «на дворе» двадцать первый век, и рыскать по таблицам как-то не с руки!

Расчет развертки трубы при гибке. длина развертки. формула расчета развертки трубы.

При определении общей длины разверт­ки необходимо трубу разбить на прямые и гнутые участки. Для опре­деления границы прямых и гнутых участков трубы из центров окружностей согнутых участков проводятся радиусы r1;r2;r3;r4 в точку их сопряжения с прямой. Тогда общая длина развертки гну­той трубы (рис. 1) будет:

Lобщее=l s,

l — сумма длин прямых участков трубы;

s — сумма длин согнутых по радиусу участков трубы.

На рис. 1 видно, что:

l=l1 l2 l3.

Длина развертки согнутой трубы рассчитывается по средней ли­нии. За среднюю линию принимается ось симметрии трубы. Поэтому длина согнутых частей трубы рассчитывается по радиусам:

r1;r2;r3;r4 – внутренние радиусы гибки трубы;

d — наружный диаметр трубы.

Длина развертки гнутой трубы в соответствии с правилами геомет­рии равняется:

s= (2·π·R·α)/360,

R — радиус средней линии трубы;

α —угол загиба гнутой трубы.

Для угла в 180°s=π·R;

Для угла в 90° s= (π·R)/2.

Сумма длин гнутых частей трубы в данном случае равняется:

s2=π·R2;

s3=π·R3;

s4=(2π·R4·150)/360 = 5/6·π·R4.

s1 =π·(R1 R2 R3 5/6·R4),

Lобщее= (l1 l2 l3) π·(R1 R2 R3 5/6·R4).

Точно так же производится расчет разверток металла кругового профиля.

Источник

Ручные трубогибы

Трубогибы данного класса обладают невысокой стоимостью, имеют простую конструкцию, малый вес и габариты, процесс изгибания заготовки происходит за счет физического усилия работника. По принципу работы ручные агрегаты, выпускаемые промышленностью, можно разбить на следующие категории.

Рычажные. Изгибание производится за счет большого рычага, позволяющего уменьшить прилагаемое мышечное усилие. В таких устройствах заготовка вставляется в оправку заданной формы и размера (пуансон) и с помощью рычага происходит огибание шаблонной поверхности изделием — в результате получается элемент заданного профиля.

Рычажные устройства позволяют получать радиус закругления в 180 градусов и подходят для труб из мягких металлов небольшого диаметра (до 1 дюйма). Для получения закруглений различного размера используют сменные пуансоны, для облегчения проведения работ многие модели оснащаются гидроприводом.

Рис. 7 Арбалетные приспособления ручного типа, чтобы получить нужный радиус гиба трубы

Арбалетные. При работе заготовка помещается на два валика или упора, а изгибание происходит давлением на ее поверхность между упорами пуансона заданной формы и сечения. Агрегаты имеют сменные пуансонные насадки и передвижные упоры, позволяющие задавать радиус изгиба стальной трубы или заготовок из цветных металлов.

Гибочный башмак установлен на штоке, который может перемещаться с помощью винтовой передачи, гидравлического давления жидкости при ручном нагнетании или посредством гидравлики с электроприводом. Подобные устройства позволяют производить изгибание труб из мягких материалов диаметром до 100 мм.

Трехроликовые агрегаты (трубогибочные вальцы). Являются самым распространенным типом трубогибочных агрегатов в быту и промышленности, работают по принципу холодной вальцовки. Конструктивно выполнены в виде двух роликов, в ручьи которых устанавливается заготовка, третий ролик постепенно подводят к поверхности, одновременно прокатывая изделие в разные стороны. В результате происходит деформация заготовки без складкообразования большего сечения, чем в других ручных трубогибах.

Отличительной особенностью агрегата является невозможность получения малого радиуса закругления (обычное значение 3 — 4 величины внутреннего диаметра).

Все перечисленные устройства являются бездорновыми агрегатами, поэтому неэффективны при гибке тонкостенных изделий, также их нежелательно использовать при работе с заготовками со сварным стыком стенок — при пластический деформации возможно раскрытие отдельных участков шва.

Рис. 8 Трубогибочные вальцы

Сгибание металлического листа при помощи молотка

Для того чтобы выполнить гибку листа толщиной до 1,2 мм под прямым углом, используют простейшие инструменты – плоскогубцы (струбцины) и резиновый молоток.

Обработку производят на ровном деревянном бруске. Линию сгиба прочерчивают при помощи карандаша и линейки. Затем лист зажимают плоскогубцами так, чтобы их концы пришлись точно на линию разметки.

Край постепенно отгибают вверх, продвигаясь вдоль сгиба. После того, как угол приблизится к 90 градусам, лист помещают на брусок и при помощи молотка окончательно выравнивают.

Таким образом изготавливают узкие детали, например кромки из жести.

Совет: резиновый или деревянный молоток используют, чтобы на металле не образовались вмятины. Если сгибание выполняется обычным инструментом, в качестве прокладки нужно взять текстолитовую пластину.

Сгибание листа толщиной до 2 мм удобно проводить на рабочем столе. Металл располагают так, чтобы линия разметки приходилась на кромку. Под обрабатываемый материал подкладывают стальной уголок.

Лист зажимают в тисках при помощи двух деревянных брусков. Сгибание производят при помощи молотка, простукивая металл от одного конца к другому. Край листа при этом направляют вниз так, чтобы в итоге он полностью лег на закрепленный по краю стола уголок. Этим способом изготавливают изделия любой ширины, в том числе ящики или мангалы.

Способы выравнивания

Большие объемы труб, изготовленных из полиэтилена низкого давления, выпускаются в бухтах, где они накручены десятками метров или отрезками по 12 м. При длительном хранении трубы «улеживаются» или деформируются.

Выравнивание небольших отрезков (до 12 м) труб ПНД осуществляется привязкой ее к чему-либо ровному. Ровной поверхностью могут служить: металлоконструкции (длинный швеллер), стена или земля. В летнее жаркое время труба после привязки может за день приобрести прямолинейность.

Для выравнивания длинных участков (до 100 м и более) трубу нужно выложить на грунт по прямой линии и железными скобами укрепить ее через каждые 10 м. В летнее время под солнечными лучами труба сама выровняется за несколько суток. В холодное время дополнительно придется пропускать пар или греть резаком, используя смесь ацетилен-кислород.

Выпрямление трубы ПНД возможно из-за свойства полимера легко менять свою форму под воздействием высокой температуры. Путем нагревания изделия также придается определенная форма изгиба, благодаря чему можно сэкономить на дополнительных деталях. Это относительно дешёвый и доступный материал, трубы из него используются в напорных системах водоснабжения, а также в безнапорных канализационных сетях.

Таблица 5. скиды и длины изогнутых частей трубы для любого радиуса

Примечания; 1. Для определения величины скида или длины изогнутой части необходимо их значения, указанные в таблице, умножить на радиус гнутья (в мм)гнутья и углов гиба

Таблица по усилиям гибки для листогибочного пресса

Нижеприведенная таблица отображает примерное справочное усилие в соответствии с открытием матрицы, минимальной полкой, толщиной металла и радиусом. Данная таблица действительна для 1 метра конструкционной стали

Требования стандартов к радиусу изгиба

При сгибе трубных элементов их стенки не должны изменять свой профиль, сечение и пропускную способность (изменение внутреннего диаметра) — это достигается за счет определенного радиуса разворота, который установлен стандартами.

При определении минимальных пределов закругления учитывают способы его получения — наилучшие показатели в сторону уменьшения обеспечивают дорновые трубогибы с технологией наматывания и температурная обработка, позволяющая уменьшить размеры окружности.

Показатель также зависит от материала изготовления и размеров изделия: наружного диаметра (Dn) и толщины стенок (S), в таблицах также приводится длина прямого участка, которая необходима для получения указанных значений.

При работах важно знать размеры ырагмента, на котором получены данные значения радиуса — они исчисляются суммированием длин двух прямых участков и дуги, рассчитываемой по специальной формуле.

Рис. 2 Минимальный радиус гиба трубы стальных трубопроводов и расчет длины дуги

Данные, приведенные в таблицах, гарантируют при соблюдении размерных параметров требуемую ГОСТ эллипсность и овальность до 12,5%.

Согласно ГОСТ 17365-71В на трубопроводы для агрессивных сред, указан следующий минимальный радиус гиба труб:

• для элементов с наружным диаметром D до 20 мм. — не менее 2,5 D;
• при D, больше 20 мм. радиус не должен быть меньше 3,5 D.

При этом утоньшение стенок в зоне гиба не должно превышать 20% для стали и 25% для алюминия.

Электромеханические трубогибы

Электромеханические агрегаты в основном используются в промышленности и обеспечивают выполнение следующих технологических процессов.

• Бездорновая гибка. Станки применяются при работе с заготовками, для радиусов гиба 3 — 4 D., способны изгибать толстостенные трубы для мебельной и строительной отрасли, магистральных трубопроводов. Станки имеют самую простую конструкцию и управление по сравнению с другими видами, отличаются малыми габаритными размерами и весом.
• Бустерная обработка. Агрегаты, работающие по специальной технологии продвижения каретки с деталью дополнительным узлом, разработаны для получения сложных гибов без утоньшения стенок. Применяются для изготовления змеевиков различной формы в тепловой энергетике, котельной и водонагревательной индустрии.
• Дорновая гибка. Агрегаты данного типа позволяют производить высококачественное изгибание тонкостенных элементов с наружным диаметром до 120 мм. Промышленные станки могут иметь автоматическое или полуавтоматическое исполнение с числовым программным управлением.
• Трехвалковая гибка. Конструкция широко используется для изгибания любых металлов и сплавов, отличается универсальностью: отлично справляется с профилем круглого или прямоугольного сечения, уголками и плоскими пластинами. Многофункциональность агрегата достигается за счет смены валков с различным видом рабочих поверхностей и размеров.

При помощи данного агрегата удобно гнуть элементы большой длины с одинаковым большим радиусом закругления на всем протяжении.

Рис. 9 Промышленные трубогибы