Ohýbání trubek podle poloměru – nuance technologického procesu
Podíváme se na způsoby a zařízení pro ohýbání profilových a kruhových trubek podél poloměru. Řekneme vám, jak se určuje minimální poloměr ohybu.
Trubky jsou široce používány téměř ve všech oblastech průmyslové činnosti. Jedním ze zásadních procesů provázejících montážní práce při instalaci různých potrubních systémů je ohýbání trubek po poloměru, které může výrazně snížit počet svarů a má příznivý vliv na celkovou kvalitu práce.
- 1 Metody ohýbání trubek podél poloměru
- 2 Jak určit minimální poloměr
- 3 Nástroje a zařízení
Metody ohýbání trubek podél poloměru
Proces ohýbání ocelových trubek podél poloměru jim umožňuje získat částečnou nebo úplnou zakřivenou hladkou konfiguraci, která nezávisí na tvaru profilu. Takže při ohýbání dutého profilu na ocelovém obrobku současně působí síla, která jej stlačuje podél vnitřní stěny a síla, která jej natahuje podél vnějšího poloměru. Specifikem tohoto procesu je, že:
- profil v okamžiku, kdy mu dává tvar ohybu, se může zdeformovat, ve kterém trubka ztratí zarovnání;
- když je vnější stěna trubky natažena v oblasti maximálního poloměru, může dojít k prasknutí stěny vlivem radiální síly;
- stlačená vnitřní část trubky s nerovnoměrným smrštěním bude rozdrcena záhyby ve formě zvlnění působením tangenciálních sil.
Proto existují dva hlavní způsoby, jak ohýbat trubku podél poloměru, a to:
- přímo na studené potrubí,
- při zahřívání oblasti ohybu.
Studená metoda se používá hlavně u trubek s malým průměrem, ale v tomto případě je nutné jasně znát minimální poloměr ohybu trubky podél středové osy.
Při zahřívání místa ohybu se vytvářejí příznivější podmínky pro proces dané deformace, protože kov získává dostatečnou tažnost, což snižuje pravděpodobnost tvorby různých defektů. Horké metody ohýbání trubky podél poloměru se používají hlavně pro obrobky s velkým průměrem, protože tato technika je dražší a vyžaduje více času na provedení jednoho ohybu.
Při použití obou metod je nutné znát technologický postup, který zajistí rovnoměrný průřez kovové trubky v celém poloměru zakřivení a úplnou absenci trhlin a záhybů na stěnách.
Jak určit minimální poloměr
Minimální poloměr ohybu kovové trubky lze určit podle níže uvedeného výpočtu a na základě výkresu.
Minimální přípustný poloměr ohybu, při kterém může dojít ke kritické deformaci, je určen poměrem:
Rmin = 20*S,
kde Rmin je minimální možný poloměr ohybu kovové trubky, S je tloušťka stěny trubky v mm.
Poloměr podél středové osy potrubí tedy bude:
R = Rmin + 0,5 * D,
kde D je jmenovitý průměr trubky.
Předpokladem správného výpočtu minimálního poloměru ohybu je nutnost vzít v úvahu poměr:
Kt = S/D,
kde Kt je kritérium, které bere v úvahu tenkost trubek.
Získáme tak univerzální vzorec pro výpočet přípustného poloměru ohybu:
R= 20*Kt*D + 0,5*D,
Pokud je vypočtený poloměr R větší než (20*Кt*D + 0,5 *D), pak použijeme metodu ohýbání za studena, pokud je menší, je nutné trubku před ohybem dodatečně zahřát, jinak dojde k deformaci trubky stěnám se nelze vyhnout.
R ≥9.25*((0,2 – Kt)**0,5),
pokud je minimální přípustný podmíněný poloměr ohybu menší než získaná hodnota, pak je použití úpravy předpokladem.
Korekci poloměru ohybu trubky se zohledněním zpětného odpružení po odstranění zatížení lze získat pomocí vzorce:
Rav = 0,5 *Ku*Dm,
kde Dm je průměr ohýbacího trnu, Ku je referenční hodnota koeficientu pružné deformace pro daný kov.
Pro zvětšené výpočty tedy můžeme vzít hodnotu koeficientu pružné deformace rovnou 1,02 pro trubky o průměru do 40 mm, vyrobené z oceli nebo mědi, a pro trubky se jmenovitým průměrem větším než 40 mm hodnota se tedy bude rovnat 1,014.
Pro přesnější výpočet úhlu, pod kterým je nutné ohýbat trubku, s přihlédnutím k množství elastické deformace, můžete použít vzorec:
α = α *(1 + 1/m),
kde α je úhel natočení středové osy, m je hodnota referenčního koeficientu elastické deformace.
Pokud je tedy vypočtený poloměr dvakrát až třikrát větší než průměr trubky, pak hodnotu koeficientu elastické deformace lze brát v rozsahu od 40 do 60.
Nářadí a vybavení
K ohýbání ocelových trubek malého průměru při instalaci inženýrských potrubí se používá ruční nářadí a metoda deformace za studena. Studenou trubku lze tedy ohýbat pomocí zařízení pomocí následujících metod:
- pomocí šablonového válcování pro kulaté trubky do průměru 76 mm. Na strojích, které používají válcování, není možné získat kvalitní zaoblení poloměru průřezu v ohybu;
- navíjením na stacionární smýkadlo s podélným pohybem odvalovacího válce;
- založené na přenosu síly pneumatickým nebo hydraulickým válcem do bodu ohybu s důrazem na dva pohyblivé válečky;
- s protahováním přes pohyblivé vodicí válečky, které umožňují vyrábět ohyby s malým úhlem poloměru, používané na univerzálních ohýbacích strojích.
Ohýbání profilové trubky podél poloměru čtvercového nebo obdélníkového průřezu se provádí stejným způsobem jako kruhové ocelové trubky. Hlavní rozdíl mezi ohýbačkami profilových trubek je ve formě válečků, šablon a záběhu, které mají tedy obdélníkový průřez.
Trubky velkých průměrů se ohýbají výhradně horkými metodami na speciálních strojích, a to následujícím způsobem:
- deformace obrobku na matrici, která umožňuje vyrábět výrobky s několika ohyby v jedné nebo několika rovinách najednou;
- protahování na speciálním rohu umožňuje získat nejen minimální poloměry, ale také stanovené zakřivení poloměru při zachování jednotného průměru průřezu trubky díky současné kalibraci na vnitřním jádru.
Jak ohýbat polotovary trubek ve výrobě za tepla, můžete vidět v tomto videu.