Как производится гибка металлических труб технологические тонкости выполнения работ


Содержание страницы:

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

Трубы изгибают по дуге различного радйуса или другой кривой под различными углами и в различных плоскостях. Гнутые трубы широко применяют для изготовления бензиновых, масляных, воздушных трубопроводов в автомобилях, тракторах, самолетах, металлорежущих станках и других машинах.

Трубы гнут ручным и механизированным способами; в горячем и холодном состоянии; с наполнителями и без наполнителей. Способ гибки зависит от диаметра трубы, величины угла загиба и материала труб.

Гибка труб в горячем состоянии применяется при диаметре более 100 мм. При горячей гибке с наполнителем трубу отжигают, размечают, а затем один конец закрывают деревянной или металлической пробкой. Для предупреждения смятия, выпучивания и появления трещин при гибке трубу наполняют мелким сухим песком, просеянным через сито с ячейками около 2 мм, так как наличие крупных камешков может привести к продавливанию стенки трубы, а слишком мелкий песок для гибки труб непригоден, так как при высокой температуре спекается и пригорает к стенкам трубы.

Для механизации наполнения (набивки) труб песком применяют молотковые или вибрационные установки. Если установок нет, трубу наполняют песком через воронку, а уплотняют обстукиванием трубы молотком; удары молотка наносят снизу вверх при одновременном ее повертывании до тех пор, пока при ударе по трубе не будет слышен глухой звук.

После заполнения песком второй конец трубы забивают деревянной пробкой, у которой должны быть отверстия или канавки для выхода газов, образующихся при нагреве (рис. 3, а).

Диаметры пробок (заглушек) зависят от величины внутреннего диаметра трубы. Для труб малых диаметров заглушки делают из глины, резины или твердых пород дерева в виде конусной пробки длиной, равной 1,5 —2 диаметрам трубы, с конусностью 1 : 10. Для труб больших диаметров заглушки изготовляют из металла.

Желательно, чтобы забиваемые в концы труб пробки несколько выступали из них, что облегчает удаление пробок.

Для каждой трубы в зависимости от ее диаметра и материала должен быть установлен минимально допустимый радиус изгиба. Радиус закругления при гибке труб берется не меньше трех диаметров трубы, а длина нагреваемой части зависит от угла изгиба и диаметра трубы. Если трубу изгибают под углом 90°, то нагревают участок, равный шести диаметрам трубы; если гнут под углом 60°, то нагревают участок, равный четырем диаметрам трубы; если под углом 45° — трем диаметрам и т. д.

Длина нагреваемого участка трубы определяется по формуле (в мм): L = ad /15, где L — длина нагреваемого участка, мм; а — угол изгиба трубы, град; d — наружный диаметр трубы, мм; 15 — постоянный коэффициент (90 : 6 = 15; 60 : 4 = 15; 45 : 3 = 15).

Участок изгиба на трубе размечают мелом. Выполняется эта операция по заранее заготовленным шаблонам. В процессе гибки трубу проверяют по месту или по изготовленному из проволоки шаблону.

При гибке труб в горячем состоянии работают в рукавицах.

Трубы нагревают паяльными лампами в горнах или пламенем газовых горелок до вишнево-красного цвета на длине, равной шести диаметрам. Топливом в горнах может быть древесный уголь и дрова. Лучшим топливом является древесный уголь, который не содержит вредных примесей и дает более равномерный нагрев.

В случае перегрева трубу до гибки охлаждают до вишнево красного цвета. Трубы рекомендуется гнуть с одного нагрева, так как повторный нагрев ухудшает качество металла.

При нагреве обращают особое внимание на прогрев песка. Нельзя допускать излишнего перегрева отдельных участков; в случае перегрева трубу охлаждают. От достаточно нагретой части трубы отскакивает окалина.

По окончании гибки выколачивают или выжигают пробки и высыпают песок. Плохое, неплотное заполнение трубы, недостаточный или неравномерный прогрев перед гибкой приводят к образованию складок или разрыву. Изгиб проверяют шаблоном.

При гибке в трубном прижиме в горячем состоянии стальную трубу вставляют в трубный прижим, между угловой выемкой основания и сухарем с уступами, и вращением рукоятки зажимают. При гибке сварных труб шов располагают снаружи, а не внутри изгиба, иначе труба может разойтись по шву. На конец изгибаемой трубы надевают отрезок трубы большего диаметра так, чтобы конец немного не доходил до места изгиба, затем обхватывают трубу двумя руками, с большим усилием отводят ее в направлении изгиба.

Гибка труб в холодном состоянии выполняется с помощью различных приспособлений. Простейшим приспособлением для гибки труб диаметром 10 — 15 мм в свободном состоянии является плита с отверстиями, в которой в соответствующих местах устанавливаются штыри, служащие упорами при гибке.

Трубы небольших диаметров (до 40 мм) с большими радиусами кривизны гнут в холодном состоянии, применяя простые ручные приспособления с неподвижной оправкой. Гибочная оправка крепится к верстаку с двух сторон скобками. Трубу для гибки вставляют между гибочной оправкой и хомутиком, нажимают руками и гнут ее по желобообразному углублению гибочной оправки.

Трубы диаметром до 20 мм изгибают в приспособлении. Приспособление крепится к верстаку с помощью ступицы и плиты. На одной оси ступицы и плиты находится неподвижный ролик-шаблон с хомутиком. Подвижный ролик закреплен в скобе с рукояткой. Трубу для изгиба вставляют между роликами так, чтобы конец ее вошел в хомутик. Затем рукояткой повертывают скобу с подвижным роликом вокруг неподвижного ролика-шаблона до тех пор, пока труба не изогнется на требуемый угол.

Гибка медных и латунных труб. Подлежащие гибке в холодном состоянии медные или латунные трубы заполняют расплавленной канифолью или расплавленным стеарином (парафином), или свинцом. Порядок гибки аналогичен описанному ранее. Канифоль после гибки выплавляют, начиная с концов трубы, так как нагрев середины трубы, наполненной канифолью, разрывает трубу.

Медные трубы, подлежащие гибке в холодном состоянии, отжигают при 600 — 700 °С и охлаждают в воде. Наполнитель при гибке медных труб в холодном состоянии — канифоль, а в нагретом — песок.

Латунные трубы, подлежащие гибке в холодном состоянии, предварительно отжигают» при 600 — 700 °С и охлаждают на воздухе. Наполнители те же, что и при гибке медных труб.

Дюралюминиевые трубы перед гибкой отжигают при 350 — 400 °С и охлаждают на воздухе.

Механизация гибки труб. При массовом изготовлении деталей из труб наибольших диаметров применяют ручные трубогибочные приспособления и рычажные трубогибы, а для гибки труб больших диаметров (до 350 мм) — специальные трубогибочные станки и прессы.

Гибку труб в кольцо производят на трехроликовом гибочном станке. На рис. 105 показан момент гибки в кольцо трубы диаметром до 25 мм без наполнителя.

Перед гибкой налаживают станок — регулируют положение верхнего ролика относительно двух нижних роликов вращением рукоятки. При вращении рукоятки по часовой стрелке верхний ролик опускается вниз и, наоборот, при вращении против часовой стрелки — идет вверх.

Широко используются новые способы гибки труб — гибка с растяжением заготовки и гибка с нагревом токами высокой частоты. Первый способ заключается в том, что заготовку подвергают совместному действию растягивающих (превышающих предел текучести металла) и изгибающих усилий. Этот процесс осуществляется на гибочно- растяжных машинах с поворотным столом. Гнутые этим способом детали имеют высокую прочность и меньшую массу. Такой способ применяют при изготовлении труб для самолетов, автомашин, морских судов и др.

При гибке труб с нагревом токами высокой частоты нагрев, гибка и охлаждение происходят непрерывно и последовательно в специальной высокочастотной установке типа трубогибочных станков. Установка допускает гибку труб диаметром от 95 до 300 мм. Она состоит из двух частей: механической и электрической; механическая часть представляет собой станок для гибки труб, а электрическая сострит из электрооборудования и высокочастотной установки. Указанный способ имеет ряд преимуществ: обеспечивается меньшая овальность в месте изгиба трубы, высокая производительность (в 4 — 5 раз выше других способов, процесс механизирован.

Правильно изогнутыми считаются трубы, не имеющие вмятин, выпучин и складок.

При гибке труб необходимо соблюдать следующие условий:

тщательно следить за равномерностью вытягивания внешней стенки и посадки внутренней стенки трубы; учитывать, что внешняя стенка трубы легче вытягивается, чем происходит посадка внутренней стенки трубы;

трубу гнут плавно, без рывков; появившиеся складки правят молотком. Для предупреждения складок трубу сначала гнут несколько больше, чем следует по шаблону, а затем отгибают в соответствии с шаблоном;

во избежание разрыва нельзя гнуть трубу и выправлять складки, если труба охладилась до светло-вишневого цвета (800 °С). Поэтому трубы больших диаметров гнут с многократным нагревом;

после проверки трубы шаблоном удаляют пробки, высыпают песок и обрезают концы по шаблону, затем очищают и промывают трубу внутри.

Развальцовка (вальцевание) труб заключается в расширении (раскатывании) концов труб изнутри специальным инструментом (вальцовкой). Для этого инструмент зажимают в слесарных тисках. Трубу вставляют в соответствующее по диаметру отверстие (каленая втулка), а затем ударами молотка по оправке развальцовывают конец трубы до необходимых размеров. Концы труб диаметром больше 18 мм развальцовывают с помощью специальной вальцовки, которая состоит из стального стержня, на одном конце стержня имеется конус, а на другом — квадратная головка. Стержень помещен в корпус, внутри которого размещены ролики, имеющие небольшую конусность.

Процесс развальцовывания состоит в том, что на конец трубы надевают фланец с выточенными в его отверстии канавками, затем в трубу вставляют вальцовку с роликами и вращают. При вращении вальцовка роликами раскатывает трубу, вдавливая металл трубы в канавки фланца до тех пор, пока они не заполнятся до отказа. Если вращение вальцовки становится свободным, подтягивают гайку, углубляя тем самым конус в трубу.

Наиболее производительным является вальцевание на специальных вальцовочных машинах и различных механизмах.

Виды и причины брака при гибке. При гибке металла брак чаще всего проявляется в косых загибах и механических повреждениях обработанной поверхности как результат неправильной разметки или закрепления деталей в тисках выше или ниже разметочной линии, а также неправильного нанесения ударов.

Безопасность труда при гибке. В целях обеспечения безопасности заготовки укрепляют в тисках или других приспособлениях прочно, работают только на исправном оборудовании.

Перед началом работы на гибочных станках знакомятся с инструкцией; работу выполняют осторожно, чтобы не повредить пальцы рук. Работают в рукавицах и застегнутых халатах.

При слесарных работах часто требуют замены всякого рода трубочные соединения, которые используются для подвода к различным механизмам масла, воздуха, топлива или воды. Кроме того, домашнему слесарю порой приходится производить ремонт и замену коммуникационных трубопроводов (или сооружение новых, например, на дачном участке). При этом в трубопроводах не всегда удается избежать острых и тупых углов (прямой угол можно собрать с помощью всевозможных сгонов, муфт и т. д.), а это значит что вам придется заниматься гибкой труб.

Трудность этой операции заключается в том, что труба при изгибании может сломаться, смяться и заготовка придет в негодность. Чтобы этого не случилось, трубу (если она не оцинкованная) предварительно заполняют наполнителем (мелкий сухой песок или расплавленная канифоль) и нагревают в месте изгиба. В некоторых случаях можно наполнить трубу водой и заморозить (естественно, без последующего нагревания). Вместо наполнителя иногда используются плотно навитые стальные пружины, которые загоняются внутрь трубы на место изгиба. Но следует все же учесть, что в нагретом состоянии трубы гнутся значительно легче.

До какой температуры нужно нагревать трубы перед тем как их гнуть? Как ее измерить? Никаких приборов для измерения температуры нагрева не требуется, она определяется визуально, на глаз. Стальные трубы следует нагревать до ярко-красного цвета, алюминиевые — до тех пор, пока от трубы не начнет обугливаться приложенная к ней бумага. Вопрос о том, нужно ли в каждом конкретном случае использовать наполнитель или нет, решается в зависимости от того, какого радиуса изгиб нужно получить. Если радиус меньше 50 мм, то трубы диаметром до 20 мм можно гнуть без наполнителя и в холодном состоянии. Медные и латунные трубы перед гибкой необходимо отжечь в зоне загиба. Если вам приходится гнуть сварную трубу, то сварной шов (как наиболее уязвимую ее часть), следует расположить так, чтобы он не пришелся ни на растянутую, ни на сжатую стороны.

Самое простое приспособление для изгибания труб — металлическая плита с отверстиями, в которых располагаются штифты таким образом, чтобы получить трубу нужной конфигурации, а изгиб нужного радиуса (отчасти, это напоминает приспособление для гибки металлического прутка). Однако у этого приспособления имеются два очень значительных минуса. Во-первых, не всегда можно добиться чистого изгиба в одной плоскости. А во-вторых, если сгибаемая труба слишком коротка, то вам может просто не хватить физической силы.

Более совершенное приспособление для гибки труб представляет собой вертикально установленную двойную плоскопараллельную пластину, которая имеет кривизну необходимого загиба (рис. 9). Трубу необходимо зажать в хомутике и гнуть вниз по пазу пластины, ширина которого соответствует внутреннему диаметру трубы.

Ну и, пожалуй, самым совершенным приспособлением для гибки труб в домашних условиях является специальный станок Вольнова, который не только не позволит «убежать» трубе в трехмерное измерение, но и, благодаря подвижному ролику и нескольким съемным роликам-шаблонам различных радиусов, позволяет производить практически все типы изгибов. Работает станок Вольнова следующим образом: длинную сторону трубы заложите под хомутик верстака, изгибаемое место смажьте любым смазочным маслом (для лучшего скольжения подвижного ролика) и загибайте короткую сторону.

И все-таки в целом нужно отметить, что гибка труб, особенно большого диаметра, ручным способом — операция малопроизводительная и тяжелая, и если есть возможность обойтись без изогнутых труб, то лучше ею воспользоваться.

Гибка труб

Существует много способов гибки труб. Для этой операции применяются различные приспособления, а также механические трубогибочные станки.

Для того чтобы при гибке не помять трубу, ее предварительно набивают наполнителем (песком) или заливают расплавленной канифолью. Трубы с наполнителем обычно гнут на деревянных или стальных оправках, шаблонах и роликовых приспособлениях. Гибка труб в холодном состоянии производится и с наполнителями и без них, а в нагретом состоянии — преимущественно с наполнителями. Трубы небольшого диаметра (примерно до 20 мм) при радиусе загиба более 50 мм можно гнуть в холодном состоянии без наполнителя.

На рис. 5.28я показана гибка трубы по кривой большого радиуса в холодном состоянии с наполнителем при помощи шаблона, а на рис. 5.286 — при помощи роликового приспособления. Здесь гибка производится между гибочным и нажимным роликами. Радиус и угол загиба зависят от диаметра гибочного ролика.

Рис. 5.28. Гибка трубы: a — по шаблону; б — при помощи роликового приспособления; 1 — упор для трубы, 2 — неподвижный гибочный ролик, 3 — подвижный нажимной ролик, 4 — ручка приспособления, 5 — крепление конца трубы

Гибку трубы холодным способом с наполнителем-песком осуществляют следующим образом.

  • 1. Изготовляют две деревянные пробки диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, и длиной, соответствующей четырем-пяти ее диаметрам.
  • 2. Пробку вставляют в один конец трубы и забивают ее молотком на глубину двух-трех диаметров.
  • 3. Просеивают мелкий сухой речной песок. Трубу устанавливают в вертикальное положение (концом с пробкой вниз) и насыпают в нее просеянный песок.
  • 4. Песок уплотняют, постукивая молотком по поверхности трубы или ударяя трубу о прокладку, находящуюся на полу. После уплотнения песка деревянную пробку забивают во второй конец трубы.
  • 5. Место изгиба размечают мелом. Надевают рукавицы.
  • 6. Изгибаемую трубу вставляют в трубный прижим, между угловой выемкой основания и сухарем с уступами, и вращением рукоятки зажимают трубу в прижиме. (При гибке сварных труб шов надо располагать снаружи, а не внутри изгиба, иначе труба может разойтись по шву.)

7. На конец изгибаемой трубы надевают отрезок трубы большего диаметра так, чтобы ее конец немного не доходил до метки изгиба, затем охватывают трубу двумя руками и с большим усилием отводят ее в направлении изгиба, рис. 5.29. Для контроля окончания изгиба на среднюю линию трубы накладывают проверочный шаблон.

Рис. 5.29. Прием гибки стальных труб вручную

8. После окончания изгиба трубу освобождают из прижима, выбивают деревянные пробки и высыпают песок.

Гибку стальной трубы на ручном станке (трубогибе) в холодном состоянии без наполнителя выполняют в следующей последовательности.

1. Ручной станок подготавливают к гибке, устанавливают рукоятку в положение А, рис. 5.30.

Рис. 5.30. Прием гибки стальных труб ручным трубогибочным станком

  • 2. На трубе мелом отмечают начало изгиба.
  • 3. Один конец трубы закладывают между подвижным и неподвижным роликами и в отверстие хомутика так, чтобы линия разметки на трубе совместилась с риской, нанесенной на поверхности неподвижного ролика.
  • 4. Рукоятку берут двумя руками и поворачивают ее по часовой стрелке на заданный угол по шаблону. Если усилия рук недостаточно, то для того, чтобы увеличить плечо приложения силы, на рукоятку надевают отрезок трубы.

Правильность изгиба проверяют по шаблону или по детали (изогнутой трубе).

Гибка труб из цветных металлов выполняется в следующей последовательности.

  • 1. Изготовляют деревянную пробку и забивают ее в один из концов трубы.
  • 2. Расплавляют наполнитель (канифоль). У сосуда обязательно должен быть носик для слива расплавленной канифоли в трубу.
  • 3. Трубу устанавливают вертикально (пробкой вниз) и заливают в нее канифоль, оставляя трубу в таком положении до полного затвердения канифоли.
  • 4. Трубу гнут одним из способов:

а — зажимают в тисках между деревянными нагубниками и изгибают усилием рук (рис. 5.31а); проверку угла изгиба выполняют по шаблону или изделию;

б — с помощью роликового приспособления (рис. 5.31 б), при работе с которым один конец трубы вставляют между роликами в неподвижный хомут. Рукоятку рычага охватывают двумя руками и поворачивают, выполняя изгиб трубы.

Рис. 5.31. Гибка труб из цветных металлов: а — в тисках; б — в роликовом приспособлении

5. Трубу освобождают из тисков (приспособления), подогревая ее, начиная с открытого конца, по всей длине — выплавляют канифоль и сливают ее в сосуд.

При гибке трубы горячим способом на роликовом приспособлении подготовительные операции (изготовление пробок, их забивка в отверстия тубы и наполнение трубы песком) выполняются также как и при гибке в холодном состоянии. Необходимо только в пробках проделать небольшие сквозные отверстия для выхода газов при нагреве. После этой подготовки поступают следующим образом.

  • 1. Отмеряют от конца трубы длину до центра изгиба и в этом месте проводят черту поперек трубы.
  • 2. От метки засекают мелом по обе ее стороны по половине длины предназначенной к нагреву части трубы.
  • 3. Нагревают трубу в размеченном месте до вишнево-красного цвета.
  • 4. Нагретую трубу закладывают в приспособление.
  • 5. Сгибают трубу до заданного угла и проверяют изгиб трубы по шаблону или по месту.
  • 6. Сняв трубу с приспособления, дают ей остыть, затем вынимают из отверстий пробки и высыпают песок

Во время нагрева трубы в горне надо наблюдать за тем, чтобы нагревалась только размеченная часть. Нагревание продолжают до тех пор, пока не прокалится в трубе песок, иначе труба быстро остынет и гибку не удастся закончить за один нагрев.

В качестве топлива при нагреве трубы применяют древесный уголь, торф или кокс. Кузнечный уголь менее пригоден вследствие высокого содержания в нем серы.

Гибка труб: описание технологии, особенности и способы

Пластиковая труба представляет собой изделие из ПВХ, внутри которого располагается армирующая прослойка. Благодаря быстрому развитию современных технологий, такие материалы быстро вытеснили из строительной отрасли тяжелые и громоздкие чугунные трубы. Поэтому в домашних условиях при обустройстве теплых полов и проведении монтажа водопровода часто возникает вопрос о том, как выполнить гибку труб. Описание технологии, особенности и способы работы с трубами из ПВХ вы найдете в нашей статье.

Методы гибки пластиковых труб

При проведении работ по изменению конфигурации труб различного сечения возникает натяжение верхнего пластикового слоя, что приводит к растрескиванию армирующего металла внутри шланга. Поэтому, чтобы избежать внешнего или внутреннего повреждения в процессе гибки трубы, необходимо применять некоторые специальные методики и рекомендации.

Основными вариантами правильного сгибания пластиковой трубы считаются:


  • применение станка для гибки;
  • ручное сгибание;
  • использование песка;
  • работа со специально подобранной пружиной;
  • нагрев места изгиба строительным феном.

Использование песка и разогрева является как самостоятельным методом, так и дополнительным вспомогательным способом проведения процесса гибки ПВХ-труб.

Изгиб труб вручную

Чтобы избежать брака в ходе выполнения работы по изгибанию металлопластиковых изделий, необходимо обладать достаточной физической силой и строго соблюдать определенную технологию.

Итак, выполнять гибку трубы вручную нужно следующим образом:

  • берем отрезок трубы двумя руками по концам предполагаемого места изгиба;
  • аккуратно производим изгиб до угла 20º;
  • смещаем силу нажатия вправо или влево от образовавшегося угла;
  • снова делаем изгиб на 20º;
  • производим несколько небольших мини-загибов до достижения нужного угла заготовки.

Гибка трубы одним приемом может привести к поломке заготовки. Чтобы сохранить заданный угол, нужно согнуть трубу немного сильнее, а затем вернуть в исходное положение. При желании выпрямить трубу все операции нужно проделывать в обратном порядке, соблюдая особую осторожность. Этот способ легко применяется для труб диаметром до 20 мм, а вот заготовки большего сечения делать вручную будет затруднительно.

Применение механического устройства

Механический способ гибки труб идеально подходит для изменения конфигурации заготовки в домашних условиях, но выполнение одноразовой работы не оправдано с экономической точки зрения. С помощью станка можно получить безупречно ровный изгиб разного типа изделий, не прилагая при этом больших физических усилий.

Технология изгибания шланга выглядит следующим образом:

  • устанавливаем необходимый угол изгиба в станке-арбалете;
  • вставляем отрезок заготовки так, чтобы место загиба находилось по центру устройства;
  • плавно нажимаем на рукоятку механизма для придания заданного угла.

В зависимости от привода устройства для проведения гибки делятся на следующие виды:

  • ручные, которые предназначены для работы с трубами небольшого диаметра из полимерного материала, нержавейки или цветного металла;
  • гидравлические агрегаты позволяют сгибать заготовки большего диаметра;
  • электромеханические приспособления способны гнуть трубы различного диаметра и высокого класса точности.

Сгибание трубы с помощью пружины

При этом способе роль амортизатора выполняет пружина необходимого диаметра. Именно ребра пружины защищают армирующий слой трубы от сморщивания и повреждения. Обычно такое приспособление продается попарно (внешняя и внутренняя части). Диаметр устройства подбирается под размер заготовки, причем лучше выбирать пружину с кольцами круглого сечения.

Чтобы легче вставлять трубу во внешнюю часть пружины, производитель расширил один ее конец. Внутренняя пружина имеет один конусообразный конец, который обеспечивает легкий доступ к изгибу, и петлю на другом конце для удобства извлечения пружины после работы.

Технология проведения изгиба с помощью пружины:

  • привязывают шнур к петле и вставляют внутреннюю пружину в трубу;
  • внешнюю пружину надевают на заготовку;
  • плавно загибают трубу до нужного угла;
  • по окончании изгиба немного разжимают угол и вынимают приспособление.

Чтобы полиэтилен внутри трубы изгибался равномерно, нужно весь процесс проводить аккуратно, плавными качающимися движениями. Тот же технологический принцип заложен и в сгибание трубы с помощью проволоки. Сдерживающим элементом выступает кусок мягкой проволоки подходящего сечения. Главное, не забыть привязать к одному концу шнур, чтобы вынуть проволоку после работы.

Повышение качества изгиба с помощью песка и фена

Способ изгиба заготовок с использованием песка можно назвать дополнительным средством для уменьшения брака при изменении конфигурации трубы. Этот метод очень похож на ручную работу, только здесь во внутреннее пространство трубы засыпается песок, который предотвращает деформацию заготовки.

Выполнение изгиба с помощью песка:

  • тщательно герметизируется один конец трубы;
  • заготовка заполняется мелким песком;
  • тщательно герметизируется второй конец;
  • выполняется плавный изгиб изделия до нужного угла;
  • после завершения работы удаляются все заглушки, песок высыпается из трубы.

При помощи строительного фена можно нагреть место изгиба шланга, чтобы облегчить процесс загибания заготовки до определенного угла. Главное — не перегреть пластиковую трубу.

Как согнуть профильную трубу

Труба, имеющая вид, отличный от круглого сечения, называется профильной. Она может быть квадратной, прямоугольной, овальной или шестиугольной формы.

Несмотря на кажущуюся легкость работы, гибка профильной трубы может повлечь некоторые проблемы:

  • внутренняя сторона может превратиться в гофрированную;
  • произойдет разрыв наружной стенки;
  • заготовка при изгибе потеряет соосность элементов.

В настоящий момент используются два способа изменения конфигурации профильной заготовки — горячий и холодный. В первом случае процесс изгиба производится только на разогретой трубе. Такое технологическое решение значительно увеличивает пластичность материала и облегчает его загибание. Второй способ применяется на изделии без предварительного воздействия нагревательным элементом.

Гофрированные трубы

Для монтажа электропроводки открытым и скрытым способом применяется труба ПВХ гибкая гофрированная. Эксплуатация таких труб возможна как на открытом воздухе, так и внутри промышленного или жилого помещения.

Чтобы улучшить защиту от повреждений механического характера и воздействия агрессивных веществ, применяются двустенные гибкие трубы. Их отличительной особенностью является большая кольцевая жесткость. Внутренняя стенка трубы — гладкая, а внешняя сторона — гофрированная.

Любой из этих методов изгиба пластиковых и профильных труб успешно используется мастерами уже не один год. Главное при выполнении работы — сохранять спокойствие и делать ее без спешки.

Методы гибки труб и профилей

Процесс сгибания труб присутствуют во многих производственных операциях: в прокладке нефтегазовых трасс, тепловых магистралей, в монтаже сетей водопровода и водоотведения, систем промышленной вентиляции и кондиционирования. Гнутые трубы выполняют роль ответвлений, соединительных отрезков, отводов и ограждений в конструкциях различных механизмов и жестких металлических конструкций.

Во всех случаях гибка труб производится с помощью трубогибочных машин. Каждая технология изменения направленности трубы имеет свои особенности и показания, которые следует учитывать при выборе оборудования.

Факторы, влияющие на выбор технологии гибки труб

Сгибание трубной заготовки представляет собой процедуру изменения направленности трубы, в том числе – геометрии отрезка. Данный процесс выполняется на трубогибочных станках разными технологиями, использование которых во многом зависит от:

  • Материала трубопровода
  • Величины наружного и внутреннего диаметра
  • Толщины стенки трубы
  • Требуемой точности гибки
  • Сложности конструкции
  • Величины радиуса сгибания
  • Допустимых величин деформации заготовки
  • Качественных показателей прочности
  • Срока эксплуатации конструкции, в том числе на отрезке изгиба.

Выбирая трубогибочный инструмент, необходимо определить для каких целей он будет использоваться, так как от правильного выбора зависит принцип работы, производительность оборудования, метод гнутья и объемы задействованных ресурсов. В настоящее время существует два варианта гибки труб на профилегибах и трубогибочных машинах – метод холодной или горячей гибки.

В чем заключается особенности горячей гибки труб?

Метод горячего сгибания труб заключается в предварительном подогреве зоны будущего сгиба детали или всей детали по необходимости. Данная процедура выполняется газовыми либо нефтяными горелками или в горнах. Также подогревание заготовки может проходить на станках с помощью токов высокой частоты. Данная технология является весьма трудоемкой, поэтому ее задействуют, когда отсутствуют агрегаты для холодной гибки труб.

Главной особенностью горячей гибки труб является использование специального наполнителя. В подавляющем большинстве им выступает чистый речной песок определенной фракции, без включения мелких или крупных частиц, в том числе без органических или неорганических примесей. Присутствие посторонних включений может повлечь за собой их пригорание к частицам песка или поверхности трубы. Кроме того, песок не должен быть мокрым, иначе при повышении температуры возникнет высокое давление пара в трубе и ее деформация.

Принцип действия горячей гибки труб

  • После засыпания песка в заготовку происходит повышение температуры до 900 градусов по С и выполняется гибка трубы нужного радиуса.
  • Нагревание детали происходит единоразово без пережога, чтобы не допустить ухудшения качества.
  • Выбор размера подогреваемой зоны на трубе зависит от угла сгибания, толщины и размера диаметра.
  • После завершения процедуры, вынимают заглушки, удаляют наполнитель и прочищают заготовку.

Метод холодной гибки труб

Метод холодной гибки труб — это процесс изменения радиуса трубы без нагрева в месте сгиба.

Холодным способом выполняется сгибание профиля и трубных заготовок из:

  • Меди.
  • Алюминия.
  • Стали.
  • Цветных сплавов.
  • Железа.

Кроме того, холодная гибка труб выполняется многими видами трубогибочных машин, в том числе — полуавтоматическими станками с ЧПУ, что положительно сказывается на точности гибки. Это особенно важно при выполнении сложной пространственной гибки труб или сгибания хрупких тонкостенных деталей. Именно поэтому данный способ получил гораздо большее распространение, чем технология горячего сгибания.

В случае работы с тонкостенными или хрупкими трубами рекомендовано использование механического стабилизатора – дорна.

Способы гибки труб и профилей на трубогибочных и профилегибочных станках

Холодный метод гибки труб подразумевает два варианта гибки:

  1. Сгибание инструментом без дорна. Данная технология применяется для сгибания труб большого радиуса (от 3D), заготовок с толстыми стенками, а также в случаях, когда не требуется высокая точность работ. Данный способ является устаревшим и в последние годы используется все реже.
  2. Сгибание трубы дорновым инструментом. В зависимости от вида трубогибочной машины выполняется сгибание заготовки в различных плоскостях определенным способом:

Гибка труб

Гибкой трубы называется действие, направленное на придание ей необходимой формы за счет внешних растяжений и внутренних сжатий слоев металла. Прошедшие такую обработку трубы востребованы во всех отраслях:

  • химической;
  • автотракторной;
  • аэрокосмической и т. д.

Гибке подвергаются имеющие разнообразный профиль трубы из стали и цветных металлов. Их деформация является основой технологического процесса во многих важнейших отраслях промышленности. Гнутые трубы большого диаметра широко применяются при строительстве нефте- и газопроводов, в коммунальных сетях и т. п.

Требования к гибке труб

Не допускается появление на поверхности трубы в результате гиба следующих, обусловленных этим техпроцессом, дефектов:

  • гофрообразования;
  • следов от прижимов;
  • утонения стенок.

Наиболее высокие требования к качеству деформации изогнутого трубопровода предъявляются в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Например, ОАО «Воткинский завод» в 2010 году в ходе аукциона на поставку оборудования для гибки труб выставил следующие требования:

  • минимальный осевой радиус гиба R=0,7D, где D – наружный диаметра трубы;
  • овальность сечения (отклонение от округлости) – не более 2,5..3% D;
  • отклонение формы (геометрии) трубы от расчётного профиля не более 1 мм.

Технология гибки труб

Гибка труб осуществляется с помощью трубогиба. Все современные трубогибы предназначены для сгиба до 180 градусов.

Трубы деформируют в холодном и горячем (когда нет возможности в холодном) состоянии, применяя при этом приспособления и станки. Угол гибки проверяется по шаблонам, которые изготавливаются из листовой стали или проволоки Ø 5…8 мм.

Горячая гибка труб.

Для предотвращения складок в местах изгиба и овальности применяется наполнитель. В качестве наполнителей используются следующие материалы:

  • речной просушенный мелкий песок;
  • канифоль;
  • масло и др. легкоудаляемые минеральные вещества.

Холодный способ гибки труб


Гибку труб Ø ≤ 30…40 мм осуществляют в холодном состоянии на ручных трубогибочных приспособлениях.

Ручной трубогиб «START 3RM-30».

Для снижения физических усилий, гибку стараются выполнять по групповому методу. Метод заключается в следующем: гнут длинную трубу, затем разрезают ее в необходимых местах и получают несколько труб необходимой конфигурации и размеров. При такой технологии снижается расход труб за счет уменьшения отходов (на припуск гибки). И, что не маловажно, сама гибка, благодаря длинной трубе, осуществляется с меньшими физическими усилиями.

Электрический трубогиб с ЧПУ «TECHNIC RE-60».

Ручная гибка труб – это малопроизводительная и трудоемкая операция. Поэтому, при необходимости обработать даже небольшую партию труб, используют средства механизации гибки и контроля. Очень популярен ручной трубогиб бренда «START» модели «3RM-30». Большим спросом пользуется на рынке электромеханический трубогиб с ЧПУ бренда «TECHNIC» модели «RE-60».

Горячий способ гибки труб

Такому виду деформации подвергают толстостенные трубы больших диаметров, а также тонкостенные на маленькие радиусы гиба. Для их нагрева используют индукционные печи или пламя газовых и нефтяных горелок. Если габариты трубы не позволяют поместить её в печь, то трубу нагревают на открытом воздухе и производят гибку. Установки ТВЧ устанавливаются на трубогибочных машинах и станках, предназначенных для деформации труб Ø > 80…90 мм, а так же специальных трубогибах, предназначенных для изготовления крутозагнутых отводов.

Трубогибочный станок «Sirius 760 CNB».

Для горячей гибки труб часто применяется станок бренда «Sirius» модели «760 CNB».

Где купить

Компания «Ажурсталь»;

Компания предлагает трубогиб «Ажур–6» по цене 251730 рублей.

По указанным здесь адресам вы можете выбрать и приобрести другие модели станков для гибки металла.

Гибка металла

Гибка металла – это метод изменения формы заготовки. Такое изменение выполняют без какой-либо выборки материала, а именно резания или электросварки.

Требуемый результат получают за счет использования деформирования металла. При гибке сжимают внутренний слой материала и растягивают наружный. Чем-то операция гибки сродни правке, применение которой устраняет дефекты – выпуклости и волнистости.

Разновидности и конструкция гибочных станков

Гибку листового металла производят на специализированном оборудовании – листогибах. По принципу действия, станки для гибки металла, можно условно разделить на несколько видов:

Универсальный гибочный станок

Универсальный. При работе этого станка, лист укладывают в закрепленную матрицу и при содействии пуансона ему придают требуемую форму. Пуансоны выполняют в нескольких исполнения, которые отличаются друг от друга формой и размерами, например, углом. На матрице, как правило, выполняют паз в форме угла.

Универсальные прессы легко перенастраиваются и способны решить множество технологических задач.

Поворотный. Этот станок состоит из траверсы, так называют гибочную балку, гибочной балки и заднего упора. Прижимная балка необходима для фиксации листа металла к станине. Сгибание листа осуществляет гибочная балка. По сути, она и есть главный рабочий элемент этого станка.

Ротационный. В конструкцию такого оборудования может входить несколько валов (валков). Они вращаются вокруг своей оси. Кроме того рабочие валки могут перемещаться в вертикальной плоскости. Лист металла помещают в пространство между валами и перемещая их по вертикали регулируют будущий радиус гибки. После того, как лист пройдет между вращающимися валами он получит требуемую форму.

Станок для гибки металла может работать от мускульной силы человека, гидравлического, пневматического, электрического (электромеханического) или механического привода.

Для работы с металлом небольшой толщины применяют фальцегибочные или фальцепрокатные станки. Их широко применяют при работе с кровельным листом, создании вентиляционных коробов и пр.

Виды гибочных станков

Для получения полной картины работы листогибочного станка необходимо понимать, как оно устроено. В состав этого оборудования входят такие узлы, как стол, на котором размещают заготовки. Заготовка будет перемещаться по его поверхности в заданном направлении. Кроме этого, на столе может быть установлен резак, отсекающий готовые детали от листа исходного материала. В качестве резака может быть использован роликовый нож или сабельная гильотина.

В состав гибочных станков входит угломер. Его применяют при установке угла, под которым должен быть изогнут лист. Кроме этого узла, не последнюю роль играют ограничители, регулирующие предельную высоту получаемого изделия.
Рабочая длина гибки и предельная толщина металла у каждого типа станка строго индивидуальна.

На практике применяют следующие типы гибочных станков.

Ручное оборудование для гибки металла

Ручное оборудование обладает небольшими габаритами, может быть легко перевезено из одного места в другое. Его применяют на единичном производстве. На ручных станках выполняют работы по получению деталей, выполненных из разных материалов, например, алюминия, меди, оцинкованной стали. Работа на таком станке не требует какой-либо специальной подготовки.

Электромеханическое оборудование для гибки металла

Механическое оборудование использует в своей работе энергию маховика, специально для этого раскручиваемый. Станки с электромеханическим приводом работают за счет приводной станции, которые включают в свой состав электрический двигатель, редуктор, ремни или цепи. Гидравлические агрегаты работают от энергии получаемой от гидравлического цилиндра.

Кстати, для бережного гиба листов, особенно тех, на которые нанесено покрытие, применяют листогибы, применяющие сжатый воздух.
Существуют и такие устройства, как электромагнитные. Их довольно часто применяют при изготовлении ящиков и коробов. Рабочим инструментом в таком оборудовании являются мощные электромагниты, под воздействием которых происходит гибка листа.

Отдельный класс гибочного оборудование – носимые (мобильные), как правило, их применяют непосредственно на рабочем месте, например, на стройплощадке.

Преимущества и недостатки гибочных станков

Как и любое оборудование для гибки обладает рядом достоинств. К ним можно отнести – прочность получаемых готовых деталей. Применение станков для гибки позволяет формировать детали без применения сварки и резки. После выполнения операции гибки, в месте ее выполнения снижается вероятность появления коррозионных явлений.

Расчет усилия гибки позволяет создать прочное изделие

Применение гибочных станков позволяет создавать цельные конструкции, причем в составе такого изделия возможно получение разносторонних гибов и углов.
Но, надо понимать и то, что гибочное оборудование довольно дорого стоит. Операции по изгибу листов обладают высокой трудоемкостью, особенно если эти работы выполняют на оборудовании, предназначенном для ручных работ.
Но перечисленные недостатки с лихвой компенсируются качеством получаемых изделий.

Принцип работы различных листогибочных станков

Технологическое оборудование, применяемое на современном производстве по созданию металлических конструкций, позволяет получать из листового материала готовые детали с разными габаритами и формами.

Гибка прокаткой в роликах

Ручные листогибы

Эти конструкции имеют ряд особенностей, в частности, у них существуют ограничения на глубину закладки заготовки, максимальной толщины металла, его шириной, точнее длиной гибки. Чем тоньше металл, тем длина гибки больше. Чаще всего, их применяют для гибки тонколистового металла.

Гибка ручным листогибом

Работа ручной установки строится следующим образом:
Верхней балкой лист прижимается к рабочему столу. Необходимый угол гиба получают путем подъема нижней, поворотной балки. Используя это станок необходимо иметь в виду то, что толщина листа, который может быть обработан, не должна превышать 2 мм.

Ручные листогибы обладают небольшой массой, и это позволяет их использовать и в стационарных условиях, и непосредственно на рабочем месте, например, на строительной площадке.

Гидравлические листогибы

Эти станки используют в качестве источника энергии жидкость. Насос, встроенный в систему, он создает избыточное давление, под действием которого плунжер, передвигает подвижную поперечную балку.
Лист, подлежащий обработке, прижимают к рабочему столу, и движение поперечной балки выполняет, правку и гибку листа.

Листогибы этого класса используют для обработки заготовок по всей длине рабочего стола, кроме того, с их помощью выполняют глубокую вытяжку металла.
Гидравлические цилиндры отличаются точностью позиционирования и высокой эффективностью работы. Их применение позволяет контролировать величину перемещения, скорость и движение частей гидравлической системы.

Станки с гидравлическим приводом применят для производства доборных комплектующих, воздуховодных коробов, деталей кровельного покрытия. С помощью этого оборудования изготавливают рекламные конструкции, выполняют внешнюю и внутреннюю отделку зданий и сооружений.
Использование гидравлического оборудования позволяет обрабатывать листы с большей толщиной, например, до 4 – 8 мм. Разумеется, эта величина зависит от марки обрабатываемого материала.

Электромеханические листогибы

Конструкция этого оборудования состоит из станины, поворотной балки для загиба листа. Кроме поворотной балки, на станке устанавливают балку собранную из профильных сенментов, которая прижимает лист. Для безопасности оператора на станке этого типа реализовано педальное управление.

Листогибы этого типа позволяют выполнять гибку металла с большой длиной. Их используют для обработки разных материалов, в том числе оцинковку, холоднокатаную сталь толщиной 2,5 мм.

Станки этого типа задействуют на производстве отливов, подоконников, конструкций для вентиляционных систем.

Гибка металла и ее основные способы

Гибка листа

Следует понимать, что операции гиба металла не ограничиваются работой с листовым металлом. При создании металлоконструкций разного назначения возникает потребность в использовании гнутых труб или профиля.

Радиусная гибка листа

Радиусная гибка листового металла выполняется на вышеописанном оборудовании. При ее исполнении важно подобрать правильный линейный размер заготовки. Проектировщик должен помнить о том, что длина заготовки, должна быть чуть больше, чем длина готовой детали. Это связано со спецификой гибочной операции. Дело в том, что при изменении положения одной части листа относительно другой, внутренние слои металла сжимаются, а наружные вытягиваются. То есть перед тем как выполнять радиусную гибку металла необходимо тщательно просчитать геометрические параметры заготовки.

Для расчета радиуса гиба достаточно использовать табличные данные, которые можно найти практически в любом инженерном справочнике.

Гибка труб

Трубы тоже можно изгибать в соответствии с требованиями рабочей документации. Существует несколько методов – ручной и механизированный. Кстати, в повседневной жизни гнутые трубы можно встретить на ограждениях и перилах, установленных в жилых домах и помещениях другого назначения.

Гибка гидравлических труб

Чаще всего трубы зашибают по радиусу. Этот процесс позволяет формировать частичный или полный изгиб трубы. Причем, он не будет зависеть от формы и размера сечения. Процесс деформирования труб выглядит примерно следующим образом – при изгибании полого профиля на заготовку воздействует несколько сил, одна оказывает влияние на поверхность внутренней стенки, а вторая на внешнюю сторону профиля.

Процесс гибки круглых труб

При выполнении изгиба трубы существует опасность того, что при взаимодействии этих сил профиль трубы может деформироваться. В результате этого может произойти потеря соосности. Более того, при несоблюдении ряда технологических правил, труба может быть разорвана. При неравномерном изгибе возможно образование складок в месте сгиба. Причиной тому воздействие тангенциальных сил, возникающих в процессе деформации трубы.

Во избежание подобных явлений применяют холодную и горячую гибку трубы. Первый метод применяют для обработки труб с небольшим диаметром. Но в таком случае необходимо знать минимально допустимый радиус гиба, который проходит по осевой линии. Надо отметить, что применение местного разогрева трубы создает более комфортные условия для выполнения гиба трубы. Металл после нагрева получает пластичность, достаточную для выполнения заданной деформации. Метод горячей гибки применяют на трубах большого диаметра.

Преимущества гибки металла на станках с ЧПУ

Все чаще и чаще использование оборудования, работающего под управлением компьютера, становится нормой, нежели исключение. Такие станки можно увидеть практически на любом производстве, причем, вне зависимости от его масштабов. Использование специализированного ПО, позволяет не только поднять скорость обработки деталей, но и приводит к заметной экономии металла, повышению точности обработки заготовок.

Работа по обработке заготовок на гибочных станках под управлением ЧПУ выглядит следующим образом:

  • при помощи носителей информации или через ЛВС в систему управления вводится управляющая программа.
  • в ней закодированы необходимые для работы оборудования сигналы, на основании которых будет выполняться обработка заготовки. То есть, исполнительные механизмы, получая соответствующие команды, приводят в движение рабочий орган (пуансон) вдавливающий заготовку в матрицу.

Использование систем управления позволяет добиться определенных преимуществ, перед другими способами обработки металла:

  1. Качество готового изделия, оно обеспечивается, в том числе и том, что при работе ЧПУ полностью исключается влияние человеческого фактора.
  2. Размеры и форма получаемого изделия полностью соответствуют требованиям рабочей документации.

Кроме названных параметров нельзя не упомянуть и то, что работа по изготовлению продукцию может выполняться в режиме 7/24 без привлечения дополнительных человеческих ресурсов.

Гибка металла этапы технологического процесса

Процесс гибки металла состоит из нескольких шагов:

  • Раскрой листового материала и получение заготовок, которые подлежат обработке на гибочном оборудовании, получают разнообразными способами.. Для раскроя могут быть использованы практически все виды заготовительного оборудования.
  • Затем, заготовки передают на производственный участок, где оператор, у которого на руках должна быть вся необходимая рабочая документация выполняет соответствующие операции и в итоге получает готовую деталь.

Гибка металла в гибочном штампе

После ее получения необходимо выполнить контрольно-измерительные операции. Эту работу выполняет или сменный мастер или сотрудник отдела технического контроля. Для выполнения этой операции необходимо использовать поверенный мерительный инструмент – линейку, рулетку, угломер и пр.

При выявлении каких-либо дефектов, необходимо внести изменения или в настройки оборудования или в текст управляющей программы.

Только после прохождения технического контроля деталь может быть допущена к дальнейшему использованию. В противном случае некондиционную продукцию надо отправлять или на переделку, или на утилизацию.

Гибка металла последующая обработка


По сути, гибочные операции носят промежуточных характер при изготовлении определенных узлов, например, элементов металлических лестниц. То есть, после гибки, полученные детали, отправляют на сборочное производство, где их устанавливают на место определенное в рабочей документации на изделие.

Если изделие не будет использоваться в составе других конструкций, то на ее поверхность наносят защитное коррозионно-стойкое покрытие. Это может быть грунтовка типа ГФ 21, или порошковая краска. Все зависит от назначения и условий эксплуатации готового изделия.

Зачем нужен самодельный листогиб

Гибка листового металла своими руками – это вполне осуществимая операции, которая может быть выполнена в домашних условиях. Но, многих домашних мастеров останавливает довольно высокая цена на листогибочные станки. Для нужд мелкосерийного производства или для работ по дому нет необходимости в установке сложных машин с гидравлическим проводом, а вполне хватит ручного станка.

Для того, что бы изготовить станок подобного рода необходимо иметь, как минимум эскизную документацию. Ее всегда можно найти в сети интернет, где ее можно или просто скачать, или купить. Но лучше всего изучить работу действующего ручного станка и полученные знания реализовать в металле.

На самом деле, для сооружения такого станка, потребуется некоторое количество метало проката, листового материала, сварочный аппарат и слесарный инструмент.

Листогиб своими руками

Станок для гибки листового металла состоит из следующих основных компонентов:

  • станины;
  • прижимной балки;
  • поворотной гибочной балки;
  • обжимная балка;
  • нож (роликовый, сабельный) для отрезки заготовок;
  • приемный лоток, который может быть изготовлен из дерева или листового металла.

При изготовлении такого станка мастер должен помнить, что он управляется мускульной силой и поэтом рассчитывать на то, что можно будет обрабатывать металл с толщиной до 2 мм.

Основание для станка

Для изготовления станины потребуется некоторое количество профильного металлопроката. Это может быть швеллер или двутавровая балка.

Станина — основание для станка

При ее сборке необходимо помнить о том, что конструкция должна обладать жесткостью. От этого параметра зависит качество обработки металла.

Прижимное устройство

В качестве прижима, в серийно выпускаемом оборудовании применяют стальные плиты. В самодельном станке можно использовать профильный прокат, например, швеллер No 12.

Прижимное устройство самодельного листогиба

Роликовый нож

Для отрезания полученной детали, можно использовать несколько видов ножей, например, сабельный, или роликовый. Чаще всего их применяют для работы с тонколистовым материалом. При сборке самодельного листогиба роликовый нож целесообразно приобретать в компании, которая занимается поставками подобного оборудования.

Роликовый нож самодельного листогиба

Все дело в том, что для изготовления роликовых ножниц, как впрочем, и других, применяют инструментальные стали. Для получения рабочих органов необходимо использовать термическую обработку, а в домашних условиях это выполнить вряд ли получиться.

Обслуживание и техника безопасности

К работе на листогибах могут быть допущены лица, которые обладают квалификацией слесаря МСР. Перед началом работы персонал должен пройти соответствующее обучение и сдать квалификационные экзамены.
Персонал, который будет работать на листогиба должен пройти первичный инструктаж по безопасности.
Между тем, на станках предназначенных для гибки листового металла, предусмотрены определенные меры безопасности, например, на некоторых моделях, поворотная балка или плита могут быть приведены в движение только после нажатия оператором двух управляющих кнопок. Такое решение позволит избежать травм рук оператора.

Управляющая панель листогиба

На некоторых моделях для запуска механизма необходимо еще и нажимать педаль.
В конструкции механического оборудования, предусмотрено наличие концевых датчиков, ограничивающих ход пуансона или поворотной плиты. Кроме этого, безопасность работ обеспечивают различного вида ограждения, которые ограничивают допуск оператора в рабочую зону.

Схема листогибного станка

Они установлены таким образом, что даже отключение одной из них приведет к тому, что станок просто не включится.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как производится гибка металлических труб: технологические тонкости выполнения работ

КовкаПРО: кузнечное оборудование по ценам производителей

  • &nbsp
  • &nbsp
  • &nbsp

Подписаться на блог

Категории блога

Архив

Поиск по блогу

Что происходит с трубой при гибке?

При изгибе трубы разные ее части испытывают нагрузки разного типа. Та часть трубы, что находится снаружи изгиба, растягивается. Часть трубы, находящаяся на внутренней части гиба, наоборот, сжимается. Чем меньше радиус изгиба (чем компактнее изгиб), тем сильнее должен деформироваться каждый из участков трубы.

Растягиваясь, внешняя часть трубы стремится стать плоской. Стенки трубы начинают терять форму, и наружная стенка как бы «проваливается» внутрь трубы, и она в сечении стремится принять форму овала. Силы, действующие на стенки трубы на внутренней части гиба, сжимают металл, и поскольку он не может сжиматься бесконечно, то в какой-то момент начитает собираться в «гармошку».

В случае с арбалетным трубогибом ситуация усугубляется тем, что основное усилие при гибке прикладывается к трубе в одной очень узкой зоне — по центру гиба. В ней и возникает основная масса деффектов. И если труба ломается, то перелом тоже возникает в этой зоне.

Силы, возникающие в месте изгиба трубы, стремятся оторвать трубу от оснастки, чтобы металлу было «удобно» деформироваться. Металл на внешней части гиба растягивается, на внутренней — сжимается. Под действием этих сил стенки трубы стремятся разойтись в стороны, и тем самым как бы выдавливают ее наружу, прочь из желоба на пуансоне. Поскольку на арбалетном трубогибе труба ничем не удерживается на оснастке в точке перегиба, ничто не препятствует этому процессу, и это приводит возникновению вредных деформаций. Если труба имеет достаточно толстую стенку, то они будут почти незаметными — труба получит небольшую овальность, но в основном сохранит свою форму. Если стенка тоньше, чем позволяют условия, труба получит овальность, гофру на внутренней стороне или сломается.

По сути, процесс гибки на арбалетном трубогибе можно сравнить с переламыванием трубы об колено. Только это «колено» железное и имеет желоб, в который помещается труба. Желоб не столько способствует сохранению формы трубы, сколько не дает ей соскочить с пуансона. Труба подвергается достаточно варварскому воздействию, и если ее стенки недостаточно мощные, она портится.

Почему песок и нагрев не решают проблему вредной деформации?

Песок, набиваемый внутрь трубы, призван поддерживать ее стенки изнутри при гибке и препятствовать «проваливанию» внешней стороны гиба. Однако, как бы тщательно не был утрамбован песок внутри трубы, плотность такой набивки не может соперничать с плотностью металла. Да, песок до какой-то степени удерживает внешнюю стенку от уплощения, а внутреннюю — от образования «гармошки». Но его плотность слишком мала, он сыпучий, а потому стремится «приспособиться» к изменяющейся форме трубы, вместо того, чтобы жестко держать форму. Поддерживающий эффект от песка не достаточен для тонкостенных труб при гибке с тем радиусом, который задан пуансоном арбалетного трубогиба. Поэтому в большинстве случаев это ухищрение не помогает.

Нагрев и вовсе только ухудшает ситуацию с вредными деформациями. Нагретый металл гораздо пластичнее холодного и он легче гнется. Но и вредные деформации в нагретой трубе возникают проще. Нагрев трубы не отменяет законов, по которым деформируются стенки, он лишь делает металл более пластичным. Для того, чтобы аккуратно согнуть трубу, нужно греть лишь маленький ее участок, после чего гнуть это место на небольшую величину. Затем греют следующий участок, и подгибают уже его. И так по все длине гиба. Такая техника позволяет получать неплохие результаты, но она исключительно трудоемка. И на арбалетном трубогибе ее не применить, т.к. трубу не получится прогреть равномерно (с внутренней части гиба она закрыта пуансоном). Да и долговременный контакт трубогиба с нагретой докрасна трубой не пойдет инструменту на пользу.

Что нужно сделать, чтобы труба не портилась при гибке?

Помните правило: чем тоньше стенка трубы, тем больше радиус загиба В исключительных случая можно прогреть место гиба

Для повышения качества гиба нужно обеспечить минимум три условия:

  1. Равномерное приложение усилия к трубе по всей длине гиба
  2. Плотное прилегание к оснастке в точке перегиба
  3. Создание препятствий для расхождение стенок трубы в стороны под действием возникающих внутри сил

Все это выполняется при гибке трубы методом намотки на оснастку. Упрощенно это выглядит так: труба наматывается на ролик с желобом, а в точке перегиба прижимается к нему ответной частью оснастки, также имеющей полукруглый вырез. По мере того, как труба наматывается на оснастку, точка перегиба плавно смещается вдоль изгибаемой трубы от начала к концу. Это обеспечивает равномерное приложение усилия. Дополнительный прижим выполняет две функции: не дает трубе оторваться от ролика и препятствует расхождению стенок трубы в стороны.

Гибочный ролик достаточного размера с помощью данной технологии можно гнуть трубы со стенкой малой толщины без повреждений и каждый раз гарантированно получать детали с одинаковыми размерами (что недостижимо при использовании арбалетного трубогиба). Становится возможным гнуть без повреждений, не набивая песком, даже ту трубу, которая раньше портилась. А применив песочную набивку можно чисто согнуть трубы со стенкой на 0.5-1 тоньше, чем без него. Кроме того, становится возможным гнуть детали сложной формы, в том числе и выполнять трехмерную гибку.

Как производится гибка металлических труб: технологические тонкости выполнения работ

Для связи и консультации заполните форму ниже, мы перезвоним вам в ближайшее время.

Узнать цену

Технология гибки трубы

Работа с трубами подразумевает придание заготовкам различных положений, то есть необходимо оборудование, которое позволит гнуть трубы без риска получения бракованных деталей и деформаций стенки.

Гибка трубы — это процедура, которая применяется к заготовке с любой толщиной стенки и диаметра для получения заданного угла и радиуса.

В производственной сфере востребованность операции по гибке возрастает с каждым днем, так как принципы работы станков по гибке труб позволяют работать и с другими видами заготовок — стержнями, профилями и даже с проводами.

Трубогибочные станки призваны облегчить работу с профильными изделиями и ускорить производственный процесс. Причем разные виды оборудования специализируются на различных видах труб, в силу чего оснащаются специальным рабочим оборудованием.

Методы изгиба труб

В современном станкостроении используются машины, которые разрешают выполнять самые разные операции по перестройке трубы различными способами:

  • Рамный изгиб — общая методика работа с большинством видов труб, позволяет выполнить особенно большой радиус гиба. Технология достаточно простая и отличается минимальными финансовыми издержками. Станки, выполняющие рамный изгиб трубы, используют самые разные рабочие инструменты, что значительно расширяет возможности производства. Однако рамный изгиб не подходит для обработки труб из мягких металлов, к тому же не позволяет добиться идеального качества сгиба без видимых деформаций;
  • Изгиб три нити — процедура осуществляется на станках, оснащенных ручными или гидравлическими валами. Метод три нити обычно используется для гибки труб с большим диаметром без предварительного нагрева поверхности. Рабочая оснастка не позволяет работать с трубами и профилями, имеющими маленький радиус. К тому же оборудования этого типа предоставляет оператору некоторые трудности в управляемости расстояний между двумя поворотами, поэтому станки оснащаются ЧПУ. Соответственно, дорожает и сама конструкция;
  • Роторный изгиб считается одной из самых старых методов гибки труб, но в наше время был значительно доработан. Поэтому сегодня гибка трубы методом оправки (роторная) позволяет получить максимальное качество работы с выполнением точно заданного угла. Станковое оборудование может работать с заготовками любого диаметра и выполнять повороты с минимальными радиусами. Однако из настроек сверхчувствительности роторный изгиб считается самой дорогостоящей технологией гибки труб в современной промышленности;
  • Изгиб сжатия осуществляется путем обвертывания трубы на матрицу штампа. Методика актуальна для работы с толстостенными трубами, которые остальные станки не могут себе позволить. С одной стороны, изгиб сжатия — это экономичное решение для гибки трубы без оправки. С другой стороны, такая методика не может предоставить высокого качества работы.

Другие методы и инновации

Помимо четырех основных технологий гибки трубы в современной промышленности применяются и альтернативные методики. Например, метод гибки путем нагревания сегодня актуален для небольших цехов. Суть работы заключается в том, что рабочую часть трубы нагревают с помощью индукционной системы и одновременно придают ей нужный радиус изгиба. Единственный минус этоой дешевой технологии — существенные затраты времени на изготовление одной детали.

Встречаются и другие методики гибки трубы, которые пока не нашли массовой востребованности в работе из-за различных сложностей в настройке станков или длительности рабочего цикла. Однако на специализированных предприятиях постоянно ведется разработка новых технологий гибки трубы, а также модернизация существующих методик сообразно требованиям времени.

Станки для гибки трубы

Итак, основное предназначение любого станка для гибки труб — это выполнение изгиба на заданный угол с минимальными изменением профиля и иных дефектов.

На нашем сайте можно ознакомиться с трубогибочными станками производства турецкой компании «Cansa Maкina», мы предлагаем как переносные виды оборудования, так и стационарные.

Благодаря четкому разделению на механизмы работы и методики гибки труб, можно подобрать тот вариант оборудования, который будет соответствовать вашим ожиданиям и требованиям в полной мере.

Каждая машина прошла сертификацию качества и полностью соответствует тем требованиям, которые предъявляет к оборудованию этого типа современное производство. К тому же мы, как официальный поставщик компании «Cansa Maкina», предоставляем заводскую гарантию на всю линейку продукции и лояльные цены.

Перейти в каталог —>>>

Компания Cansa Makina — производитель трубогибочного оборудования с 1969 года. Официальный представитель компании в России является TR-Prom GROUP. Все права защищены.

Способы и технологии гибки труб

Технология сгиба труб определяется после того, как будут определены следующие параметры

  1. Материал продукта;
  2. Тип профиля;
  3. Диаметр и высота профиля, толщина стенок;
  4. Радиус и точность сгиба;
  5. Возможные отклонения;

  6. Качественные показатели надежности и срок годности.

Горячая гибка труб

Холодная гибка труб

Дефекты, которые могут возникнуть в ходе некачественной работы:

  • Возникновение складок во внутренней части;
  • Уменьшение толщины стенки;
  • Деформация профиля (из круглой в овальную, например).

Деформируются изделия из мягких металлов, с тонкими стенками. Поэтому технология гибки тонкостенных труб предполагает использование дорна. (Дорн – это элемент, помещается в изделие на место сгиба). Он нужен для исключения вышеперечисленных изменений. Он бывает двух видов:
Жесткий дорн – это приспособление, изготовленное из твердого металла, с закругленным одним концом. Гибкий дорн – изготовлен тоже из твердого материала, на краю одного находится больше одного изгибающего закругленного сегмента.

Переносные трубогибы

Если механизм нужен для того, чтобы деформировать металлопрокат прямо на месте производства, используйте технологии гибки труб, которые подразумевают за собой использование переносных трубогибов.
А) Рычажные. С помощью длинной рукоятки сгиб выполняется только благодаря человеческой силе. Угол сгиба может достигнуть 180 градусов.
Пример — HB-10. Точно и быстро деформируют изделие без заломов.

Б) Арбалетные. Изделие размещается на двух опорах, вращающихся вокруг своей оси. Обычно используется такая технология для сгиба труб из нержавеющей стали диаметром до 10 см на угол до 90 градусов.
Пример — CBC OB85SB. Прекрасно подходит для создания трубного проката для водопроводов, сантехники, холодильных установок.

В) Электрические. Технология гибки труб предполагает за собой деформацию металлопроката на сменных сегментах разного радиуса. Благодаря специальной оправке выполняется сгиб под установленным углом.
Пример — UNI 3 E MINI. Пользуется особой популярностью у покупателей.

Преимущества электрического переносного трубогиба:

  • Угол до 180 градусов;
  • Универсальность в применении;
  • Автоматическое выполнение работ;
  • Плавная смена режимов скорости обработки;
  • Легкость в использовании;
  • Компактность;
  • Небольшой вес.

Если электричество отсутствует, оборудование будет работать от встроенного аккумулятора.
Заказать один из перечисленных переносных трубогибов Вы можете двумя способами:

  1. Позвонив по указанным номерам телефонов;
  2. Добавив товар в корзину и заполнив личные данные.

Получить консультацию по выбору оборудования Вы можете также, связавшись с менеджером по телефону 8(495)150-24-23.

Станочная гибка труб

Это самая популярная технология гибки труб, ведь используется трехроликовый вальцевый трубогиб. Он выбирает метод вальцовки (холодного деформирования). Функционирует с абсолютно любыми типами металла. Легко работает с трубными изделиями круглого сечения, и даже с профилем.
Универсальность такого типа оборудования – это то, что нравится всем. Использование станков позволяет исключить получение деформаций в обрабатываемых изделиях. А это тот результат, который нужен каждому покупателю.
Пример такого оборудования – CBC UNI 60 COMBI-CAL. Его Вы можете заказать прямо сейчас, добавив товар в корзину.

Такая технология гибки труб может обрабатывать материалы длиной больше 5 метров, что часто помогает в строительстве. При этом, есть возможность деформировать заготовку на угол не больше 360 градусов.
Принцип работы трубогибочного станка: один конец изделия фиксируется специальным захватом и закручивается на колодку необходимого радиуса.

Способы гибки труб из из различных материалов

Угловые фитинги стоят не очень дорого, но отказ от этих элементов обойдется еще дешевле. Ведь тело практически любой трубы можно изогнуть под определенным радиусом, экономя на фитингах для угловых сопряжений. И в данной статье будет рассмотрена гибка труб большого и малого диаметра, изготовленных из разных конструкционных материалов.

Способы гибки труб

Какие трубы можно гнуть

Деформации поддается любой материал, но контролируемая гибка возможна только в случае изготовления трубы из пластичного вещества.

И среди трубных материалов к пластичной группе относятся следующие разновидности металлов и полимеров:

  • Медь, алюминий и прочие цветные металлы.
  • Сталь (в том числе и нержавейка).
  • Полиэтилен и полипропилен.
  • Металлопластик и прочие сорта композитных труб на основе полиэтилена, усиленного армирующей оболочкой из алюминия или меди.

Соответственно, чугунные и полихлорвиниловые трубы гнуть нельзя. Они изготовлены из хрупких материалов с высокой кольцевой жесткостью.

А вот форма профиля на возможность гибки практически не влияет. То есть, можно согнуть и округлую, и профильную трубу, большого и малого диаметра.

Способы гибки труб большого и малого диаметров

Технологии гибки зависят от пластичности конструкционного материала трубы, толщины ее стенок и габаритов арматуры (внешнего и внутреннего диаметра). Причем все эти параметры определяют и максимальный радиус изгиба, и тип технологического процесса гибки. Поэтому далее по тексту мы рассмотрим процессы гибки труб из разных конструкционных материалов.

Гибка труб из цветных металлов

Например, гибка труб из меди алюминия и прочих цветных металлов с высокой ковкостью осуществляется вручную, холодным способом. Ведь и медь, и алюминий отличаются высокой теплопроводностью, а высокая ковкость этих металлов позволяет «согнуть» трубы без разогрева.

Гибка труб из цветных металлов

И в большинстве случаев процесс гибки медных и алюминиевых осуществляется следующим образом:

  • Внутреннее пространство заполняется водой или песком.
  • Торцы трубы закрываются пробками.
  • Тело трубы гнется с помощью «калибра» — дуги с нужным радиусом, или частокола штырей, в котором можно зафиксировать один торец трубы.

В итоге, можно утверждать, что большинство медных и алюминиевых труб гнут, по сути, кустарными методами. Ну а в промышленном производстве используют высокотехнологичный процесс гидроформирования профиля и тела труб.

Гибка труб из стали

Гибка труб из «нержавейки» или конструкционной стали осуществляется, как холодным, так и горячим способом.

Гибка труб из стали

Причем горячая гибка реализуется с помощью тех же методик, что и деформация арматуры из цветных металлов. Только водой или песком стальную трубу заполнять уже не нужно. Тело стальной арматуры просто прогревают в месте сгиба, до красно-оранжевого цвета, после чего трубу можно согнуть руками. Правда, такую трубу уже нельзя использовать в трубопроводах высокого давления. Ведь после нагрева изменится и структура и прочностные характеристики железоуглеродистых сплавов.

Более продвинутый способ – это механическая гибка, которую реализуют с помощью вальцовых станков. Труба деформируется под давлением верхнего вальца, а нижняя пара транспортирует сквозь зону деформации весь мерный отрезок трубы. С помощью этой технологии можно согнуть трубу даже в кольцо. Причем, механическая гибка практически не влияет на прочностные характеристики труб. Поэтому данный способ практикуют при сборке, и трубопроводов, и металлоконструкций.

Стальные трубы большого диаметра гнут холодным способом, прорезая в теле трубы деформационные канавки (с внешней и внутренней стороны радиуса изгиба). Причем, после деформирования арматуры эти канавки придется заварить. Прочностные характеристики деформируемой трубы, в данном случае, зависят от качества сварочного шва.

Гибка труб из металлопластика и конструкционных полимеров

Гибка труб из металлопластика

В данном случае используются только холодные методы гибки. Ведь полимерные трубы и арматура из металлопластика плавится при температуре выше 175 градусов Цельсия. А естественная пластичность присуща всем полимерам.

Причем для гибки полимерных труб нужно меньшее деформирующее усилие. Например, трубы малого диаметра можно согнуть руками, а калибр или лекало, определяющие радиус изгиба, используются лишь как инструмент контроля результатов процесса.

И даже гибка металлопластиковых колонн большого диаметра осуществляется, по сути, в ручном режиме. Только в этом случае во внутреннюю часть трубопровода нужно засыпать прогретый до 100-120 градусов Цельсия песок, который изменит пластичность тела арматуры. Ведь полимеры начинают «размягчаться» уже при 40-60 градусах Цельсия, а стойкий к высоким температурам металлопластик – при 120-140 градусах.

То есть, с гибкой полимерных и композитных труб нет никаких проблем. Любую арматуру из конструкционных полимеров можно согнуть руками.

Гибка труб

Гибка труб в горячем состоянии.

При горячей гибке с наполнителем трубу отжигают, размечают, а затем один конец закрывают деревянной пробкой. Для предупреждения смятия и появления трещин при гибке трубу наполняют мелким сухим песком. После заполнения песком второй конец трубы забивают пробкой, у которой должны быть отверстия для выхода газов, образующихся при нагреве мест изгиба трубы. Радиус закругления при гибке труб берется не меньше трех диаметров трубы, а длина нагреваемой части зависит от угла изгиба и диаметра трубы. Тонкостенные трубы диаметром больше 30 мм гнут только в нагретом состоянии с наполнителями. После окончания гибки пробки выколачивают и высыпают песок. Плохое, неплотное заполнение трубы песком, недостаточный или неравномерный прогрев перед гибкой приводят к образованию складок или разрывов.

Гибка труб в холодном состоянии выполняется при помощи различных приспособлений.

Простейшим приспособлением для гибки труб диаметром до 10—15 мм в свободном состоянии является плита с отверстиями, в которой в соответствующих местах устанавливаются штыри, служащие упорами при гибке.

Трубы небольших диаметров (до 40 мм) с большими радиусами кривизны гнут в холодном состоянии, применяя простые ручные приспособления с неподвижной оправкой (рис. 87). Гибочная оправка крепится к верстаку с двух сторон скобами. Трубу для гибки вставляют между гибочной оправкой и хомутиком, зажимают и руками гнут по желобообразному углублению гибочной оправки.

Рис. 87. Приспособления для гибки труб в холодном состоянии: 1 — плита, 2 — подвижный ролик, 3 — рукоятка, 4 — скоба,

5 — труба, 6 — ролик-шаблон, 7 — хомутик

Гибка медных и латунных труб. Подлежащие гибке в холодном состоянии медные или латунные трубы заполняют расплавленной канифолью. Канифоль после гибки выплавляют начиная с концов трубы во избежание разрыва.

Медные трубы, подлежащие гибке в холодном состоянии, отжигают при 600—700 °С и охлаждают в воде. Наполнитель при гибке медных труб в холодном состоянии — канифоль, а в нагретом — песок.

Латунные трубы, подлежащие гибке в холодном состоянии, отжигают при 600—700 °С и охлаждают на воздухе. Наполнители те же, что и при гибке медных труб.

Дюралюминиевые трубы перед гибкой отжигают при 350—400 °С и охлаждают на воздухе.

Гибка труб в кольцо производится на трехроликовом гибочном станке без наполнителя.

Правильно изогнутыми считаются трубы, не имеющие вмятин, вы- пучин и складок.

При гибке труб необходимо соблюдать следующие условия:

  • — тщательно следить за равномерностью вытягивания внешней стенки и посадки внутренней стенки трубы;
  • — учитывать, что внешняя стенка трубы легче вытягивается, чем происходит посадка внутренней стенки;
  • — трубу гнуть плавно, без рывков: появившиеся складки правят молотком.

Развальцовка (вальцевание) труб заключается в расширении (раскатывании) концов труб изнутри специальным инструментом (вальцовкой). Для этого вальцовочное приспособление зажимают в слесарных тисках. Трубу вставляют в соответствующее по диаметру отверстие, а затем ударами молотка по оправке развальцовывают конец трубы до необходимых размеров.

Тема 4: « Гибка металлов»

Гибка металлов применяется для придания заготовке изогнутой формы согласно чертежу. Сущность ее заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на какой-либо заданный угол. Напряжения изгиба должны превышать предел упругости, а деформация заготовки должна быть пластической. Только в этом случае заготовка сохранит приданную ей форму после снятия нагрузки.

Ручную гибку производят в тисках с помощью слесарного молотка и различных приспособлений. Последовательность выполнения гибки зависит от размеров контура и материала заготовки.

Плоскогубцы и круглогубцы применяют при гибке профильного проката толщиной менее 0,5 мм и проволоки. Плоскогубцы предназначены для захвата и удержания заготовок в процессе гибки. Они имеют прорезь около шарнира. Наличие прорези позволяет производить откусывание проволоки. Круглогубцы также обеспечивают захват и удержание заготовки в процессе гибки и, кроме того, позволяют производить гибку проволоки.

Гибку тонкого листового металла производят киянкой. При использовании длягибки металлов различных оправок их форма должна соответствовать форме профиля детали с учетом деформации металла.

В тех случаях, когда требуется изогнуть стальную полосу на ребро, используется роликовое приспособление.

Выполняя гибку заготовки, важно правильно определить ее размеры. Расчет длины заготовки выполняют по чертежу с учетом радиусов всех изгибов. Для деталей, изгибаемых под прямым углом без закруглений с внутренней стороны, припуск заготовки на изгиб должен составлять от 0,6 до 0,8 толщины металла.


В производственных условиях гибка металла выполняется на гибочных и растяжных машинах различных конструкций.

При пластической деформации металла в процессе гибки нужно учитывать упругость материала: после снятия нагрузки угол загиба несколько увеличивается.

Изготовление деталей с очень малыми радиусами изгиба связано с опасностью разрыва наружного слоя заготовки в месте изгиба. Размер минимально допустимого радиуса изгиба зависит от механических свойств материала заготовки, от технологии гибки и качества поверхности заготовки. Детали с малыми радиусами закруглений необходимо изготовлять из пластичных материалов или предварительно подвергать отжигу.

При изготовлении изделий иногда возникает необходимость в получении криволинейных участков труб, изогнутых под различными углами. Гибке могут подвергаться цельнотянутые и сварные трубы, а также трубы из цветных металлов и сплавов.

Гибку труб производят с наполнителем (обычно сухой речной песок) или без него. Это зависит от материала трубы, ее диаметра и радиуса изгиба. Наполнитель предохраняет стенки трубы от образования в местах изгиба складок и морщин (гофров).

Техника безопасности при гибке металла:

• Молотки и кувалды должны иметь надежно заклиненные, крепкие, без сучков и трещин рукоятки.

• Рабочие части молотков, бородков, подкладок, оправок не должны иметь расклепа.

• Обрезки металла необходимо собирать и складывать в отведенный для них ящик во избежание порезов ног и рук.

• Листы очищать только металлической щеткой, а затем ветошью или концами.

• Правку металла проводить только на надежных подкладках, исключающих возможность соскальзывания металла при ударе.

• Подсобный рабочий должен держать металл при правке только кузнечными клещами.

• При засыпке трубы песком перед гнутьем в торце одной из пробок необходимо сделать отверстие для выхода газов, иначе может произойти разрыв трубы.

• При гнутье труб в горячем состоянии поддерживать их только в рукавицах во избежание ожогов рук.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9406 — | 7431 — или читать все.

91.105.232.77 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Технологический процесс гибки

При гибке в холодном состоянии полосовых заготовок из углеродистой стали рекомендуется назначать внутренние радиусы изгиба ( рис. 2 ) не меньше указанных в табл. 1 .

Горячая гибка позволяет получать детали со значительно меньшими радиусами, но надо учитывать, что при этом в зоне изгиба значительно уменьшается толщина и искажается профиль поперечного сечения заготовки.

Рис. 2. Схемы V-образной гибки в штампе

Таблица 1 . Минимально допустимые внутренние радиусы Rв при угле между полками, большем 30° (ДИН-6935)

Временное
сопротивление в кГ/мм2

Толщина заготовки h в мм

Заготовки из листового проката располагают при разрезке так, чтобы линия изгиба проходила поперек направления прокатки, а если заготовку сгибают по двум взаимно перпендикулярным линиям изгиба, то их располагают под углом 45° к направлению прокатки.

При гибке происходит утонение заготовки и смещение нейтрального слоя в местах изгиба.

Длину исходной заготовки приближенно определяют по длине развертки нейтральной линии детали:

где L’, L» — длины прямых участков; α’,α»—углы изгиба; R’в, R»в — внутренние радиусы; α’, α» — относительное расстояние нейтрального слоя от внутренней поверхности соответствующего согнутого участка; h — толщина заготовки (рис. 2). Значения величины а для полосовых или листовых заготовок приведены в табл. 2 .

Таблица 2 . Значение коэффициента а

Простая в штампе с роликовыми или поворотными опорами или путем огибания заготовки

Простая в штампе с опорами скольжения, без замещения участков заготовки

0.4 0.42 0.44 0.46 0.48

При защемлении концов заготовки в штампе в процессе гибки смещение нейтрального слоя резко увеличивается.

Простые детали, с одним согнутым участков, изготовляют за один переход путем так называемой V-образной гибки. Изготовление сложных деталей можно производить многопереходной гибкой, при которой за каждый переход сгибается один или два симметрично расположенных участка, или однопереходной гибкой, когда за один ход ползуна осуществляется гибка всей детали.

Выбор технологического процесса гибки в основном зависит от формы и размеров детали, серийности, требуемой точности изготовления и имеющегося оборудования.

Крупногабаритные сложные детали, как правило, изготовляю за несколько переходов, но для уменьшения трудоемкости стремятся все переходы выполнить за одну операцию, для чего применяют многоручьевые штампы. Детали с несколькими гнутыми участками и одинаковыми радиусами и углами сгибают за несколько переходов в одноручьевом штампе, перемещая заготовку после каждого перехода и устанавливая ее под пуансон следующим участком, подлежащим изгибу. Используют также многооперационные комбинированные штампы, в которых наряду с гибкой производят и некоторые другие операции, как-то: пробивку отверстий, вырубку, отрезку.

Более сложные штампы всегда требуют значительно повышенных затрат, поэтому применение их экономически целесообразно при изготовлении деталей большими партиями.

Повышение требований к точности деталей также вызывает усложнение технологического процесса, в частности, вынуждает применять одноиере-ходную гибку в сложном штампе, которая дает более высокую точность, чем многопереходная гибка, осуществляемая за несколько установок заготовки в штампе. Однако для однопе-реходной гибки требуется в некоторых случаях во много раз большее усилие.

Холодную гибку рекомендуется применять преимущественно для гибки деталей из полосового (при гибке «плашмя») и круглого проката небольшого диаметра, а также деталей из профильного проката, сгибаемых по большому радиусу. Точность изготовления детали при холодной гибке меньше, чем при горячей, вследствие пружинения. Для компенсации его форму и размеры рабочих поверхностей штампов необходимо корректировать. При этом следует иметь в виду, что величина разброса значений угла для деталей, согнутых в одном и том же штампе, зависит от неравномерности прочностных свойств материала и отклонений заготовок по толщине.

Горячая гибка менее производительна, поэтому ее следует применять только для изготовления деталей с относительно малым радиусом изгиба или из малопластичного в холодном состоянии металла, для получения более точных деталей и при недостаточном усилии пресса для холодной гибки.

Нагревать заготовки из углеродистых конструкционных сталей рекомендуется до 920-950° С. так как в этом случае гнутые детали общего назначения можно не подвергать последующей термической обработке.

Трубогибы и трубогибочные станки для холодной гибки труб

Станки для гибки обкаткой

Для гибки труб диаметром до 150 мм со значительной толщиной стенки и сравнительно большом радиусе гиба применяется гибка обкаткой.
При данном способе вокруг неподвижного гибочного ролика двигается обкатывающий прижимной ролик (фиг. 11, а), прижимающий трубу непосредственно или с помощью ползуна (фиг. 11, б).
Размер ручья гибочного ролика, обкатывающего ролика или ползуна должен соответствовать наружному диаметру изгибаемой трубы.

Фиг.11. Гибка обкаткой.

Влияние на качество гиба оказывает выбор расстояния между обкатывающим роликом и трубой. Если расстояние мало, то или нельзя гнуть трубу (необходимо плечо для создания изгибающего момента) или труба в гибе в большой степени овализуется. При слишком большом зазоре между обкатывающим роликом и трубой, особенно при гибке тонкостенных труб, поперечное сечение в гибе приобретает неодинаковое сечение по всему изогнутому участку.
Зазор между обкатывающим роликом и трубой определяется опытным путем, приближенно: 6,35 мм при гибке труб диаметром до 50 мм; 6,35-12,7 мм для труб диаметром 50-100 мм и, наконец, 12,7 мм — для труб диаметром 100 мм и больше.
Для повышения производительности применяют многоручьевые гибочные ролики, при помощи которых можно гнуть на один и тот же радиус одновременно несколько труб. На этих станках устанавливают также гибочные ролики, которые позволяют за одну установку оснастки получить 2-3 различных радиуса гиба.
Гибка с обкаткой осуществляется в зависимости от потребной производительности на станках с ручным или механическим приводом.
На фиг. 12 показан ручной рычажный трубогиб, предназначенный для гибки водогазопроводных стальных труб диаметром 1/2″ 3/4″ и 1″ в холодном состоянии без наполнителя.

Фиг. 12. Ручной рычажный трубогиб

Станок состоит из следующих основных частей: подставки, гибочного ролика, вилки с обкатывающим роликом и скобы для закрепления трубы.
Подставка станка крепится четырьмя болтами диаметром 16 мм .к верстаку или другому основанию. Гибочные ролики и вилка с обкатывающим роликом крепятся на специальной оси так, что в зависимости от диаметра изгибаемых труб они могут меняться.

При вращении вилки на оси обкатывающий ролик огибает трубу вокруг гибочного ролика на угол гиба, который может быть равен 180°.
В комплект станка входят два гибочных ролика и два обкатывающих ролика:
для труб диаметром 1/2″ и 3/4″- гибочный ролик соответственно радиусом 80 и 95 мм и прижимной ролик диаметром 98 и 52 мм;
для труб диаметром 3/4″ и 1″ — гибочный ролик радиусом соответственно 138 и 135 мм и прижимной ролик диаметром соответственно 76 и 70 мм.

На станке весом 30 кг можно гнуть трубы с радиусами гиба, приведенными в табл. 3.

Способ гибки проталкиванием

Известны станки для труб из нержавеющей стали диаметром от 3/16″ до 3/8″, у которых гибка производится путем проталкивания трубы через две матрицы — подвижную и неподвижную (фиг. 1, к). Величина взаимного смещения матриц определяет кривизну.
Перемещение матрицы вверх и вниз, влево и вправо осуществляется при помощи пневматического привода, управляемого через копиры, так что перемещение матрицы синхронизировано с перемещением заготовки. Соответствующим выбором профиля копиров получают различный радиус гиба трубы.
Усилие проталкивания трубы сообщается кареткой, которая перемещается вдоль станка при помощи ходового винта. Во избежание потери устойчивости от продольного сжатия трубы при ее проталкивании через матрицу вдоль трубы устанавливаются люнеты, которые по мере приближения к ним каретки освобождают: трубу и отодвигаются при помощи кулачка для прохода каретки.
На данном станке на одной трубе можно сделать до 20 гибов.
Для гибки трубы в разных плоскостях она зажимается с торца патроном и при необходимости изменения плоскости гиба этот патрон поворачивается в очередную плоскость гиба.

Подготовка труб к гибке и термическая обработка гнутых труб

Поверхность трубы до гибки должна быть очищена снаружи и изнутри от окалины и ржавчины. На наружной и внутренней поверхностях трубы не должно быть плен, закатов, трещин и рванин. Незначительные дефекты на поверхности, обусловленные способом изготовления труб, а также следы зачистки дефектов допускаются, если они не выводят толщину стенки за пределы установленного допуска.
Трубы перед гибкой на станке протираются. Для уменьшения трения между калибрующей пробкой и трубой внутренняя поверхность трубы после протирки смазывается машинным маслом: Л С, СУ ГОСТ 1707-51 или маслом 45В (машинное СВ) ГОСТ 2854-51.
Можно также применять водосливаемые смазки в виде раствора 40% хозяйственного мыла 100 г и воды 1000 г или 100 г зеленого мыла и 1000 г воды.
Химическое обезжиривание труб производится путем погружения их в ванну с раствором следующего состава (в г/л):
Тринатрий фосфор. 100
Жидкое стекло. 10
Химическое обезжиривание производится при температуре 70-80° до полного удаления жировых и масляных веществ с внутренней и наружной поверхностей трубы (длительность обезжиривания не менее 2 ч). При применении водосмываемой смазки химическое обезжиривание не производится.
Водосмываемая смазка удаляется с внутренней поверхности трубы после холодной гибки путем промывки внутренней полости водой (со слабым протоком) в течение 15 мин. После промывки трубы тщательно продуваются сжатым воздухом (желательно нагретым) до полного удаления влаги.
После химического обезжиривания водой промывается внутренняя поверхность труб до полного удаления остатков щелочного: раствора. Одновременно водой промывается наружная поверхность трубы.
Степень чистоты внутренних поверхностей труб устанавливается с помощью лакмусовой бумажки, смоченной в промывной воде. Очистка труб заканчивается после того, как красная лакмусовая бумажка, смоченная в промывной воде, перестанет менять свой цвет.
Трубы, предназначенные для холодной гибки, рекомендуемся предварительно подвергнуть отжигу (в том случае, если отжиг не был произведен на заводе-изготовителе). Стальные трубы должны заказываться отожженными, латунные с поставкой в полутвердом состоянии.
Отжиг стальных и латунных труб производится в отжигательных печах, дюралюминиевые трубы подвергаются термической обработке в селитровых ваннах.
При отсутствии отжигательных печей допускается отжиг мест гибов в горнах или форсунками с обязательным контролем режимов.
Дюралюминиевые трубы следует гнуть не позже чем через четыре часа после термической обработки.
При холодной гибки труб на малые радиусы гиба со стороны сжатых и растянутых волокон металла получается значительный наклеп, повышающий пределы текучести и прочности. В металле возникают остаточные внутренние напряжения, которые в процессе эксплуатации при определенных условиях (переменные тепловые и механические напряжения) могут привести к образованию трещин. Поэтому в зависимости от назначения трубопровода, марки стали и пластических деформаций после гибки в ряде случаев производят термическую обработку труб.
Для труб из углеродистой и малолегированной стали термическая обработка после гибки не требуется, а трубы из сталей типа ЭИ-257 после холодной гибки с малыми радиусами гибов должны быть подвергнуты термической обработке.
Для котлоагрегатов режимы термической обработки гнутых груб из хромомолибденовой и хромомолибденовованадиевой стали при толщине стенки свыше 10 мм, из углеродистой стали при толщине стенки свыше 35 мм и при меньшей толщине приведены и табл. 5.

Режим термической обработки гнутых труб котлоагрегатов, работающих при температуре до 570°

Марка стали Нагрев до температуры в град. С Выдержка Охлаждение до температуры в град С
при температуре в град. С в часах
12МХ 15ХМ 690-710 690-710 2-3
12МХФ 12ХМФ 740-760 740-760 2-3
650-670 650-670 2-3

Термическая обработка может производиться в камерных печах или в печах с выдвижным поддоном.
Загрузка труб в камерную печь производится на лист в 1-2 ряда. Перед загрузкой труб на термическую обработку (в печь с выдвижным поддоном) выравнивается поддон печи, на котором устанавливаются подставки, высотой 300-400 мм на расстоянии 600-700 мм одна от другой.
Для равномерного прогрева труб укладку производят с пространственными промежутками в 150-200 мм, создавая возможность смывания горячими газами по всей высоте загрузки.
Загрузка труб на выдвижной поддон печи может быть произведена на высоте 4-5 рядов, но не более 1,5 м. При этом выдерживают расстояние от стенок печи до труб не менее 400 мм. При загрузке труб с пространственными гибами во избежание деформации (поводки) от нагрева труб больших диаметров и толщин стенок, по возможности, загружают на нижние ряды садки.
Короткие концы труб располагают вверх так, чтобы избежать прогибов от собственного веса.
Во избежание образования окалины на внутренней поверхности, торцы труб закрывают металлическими колпачками, пробками или огнеупорным кирпичом, который обмазывают огнеупорной глиной. Трубы, расположенные против камер сгорания топлива (форсунок), предохраняют от смывания пламенем и образования окалины металлическими листами или другим способом, обеспечивающим нормальный нагрев изделий.
Контроль режимов термообработки гнутых труб, изготовляемых из углеродистых, легированных и высоколегированных марок сталей осуществляется с помощью сводовых термопар и контрольных, термопар. При термической обработке труб для котельных трубопроводов со сверхвысокими параметрами (сталь марки 1Х18Н12Т) трубы 76X10, 133X18, 219×27, 299X37 мм после холодной гибки подвергаются аустенизации по следующему режиму: загрузка в печь производится при температуре 800-900°С, затем температура повышается до 1050-1100°С по мощности печи. При этой температуре производится выдержка в течение одного часа, после чего труба охлаждается на воздухе. При термообработке одновременно с трубами в печь закладываются кольца-свидетели шириной 80 мм, по одному кольцу на каждую плавку или на каждую трубу.
Свидетели помещаются в середине печи непосредственно на трубах или подставках. После термообработки определяются механические свойства колец-свидетелей (предел прочности, предел текучести и удлинение продольных образцов типа гагаринских). Так, например, для труб размером 219X27 и 299X37 микроструктура и твердость определяются на каждом кольце, обработанном вместе с трубами, а для труб размером 76X10 и 133X18 мм микроструктура определяется для каждой плавки.
Факультативно определяется микроструктура металла. Проверка механических свойств производится для каждой плавки. От каждой плавки отрезается 2 образца для механических испытаний. При неудовлетворительных результатах по какому-либо виду испытаний допускаются повторные испытания на том же кольце мл удвоенном количестве образцов, взятых от того же кольца.
После термообработки трубы подвергаются опескоструиванию или травлению для снятия термической окалины.
Перепад температуры в точках измерения сводной термопары и контрольной в момент выдержки не должен превышать (в °С):
Для камерных печей. не более 20
Для печей с выдвижным подом. не более 50
Контроль механических свойств труб производится на образцах, взятых непосредственно от гнутых труб.

Правка изогнутых труб

Иногда возникает необходимость уменьшить овальность в гибе. И этом случае вводится дополнительная операция правки (калибровки) труб. Для правки труба закрепляется в определенном, наиболее удобном для данной изогнутой трубы месте и трос с шариками протягивается через нее. Наиболее удобно калибровку производить на протяжных станках. Правку производят составным дорном, у которого от двух до четырех шариков различного диаметра. Вначале через трубу протягивают шарик меньшего диаметра, за которым следуют остальные.
Последний шарик имеет размер, который должен соответствовать внутреннему диаметру трубы. Калибровка позволяет получить требуемый размер с точностью до 0,025 мм.

Условные обозначения

Изгиб(трубы)— деформация трубы под действием внешних сил или моментов, со­провождающаяся изменением кривизны ее геометрической оси.
Гибка(трубы) — технологический процесс получения изгиба.
Гиб — участок трубы, имеющий криволинейную форму, которая получена в результате пластического изгиба.
Внешняя или выпуклая часть гиба — часть гиба, на которой волокна пре­терпели деформацию растяжения.
Внутренняя или вогнутая часть гиба — часть гиба, на которой волокна пре­терпели деформацию сжатия.
Угол гиба — плоский угол между осями двух смежных прямолинейных участков, сопряженных между собой дугой заданного радиуса, или угол между касательными в точках начала и конца гиба (α).
Радиус гиба — измеренный по осевой линии радиус дуги, соединяющей два прямолинейных участка трубы (R мм).

Относительный радиус изгиба — отношение радиуса гиба к наружному диаметру трубы

— наружный диаметр трубы.
— внутренний диаметр трубы.
— наружный радиус трубы.
r— радиус средней линии поперечного сечения тела трубы (средний радиус).
— внутренний радиус трубы.
Dmax— максимальный наружный диаметр овала в гибе
Dmin— минимальный наружный диаметр овала в гибе.
δ — толщина стенки трубы.
δср —среднее относительное удлинение металла трубы на внешней части гиба.
αТ — предел текучести.
E1— модуль упрочнения.
Е — модуль упругости.

Трубогибы и трубогибочные станки для холодной гибки труб

Трубогибы для холодной гибки труб должны создавать уси­лия для гибки труб и поддерживать трубы в рабочем положении. Во время гибки на трубогибе металл трубы в изгибаемом участке доводится до пластического состояния.
Трубогибы разделяются по способам гибки. Выбор способа гибки и трубогиба зависит от диаметра трубы, толщины стенки, материала и необходимого радиуса гиба, необходимого количе­ства гнутых труб, условий производства, имеющегося оборудова­ния, необходимой точности и качества.
Наиболее важным для осуществления качественной гибки яв­ляется правильный выбор способа гибки. Трубы до гнутья, кроме опреде­ленных допусков, как по наружному диаметру, так и по толщине стенки имеют разностенность в продольном направлении, причем разностенность зависит от способа изготовления труб. Если кромки, сваренные продольным швом, имеют разную толщину, то горячекатаные трубы имеют разностенность, вызванную техноло­гией изготовления. Однако относительная толщина стенки делает бесшовные трубы значительно более устойчивыми по сравнению со сварными трубами большого диаметра, значи­тельно более тонкостенными (по ГОСТ наименьшая относительная толщина стенки трубы размером 1300 X 10).

Все имеющиеся механизмы для холодной гибки труб на стан­ках без появления гофр на внутренней части гиба (холодная гладкая гибка) имеют различное конструктивное выполнение (фиг. 1, а—к).
Гибка труб сопровождается нежелательными для последую­щей эксплуатации явлениями. К ним относятся утонение стенки на внешней части гиба, овализация (сплющивание) поперечного се­чения в гибе, образование гофр и изломов на внутренней части гиба. Кроме того, процесс осложняется тем, что после гибки имеется пружинение (упругий отпор), при котором изменяется радиус гиба трубы. Имеет также значение место расположения гиба вдоль трубы. Если радиус гиба мал, то трубу легче гнуть ближе к ее концам и труднее в средней ее части. У согнутого конца трубы утонение стенки на наружной части гиба меньше, чем у гиба, выполненного в средней части. Поэтому в средней части радиус гиба должен быть выбран большим, чем при гибке конца трубы.

Фиг. 1. Способы холодной гибки труб:
а —с обкаткой; б — наматыванием; в — волочением; г — вальцовкой; д — на двух опорах; е— растяжением; ж—с внут­ренним гидростатическим давлением; и — через фильеру, имеющую криволинейную ось; к — по копирам.

Гибка трубы с прямой осью происходит под действием сил, пер­пендикулярных к ее оси, или под действием пары сил, приложен­ных к ее оси. В отличие от обычной теории изгиба, где продольные деформации волокон рассчитываются в предположении неизменяемости поперечного сечения изгибаемой балки, при изгибе труб не­обходимо учитывать, что возникающие напряжения приводят к из­менению формы поперечного сечения трубы, деформации стенки трубы и смещению нейтральной оси. В металле стенок труб при изгибе происходят упругие и упруго-пластические деформации, меняющие его физико-механические свойства.

Фиг. 2. Изгиб трубы

Нейтральная ось, проходящая в поперечном сечении прямой трубы через ее центр тяжести, смещается при этом в зависимости от способа гибки в сторону внутрен­ней части гиба (подобно тому, как это происходит при изгибе кривого бруса со сплошным поперечным сече­нием) или в сторону внеш­ней части гиба. Величина и направление смещения ней­тральной оси при одной и той же толщине стенок зави­сит от ряда факторов, в том числе от величины и на­правления продольных сил; смещение возрастает с уве­личением толщины стенки трубы. О величине смещения нейтраль­ного слоя при гибке труб до сих пор имеется мало данных.
При гибке прямой трубы изменение цилиндрической формы и толщин стенок происходит неравномерно по всей поверхности гиба. Наблюдается, что изменение формы поперечного сечения трубы в гибе приводит при заданном приращении кривизны оси трубы к меньшему удлинению по сравнению с удлинением, рассчи­тываемым по теории изгиба балок.
Рассмотрим простейший случай, когда под действием внеш­него изгибающего момента труба находится в условиях чистого изгиба. При чистом изгибе отсутствуют касательные напряжения, а величина изгибающего момента постоянна по длине трубы. Труба изгибается по дуге круга с радиусом гиба R. На внешней части гиба (фиг. 2) возникают растягивающие напряжения, а на внутренней части — сжимающие.
Растягивающие и сжимающие напряжения дают равнодей­ствующие силы N и N1, направленные к нейтральной оси. Эти равнодействующие вызывают напряжения поперечного сжатия и соответствующие поперечные деформации трубы. Моменты попе­речных сил вызывают изменение формы поперечного сечения (сплющивание трубы).
В результате напряжений, возникающих при изгибе, происхо­дит утонение внешней и утолщение внутренней стенок трубы. При значительном утонении наружной части гиба происходит ослабление трубы. Это утонение тем более нежелательно, что внут­ренняя стенка внешней части гиба подвергается в ряде трубо­проводов истиранию под действием движущегося по трубе про­дукта.
При гибке тонкостенных труб на малые радиусы гиба вели­чина утонения стенки трубы должна быть учтена в прочностных расчетах трубопровода. Тонкостенными называют трубы, имея в виду не толщину стенки δ, а отношение этой толщины к наружному диаметру

С расчетной точки зрения труба является тонкостенной, если

Таким образом, подавляющее большинство применяемых труб может быть отнесено к категории тонкостенных. Так, например, согласно существующим нормам расчета элементов паровых котлов на прочность, величина при­бавки С к расчетной толщине стенки трубы определяется по формуле:
С=A1(δ-C)

Коэффициент A1принимается в зависимости от величины техно­логических допусков на толщину стенки.

Допуски на толщину стенки в % От +15 до —15 От +20 до —10 От +25 до —5
A1 0,20 0,15 0,10

Величина прибавки С во всех случаях должна быть не менее’ 0,5 мм. Определенная при помощи этой формулы и таблицы вели­чина С включает в себя компенсацию утонения стенки в гибах труб при условии, если средний радиус гиба будет не менее 3,5 для трубопроводов и не менее 2Dн — для змеевиков пароперегре­вателей и экономайзеров. При применении радиусов гибов R меньше указанных выше, величина коэффициента A1 должна быть умножена на для трубопроводов и кипятильных труб, на

для змеевиков пароперегревателей и экономайзеров.
Такой учет утонения не предусматривает способ гибки, поэтому он не отвечает действительным условиям работы трубопровода.
Вопросами действительных деформаций труб при холодной гибке занимался ряд исследователей. Так, напри­мер, Б. С. Дмитриев исследовал деформацию труб (размером 89X5 из стали 15М при радиусе гиба R = 250 мм, размером 133 X 4 и 168 X 7 из стали 10 при R = 400 и 500 мм, размером 135X5 из меди МЗС при R 400 мм) при холодной гибке с дорном.

На основе подсчета истинных удлинений по формуле

где Lк длина участка трубы после гибки;
L0— длина участка трубы до гибки,
построены графики истинных деформаций по углу гиба 90° (фиг. 3,а) и 180° (фиг. 3,6) для труб диаметром 89 мм, согнутых ло радиусу R= 2,8 Dн
Из фиг. 3, а и б видно, что возрастающие в начале пластические деформации затем становятся постоянными и в конце гиба падают.

б) Расположение сечения в гибе

Фиг. 3. Деформация стенки трубы при гнутье.

Эти деформации распространяются не только на изогнутый уча­сток трубы АБ, но имеют место также в прямолинейных участках до гиба и за ним. На внешней части гиба удлинение меньше, чем это предполагается по расчету средней величины относительного удли­нения.
Если перед началом гиба отсутствует прямой участок, т. е. когда труба крепится к гибочному шаблону непосредственно в начале гиба, то нарастание пластической деформации происходит от этого начала.

Величина угла нарастания деформации выражается зависимо­стью

При гибке труб в холодном состоянии происходит наклеп ме­талла и возникают остаточные напряжения. На внутренней части гиба возникают пластические деформации сжатия. Когда в изо­гнутом участке трубы под действием внутреннего давления начнет увеличиваться радиус гиба, в сжатых слоях будут действовать рас­тягивающие напряжения. При этом наблюдается эффект Баушинтера—металл после пластической деформации сжатия имеет по­ниженный предел текучести при растяжении. В то же время в на­ружной части гиба, где происходит растяжение стенки металла, имеется повышенный предел текучести.
Для ответственных трубопроводов, работающих под давлением, в коррозионной среде или при циклической нагрузке сравнительные испытания на образцах, вырезанных из труб, недостаточны. В этих случаях прочность изогнутого трубопровода должна проверяться прямыми испытаниями.

Экспериментальными исследованиями В. Г. Гребенкина по изучению напряженного состояния изогнутых в холодном состоя­нии труб 76X7,5 мм; 38X3,5 мм и 38X4 мм под действием внутрен­него давления установлено, что с увеличением степени овальности осевые и окружные напряжения увеличиваются. Разрушающее внутреннее давление в гибе близко или более давления, необходи­мого для разрушения прямой трубы. Прочность изогнутых участ­ков по отношению к прямым повышается с увеличением отношения

Разрушение происходило почти у всех испытанных образцов только на несогнутом прямом участке.
Работы других исследователей, проведенные над трубами, согнутыми в холодном состоянии, показывают, что разрушение по; действием внутреннего давления происходит на изогнутом участке в области, близкой к нейтральной оси гиба.
При гибке сечение трубы в зависимости от способа гибки Iдопусков в трубогибочном оборудовании приобретает форму овала с большей осью сечения, расположенной перпендикулярно плоскости (центровой линии) оси гиба трубы (фиг. 2). Овализация трубы в гибе сильно сказывается на напряженном состоянии. Овальность криволинейных участков трубопроводов ограничена по ГОСТ 9842-6 и не должна превышать 12,5%.
В процессе эксплуатации с повышением внутреннего давления труба в изогнутом участке стремится принять круглую форму, что создает изгибные напряжения в этом участке и изменяет опорные реакции.
Величина допускаемой овальности зависит от назначения криволинейного участка трубопровода. Когда большая ось сечения лежит в плоскости оси гиба (центральной оси) трубы, овальность уменьшает его жесткость.
Если при упругом изгибе труб происходят незначительные абсолютные приращения кривизны и коэффициент жесткости кривой трубы можно считать величиной постоянной, соответствующей начальной кривизне трубы, то при гибке труб (например, по схеме чистого изгиба) сама задача заключается в значительном изменении кривизны, поэтому по мере уменьшения радиуса гиба коэффициент уменьшения жесткости должен постепенно уменьшаться, как это вытекает из исследований Кармана по упругому изгибу труб.
При определении усилий, необходимых для гибки, величина этого коэффициента зависит от степени сплющивания трубы, которая в свою очередь зависит от конструкции и размеров устройств, под­держивающих постоянную форму поперечного сечения.
Достаточно незначительных перемещений сплющивания, чтобы вызвать существенные изменения в величине и распределении изгибных напряжений в трубе и соответственно понизить коэффи­циент изменения жесткости трубы, который при круглом поперечном сечении считаем равным единице, т. е. как у сплош­ного бруса.


Величина коэффициента сплющивания при различных ограни­чителях до настоящего времени научно не обоснована, поэтому расчет изгибающего момента ведется без учета сплющива­ния.

Фиг. 4. Диаграмма распределения нормальных напряжений в поперечном сечении трубы при изгибе

Расчет изгибающего момента для гибки тонкостенных труб. Для выбора параметров трубогибочного останка необходи­мо определять величину потреб­ного изгибающего момента в за­висимости от известных параме­тров труб (геометрические разме­ры трубы, предел текучести, мо­дуль упрочнения и радиус гиба). Если для упрочняющегося мате­риала трубы принять условную диаграмму напряжений — дефор­маций в поперечном сечении тру­бы (фиг. 4), то можно получить с достаточной для практики точ­ностью формулу для определения изгибающего момента.

Для наглядности труба на чертеже повернута так, чтобы диа­грамма распределения напряжений в ней соответствовала диа­грамме растяжения; по горизонтали откладываем расстояния во­локон металла трубы от нейтрального слоя и соответствующие им деформации, а по вертикали — нормальные напряжения в се­чении трубы.

εт— деформация, соответствующая пределу текучести;
у — текущая координата точки, лежащей на средней линии поперечного сечения трубы;
УТ — координата границы пластической зоны;
МТ — изгибающий момент, соответствующий началу пластичес­кой деформации трубы;
φт— центральный угол границы упругой зоны поперечного се­чения трубы;
Из условия равновесия изгибающий момент равен моменту внутренних сил. Поэтому

Запишем ряд зависимостей: (1)
элементарная площадка сечения трубы

Если принять гипотезу плоских сечений, удлинение будет про­порционально расстоянию волокна от нейтральной линии

В зоне упругих деформаций

В зоне пластических деформаций

Подстановка этих зависимостей в формулу (1)

Гибка труб в холодном состоянии

При гибке труб необходимо соблюдать следующие условия:
не допускать вмятин и уменьшения внутреннего диаметра труб;
трубы должны иметь плавные изгибы по определенному радиусу и в местах изгиба круглую форму;
следить, чтобы толщина стенки и диаметр соответствовали радиусу изгиба;
трубы перед гибкой отжигать.

Трубы небольших диаметров (до 40 мм) с большими радиусами кривизны можно гнуть в холодном состоянии, применяя простые ручные приспособления с неподвижной оправкой (рис. 156). Гибочная оправка 4 крепится к верстаку 1 с двух сторон скобами 2. Трубу для гибки вставляют между гибочной оправкой и хомутиком 3, нажимают руками и гнут ее по желобообразному углублению гибочной оправки.

Рис. 156. Гибка трубы в холодном состоянии на ручном приспособлении с неподвижной оправкой

Приспособление для гибки труб диаметром до 20 мм в холодном состоянии (рис. 157) состоит из плиты 4, гибочного ролика 3, нажимного ролика 7, рукоятки 6. упора 2, зажимного устройства 5. Приспособление крепится в слесарных тисках 1. При повороте рукоятки подвижной ролик давит на трубу и огибает ее по гибочному ролику до тех пор, пока ее конец не упрется в упор, после чего труба изгибается на участке, находящемся между гибочным роликом и упором, в результате получается труба с двумя изгибами.

Рис. 157. Ручное приспособление для гибки труб диаметром до 20 мм в холодном состоянии

Трубы диаметром от 10 до 24 мм с толщиной стенок от 1 до 1,5 мм гнут также на ручном трубогибочном станке (рис. 158), который состоит из корпуса 2, основной гибочной оправки 9, гибочных прижимных оправок 7 и 8, прижимов 3 и 6, рукояток 4 и 5 перемещения прижимов, рукоятки 1 вращения основной гибочной оправки. Основную гибочную оправку 9 и гибочные прижимные оправки 7 и 8 изготовляют с профилем, соответствующим профилю изгибаемой трубы, или с корректированным профилем в целях получения наименьшей деформации поперечного сечения трубы. В трубу вставляют оправку с пальцем (дорном), после чего закладывают ее между основной гибочной оправкой и гибочными прижимными оправками. Вращением рукояток 4 и 5 трубу закрепляют перед гибкой. При гибке трубы рукоятку основной гибочной оправки вращают плавно, без рывков. Наружный диаметр дорна должен быть равным внутреннему диаметру трубы; перед работой дорн смазывают машинным маслом; находясь все время в месте изгиба, он предохраняет трубу от овальности и складок.

Рис. 158. Ручной трубогибочный станок для гибки труб диаметром от 10 до 24 мм

На трубогибочном ручном станке (рис. 159, а) гнут трубы диаметром до 50 мм с толщиной стенок 1 — 1,5 мм. На станине 1 укреплены упор 2 цилиндрической оправки, цилиндрическая оправка с пальцем 3, прижимная оправка 4, гибочный ролик. 5. Вращение гибочного ролика осуществляется рукояткой 6. Перед гибкой трубу надевают на цилиндрическую оправку с пальцем (дорном) и помещают ее между прижимом и гибочным роликом. В процессе гибки трубы рукоятку вращают плавно и без рывков. В механических трубогибочных станках вместо цилиндрического дорна часто применяют цилиндрические оправки с одним или тремя шариками (рис. 159, б, б). При изгибе шарик все время остается в месте изгиба (рис. 159, г), препятствуя образованию складок на трубе.

Рис. 159. Работа на трубогибочном станке, позволяющем гнуть трубы диаметром до 50 мм при использовании оправок: а — момент гибки, б — оправка с одним шариком, в — оправка с тремя шариками, г — положение шарика в момент гибки

Гибку труб в кольцо осуществляют на трехроликовых гибочных станках. На рис. 160 изображен момент гибки на трехроликовом станке в кольцо труб диаметром до 25 мм без наполнителя. Для гибки предварительно производят наладку станка. Наладка верхнего ролика 5 относительно двух нижних роликов 1 и 2 осуществляется вращением рукоятки 4. При вращении рукоятки по часовой стрелке верхний ролик опускается вниз, при вращении против часовой стрелки поднимается вверх. Прижимы 3 и 6 устанавливают так, чтобы они свободно скользили по трубе, не давая ей изогнуться во время гибки. Поверхность роликов должна быть чисто полированной.

Рис. 160. Гибка трубы в кольцо на трехроликовом гибочном станке

Трубу снаружи смазывают машинным маслом, что облегчает процесс гибки.

Трубу в кольцо изгибают на трехроликовом станке в несколько переходов. После каждого перехода трубе придается форма, все более приближающаяся к форме кольца.

Перспективы развития системы технологии гибки трубопроводов 3D-конфигурации на производстве Текст научной статьи по специальности « Машиностроение»

Аннотация научной статьи по машиностроению, автор научной работы — Титенков С.В., Журавлев В.Ю.

Представлено общее описание процесса производства трубопроводов сложной конфигурации (ТСК). Многосторонне описываются узкие направления и специализации, принимающие значительное участие в изготовлении пространственных трубопроводных систем и являющиеся основополагающими технологиями в данном процессе. В качестве объекта описания выступает базовый модуль разгонного блока (БМРБ), имеющий как гражданское назначение вывод полезной нагрузки ракетами-носителями среднего и тяжелого классов на геостационарную орбиту, траектории, так и специальное назначение. Предметом описания выступает методология процесса гибки трубопроводов. Статья подразделяется на введение, четыре раздела, описывающих данный процесс, и заключение. Даётся обоснование актуальности рассматриваемой темы, стратегическая важность отрасли и цель. Определяется государственная потребность в БМРБ для тяжёлых ракетносителей «Ангара-А5» на ближайшее десятилетие. Описаны функциональные назначения трубопроводов БМРБ и влияние параметров рабочего режима компонентов в трубопроводах на их размеры и материал. Процесс подготовки технологии производства трубопровода подразделён на девять этапов: получение и проработка конструкторской документации (КД) в виде 2D-чертежей с техническими требованиями и размерами; конструкторское моделирование детали в 3D-модель; определение оборудования изготовления детали; технологическая подготовка трубопровода к гибке; операция непосредственного изготовления предварительного изделия эталона; обмер размеров полученного эталона; анализ и решение возможности дальнейшего использования эталона; корректировка программы гибки станка с числовым программным управлением (ЧПУ) через поправочные коэффициенты; сборка трубопровода в составе сложного трубопровода по пневмогидравлической схеме с директивным утверждением технологии. Описан алгоритм построения модели трубопровода, который подразделен на девять основных этапов. Далее даётся общее описание программного модуля для станка с ЧПУ гибки трубопроводов. Рассмотрен международный стандарт, регламентирующий разработку программного модуля для станков с ЧПУ, с кратким описанием последовательности подготовительных и вспомогательных команд. Показана структурная схема создания управляющей программы трубогибочного станка. В заключении показаны перспективные направления развития технологии гибки ТСК, в частности, через внедрение в производство новой оснастки универсального технологического перехвата гибки труб ; специальной гибочной головки с индукционной функцией , а также через создание универсального техпроцесса гибки ТСК, позволяющего не прибегать к созданию новых техпроцессов для трубопроводов разных диаметров, длин, материалов и учитывающего особенности работы станка.

Похожие темы научных работ по машиностроению , автор научной работы — Титенков С.В., Журавлев В.Ю.,

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF THE SYSTEM OF BENDING PIPELINES OF 3D CONFIGURATION IN PRODUCTION

The paper presents a general description of the production process of pipelines of complex configuration (TSC). Narrow directions and specializations that take a significant part in the manufacture of spatial piping systems (PTS) and fundamental technologies in this process are described on a multilateral basis. The object of the description is a base module of the upper stage (BMRB), which has both a civilian purpose output of the payload by missiles carrying medium and heavy >design documentation (CD) in the form of 2D drawings with technical requirements and dimensions; design modeling of a part in a 3D model; definition of equipment manufacturing parts; technological preparation of the pipeline for bending; the operation of the direct manufacture of the preliminary product the standard; measurement of the size of the resulting standard; analysis and solution of the possibility of further use of the standard; adjustment of the program of a flexible machine with numerical control (CNC) through the correction factors; assembly of the pipeline as part of a complex pipeline using a pneumatic-hydraulic scheme (CBC) with a directive technology approval. An algorithm for constructing a pipeline model is described; it is div >control program for a pipe bending machine is shown. In conclusion, the promising directions of the development of the technology of flexible TSK are shown, in particular through the introduction of new equipment into production: universal technological interception of pipe bending ; special bending head with induction function , as well as through the creation of a universal process technology of flexible TSK allowing not to resort to the creation of new technological processes for pipelines of different diameters, lengths, materials and taking into account the features of the machine.

Текст научной работы на тему «Перспективы развития системы технологии гибки трубопроводов 3D-конфигурации на производстве»

Для цитирования: Титенков С. В., Журавлев В. Ю. Перспективы развития системы технологии гибки трубопроводов 3D-конфигурации на производстве // Сибирский журнал науки и технологий. 2020. Т. 19, № 4. С. 703-715. Doi: 10.31772/2587-6066-2020-19-4-703-715

For citation: Titenkov S. V., Zhuravlev V. Yu. [Prospects for the development of the system of bending pipelines of 3D configuration in production]. Siberian Journal of Science and Technology. 2020, Vol. 19, No. 4, P. 703-715 (In Russ.). Doi: 10.31772/2587-6066-2020-19-4-703-715

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИИ ГИБКИ ТРУБОПРОВОДОВ 3Б-КОНФИГУРАЦИИ НА ПРОИЗВОДСТВЕ

С. В. Титенков1, В. Ю. Журавлев2*

:АО «Красноярский машиностроительный завод» Российская Федерация, 660123, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 29

2Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Представлено общее описание процесса производства трубопроводов сложной конфигурации (ТСК). Многосторонне описываются узкие направления и специализации, принимающие значительное участие в изготовлении пространственных трубопроводных систем и являющиеся основополагающими технологиями в данном процессе. В качестве объекта описания выступает базовый модуль разгонного блока (БМРБ), имеющий как гражданское назначение — вывод полезной нагрузки ракетами-носителями среднего и тяжелого классов на геостационарную орбиту, траектории, так и специальное назначение. Предметом описания выступает методология процесса гибки трубопроводов. Статья подразделяется на введение, четыре раздела, описывающих данный процесс, и заключение. Даётся обоснование актуальности рассматриваемой темы, стратегическая важность отрасли и цель. Определяется государственная потребность в БМРБ для тяжёлых ракет-носителей «Ангара-А5» на ближайшее десятилетие. Описаны функциональные назначения трубопроводов БМРБ и влияние параметров рабочего режима компонентов в трубопроводах на их размеры и материал. Процесс подготовки технологии производства трубопровода подразделён на девять этапов: получение и проработка конструкторской документации (КД) в виде 2Б-чертежей с техническими требованиями и размерами; конструкторское моделирование детали в 3Б-модель; определение оборудования изготовления детали; технологическая подготовка трубопровода к гибке; операция непосредственного изготовления предварительного изделия — эталона; обмер размеров полученного эталона; анализ и решение возможности дальнейшего использования эталона; корректировка программы гибки станка с числовым программным управлением (ЧПУ) через поправочные коэффициенты; сборка трубопровода в составе сложного трубопровода по пневмогидравличе-ской схеме с директивным утверждением технологии. Описан алгоритм построения модели трубопровода, который подразделен на девять основных этапов. Далее даётся общее описание программного модуля для станка с ЧПУ гибки трубопроводов. Рассмотрен международный стандарт, регламентирующий разработку программного модуля для станков с ЧПУ, с кратким описанием последовательности подготовительных и вспомогательных команд. Показана структурная схема создания управляющей программы трубогибочного станка. В заключении показаны перспективные направления развития технологии гибки ТСК, в частности, через внедрение в производство новой оснастки — универсального технологического перехвата гибки труб; специальной гибочной головки с индукционной функцией, а также через создание универсального техпроцесса гибки ТСК, позволяющего не прибегать к созданию новых техпроцессов для трубопроводов разных диаметров, длин, материалов и учитывающего особенности работы станка.

Ключевые слова: гибка трубопроводов сложной конфигурации, пространственные трубопроводные системы, базовый модуль разгонного блока, методология гибки трубопроводов, конструкторская документация, станок с числовым программным управлением, пневмогидравлическая схема, управляющая программа для тру-богибочного станка, универсальный технологический перехват гибки труб, специальная гибочная головка с индукционной функцией.

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF THE SYSTEM OF BENDING PIPELINES OF 3D CONFIGURATION IN PRODUCTION

S. V. Titenkov1, V. Yu. Zhuravlev2*

JSC «Krasnoyarsk machine-building plant» 29, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660123, Russian Federation

2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: vz@sibsau.ru

The paper presents a general description of the production process of pipelines of complex configuration (TSC). Narrow directions and specializations that take a significant part in the manufacture of spatial piping systems (PTS) and fundamental technologies in this process are described on a multilateral basis. The object of the description is a base module of the upper stage (BMRB), which has both a civilian purpose — output of the payload by missiles carrying medium and heavy classes to a geostationary orbit, trajectories, and a special purpose. The subject of the description is a methodology of the pipeline bending process. The article is divided into introduction, four sections describing this process and conclusion. The beginning of the article provides a rationale for the relevance of the topic under consideration, the strategic importance of the industry and the goal. The state need for BMRB for heavy launch vehicle «Angara-A5» for the next decade is determined. The functional assignments of the BMRB pipelines and the influence of the operating parameters of the components in the pipelines on their dimensions and material are described. The process of preparing the production technology of the pipeline is divided into nine stages: the receipt and study of design documentation (CD) in the form of 2D drawings with technical requirements and dimensions; design modeling of a part in a 3D model; definition of equipment manufacturing parts; technological preparation of the pipeline for bending; the operation of the direct manufacture of the preliminary product — the standard; measurement of the size of the resulting standard; analysis and solution of the possibility offurther use of the standard; adjustment of the program of a flexible machine with numerical control (CNC) through the correction factors; assembly of the pipeline as part of a complex pipeline using a pneumatic-hydraulic scheme (CBC) with a directive technology approval. An algorithm for constructing a pipeline model is described; it is divided into nine main stages. Then a general description of the software module for a CNC machine and flexible pipelines are given. An international standard governing the development of a software module for CNC machines with a brief description of the sequence of preparatory and auxiliary commands is considered. A block diagram of creating a control program for a pipe bending machine is shown. In conclusion, the promising directions of the development of the technology offlexible TSK are shown, in particular through the introduction of new equipment into production: universal technological interception of pipe bending; special bending head with induction function, as well as through the creation of a universal process technology offlexible TSK allowing not to resort to the creation of new technological processes for pipelines of different diameters, lengths, materials and taking into account the features of the machine.

Keywords: flexible pipelines of complex configuration, spatial piping systems, base module of the upper stage, pipelines bending methodology, design documentation, computer numerical control machine, pneumatic-hydraulic scheme, control program for a pipe bending machine, universal technological interception of pipe bending, special bending head with induction function.

Введение. Актуальность активизации научно-исследовательских работ, совершенствования конструкторских и технологических разработок в ракетно-космической отрасли (РКО) никем не отрицается на фоне сложной внешней военной и дипломатической обстановки в мире. На экономические санкции и всевозможное военно-политическое давление США на предприятия военно-промышленного комплекса (ВПК) России в ответ РКО ставит цель — совершенствовать технологии производства современной военной техники, в том числе путём уменьшения затрат на обслуживание используемой в производстве оснастки станков. Новые технологические возможности в свою очередь расширяют пространство для внедрения конструкторских новаторств (в частности, изготавливать трубопроводы новой, более сложной конфигурации и т. п.) и позволяют решать экономические задачи — производство более современных составных частей (СЧ) изделий с обеспечением требуемого каче-

ства, надёжности, сроков эксплуатации и с конкурентной стоимостью. Совокупность разрабатываемых и внедряемых технических решений специалистами РКО России продляет гарантию безусловной незыблемой обороноспособности страны.

Одним из вкладов АО «Красмаш» в данный процесс является изготовление БМРБ для тяжёлых ракет-носителей «Ангара-А5». В настоящее время суммарно заключено 12 контрактов на постройку ракет «Анга-ра-А5». До 2027 года для обновления российской орбитальной группировки понадобится порядка 27 пусков ракет «Ангара-А5» [1].

Функциональные назначения трубопроводов. Основной частью изготовления вышеуказанных БМРБ (около 40 % от всего объёма производства) является изготовление трубопроводов и их составных частей, основные функции которых следующие:

— подача сухого гелия (-50 °С) для осушки пнев-могидравлической системы (ПГС) от влаги;

— подача и слив гелия в баллоны;

— подача и слив окислителя в бак «О»;

— подача и слив горючего в бак «Г»;

— управление дренажём, наддувом и обеспечение вакуумом системы гермочехла;

— контроль давления в баках «О» и «Г»;

— подача гелия с баллонов (находящихся в баке окислителя) в пневмощиток для:

а) работы автоматики двигателя;

б) продувки трубопроводов двигателя;

в) открытия клапана подачи окислителя блока подачи окислителя (БПО);

г) открытия клапана подачи горючего блока подачи горючего (БПГ);

д) наддува «горячим» (большой объём) гелием баков «О» и «Г»;

— холодная «раскрутка» турбины насоса БПО гелием;

— подача продуктов сгорания из БПО в БПГ для:

а) раскрутки турбины насоса БПГ;

б) управления соплом крена;

— подача окислителя «О» (переохлаждённого кислорода) из бака «О» в газогенератор двигателя;

— подача горючего «Г» (синтетического керосина -синтина) из бака «Г» в газогенератор двигателя;

— подача самовоспламеняющегося компонента (несимметричного диметилгидразина — гептила) из блока многократного запуска (БМЗ) в газогенератор двигателя;

— подача компонентов смеси «О» (с избытком кислорода), «Г» и гептила в камеру сгорания;

— сброс остатков продуктов сгорания («мятого газа») из двигателя;

— сброс остатков компонентов «О» и «Г» из баков их хранения.

В зависимости от назначения и температурных параметров рабочего режима компонентов в трубопроводе, в КД определены материалы и размеры трубопроводов. В АО «Красмаш» для комплектации БМРБ изготавливают изделия из тонкостенных трубопроводов, диаметры которых от 08 до 080. Основные материалы, используемые при изготовлении трубопроводов — алюминиевые сплавы и нержавеющие стали (12Х18Н10Т-ВД), имеющие свои физико-механические свойства вязкости, твердости (пружи-нения), прочности и пр.

Основные этапы подготовки технологии производства трубопроводов. Методология разработки технологии производства ТСК для БМРБ состоит из следующих этапов:

1. Этап получения и проработки КД с техническими требованиями, размеров ТСК. На данном этапе КД «оцифровывается», а полученная информация помещается в электронный архив, представляющий программно-аппаратный комплекс с PDM-системой Windchill (или программа Lotsia PDM Plus), в состав которого входит высокопроизводительное устройство хранения информации.

2. Этап конструкторского моделирования детали (в нашем случае — трубопровода) в SD-модель с сохранением полученного результата в электронном архиве. Данную работу выполняют в программе Solid

Works (а также в программах Creo Parametric, «Компас 3D», AutoCAD Inventor, T-Flex) с использованием информационно-справочной системы, в том числе единой системы конструкторской документации (ЕСКД) через ТехноПРО. Большинство современных САПР-программ трехмерного моделирования позволяют построить трубопровод, используя базовый функционал и типовые операции — это дает ощутимое преимущество по сравнению с работой с бумажным чертежом или 2D-чертежной программой и позволяет избежать многих ошибок. Однако гораздо более эффективно применение специализированных приложений, созданных для решения таких задач. В таком случае обеспечивается максимальный выигрыш в производительности и качестве при проектировании трубопроводной конструкции за счет избавления конструктора от множества рутинных операций.

3. Этап определения оборудования (для трубопровода допускается использование трубогибочного станка с ЧПУ), на котором будет изготавливаться деталь с последующей разработкой технологического процесса (ТП) и разработкой станочной программы механической обработки или гибки. При определении использования автоматизированного трубогибочного станка 8Б-63х4А-38-У для программирования работы используется программа SOCO Bending Machine. При непосредственном программировании программы гибки для станка пользуются как декартовой системой координат, так и «полярной» системой координат, описывающей изогнутое изделие в координатах YBC (Y — длина прямого участка между гибами, Б -угол поворота трубы вокруг своей оси, С — угол очередного гиба). В программу непосредственно заносится информация: диаметр трубы, траектория с длиной и радиусами гибки по центральной оси заготовки с учётом параметров оснастки (положение прижима, дорна, гибочных штампов, скорости их работы и т. п.). После завершения создания модели и определения инструментальной оснастки программа автоматически генерирует управляющий ISO-код для управления станком в производстве заданной модели. Программист просматривает видеосимуляцию процесса гибки заданной модели на виртуальном трубогибочном станке и вносит, если это требуется, коррективы, ориентируясь на таблицы координат каждого из подвижных элементов станка, а также на управляющий код станка. После этого программу отсылают на исполнение на реальном трубогибочном станке. Файл машины гибки (XYZ или YBC/LRA), в котором описывается трасса трубы, которую следует изготовить, является текстовым файлом. Поэтому при необходимости её можно не только просмотреть, но и изменить содержимое файла в текстовом редакторе.

4. Этап подготовки трубы к гибке. Перед гибкой на станке трубопровод подвергают [2]: осмотру поверхности на предмет контроля качества; проверке физико-химического состава на соответствие указанной марки материала (несколько штук из партии); замеру геометрических параметров; обезжириванию поверхностей; разрезке труб-заготовок на технологическую длину (размером, равным длине развертки согнутого трубопровода с припуском на обработку).

Рис. 1. Процесс гибки на автоматизированном станке с ЧПУ Fig. 1. The process of bending on an automated CNC machine

5. Этап выполнения операции изготовления (гибки) изделия (рис. 1). Загрузка программы гибки выполняется с помощью электронных программоносителей непосредственно на стойке ЧПУ через меню ввода. В процессе верификации программы гибки (установление правильности программы посредством её опытной проверки) оператор станка на мониторе стойки ЧПУ полностью отслеживает весь процесс гибки.

При возникновении ошибок (соударение детали с агрегатами и станиной станка) система выдаст отчет с указанием проблемных участков трубопровода. Поэтому в процессе верификации допускается осуществлять переподбор оснастки для изготавливаемого трубопровода. В конце этапа получается изготовление предварительного изделия — шаблона (эталона). Процесс эталонирования трубопровода регламентируется нормативным документом ОСТ 92-1600-84 [2].

6. Этап обмера полученного шаблона выполняют на контрольно-измерительной машине FARO Fusion Arm 8/7, в состав которой входит рабочее место технолога с технологическим программным обеспечением TezetCAD. Измеренные фактические размеры ТСК заносятся в программно-аппартный комплекс с PDM-системой Windchill (или программа Lotsia PDM Plus), далее полученные данные сравниваются с электронной SD-моделью трубопровода. Перед обмером состояние наружной и внутренней поверхностей трубопроводов должно соответствовать требованиям ГОСТ 17365-71 [3] и ОСТ 92-1601-84 [4]. Допустимые плавные отклонения контуров трубопровода от контуров электронной 3D-модели и предельные отклонения на длину трубопровода должны соответствовать требованиям ГОСТ 17365-71.

7. Этап аналитической проработки полученных значений размеров трубопровода, соизмерение данных значений с допусками и принятие окончательно-

го решения о возможности использования разработанной программы гибки трубопровода.

8. Этап коррекции программы гибки путём уточнения поправочных коэффициентов, учитывающих физико-химические свойства партии материала трубопровода, его пружинение, вязкость, а также изменяющих скорость работы оснастки. Данный этап выполняется в случае неудовлетворительных результатов предыдущего этапа. После корректировки программы гибки ТСК производится повторное выполнение вышеупомянутых этапов: подготовка трубопровода к гибке, гибке на трубогибе с ЧПУ, обмер полученного ТСК и анализ результатов.

9. После отработки технологии сборки-сварки [5-7], монтажа участков трубопроводов в составе сложного трубопровода по схеме ПГС с проверкой координат собранного сложного трубопровода на контрольно-измерительном комплексе с данными 3Б-модели, утверждается директивная технология изготовления трубопроводов сложной конфигурации.


Описанное оборудование связано между собой единой информационной сетью, представленной на рис. 2.

Алгоритм учета в пространстве и мест крепления трассы трубопровода. Алгоритм компоновки трубопровода в CAD-системе Solid Works состоит из следующих этапов:

1. Создание упрощенных 3D-моделей деталей и узлов изделия, необходимых для однозначного определения зон прокладки трасс трубопровода.

2. Создание упрощенных габаритных 3D-моделей основных элементов (ёмкостей, ферм, переходников и т. д.) и их взаимная увязка (рис. 3).

3. Предварительное расположение и прорисовка штуцеров на емкости, к которым будут стыковаться трубопроводы.

4. Предварительная прорисовка на переходнике основных элементов мест крепления трубопроводов.

5. Взаимная увязка элементов между собой, привязка к их основным плоскостям стабилизации.

6. Предварительное размещение арматуры (клапанов, наконечников, тройников и т. д.) изделия осуществлялось с учетом удобства обслуживания и ремонта, а также минимальных прямолинейных участков и радиусов гиба (рис. 4-7).

Рис. 2. Единая общезаводская информационная сеть АО «Красмаш» Fig. 2. United general informational network of JSC «Krasmash»

Рис. 3. Упрощенная модель сборки изделия Fig. 3. Simplified product assembly model

Рис. 4. Модель сборки изделия после увязки элементов крепления, расположения штуцеров трубопроводов и определения зон расположения приборов

Fig. 4. The model of the assembly of the product after linking the fastening elements, the location of the pipe fittings and the determination of the location of the devices

Рис. 5. Модель емкости после увязки элементов крепления и расположения штуцеров трубопроводов

Fig. 5. Capacity model after linking fasteners and location of pipe unions

Рис. 6. Модель переходника после увязки элементов крепления и расположения штуцеров трубопроводов

Fig. 6. Adapter model after linking fasteners and location of pipe fittings

Рис. 7. Модель фермы после увязки элементов крепления и расположения штуцеров трубопроводов

Fig. 7. Model farm after linking fasteners and location of pipe fittings

Алгоритм построения модели трубопровода.

Создание модели трубопровода в САЭ-системе SolidWorks состоит из следующих этапов:

1. Прокладка трассы трубопровода с учетом зон обхода зон отсеков, минимальных зазоров и возможности их дополнительного крепления, с определением начальных, конечных точек трассы трубопровода (рис. 8, 9).

2. Уточнение компоновки изделия по результатам анализа и оптимизации трассы трубопровода.

3. Создание библиотеки ДСЕ трубопровода и элементов его крепления: уголка для крепления трубопровода, шпильки для крепления трубопровода, прижима для крепления трубопровода, наконечника трубопровода, компенсатора трубопровода, компенсатора трубопровода.

4. Поэлементное разнесение сборки трубопровода (рис. 10).

5. Анализ, оптимизация трассы трубопровода и проверка на допустимые зазоры и пересечение с трассами близлежащих трубопроводов после размещения ДСЕ в трубопроводе и элементов его крепления.

6. Проработка этапов сборки изделия и технологической возможности изготовления трубопровода, определение мест разъема трубопровода и разбиение трубопровода на несколько с определением положения монтажных стыков с учетом возможности сборки, сварки, рентгеноконтроля и испытаний (рис. 11).

7. Уточнение компоновки изделия по результатам анализа и оптимизации трассы трубопровода (рис. 12).

8. Определение мест нанесения маркировки на трубопроводе (рис. 13, 14).

9. Получение окончательной модели трубопровода после уточнения компоновки изделия (рис. 15).

Рис. 8. Определение дополнительного места крепления Fig. 8. Determination of additional attachment point

Рис. 9. Определение начальных и конечных точек трассы трубопровода Fig. 9. Determination of the start and end points of the pipeline route

Рис. 10. Размещение ДСЕ в трубопроводе и элементов его крепления Fig. 10. Layout of DSE in the pipeline and its fasteners

Рис. 11. Определение положения монтажных стыков и увязка с окружающими конструкциями Fig. 11. Determining the position of the mounting joints and linking with the surrounding structures

Рис. 12. Уточненная компоновка изделия Fig. 12. Refined product layout

Рис. 13. Маркировка стыка трубопровода Fig. 13. Pipeline joint marking

Рис. 14. Маркировка трубопровода Fig. 14. Pipeline marking

Рис. 15. 3Б-модель трубопровода Fig. 15. 3D model of the pipeline

Общее описание программного модуля для станка с ЧПУ гибки трубопроводов. Международный стандарт ISO 6983 [8], регламентирующий разработку программного модуля для станков с ЧПУ, представляет собой описание последовательности подготовительных и вспомогательных команд-функций.

Подготовительные команды (содержат символ G) транслируются стойкой ЧПУ в перемещения рабочего инструмента оборудования относительно заготовки детали. Это команда линейной интерполяции (G101), команды круговой интерполяции (G102 — по часовой стрелке, G103 — против часовой стрелки).

Вспомогательные команды управляют режимами работы системы управления станком. Слова вспомогательных команд состоят из символа M, за которым следуют две цифры, определяющие тип команд. Например, признак окончания управляющей программы — M30.

Управляющая программа представляет собой полное описание технологических и геометрических параметров детали. Отработка на станке с числовым программным управлением такой программы позво-

ляет получить соответствующую ей деталь. При составлении управляющей программы также нет необходимости записывать команды управления станочной автоматикой (зажим-разжим цанги, гибочной и зажимной матрицы; возврат шаблона в исходное состояние; перемещения дорна и т. д.), так как данные команды запрограммированы в системе ЧПУ трубо-гибочного станка. Все вспомогательные перемещения (возврат гибочного кронштейна — координата С; поворот цангового патрона при изменении направления гиба — координата В), а также пересчет угла поворота трубной заготовки в перемещение продольной каретки (координата У) выполняются за счет использования макропроцедур без дополнительных указаний в управляющей программе.

В трубогибочном станке SB-63х4А-3S-V реализованы следующие специализированные программные циклы (макропроцедуры):

а) в100 — функция, определяющая:

— режим гиба трубы А (А1 — намотка, А2 — обкатка, А3 — проталкивание);

— радиус шаблона Я;

— длину заготовки трубы L;

— скорость рабочей подачи F;

б) G101 — функция, задающая перемещении заготовки по линейной координате Y;

в) G102 — функция, задающая перемещения заготовки по часовой стрелке поворотных координат B и C;

г) G103 — функция, задающая перемещения заготовки против часовой стрелки поворотных координат B и C.

Ниже приведен текст примера управляющей программы, предназначенной для гибки трубной заготовки методом намотки:

%O11111 (TEST GIBKA1) (начало программы) N1 G100 A1 R50 L2000.9 F300 (A1 — намотка) N2 G101 Y200 (перемещение по координате Y на 200 мм)

N3 G102 C30 (загиб трубы на угол 30 градусов по часовой стрелке) N4 G101 Y100

N5 G103 C45 (загиб трубы на угол 45 градусов против часовой стрелки) N6 G101 Y50

N7 G102 B120 (поворот трубы вокруг оси Y на 120 градусов по часовой стрелке) N8 G101 Y22.8 N9 G103 C10.5 N10 G101 C300

N11 M30 (окончание программы)

%011111 — оформление начала и номер управляющей программы

(TEST GIBKA1) — название программы, заключается в круглые скобки

N1.. .N11 — номера кадров F450 — скорость рабочих ходов гибки M30 — окончание управляющей программы % — окончание файла.

Создание исполнительного программного модуля (должен соответствовать международному стандарту ISO 6983) для обеспечения автоматизированной рабо-

ты трубогибочного станка состоит из следующих этапов (рис. 16):

1. Технолог-программист с помощью программного обеспечения Solid Works создает чертеж трубопровода.

2. Далее стандартными средствами Solid Works необходимо сохранить узловые точки в текстовый файл. Важно отметить, что при сохранении узловых точек необходимо выбирать вариант «точки касатель-ности».

3. Постпроцессор трубогиба рассчитывает управляющую программу для станка.

4. Программный модуль постпроцессирования осуществляет преобразование входных данных в формат управляющей программы, понятный системе ЧПУ станка с сохранением на жесткий диск или переносной носитель.

5. Загрузка программы гибки на стойке ЧПУ через меню ввода.

Заключение. Из представленных рисунков видна сложная конфигурация значительного количества трубопроводов. Учитывая большое число трубопроводов (разных диаметров и траекторий), используемых при создании БМРБ, сложность и трудоёмкость технологического процесса изготовления их эталонов и самих изделий ведёт к увеличению сроков внедрения КД в производство, что, в свою очередь, увеличивает сроки изготовления БМРБ. Учитывая безусловность выполнения гособоронзаказа, сокращение временных издержек постоянной отработки технологии изготовления на трубогибах разных 3D-трубопроводов, из разных материалов, диаметров и партий поставки, исключит риски временных задержек изготовления выпускаемого изделия.

Выполнение вышеуказанных задач требует создания универсальной технологической методики запуска изготовления трубопровода 3D-конфигурации, которая должна включать в себя решение всех возможных причин внештатных ситуаций работы станка -трубогиба, позволять минимальными временными и материальными затратами выходить в режим штатной работы [9-15].

Рис. 16. Структурная схема создания управляющей программы №1 №2 №3 №4 №5

Fig. 16. Structural diagram of the control program creation

Решение упомянутой задачи возможно путём:

— создания универсального техпроцесса гибки ТСК, позволяющего не создавать новый техпроцесс для трубопроводов с другими диаметрами и длинами, учитывающего разные материалы и разные партии труб, пружинение, проскальзывание труб и прочие проблемные моменты работы станка;

— создания (разработки КД и изготовления) универсального технологического перехвата гибки ТСК и специальной гибочной головки с индукционной функцией, позволяющего исключить проскальзывание трубопровода на станке-трубогибе, исключить требование наличия прямолинейных участков для крепления технологической оснастки гиба, а также позволяющего из труб разной плотности, плавки материала и толщины стенки (влияющих на пружине-ние) изготавливать трубопроводы с требуемыми габаритными размерами, радиусами гиба с допустимыми утонениями стенок и допустимыми отклонениями размеров ответственных участков;

— практического внедрения в производство двух первых пунктов, накопления статистики работы, обнаружения узких мест (неучтенных факторов) с последующей корректировкой техпроцесса и доработкой оснастки гиба.

1. АО «Красмаш» : сайт [Электронный ресурс]. 28.08.2020. URL: http://www.krasm.com/news/ allnews.aspx?Doc >

2. ОСТ 92-1600-84. Производство трубопроводов. Общие технические условия. Эталонирование трубопроводных систем, гибка труб и формообразование концов трубопроводов. М. : Стандартинформ, 1984. 47 с.

3. ГОСТ 17365-71. Трубопроводы для агрессивных сред. Общие технические требования. М. : Стандарт-информ, 1971. 11 с.

4. ОСТ 92-1601-84. Производство трубопроводов. Общие технические условия. Сборка, окраска, маркировка, очистка, контроль и монтаж трубопроводов. М. : Стандартинформ, 1984. 33 с.

5. ОСТ 92-1602-84. Производство трубопроводов. Сварка. Общие технические требования. М. : Стан-дартинформ, 1984. 32 с.

6. ОСТ 92-1603-84. Производство трубопроводов. Пайка. Общие технические требования. М. : Стандар-тинформ, 1984. 29 с.

7. ОСТ 92-1604-84. Производство трубопроводов. Испытания. Общие технические требования. М. : Стандартинформ, 1984. 60 с.

8. ISO 6983-2009. Автоматизированные системы и интеграция. Числовое программное управление станком. Формат программы и определение адресных слов. М. : Стандартинформ, 2009. 26 с.

9. Как производится гибка металлических труб, технологические тонкости выполнения работ [Электронный ресурс] // Совет инженера. URL: http://sovet-ingenera.com/santeh/trubodel/gibka-trub.html (дата обращения: 02.09.2020).

10. «Ангара» в своем семействе [Электронный ресурс] // NAKED SCIENCE. 19.03.2020. URL: https://naked-science.ru/article/nakedscience/angara-rozhdenie-rakety (дата обращения: 02.09.2020).

11. Международный военно-технический форум «Армия — 2020» [Электронный ресурс] // Сайт Рос-космоса. 26.08.2020. URL: https://www.roscosmos.ru/ 25423 (дата обращения: 02.09.2020).


12. О некоторых средствах и возможностях Lotsia PDM PLUS [Электронный ресурс] // САПР и графика. 1-2020. URL: https://sapr.ru/article/25364 (дата обращения: 02.09.2020).

13. Создание возможностей для компьютерного моделирования физических процессов и инженерного анализа [Электронный ресурс] // CAD/CAM/CAE observer. 1(53)/2010. URL: http://www.cadcamcae.lv/ hot/CAE-WP_Part1_n53_n44.pdf (дата обращения: 02.09.2020).

14. Контракты жизненного цикла для народнохозяйственной продукции и вооружения, военной и специальной техники: сходство и отличия [Электронный ресурс] // CAD/CAM/CAE observer. 8(92)/2014. URL: http://www.cadcamcae.lv/N92/29-33.pdf (дата обращения: 02.09.2020).

15. Титенков С. В., Запорожский А. С., Ники-шев А. А. 3D-моделирование при проектировании пространственных трубопроводных систем // Решет-невские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева. В 2 ч. Ч. 1 / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2013.

1. Sayt AO Krasmash [Site JSC Krasmash]. Available at: http://www.krasm.com/news/allnews.aspx?Doc >

2. OST 92-1600-84 Proizvodstvo truboprovodov. Ob-shie tekhticheskie uslovia. Etalonirovanie truboprovodnih system, gibka trub I formoobrazovanie kontsov truboprovodov [State Standard 92-1600-1984. Production of pipelines. Standardization of pipeline systems, pipe bending and shaping of pipeline ends]. Moscow, Standartinform Publ., 1984, 47 p.

3. GOST 17365-71. Truboprovodi dlya agresivnikh sred. Obshie tekhticheskie trebovaniya [GOST 17365-71. Pipelines for aggressive environments. General technical requirements]. Moscow, Standartinform Publ., 1971, 11 p.

4. OST 92-1601-84 Proizvodstvo truboprovodov. Obshie tekhticheskie uslovia. Sborka, okraska, marki-rovka, ochistka, kontrol i montazh truboprovodov [Pipeline manufacturing. General technical conditions. Assembly, painting, marking, cleaning, monitoring and installation of pipelines]. Moscow, Standartinform Publ., 1984, 33 p.

5. OST 92-1602-84 Proizvodstvo truboprovodov. Svarka. Obshie tekhticheskie trebovaniya [Pipeline manufacturing. Welding. General technical requirements.]. Moscow, Standartinform Publ., 1984, 32 p.

6. OST 92-1603-84 Proizvodstvo truboprovodov. Payka. Obshie tekhticheskie trebovaniya [Pipeline manufacturing. Soldering. General technical requirements.]. Moscow, Standartinform Publ., 1984, 29 p.

7. OST 92-1604-84 Proizvodstvo truboprovodov. Ispi-taniya. Obshie tekhticheskie trebovaniya [Pipeline manufacturing. Tests. General technical requirements.]. Moscow, Standartinform Publ., 1984, 60 p.

8. ISO 6983-2009. Avtomatizirovannie sistemy i inte-gratsiya. Chislovoe programnoe upravlenie stankom. Format programmy i opredelenie adresnikh slov [Automated systems and integration. Numerical control of the machine. The format of the program and the definition of address words]. Moscow, Standartinform Publ., 2009, 26 p.

9. Kak proizvoditsya gibka metallicheskikh trub, tekhnologicheskie tonkosti vypolneniya rabot. Sovet inzhenera [How is metal pipe bending performed: technological details of the work]. Available at: http://sovet-ingenera.com/santeh trubodel/gibka-trub.html (accessed: 09.02.2020).

10. Angara v svoem semeystve [Angara in its family]. Available at: https://naked-science.ru/article/naked-science/ angara-rozhdenie-rakety (accessed: 09.02.2020).

11. Mezhdunarodnyy voenno-tekhnicheskiy forum Ar-miya — 2020 [International Military-Technical Forum

Army — 2020]. Available at: https://www.roscosmos.ru/ 25423 (accessed: 09.02.2020).

12. O nekotorykh sredstvakh i vozmozhnostyakh Lot-sia PDMPLUS [About some tools and features of Lotsia PDM PLUS]. Available at: https://sapr.ru/article/ 25364 (accessed: 09.02.2020).

13. Sozdanie vozmozhnostey dlya komp’yuternogo modelirovaniya fizicheskikh protsessov i inzhenernogo analiza [Creating opportunities for computer modeling of physical processes and engineering analysis]. Available at: http://www.cadcamcae.lv/hot/CAE-WP_Part1_n53_n44.pdf (accessed: 09.02.2020).

14. Kontrakty zhiznennogo tsikla dlya narodnok-hozyaystvennoy produktsii i vooruzheniya, voennoy i spet-sial’noy tekhniki: skhodstvo i otlichiya [Life cycle contracts for national economy products and weapons, military and special equipment: similarities and differences]. Available at: http://www.cadcamcae.lv/N92/29-33.pdf (accessed: 09.02.2020).

15. Nikishev A. A., Titenkov S. V., Zaporozhsky A. S. [3D-simulation at designing space pipeline systems]. Re-shetnevskie chteniya. Materialy XVII Mezhdunar. nauch. konf [Reshetnev readings. Materials of the XVII Intern. scientific. conf.]. Krasnoyarsk, SibGAU Publ., 2013.

Как производится гибка металлических труб: технологические тонкости выполнения работ

Виды изогнутых детален. Отрезок трубопровода, на котором согнуты один или несколько отводов, называют гнутым. Изогнутые детали применяют на поворотах трубопровода, при обходе балок, присоединении нагревательных приборов к системе. Преимущество изогнутых деталей перед фасонными частями заключается в плавности переходов, создании меньшего сопротивления для прохода воды, пара и газа, в отсутствии лишних соединений. Основные виды изогнутых деталей: отводы, утки (отступы), скобы и калачи.

Рис. 47. Виды гнутья: а — отводы, б — утка, в — скоба, г — калач

Отвод ( рис. 47, а)—деталь, изогнутая под углом 45, 60, 90 или 135°, Его применяют при поворотах трубопровода. Радиус кривизны (гнутья) отвода обозначается буквой R. При большем R изогнутая часть трубы будет больше и отвод получится более плавным. При меньшем R изогнутая часть трубы будет меньше и отвод получится более крутым.

Во время гибки на выпуклой части трубы (затылке) металл растягивается и стенка трубы становится несколько тоньше. На вогнутой части трубы, наоборот, металл сжимается. Таким образом, металл трубы испытывает на выпуклой и вогнутой частях изогнутой детали соответственно растягивающее и сжимающее усилия, ввиду чего в этих местах прочность трубы уменьшается.

В середине боковой части металл трубы также испытывает напряжение. Наименьшее напряжение металл испытывает в точках, расположенных посередине между выпуклой или вогнутой частями изгиба и серединой боковой части. Поэтому при гибке труб шов трубы как менее прочное место располагают под углом 45° к плоскости изгиба. Чем меньше радиус кривизны, тем больше растягивается металл на выпуклой стороне трубы. С другой стороны, чем больше радиус кривизны, тем больше места занимает изогнутая часть трубы и центр гибки будет дальше отходить от стены. Это создает неудобства при сборке труб.

Радиусами кривизны, при которых труба не расходится по шву, являются: для труб диаметром 15— 20 мм два наружных диаметра трубы 2DU, для труб диаметром 25—75 мм — 3 Ds и для труб больших диаметров— 4 DB. Обычно радиусы кривизны принимают на один диаметр трубы больше указанных выше. Наименьший радиус изгиба труб допускается равным

Утка, или отступ ( рис. 47, б),— деталь с двумя изогнутыми частями, обычно под углом 135°. Величина отступа — расстояние между центрами отогнутых концов трубы — называется вылетом и обозначается буквой h. Утки применяют в тех случаях, когда присоединяемая к трубопроводу деталь лежит не в одной плоскости с трубой или при обходе препятствий.

Скоба ( рис. 47, б)—деталь с тремя изогнутыми углами. Центральный угол обычно равен 90°, а боковые —по 135°. Скобы используют при обходе другой трубы.

Рис. 48. Разметка отвода с углом: а — 90°, б —135°

Калач ( рис. 47, г)—деталь в форме правильной полуокружности. Расстояние между осями отогнутых концов трубы d равняется 2R. Калач заменяет два отвода и его используют преимущественно для соединения двух нагревательных приборов, расположенных один над другим, на подводках к приборам. Разметка труб для гнутья. До гибки необходимо подсчитать заготовительную длину отрезка трубы L3ar, чтобы после изгиба получить заготовку, размер которой соответствует размерам, указанным на эскизах гнутых деталей трубопровода.

Заготовительной длиной называется длина детали в выпрямленном виде или размер прямого куска трубы, из которого изготовляют изогнутую деталь.

Для отводов ( рис. 48) на эскизах обозначают длину сторон от вершины угла изгиба до конца трубы h и 12, угол а и радиус изгиба R.

Для разметки калачей ( рис. 49) размеры х будут такие же, как и для отвода 90°. При подсчете длины развертки заготовки от суммы всех участков калача, указанных на эскизе, вычитают 2х, так как калач состоит из двух отводов.

Рис. 49. Разметка калача

Рис. 50. Разметка утки (а) и скобы (б)

Таблица 7 Размер припуска Z для скоб

Ручные станки Вольнова ( рис. 51) предназначены для гибки труб диаметром до 20 мм. Станок крепится к верстаку с помощью ступицы и плиты. На оси ступицы и плиты находится неподвижный ролик-шаблон 6 с хомутиком 7. Подвижный ролик 2 закреплен в скобе 4 с рукояткой 3. Трубу изгибают вокруг неподвижного ролика, поэтому радиус кривизны изгиба приблизительно соответствует радиусу этого ролика.

Рис. 51. Станок Вольнова:

1 — плита, 2 —подвижный ролик, 3 — рукоятка, 4 — скоба, 5 — труба, 6 — ролик-шаблон, 7 — хомутик

Трубу 5, которую необходимо изогнуть, вставляют между роликами так, чтобы конец ее вошел в хомутик 7. После этого рукояткой 3 скобу поворачивают вокруг неподвижного ролика б до получения требуемого изгиба, затем возвращают ее в первоначальное положение и вынимают трубу. Зажимать в хомутик рекомендуется более длинный конец трубы, а загибать короткий.

На станке Вольнова изгибают отводы, скобы, утки и калачи без набивки труб песком. Применяют также комбинированные станки Вольнова с двойными роликами для гибки на одном станке труб диаметром 15 и 20 мм и с тройными роликами для гибки труб диаметром 15, 20 и 25 мм.

Трубогибочный станок ВМС-23В ( рис. 52) предназначен для гнутья стальных водогазопроводных труб диаметром 15—32 мм. Станок состоит из литой станины 1, редуктора 2 и рабочего механизма 3, расположенного на верхней части станины.

Рис. 52. Трубогибочный станок ВМС-23В: 1 — станина, 2 — червячный редуктор, 3 — рабочий механизм, 4 — неподвижные ролики, 5 — подвижные (рабочие) ролики, 6 — кнопочный пускатель

На рабочем механизме пирамидально расположены неподвижные 4 и подвижные 5 ролики. Каждая пара неподвижных и подвижных роликов служит для гнутья труб определенного диаметра без переналадки станка. С внешней стороны станины прикреплен фланцевый электродвигатель, от которого через редуктор, коническую и цилиндрическую передачи осуществляется вращение рабочего механизма вместе о пирамидой подвижных роликов.

Трубу, предназначенную для гнутья, заводят в хомут, соответствующий ее диаметру. При включении станка подвижной ролик движется вокруг неподвижного и изгибает трубу.

Механизм ВМС-26А — многопозиционный быстроходный механизм, служащий для гнутья отводов, уток, скоб диаметром 15 и 20 мм.

В настоящее время начато серийное производство трубогибочного механизма ВМС-28, предназначенного для гнутья труб диаметром от 15 до 32 мм. Этот механизм создан на базе механизма ВМС-23В и отличается от него тем, что у него имеется автостоп, обеспечивающий загиб по заданному углу. Погрешность загиба не более 5°.

Трубогибочный механизм ГСТМ-21 ( рис. 53) предназначен для гибки стальных водогазопроводных труб диаметром от 25 до 60 мм и бесшовных труб со стенками толщиной до 4 мм, диаметром от 34 до 89 мм в холодном состоянии с применением дорнов.

Рис. 53. Трубогибочная машина ГСТМ-21:

1 — чугунная станина, 2 —гибочные ролики, 3 —поворотная штанга, i — прижимное устройство, 5 — электродвигатель

В станине 1 машины ГСТМ-21 расположены червячная пара и главный ведущий вал. Вращение диску гибочных роликов 2 передается от электродвигателя 5 через клиноременную передачу и редуктор. Размеченную трубу устанавливают в ручей ролика и крепят эксцентриковым зажимом. Затем винтом 4 прижимают скользящую сменную колодку, помещенную в штанге 3. Далее включают электродвигатель и поворачивают рукоятку включения муфты сцепления. Гибочный ролик начинает вращаться, изгибает трубу и одновременно стягивает ее с дорна. После изгибания трубы на заданный угол станок автоматически выключается и трубу снимают.

Построечный механизм ВМС-16 ( рис. 54, а, б) предназначен для резания труб диаметром 15—50 мм и нарезания на них резьбы, а также для гибки труб диаметром 25—50 мм с помощью соответствующих инструментов и устройств.

Рис. 54. Построечный механизм ВМС-16:

а — с клуппом, б — с трубоотрезным приспособлением; 1 — электродвигатель, 2 — коробка, 3 — трехкулачковый патрон, 4 — клупп, 5 — выдвижные ручки, 6 — труба, 7 — ножки, 8 — переключатель, 9 — роликовый труборез

Построечный механизм ВМС-16 оборудован редуктором, электродвигателем 1 мощностью 1,7 кВт с частотой вращения 1420 об/мин. С помощью червячной пары, расположенной в коробке 2, электродвигатель приводит во вращение полый шпиндель. На одном конце шпинделя укреплен трехкулачковый патрон 3, а на другом — планшайба с тремя направляющими плашками для трубы. Шпинделю переключателем 8 можно сообщать правое или левое вращение. Механизм установлен на четырех съемных ножках 7. Две выдвижные ручки 5 служат для переноски механизма, кроме того, их используют также для упора рабочего инструмента.

Гибка стальных труб в горячем состоянии. При прокладке трубопроводов больших диаметров для изменения направления трубопроводов применяют крутоизогнутые отводы с радиусом кривизны, равным одному- двум диаметрам трубы. Отводы изготовляют в заводских условиях из стальных бесшовных труб методом штамповки и горячей протяжки. Торцы отводов обрабатывают под сварку (фаска 30°).

В некоторых случаях применяют складчатые отводы ( рис. 55, а, б), которые изготовляют на строительной площадке на гибочном стенде. Трубы для образования отвода размечают, как показано на рис. 55, в.

Рис. 55. Изготовление складчатых отводов:

а — складчатый отвод, б — элемент отвода, в — разметка трубы для образования складок

Размеры нагрева трубы для образования складок приведены в табл. 8.

Таблица 8 Размеры складчатых отводов, мм (см. рис. 55)

После того как сделана разметка трубы, оба конца ее закрывают деревянными пробками. Далее трубу укладывают на стенд, прикрепляют к ее концу канат гибочной лебедки и нагревают газовыми горелками первую складку будущего отвода. Число газовых горелок зависит от диаметра трубы и наружной температуры. Трубу нагревают до светло-красного каления. Затем трубу с помощью лебедки изгибают, образуя первую складку. Полученную складку охлаждают водой, после чего приступают к нагреванию следующей складки, и так поступают до получения нужного отвода.

В целях повышения качества и сокращения трудовых затрат при заготовке элементов систем стандартные детали (например, отдельные элементы систем водоснабжения для сантехкабин) изготовляют методом штамповки. При заготовке элементов систем методом штамповки предварительно отрезают трубу необходимой длины и на ней нарезают резьбу. Затем подготовленные трубы в количестве до 15 шт. одновременно укладывают на матрицу гидравлического пресса. Пресс включают в работу; путем обжатия пуансоном деталям придают требуемую форму. Штампованные детали имеют лучший внешний вид и совершенно одинаковые размеры отдельных частей по сравнению с однотипными деталями, изгибы на которых выполняются на трубогибочных станках.

При гнутье труб в холодном и горячем состоянии, чтобы избежать ушибов и ранений, необходимо правильно и прочно укреплять трубы на станках; следить за исправностью ограждений, электрооборудования, проводов, пусковых устройств и защитного заземления.

Гибка стальной трубы в домашних условиях: самодельная оснастка

Некоторые элементы, используемые для изготовления различных конструкций, имеют сложную форму. Часто возникает проблема, как согнуть металлическую трубу так чтобы полученная деталь точно соответствовала чертежу. Сложности появляются при прокладке трубопроводов в частных домах, изготовлении теплиц, беседок, изгородей и навес. Для придания заготовке нужной формы применяются специальные приспособления и особые приемы.

Зависимость радиуса изгиба от характеристик трубы

Перед началом работ следует получить информацию о характеристиках используемого металлопроката. Трубы стальные могут иметь сечение разной формы: круглое, овальное, плоскоовальное, квадратное или прямоугольное. Последний самый удобный для изготовления самых различных конструкций к нему проще всего крепить облицовочные панели.

Профильный металлопрокат разных типоразмеров в необходимых количествах можно приобрести в компании «KT-Stal». Наши сотрудники готовы оказать помощь при выборе нужных материалов и подсказать, как согнуть металлическую трубу в домашних условиях? Предлагаемый профиль различается по толщине стенок, ширине и высоте, а значит и по площади сечения.

Знание перечисленных характеристик необходимо для того чтобы согнуть профильную трубу без повреждений. В процессе предварительных расчетов учитывается такой параметр как высота профиля, который обозначается латинской буквой h. При гибке трубы прямоугольного или квадратного сечения необходимо учитывать следующие моменты:

  • Если высота профиля менее 20 мм, то длина участка изгиба должна быть не менее чем 2,5*h.
  • Если параметр h превышает 20 мм, то размер участка должен составлять не менее 3,5*h.
  • Не рекомендуются изгибать широкие профили с толщиной стенки менее 2 мм. Такие попытки обычно заканчиваются деформацией элемента.

Сталь, из которой изготавливается труба, сохраняет упругость после изгибания и со временем слегка распрямляется. Избежать этого можно отпустив металл локальным нагревом участка изгиба, что позволит снять избыточное напряжение.

Основные ошибки при сгибании труб и возможные сложности

Работы по изгибанию металлопрофиля имеют ряд особенностей и требуют определенных навыков. Часто отсутствие опыта приводит к порче материала. Необходимо помнить, что гибка трубы стальной осуществляется с приложением значительных усилий, а в ряде случаев требуется еще и нагрев заготовки. При изгибании металл с одной стороны растягивается, а с другой — сжимается.

Одной из главных ошибок при проведении таких операций является излишняя спешка, что может привести к следующим проблемам:

  • Образование изломов и трещин, что заметно ослабляет конструкцию и делает невозможным ее использование.
  • Чрезмерное растяжение внешней стенки профили приводит к ее разрушению.
  • При избыточном сжатии внутренняя часть трубы приобретает форму гофры, при этом деформация часто происходит случайным образом, что портит внешний вид изделия.
  • Часто труба получает разного рода повреждения: глубокие царапины, сколы и другие дефекты.

Незнание тонкостей процесса гибки трубы профильной может привести к ее безвозвратной порче. Правильная технология изготовления заготовок подбирается с учетом параметров профиля.

Основные способы гибки труб: горячий и холодный

При изгибании металлопроката происходит управляемая деформация. Процесс может протекать при нормальных температурах, а также сопровождаться нагревом. Для того чтобы согнуть металлическую трубу необходимо использовать заготовку с достаточно высоким уровнем пластичности и прочности материала. При проведении работ с профилем небольшого сечения не нужно прилагать больших усилий.

Метод изгиба трубы с предварительным нагревом позволяет сделать материал податливым и мягким. Металл доводиться до определенной температуры, после чего профиль аккуратно изгибается при помощи специального инструмента. При этом нагретых участков касаться рукой и другими частями тела, что может вызывать ожоги.

При выборе наиболее подходящей технологии изгибания трубы необходимо исходить не только из ширины и высоты профиля, но и учитывать марку стали. Неопытным мастерам проще использовать холодный метод, для которого не требуется использовать газовую горелку или сварку. При размере профиля более 40 мм используется горячий способ.

Перед применением той или иной методики рекомендуется предварительно ее опробовать на контрольном образце. Это позволит оценить, как он поведет себя под нагрузкой. Самый простой способ изгиба трубы реализуется при помощи обычных тисков. В них зажимается заготовка, на нее надевается труба большего сечения для увеличения плеча. Начинаем аккуратно тянуть за рычаг и внимательно следим за состоянием зоны деформации. Если проблем не возникает вполне можно обойтись и без нагрева.

Использование специального станка для изгибания трубы профильной


На предприятиях изготавливающих металлоконструкции применяется соответствующее оборудование. Специальные станки имеются трубогибами, и они имеют разную конструкцию. У мастеров не возникают сложности, как согнуть 110-мм металлическую трубу заготовка надежно фиксируется в станке и к ней прилагается определенное усилие. Наиболее простая оснастка имеет ручной привод и может быть приобретена для использования в домашней мастерской.

Типы трубогибов

При металлообработке применяют несколько разновидностей станков различающихся по устройству и принципу действия. Обращаясь к технологу с вопросом как согнуть металлическую трубу, вы получите рекомендацию использовать одни из ниже описанных видов гибочных станков:

  • Трубогиб арбалетный для металлопрофиля круглого сечения. Существует оборудование с гидравлическим, механическим и электрическим приводом. Изгибание трубы происходит при помощи специальных насадок: башмаков с разными вариантами закруглений. Основные преимущества: простота, высокая надежность и точность.
  • Трубогиб пружинный. Основу его составляет стальная пружина, позволяющая делать изгиб трубы под углом в 180°. Пружина нужно диаметра вводится внутрь заготовки и исключает возможность неконтролируемой деформации стенок.
  • Трубогиб сегментный. Предназначен для работы с тонкостенными трубками и способны изгибать медные трубки диаметром до 42 мм включительно. Гибка материала осуществляется по специальному шаблону, по наружной части заготовки прокатывается половинки диска установленная на рычаг. Валик прижимает изделие к сегменту с одинаковым усилием в каждой точке.
  • Трубогиб дорновый. Используется для гибки тонкостенных труб большого и среднего диаметра. Станок автоматизированный с программным управлением, изгибание заготовок происходит путем наматывания на специальный вал. Труба фиксируется в нужном положении при помощи специальной направляющей. Дорн вводится внутрь изгибаемой трубы и не позволяет ей деформироваться.

Перечисленные выше станки для гибки труб различаются также по типу приводу и каждый из них имеет свои особенности:

  • Ручные (механические). В основном нужны для изгибания трубок из цветных металлов и сплавов, а также нержавеющей стали. Они могут быть как универсальными, так и специализированными. Основные достоинства: небольшие массогабаритные параметры, доступность и простота использования.
  • Гидравлические. Главное назначение гибка трубы квадратного или прямоугольного профиля. Для сохранения формы заготовка наполняется водой или промышленным маслом. Станок позволяет не только изгибать профиль, но и увеличивать его сечение до определенного предела.
  • Электромеханические. Оборудование обеспечивает максимально высокую точность изгиба профиля с заданным радиусом. В процессе подготовки не требуется предварительная разметка, что позволяет экономить время.

При выборе станка учитывается сортамент металлопроката, для обработки которого он предназначен. Определяется также перечень изготавливаемых на них элементов.

Изготовление трубогиба в домашних условиях

При кустарном способе обработки металлопрофиля сложно добиться достаточной точности. Несложно понять, как согнуть металлическую трубу трубогибом, трудности возникают при отсутствии специального станка. В домашних условиях возможно сделать вполне рабочую оснастку для выполнения наиболее часто выполняемых технологических операций. Ниже приводятся краткие описания станков из подручных материалов.

Трубогиб деревянный

Приспособление предназначено для гибки трубок из алюминия, дюраля, меди и бронзы. Процесс предусматривает изгибание заготовки по заранее изготовленному шаблону, которая фиксируется при помощи прижимного устройства.

Основу деревянного трубогиба составляет доска требуемой толщины, из нее вырезается сегмент нужного закругления. Шаблон устанавливается на прокатном столе, гибка трубок происходит при помощи рычага. Он монтируется на удалении от формы равном диаметру трубки, которая вставляется в зазор между ними и руками ей придается нужная форма.

Главным недостатком такого станка является невысокая точность. Для каждой детали нужно будет делать собственный шаблон.

Трубогиб роликовый

Оборудование имеет ручной привод. Ролики в трубогибе располагаются в корпусе и их оси образуют равнобедренный треугольник. Они имеют механическую связь с цепной лебедкой. Ролик, установленный в верхней части работает совместно с механизмом зажима.

Для изгибания трубы она вставляется между роликами, и мастер начинает вращать ручку лебедки. При первом протягивании заготовка изгибается до определенного радиуса закругления. При повторном пропускании профиля рабочий инструмент опускается при этом изгиб увеличивается и доводиться до заданного.

Трубогиб из домкрата

Для изгибания труб может быть использовано доступное вам оборудование. Автомобильный домкрат обеспечивает возможность согнуть профиль под необходимым углом. Такой трубогиб позволяет добиться более высокой точности и значительно удобнее деревянного при использовании.

Изгибаемая труба опирается на ролики, находящиеся на равном удалении от центральной оси устройства. Усилие на заготовку от домкрата передается через специальный башмак. Правильное распределение нагрузок позволяет добиться высокой плавности закругления. Самодельный станок позволяет изогнуть трубу под углом не превышающим 90°.

Изгибание трубы без специальной оснастки

В отдельных случаях изготовление станка нецелесообразно, например, если операция выполняется однократно или несколько раз. Возникает проблема, как согнуть металлическую трубу без трубогиба с использованием разных подручных средств. Для этих целей подойдут песок, вода или масло, а также электрическая болгарка.

Сгибание трубы при помощи песка

Для данного способа потребуется некоторое количество просеянного песка, верстак, стальной пуансон, лампа паяльная или газовая горелка. Труба заполняется песком, ее концы закрываются пробками. Один конец ее надежно закрепляется при помощи тисков. Для проведения работы в качестве рычага применяется длинная трубка большего диаметра.

Песок находящийся внутри трубки позволяет сохранить ее круглое сечение. Изгибание происходит постепенно и не более чем на 2° за один прием, попытка ускорения работ может закончиться поломкой заготовки.

Для обеспечения минимального радиуса изгиба необходимо воспользоваться лампой паяльной. Труба разогревается в размеченной зоне и доводится до вишневого свечения. При помощи трубы большего диаметра начинаем гнут заготовку по шаблону. Если потребуется нагревать металл несколько раз в нем необходимо высверлить несколько отверстий диаметром около 3 мм для отвода газов. После окончания работ обязательно проверьте готовое изделия на отсутствие трещин и иных дефектов.

Применение воды

В зимнее время вместо песка может использоваться вода. С ее помощью можно гнуть металлический профиль квадратного или прямоугольного сечения. В него заливается нужное количество воды, а концы забиваются деревянными пробками.

После образования льда в трубке приступаем к изгибанию. Заготовка укладывается на опоры и при помощи резиновой киянки доводится до нужной формы. Наполнитель не допустит деформации стенок. Для оттаивания труба помещается в теплое место, вода выливается, а изделие просушивается.

Использование пружины

Без трубогиба можно обойтись при наличии пружины, подходящей для данной трубы по диаметру. Деталь крепим в тисках, внутрь вставляем пружину, которая не позволит стенке деформироваться. Для ускорения и упрощения процесса заготовку можно нагреть паяльной лампой. Профиль выгибается по заранее подготовленному шаблону.

Гибка стальной трубы с применением угловой шлифовальной машинки

Надрезы на внутренней поверхности трубы позволяют избежать ее поломки. Для того чтобы согнуть металлическую трубу в размер определенный чертежом, надежно фиксируем ее в тисках. При помощи болгарки делаем несколько неглубоких надрезов в зоне изгиба. При помощи надетого на профиль рычага осуществляется изгиб заготовки.

Надрезы по завершении работ завариваются электросваркой, что позволит усилить конструкцию. Швы зачищаются грунтуются и окрашиваются для защиты от коррозии. При использовании трубок из цветных металлов надпилы закрываются пайкой.

Компания «KT-Stal» предлагает обширный сортамент профильных труб для изготовления металлоконструкций разных типоразмеров. Поставки осуществляются со складов в Харькове организациями и частным лицам на выгодных условиях. При необходимости организуется перевозка металлопроката в Киев и другие населенные пункты Украины. Обсудить условия сотрудничества можно по телефону или через интернет.

Как проводится гибка листового металла?

Такая технологическая операция, как [гибка листового металла], позволяет при минимальных физических усилиях сформировать заготовку требуемой конфигурации.

Альтернативой гибки металлического проката является сварочный процесс, однако в этом случае он занимает гораздо больше времени, да и в финансовом плане стоит несколько дороже.

Гибка листового металла может быть произведена ручным или автоматическим способом, однако и в том, и в другом случае технология самого процесса остается неизменной.

В том случае, когда осуществляется гибка проката, который имеет большой радиус, как правило, нейтральный слой располагается в средней части толщины.

В свою очередь, если взят минимальный радиус, то вышеупомянутый слой уже смещается непосредственно в сторону области сжатия материала.

На промышленных производствах технология гибки листового металла осуществляется при помощи специального оборудования, при этом производится предварительный расчет и учитывается соответствующий ГОСТ.

Технология гибки проката своими руками имеет свои особенности, притом, что также должен быть произведен необходимый расчет и взят во внимание ГОСТ.

В этом случае используется специальное приспособление, а чтобы изменить конфигурацию металлического листа, необходимо приложить определенные усилия и обязательно взять во внимание расчет.

Основные принципы гибки металла

Для изменения формы металлического проката можно использовать несколько различных методик.

Очень часто в этом случае используют сварку, однако такое тепловое воздействие на металл не только сильно влияет на его структуру, но и значительно снижает показатели его прочности, а соответственно, и уменьшает срок службы.

В этом случае изменить форму листового металла можно за счет определенного усилия, при котором в заготовке не происходят структурные изменения.

Особенности гибки металлического проката заключаются в том, что при выполнении этой слесарной операции происходит растяжение наружных слоев материала и соответственно сжатие внутренних.

Технология гибки любого листового металла заключается в том, что часть проката перегибается по отношению к другой на строго определенный угол.

Получить величину заданного угла перегиба позволяет расчет.

Конечно, за счет прилагаемого усилия сам металл определенным образом подвергается деформации, которая имеет допустимый предел, который согласно ГОСТ зависит от таких параметров, как толщина материала, величина угла изгиба, а также хрупкости и скорости проведения операции.

Данная технологическая операция проводится на специальном оборудовании, которое дает возможность получить в итоге изделие без каких-либо дефектов.

В условиях, когда работа выполняется своими руками, для гибки металла используется специальное приспособление.

И в том, и в другом случае необходимо обязательно учитывать то, что если изделие будет согнуто с нарушениями, то на поверхности материала образуются микротрещины, которые впоследствии станут причиной ослабления металла непосредственно в месте изгиба, что может привести к серьезным последствиям.

Современные возможности позволяют проводить изгиб проката самой разной толщины, при этом создаваемое напряжение должно превышать такой параметр, как предел упругости.

В любом случае, деформация листового металла должна носить пластический характер.

Следует отметить, что получаемая таким образом бесшовная конструкция, будет иметь высокую прочность и обладать определенной устойчивость к воздействию коррозии.

Виды и типы гибки

Любая гибка металла может быть произведена как своими руками, так и с использованием специального профессионального оборудования, предназначенного для этих целей.

Следует отметить, что при выполнении данной технологической операции своими руками придется затратить определенные физические усилия и время.

В этом случае гибка осуществляется при помощи плоскогубцев и молотка, в некоторых отдельных случаях используется специальное приспособление.

Следует отметить, что изгибание своими руками тонкого металлического листа, а также алюминия осуществляется с использованием киянки.

На промышленных предприятиях этот процесс стараются всячески автоматизировать и используют непосредственно для гибки вальцы ручного или гидравлического типов, а также специальные роликовые агрегаты.

К примеру, чтобы придать изделию цилиндрическую форму, изгиб металла осуществляют при помощи вальцев. Таким образом получают трубы, дымоходы, желоба и многое другое.

Наиболее часто на промышленных предприятиях гибка металла производится на специальных листогибочных прессах.

В зависимости от функциональных возможностей такие прессы могут иметь различное устройство и, соответственно, размеры.

Следует отметить, что современное оборудование позволяет выполнять высокотехнологичные операции с металлом.

Так, новые промышленные станки дают возможность за один рабочий цикл произвести одновременно загиб листа по нескольким линиям, что дает возможность выпускать детали любой сложности.

Как правило, такое оборудование достаточно легко эксплуатировать.

Перенастроить его на работу с другим материалом можно достаточно быстро.

Данная операция требует особого внимания при необходимости выполнить изгиб листового алюминия.

Связано это, прежде всего, с тем, что у листового алюминия параметры прочности и упругости имеют несколько отличные величины от других типов металлов.

Самостоятельная гибка

Каждый металл имеет свой ГОСТ, который следует обязательно учитывать, когда проводится расчет, при котором получается минимальный радиус изгиба листа.

Расчет, в котором указаны параметры, всегда индивидуален. Особенности гибки металлического листа учитывают не только минимальный радиус изгиба, но и коэффициент упругости, а также прочностные характеристики.

Гибка металлического листа позволяет получить профиля с различной конфигурацией, сборные перегородки, откосы, а также многие другие изделия.

Перед тем как перейти к гибке металла, необходимо сделать соответствующий расчет в соответствии с ГОСТ и определить минимальный радиус линии изгиба.

Также обязательно определяется и длина изгибаемой полосы, при этом необходимо сделать минимальный припуск непосредственно на каждую линию изгиба.

Сам листовой металл из алюминия, нержавейки и пр. следует при необходимости выровнять и разрезать в соответствии с чертежом. Резка своими руками, как правило, осуществляется ножницам по соответствующей технологии. если не приложить усилия, то ничего не получится.

Далее следует на заготовку нанести в определенных местах риски, по которым и будет производиться изгибание.

Металлическая заготовка прочно зажимается в тисках подходящих размеров по начерченной линии изгиба, после чего при помощи увесистого молотка производится первый загиб.

Далее металлическая заготовка переставляется к следующему месту технологического загиба, вместе с деревянным бруском плотно зажимается, после чего производится следующий загиб, согласно чертежу.

После этого осуществляется разметка лапок скобы и в тисках при помощи молотка обе лапки отгибаются в заданном направлении.

По окончанию выполнения работ при помощи угольника необходимо убедиться в том, что заготовка соответствует всем заданным параметрам.

Если есть некоторые расхождения с предварительными расчетами, то их следует исправить в той же последовательности.

Более подробно о том, как своими руками осуществляется гибка металлических листов при помощи тисков и молотка, рассказано на видео, которое размещено ниже.

Порядок резки металла

Как правило, перед тем как производить изгиб металлических заготовок, им придают форму, заданную чертежом, что позволяет упростить работу и получить более точный радиус загиба.

Резка металлического листа представляет собой отдельную техническую операцию, которая производится по своей технологии.

В большинстве случаев резка заготовок из металла осуществляется при помощи листовых ножниц, которые носят название гильотина.

Такие станки, как правило, устанавливаются на предприятиях и позволяют быстро выполнить необходимую работу, учитывая при этом радиус изгиба и плотность материала.

В домашних условиях резка металла осуществляется при помощи специальных слесарных ножниц.

Стоит отметить, что ручными ножницами выполняется резка металла с минимальной толщиной.

Для более толстого металла следует использовать стуловые или кровельные типы ножниц.

Резка металла в домашних условиях при необходимости может быть произведена и при помощи ножовки.

В этом случае придется затратить определенные физические усилия и следить за качеством получаемого среза.

Если резка металла выполняется ножовкой, то при выполнении работы следует контролировать натяжение полотна, так как от этого во многом зависит ровность разреза.

О том, как своими руками разрезать металлический лист, рассказано на видео, которое размещено ниже.

Холодная и горячая гибка труб

Гнутые трубы широко применяются в аппаратостроении, при производстве теплообменных аппаратов, в химической и нефтехимической отрасли, в общем машиностроении и в строительстве. Применение гибки труб позволяет уменьшить количество сварных швов при изготовлении трубопроводов с отводами.

Гибку труб малого диаметра обычно осуществляют в холодном виде. При этом минимальный радиус гибки по осевой линии равен диаметру трубы. Горячая гибка труб создает лучшие условия для гибки, материал становится более пластичным, вероятность образования дефектов (трещины, гофры, остаточные деформации) уменьшается.

В обоих случаях гибки одной из важных задач технологического процесса является обеспечение равнозначности сечения трубы и отсутствие гофр. Гофры появляются от воздействия тангенциальных сил, а искажения сечения происходят от влияния радиальных сил при гибке. Качество гибки обеспечивается правильным расчетом режимов. Рекомендации по расчету приведены на рис. 1.

Рис. 1. Расчет параметров гибки труб

Также при гибке нужно учитывать пружинение трубы после снятия нагрузки. Оно зависит от физико-механических характеристик материала (чем больше модуль упругости Е, тем больше возможна деформация), способа гибки и особенностей геометрии трубы.

Трубы малого диаметра гнут в ручных приспособлениях, для гибки труб большого диаметра применяют механизированные трубогибы. Холодную гибку труб можно произвести несколькими способами:

1) Гибкой с обкаткой (диаметр труб до 70 мм). Гибка с обкаткой производится при невысоких требованиях к круглости сечения в месте гиба (рис.2, а).

2) Гибкой с наматыванием (диаметр до 20 мм). Ползун может быть неподвижным или продольно перемещаться (рис.2, б).

3) Гибкой на двух опорах (диаметр до 300 мм). Опоры проворачиваются вокруг осей, усилие гибки прилагается посередине (рис.2, в).

4) Гибкой с волочением — для тонкостенных цельнотянутых труб. Обжатая труба проходит через продавливающую фильеру и фиксируется зажимом. Эта технология дает возможность производить гибку коротких труб на малый угол (рис.2, г).

Рис. 2. Холодная гибка труб

Гибка труб с подогревом производится тремя основными способами (рис.3):

1) Протяжкой на рогообразном сердечнике. Предварительно трубная заготовка подогревается и проталкивается плунжером по сердечнику. При гибке одновременно происходит и калибровка трубы (рис.3, а).

2) Гибкой в штампах. Этот метод гнутья наиболее производителен, однако ввиду дороговизны штамповой оснастки такой способ экономически оправдан только при серийном и массовом изготовлении. Штамповка является традиционным способом изготовления крутоизогнутых патрубков (отводов).

3) Гибкой с подогревом ТВЧ (рис.3, б). Нагрев трубы до 1000 градусов непосредственно перед гибкой производится в кольцевом индукторе.

Рис. 3. Горячая гибка труб

Устойчивость стенки труб от деформаций при гибке обеспечивается гибочным ручьем (для наружней стенки) и дорнами (оправками) для внутренней стенки. На рис.4 показаны различные конструкции дорнов и оправок, на рис.5,6 — приспособления для ручной гибки труб и трубогибочные станки.

Рис. 4. Конструкция дорнов и оправок для гибки труб

Добавить комментарий