Гибка труб по радиусу – рассчитаем минимальный радиус сгиба и радиус инерции труб, методы гибки

Технология радиусной гибки труб

Трубы имеют широкое применение практически во всех сферах производственной деятельности. Одним из основополагающих процессов, сопутствующих проведению монтажных работ по устройству различных трубопроводных систем, является гибка трубы по радиусу, что позволяет существенно уменьшить количество сварных швов и благоприятно сказывается на общем качестве работ.

Методы сгибания труб по радиусу

Процесс сгибания стальных труб по радиусу позволяет придавать им частичную или полную изогнуто-плавную конфигурацию, которая не зависит от формы сечения профиля. Так, при сгибании полого профиля на стальную заготовку, одновременно действует сила, сжимающая ее по внутренней стенке и усилие, растягивающее по внешнему радиусу. Специфика такого процесса состоит в том, что:

• профиль в момент придания ему формы загиба может получить искривление, при котором трубой будет утрачена соосность;
• при растяжении наружной стенки трубы на участке максимального радиуса может произойти разрыв стенки за счет воздействия радиальной силы;
• сдавливаемая внутренняя часть трубы при неравномерном сокращении будет сминаться складками в виде гофры от приложения тангенциальных сил.

Поэтому существуют два основных способа, при которых производиться гибка трубы по радиусу, а именно:

• непосредственно на холодной трубе,
• при разогреве места сгиба.

Холодный способ используют в основном для труб с малым диаметром, но в этом случае необходимо четко знать минимальный радиус гиба трубы по осевой линии.

При разогреве места сгибания создаются более благоприятные условия для процесса заданной деформации, так как металл приобретает достаточную пластичность, снижая вероятность образования различных дефектов. Горячие способы сгибания трубы по радиусу применяют в основном для заготовок большого диаметра, так как эта методика является более затратной и требует большего времени для осуществления единичного гиба.

При использовании обоих способов необходимо знать технологический процесс, который позволит обеспечить равномерное сечение металлической трубы на всем протяжении радиуса искривления и полное отсутствие на стенках трещин и складок.

Как определить минимальный радиус

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

Минимально допустимый радиус гиба, при котором может наступить критическая деформация определяется отношением:

Rmin = 20*S,

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

Отсюда радиус по центральной оси трубы будет:

R = Rmin + 0,5 * D,

где D – условный диаметр трубы.

Обязательным условием при правильном расчете минимального радиуса гиба является необходимость учитывать отношение:

Кт =S/D,

где Кт – критерий, учитывающий тонкостенность труб.

Таким образом получаем универсальную формулу для расчета допустимого радиуса сгибания:

R= 20*Кt*D + 0,5 *D,

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

А также необходимо учитывать, что, если значение критерия тонкостенности лежат в диапазоне 0,03 Инструменты и оборудование

Для сгибания стальных труб малого диаметра при монтаже коммунальных трубопроводов используют ручные приспособления и холодный способ деформации. Так, холодную трубу можно согнуть приспособлениями, использующими следующие методы:

• с помощью шаблонной обкатки для круглых труб диаметром до 76 мм. На станках, использующих обкатку, не получиться получить качественную округлость радиуса сечения в месте загиба;
• путем наматывания на неподвижный ползун, при продольном перемещении обкатывающего ролика ;
• основанный на передаче усилия пневмо- или гидроцилиндром месту сгиба с упором на два подвижных ролика;
• с протяжкой через подвижные направляющие ролики, что позволяет производить отводы с малым угол радиуса, используется на универсальных гибочных станках.

Гибка профильной трубы по радиусу квадратного или прямоугольного сечения осуществляется такими же способами, как и стальных труб круглого сечения. Главное отличие профильных трубогибных станков заключается в виде прокатных роликов, шаблонов и обкаток, которые имеют, соответственно, форму прямоугольного сечения.

Трубы больших диаметров гнут исключительно горячими способами на специальных станках, так используют метод:

• деформации заготовки на штампе, что позволяет изготавливать изделия с несколькими сгибами как в одной, так и нескольких плоскостях сразу;
• протяжки на специальном роге, дает возможность получать не только минимальные радиусы, но и заданную кривизну радиуса, при этом сохраняя равномерный диаметр сечения трубы за счет одновременной калибровки на внутреннем сердечнике.

Как производиться горячее сгибание заготовок труб на производстве можно посмотреть на данном видео.

Способы гибки труб по радиусу

Сейчас при изготовлении металлоконструкций, как альтернатива свариванию и резьбовому сопряжению, используется гибка труб по радиусу.

Чаще всего возникает необходимость в сгибании круглых и профильных труб.

Теоретические основы процесса гибки

Вследствие возникающих напряжений при изгибании:

• стенка трубы растягивается по внешней стороне прилагаемого усилия;
• сжимается по внутренней стороне;
• образуется и нейтральная ось, на ней состояние материала не изменяется.

Поведение круглого, квадратного и прямоугольного сечения, виды разрушений

Толщина трубных стенок на внешней части гиба становится меньше из-за того, что при возникающих напряжениях появляется растягивающий момент:

1. Ставшая тонкой внешняя стенка тяготеет к выгибу, направленному к срединной оси трубы. Это приводит к тому, что ее поперечное сечение деформируется.
2. Когда предел прочности изделия превышается, оно разрывается по внешней плоскости изгибания.

Толщина трубных стенок на внутренней части гиба становится больше, из-за появления сжимающего напряжения. Когда предел прочности изделия на сжимание превышается, оно утрачивает локальную жесткость. Это приводит к образованию глубоких складок на внутренней плоскости изогнутой трубы.

Как ведут себя квадратный и прямоугольный профиль:

1. Их трубные стенки подвержены сжимающему и растягивающему напряжению, как на наружной, так и на внутренней плоскости изгиба, по максимуму.
2. У материала повышенная склонность к деформациям, мастеру трудно их контролировать.
3. Профильный материал на внутренней стороне изгиба склонен к вертикально направленному расширению. При этом он течет горизонтально вдоль торца изделия. Эти напряжения вдавливают вертикально расположенные трубные стенки. При этом квадрат поперечного сечения деформируется. Он приобретает конфигурацию трапеции.
4. Поперечное сечение прямоугольной и квадратной формы плохо передает зажимные усилия между изгибочной и зажимающей колодкой.
5. Профиль стремится проскользнуть вдоль колодки в начале изгибания. При этом он может ее тереть, что ведет к износу оборудования.

Поведение материала с круглым сечением, когда происходит его изгиб:

1. Материал меньше деформируется на участках наивысшего напряжения. Места максимального сжимания/растягивания расположены по касательной осевой линии к поперечному сечению.
2. Круглая форма дает металлу возможность равномерно растекаться по всем направлениям в ходе изгибания. Благодаря этому мастеру легче контролировать процессы деформации материала.
3. Благодаря поперечному сечению округлой формы труба хорошо передает усилия между изгибочной и зажимающей колодкой.
4. При гибке круглых труб по радиусу, они практически не проскальзывают в инструменте.

Как рассчитать минимально допустимый радиус

Минимальный радиус гиба трубы, при котором появляется критическая степень деформации, определяет соотношение:

• Rmin означает минимально возможный радиус гиба изделия;
• S обозначает толщину, которой обладает трубопровод (в мм).

Следовательно, радиус по срединной трубной оси равен: R=Rmin+0,5∙Dn. Тут Dn означает условный диаметр круглого стержня.

Обязательное условие, чтобы грамотно вычислить минимальный радиус изгиба — это необходимость принять во внимание соотношение:

• Кт означает коэффициент тонкостенности изделий;
• D указывает на наружный диаметр труб.

Следовательно, универсальная формула для вычисления минимально допустимого радиуса гибки:

Когда заданный радиус получается больше, нежели значение, получаемое по приведенной выше формуле, то используется метод холодной гибки труб. Если он меньше рассчитанной величины, материал следует предварительно нагреть. Иначе его стенки при гибке деформируются.

Следует учесть тот случай, когда параметр тонкостенности составляет 0,03

Методы сгибания труб по радиусу

Существует несколько методов гибки труб по радиусу.

С помощью ручных трубогибов. При единичном изготовлении гнутых труб используется ручной инструментарий. При этом материал может нагреваться либо обрабатываться в холодном виде. Приспособления представляют собой оправку, оснащаемую перемещающимся роликом, который гнет материал. Их принцип функционирования основан на сжатии стержня. Перед работой учитывается радиус инерции круглой или квадратной трубы.

Работать прямо на стройплощадке можно при помощи мобильных устройств разной конструкции.

Самые простые рычажные приспособления. Благодаря длинному плечу в них материал гнется с помощью силового воздействия человека. Рычажные устройства дают возможность изгибать трубы под углом до 180 градусов. При условии, что это гибкий материал (сталь-нержавейка, медь, алюминий) диаметром до 20 мм.

Арбалетные трубогибы обладают более сложной конструкцией. В них труба укладывается на две опоры, которые поворачиваются вокруг своей оси. Гибочный модуль, сопряженный с передвигающимся штоком, давит на участок стержня, находящийся меж опорами.

В арбалетных приспособлениях возможна гибка полых стержней сечением до 10 см на углы до 90 градусов.

Штоки, которые давят на заготовку, могут быть:

• винтовыми механическими;
• гидравлическими, оснащенными ручным приводом;
• гидравлическими, оборудованными электродвигателем.

Наиболее производительны электрические приспособления. В них гибка заготовок осуществляется на съемных модулях, имеющих разный радиус. Изделие сгибается под нужным углом с помощью поворачивающейся оправки. Если строительная площадь не имеет электроснабжения, устройство может работать от аккумулятора.

С помощью такого инструмента может производиться гибка заготовок под углом до 180 градусов.

Гибка в штампах при помощи прессования

Сгибание заготовок, длиной не более 70 сантиметров, можно осуществлять при помощи штампования. В данном случае используются гидравлические либо механические прессы. Этот способ позволяет изготавливать элементы конструкций со сложной формой.

Прессование заготовок является самым дорогим способом гибки. Однако и производительность его наиболее высокая. Данный метод позволяет производить широчайший сортамент продукции.

Трубогибочное станочное оборудование

Гибка труб в промышленных масштабах осуществляется с помощью станков.

Гибка вальцеванием. Наиболее распространены станки, гнущие изделия при помощи вальцевания. Чаще всего применяется оборудование с тремя валками, предназначенное для изгибания длинных заготовок. На нем может делаться спиральный трубный прокат.

Изделие двигается через ролики, местоположение которых определяет радиус его изгиба. Одновременно оно с обеих сторон сжимается деформирующим цилиндром. Он расположен между валиками, так, чтобы была возможность гнуть заготовку на весу. Ролики в процессе обработки металла выполняют функцию опоры.

Обработка сжатием

Нередко на производстве применяются станки, гнущие заготовки с малым радиусом способом сжатия. На них обрабатываются заготовки малого и большого сечения. Процесс происходит с местным разогревом изделий и одновременным осевым давлением на них.

Станок состоит из:

• станины с расположенным на ней нагревателем;
• опорного ролика;
• пары клещевых зажимов, первый из них — гибочный поворотный, второй — осадочный.

Устройство способно гнуть элементы под углом 180º. Оно зажимает заготовки с постоянным усилием независимо от их сечения и значения осевого усилия, образующегося в эпицентре деформации при изгибе изделия. Оборудование может обрабатывать квадратный и прямоугольный профиль.

Ротационно-вытяжная гибка

Ротационная вытяжка труб производится на станках с электрическими либо гидравлическими суппортами для передвижения давящих роликов. Последние служат для получения нужной конфигурации и толщины производимого элемента.

При ротационной вытяжке получают изделия из полых вращающихся стержней, деформируемых валиками по перемещающейся оправке. Сейчас в большинстве случаев используются ротационно-вытяжные станки с ЧПУ. Их программа учитывает сопротивление материала при его деформировании. При изготовлении продукции используется соответствующий ГОСТ.

Заключение

В небольших объемах гибка труб может производиться при помощи ручного инструмента. В промышленных масштабах это делается на специальных станках. Перед работой необходимо осуществить расчеты минимально допустимого радиуса гибки.

Каким должен быть оптимальный радиус гиба трубы и как его получить

При монтаже трубопроводов из различного вида материалов его изгиб позволяет уменьшить количество разборных или сварных соединений, понижающих надежность магистрали. При проведении трубогибочных работ полезно знать допустимый радиус гиба трубы, обеспечивающий безопасность и надежную эксплуатацию трубопроводной системы в соответствии с технической документацией.

Чаще всего изгибаемые трубы выполнены из стали и коррозионно-стойких металлов: нержавейки, меди, алюминия, латуни, при устройстве бытовых систем отопления и водопроводов изгибают изделия из пластика и металлопластика. Методы сгибания труб по радиусу различны в зависимости от материала их изготовления и могут быть выполнены ручным или электромеханическим способом на специальных станках.

Рис. 1 Углы гиба медных труб и изделий из латуни

Требования стандартов к радиусу изгиба

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Методы сгибания труб и их преимущества

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

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

Рис. 3 Дорны для трубогибов

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

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

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

Рис. 4 Горячие способы гибки труб

Горячая гибка

Популярная в быту технология применяется в случаях, когда отсутствует трубогибный аппарат или нет возможности произвести работы холодным способом, процесс состоит из нескольких операций:

1. Заготовка заполняется речным мелкозернистым сеяным песком без посторонних вкраплений в сухом виде. Для этого с одного конца вставляют заглушку, засыпают песок и закрывают отверстие с другой стороны.
2. Место изгибания нагревается до температуры не более 900 градусов во избежание пережога и производится постепенное плавное механическое наматывание детали вокруг округлого шаблона.
3. По окончании процесса заглушки извлекаются и из заготовки высыпается песок.

Холодные методы сгибания круглых труб

Холодные способы имеют неоспоримые преимущества перед горячими технологиями: они не нарушают структуру металла, более производительны и требуют меньше затрат. При холодном сгибе возникают следующие дефекты:

1. уменьшение сечения трубы с внешней стороны профиля;
2. искривления в загибе в виде гофры с внутренней стороны;
3. изменение профильной формы в местах изгиба труб с круглой на овальную.

Рис. 5 Сгибание заготовок из металлопрофиля в быту

Чаще всего подобные дефекты возникают при деформации тонкостенных труб, поэтому при операциях с ними используется внутренний протектор – дорн, вставляемый во внутреннюю полость.

Дорн представляет собой устройство, состоящее из жесткого стержня с подвижными сегментами на краю шарообразной или полусферической формы. Перед работой устройство помещается во внутреннюю полость заготовки таким образом, чтобы его подвижные элементы располагались в точке гиба, по окончании процедуры дорн извлекают из готового элемента и процесс повторяют.

Методы сгибания квадратного металлопрофиля

Изгибание профиля квадратного или прямоугольного сечения хотя и применяется в промышленности, гнутый металлопрофиль более востребован в быту. При сооружении перекрытий теплиц требуется арочный профиль, который можно сделать с использованием несложного устройства. Принцип действия этого приспособления заключается в прокатке профильной заготовки через систему из трех вращающихся валков, два крайних из которых являются неподвижными, а третий перемещается в продольном направлении, задавая угол изгиба.

Если необходимо получить в прямоугольном профиле меньший радиус закругления, используют термический нагрев металлопрофиля паяльной лампой или газовой горелкой с одновременным физическим воздействием.

Рис. 6 Рычажные гибы в ручных приспособлениях

Радиус гиба трубы – приспособления для получения в быту и промышленности

На строительном рынке можно обнаружить большое количество приспособлений индивидуального использования для изгибания труб, от простейших пружин до сложных электромеханических станков с гидравлической подачей.

Ручные трубогибы

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

Рычажные. Изгибание производится за счет большого рычага, позволяющего уменьшить прилагаемое мышечное усилие. В таких устройствах заготовка вставляется в оправку заданной формы и размера (пуансон) и с помощью рычага происходит огибание шаблонной поверхности изделием – в результате получается элемент заданного профиля. Рычажные устройства позволяют получать радиус закругления в 180 градусов и подходят для труб из мягких металлов небольшого диаметра (до 1 дюйма). Для получения закруглений различного размера используют сменные пуансоны, для облегчения проведения работ многие модели оснащаются гидроприводом.

Рис. 7 Арбалетные приспособления ручного типа

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

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

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

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

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

Рис. 8 Трубогибочные вальцы

Электромеханические трубогибы

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

Бездорновая гибка. Станки применяются при работе с заготовками, для радиусов гиба 3 – 4 D., способны изгибать толстостенные трубы для мебельной и строительной отрасли, магистральных трубопроводов. Станки имеют самую простую конструкцию и управление по сравнению с другими видами, отличаются малыми габаритными размерами и весом.

Бустерная обработка. Агрегаты, работающие по специальной технологии продвижения каретки с деталью дополнительным узлом, разработаны для получения сложных гибов без утоньшения стенок. Применяются для изготовления змеевиков различной формы в тепловой энергетике, котельной и водонагревательной индустрии.

Дорновая гибка. Агрегаты данного типа позволяют производить высококачественное изгибание тонкостенных элементов с наружным диаметром до 120 мм. Промышленные станки могут иметь автоматическое или полуавтоматическое исполнение с числовым программным управлением.

Трехвалковая гибка. Конструкция широко используется для изгибания любых металлов и сплавов, отличается универсальностью: отлично справляется с профилем круглого или прямоугольного сечения, уголками и плоскими пластинами. Многофункциональность агрегата достигается за счет смены валков с различным видом рабочих поверхностей и размеров.

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

Рис. 9 Промышленные трубогибы

Применение гидравлики – преимущества

Во многих ручных и практически во всех промышленных трубогибочных агрегатах используется гидравлический привод, имеющий следующие преимущества перед винтовым механическим:

• бесступенчатая подача привода к сгибаемому изделию;
• возможность развивать большие статические усилия при возвратно-поступательном движении, недостижимые при использовании только одних электроприводов;
• малые габариты основных узлов;
• высокое быстродействие;
• надежность и долговечность;
• отсутствие трущихся узлов и хорошая смазываемость.

Рис. 10 Способ гибки стальной металлической заготовки

Методы гибки труб без заводских приспособлений

В бытовых условиях нередко возникает необходимость в изгибании трубных заготовок при проведении строительных работ или монтаже газовых трубопроводов. При этом экономически нецелесообразно тратить финансовые средства на приобретение заводских трубогибов для разовых операций, многие применяют для этих целей простые самодельные приспособления.

Стальные трубы

Сталь относится к довольно жестким и прочным материалам, с большим трудом поддающимся деформации, основным методом изменения ее конфигурации является сгиб в нагретом состоянии с наполнителем при одновременном физическом воздействии. Для труб из тонкостенной нержавейки для получения длинного участка с небольшим радиусом изгиба применяют следующую технологию:

1. Устанавливают заготовку вертикально, закрывают ее с одного конца пробкой и внутрь засыпают очень мелкий сухой песок, после полного заполнения вставляют пробку с другой стороны.
2. Находят трубу или низкий вертикальный столб нужного диаметра и жестко закрепляют трубный конец на его поверхности.
3. Оборачивают деталь вокруг трубной оси, поворачивая шаблон или обходя его вокруг.
4. После навивки освобождают конец и извлекают изогнутую деталь из шаблона, снимают пробки и высыпают песок.

Рис. 11 Как получают нужный радиус изгиба медной трубы

Медные трубы

Медь относится к более мягким материалам, чем сталь, ее также удобно гнуть при нагревании или с помощью засыпанного внутрь песка. Можно также использовать для изгибания бытовой заменитель дорна – стальную пружину с плотными толстыми витками и сечением чуть меньше обрабатываемой детали. При проведении работ элемент вставляется внутрь и находится в точке, где производится деформация, а после проведения необходимых операций легко извлекается наружу. Но намного проще изгибать медные трубы специальным пружинным трубогибом (данные изделия можно приобрести в торговой сети), которые эффективны на коротких трассах и работают за счет равномерного распределения прилагаемого усилия на поверхность. Пружинное устройство работает следующим образом:

1. Пружина одевается поверх трубы в нужное место, после чего ее вручную изгибают вместе с трубой.
2. При дальнейшем изгибании пружину перемещают и производят загиб в другой точке.
3. По завершении операции пружинный сегмент легко извлекается наружу без применения подсобных средств.

Другой популярный материал – алюминий, проще изгибать с нагреванием горелкой.

Рис. 12 Как гнут трубы без станка из алюминия

Металлопластиковые трубы

Да изгибания металлопластиковых труб в бытовом хозяйстве используется внутренняя или наружная пружина (кондуктор). Технология проведения работ аналогична операциям с медной трубой, при сгибке следует соблюдать допустимые ограничения по радиусу во избежание повреждения изделия.

Пластиковые трубы

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

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

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

Можно воспользоваться еще одной простой технологией:

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

Рис. 14 Как сгибают пластиковые элементы

Существующие промышленные и бытовые методы получения необходимого радиуса изгиба позволяет проводить данные операции с любыми материалами различных диаметров. Для проведения работ применяют специальные приспособления ручного или электромеханического принципа действия, в которых часто используются гидравлические узлы. В бытовом хозяйстве эффективными методами гибки является применение специальных пружин и нагрев изделий газовыми горелками или бытовым феном (при изгибании пластика).

Варианты расчетов радиуса изгиба труб

Гибка трубопровода на специализированных станках – технологический процесс изменения направленности трубы в пространстве под углом. Во время данной процедуры во внутренней точке гиба появляется сжимающее напряжение, а во внешней части – растягивающее напряжение. Чтобы определить правильный радиус сгибания трубы с учетом всех параметров, при котором исключается появление различных деформаций, используют специальные расчеты.

Расчет радиуса гибки трубы с помощью линейки

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

Рис. 1 Измерение ширины в исходной трубе.

Рис. 2. Радиус гибки трубы.

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

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

Таблица 1. Использование линейки 30 см

Таблица 2. Использование линейки 50 см

Вычисления внутреннего и внешнего угла изгиба трубы с учетом значений пружинения

Радиус изгиба трубной заготовки рассчитывается так:

∆λ – значение угла пружинения

Расчеты параметра ∆λ:

Ro (мм) – осевой радиус изгиба

n и m – компоненты исчисляются так:

S – толщина стенки детали, мм

Rн – внешний радиус изгиба заготовки, мм

Rо – средний осевой радиус изгиба трубы, мм

Rв – внутренний радиус изгиба трубы, мм

П – модуль упрочнения материала трубы, кг/мм²

Е – модуль упругости материала трубы, кг/мм²

σо – экстрополированный предел текучести материала трубы, кг/мм²

Внешний и внутренний радиусы изгиба заготовки исчисляется следующим образом:

dн – значение внешнего сечения заготовки (мм)

Требования ГОСТов к радиусам изгиба труб

Минимальный радиус гиба трубы может быть получен только на дорновых трубогибах, работающих способом наматывания. К таким трубогибочным станкам относятся:

• Ручные программируемые дорновые трубогибы СМ-30 серии PARTNER в 2-х и 3-х координатном исполнении;
• Полуавтоматические программируемые дорновые NC трубогибочные станки СЕ-30 серии PARTNER в 2-х и 3-х координатном исполнении
• Автоматические дорновые CNC трубогибочные станки СЕ-30 серии PARTNER.3X;
• Полуавтоматические программируемые дорновые NC трубогибочные станки СЕ-51 серии MASTER;
• Автоматические дорновые CNC трубогибочные станки СЕ-51 серии MASTER.3X;
• Полуавтоматические программируемые дорновые NC трубогибочные станки СЕ-80 серии PROFi;
• Автоматические дорновые CNC трубогибочные станки СЕ-80 серии PROFI.3X.

Минимально допустимые радиусы гибов круглых труб

Радиус гиба трубы зависит от ее наружного диаметра (Dн), толщины стенки (S) и пластичности материала.

Важным показателем, наравне с радиусом гиба, является длина прямого участка трубы, необходимая для ее зажима при гибе.

Рекомендуемые минимальные радиусы гибов и значений длин прямых участков, при гибке медных и латунных труб, изготовленных по ГОСТ 617-90 и ГОСТ 494-90

Рекомендуемые минимальные радиусы гибов и значения длин прямых участков при гибке стальных водогазопроводных труб изготовленных по ГОСТ 3262-75

При выборе радиуса гибки, предпочтение следует отдавать радиусам гиба для холодной гибки труб.

При определении длины заготовки детали складываются длины прямых участков и длины дуг изогнутых участков трубы.

Длина дуги изогнутого участка (А) рассчитывается по формуле:

Ro – осевой радиус гиба трубы, мм

Rв – внутренний радиус гиба трубы, мм

dн – наружный диаметр труб, мм.

На радиусах гибов труб, изложенных в таблицах, гарантированно обеспечивается требуемое качество гиба по элипсности – овальности (не более 12,5%).

БАЛТИЙСКАЯ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНАЯ
КОМПАНИЯ

198097, Россия, Санкт-Петербург, пр. Стачек 47
(территория ОАО “Кировский завод”)
Телефон/факс: +7 (812) 331-08-40, 331-39-70
Телефон по Кировскому заводу: 71-340, 71-390

125599, Россия, г. Москва, 78 км МКАД, д.14, корп. 1
Телефон/факс: +7 (495) 133-94-72

Как выполнить изгиб трубы – несколько секретов от народных умельцев

Способы изгиба труб

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

Следует отметить, что если речь заходит об изгибе труб, то имеются в виду следующие их виды:

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

Металлические круглого сечения

Процесс изгиба металлических заготовок круглого сечение достаточно сложный, так как они легко деформируются, а иногда и рвутся. Поэтому когда изгибом занимаются в промышленных условиях, особенно если требуется маленький радиус, перед тем как осуществить эту операцию выполняют расчет трубы на изгиб.

Загибание металлической детали в домашних условиях

В домашних условиях, конечно, точная формула расчета трубы на изгиб вам не понадобится. Единственное, нужно определить минимальный допустимый радиус. Его значение во многом зависит от способа, которым выполняется эта операция:

• при нагреве набитой песком детали – R= 3.5хDH;
• с использованием трубогибочного станка (изгибание холодным способом) – R=4хDH;
• изгиб с получением рифленых складок (гнутье горячим способом) — R= 2.5хDH.

Получить минимальный радиус, равный двум диаметрам, можно методом горячей протяжки или штамповки. Однако, в домашних условиях осуществить такой изгиб невозможно.

В этих формулах используются следующие значения:

Надо сказать, что существует более универсальный расчет – радиус должен составлять не менее пяти диаметров трубы.

Итак, с теорией мы немного разобрались, теперь перейдем к практике. Как уже было сказано выше, существует несколько способов решения этой задачи. Наиболее простой из них – это использование специального станка – трубогиба.

Правда, цена подобного инструмента довольно высокая – стоимость гидравлического станка, который позволяет загибать заготовки диаметром до четырех дюймов, начинается 15000-16000 рублей. Стоимость ручного трубогиба, который позволяет работать с деталями диаметром до одного дюйма, составляет 4 700- 5 000 рублей.

Если вам придется часто заниматься подобной операцией, но при этом нет желания платить большие деньги за трубогиб, его можно сделать самостоятельно. На нашем портале вы можете найти подробную информацию о том, как сделать станок для изгиба профильных труб своими руками .

Схема изгибания профильной или круглой трубы вокруг штырей

Однако, не всегда трубогиб имеется под рукой, к тому же, если вам нужно выполнить эту операцию единоразово, то приобретать ради этого инструмент, конечно же, не имеет смысла. В таком случае можно выполнить изгиб при помощи колышков.

Делается это следующим образом:

1. прежде всего нужно начертить радиус изгиба на подходящей площадке;
2. затем по контуру вкапываются металлические прутья. Располагать их желательно как можно ближе друг к другу. Для надежности прутья можно забетонировать.

Рядом с крайним прутом нужно вставить еще один, чтобы загибаемая деталь могла поместиться между ними. Это необходимо для ее фиксации;

1. далее надо засыпать в сгибаемую трубу соль или песок. При этом в отверстия с двух сторон следует забить деревянные пробки;
2. после этого деталь фиксируется между двумя первыми прутьями и затем загибается вокруг остальных прутьев, как показано на схеме выше.

Самодельный трубогиб из крючков

Альтернативой этому варианту является использование крючков, которые крепятся к куску фанеры и образуют необходимый радиус, как на фото выше. Если же нужно получить меньший диаметр, в качестве шаблона следует использовать широкий диск или валик.

Надо сказать, что оба способа подходят для деталей диаметром не более 16-20 мм. Если же вы хотите загнуть заготовку большего диаметра, место сгиба следует хорошо разогреть.

Если вам нужно придать форму заготовкам из цветных металлов, прочность на изгиб которых значительно меньше, чем у стальных аналогов, можно воспользоваться пружиной. Последняя должна строго соответствовать внутреннему диаметру, так как вставляется внутрь трубки. Конечно, можно надеть пружину и снаружи, но в таком случае неудобно совершать изгиб.

Защитив трубку пружиной, она сгибается своими руками. Работу следует выполнять аккуратно, чтобы добиться нужного радиуса и при этом не повредить деталь.

Профильные

Профильные трубы гораздо сложней гнуться, так как благодаря своей форме имеют повышенную прочность. Изделия малого сечения можно загнуть описанными выше способами.

Также существует еще один способ изгиба профильной трубы, который позволяет работать с заготовками достаточно большого сечения. Принцип его следующий:

1. в заготовку нужно засыпать песок или соль, после чего надежно заткнуть торцы пробками;
2. далее деталь надо надежно зажать в тисках;
3. затем участок сгиба следует прогреть докрасна;
4. после этого заготовку надо править киянкой до получения нужного радиуса.

Пропилы в профильной трубе

Если у вас имеется сварочный аппарат и болгарка, то вы сможете загнуть заготовки даже самого большого диаметра без особых усилий. Делается это следующим образом:

1. прежде всего на заготовке размечается радиус изгиба;
2. далее по всему радиусу нужно разметить полоски с трех сторон профильной заготовки. Чем меньше радиус, тем меньше должен быть шаг между полосками;
3. затем болгаркой выполняются пропилы с трех сторон детали по выполненной разметке;
4. теперь заготовка изгибается без каких-либо проблем;
5. после получения нужного угла, пропилы следует заварить;
6. в завершение работы нужно зачистить швы и зашлифовать.

Таким способом можно изготавливать детали даже сложной формы, при этом точность изгиба получается очень высокой. Однако, необходимо опыт работы с болгаркой и сварочным аппаратом.

Изгибание металлопластиковой заготовки руками

Металлопластиковые

Металлопластиковые трубы с одной стороны гнутся очень просто, но с другой – легко ломаются. Поэтому выполнять работу нужно очень аккуратно. При этом следует помнить, что минимальный радиус изгиба металлопластиковой трубы аналогичен радиусу металлических заготовок, т.е. должен составлять не менее пяти диаметров.

Если диаметр трубы 16 мм, то загнуть ее можно без каких-либо специальных приспособлений. Делается это следующим образом:

• возьмите деталь двумя руками сверху. При этом большие пальцы расположите под трубой, параллельно ей, и сомкните друг с другом, как показано на фото выше;
• затем двумя руками сгибайте трубу и обязательно обеспечьте упор большими пальцами;
• согнув трубу до необходимого радиуса, сместите ее в ладонях влево или вправо, и затем повторите процедуру;
• таким образом изгибайте заготовку и перемещайте ее до тех пор, пока не получите нужный угол.

Чтобы «набить руку», потренируйтесь выполнять данную процедуру на обрезках труб, так как вполне вероятно, что поначалу заготовки у вас будут ломаться.

На фото – изгибание металлопластиковой заготовки при помощи пружинного кондуктора

Трубу диаметром 20 мм согнуть вокруг пальцев гораздо сложней. Поэтому в качестве упора можно использовать любую другую подходящую поверхность. Однако, удобней всего выполнять эту работу с использованием пружинного кондуктора, который может быть как наружным, так и внутренним, т.е. который вставляется внутрь заготовки.

Чтобы выполнить изгиб внутренним кондуктором посередине длинной заготовки, привяжите его к веревке и затем протолкните на нужную глубину. После выполнения изгиба, вытяните пружину, потянув за веревку.

Вот, собственно, и все народные способы изгиба труб, которыми я хотел с вами поделиться.

Вывод

Как мы выяснили, существует довольно много народных способов изгиба труб. Немного потренировавшись, вы сможете добиться хороших результатов. Однако, следует помнить, что качество изгиба, выполненного на профессиональном оборудовании, будет всегда выше.

Видео в этой статье содержит дополнительную информацию о том, как изгибать металлопластиковые трубы. Если в процессе выполнения этой операции у вас возникли какие-либо сложности, задавайте вопросы в комментариях, и я обязательно постараюсь вам помочь.