В промышленном и частном строительстве распространены профильные трубы. Из них конструируют хозяйственные постройки, гаражи, теплицы, беседки. Конструкции бывают как классически прямоугольными, так и витиеватыми. Поэтому важно правильно сделать расчет трубы на изгиб. Это позволит сохранить форму и обеспечить конструкции прочность, долговечность.
Свойства сгибаемого металла
Металл имеет свою точку сопротивления, как максимальную, так и минимальную.
Максимальная нагрузка на конструкцию приводит к деформациям, ненужным изгибам и даже изломам. При расчетах обращаем внимание на вид трубы, сечение, размеры, плотность, общие характеристики. Благодаря этим данным известно, как поведет себя материал под воздействием факторов окружающей среды.
Учитываем, что при давлении на поперечную часть трубы напряжение возникает даже в точках, удаленных от нейтральной оси. Зоной наиболее касательного напряжения будет та, которая располагается вблизи нейтральной оси.
Во время сгибания внутренние слои в согнутых углах сжимаются, уменьшаются в размерах, а наружные слои растягиваются, удлиняются, но средние слои сохраняют и после окончания процесса первоначальные размеры.
Трубы с изгибом широко применяются в повседневной жизни
Как сделать правильные расчеты
Расчет профильной трубы на прогиб – это определение степени максимального напряжения на конкретную точку трубы.
У каждого материала существуют показатели нормального напряжения. Они не влияют на само изделие. Чтобы правильно сделать расчеты, следует применить специальную формулу. Нужно следить за тем, чтобы показатели не превышали максимально допустимые значения. По закону Гука возникающая сила упругости прямо пропорциональна деформации.
При расчете изгиба необходимо также применять и формулу напряжения, которая выглядит как М/W, где М – показатель изгиба по оси, на которую и приходится усилие, а вот W – это показатель сопротивления изгиба по этой же оси.
Изгиб трубы должен быть правильным и точным
Технологический процесс изгиба
Гнутье создает в стенках металла определенную степень напряжения. На наружном участке получается растягивающее напряжение, а на внутреннем – сжимающее. Благодаря этим воздействиям изменяется наклон оси.
В процессе изгиба на согнутом месте меняется форма поперечного сечения. В результате кольцевой профиль приобретает овальную форму. Более четкая форма овала просматривается на середине прогиба, а вот к концу и к началу деформация понижается.
Для труб с сечением до 20 мм овальность в деформированном месте не должна превышать 15 %. Для труб с сечением 20 и больше – 12,5%.
Обратить внимание следует на то, что на вогнутом месте у тонкостенной продукции могут возникнуть складки. Они, в свою очередь, негативно сказываются на функционировании системы (снижают проходимость рабочей среды, повышают уровень гидравлического сопротивления, степень засорения).
Изогнутые трубы используются в промышленности и в частном строительстве
Допустимые радиусы сгиба трубы
- Согласно государственным стандартам трубы имеют минимальный радиус изгиба.
- Если сгибание осуществляется путем нагревания и набивкой песком, наружный диаметр трубы составляет не менее 3,5DN.
- Формирование трубы на трубогибочном станке (без нагрева) – не менее 4DN.
- Сгиб при нагреве газовой горелкой или в печи для получения наполовину рифленых складок возможен при показателе в 2,5DN.
- Если сгиб предусматривается крутой (для согнутых канализационных отводов, изготовленных путем горячей протяжки или же способом штамповки) – не меньше 1DN.
Сгиб трубы может быть меньше указанных показателей.
Однако это возможно в том случае, если метод производства гарантирует, что стенки трубы утончатся на 15% от общей толщины.
Расчет на прочность при изгибе трубы выполняем ответственно.
Изгиб трубы различного диаметра
Формулы и таблицы
- Чтобы сделать расчет трубы на прогиб, определяем длину детали. Она высчитывается по данной формуле:
- L=0.
0175∙R∙α+l
- R – это радиус изгиба в мм;
- α – величина угла;
- І – прямой участок в 100/300, необходимый для захвата изделия (в работе с инструментом).
- Осуществляя расчет на изгиб профильной трубы, учитываем размер сгибаемого элемента.
Он определяется по следующей формуле:
- А=π∙α/180(R+DH/2)
- Значение числа π = 3,14;
- α – угол изгиба в градусах;
- R – величина радиуса (значение в расчет берется в мм);
- DH – диаметр по внешней стороне трубы.
Минимальные радиусы сгиба для медных и латунных изделий поданы в таблице. Данные соответствуют Гостам №494/90 и №617/90. Кроме того, здесь также поданы величины по внешнему диаметру, минимальная длина статично свободной части.
Гибка профильных труб может выполняться на специальных станках
| Внешний диаметр | Минимальный радиус сгиба | Минимальная длина свободной части |
| 3 | 6 | 10 |
| 4 | 8 | 12 |
| 6 | 12 | 18 |
| 8 | 16 | 25 |
| 10 | 20 | 30 |
| 12 | 24 | 35 |
| 15 | 30 | 45 |
| 18 | 36 | 50 |
| 24 | 72 | 55 |
| 30 | 90 | 60 |
Сделать расчет круглой трубы на изгиб поможет следующая таблица. Она включает данные, относящиеся к стальным аналогам (показатели соответствуют ГоСТ № 3262/75).
| Размеры трубы | Минимальный радиус сгиба | Минимальная длина свободной части | ||
| Условный проход | Внешний диаметр | В горячем состоянии | В холодном состоянии | |
| 8 | 13,5 | 40 | 80 | 40 |
| 10 | 17 | 50 | 100 | 45 |
| 15 | 21.3 | 65 | 130 | 50 |
| 20 | 26.8 | 80 | 160 | 55 |
| 25 | 33.5 | 100 | 200 | 70 |
| 32 | 42.3 | 130 | 250 | 85 |
| 40 | 48 | 150 | 290 | 100 |
| 50 | 60 | 180 | 360 | 120 |
| 65 | 75.5 | 225 | 450 | 150 |
| 80 | 88.5 | 265 | 530 | 170 |
| 100 | 114 | 340 | 680 | 230 |
Чтобы не ошибиться в расчетах, следует также учесть диаметр, толщину стенок труб.
| Диаметр трубы (мм) | Минимальный радиус сгиба с учетом толщины стенок | |
| толщина до 2 мм | толщина более 2 мм | |
| 5/20 | 4D | 3D |
| 20/35 | 5D | 3D |
| 35/60 | 6D | 4D |
| 60/140 | 7D | 5D |
Ручной гидравлический трубогиб
Сгиб трубы своими руками
- Если осуществляется сгиб своими руками, поможет расчет трубы на изгиб, формула которого проста и универсальна (это 5 диаметров трубы).
- Рассчитаем изгиб на детали с сечением в 1,6 см.
- 1-ый шаг: нужно четко представлять, какая окружность получится в результате (для правильного изгиба нужна одна четвертая окружности).
2-ой шаг: определяем радиус – 16 умножаем на 5.
Результат – 80 мм.
3-ий шаг: вычисление начальных точек для изгиба. Для этого используется формула C=2π∙R:4. Величина С – это та длина трубы, которая будет использоваться в работе. Используется два числа пи, а также показатель наружного радиуса трубы.
4-ый шаг: величины заменяются известными данными: 2∙14∙80:4. В результате получим 125 мм. Это и будет длина участка, на котором минимальный радиус изгиба составит 80 мм.
Если с формулами работать не получается, делаем расчет профильной трубы на прогиб, используя калькулятор (специальную программу несложно найти в Интернете).
В работе с трубами рекомендуется также использовать специальный трубогиб. Это ручное приспособление маленького размера упрощает монтаж.
Различают несколько видов такого инструмента. Сегментное приспособление для изгиба предусматривает работу по основаниям особых шаблонов. Их форма уже рассчитана под определенный диаметр и форму сгиба. Инструмент помогает видоизменять трубы до 180˚.
Дорновое оборудование имеет сегмент, который перемещается внутри будущего изделия. Благодаря этому предотвращается деформация, открывается доступ сразу к нескольким участкам.
Какой бы вид инструмента не использовался, помним, что залогом успешного монтажа являются точные, неоднократно проверенные расчеты.
Примеры расчетов изгиба труб
Как сделать расчет трубы на изгиб – пошаговое руководство
Содержание:
Профильные трубы применяются в строительстве достаточно часто, так что нередко требуется несколько изменить их форму, чтобы на выходе получить конструкцию необходимой конфигурации. В данной статье речь пойдет о том, как выполняется расчет на прогиб профильной трубы, который понадобится для того, чтобы изготавливаемые сооружения не утратили своей прочности и были практичными.
Характеристики металла для гибки
Любому металлу присуща своя точка сопротивления, то есть максимальная и минимальная нагрузка, которую он может выдержать.
Если оказать на металл слишком большое давление, это может спровоцировать деформацию, ненужные прогибы или надломы в профиле.
Выполняя расчет на изгиб трубы, необходимо учитывать такие важные характеристики как плотность металла, размеры и диаметр профильных или круглых труб, а также ряд других параметров.
Таким образом, можно будет спрогнозировать, насколько эффективным будет использование того или иного материала в условиях окружающей среды.
Обратите внимание, что напряжение будет возникать не только непосредственно в месте прогиба профильной трубы, но и на удаленных от центра сгиба участках. Высшее касательное напряжение будет наблюдаться именно в области центральной оси сгиба.
В процессе гибки трубы происходит сжатие внутреннего слоя металла, он становится меньше, а внешний слой, напротив, увеличивается за счет растяжения. А вот центральный слой металла остается неизменным, сохраняет исходные параметры, обеспечивая тем самым прочность трубы.
Выполнение расчетов на изгиб
Выполнение расчета круглой трубы на изгиб требуется для того, чтобы определить максимально допустимый уровень напряжения на каждый конкретный участок трубы.
Каждый материал имеет свою величину нормального напряжения, которые не оказывают какого-либо воздействия на само изделие.
Для получения правильных расчетов, их нужно проводить по специальной формуле. Особое внимание следует уделять тому, чтобы показатели оставались в пределах максимально разрешенных значений.
Согласно закону Гука, образующаяся сила упругости прямо пропорциональна деформации.
Рассчитывая величину изгиба, нужно дополнительно использовать следующую формулу напряжения: M/W, где M – величина изгиба по оси, испытывающая на себе усилие, а W – величина сопротивления этой оси в месте изгиба.
Технология выполнения изгиба
В процессе гнутья в металле возникают определенные показатели напряжения. С внешней стороны образуется растягивающее напряжение, а изнутри – напряжение сжатия. В момент таких взаимодействий меняется изгиб оси.
Во время изгибания в согнутом отрезке изменяется форма поперечного сечения. В итоге профиль в виде кольца изменяет свою форму на овальную. Самый четкий овал можно наблюдать посередине прогиба. Деформация снижается в начале и конце прогиба.
У труб, имеющих диаметр не более 20 мм, овальность на отрезке, подвергающемся деформации, должна быть не более 15 %. А для труб с диаметрами равными или более 20 мм – 12,5 %.
Стоит отметить, что изнутри изгиба, где происходит деформация сжатия, могут появляться складки. Данный факт, как правило, отрицательно сказывается на корректной работе системы, так как складки снижают проходимость труб, увеличивают величину гидравлического сопротивления и уровень засорения.
Пределы радиусов изгиба труб
Руководствуясь госстандартами, трубы должны иметь минимальный радиус изгиба (детальнее: “Какой радиус гиба труб можно получить при помощи разных типов трубогибов”). При осуществлении сгибания при помощи нагрева трубы, заполненной песком, внешнее сечение трубы должно быть как минимум 3,5 DN. При изменении формы трубы на трубогибочной установке без использования нагрева – более 4DN.
При прогреве газовой горелкой или в печи, чтобы складки образовывались наполовину, величина должна равняться 2,5 DN. В случае потребности в получении сильного сгиба, например для систем с согнутыми канализационными отводами, которые изготавливаются способом горячей протяжки или штамповкой – более 1 DN.
Труба может иметь и меньшую величину сгиба. Тем не менее, допускать это можно лишь в том случае, если трубы изготавливались при технологии, когда их стенки утончаются на 15 % от всей толщины.
Все расчеты на прочность трубы при изгибе должны осуществляться с максимальной ответственностью.
Формулы и другие данные для получения расчетов
- Для проведения расчетов на прогиб, выясняем длину детали.
- Получить ее можно по следующей формуле:
- L=0,0175∙R∙α+l, где
- R – радиус изгиба, измеряемый в миллиметрах;
- α – угол;
- І – ровный отрезок в 100/300, нужный для захвата изделия (при оперировании инструментом).
Проводя расчеты для профильной трубы нужно учесть размер элемента, подлежащего сгибанию.
Для этого нужно провести расчеты по такой формуле:
А=π∙α/180(R+DH/2), где
- π – 3,14;
- α – угол изгиба;
- R – радиуса (измеряется в миллиметрах);
- DH – наружное сечение трубы.
Минимально допустимые градусы для изгиба труб из меди и латуни можно найти в соответствующих таблицах. Все данные отвечают ГОСТам № 494/90 и № 617/90. Дополнительно в них можно найти величины наружных сечений, минимальные статично свободные отрезки.
Присутствует также таблица, которая поможет провести расчеты трубы на изгиб – в ней находятся данные по стальным трубам, которые соответствуют ГОСТу № 3262/75.
Для недопущения недочетов в расчетах нужно также учитывать сечение и толщину стенок.
Как самостоятельно согнуть трубу
В случае возникновения необходимости в сгибе трубы своими руками, можно при расчете воспользоваться универсальной формулой (пять диаметров трубы).
Для примера рассчитаем изгиб для трубы диаметром 1,6 мм:
- Сначала нужно точно представить, какую окружность нужно получить в итоге (для точного сгиба требуется ¼ окружности).
- Далее нужно узнать радиус. Для этого 16 умножается на 5 – получается 80 мм.
- Теперь высчитываются стартовые точки для изгиба. В данном случае нужно воспользоваться формулой C=2π∙R:4. Здесь С – тот отрезок трубы, который будет участвовать в работе. Применяется два π и величина внешнего радиуса трубы.
- На последнем этапе величины замещаются известными показателями: 2∙3,14∙80:4. В итоге получается 125 мм, что равняется продолжительности отрезка, на котором минимально допустимый радиус изгиба будет равняться 80 мм.
Если по приведенным формулам у вас расчеты получить не выходит, их можно провести при помощи программы-калькулятора, которых достаточно в сети Интернет.
Определив нагрузку на круглую трубу и проведя все расчеты, можно начинать работы по гибке, для чего лучше воспользоваться специальным ручным трубогибом, который в значительной степени упростит монтаж.
Таких инструментов существует несколько разновидностей. Сегментное устройство позволит проводить работу, ориентируясь на специальные шаблоны, форма которых подбирается под определенное сечение и форму труб.
Возможен сгиб трубы до 180˚.
У дорнового трубогиба есть подвижный элемент внутри, который не допускает образования деформаций.
Независимо от используемого инструмента, помните, что для получения точного и качественного изгиба, проведите изначальные точные перепроверенные расчеты.
Холодная гибка труб. Глубина прогиба ведущим валом
Статья написана в ответ на запрос пользователя, который хотел вычислять глубину прогиба профиля ведущим валом, для получения изогнутой трубы с заданными параметрами.
До запроса я даже и не знал, что есть специальные машины для холодной гибки труб. Причем бывают как и промышленные гибочные станки, так и ручные гидравлические трубогибы.
Все они действуют по одному принципу, который можно понять, посмотрев на картинку.
Профиль (труба) укладывается между валиками, затем центральный валик с усилием прогибает профиль, и дальше оставшийся кусок прокатывается через станок.
С моей дилетантской точки зрения, процесс выглядит примерно так
-
Устанавливаем профиль:
- Прогибаем его:
Или, если совместить:
Собственно, интересует вопрос — насколько надо прогнуть трубу, то есть опустить ведущий вал, чтобы после прокатки всего отрезка профиля получить заданный изгиб?
Изгиб трубы, очевидно, задается радиусом.
Но, как показал запрос пользователя, параметры могут быть заданы не только радиусом, но и длиной и высотой хорды, если надо получить арку.
Здесь нам пригодится калькулятор, который по заданной длине (C) и высоте хорды (h) рассчитывает длину требуемого отрезка (L) и радиус окружности (R) — смотри рисунок.
Точность вычисления
Знаков после запятой: 2
- Подробности и формулы смотри здесь — Сегмент круга
Идем дальше.
Итак, нам нужно получить глубину прогиба зная радиус, расстояние между ведомыми валиками, радиус валиков и размеры профиля.
Перерисуем совмещенный рисунок, добавив несколько нужных линий, и убрав все ненужные.
Точка B — центр нашей окружности. Обратите внимание, что расчет идет по внешнему по отношению к изгибу краю профиля. Поскольку радиус по высоте и ширине хорды скорее всего будет рассчитываться по оси профиля, к полученному радиусу надо прибавить радиус профиля так, чтобы получить радиус внешнего края профиля.
Дальше в ход идет геометрия.
Из расстояния AC и расстояния AB находим угол ABD.
- Отсюда:
- А вот и калькулятор.
Точность вычисления
Знаков после запятой: 3
Определение длины развертки при гибке
Элементы заготовки, расположенные в деформируемой зоне и прилегающие к внутренней поверхности изгибаемой детали (со стороны пуансона), подвергаются сжатию, а прилегающие к внешней поверхности (со стороны матрицы)—растяжению. Между растянутыми и сжатыми волокнами находится нейтральная линия длина которой не изменяется (Черт. 106).
Черт. 106
- Радиус нейтральной линии R в мм (черт. 106) определяется по формуле
- R =r+ xs (46)
- где r — радиус гибки, мм;
- s— толщина материала мм;
x — коэффициент, величина которого зависит от отношения r/s (табл. 48).
Таблица 48
| Отношение r/s | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 1,2 |
| Коэффициент x | 0,323 | 0,340 | 0,356 | 0,367 | 0,379 | 0,389 | 0,400 | 0,413 | 0,421 | 0,426 |
| Отношение r/s | 1,5 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 и более |
| Коэффициент x | 0,441 | 0,445 | 0,463 | 0,469 | 0,477 | 0,780 | 0,485 | 0,490 | 0,495 | 0,500 |
При завивке шарниров (петель) вследствие наличия внешних сил трения, препятствующих деформированию, коэффициент х определяется по табл. 48а.
Таблица 48а
| Отношение r/s | 1 | 1,2 | 1,4 | 1,6 | 1,8 | 2 | 2,2 |
| Коэффициент x | 0,56 | 0,54 | 0,52 | 0,51 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Длина развертки изгибаемой детали Lр в мм (черт. 107) определяется по формуле
Lр=(l1+l2+l3+. . .)+ π/180(φ1R1+φ2R2+φ3R3+. . .) (47)
- где l1; l2; l3 —прямые участки, мм;
- φ1; φ2; φ3 — углы гибки, град;
- R1; R2; R3 — радиусы нейтральной линии, определяемые по формуле (46).
Черт. 107
При гибке материалов толщиной свыше 3 мм под углом 90° с радиусом гибки r≤s радиус нейтральной линии R, рассчитанный по формуле (46), должен быть скорректирован до величины R1 (черт.
108), исходя из условия целостности материала и сопряжения в точках а и а1 криволинейного участка радиусом R1 с прямыми а—а и а1—а1, преходящими через середину толщины s. На участке С—С1 пунктиром показан внешний контур при расчете без учета утонения материала.
В связи с утонением при гибке толщина s1 на этом участке меньше исходной s.
Черт. 108
Значения R1 радиуса скорректированной нейтральной линии и длину дуги abа1, следует подсчитать по формулам
R — определяется по формуле (46); r — радиус гибки, мм; остальные обозначения показаны на черт. 108.
Элементы для определения размеров разверток часто применяемых гнутых деталей приведены в табл. 49.
Таблица 49
Примечание:
- y, y1, y2 — величины, учитывающие изменение длины развертки при гибке под углом 90°. При толщине материала до 2,5 мм принимаются по табл. 50, а при толщине 3 и более мм при r
Гибка трубы. Длина развертки в Excel!
Опубликовано 21 Сен 2014Рубрика: Механика | 29 комментариев
Продолжая тему…
…расчета длины разверток деталей, согнутых из листового металла прямоугольного сечения, представляю расчет в Excel длины развертки деталей из прутков и труб круглого сечения.
Программа расчета написана по формуле классического сопромата! Практические результаты будут немного отличаться от рассчитанных значений из-за целого ряда факторов, о которых уже упоминалось в статье о гибке листовых заготовок (ссылка на эту статью в предыдущем абзаце). Однако точность при гибке трубы для изготовления опытного образца представленная ниже программа обеспечит.
Ниже этого текста на рисунке представлена расчетная схема.
- Радиусы нейтральных слоев каждого из изогнутых участков рассчитываются по формуле:
- rni=((4*Ri2— D2)0,5+(4*Ri2— d2)0,5)/4
- Нейтральный слой – это поверхность, ближе которой к центру радиуса изгиба материал трубы при гибке сжимается, а дальше которой от центра радиуса изгиба – растягивается.
- Длина кривых участков при гибке трубы определяется по формуле:
- li=π*αi/180*rni
- Здесь угол αi должен быть в градусах.
- Общая длина развертки вычисляется суммированием длин прямых и изогнутых участков:
- L=∑(Li+li)
Программа расчета в Excel длины развертки при гибке труб
Для выполнения расчетов используем программу MS Excel. Можно воспользоваться табличным процессором Calc из свободно распространяемых пакетов Apache OpenOffice или LibreOffice.
Исходные данные:
- Положим, что в рассматриваемом примере деталь состоит из трех прямых и двух изогнутых участков (как на схеме вверху).
- 1. Записываем наружный диаметр трубы D в миллиметрах
- в ячейку D4: 57,0
- 2. Значение внутреннего диаметра трубы d в миллиметрах заносим
- в ячейку D5: 50,0
Внимание!!! Если рассчитывается длина развертки прутка сплошного круглого сечения, то d=0!
- 3. Длину первого прямого участка L1 в миллиметрах вводим
- в ячейку D6: 200,0
- 4. Осевой радиус сгиба первого кривого участка R1 в миллиметрах записываем
- в ячейку D7: 300,0
- 5. Угол сгиба первого кривого участка α1 в градусах пишем
- в ячейку D8: 90,0
- 6. Длину второго прямого участка детали L2 в миллиметрах вводим
- в ячейку D9: 100,0
- 7. Осевой радиус сгиба второго изогнутого участка R2 в миллиметрах записываем
- в ячейку D10: 200,0
- 8. Угол сгиба второго изогнутого участка α2 в градусах пишем
- в ячейку D11: 135,0
- 9. Длину третьего прямого участка детали L3 в миллиметрах вводим
- в ячейку D12: 300,0
10-15. Ввод исходных данных в Excel для нашего примера завершен. Ячейки D13…D18 оставляем пустыми.
Программа позволяет рассчитывать развертки деталей, содержащих до пяти прямых участков и до четырех изогнутых. Гибка трубы с большим количеством участков требует для расчета развертки незначительной модернизации программы.
Результаты расчетов:
- 16. Длину первого изогнутого участка L1 в миллиметрах вычисляем
- в ячейке D20: =ЕСЛИ(D7=0;0;ПИ()*D8/180*((4*D7^2-$D$4^2)^0,5+(4*D7^2-$D$5^2)^0,5)/4) =469,4
- 17. Длину второго изогнутого участка L2 в миллиметрах вычисляем
- в ячейке D21: =ЕСЛИ(D10=0;0;ПИ()*D11/180*((4*D10^2-$D$4^2)^0,5+(4*D10^2-$D$5^2)^0,5)/4)=467,0
- 18-19. Так как в рассматриваемом примере нет третьего и четвертого кривых участков, то
- в ячейке D22: =ЕСЛИ(D13=0;0;ПИ()*D14/180*((4*D13^2-$D$4^2)^0,5+(4*D13^2-$D$5^2)^0,5)/4)=0,0
- в ячейке D23: =ЕСЛИ(D16=0;0;ПИ()*D17/180*((4*D16^2-$D$4^2)^0,5+(4*D16^2-$D$5^2)^0,5)/4)=0,0
- 20. Общая длина развертки детали L в миллиметрах суммируется
- в ячейке D24: =D6+D9+D12+D15+D18+D20+D21+D22+D23=1536,3
- Длина развертки изогнутой трубы рассчитана с помощью программы MS Excel.
Заключение
Гибка трубы и/или прутка – не простая технологическая задача, таящая целый ряд «подводных камней». Надеюсь, предложенный расчет в Excel упростит вам, уважаемые читатели, ее решение. Возможность задания на каждом шаге различных длин прямых участков, углов и радиусов гибки, несомненно, расширит область применения представленной программы.
Уважаемые читатели! Вопросы, отзывы, и замечания оставляйте, пожалуйста, в х внизу страницы.
УВАЖАЮЩИМ труд автора скачать файл можно ПОСЛЕ ПОДПИСКИ НА АНОНСЫ СТАТЕЙ (подписные формы — чуть ниже и наверху страницы).
ОСТАЛЬНЫМ — можно скачать просто так…
- Ссылка на скачивание файла: raschet-dliny-razvertki-truby (xls 103KB).
- Другие статьи автора блога
- На главную
Расчет размеров заготовки при гибке
Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов.
Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.).
Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.
Итак, приступим.
Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.
- Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).
- Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.
- Напоминаю:
| Вариант 1 | Вариант 2 |
| Lt = A + B + BA | Lt = A + B – BD |
| Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; ВА – припуск | Lt – общая длина плоской заготовки; А и В – см. рисунок; BD – вычет |
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1. Если же вам важна общая высота полки А, тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
- Вариант 1 (с припуском)
- Нам понадобится:
- а) Определить К-фактор (см Справочную);
- б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.
Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:
Где X1 – длина первого прямого участка, Y1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Причем, нам придется считать длину каждой полки отдельно, прежде чем задавать точку перемещения заднего упора станка. Надеюсь, это понятно.
Таким образом, ход расчета будет следующим..
Y1 + BA1 + X1 + BA2 +..т.д
- Длина формулы зависит от количества переменных.
- Вариант 2 (с вычетом)
По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.
- Нам также необходимо:
- а) Определить К-фактор (см таблицу).
- б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
в) Рассчитать необходимые вычеты. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины вычетов – соответственно, вычитаются.
- Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.
- Чтобы было легче представить, см рисунок:
- Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.
- Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
- Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:
Где Y2, X2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Вычет у нас (BD), как вы понимаете:
Внешняя граница гибки (OS):
И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.
Схема расчета следующая:
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) +.. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
И еще, размер вычета (BD) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD, и только после этого получившийся результат делим пополам.
Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.
На этом все. Всем спасибо за внимание.
При подготовке информации я использовал: 1. Статья «BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending» Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» 1979г; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка: http://sheetmetal.me/formulas-and-functions/)
Загрузка...
