Як зробити розрахунок труби на вигин - покрокове керівництво

Профільні труби застосовуються в будівництві досить часто, так що нерідко потрібно трохи змінити їхню форму, щоб на виході отримати конструкцію необхідної конфігурації. У цій статті мова піде про те, як виконується розрахунок на прогин профільної труби, який знадобиться для того, щоб споруди, що виготовляються, не втратили своєї міцності і були практичними.

Характеристики металу для згинання

Будь-якому металу властива своя точка опору, тобто максимальне та мінімальне навантаження, яке він може витримати.

Якщо надати надто великий тиск, це може спровокувати деформацію, непотрібні прогини або надломи в профілі. Виконуючи розрахунок на вигин труби, необхідно враховувати такі важливі характеристики як щільність металу, розміри та діаметр профільних або круглих труб, а також низку інших параметрів. Таким чином, можна буде спрогнозувати, наскільки ефективним буде використання того чи іншого матеріалу в умовах довкілля.

Зверніть увагу, що напруга буде виникати не тільки безпосередньо в місці прогину профільної труби, але і на віддалених від центру згину ділянках. Найвища дотична напруга спостерігатиметься саме в області центральної осі згину.

У процесі згинання труби відбувається стиск внутрішнього шару металу, він стає меншим, а зовнішній шар, навпаки, збільшується за рахунок розтягування. А ось центральний шар металу залишається незмінним, зберігає вихідні параметри, забезпечуючи цим міцність труби.

Виконання розрахунків на вигин

Виконання розрахунку круглої труби на вигин потрібно для того, щоб визначити максимально допустимий рівень напруги на кожну конкретну ділянку труби.

Кожен матеріал має свою величину нормальної напруги, яка не впливає на сам виріб. Для отримання правильних розрахунків їх потрібно проводити за спеціальною формулою. p align="justify"> Особливу увагу слід приділяти тому, щоб показники залишалися в межах максимально дозволених значень. Відповідно до закону Гука, сила пружності, що утворюється, прямо пропорційна деформації.

Розраховуючи величину вигину, потрібно додатково використовувати таку формулу напруги: M/W, де M - величина вигину по осі, що випробовує на собі зусилля, а W - величина опору цієї осі в місці згину.

Технологія виконання вигину

Порада:
Не робіть ПОМИЛКИ у розрахунках!
Використовуйте будівельні калькулятори онлайн - розрахунок будівельних матеріалів та конструкцій для ремонту та будівництва швидко та точно.

У процесі гнуття у металі виникають певні показники напруги. З зовнішнього боку утворюється напруга, що розтягує, а зсередини - напруга стиснення. У момент таких взаємодій змінюється вигин осі.

Під час згинання у зігнутому відрізку змінюється форма поперечного перерізу. У результаті профіль у вигляді кільця змінює свою форму на овальну. Найчіткіший овал можна спостерігати посередині прогину. Деформація знижується на початку та наприкінці прогину.

У труб, що мають діаметр не більше 20 мм, овальність на відрізку, що піддається деформації, повинна бути не більше 15%. А для труб із діаметрами рівними або більше 20 мм – 12,5 %.

Зсередини вигину, де відбувається деформація стиснення, можуть з'являтися складки.Цей факт, як правило, негативно позначається на коректній роботі системи, оскільки складки знижують прохідність труб, збільшують величину гідравлічного опору та рівень засмічення.

Межі радіусів вигину труб

Керуючись держстандартами, труби повинні мати мінімальний радіус згинання (детальніше: "Який радіус згинання труб можна отримати за допомогою різних типів трубогибів"). При згинанні за допомогою нагрівання труби, заповненої піском, зовнішній переріз труби має бути як мінімум 3,5 DN. При зміні форми труби на трубозгинальній установці без використання нагріву – більше 4DN.

При прогріванні газовим пальником або печі, щоб складки утворювалися наполовину, величина повинна дорівнювати 2,5 DN. У разі потреби в отриманні сильного згину, наприклад, для систем із зігнутими каналізаційними відводами, які виготовляються способом гарячої протяжки або штампуванням – більше 1 DN.

Труба може мати меншу величину згину. Тим не менш допускати це можна лише в тому випадку, якщо труби виготовлялися за технології, коли їх стінки витончуються на 15% від усієї товщини.

Всі розрахунки на міцність труби при згинанні повинні здійснюватися з максимальною відповідальністю (згинальний калькулятор для профільних труб онлайн).

Формули та інші дані для отримання розрахунків

Для розрахунків на прогин, з'ясовуємо довжину деталі.

Отримати її можна за такою формулою:

• R - радіус вигину, що вимірюється в міліметрах;
• α – кут;
• І – рівний відрізок 100/300, необхідний захоплення виробу (при оперуванні інструментом).

Проводячи розрахунки для профільної труби необхідно врахувати розмір елемента, що підлягає згинання.

Для цього потрібно провести розрахунки за такою формулою:

• π - 3,14;
• α – кут вигину;
• R – радіуса (вимірюється у міліметрах);
• DH – зовнішній переріз труби.

Мінімально допустимі градуси для вигину труб з міді та латуні можна знайти у відповідних таблицях. Усі дані відповідають ГОСТам № 494/90 та № 617/90. Додатково у них можна знайти величини зовнішніх перерізів, мінімальні статично вільні відрізки.

Є також таблиця, яка допоможе провести розрахунки труби на вигин – в ній знаходяться дані по сталевих трубах, які відповідають ДСТУ № 3262/75.

Для недопущення недоліків у розрахунках необхідно враховувати перетин і товщину стін.

Як самостійно зігнути трубу

У разі виникнення необхідності в згині труби своїми руками можна при розрахунку скористатися універсальною формулою (п'ять діаметрів труби).

Наприклад розрахуємо вигин для труби діаметром 1,6 мм:

• Спочатку потрібно точно уявити, яке коло потрібно отримати в результаті, для точного згину потрібно ¼ кола (розрахувати довжину кола - калькулятор).
• Далі потрібно дізнатися про радіус. Для цього 16 множиться на 5 – виходить 80 мм.
• Тепер вираховуються стартові точки для вигину. У разі потрібно скористатися формулою C=2π∙R:4. Тут С – той відрізок труби, який братиме участь у роботі. Застосовується два π і величина зовнішнього радіусу труби.
• На останньому етапі величини заміщаються відомими показниками: 2∙3,14∙80:4. У результаті виходить 125 мм, що дорівнює тривалості відрізка, на якому мінімально допустимий радіус вигину дорівнюватиме 80 мм.

Якщо за наведеними формулами у вас розрахунки отримати не виходить, їх можна провести за допомогою програми-калькулятора.

Визначивши навантаження на круглу трубу і провівши всі розрахунки, можна розпочинати роботи з згинання, для чого краще скористатися спеціальним ручним трубогибом, який значною мірою спростить монтаж. Таких інструментів є кілька різновидів. Сегментний пристрій дозволить проводити роботу, орієнтуючись на спеціальні шаблони, форма яких підбирається під певний перетин та форму труб. Можливий згин труби до 180?

У дорнового трубогиб є рухомий елемент всередині, який не допускає утворення деформацій.

Незалежно від використовуваного інструменту, пам'ятайте, що для отримання точного та якісного вигину, проведіть початкові точні перевірені ще разрахунки.

Як правильно розрахувати навантаження на профільну трубу за допомогою таблиці?

Згинання заготовок довжиною не більше 70 сантиметрів можна здійснювати за допомогою штампування. У разі застосовуються гідравлічні чи механічні преси. Цей спосіб дозволяє виготовляти елементи конструкцій зі складною формою.

Пресування заготовок є найдорожчим способом гнуття. Однак і продуктивність його найвища. Цей спосіб дозволяє виробляти найширший сортамент продукції.

Трубозгинальне верстатне обладнання

Гнучка труб у промислових масштабах здійснюється за допомогою верстатів.

Гнучка вальцюванням. Найбільш поширені верстати, що гнуть вироби за допомогою вальцювання. Найчастіше застосовується обладнання із трьома валками, призначене для згинання довгих заготовок. На ньому може виконуватися спіральний трубний прокат.

Виріб рухається через ролики, розташування яких визначає радіус його вигину. Одночасно воно з обох боків стискається циліндром, що деформує.Він розташований між валиками так, щоб була можливість гнути заготівлю на вазі. Ролики у процесі обробки металу виконують функцію опори.

Обробка стиском

Нерідко на виробництві застосовуються верстати, що гнуть заготовки з малим радіусом способом стиснення. На них обробляються заготівлі малого та великого перерізу. Процес відбувається з місцевим розігрівом виробів та одночасним осьовим тиском на них.

• станини з розташованим на ній нагрівачем;
• опорного ролика;
• пари кліщових затискачів, перший з них - згинальний поворотний, другий - осадовий.

Пристрій здатний гнути елементи під кутом 180 º. Воно затискає заготовки з постійним зусиллям незалежно від їх перерізу та значення осьового зусилля, що утворюється в епіцентрі деформації при згинанні виробу. Устаткування може обробляти квадратний та прямокутний профіль.

Ротаційно-витяжна згинання

Ротаційна витяжка труб проводиться на верстатах з електричними або гідравлічними супортами для переміщення роликів, що тиснуть. Останні служать для отримання необхідної конфігурації та товщини виробленого елемента.

При ротаційній витяжці отримують вироби з порожнистих стрижнів, що обертаються, деформуються валиками по переміщуваній оправці. Зараз у більшості випадків використовуються ротаційно-витяжні верстати з ЧПУ. Їхня програма враховує опір матеріалу при його деформуванні. Під час виготовлення продукції використовується відповідний ГОСТ.

Висновок

У невеликих обсягах згинання труб може виконуватися за допомогою ручного інструменту. У промислових масштабах це робиться на спеціальних верстатах. Перед роботою необхідно розрахувати мінімально допустимий радіус згинання.

Трубопроводи та з'єднання.

Радіуси згинання труб

Найменші радіуси згинання труб та найменші довжини прямих ділянок вигнутих труб показані на рис. 1.

Довжину вигнутої ділянки труби А визначають за формулою

де R - найменший радіус вигину, мм; D н - Зовнішній діаметр труби, мм.

При виборі радіусу вигину слід по можливості віддавати перевагу вигину труби в холодному стані.

Розміри мінімальних радіусів згинання сталевих труб залежно від зовнішнього діаметра і товщини стінки, а також граничні розміри складок наведені в табл. 18.

Мінімальні радіуси згинання труб призначають у технічно обґрунтованих випадках. При цьому повинні виконуватись такі вимоги:

1. Граничні значення овальності в місці вигину не повинні перевищувати зазначених у табл. 18.

2. Товщина стінки труби в зоні вигину із зовнішнього боку вигину повинна становити не менше 80% вихідної товщини.

3. Розміри складок на внутрішній (стислій) стороні труби не повинні перевищувати зазначених у табл. 18.

Товщина стінок із зовнішньої та внутрішньої сторони вигину труби визначається за формулами:

S н = 1-1-S D н 2 R CP D н; S B = 1+ 1- S D н 2 R CP D н

де S - вихідна товщина стінки труби; D _н - Зовнішній діаметр труби (вихідний), мм; R_cр - Середній радіус гибу, мм.

При заданому гранично допустимому потоншенні (зменшенні товщини) S _н /S ≤ 0,2, середній радіус гибу визначається за формулою:

R ср = D н 1 - S / D н 2 (- S н / S).

Дані наведені для труб із відносною товщиною стінки 0,04 ≤ S/D _н ≤ 0,05 із матеріалів з тимчасовим опором σ_в ≤ 600МПа у відпаленому (м'якому) стані.

У табл. 19 наведено розміри мінімальних радіусів згинання водогазопровідних труб, в табл. 20 - мідних труб за ГОСТ 617-90 та латунних за ГОСТ 494-90.

18.Радіуси згинання сталевих труб залежно від їх діаметра і товщини стінок, мм

Діаметр труби DH

Яке навантаження виявляється на конструкції

Навантаження на профільну трубу виявляється з боку природних явищ, будівельних матеріалів, різних предметів, людей та тварин. Рідше розглядаються ризики аварійних ситуацій, наприклад, удар від машини чи поруч розташованого стовпа, огорожі. Технічно на етапі проектування інженерами ведеться облік трьох фактично завжди присутніх типів можливого тиску:

1. Постійне. Тут розглядаються такі об'єкти та явища, які незмінно впливають на профіль. До таких відносяться ґрунт із ґрунтовими водами, маса будови або її окремих елементів.
2. Тривале, але тимчасове. Під такими факторами, що впливають, маються на увазі архітектурні елементи будівлі або побутова техніка, які мають велику вагу і можуть бути при необхідності демонтовані або замінені іншими об'єктами.
3. Короткострокове. Це можуть бути автомобілі, меблі, люди, що переміщаються. З природних явищ переважно навантаження забезпечують вітер і кучугури, льоду.

Результат втраченої при розрахунках навантаження на теплицю з боку снігового покриву Джерело izhevsk.ru

Вивчаючи пункти у СП 20.13330 від 2011 року, варто звернути увагу на ще одну, так звану, особливу групу. У переліку можливих навантажень є такі передбачувані, але рідкісні явища, як зливи, торнадо або землетрус

Подібне у відповідних регіонах завжди враховується. Але ризики аварійних ситуацій на кшталт обвалу ґрунту з тих чи інших причин, зіткнення машини з об'єктом, вибуху прораховуються не завжди. Однак це також має бути передбачено проектувальниками.

Коротко про граничну витривалість виробів

Варто відзначити, що здатність профільної труби, що несе, має свої обмеження. Максимальні показники, які вказує виробник, не виключають згинання зразка, але гарантують збереження його цілісності. Те саме стосується відновлення заданої форми після зміни навантаження в меншу сторону. У таблицях представлена ​​інформація про граничні показники тиску в кг на той чи інший сталевий профіль залежно від його перерізу та довжини.

Важливо враховувати, що перевищення заданої межі є причиною безповоротної деформації виробів, тріщин і руйнівних наслідків конструкції в цілому. Тому фахівці рекомендують віддавати перевагу профільним трубам із двократним або триразовим запасом міцності щодо розрахункової.

До винятків можна віднести невеликі об'єкти типу теплиць, компактних ненавантажених огорож.

Граничний радіус вигину

Якщо допустимий тиск вказується з максимальним значенням, межа згинання для профільного прокату стандартами встановлюється мінімальна. Показники здебільшого залежать від розміру труби та способу загину заготовки. До таких відносяться:

• нагрівання або за допомогою піскоструминного обладнання - мінімальне значення радіуса перевищує 3,5 DN;
• за допомогою згинального пристрою – понад 4 DN;
• з використанням печей – допустимо межу 2,5 DN.

Вигнута профільна трубаДжерела ceh24.ru

Тут під DN мається на увазі площа зовнішнього перерізу профілю до механічного на нього.Вимірювання технологами проводяться з урахуванням гнучкості та щільності вихідного матеріалу, товщини стінок заготівлі. Варто зазначити, що важливою умовою є витончення металопрокату не більш як на 15%.

Скільки важить 1 метр погонний сталевої труби за ГОСТ 10704-91

Характеристика труб металевих згідно сортаменту: «Труби сталеві електрозварні прямошовні»

ГОСТ 10705-80

За спеціальною вимогою замовника труби групи більше 152 мм виготовляють довжиною менше 10 м, а труби до 70 мм довжиною не менше 4 м.

ДЕРЖСТАНДАРТ 10705 допускає мірні довжини до 70 мм – від 3 до 5 м;

Якщо розмір від 70 до 219 мм, довжина дозволяється від 6 до 9м.

При від 219 до 426 мм, розмірний розмір – 10 до 12 м,

Вироби понад 426 мм, виготовляють немірну довжину,

При наявній домовленості із замовником труби від 70 до 219 мм можуть вироблятися довжиною від 6 до 12 м, кратністю не менше 250 мм, при цьому вони не повинні перевищувати нижні межі розмірів труб. Розмір припуску при кожному різі не більше 5 мм і включається у кожну кратність різання. За необхідності перевезення труб різних діаметрів та довжини необхідно знати скільки метрів у тонні. Для розрахунку можна скористатися таблицями ДЕРЖСТАНДАРТ, що регламентують певну вагу, але краще скористатися нашим трубним калькулятором.

Яке навантаження діє на профільну трубу

На профільовану трубу діють зовнішні механічні сили: вага конструкцій, тяжкість снігу, вітрові дії тощо.

При цьому кожен вироб має максимальне значення опору. Наприклад, показник навантаження, яке профіль витримує на згин.При досягненні максимальної величини конструкція втрачає міцність і починає деформуватися до розриву.

Таке значення потрібно точно визначати ще на стадії проектування монтажних робіт. Воно обчислюється розрахунковими методами, за допомогою довідкових відомостей, які мають на меті допомогти з'ясувати необхідні параметри профілю: перетин, товщину металу. Вихідними даними при цьому служать характеристики міцності матеріалу і типи майбутніх навантажень.

Допустимі радіуси згину виходячи з міцності матеріалу.

Радіус вигину профілю залежить від зовнішнього перерізу DN, товщини матеріалу, його щільності та гнучкості.

Державні стандарти встановлюють мінімальні значення радіусів вигину для профільованих труб. Їх допустимий розмір багато в чому обумовлений способом загину деталі.

1. Якщо загин роблять нагріванням заготовки, або шляхом набивання її піском, радіус загину повинен становити не менше 3,5 DN.
2. Загин на згинальному обладнанні без нагрівання можливий з мінімальним радіусом 4 DN.
3. Якщо в технологічному процесі використовується пічний нагрівання, допускається значення 2,5 DN.
4. Важливою умовою гнуття є витончення стінок виробу площі операції трохи більше, ніж 15%.

Основні методи проведення інженерних розрахунків

Для відповідального будівництва, наприклад, повноцінного житлового будинку, краще довірити розрахунки фахівцям та проектувальникам. Розглядаючи інші об'єкти, можна скористатися готовими програмами в інтернеті типу згинального калькулятора для профільних труб. Також є готові довідкові таблиці та ряд формул для розрахунку профілю на вигин. Розглянемо детальніше кожен із трьох способів.

Приклад таблиці для визначення ваги профільної труби з алюмініюДжерело sigma.vn.ua

Табличний підхід

Технічні довідники складаються з урахуванням різноманітності опорної системи, способів фіксації зразків цих опорах. Також розглядається природа навантаження. Щоб правильно зробити розрахунок навантаження на профільну трубу, орієнтуючись на таблиці, необхідно розглядати 4 параметри:

• I – момент інерції труби (значення можна взяти з табличних відомостей у документах ГОСТ 8639-82 для квадратного перерізу та ГОСТ 8645-68 – для прямокутного);
• L - Довжина робочого прольоту;
• Q – механічне навантаження на трубу;
• модуль пружності (показники беруться з діючих СНіП).

Всі ці значення згодом стануть у нагоді для проведення обчислень за формулою. Тут враховуватимуться розподіл тиску та спосіб фіксації профілю до опорної системи. Варто зазначити, що формули для розрахунку труби на прогин залежно від схеми навантаження, що надається, можуть змінюватися.

Приклад складання схеми для арочної теплиці з урахуванням навантаження від снігового покриву.

Формула для визначення граничної напруги

Для будівництва якісного та витривалого об'єкта важливо визначити допустиме значення несучої здатності профільної труби на вигин. Тут обчислення ґрунтуються на законі Гука

Він розкриває пропорційність сили пружності до деформацій. Тобто шукана величина можливої ​​напруги буде результатом поділу згинального моменту сили на механічний опір: Q=M/W.

Якщо необхідно визначити поперечний переріз профілю для стояка, можна звернутися до іншої формули: F=N/R. Тут результат площі вимірюється у кв. За відлікові параметри приймаються маса (кг), що діє, і механічний опір матеріалу під час деформаційного процесу (кг/кв.см).Перелічені показники можна знайти у готових технічних таблицях.

Деформація металопрофілю під тиском від трубогинуДжерело bani-nsk.ru

Програмне забезпечення

Калькулятор дозволяє полегшити розрахунок навантаження на профільну трубу. Тут немає потреби у вивченні табличних довідників, інформації в нормативних документах. Також не потрібна кваліфікація в інженерній майстерності. Тут достатньо ввести необхідні значення щодо характеристик і розмірів виробів, деякі параметри щодо конструкції, що зводиться. У програму вже внесено всі необхідні технічні дані, на основі яких результат видається швидко та з максимальною точністю.

Відео опис

У цьому відео продемонстровано тестування профільних труб на предмет несучої здатності у тепличній конструкції:

Коротко про головне

На конструкції з профільного металопрокату чиниться тиск з боку будівельних матеріалів, природних явищ, людського фактора та непередбачених надзвичайних подій.

На етапі проектування за СП 20.13330 від 2011 року враховуються 4 типи навантажень: постійні, довготривалі, короткочасні та особливі.

Визначення максимально допустимого навантаження важливо, щоб унеможливити деформацію профільної труби та пошкодження будови. Не обов'язково проводити інженерні розрахунки для компактних ненавантажених конструкцій типу огорож та теплиць.

Не обов'язково проводити інженерні розрахунки для компактних ненавантажених конструкцій типу огорож та теплиць.

Розрахунки проводяться для невідповідних об'єктів у вигляді довідкових таблиць, готових формул і програмного забезпечення визначення максимально допустимої навантаження на вироби.

Максимальні навантаження

Щоб правильно підібрати трубу для використання, треба знати граничну вагу, яку має витримувати балка або опора в даному місці.

Під тиском зазначеної сили балка прогнеться, але після закінчення впливу повернеться до попереднього стану (на фото). Перевищення найбільшого значення зламає несучу.

У побутовій практиці часто зустрічається розподілене навантаження, що рівномірно впливає на всю довжину балки.

Звідси напрошується висновок про те, що прольоти не повинні бути занадто великими. Встановлення потужної балки може перекрити її переваги ціною питання та загальним обтяженням конструкції. Розумніше встановити додаткові опори, що дозволяє збільшити допустиму вагу перекриття.

Для визначення величини граничних навантажень можна скористатися різними довідковими даними в Інтернеті.

Металопластикові труби

У міру поширення металопластикових труб багато хто почав застосовувати їх у всіх можливих комунікаціях. Вони надійні, практичні, недорогі та зручні в монтажі. Але як гнути металопластикові труби? Для цього застосовують або просту ручну працю (якщо метал у трубі м'який), або метод згинання за допомогою пружини (він розглядався вище). Обов'язковим є виконання умови, що не можна гнути металопластикову трубу більше ніж 15 градусів на кожні 2 сантиметри. У разі нехтування цим параметром труба просто може стати непридатною через велику кількість пошкоджень.

Технологія виконання вигину

У процесі гнуття у металі виникають певні показники напруги. З зовнішнього боку утворюється напруга, що розтягує, а зсередини - напруга стиснення. У момент таких взаємодій змінюється вигин осі.

Під час згинання у зігнутому відрізку змінюється форма поперечного перерізу. У результаті профіль у вигляді кільця змінює свою форму на овальну. Найчіткіший овал можна спостерігати посередині прогину. Деформація знижується на початку та наприкінці прогину.

У труб, що мають діаметр не більше 20 мм, овальність на відрізку, що піддається деформації, повинна бути не більше 15%. А для труб із діаметрами рівними або більше 20 мм – 12,5 %.

Способи вигину труб

Потреба у згинанні труб може виникнути у ряді випадків, наприклад, у процесі монтажу трубопроводу, якщо потрібно «обійти» будь-яку перешкоду. Також нерідко доводиться вдаватися до цієї операції у процесі виготовлення різних металоконструкцій, таких як навіси, теплиці, альтанки тощо.

Слід зазначити, що якщо мова заходить про вигин труб, то маються на увазі такі види:

Придатні для згинання види труб

Далі я розповім, як зігнути в домашніх умовах усі вищеперелічені види труб.

Металеві круглі перерізи

Процес вигину металевих заготовок круглого перерізу досить складний, оскільки вони легко деформуються, а іноді й рвуться. Тому коли вигином займаються у промислових умовах, особливо якщо потрібно маленький радіус, перед тим як здійснити цю операцію виконують розрахунок труби на вигин.

Загинання металевої деталі в домашніх умовах

У домашніх умовах, звичайно, точна формула розрахунку труби на вигин вам не знадобиться. Єдине, що потрібно визначити мінімальний допустимий радіус. Його значення багато в чому залежить від способу, яким виконується ця операція:

На нашому сайті ви знайдете ще багато інформації про згинання листового металу Читайте статтю Оцифрування роботи згинального верстата

K-фактор (коефіцієнт положення нейтральної лінії)

При згинанні на листозгинальному верстаті, внутрішня сторона металевого листа стискається, а зовнішня, навпаки, розтягується. Це означає, що є місце на аркуші, де волокна не стискаються і не розтягуються. Це місце називається "нейтральною лінією". Відстань від внутрішньої частини згину до нейтральної лінії називається К-фактором, коефіцієнтом положення нейтральної лінії.

Змінити цей коефіцієнт неможливо, оскільки він є постійним кожному за типу матеріалу. Він виражається у вигляді дробів, і чим менше К-фактор, тим ближче нейтральна лінія буде розташована до внутрішнього радіусу листа.

K-фактор = тонка настройка

Значення К-фактора впливає на плоску заготівлю, можливо, не настільки, як впливає радіус деталі, але слід враховувати його при тонкому налаштуванні розрахунків для заготовок. Що менше К-фактор, то більше вписувалося матеріал розтягується і «виштовхується», змушуючи заготівлю бути «більше».

Прогнозування К-фактора

Найчастіше ми можемо прогнозувати і налаштовувати К-фактор під час виконання розрахунків плоскої заготовки.

Необхідно провести кілька випробувань вибраної V-подібної виїмки та виміряти радіус деталі. Якщо необхідно більш точно розрахувати К-фактор, можна скористатися формулою розрахунку К-фактора для згинання, наведеною нижче:

Рішення прикладу:

B = 150 + 100 + 60 + BA1 + BA2

Обидва згини менше або дорівнюють 90°:

B1 = 3.14 x 0.66 x (6 + ((4×0.8)/2) – 2 x 10

B2 = 3.14 x 0.5 x (8 + ((4×0.8)/2) – 2 x 12

B = 150 + 100 + 60 + (-4.25) + (-8.93)

B = 296.8мм

Автор методики: Хуліо Алькасер, менеджер міжнародних продажів Rolleri Press Brake Tools

Коментар Dreambird

Обробка листового металу на сучасних виробництвах часто використовується виготовлення деталей, точне дотримання розмірів яких критично. Більше того, в умовах, коли швидкість виготовлення цінується понад усе і від неї залежить, чи субподрядчик отримає замовлення на виготовлення деталей, виробники намагаються уникати витрати часу на виконання калькуляції вручну, виконання різних тестів і виправлення допущених помилок. Використаний у статті метод, безсумнівно, може вважатися точним і викладені у ньому формули корисні, але постійне використання їх при розрахунках веде до додаткових витрат на виробництві.

Сьогоднішні листозгинальні преси часто оснащені стійками ЧПУ і послідовність згинання конкретного виробу може бути задана на комп'ютері безпосередньо після проектування виробу. За наявності готового файлу з геометрією плоскої розгортки послідовність згинання, потрібна для її виконання, також розраховується на комп'ютері після безпосереднього імпорту цього файлу спеціалізоване CAD/CAM-рішення для згинання.

Сучасне автономне програмне рішення Radbend, частина CAD/CAM-комплексу Radan для обробки листового металу є світовим лідером серед додатків аналогічного характеру. Усі викладені у статті розрахунки закладені в Radbend як алгоритмів і вимагають розрахунків вручну. Гнучка деталі виконується в середовищі Radbend так, як вона буде виконана насправді, потім занадто довгі сторони підганяються для абсолютної точності. Далі вже зігнутий виріб відправляється в модуль Radan3D, де на його основі створюється заготівля, при розрахунку довжини якої враховується раніше виконане в Radbend припасування.Таким чином, при виробництві виробу будуть дотримані всі необхідні параметри і обробка буде виконана коректно вже з першого підходу.

Radbend дозволяє заздалегідь визначити технологічність виготовлення деталі, генеруючи та показуючи графічно повну симуляцію обробки та послідовність згинання, допомагаючи підібрати інструмент та розташувати упори. За допомогою цього модуля можна уникнути проблем, які часто виникають на виробництві — запобігти зіткненню інструмента, виробу та частин верстата.

Розрахунок квадратної труби на прогин та вигин

Замкнуті профілі, якими є квадратні, прямокутні та круглі труби, – це варіант для тих, у кого немає можливості використовувати дерев'яні конструкції, але є бажання зрадити майбутній споруді хорошу естетичність. Наприклад, каркас козирка, зварений із квадратних труб, виглядає більш естетично, ніж той же козирок, зварений із куточків.

На цій сторінці Вам представлений калькулятор, що здатний підбирати перетин квадратної труби за міцністю та деформаціями. Іншими словами, за допомогою даного калькулятора Ви можете зробити розрахунок квадратної труби на прогин та вигин за ГОСТ 30245-2003 "Профілі сталеві гнуті замкнуті зварені квадратні для будівельних конструкцій".

Розрахувати квадратну трубу можна для наступних розрахункових схем:

Тип 1 - балка з одним прольотом з прикладеним на неї рівномірно розподіленим навантаженням.

Тип 2 – жорстко защемлена консоль із рівномірно розподіленим навантаженням.

Тип 3 – балка, що лежить на двох опорах з виведеною консоллю з одного боку.

Тип 4 – однопрогонова шарнірно оперта балка з прикладеним на неї зосередженим навантаженням.

Тип 5 - те саме, що і тип 4, тільки з двома зосередженими навантаженнями.

Тип 6 - консоль з жорстким затисканням з прикладеним на неї зосередженим навантаженням.

Що відбувається з матеріалом труб при їх згинанні по радіусу

Труби з круглим, квадратним чи прямокутним перерізом по-різному поводяться у процесі обробки. Однак стінки виробу на зовнішній частині гибу витончуються, оскільки в результаті напруг, що виникають, піддаються розтягуючого моменту.

Зовнішня стінка, що витончилася, звертається до вигнутої частини труби, спрямованої до її серединної осі. Таким чином, деформації піддається її поперечний переріз. При перевищенні межі міцності відбувається розрив заготовки зовнішньої площині вигину.

Стіни труби на внутрішній частині вигину, навпаки, потовщуються, оскільки на них впливає напруга, що стискає. При перевищенні межі міцності труби на стиск метал, з якого вона виготовлена, втрачає локальну жорсткість, у результаті всередині вигнутого виробу з'являються глибокі складки.

Наслідки згинання квадратного та прямокутного профілю.

При згинанні по радіусу труб з квадратним або прямокутним перетином їх стінки піддаються максимальному напрузі стиснення та розтягування із зовнішньої та внутрішньої сторони згину. Висока схильність матеріалу до деформації ускладнює процес контролю напруг, що діють у процесі обробки.

При роботі з профільним металом відзначається його вертикально спрямоване розширення з внутрішньої сторони вигину, що горизонтально протікає вздовж торцевої частини виробу. Ці напруги впливають на стінки заготовки, розташовані вертикально. Поперечний переріз піддається деформації, набуваючи трапецієподібної форми.

Поперечний прямокутний або квадратний переріз погано приймає затискні зусилля, що існують між згинальною та затискною колодкою.Труба прослизає вздовж колодки на початку згинання. Через тертя з колодкою можливе передчасне зношування обладнання.

Проблеми при згинанні круглих труб по радіусу.

При згинанні по радіусу труб з круглим перерізом матеріал менш схильний до деформації в місцях високої напруги. Ділянки з максимальною напругою стиснення та розтягування розташовуються по дотичній осьовій лінії до поперечного перерізу. Завдяки круглій формі профілю метал при згинанні може рівномірно розтікатися у всіх напрямках, що полегшує процес контролю деформації.

Круглий поперечний переріз дозволяє заготовці легко передавати зусилля, що виникають між згинальною та затискною колодкою. У процесі згинання круглих труб по радіусу вони майже не прослизають уздовж колодки.

Максимальні навантаження

Щоб правильно підібрати трубу для використання, треба знати граничну вагу, яку має витримувати балка або опора в даному місці.

Під тиском зазначеної сили балка прогнеться, але після закінчення впливу повернеться до попереднього стану (на фото). Перевищення найбільшого значення зламає несучу.

У побутовій практиці часто зустрічається розподілене навантаження, що рівномірно впливає на всю довжину балки.

Звідси напрошується висновок про те, що прольоти не повинні бути занадто великими. Встановлення потужної балки може перекрити її переваги ціною питання та загальним обтяженням конструкції. Розумніше встановити додаткові опори, що дозволяє збільшити допустиму вагу перекриття.

Для визначення величини граничних навантажень можна скористатися різними довідковими даними в Інтернеті.