Гибка металлических труб – необходимая операция при ремонте или замене сантехнических трубопроводов или кабельных вводов. Часто её приходится выполнять при помощи ручных и приводных устройств, предназначенных для выполнения данной операции. Чтобы не гнуть «на глазок», полезно освоить некоторые правила работы с такими устройствами - трубогибами, разобраться с их возможностями и ограничениями, получить представление о значениях допустимых радиусов гибки и т.д.
Материалы данной статьи могут пригодиться даже нормировщикам, разрабатывающим расценки на соответствующие работы. Приняв во внимание наши рекомендации, можно получить уверенность в том, что даже самая сложная гибка будет выполнена с требуемым качеством и размерной точностью.
- Какие есть технологии и оборудование для гибки металлических труб?
Чаще всего на трубогибах производится обработка сплошных или цельносварных труб круглого поперечного сечения (профильные изделия лучше гнуть другими способами). Металл заготовки должен быть пластичным: если при попытке деформирования вдоль поверхности наблюдается трещинообразование, трубу необходимо отжечь.
Важно: гнутая труба в своём последующем применении более технологична, чем сварная: при пропускании через неё рабочей среды снижаются показатели гидросопротивления, уменьшается вероятность протечек, да и внешний вид детали более эстетичен, нежели сварной
Для правильного применения трубогибочного станка (или ручного приспособления) необходимо знать о различных способах гибки трубных заготовок. Их три:
Гибка под давлением (или компрессионная).
Гибка с вытяжкой.
Валковая гибка.
Компрессионную гибку ведут на станке, рабочая зона которого включает три валка. Два из них неподвижны, и могут настраиваться на разный диаметр изделия, а третий – средний – может перемещаться, производя деформирование.
При гибке труб большего диаметра и из менее пластичных материалов применяют гибку с вытяжкой. Усилия деформации возрастают, поэтому работают на станках, использующих гидравлический или электрический привод.
Принцип работы заключается в том, что инструмент тянет или протягивает трубу вокруг шаблона, воспроизводящего поверхность изделия после обработки. Вместо того, чтобы зажимать трубку позади шаблона (иногда называемого оправкой), заготовка прижимается к нему, при этом зажим и шаблон вращаются вместе с трубкой, протянутой вокруг оправки по дуге.
Изгиб во время вытяжки решает некоторые проблемы, связанные с искажением формы заготовки. Во время гибки на одной поверхности трубы возникают напряжения растяжения, а на противоположной – напряжения сжатия. Последние способствуют образованию складок, которые не только портят внешний вид трубы , но и становятся потенциальным источником образования трещин.
Тягово-гибочные станки могут быть простыми и с ЧПУ (числовым программным управлением). Инструмент для гибки должен точно захватывать трубу, чтобы протягивать ее вокруг оправки. это означает, что устройство должно соответствовать внешнему диаметру трубы; а рабочая поверхность шаблона, вокруг которой протягивается труба, должна соответствовать требуемому радиусу гибки.
Некоторые тонкостенные трубки (в зависимости от диаметра или характеристик материала) при таком изгибе могут разрушиться. Поэтому работать на станке для гибки с вытяжкой можно только тогда, заготовка надёжно поддерживается в точке, где происходит изгиб. Для этого заготовку вставляют по центру трубы оправкой вниз.
Если необходим очень пологий изгиб, с большим радиусом кривизны, гибка с вытяжкой становится невозможной, поскольку размер инструмента (и станка, на котором он устанавливается) резко возрастает. Именно в таких ситуациях необходима валковая гибка, иногда называемая толкающей.
Станок для гибки труб по валковому методу работает, проталкивая трубу через три ролика - два с одной стороны трубы и один (средний) - с другой. Если ролики только слегка соприкасаются с заготовкой, то она будет проходить через них без деформирования. По мере увеличения давления на ролики, которое создаётся винтовым механизмом, материал начнёт деформироваться. Он становится вогнутым на стороне одного ролика, в то время как два внешних ролика пытаются протолкнуть трубу в зазор. Чем больше давление, тем жестче изгиб и тем меньше радиус гиба.
Конструкция станков, которые действуют по принципу роликовой гибки, может предусматривать ручной привод, а может приводиться в движение гидравлическим/электромеханическим узлом.
Для труб, изготовленных из средне- и высокоуглеродистых сталей вследствие пружинения фактический радиус гибки может отличаться от первоначального (как правило, он увеличивается). Правильно пропускать такие заготовки через зону деформирования несколько раз (взад-вперёд). Поскольку рабочая поверхность валков шлифована, то повторные проходы снижают шероховатость поверхности готового изделия. При свободно вращающихся роликах подача материала в зону гибки производится либо рукой работающего, либо – в приводных установках – специальным толкающим механизмом.
2. Определяем, какой тип трубогибочного станка лучше подойдет для вашей задачи?
Хороши все описанные виды способов, поскольку каждый из них предназначен для выполнения разных операций. Гибкой с вытяжкой пользуются для значительного изменения оси детали, что типично для большинства применений, в то время как гибка валками предназначена для деформирования по большому радиусу, и часто используется при изготовлении садовых металлоконструкций, например, каркасов теплиц, а также в мебельном производстве и строительстве.
Отметим ряд ограничений в применении трубогибочных установок. Так, недостаток гибки вальцовкой заключается в том, что для получения нужной кривизны требуется выполнить несколько пробных переходов. При гибке растяжением их может быть меньше, особенно, если известны характеристики деформируемости материала.
3. Выбираем размер изделия
Выбор стандартного диаметра имеет ряд преимуществ:
сортамент более доступен, и его заказ не придётся оформлять индивидуально;
стандартные инструменты/оправки всегда входят в комплектацию трубогибов;
в справочниках имеются готовые зависимости между теоретическими и фактическими значениями радиусов деформирования.
Приводим наиболее часто встречающиеся соотношения между внешним диаметром D круглых трубчатых заготовок и толщиной стенки t:
D, мм | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 15 | 18 | 20 | 25 |
t, мм | 1,0 | 1,5 | 2,0 | ||||||
Перед работой на станке следует определиться со значениями радиуса гибки r, который измеряется по оси трубы. Cтандартная рекомендация при гибке на 90 градусов: r = 2D, хотя можно предусмотреть и некоторый диапазон значений, например r = (1,5-6,0)D. Не исключено, что придётся предусмотреть изготовление нестандартной оправки или ролика.
Важно: увеличение радиуса гиба чревато появлением складок на той поверхности трубы, где будут действовать напряжения сжатия
Для удобства пользования на корпусе ручных трубогибов всегда имеется мерная шкала, как это показано на рисунке.
Особую популярность приобрела оснастка для мультигибки, на которой можно проводить деформирование заготовок с разными радиусами. Мультигибкой можно одновременно гнуть заготовки по разным схемам без перенастройки инструмента.
Рекомендация: если проектируется сложный пространственный трубопровод, не стоит увлекаться многообразием радиусов гиба, которые отличаются друг от друга менее, чем на 5 мм: трудоёмкость работ окажется неоправданно высокой
4. Помним об основных правилах работы на трубогибах
Разобравшись с конструкцией и принципом работы станка/приспособления, следует:
По возможности выбрать стандартный диаметр трубы. Для малых радиусов изгиба старайтесь по возможности придерживаться одного радиуса изгиба и используйте соотношение r = 2D;
При мультигибке необходимо использовать либо соответствующее приспособление, либо сменный комплект оправок/роликов;
Не уменьшать минимальные значения радиуса гиба во избежание складкообразования;
В сложных случаях сгибать заготовку строго по указанным размерам, это позволит избежать искажения поперечного сечения. Если характеристики пластичности материала недостаточны, подогрейте деформируемый участок паяльной лампой. Произойдёт отжиг, в результате которого металл станет более гибким;
При обработке пружинистых сталей используйте многократное перемещение уже продеформированной заготовки в валках или роликах при той же их настройке;
Старайтесь не применять смазку, которая может исказить результат: сама по себе гибка труб не является энергозатратной операцией, и в снижении усилия необходимости нет.
Заключение
Гибка труб (в том числе многократная или пространственная) в большинстве случаев может производиться с помощью ручного инструмента. Оснастка, по возможности, должна иметь настроечную шкалу и как можно более широкий набор сменных деталей. Применяя механизированное оборудование, стоит отдавать предпочтение агрегатам с гидроприводом: они работают медленнее, но зато снижают вероятность появления брака.