Gięcie rur

Wszystko o gięciu rur stalowych

Po wytworzeniu rury zwykle musi ona zostać poddana obróbce, aby mogła zostać uformowana w przydatny produkt. Gięcie jest jednym z najczęstszych z tych procesów i może być wykonywane ręcznie lub za pomocą maszyn sterowanych komputerowo metodami formowania na gorąco lub na zimno. W zależności od konkretnego zastosowanego procesu gięcia właściwości fizyczne i mechaniczne materiału wyjściowego mogą ulec zmianie, ale ostateczny cel budowy urządzenia przemysłowego do transportu gazu i cieczy pozostaje taki sam, niezależnie od zastosowanej techniki.

Zasady gięcia rur i rurek

Siły zginające

Podczas gięcia rury zewnętrzna ściana w punkcie zakrętu zaczyna się rozciągać i ściemniać. Jednocześnie odpowiedni wewnętrzny segment przedmiotu staje się grubszy i bardziej ściśnięty. Kontrolowanie tych stopni deformacji fizycznej jest ważne dla stworzenia gładkiego zaokrąglonego zakrętu. Rury o grubych ściankach wygięte w szerokim promieniu mogą mieć stosunkowo niski stopień odkształcenia, ale cieńsze rurki mogą tego nie robić. Usługi gięcia zazwyczaj mierzą współczynnik ścianki, który jest stosunkiem grubości ścianki rury do jej średnicy zewnętrznej, w celu ustalenia, czy rurę należy traktować jako cienki czy gruby przedmiot obrabiany.

Podobnego porównania dokonuje się między promieniem linii środkowej i zewnętrzną średnicą rury, aby ustalić, czy promień gięcia jest wąski czy szeroki. Kombinacja promienia gięcia i współczynnika ścianki służy do określenia złożoności gięcia. Zgodnie z parametrami, w których ściany wewnętrzne i zewnętrzne nie byłyby poważnie ujęte, można wykonać standardową procedurę gięcia za pomocą podstawowego zestawu matryc, takich jak gięcie, zacisk i matryca. Matryca zaciskowa utrzymuje rurkę w pozycji, a matryca dociskowa zmusza ją do zgięcia matrycy, aby zakrzywić się w pożądany kształt.

Funkcje trzpienia

W wielu przypadkach przedmiot rurowy nie spełnia idealnych kryteriów i nie może być prawidłowo kształtowany za pomocą podstawowego zestawu do matryc. W miarę wzrostu pomiaru współczynnika ścianki od przerzedzenia ściany zewnętrznej, promień gięcia również rośnie węższy i zwiększa szanse na uzyskanie spłaszczonego zgięcia. Zwykle ma to miejsce, gdy ściana jest zbyt cienka, aby zachować jej integralność pod kątem zagięcia. Trzpień jest często używany do wyrównania tej słabości. Trzpień jest urządzeniem, które można przymocować do wnętrza rurki w punkcie zagięcia, aby zapewnić wsparcie podczas całej operacji. Można go zaprojektować jako pojedynczą wtyczkę lub sekwencję kulek, które wyginają się i dostosowują do zgięcia. Oprócz zapewnienia wewnętrznego podparcia cienkich rur, trzpień wtykowy może być również użyty do wywierania dodatkowej siły zginającej na grubsze rury, które są trudniejsze do kształtowania.

Wygładzanie

W trudniejszych warunkach zginania, takich jak cienkie rurki o wąskim promieniu zgięcia, ściśnięcie ścianki wewnętrznej może rozwijać się nierównomiernie, powodując defekty zmarszczek. Matryca wygładzająca może być konieczna w celu zmniejszenia ryzyka marszczenia się przedmiotu obrabianego. Wygładzacz został zaprojektowany w taki sposób, aby wbić się w rowek między rurą a matrycą zginającą, i ma cienką końcówkę sięgającą miejsca, w którym rura zacznie się wyginać. Wygładzacz wypełnia szczelinę między matrycą gnącą a rurką, pozostawiając rurkę zwężoną i usuwając wszelkie miejsca dla rozwoju zmarszczek. Wygładzacze są często używane w połączeniu z trzpieniem, aby jeszcze bardziej zmniejszyć ryzyko deformacji.

Wydłużenie

Wydłużenie to stopień, w jakim rura może się rozciągać przed uszkodzeniem strukturalnym lub pękaniem. Biorąc pod uwagę, że rozciąganie materiału zachodzi zasadniczo we wszystkich procedurach gięcia rur, wydłużenie może być ważnym problemem dla producentów. Zasadniczo, ponieważ promień gięcia rośnie coraz ciaśniej, materiał będzie się bardziej rozciągał. W niektórych przypadkach wybór materiału podyktowany jest oczekiwanym poziomem wydłużenia. Na przykład stal nierdzewna ma większe maksymalne wydłużenie niż inne gatunki stali, co ułatwia zginanie bez pękania wzdłuż wąskiego promienia.

Narzędzia i techniki gięcia

Producenci rur zwykle oferują różnorodne podstawowe projekty, takie jak kształty okrągłe lub kwadratowe, a także dostępne są liczne niestandardowe formy. Ich produkty często znajdują się w rolnictwie, przemyśle lotniczym, budowlanym, motoryzacyjnym, medycznym i elektrycznym. Większość rur stosowanych w tych branżach jest wytwarzana z metalu lub tworzyw sztucznych. Standardowe procesy gięcia wykorzystują szereg narzędzi i technik, od trzpieni gnących rury podczas formowania do triangulowanych urządzeń walcujących, które działają na wstępnie uformowanych rurach i rurach.

Chociaż wiele obecnych procesów gięcia rur jest zautomatyzowanych i funkcjonuje zgodnie z parametrami komputerowymi, oprzyrządowanie pozostaje ważnym problemem w produkcji rur i rur. Stosunek trwałości narzędzia do ceny narzędzia ma duży wpływ na efektywność kosztową całego procesu gięcia, dlatego względy zużycia i awarii narzędzia są niezbędne do optymalizacji szybkości produkcji.

Wybór materiału narzędzia i konfiguracji, takich jak określone konfiguracje trzpienia, zestawu matryc lub wycieraczki, jest etapem przygotowawczym, który może wpłynąć na faktyczną procedurę gięcia. Koszty oprzyrządowania mogą być również kosztowne, więc ocena odpowiedniego promienia gięcia zgodnie z potrzebami aplikacji lub standardowych parametrów wymiarowania przed gięciem może zmniejszyć koszty produkcji. Stosowanie tego samego promienia dla wielu przebiegów to kolejny sposób na poprawę efektywności kosztowej.

Gięcie wypychające

Gięcie wypychające jest jedną z najstarszych i najtańszych metod gięcia stosowanych obecnie. W tym procesie rura jest mocowana w dwóch punktach zewnętrznych, podczas gdy tłok zginający dociska się do środkowej osi przedmiotu obrabianego. Moc jest przenoszona przez pionowy cylinder ubijający, a siłownik dociska rurkę do pary nieruchomych rolek, powodując, że wygina się ona wokół matrycy. Większe krzywe mogą być tworzone przez etapy przyrostowe. Gięcie wypychające jest powszechnie stosowane do produkcji samochodowych rur wydechowych i formowania przewodów elektrycznych. Nadaje się do zastosowań, w których nie jest wymagany okrągły przekrój, ponieważ brak trzpienia i wewnętrznych podpór może powodować deformację, powodując owalny przekrój.

Gięcie obrotowe

Gięcie rotacyjne jest najczęściej stosowaną metodą do zastosowań wymagających precyzyjnych średnic rur i wysokiej jakości wykończenia. Ta metoda wykorzystuje zestaw matryc składający się z matrycy o ustalonym promieniu i nieruchomej matrycy kontrującej. Rura lub rura jest przeciągana przez matrycę oporową, która dociska obrabiany przedmiot do matrycy kształtującej wzdłuż osi gięcia. Gięcie obrotowe może zapewnić wysoką dokładność, ponieważ dwie matryce mają stały promień linii środkowej. Ponadto niektóre giętarki ciągnące można zaprogramować w taki sposób, aby powtarzały złożone operacje gięcia wielu elementów, co poprawia precyzję i jednorodność przebiegu produkcyjnego. Rury i rury gnące z obrotowym naciągiem są powszechnie stosowane w wielu zastosowaniach, w tym:

• Gięcie kanałów
• Poręcze
• Klatki i podwozia samochodowe
• Dekoracyjne prace żelazne
• Ramy przyczepy

Gięcie walcowe

Gięcie walcowe pierścieniowe jest skuteczne w formowaniu rur i rur o dużych obwodach i promieniach linii środkowej. W tej metodzie stosuje się giętarki zwykle złożone z trzech triangulowanych rolek pierścieniowych rozmieszczonych na osobnych wałach. Gdy rurka przechodzi między rolkami, górna rolka wywiera nacisk w dół, dociskając przedmiot do dolnych rolek i powodując zgięcie rurki. Rolki te są często ręcznie lub hydraulicznie regulowane. Gięcie za pomocą walca pierścieniowego wytwarza stosunkowo jednolite przekroje przy niewielkim odkształceniu i służy do wytwarzania walców bębnowych, ram urządzeń, rur kratownicowych i innych zaokrąglonych elementów o dużej średnicy.

Gięcie trzpieniowe

Gięcie trzpieniowe jest stosunkowo precyzyjnym procesem, który powoduje bardzo mało odkształceń w rurach. Jest w stanie zginać cienkie materiały z mniejszym promieniem, niż mogłyby normalnie wytrzymać bez łamania lub deformowania dzięki zastosowaniu wewnętrznych wzmocnień. Elastyczny wewnętrzny trzpień jest wkładany do trzonu rury pod kątem, w którym rura zostanie wygięta. Trzpień ten zapobiega niezamierzonemu odkształceniu wnętrza, gdy obrabiany przedmiot jest przeciągany przez matrycę do gięcia przeciwnego i zestaw matryc do formowania. Gięcie trzpienia jest powszechnie stosowane do tworzenia rur wydechowych, rur dolotowych i wymienników ciepła oraz rur mlecznych.