Как выполнить расчет трубы на изгиб – подробное руководство
Трубы стальные используются в строительстве очень часто, так что нередко требуется несколько поменять их форму, чтобы на выходе получить конструкцию заданной конфигурации. В этой публикации речь пойдёт про то, как делается расчет на прогиб трубы стальной, который пригодится для того, чтобы изготавливающиеся строения не утратили собственной прочности и были практичными.
Характеристики металла для гибки
Любому металлу свойственна собственная точка сопротивления, другими словами самая большая и самая маленькая нагрузка, которую он может выдерживать.
Если оказать на металл слишком высокое давление, это провоцирует деформацию, неиспользуемые прогибы или надломы в профиле. Создавая расчет на изгиб трубы, стоит иметь ввиду такие основные свойства как плотность металла, размеры и диаметр профильных или круглых труб, и также ряд прочих показателей. Аналогичным образом, можно будет спрогнозировать, в какой степени практичным будет применение того или другого материала в условиях внешней среды.
Нужно обратить внимание, что напряжение будет появляться не только конкретно в месте прогиба трубы стальной, но и на удалённых от центра сгиба участках. Высшее касательное напряжение будет наблюдаться собственно в области центральной оси сгиба.
В процессе гибки трубы происходит сжатие внутреннего металлического слоя, он становится меньше, а слой находящийся с внешней стороны, напротив, возрастает за счёт растяжения. А вот центральный слой металла не меняется, хранит исходные параметры, обеспечивая таким образом стабильность трубы.
Выполнение расчетов на изгиб
Выполнение расчета круглой трубы на изгиб требуется для того, чтобы установить максимально возможный уровень напряжения на каждый конкретный трубный участок.
Любой материал имеет собственную величину нормального напряжения, которые не оказывают какого-нибудь влияния на само изделие. Для получения точных расчетов, их необходимо проводить по специализированной формуле. Большое внимание необходимо выделять тому, чтобы критерии оставались в границах максимально позволенных значений. По закону Гука, образующаяся сила упругости полностью пропорциональна деформации.
Рассчитывая величину изгиба, необходимо дополнительно применять 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 появляются конкретные критерии напряжения. С наружной стороны образуется растягивающее напряжение, а внутри – напряжение сжатия. В момент подобных взаимных действий меняется изгиб оси.
Во время изгибания в согнутом отрезке меняется форма поперечного сечения. В конце концов профиль в виде кольца изменяет собственную форму на овальную. Самый четкий овал можно смотреть в середине прогиба. Дефармация уменьшается в начале и конце прогиба.
У труб, имеющих диаметр не больше 20 мм, овальность на отрезке, подвергающемся деформации, должна быть не больше 15 %. А для труб с диаметрами равными или более 20 мм – 12,5 %.
Необходимо выделить, что внутри изгиба, где начинается деформирование сжатия, могут возникать складочки. Этот факт, в основном, негативно проявляется на корректной работе системы, так как складочки уменьшают проходимость труб, повышаюту величину сопротивления в плане гидравлики и уровень засорения.
Пределы радиусов изгиба труб
Руководствуясь госстандартами, трубы должны содержать самый маленький радиус изгиба (подробнее: «Какой радиус гиба труб можно получить с помощью различных типов трубогибов»). При осуществлении сгибания с помощью нагрева трубы, заполненной песком, внешнее трубное сечение должно быть как минимум 3,5 DN. При изменении формы трубы на трубогибочной установке без применения нагрева – более 4DN.
При прогреве атмосферной горелкой или в печи, чтобы складочки образовывались частично, величина должна равняться 2,5 DN. В случае потребности в получении сильного сгиба, к примеру для систем с согнутыми канализационными отводами, которые делаются способом горячей протяжки или штамповкой – более 1 DN.
Труба как правило имеет и меньшую величину сгиба. Но все таки, допускать это можно лишь в случае если трубы изготавливались при технологии, когда их стенки утончаются на 15 % от всей толщины.
Все расчеты на стабильность трубы при изгибе должны выполняться очень и очень ответственно.
Формулы и иные данные для получения расчетов
Для выполнения расчетов на прогиб, выясняем длину детали.
Получить ее можно по следующей формуле:
- R – радиус изгиба, измеряемый в миллиметрах;
- ? – угол;
- І – ровный отрезок в 100/300, необходимый для захвата изделия (при оперировании инструментом).
Проводя расчеты для трубы стальной необходимо принимать во внимание размер элемента, подлежащего сгибанию.
Для этого необходимо сделать расчеты по такой формуле:
- ? – 3,14;
- ? – угол изгиба;
- R – радиуса (меряется в миллиметрах);
- DH – внешнее трубное сечение.
Минимально возможные градусы для изгиба медных труб и латуни можно найти в соответствующих таблицах. Все данные отвечают ГОСТам № 494/90 и № 617/90. Дополнительно в них можно найти величины наружных сечений, очень маленькие статично свободные отрезки.
Есть также таблица, которая поможет выполнить расчеты трубы на изгиб – в ней хранятся данные по трубам профильным, которые соответствуют ГОСТу № 3262/75.
Для недопущения недочетов в расчетах необходимо также просчитывать сечение и толщину стенок.
Как собственными силами согнуть трубу
Во время появления надобности в сгибе трубы собственными руками, можно при расчитывании воспользоваться многофункциональной формулой (пять диаметров трубы).
Например рассчитаем изгиб для трубы у которых диаметр 1,6 мм:
- В первую очередь необходимо точно представить, какую окружность необходимо получить в конце концов (для точного сгиба требуется ? окружности).
- Дальше необходимо узнать радиус. Для этого 16 умножается на 5 – выходит 80 мм.
- Теперь высчитываются стартовые точки для изгиба. В этом случае необходимо воспользоваться формулой C=2?•R:4. Тут С – тот патрубок, который станет принимать участие в работе. Применяется два ? и величина внешнего радиуса трубы.
- На последней стадии величины замещаются популярными критериями: 2•3,14•80:4. В конце концов выходит 125 мм, что равняется длительности отрезка, на котором минимально возможный радиус изгиба будет равняться 80 мм.
Если по приведенным формулам у вас расчеты получить не выходит, их можно провести с помощью программы-калькулятора, которых достаточно на просторах интернета.
Определив нагрузку на округлую трубу и проведя все расчеты, можно начинать работы по гибке, для чего лучше воспользоваться специализированным ручным трубогибом, который в большой мере упростит монтаж. Подобных инструментов есть несколько разных вариантов. Сегментное устройство даст возможность делать работу, смотря на специализированные шаблоны, форма которых выбирается под определенное сечение и форму труб. Возможен сгиб трубы до 180?.
У дорнового трубогиба есть подвижный компонент в середине, который не позволяет образования деформирований.
Независимо от применяемого инструмента, не забывайте, что для получения точного и хорошего изгиба, проведите изначальные точные перепроверенные расчеты.