Как изогнуть трубу большого диаметра
Способы гибки труб
Вопросы, рассмотренные в материале:
Различные способы гибки труб востребованы в тех случаях, когда для создания жесткой металлоконструкции заготовку не подвергают сварке и нет возможности использовать резьбовые соединения. У такой технологии есть свои достоинства, однако она не лишена и недостатков. Гибка труб должна осуществляться специалистами после проведения необходимых расчетов.
В целом, гибка дает одно неоспоримое преимущество – труба остается целой, что исключает течи. Именно поэтому так много сфер производства, где используется данный способ. В нашей статье мы расскажем о том, какими методами осуществляется гибка, какое оборудование используется и каковы нюансы этого процесса.
Основные технологии гибки труб
Гибку труб можно выполнить разными способами. Выбор того или иного метода зависит от таких факторов, как:
Этот способ гибки труб применяют в тех ситуациях, когда использование трубогибочных агрегатов, работающих с холодным материалом, невозможно. Горячий метод достаточно трудоемок. Он предполагает предварительный разогрев трубы и использование наполнителей. В качестве последнего часто выступает очищенный речной песок. Важно, чтобы в нем отсутствовали органические объекты и слишком мелкие частицы (при повышении температуры они могут спекаться и пригорать к поверхности), а также влага (из-за нагревания заготовки она может превратиться в пар и критически повысить давление в трубе).
VT-metall предлагает услуги:
Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы
Во время сгибания труба подвергается воздействию температуры примерно в +900 °С. Длина рабочего участка зависит от сечения и радиуса гибки. При этом необходимо исключить пережоги или повторное нагревание – это снижает качество изделия. Когда все манипуляции выполнены и труба приобретает нужную конфигурацию, из нее извлекаются заглушки, убирается песок и промывается ее внутренняя поверхность.
Этот способ гибки труб имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущим: он более технологичен, процесс занимает меньше времени, а такая производительность способствует снижению затрат на выполнение работ. Холодным методом сгибают заготовки из пластичных цветных металлов. Например, медь и алюминий имеют высокий показатель ковкости, поэтому трубы из этого материала легко поддаются деформированию и без предварительного нагрева.
Если быть откровенным, то сгибание снижает качественные показатели труб и вызывает их некоторые дефекты. Чаще всего встречаются:
Тонкостенные изделия из мягких металлов особенно подвержены деформациям, поэтому способы гибки труб с такой особенностью предполагают обязательное использование механического стабилизатора – дорна.
Дорн – это специальный элемент оснастки, который размещают в рабочем участке полости трубы на время гибки для того, чтобы не произошло производственной деформации ее стенок. Конструкция дорна может быть жесткой или гибкой.
Жесткий дорн – это стержень, выполненный из твердого материала. С одного края рабочей стороны имеет закругленную форму. Устанавливается в полость трубы в точку изгиба. Гибкий дорн также выполнен из твердого металла, но на краю имеет один или несколько гнущихся сегментов в форме сфер или полусфер специальной конфигурации.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Находясь во время работы внутри трубы, он обеспечивает сохранность формы ее стенок. Когда гибка завершена, дорн подлежит извлечению. В процессе выталкивания шарики дополнительно выравнивают внутреннюю поверхность изделия. Применение гибкого дорна несколько сложнее –требуется устройство по его автоматическому управлению, встроенное в трубогибочный аппарат.
Установки, работающие с использованием дорна, бывают только стационарного типа. Способ гибки труб при этом может быть автоматическим или полуавтоматическим. Наиболее производительные и дорогостоящие агрегаты оснащены системой ЧПУ, которая отслеживает и контролирует все технические моменты рабочего процесса.
Виды оборудования для гибки труб
Все гибочные агрегаты можно разделить на три группы в соответствии с типом привода:
В соответствии с принципом действия оборудование делится на следующие виды:
Нюансы гибки труб из цветных металлов
Одно из отличительных свойств цветных металлов – большая пластичность. Однако для выполнения гибки ее может быть недостаточно. Прилагаемые усилия сжатий и растяжений часто бывают причиной смятий и даже разрывов заготовки. Чтобы этого избежать, важно четко следовать технологической инструкции.
При работе с заготовками из меди и латуни используют как холодный, так и горячий способы гибки труб. И в том, и в другом случае в полость объекта помещается наполнитель: для холодного метода – расплавленная канифоль, для горячего – песок. Технологически процесс ничем не отличается от работы со стальными трубами.
Прежде чем приступить к гибке медных или латунных заготовок, их нужно обжечь, а затем остудить. Термическое воздействие на оба материала одинаковое: +600…+700 °С. А вот способы их охлаждения разные: медь для этого окунают в воду, а латунь оставляют на воздухе.
Когда труба приобретает нужную форму, канифоль из нее выплавляют. Чтобы не нарушить целостность изделия, процесс извлечения начинают с краев. Трубогиб может быть как простым инструментом, так и сложным технологичным станком.
Устройства с ручным приводом работают за счет приложения немалой физической силы мастера, а гидравлические агрегаты требуют минимального ее количества. Станки того и другого типа имеют сменные насадки, позволяющие работать с заготовками разных диаметров.
Хотя трубы из меди и латуни гнуть легче, чем стальные, сложности процесса, связанные с законами физики, остаются те же – в точке сгиба наружная стенка заготовки растягивается и истончается.
В то же время, внутренняя стенка сжимается и становится толще. Такие деформации могут привести к изменению формы полости трубы с круглой на овальную, снизить ее проходимость. Поэтому прежде чем приступить к любому из способов гибки труб, важно принять меры по предотвращению негативных явлений.
Способы работы с алюминиевыми трубами такие же, как с медными или латунными:
Прежде чем выбрать способ гибки труб из алюминия, важно ознакомиться с существующими вариантами. Первый подходит для работы с тонкими заготовками, диаметр сечения которых не превышает 10 см. С его помощью можно получить пологий изгиб без высокой градусной точности. Минимальный радиус сгибания установлен строго и составляет 5-6 диаметров трубы.
Степень изгиба зависит от положения отклоняющегося ролика. Этот метод, как правило, встречается при работе с декоративными элементами интерьера. При помощи второго способа выполняют манипуляции с трубами большого сечения. Для этого часто применяют 3-роликовое гибочное устройство. Заготовку располагают между приводными роликами. Радиус гибки настраивается путем изменения их положения.
В этом способе гибки труб получить точный угол еще сложнее, чем в первом. Зато заготовку можно пропускать через роликовую систему до тех пор, пока нужная конфигурация не будет достигнута.
При откатке в полость трубы не помещают наполнитель, поэтому такой метод применим лишь в случаях, когда нужен небольшой изгиб. Работая этим способом, не получится выполнить точные требования по степени овальности сечения на участке воздействия.
Применение давления в качестве способа гибки труб часто встречается при работе с алюминием. Для этого используются прессы с установленными на них штампами требуемой формы матрицы. Заготовка приобретает нужную конфигурацию под воздействием внешнего давления со стороны агрегата.
Существует также метод, когда изгиб заготовке придается за счет внутреннего давления. Для этого трубу размещают в пресс-форме, а во внутреннюю полость подают воду под напором настолько большим, чтобы прижать ее к стенкам.
Работать с дюралюминиевыми изделиями достаточно сложно – они пружинистые и отличаются большой прочностью. Для эффективной обработки их нужно сперва обжечь при температуре +350…+400 °С, а затем остудить на воздухе.
Способы гибки труб большого диаметра
Сравнительно недавно появилось два способа сгибания труб большого диаметра. Первый – при помощи токов высокой и промышленной частоты. Второй – гибка с растяжением. При работе с токами заготовку диаметром 95–300 мм сперва нагревают в высокочастотной установке, затем трубе придается нужный изгиб, а после ее охлаждают.
Оборудование для первого способа состоит из двух частей: механической (трубогибочный станок) и электрической (высокочастотная установка и непосредственно электрическая часть).
Деформации подвергается только нагретый участок трубы, который находится в зоне индуктора. Придание заготовке нужной формы происходит за счет влияния отклоняющегося ролика. Благодаря этому методу можно достичь малого радиуса изгиба.
Второй способ гибки труб выполняют на гибочно-растяжных машинах, укомплектованных поворотным столом. Устройство с большой силой растягивает и изгибает материал – так получаются изделия с крутыми углами и равной толщиной стенок по всей площади.
Ярким преимуществом гибки с растяжением является то, что она позволяет изогнуть трубу со стенками толщиной 2–4 мм на 180°. Этот метод применяется для придания нужной формы заготовкам большого диаметра в авиационной промышленности, автомобилестроении, судостроении, при прокладывании трубопровода – словом, в тех областях, где качество труб имеет особенно большое значение.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Как согнуть своими руками круглую или профильную трубу в домашних условиях без трубогиба
Трубы – универсальный материал, который используется как при строительстве садовых качелей, так и для прокладки водопровода в доме. «Рукастые мужики» все хозяйственные вопросы такого рода решают самостоятельно. При этом, чтобы аккуратно согнуть трубу, необходимо наличие определенного опыта.
Казалось бы, достаточно приобрести заводской трубогиб, и «все будет путем». Однако на практике приходится иметь дело с широким разнообразием как материалов, так и параметров изгиба, которое универсальное оборудование не закрывает. Неизбежно приходится осваивать определенные приемы, а также использовать самодельные приспособления.
Особенности и способы гибки труб в домашних условиях
Во время изгиба профилированного металла в нем возникают радиальные и тангенциальные силы, в результате чего возможен разрыв сечения и появление складок. Желая получить равномерный изгиб без деформаций, следует учитывать все параметры процесса.
Технологию следует выбирать исходя из материала трубы, геометрических размеров профиля, а также необходимого угла и радиуса изгиба. Оценивая перечисленные параметры, применяют специальную оснастку или выполняют работу вручную. При этом профиль предварительно нагревают либо гнут холодный материал. Возможно заполнение внутренней полости трубы песком или другим материалом.
Использование нагрева
При нагреве большая часть металлов их сплавов приобретают большую пластичность и меньше противостоят деформации. Данное правило действует в отношении алюминия, дюралюминия, стали, меди, латуни, алюминиево-железистой бронзы.
Напротив, такие металлы и сплавы как оловянистая бронза, серый чугун, сплавы цинка при нагревании становятся хрупкими. Таким образом, далеко не любой профиль имеет смысл разогревать при изгибе. Также не подвергают нагреву оцинкованные изделия, так как при этом цинковое покрытие повреждается.
Напротив, термопластичные материалы приобретают большую пластичность с ростом температуры. Разогретые металлические изделия становятся до 30 раз менее прочными, что заметно облегчает их изгиб. Длина прогреваемого участка детали определяется кратно диаметру трубы. Для изгиба 90º — в шесть раз больше диаметра, 60º — в 4 раза, 45º — в 3 раза больше диаметра трубы.
Однако при использовании нагрева нельзя переусердствовать, так как при слишком высокой температуре металл плавится и разрушается, в материал проникает кислород и происходит его окисление. Данный форс-мажор носит название «пережог» и при его возникновении материал не подлежит восстановлению.
Таким образом, используя нагрев при изгибе, необходимо контролировать температуру материала. Косвенной оценкой может служить известная температура пламени горелки и время разогрева. Признаком достаточного разогрева стали является ее покраснение до состояния окалины. К разогретому алюминию следует поднести лист бумаги и при его возгорании нагрев завершают. Так как металлы обладают высокой теплопроводностью, работая с разогретыми заготовками необходимо надевать специальные перчатки.
Наполним трубы песком или водой
Наполнение внутренней полости профиля песком или водой значительно упрощает работу. Для профиля квадратного сечения достаточного размера в качестве наполнителя используют жидкость. Вода должны быть чистой, а чтобы она не вытекала, концы профиля затыкают заглушками. Зимой деталь выносят на мороз, а летом воду замораживают в морозилке холодильника. Изгиб выполняют после разогрева профиля в пламени газовой горелки.
При выполнении изгиба с небольшим углом выбирают песок. Заполняя трубу нужно следить, чтобы в ней не оставались пустоты. Оба конца профиля следует заглушить, чтобы наполнитель не высыпался. Заготовку разогревают горелкой и выгибают, постукивая место изгиба киянкой.
Нам помогут шаблоны
Для контроля сложных изгибов в нескольких местах используют шаблоны. В простейшем случае это кусок проволоки, изогнутой как необходимо. Если готовое изделие можно разместить на плоскости, в качестве шаблона можно использовать саморезы, закрученные в лист фанеры. Трубу постепенно изгибают, периодически сверяя с шаблоном.
В условиях мелкосерийного производства шаблон может быть жестким, то есть превращается в оправку. В таком качестве может выступать стальная плита с рядом отверстий, в которые вставляются металлические штыри, исходя из формы будущего изделия. Для формирования изгиба с переменным радиусом готовится металлическая оснастка с зажимом.
Применение валков
Валки часто используют для выполнения изгибов металлического профиля, так как при их вращении уменьшается трение поверхности металла при его деформации. В результате приходится прилагать меньшие усилия, а деталь не получает повреждений.
С применением валков вполне реально изготовить самодельный трубогиб, который позволит изгибать достаточно длинные детали. Чаще всего применяется схема из трех роликов, два из которых выступают в качестве крайних опор, а третий создает давление в центре изгиба.
С помощью самодельного приспособления можно обрабатывать круглые трубы, прямоугольный профиль, пластины и уголки. С его помощью легко обеспечить постоянный радиус изгиба на большой протяженности детали. Такой трубогиб незаменим при изготовлении арочных конструкций больших габаритов для навесов. Приспособление будет обрабатывать заготовки большого сечения, если обеспечить достаточную жесткость и необходимые размеры конструкции.
Использование пружин
«Фокус» состоит в том, чту внутрь изгибаемого профиля вставляется стальная пружина подходящего диаметра. В процессе гибки она удерживает трубу изнутри от неправильной деформации. Перед началом процесса профильный элемент прогревают, а затем изгибают, пользуясь пассатижами. Таким способом можно изогнуть трубу из нержавейки диаметром 40 мм со стенкой толщиной 0,3 мм. Более прочный профиль будет зажимать и деформировать пружину.
Вместо пружины можно использовать пучок проволоки, которая проталкивается в трубу кусками поочередно. После выполнения изгиба отрезки проволоки вытаскивают из полости трубы так же по одному.
Простые способы или как согнуть трубу без трубогиба
Приведенные выше правила изгиба профильных элементов вполне эффективны, но не являются исчерпывающими. В зависимости от конкретных обстоятельств применяют и другие способы как в сочетании, так и по отдельности.
Работаем с профильной трубой
Трубы прямоугольного сечения применяются в домашнем хозяйстве при изготовлении теплиц, навесов садовых арок и прочих конструкций. Профиль легко стыковать, каркас из него удобно покрывать листовыми материалами. При этом аккуратно согнуть профильную трубу не просто. Для получения плавного изгиба без нарушений внешнего вида рекомендуется соблюдать следующие правила:
Учитывая сложность работы с профильным материалом при необходимости обеспечения малого радиуса изгиба, зачастую прибегают к подрезке материала с внутренней стороны. Болгаркой делают несколько пропилов, расположенных с одинаковым шагом. Затем заготовку изгибают и проваривают швы. Места сварки обрабатывают зачистным диском. Прорези можно запаять, если деталь не испытывает заметных нагрузок.
Параметры прорезей можно рассчитать, опираясь на формулу длинны окружности. Рассмотрим изгиб профиля с высотой стенки 20 мм под углом 90º с наружным радиусом 100 мм. При этом длина внешней четверти окружности составит 2 х 3,14 х 100 : 4 = 157 мм. Длина внутренней четверти окружности составит 2 х 3,14 х (100 – 20) : 4 = 125 мм. Разницу этих величин 157 – 125 = 32 мм нужно вырезать. Если мы используем диск толщиной 2,5 мм потребуется 32 : 2,5 = 13 надрезов. В случае 13-ти швов получается 12 сегментов между ними (на один меньше, чем надрезов). Значит на внутреннем участке угла длиной 125 мм нужно проделать 13 надрезов с шагом 125 : 12 = 10,5 мм.
При аккуратном исполнении профиль изгибается точно до соприкосновения кромок прорезей. Остается проконтролировать угол изгиба 90º, заварить и зачистить швы.
Разумеется, для гибки профильных труб можно использовать все рассмотренные выше методы, не прибегая к резке и сварке. Однако все они возможны при изгибании материалов по относительно большим радиусам.
Как управится с черными стальными и нержавеющими трубами
Рассмотрим особенности гибки труб из черной и нержавеющей легированной стали. Например, при изгибании нержавеющего профиля, не допускается применение нагрева из опасения повреждения материала. В этом случае применяют наполнители, то есть песок, замерзшую воду или калибрующую пробку. При этом наполнитель жесткого типа призван сохранить форму изделия, тогда как упругое заполнение сохраняет от растяжения наружную стенку трубы.
При выполнении работ используются различные ограничительные элементы. Чтобы исключить потертости и деформации заготовки, жесткий наполнитель (например, проволоку) и ограничители смазывают машинным маслом.
Особенности изгиба алюминиевых труб
«Дюраль» — относительно твердый и упругий материал, так что гнуть его не просто. Чтобы сделать дюралюминиевый профиль более податливым, заготовку разогревают до 350-400 градусов, а затем охлаждают на воздухе.
Тонкостенные алюминиевые трубы диаметром до 100 мм гнут методом проталкивания между роликами. При этом можно получить не очень точный, но равномерный изгиб радиусом не менее 5 диаметров трубы.
Алюминиевую трубу можно согнуть без трубогиба, если использовать песок в качестве наполнителя. Если необходимо изготовить несколько одинаковых деталей или гнуть толстостенный материал, лучше воспользоваться специальным инструментом. В любом случае работу облегчит применение шаблона для контроля процесса.
Тонкости работы с медью и латунью
В целом, при изгибании как медных, так и латунных труб, применяют те же приемы, что и при работе со стальным профилем. Используются как простейшие приспособления, так и заводские трубогибы. Возможны как «холодные» так и «горячие» технологии. При использовании холодного метода внутреннюю полость трубы заполняют песком.
При выборе второго варианта трубы из меди и латуни предварительно подвергают отжигу при температуре 600-700 градусов. После этого медь охлаждают в воде, а латунь на воздухе. Для обеспечения качественного изгиба внутреннюю полость трубы заполняют расплавленной канифолью. После окончания процесса ее необходимо выплавить.
Гнем полипропиленовую трубу
Полипропиленовые трубы следует выгибать только в том случае, если без этого не обойтись. Тем более, что существуют всевозможные фитинги, позволяющие изменить направление трассы из полипропилена нужным образом. При этом далеко не все материалы допускается подвергать нагреву. Лучше предварительно проверить таковую возможность на обрезках материала.
При использовании горячего метода материал разогревают не более чем до 150 градусов с помощью строительного фена. В любом случае, получить равномерный изгиб невозможно, а его минимальный радиус в восемь раз больше наружного диаметра трубы. Если речь идет о толстостенной трубе, лучше воспользоваться помощью трубогиба.
Изгиб металлопластиковых труб
Трубы из металлопластика любого сечения гнуться руками довольно легко. При этом большие пальцы рук упираются во внутреннюю область изгиба, во избежание перегибов. Максимальная величина закругления не должна превышать 15⁰ на 20 мм длинны.
Наиболее эффективной оснасткой для изгиба полипропиленовых труб считаются пружины. Пружина может надеваться на заготовку, либо вставляться внутрь трубы. При этом ее диаметр должен соответствовать диаметру детали. При отсутствии необходимой оснастки, пружину можно изготовить своими руками.
Пружина, вставленная внутрь, лучше подходит для формирования сложных изгибов. При их выполнении будет полезен шаблон из саморезов, вкрученных в лист толстой фанеры.
Подведем итоги
Изучив вышеизложенное становится понятно, что в домашних условиях возможно выполнить изгиб широкого ассортимента профильного материала. Обобщим полученную информацию: