Изчисляване на профилна тръба за огъване: за какво и как се правят такива изчисления

Профилните тръби се използват широко в частното и промишленото строителство. От тях създават беседки, оранжерии, гаражи, стопански постройки, билбордове. Дизайните са не само класически правоъгълни, но могат да имат и най-разнообразна конфигурация. Затова е много важно правилно да се изчисли максимално допустимото огъване на тръбата. Това ще осигури на сградата здравина, издръжливост и ще позволи да запази първоначалната си форма.

При производството на конструкции от профилна тръба не трябва да се огъва „по око“ - трябва да се правят подходящи изчисления

Свойства и характеристики на оформените тръбни изделия

Обичайно е тръбите да се наричат ​​тръби, напречното сечение на които се различава от кръгли. Най-често срещаните опции са квадратни и правоъгълни продукти. Те са особено популярни с факта, че крайният дизайн, създаден на тяхна основа, има сравнително ниско тегло. Освен това! Поради специфичната си форма, закрепването на тръбните елементи към различни повърхности и един към друг е значително опростено.

Тези строителни продукти са направени от широка гама от сплави и метали. Най-често обаче се използват профилни тръби, изработени от нисколегирана и въглеродна стомана. Всеки метал се характеризира с такова естествено качество като точка на устойчивост. Тя може да бъде както максимална, така и минимална. Първият, по-специално, предизвиква деформация на изградените конструкции, води до излишъци, което може да доведе до извивки.

При огъване е важно да се вземат предвид такива характеристики като вида на продукта и неговата плътност, напречно сечение, размер, както и гъвкавостта на материала и неговата твърдост. Познавайки всички тези свойства на метала, изпълнителят ще може да разбере как ще се държи конструкцията по време на работа.

Освен това трябва да се помни, че когато продуктът е огънат, вътрешните му части се компресират, което води до увеличаване на плътността им и намаляване на размера. Дължината на външния слой съответно се увеличава, той става по-разтегнат, но по-малко плътен. Освен това, дори в края на процеса, първоначалните характеристики на средните секции са запазени.

При огъване на тръба е необходимо да се вземат предвид свойствата на материала, от който е направена, нейните размери и дебелина на стената

Важно! Напрежението по време на огъване на профила на тръбата задължително ще възникне дори в сегментите на продукта, колкото е възможно по-далеч от неутралната зона. Особено високо налягане ще изпитат слоеве, разположени в непосредствена близост до горната неутрална зона.

Как здравината на материала влияе на допустимите радиуси на огъване?

GOSTs, работещи на територията на нашата страна, регулират достатъчно подробно характеристиките и свойствата на елементите, използвани при изчисляване на якостта на огъване на тръбата. На първо място, в този контекст ние считаме минималния радиус, чрез който е разрешено огъването на оформен тръбен продукт. Зависи от условията на огъване. Ако тази процедура се извършва с нагряване или с пълнене на кухината на тръбата с пясък, стойността на външния диаметър започва от 3,5 DN (DN означава условен проход).

В случай, че изпълнителят може да използва специализирано оборудване (например машина за огъване на тръби), което ви позволява да извършите последователността на необходимите операции без нагряване или други допълнителни мерки, тогава минималният диаметър е 4 DN.

Ако е необходимо да се извърши достатъчно остър завой, диаметърът трябва да бъде най-малко 10 DN, тъй като тази процедура ще се извършва по други методи, главно при високи температури.

Разбира се, стойностите, предоставени от държавните стандарти, могат да бъдат леко намалени, но тогава е необходимо да се изчисли профилната тръба за огъване много внимателно. Отклонения от GOST са възможни, ако с използвания метод на огъване се гарантира, че дебелината на стената ще се промени от първоначалната с 15%. Само тогава можете да сте сигурни, че огъването от по-малки стойности няма да окаже значително влияние върху здравината на конструкцията в бъдеще.

Възможно е да се огъне тръбата до максимално допустимия радиус за нея само с помощта на специална машина или устройство

Какви формули и таблици се използват

За правилното изчисляване на якостта на огъване на тръбата е необходимо да се установи дължината на частта. Това става по следната формула:

D = 0,0175 × P × Y + p1, където

D е дължината на детайла; P е радиусът на огъване на тръбата (mm); Y е необходимия ъгъл на огъване; p1 е разстоянието за задържане на детайла, необходимо за използване на специално оборудване.

На следващо място, ние оценяваме величината на предложената секция за огъване съгласно тази формула:

D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), където

D1 - дължината на огънатия участък; π е известна математическа константа; Y - ъгъл на огъване (градуси); DN - диаметър върху външната повърхност на тръбата (mm).

ГОСТ № 617/90 и № 494/90 съдържат най-малките стойности на основните характеристики, въз основа на които се изчислява здравината на профилния тръбен продукт за огъване.

Добре е да се знае! Този подход - регулирането на минимални стойности - осигурява удобството на капитана, както и най-голямата безопасност при извършване на работа и, разбира се, при експлоатационни конструкции, по-специално изградени от месингови и медни профили.

Основните характеристики, използвани в процеса на изчисляване на якостта на огъване на тръба, са дадени в таблицата по-долу.

маса 1

Данните в тази таблица са за тръбни месингови и медни изделия. И изчисляването на натоварването на огъване на профилната тръба, направена от стомана, се извършва в съответствие с данните по-долу (GOST № 3263/75).

таблица 2

Основните параметри, които трябва да се вземат предвид при определяне на натоварването при огъване, включват дебелината на стената и диаметъра на детайла. Корелацията на тези два показателя е представена в следващата таблица. Между другото, съдържащата се в него информация може да се използва за изчисляване на натоварването върху тръбата с кръгло напречно сечение.

Таблица 3

Трябва да се каже още нещо. Различни онлайн калкулатори, присъстващи в Интернет, се призовават да заменят ръчното изчисление на натоварването от въпросния тип. Те работят в съответствие с формулите, заложени в тях, ориентирани към различни проби от тръбни продукти. Обхватът на приложение на модерен он-лайн калкулатор е много широк: като се започне от най-простото изчисляване на кръгла тръба за отклонение и завършва с изчисляването на натоварването върху профилната тръба, когато тя е огъната.

Деформацията на тръбите при завоя понякога е неизбежна, но може да влоши работата на готовата конструкция

Процес на огъване

Всяка деформация води до намаляване на носещата способност на профилната тръба и е придружена от появата на продължителни напрежения по стените ѝ. На вътрешния слой, поради компресия на метала, плътността се увеличава, а върху външната част напрежението, напротив, намалява стойността на този показател. Формата на напречното сечение също се променя, както се очаква. Комбинацията от тези фактори води до факта, че носещата способност на конструкцията при завоя е значително намалена. Това важи за кръгла тръба, както и за продукт с правоъгълна и квадратна тръба. Освен това, за последните две това явление не е толкова изразено, отколкото за тръба с кръгло напречно сечение.

Във всеки случай обаче е необходим внимателен подход за оценка на степента на приложен товар по време на огъване на детайла. Тогава ненужни неизправности и кривини няма да се появят върху него. От гледна точка на функционалното предназначение, това се отнася преди всичко за кръгли тръби, от които са направени завои за водоснабдителни системи.

Добре е да се знае! Образуваните гънки водят до запушвания, повишават устойчивостта на транспортираната течност и намаляват пропускливостта на работната среда.

Следователно степента на овална деформация за част с диаметър до 20 мм не трябва да надвишава 15 процента. С увеличаване на диаметъра стойността на този показател намалява до нивото от 12,5 процента. Същите числа се използват и за определяне на оптималното натоварване върху отклонението на тръба с напречно сечение на профила, а горните диаметри се отнасят до правоъгълника (а) или квадрата (а) на вписания / описания кръг в / около.

Прилагайте закона на Хук

Изчисляването на якостта на огъване на тръбния продукт се намалява, според закона на Хук, до просто определяне на максималната стойност на напрежението за изследваната структурна точка. В този случай е важно да се вземе предвид от какъв материал е направен профилът, тъй като всеки от тях се характеризира със собствен показател за напрежение.

Според закона на Хук, еластичната сила е в пряка пропорция на степента на деформация. По принцип за изчисленията се използва следната формула:

H = P / V, където

N е напрежението; P е величината на завоя по оста на приложената сила; V е стойността на съпротивлението на огъване, което се взема по горната ос.

При огъване на тръби трябва да се помни, че натоварването на детайла не трябва да бъде твърде силно, в противен случай тръбата просто ще се спука

Определянето на нормалната стойност на съпротивлението е включено в кръга на основните задачи на лицето, което е взело решение да издигне конструкцията от профила. А използването на формулата за изчисляване на оптималното ниво на сила, действаща върху тръбата, включва проверка на правилността на резултатите. За да направите това, трябва да знаете редица правила и, разбира се, да ги следвате. Те са формулирани накратко както следва:

• Преди да продължите с изчисленията, е необходимо да нарисувате поне скица на бъдещия дизайн. Така ще бъдете застраховани от грешки, причинени от неразбиране на формата на конструкцията;
• за да се предотврати деформация или разрушаване на профила, който затруднява работата на сградата, трябва да се вземе предвид материалът за нейното производство и дебелината на стената;
• След като се изчисли якостта на огъване на тръбата, е необходимо внимателно да се проучат резултатите. Те не трябва да надвишават максималните стойности.

Е, основното правило е: правете изчисленията бавно, точно, точно. Използвайте подходящи формули на всеки етап, не коригирайте стойностите към тези, които са полезни за вас самите.