Profilne cijevi naširoko se koriste u privatnoj i industrijskoj gradnji. Od njih stvaraju sjenice, staklenici, garaže, gospodarske zgrade, panoi. Dizajni nisu samo klasični pravokutni, već mogu imati i najraznovrsniju konfiguraciju. Stoga je vrlo važno pravilno izračunati maksimalno dopušteno savijanje cijevi. To će zgradu pružiti čvrstoću, trajnost i omogućiti će da zadrži svoj izvorni oblik.
Kod izrade konstrukcija iz profilne cijevi, ne smije se savijati "za oko" - treba napraviti odgovarajuće proračune
Sadržaj
Svojstva i značajke oblikovanih cjevastih proizvoda
Uobičajeno je da se cijevi nazivaju cijevima čiji se presjek razlikuje od okruglog. Najčešće opcije su kvadratni i pravokutni proizvodi. Posebno su popularni činjenicom da konačni dizajn stvoren na njihovoj osnovi ima relativno malu težinu. Osim toga! Zbog svog specifičnog oblika, pričvršćivanje elemenata cijevi na razne površine i jedno na drugo znatno je pojednostavljeno.
Ovi građevinski proizvodi izrađeni su od širokog spektra legura i metala. Najčešće se koriste profilne cijevi od niskolegiranog i ugljičnog čelika. Svaki metal karakterizira takva prirodna kvaliteta kao točka otpora. Može biti i maksimalan i minimalan. Prvi, posebno, uzrokuje deformaciju izgrađenih konstrukcija, vodi do ekscesa, što može rezultirati kinkovima.
Pri savijanju važno je uzeti u obzir takve karakteristike kao što su vrsta proizvoda i njegova gustoća, presjek, veličina, kao i fleksibilnost materijala i njegova krutost. Znajući sva ova svojstva metala, izvođač će moći razumjeti kako će se konstrukcija ponašati tijekom rada.
Osim toga, treba imati na umu da kada se proizvod savije, njegovi se unutarnji dijelovi komprimiraju, što dovodi do povećanja njihove gustoće i smanjenja veličine. Duljina vanjskog sloja se u skladu s tim povećava, postaje rastezljivija, ali manje gusta. Štoviše, čak i na kraju postupka su sačuvane početne karakteristike srednjih presjeka.
Pri savijanju cijevi mora se uzeti u obzir svojstva materijala od kojeg je izrađena, njegove dimenzije i debljina stijenke
Važno! Naprezanje tijekom savijanja profila cijevi nužno će se pojaviti čak i na segmentima proizvoda što je dalje moguće od neutralne zone. Posebno visok pritisak će osjetiti slojevi smješteni u neposrednoj blizini gornje neutralne zone.
Kako čvrstoća materijala utječe na dopuštene polumjere savijanja?
GOST-ovi koji djeluju na teritoriju naše zemlje dovoljno detaljno reguliraju karakteristike i svojstva elemenata koji se koriste u proračunu čvrstoće na savijanje cijevi. Prije svega, u ovom kontekstu smatramo minimalni polumjer za koji je dopušteno saviti oblikovani cjevasti proizvod. Ovisi o uvjetima savijanja. Ako se ovaj postupak provodi zagrijavanjem ili punjenjem šupljine cijevi pijeskom, vrijednost vanjskog promjera počinje od 3,5 DN (DN znači uvjetni prolaz).
U slučaju kada izvođač može upotrijebiti specijaliziranu opremu (na primjer, stroj za savijanje cijevi) koja vam omogućava izvesti slijed potrebnih operacija bez grijanja ili drugih dodatnih mjera, tada je najmanji promjer 4 DN.
Ako je potrebno izvesti dovoljno oštar zavoj, promjer bi trebao biti najmanje 10 DN, jer će se ovaj postupak provoditi drugim metodama, uglavnom pri visokim temperaturama.
Naravno, vrijednosti dobivene državnim standardima mogu se malo smanjiti, ali tada je potrebno vrlo pažljivo izračunati profilnu cijev za savijanje. Odstupanja od GOST-a moguća su ako se korištenom metodom savijanja zajamčeno da se debljina stijenke mijenja od izvorne za 15%. Tek tada možete biti sigurni da savijanje manjih vrijednosti neće imati značajan utjecaj na čvrstoću konstrukcije u budućnosti.
Za nju je moguće saviti cijev do najvećeg dopuštenog radijusa samo uz pomoć posebnog stroja ili uređaja
Koje se formule i tablice koriste
Za točan izračun čvrstoće na savijanje cijevi potrebno je saznati duljinu dijela. To se vrši prema sljedećoj formuli:
D = 0,0175 × P × Y + p1, gdje
D je duljina obratka; P je polumjer savijanja cijevi (mm); Y je potreban kut savijanja; p1 je udaljenost kojom se drži radni komad potreban za upotrebu posebne opreme.
Zatim procjenjujemo veličinu predloženog presjeka savijanja u skladu s ovom formulom:
D1 = π × Y / 180 (P + DN / 2), gdje
D1 - duljina savijenog dijela; π je poznata matematička konstanta; Y - kut savijanja (stupnjeva); DN - promjer na vanjskoj površini cijevi (mm).
GOST-ovi br. 617/90 i br. 494/90 sadrže najmanje vrijednosti glavnih karakteristika na temelju kojih se izračunava snaga proizvoda profilnog cijevi u savijanju.
Dobro je znati! Ovakav pristup - regulacija minimalnih vrijednosti - pruža praktičnost zapovjednika, kao i najveću sigurnost prilikom izvođenja radova i, naravno, tijekom rada građevina, posebno izrađenih od mesinganih i bakrenih profila.
Glavne karakteristike korištene u procesu izračuna čvrstoće na savijanje cijevi date su u donjoj tablici.
stol 1
| Minimalni polumjer savijanja | Minimalna slobodna duljina | Vanjski promjer |
| 90 | 60 | 30 |
| 72 | 55 | 24 |
| 36 | 50 | 18 |
| 30 | 45 | 15 |
| 24 | 35 | 12 |
| 20 | 30 | 10 |
| 16 | 25 | 8 |
| 12 | 18 | 6 |
| 8 | 12 | 4 |
| 6 | 10 | 3 |
Podaci u ovoj tablici odnose se na cjevaste mesingane i bakrene proizvode. A proračun opterećenja savijanja na profilnoj cijevi izrađenoj od čelika provodi se u skladu s donjim podacima (GOST br. 3263/75).
tablica 2
| Veličina cijevi | Slobodna duljina (minimalno) | Minimalni polumjer savijanja | ||||
| Uvjetni prolaz | Vanjski promjer | Vruće stanje | Hladno stanje | |||
| 100 | 114 | 230 | 340 | 680 | ||
| 80 | 88,5 | 170 | 265 | 530 | ||
| 65 | 75,5 | 150 | 225 | 450 | ||
| 50 | 60 | 120 | 180 | 360 | ||
| 40 | 48 | 100 | 150 | 290 | ||
| 32 | 42,3 | 85 | 130 | 250 | ||
| 25 | 33,5 | 70 | 100 | 200 | ||
| 20 | 26,8 | 55 | 80 | 160 | ||
| 15 | 21,3 | 50 | 65 | 130 | ||
| 10 | 17 | 45 | 50 | 100 | ||
| 8 | 13,5 | 40 | 40 | 80 | ||
Glavni parametri koji se moraju uzeti u obzir pri određivanju opterećenja na savijanje uključuju debljinu stijenke i promjer obratka. Povezanost ova dva pokazatelja prikazana je u sljedećoj tablici. Usput, informacije sadržane u njemu mogu se koristiti za izračunavanje opterećenja na cijevi kružnog presjeka.
Tablica 3
| Promjer (mm) | Polumjer savijanja (minimalni) za debljinu stijenke | |
| Debljina je veća od 2 mm | Debljina manja od 2 mm | |
| 60/140 | 5D | 7D |
| 35/60 | 4D | 6D |
| 20/35 | 3D | 5D |
| 5/20 | 3D | 4D |
Treba još reći. Razni on-line kalkulatori prisutni na Internetu pozivaju se da zamijene ručni proračun opterećenja dotične vrste. Oni djeluju u skladu s formulama koje su postavljene u njima, orijentirane na različite uzorke cijevnih proizvoda. Raspon primjene suvremenog mrežnog kalkulatora vrlo je širok: počevši od najjednostavnijeg izračuna okrugle cijevi za odstupanje i završavajući računanjem opterećenja na profilnoj cijevi kada je savijen.
Deformacija cijevi na zavoju ponekad je neizbježna, ali može pogoršati izvedbu gotove konstrukcije
Postupak savijanja
Svaka deformacija dovodi do smanjenja nosivosti profilne cijevi i prati pojavu dugotrajnih naprezanja na njenim zidovima. Na unutarnjem sloju, zbog kompresije metala, gustoća se povećava, a na vanjskom dijelu, napetost, naprotiv, smanjuje vrijednost ovog pokazatelja. Oblik poprečnog presjeka također se mijenja kako se očekuje. Kombinacija ovih čimbenika dovodi do činjenice da se nosivost konstrukcije na zavoju značajno smanjuje. To vrijedi za okruglu cijev, kao i za proizvod pravokutnih i kvadratnih cijevi. Štoviše, za posljednja dva ovaj fenomen nije toliko izražen nego za cijev s kružnim presjekom.
Međutim, u svakom slučaju, potreban je pažljiv pristup procjeni stupnja opterećenja tijekom savijanja obratka. Tada se na njemu neće pojaviti nepotrebne greške i zakrivljenosti. S gledišta funkcionalne svrhe, to se, prije svega, odnosi na okrugle cijevi od kojih su napravljeni zavoji za vodovodne sustave.
Dobro je znati! Nastali nabori dovode do blokade, povećavaju otpornost transportirane tekućine i smanjuju propusnost radnog medija.
Stoga stupanj ovalne deformacije za dio s promjerom do 20 mm ne smije prelaziti 15 posto. S porastom promjera, vrijednost ovog pokazatelja smanjuje se na razinu od 12,5 posto. Isti se brojevi koriste i za određivanje optimalnog opterećenja na progib cijevi s profilnim presjekom, a gornji se promjeri odnose na pravokutnik (a) ili kvadrat (a) kružnice upisane / opisane u / oko.
Primijeni Hookeov zakon
Izračun čvrstoće na savijanje cjevastog proizvoda svodi se, prema Hookeovom zakonu, na jednostavno određivanje maksimalne vrijednosti napona za ispitivanu konstrukcijsku točku. U ovom je slučaju važno razmotriti od kojeg materijala se izrađuje profil, jer svaki od njih karakterizira vlastiti pokazatelj napona.
Prema Hookeovom zakonu, elastična sila je u izravnom srazmjeru sa stupnjem deformacije. Za proračun se općenito koristi sljedeća formula:
H = P / V, gdje
N je napon; P je veličina zavoja duž osi primijenjene sile; V je vrijednost otpora na savijanje, uzeta duž gornje osi.
Pri savijanju cijevi treba imati na umu da opterećenje na radnom komadu ne smije biti prejako, inače će se cijev jednostavno rasprsnuti
Određivanje normalne vrijednosti otpora uključeno je u krug glavnih zadataka osobe koja je donijela odluku da se konstrukcija podigne iz profila. A upotreba formule za izračunavanje optimalne razine sile koja djeluje na cijev uključuje provjeru ispravnosti rezultata. Da biste to učinili, morate znati brojna pravila i, naravno, slijediti ih. Oni su ukratko formulirani na sljedeći način:
- Prije nego što nastavite s proračunima, potrebno je nacrtati barem skicu budućeg dizajna. Tako ćete biti osigurani od pogrešaka uzrokovanih nerazumijevanjem oblika građevine;
- kako bi se spriječilo deformacija ili uništavanje profila koji ometaju rad zgrade, potrebno je uzeti u obzir materijal njegove izrade i debljinu stijenke;
- Izračunavši čvrstoću na savijanje cijevi, potrebno je pažljivo proučiti rezultate. Ne smiju prijeći maksimalne vrijednosti.
Pa, osnovno je pravilo: izračune radite polako, točno, točno. Koristite odgovarajuće formule u svakoj fazi, ne prilagođavajte vrijednosti onima koje su korisne za vas.
