При работе с каркасными металлоконструкциями, особенно при устройстве арок и сводов, не обойтись без применения деталей радиусной формы. Изготовить их можно на достаточно простом оборудовании — трубогибах. О видах и особенностях трубогибов и трубогибочных станков и их выборе мы расскажем в статье.
Как устроен и работает трубогиб
Для сгибания толстого металла одной только мышечной силой разумно выполнить ряд поэтапных деформаций малой величины соответствующим приложенным усилием. Это и есть главный принцип работы трубогиба, простой аналог которого можно изготовить даже в домашних условиях.
В рабочую часть станка входят три ролика из твердой стали, расположенные в ряд на равном расстоянии друг от друга. Крайние ролики жестко закреплены к основанию станка на одинаковой высоте. Средний ролик немного приподнят над ними, чтобы в просвет помещалась деталь из металлического проката. Технически можно согнуть прокат любого профиля (зависит от формы роликов), но трубы в строительстве приходится гнуть чаще всего. Отсюда происходит и название инструмента, и наиболее распространенная форма катков с полукруглой канавкой, которыми трубогиб обычно комплектуется производителем.
Если приложить усилие к среднему ролику, он передаст его на трубу и та прогнется. Если усилие будет выше порога упругости (10 кH), в металле произойдут структурные смещения, и он прогнется настолько сильно (1:50 мм), что не выпрямится обратно даже после снятия нагрузки. Примечательно, что любые изменения формы происходят только в рабочей зоне, то есть хвосты трубы, начиная от последней точки контакта с роликом, останутся практически без изменений.
Усилие нельзя наращивать беспредельно. На столь малых расстояниях структуру металла нарушить очень легко, поэтому любой прокат имеет безвредный радиус сгибания, кратный диаметру трубы или другому основному размеру. Поэтому точку контакта несколько перемещают вдоль трубы, увеличивая радиус изгиба до допустимых значений. Его можно даже задавать фиксировано, опираясь на значение приложенного усилия и расположение точек, в которых оно приложено — роликов.
В этом заключается основная сложность изгиба проката со сложным профилем: для расчета требуемого усилия (или хотя бы фиксации его текущего значения) станок должен быть укомплектован вспомогательными системами.
Ручные и стационарные — принципиальные отличия
Прямо вытекающее отличие стационарного инструмента от ручного — примитивное устройство последнего и отсутствие каких-либо дополнительных систем. Исключение составляют гидравлические трубогибы, в которых усилие можно достаточно точно определить по манометру, указывающему давление в поршне.
Сфера применения также разнится. В строительстве, к примеру, может быть не важно, чтобы металл изгибался с критическим радиусом, в том числе и под острыми углами. Поэтому для прокладки металлических трубопроводов их элементы гнут на заведомо завышенных радиусах, чтобы гарантированно исключить структурные нарушения.
Размер деталей тоже имеет огромное значение, но не только в разделении классов инструмента. С одной стороны, чтобы обрабатывать более массивные детали, нужны узлы и соединения повышенной надежности, которые делают оборудование в сборе неперемещаемым. С другой стороны, мелкоразмерный прокат нет смысла гнуть на станке для швеллера № 12. Дорогие и современные станки этого недостатка лишены: ролики разных диаметров можно переставлять, к тому же крайние катки двигаются линейно и расстояние между ними можно, например, уменьшить, чтобы точно согнуть тонкий пруток. В этом вся суть работы трубогиба: не прогнуть металл, а согнуть его.
Механизированная и полуавтоматическая обработка
Пользуясь данными из специальных таблиц, можно произвести расчеты для сгибания трубы диаметром D, толщиной стенки N под углом S с радиусом R между прямыми участками. Всего четыре величины для круглой трубы, но для более сложных профилей могут потребоваться дополнительные расчеты, обычно выполняемые технологами промышленных предприятий.
Другой способ — сугубо экспериментальный. Если точность не архиважна, но требуется высокая скорость, станок можно заставить выполнить повтор только что произведенной человеком последовательности действий, но уже с новой заготовкой, а со временем откалибровать программу окончательно.
Для этого нужно, чтобы процесс гибки мог происходить без участия человека. Поэтому для прокатки деталей используется привод на среднем ролике или двух крайних, если они синхронизированы передачей. Мышечную силу может заменить мотор-редуктор или гидравлический двигатель, подключенный к одной с давящим поршнем маслостанции. Механизированные станки не всегда имеют автоматическое поле, ручные инструменты комплектуют приводом просто для экономии сил.
Слабые места трубогибов
Как и любое механическое устройство, трубогибы, а в особенности трубосгибающие станки, не лишены недостатков. Некоторые из них сугубо технические и исправляются только в очередном поколении оборудования.
Очевидно слабое место — подшипники катков, которые под высоким давлением быстро вырабатываются. Все зависит от качества стали — она тем лучше, чем дороже инструмент. По клейму на подшипнике можно определить его тип (оптимально — роликовый) и страну производства.
Большинство остальных поломок случается в приводной части машины. Механические грешат быстрым износом шестерен, винтов и роликовых цепей. Слабые места гидравлических трубогибов — шланги и трубки высокого давления, вальцы и штуцера, прочие фитинги. Со временем даже в хорошей гидравлике могут возникнуть течи, поэтому необходимость замены масла или эмульсии должна быть предусмотрена конструктивно.
Общая рекомендация по надежности конструкции такова: поскольку трубогиб относится к специальному инструменту, все его детали должны иметь узкоцелевое назначение. Например, не допускается использование ширпотребных метизов (в том числе метрических шпилек) на регулировочных винтах. Из видов соединений приемлемы только горячие заклепки, специальные винтовые штифты и роликовые втулки в местах подвижных соединений. Подделку могут также выдать велосипедные или мотоциклетные звездочки цепных передач, отсутствие на приводном винте специальной профильной резьбы и подобные детали. О производителе гидравлического инструмента может многое сказать информация на шильдике поршня. Оптимально, если последний выглядит одним целым с корпусом станка и своего шильдика не имеет.
Специальные трубогибы
Описанная конструкция считается наиболее распространенной, хотя можно встретить оборудование с несколько иным принципом действия. Оправка из валков с канавками остается почти неизменной тенденцией, но трубогиб, например, может не прокатывать металл, а просто продавливать его. Если расстояние между валками тщательно выверено, угол изгиба определяется по сдвигу ролика или углу поворота приводной рукоятки.
Всего же существует четыре способа согнуть трубу: прокаткой, накаткой, обмоткой и горячей формовкой. В строительстве актуальны первые два, остальные наверняка останутся вотчиной точных производств.
Присоединяйтесь к нам на канале Яндекс.Дзен
