Нейтральная ось, проходящая в поперечном сечении прямой трубы через ее центр тяжести, смещается при этом в зависимости от способа гибки в сторону внутренней части гиба (подобно тому, как это происходит при изгибе кривого бруса со сплошным поперечным сечением) или в сторону внешней части гиба. Величина и направление смещения нейтральной оси при одной и той же толщине стенок зависит от ряда факторов, в том числе от величины и направления продольных сил; смещение возрастает с увеличением толщины стенки трубы. О величине смещения нейтрального слоя при гибке труб до сих пор имеется мало данных.При гибке прямой трубы изменение цилиндрической формы и толщин стенок происходит неравномерно по всей поверхности гиба. Наблюдается, что изменение формы поперечного сечения трубы в гибе приводит при заданном приращении кривизны оси трубы к меньшему удлинению по сравнению с удлинением, рассчитываемым по теории изгиба балок. Рассмотрим простейший случай, когда под действием внешнего изгибающего момента труба находится в условиях чистого изгиба. При чистом изгибе отсутствуют касательные напряжения, а величина изгибающего момента постоянна по длине трубы. Труба изгибается по дуге круга с радиусом гиба R. На внешней части гиба (фиг. 2) возникают растягивающие напряжения, а на внутренней части — сжимающие. Растягивающие и сжимающие напряжения дают равнодействующие силы N и N1, направленные к нейтральной оси. Эти равнодействующие вызывают напряжения поперечного сжатия и соответствующие поперечные деформации трубы. Моменты поперечных сил вызывают изменение формы поперечного сечения (сплющивание трубы). В результате напряжений, возникающих при изгибе, происходит утонение внешней и утолщение внутренней стенок трубы. При значительном утонении наружной части гиба происходит ослабление трубы. Это утонение тем более нежелательно, что внутренняя стенка внешней части гиба подвергается в ряде трубопроводов истиранию под действием движущегося по трубе продукта. При гибке тонкостенных труб на малые радиусы гиба величина утонения стенки трубы должна быть учтена в прочностных расчетах трубопровода. Тонкостенными называют трубы, имея в виду не толщину стенки δ, а отношение этой толщины к наружному
Фиг. 2. Изгиб трубы
Гибка трубы с прямой осью происходит под действием сил, перпендикулярных к ее оси, или под действием пары сил, приложенных к ее оси. В отличие от обычной теории изгиба, где продольные деформации волокон рассчитываются в предположении неизменяемости поперечного сечения изгибаемой балки, при изгибе труб необходимо учитывать, что возникающие напряжения приводят к изменению формы поперечного сечения трубы, деформации стенки трубы и смещению нейтральной оси. В металле стенок труб при изгибе происходят упругие и упруго-пластические деформации, меняющие его физико-механические свойства.
Фиг. 1. Способы холодной гибки труб: а —с обкаткой; б — наматыванием; в — волочением; г — вальцовкой; д — на двух опорах; е— растяжением; ж—с внутренним гидростатическим давлением; и — через фильеру, имеющую криволинейную ось; к — по копирам.
Все имеющиеся механизмы для холодной гибки труб на станках без появления гофр на внутренней части гиба (холодная гладкая гибка) имеют различное конструктивное выполнение (фиг. 1, а—к). Гибка труб сопровождается нежелательными для последующей эксплуатации явлениями. К ним относятся утонение стенки на внешней части гиба, овализация (сплющивание) поперечного сечения в гибе, образование гофр и изломов на внутренней части гиба. Кроме того, процесс осложняется тем, что после гибки имеется пружинение (упругий отпор), при котором изменяется радиус гиба трубы. Имеет также значение место расположения гиба вдоль трубы. Если радиус гиба мал, то трубу легче гнуть ближе к ее концам и труднее в средней ее части. У согнутого конца трубы утонение стенки на наружной части гиба меньше, чем у гиба, выполненного в средней части. Поэтому в средней части радиус гиба должен быть выбран большим, чем при гибке конца трубы.
Трубогибы для холодной гибки труб должны создавать усилия для гибки труб и поддерживать трубы в рабочем положении. Во время гибки на трубогибе металл трубы в изгибаемом участке доводится до пластического состояния. Трубогибы разделяются по способам гибки. Выбор способа гибки и трубогиба зависит от диаметра трубы, толщины стенки, материала и необходимого радиуса гиба, необходимого количества гнутых труб, условий производства, имеющегося оборудования, необходимой точности и качества. Наиболее важным для осуществления качественной гибки является правильный выбор способа гибки. Трубы до гнутья, кроме определенных допусков, как по наружному диаметру, так и по толщине стенки имеют разностенность в продольном направлении, причем разностенность зависит от способа изготовления труб. Если кромки, сваренные продольным швом, имеют разную толщину, то горячекатаные трубы имеют разностенность, вызванную технологией изготовления. Однако относительная толщина стенки делает бесшовные трубы значительно более устойчивыми по сравнению со сварными трубами большого диаметра, значительно более тонкостенными (по ГОСТ наименьшая относительная толщина стенки трубы размером 1300 X 10).
Трубогибы и трубогибочные станки для холодной гибки труб
Тел./факс: +7 (812) 331-08-40; +7 (812) 331-39-70
Балтийская Машиностроительная Компания
Теория -Трубогибы и трубогибочные станки для холодной гибки труб - Компания БМК
Комментариев нет:
Отправить комментарий