Putken taivutuskaavat: Kehitetty pituus, taivutusvähennys ja takaisinjousi

Putken taivutus kaavat eivät ole akateemisia harjoituksia. Niiden takia valmistettu osa putoaa telineeseen ensimmäisen kerran ja syynä putken pituus leikataan oikein ennen kuin kukaan koskettaa sahaa. Työskenteletpä sitten LRA-tulosteella (viiva, säde, kulma) tai XYZ-koordinaattien taulukko, samat suhteet toistuvat jatkuvasti: kehitetty pituus, takaisku, taivutusvähennys ja korjaukset, jotka kertovat, mitä materiaali todella tekee kuormitettuna. Tässä on työskentelykokonaisuus, johon luotamme joka päivä, sekä paikat, joissa matematiikka pysähtyy ja kokemuksen on otettava haltuunsa.

Määritä geometria ennen kuin lasket mitään

Suurin osa laskentavirheistä alkaa yhdestä epäselvyydestä: mihin ulottuvuuteen säde viittaa? Putkipiirustuksessa säde annetaan tavallisesti putken keskiviivalle, jota kutsutaan keskiviivasäteeksi tai CLR:ksi, ei mutkan sisäpuolelle. Jos tulosteessa on sisäsäde, lisää puolet ulkohalkaisijasta ennen kuin kosketat alla olevaa kaavaa. Kun näitä kahta sekoitetaan 25 mm 50 mm putkessa, kehitetty pituus poistuu noin 39 mm 90 asteen mutkassa, mikä on enemmän kuin tarpeeksi osan romuttamiseksi.

Toinen käytäntö on yhtä tärkeä: taivutuskulma vs. taivutusasteet. Taivutus, joka kääntää putken suorassa kulmassa, on 90 astetta mutka, ja kahden jalan välinen kulma on tällöin myös 90 astetta. Kun putki taittuu takaisin itseään kohti, mukana tuleva kulma kutistuu taivutusasteiden kasvaessa, koska DOB = 180 astetta miinus sisällytetty kulma. Varmista, mitä arvoa piirros esittää, ennen kuin rakennat sen ympärille asennuksen.

Ydinkaavat

Kehitetty pituus, jota kutsutaan myös kaaren pituudeksi

Kehitetty pituus on itse käyrän kuluttaman putken määrä mitattuna keskiviivaa pitkin:

DL = (pi × CLR × DOB) / 180

Jos CLR on 150 mm ja taivutusaste 90, DL = (3,1416 × 150 × 90) / 180 = 235,6 mm. Jotkut liikkeet tarkentavat tätä neutraaliakselin kertoimella, koska materiaali virtaa muovauksen aikana mutkan sisäpuolelle ja todellinen neutraaliviiva siirtyy hieman sisäänpäin: DL = (pi × DOB / 180) × (CLR miinus K × t). Kerroin K on yleensä välillä 0,2-0,5, ja ainoa rehellinen tapa korjata se materiaalillesi on taivuttaa testikappaletta ja mitata se.

Pudotus ja tangentin pituus

Takauma on etäisyys kahden jalan keskilinjan leikkauspisteestä takaisin tangenttipisteeseen, jossa suora jalka päättyy ja käyrä alkaa:

SB = CLR × rusketus (DOB / 2)

90 asteen kulmassa tan (45 astetta) on yhtä kuin 1, joten takaisku on yhtä suuri kuin CLR, joka on esimerkissämme 150 mm. Tangentin pituus on sama luku mitattuna kunkin haaran leikkauspisteestä, minkä ansiosta on helppo muuntaa leikkauspisteiksi mitoittavan piirustuksen ja tangenttien mittaavan piirustuksen välillä.

Taivutuksen vähennys

Kun piirros antaa jalkojen pituudet mitattuna leikkauspisteisiin, kulma lasketaan kahdesti. Taivutusvähennys poistaa tämän päällekkäisyyden:

BD = 2 × SB miinus DL

90 asteen esimerkki: 2 × 150 miinus 235,6 = 64,4 mm. Matalissa mutkissa vähennys on pieni; tiukoille, suurikulmaisille mutkille siitä tulee riittävän suuri, jotta sen huomiotta jättäminen takaa lyhyen osan.

Koko leikkauspituus

Leikkauspituus = jalkojen pituuksien summa mitattuna leikkauspisteisiin, vähennettynä kaikkien taivutusvähennysten summalla. Vastaava reitti on leikkauspituus = suorien tangentin ja tangentin välisten osuuksien summa plus kehitettyjen pituuksien summa. Molempien menetelmien pitäisi olla samaa mieltä. Kun he eivät tee, tavallinen syy on taivutus, joka unohtui vähennyslaskussa.

Poikkeamat ja mutkien välinen etäisyys

Parille yhtäläiselle mutkalle, joka siirtää putkea sivusuunnassa etäisyyden O verran, putkea pitkin mitattu mutkien välinen etäisyys on DBB = O / sin(DOB). Siksi tuttu 45 asteen siirtymä kertoo siirtymän noin 1,414:llä. Epätasaisten kulmien tai kolmen ulottuvuuden tapahtuessa työskentele koordinaateissa sen sijaan, että yrität ketjuttaa kaksiulotteisia kaavoja yhteen.

Mitä kaavat eivät kata: seinän oheneminen, soikeus ja vähimmäissäde

Kaikki yllä oleva olettaa, että putki säilyttää muotonsa. Se ei tee. Taivutuksen ulkopinta venyy ja ohenee, sisäpuoli puristuu ja paksuuntuu ja poikkileikkaus litistyy hieman. Nämä vaikutukset ratkaisevat, onko teoreettisesti oikea osa todella valmistettava.

Seinien ohennus mutkan ulkopuolella

Hyödyllinen ohutseinämäinen arvio on t_min = t × CLR / (CLR OD / 2). 50 mm:n ulkohalkaisijan putkelle, jonka seinämä on 2 mm 150 mm:n säteellä, se antaa noin 14 prosentin vähennyksen. Käsittele tätä konservatiivisena geometrisena rajana mitatun tuloksen sijaan. Oikean kokoisella tuurnalla, oikealla välyksellä ja sopivalla tehostimella todellinen harvennus on yleensä huomattavasti vähemmän.

Ovaliteetti

Ovaliteetti is calculated as (D_max minus D_min) divided by OD, multiplied by 100. General industrial work often accepts 5 percent or less, while aerospace and automotive fluid lines frequently demand tighter limits. Ovality grows quickly as the CLR-to-OD ratio falls, which is why the radius choice and the tooling choice are really the same decision.

Pienin taivutussäde nyrkkisäännöt

• Vapaamuotoinen taivutus ilman karaa: noin 3 × OD on käytännöllinen lattia monille miedolle teräkselle ja alumiinille.
• Karalla ja pyyhkimen suulakkeella: 1,5 × OD on rutiinia, ja 1 × OD tai tiukempi on saavutettavissa sopivalla työkalulla ja raskaammalla seinällä.
• Seinäkerroin (OD jaettuna t:llä) yli noin 30 tekee yleensä ohuen seinämän romahtamisen rajoittavan tekijän eikä itse säteen.
• Ruostumattomat ja lujat seokset tarvitsevat suuremman säteen tai enemmän tukea kuin hiiliteräs samalla seinäkertoimella.

Työstetty esimerkki: 90 asteen taivutus 50 mm:n ulkohalkaisijan putkessa

Yhdistä kaavat yhteistä työtä varten: 50 mm ulkohalkaisija, 2 mm seinä, 150 mm keskilinjan säde, 90 astetta mutka, kahdella 400 mm:n suoralla jalalla mitattuna leikkauspisteisiin.

Oheneminen on geometrisesti huonoin tapaus tukemattomalle mutkalle. Jos määrittelysi rajoittaa seinämän ohenemista 10 prosentilla, avaat säteen, lisäät oikean välyksen omaavan karan tai siirryt raskaampaan seinään ennen materiaalin leikkaamista.

Kaavasta valmiiksi osaksi

Numerot saavat sinut piirtämään; työkalut ja ohjaus toistaa piirustuksen tuhat kertaa. Springback on selkein esimerkki. Työkalun irtoamisen jälkeen putki löystyy ja mutka avautuu hieman, jolloin koneen on taivutettava yli ja säde kasvaa hieman suhteessa työkaluun. Pehmeä teräs 3 × OD-säteellä saattaa tarvita vain yhden tai kaksi astetta ylitaivutusastetta, kun taas ruostumaton ja luja alumiini voi vaatia huomattavasti enemmän. Käytännön vastaus ei ole parempi yhtälö, vaan ohjaus, joka tallentaa kompensaatioarvot materiaalia, sädettä ja seinämän paksuutta kohti ja käyttää niitä sitten automaattisesti seuraavassa ajossa.

Tämä on kohta, jossa kaavojen ja laitteiden on sovittava yhteen. Kone, joka voi kohdistaa mutkan, pitää tuurnasta ja seurata tehostuskäyrää täsmälleen asennustaulukon mukaisesti, muuttaa lasketut luvut toistettavaksi prosessiksi kertaluonteisen onnistumisen sijaan. Jos käytät samoja laskelmia eri osaperheissä, se auttaa näkemään alueen putken taivutuskoneet vierekkäin manuaalisista ja NC-malleista täysautomaattisiin CNC-yksiköihin.

CNC L-sarjan täysautomaattinen servo-hydrauliputkien taivutuskone Toistettavia laskettuja taivutusasennuksia varten mallissa SB-219CNC on kolme ohjelmoitavaa akselia, servosyöttö ja -kierto, hydrauliset ja CNC-taivutustilat sekä karan voitelu. Näytä tuote →

Monisäteiset osat ansaitsevat erillisen maininnan. Kun yhdessä putkessa on useita mutkia eri säteillä, kehitetty pituus on laskettava mutka mutkalta ja jokainen mutka tarvitsee oman takaiskunsa ja vähennyksensä. Aritmetiikka on identtinen, mutta asennus ei ole, ja monisäteiseen työhön rakennetut koneet poistavat suuren osan yrityksen ja erehdyksen tuosta työstä.

CNC M-sarjan täysin automaattinen monisäteinen putken taivutuskone SB-75CNC-mallissa on kolme ohjelmoitavaa akselia, hydraulinen ja servo-CNC-taivutus, karan voitelu ja kosketusnäytöllinen PLC-ohjaus. Näytä tuote →

Ohutseinäiset putket, joiden seinämäkerroin on yli 25 tai 30, painavat geometriaa kovasti, jolloin karan tuki lakkaa olemasta valinnainen. Karaohjatulla taivuttimella voit hienosäätää karan asentoa ja voiteluaineen virtausta, mikä on usein ero 14 prosentin ohennusarvion ja tarkastuksen läpäisevän osan välillä. Suuren volyymin työhön aloilla, kuten autojen valmistus , että toistettavuus on tärkeämpää kuin hieman alhaisempi konehinta.

NC M -sarjan hydrauliputkien taivutuskone karaohjaimella Teräksen, ruostumattoman, alumiinin, titaanin ja messingin toistettavia taivutuksia varten tämä puoliautomaattinen taivutuskone tallentaa 16 ohjelmaa 16 taivutuksella ja ohjelmoitavalla takaisinjousen kompensoinnilla. Näytä tuote →

Käytännön tarkistuksia ennen putken leikkaamista

1. Tarkista, onko piirustuksen säde taivutuksen keskiviivalla vai sisäpuolella, ja säädä ennen laskemista.
2. Tarkista, että ilmoitettu taivutuskulma on taivutusaste, ei jalkojen välinen kulma.
3. Laske kehitetty pituus, takaisku ja mutkavähennys jokaiselle mutkalle, ei vain ensimmäiselle.
4. Arvioi seinän oheneminen ja soikeaisuus asiakkaan toiveiden mukaisesti ennen kuin sitoudut säteeseen.
5. Leikkaa yksi koekappale, taivuta se ja mittaa tulos piirustusta vasten ennen erän ajoa.
6. Tallenna käyttämäsi palautuskorjaus, jotta seuraava identtinen työ alkaa tunnetusta arvosta arvauksen sijaan.

Putken taivutuskaavat ovat lähtökohta, eivät takuu. Ne kertovat kuinka paljon materiaalia käyrä kuluttaa, mihin tangenttipisteet putoavat ja kuinka ohueksi ulkoseinä todennäköisesti tulee. He eivät voi kertoa sinulle, kuinka ruostumattoman teräksen ominaislämpö, ​​työkalusi kunto ja voiteluaine käyttäytyvät päivän aikana. Käsittele laskelmia ensimmäisenä testikappaleena ja mittauksia toisena, ja ero piirtämäsi ja lähettämäsi välillä pienenee joka kerta.