مشکلات فنی خم شدن لوله گرد

Sep 12, 2021

خم کردن یک لوله فلزی ساده به نظر می رسد. یک لوله را بگیرید، نیرو وارد کنید، آن را به شکل منحنی درآورید. اما هر کسی که واقعاً با لوله کار کرده باشد می داند که واقعیت بسیار آشفته تر است. خمشی که از بیرون تمیز به نظر می‌رسد می‌تواند لکه‌های نازک، بخش‌های مسطح و فشارهایی را پنهان کند که به آرامی قطعه را ضعیف می‌کند.

این یک نگاه ساده-زبانی است به اینکه واقعاً وقتی لوله‌های گرد خم می‌شوند چه مشکلی پیش می‌آید - و اینکه چرا دقت بیش از آن چیزی است که اکثر مردم می‌دانند اهمیت دارد.

خمش لوله گرد فرآیند شکل دادن لوله های فلزی توخالی به منحنی های صاف است. نتایج در همه جا وجود دارد: قاب دوچرخه، سیستم اگزوز ماشین، نرده، پایه مبلمان، تجهیزات زمین بازی.

برخلاف خم کردن یک میله جامد، یک لوله توخالی است. این مرکز خالی دقیقاً همان چیزی است که کار را دشوار می کند. دیوارهای فلزی باید به یکباره کشیده شوند، فشرده شوند و شکل خود را حفظ کنند - و هیچ چیزی در داخل وجود ندارد که مانع از فرورفتن آنها شود.

هدف یک منحنی تمیز و قوی است. رسیدن به آنجا به معنای مدیریت همزمان چندین نیروی رقیب است.

هنگامی که یک لوله خم می شود، فلز یکنواخت رفتار نمی کند. ضلع بیرونی منحنی و ضلع داخلی تنش‌های کاملاً متفاوتی را تجربه می‌کنند و مقطع گرد-می‌خواهد منحرف شود.

چهار مشکل بارها و بارها ظاهر می شوند. بیایید هر یک را در شرایط روزمره تجزیه کنیم.

بیرون یک خم را تصویر کنید. همانطور که لوله منحنی می شود، فلز روی لبه بیرونی باید مسافت بیشتری را طی کند، بنابراین کشیده می شود. وقتی فلز کشیده می شود، نازک تر می شود.

این نازک شدن دیواره لوله یک نگرانی واقعی است. اگر دیوار بیش از حد نازک شود، لوله درست همان جایی که خم می‌شود - اغلب دقیقاً همان نقطه‌ای که باید قوی‌ترین باشد، استحکام خود را از دست می‌دهد. در موارد شدید، دیواره بیرونی آنقدر کشیده می شود که ترک می خورد یا شکافته می شود.

مهندسان این موضوع را به دقت مشاهده می‌کنند، به خصوص در خم‌های محکم و لوله‌های نازک‌تر-که حاشیه خطا به سرعت کاهش می‌یابد.

حالا به داخل همان خم نگاه کنید. فلز در آنجا با مشکل مخالف روبرو است. فشرده می شود زیرا فاصله کمتری برای پوشش دارد و فلز فشرده جایی برای رفتن ندارد.

نتیجه چروک شدن - دیواره داخلی به شکل موج‌ها یا چین‌ها است. هرچه منحنی تنگ تر باشد بدتر می شود. این مشکل چروک شدن شعاع خمیدگی یکی از رایج ترین دلایلی است که یک قطعه تمام شده رد می شود.

در موارد شدید دچار فروپاشی کامل می‌شوید، جایی که دیواره داخلی روی خود جمع می‌شود و لوله را به طور کامل خراب می‌کند.

در اینجا یک مورد ظریف است. یک لوله کاملاً گرد با خم شدن به شکل بیضی در می آید. مقطع-مقطع له می شود و نمایه دایره ای خود را از دست می دهد.

کنترل خوب تغییر شکل بیضی، لوله را در منحنی گرد نگه می دارد. این برای قطعاتی که نیاز به اتصال به اجزای دیگر دارند مهم است - یک بخش مسطح به سادگی جا نمی شود یا به درستی آب بندی نمی شود.

همچنین بر قدرت و ظاهر تأثیر می گذارد. نرده‌ای با خم‌های بیضی شکل ظاهری ارزان به نظر می‌رسد، حتی اگر خوب کار کند.

یک لوله را دقیقاً تا 90 درجه خم می کنید، آن را رها می کنید و به 87 درجه باز می گردد. آن بازگشت کوچک ناامید کننده، بازگشت بهار است.

فلز یک نوع حافظه دارد. وقتی آن را خم می‌کنید، بخشی از تغییر شکل دائمی است، اما بخشی از آن کشسان است - می‌خواهد به شکل اولیه بازگردد. مدیریت برگشت فنری خمش سنبه به معنای پیش بینی بازگشت و خمش بیش از حد به اندازه کافی است تا لوله در زاویه صحیح قرار گیرد.

فلزات مختلف با مقادیر متفاوتی باز می گردند. به همین دلیل است که دقت در اینجا هم تجربه و هم محاسبات را می طلبد.

خبر خوب: هیچ یک از این مشکلات راز نیست. سازندگان راه های قابل اعتمادی را برای گرد، محکم و دقیق نگه داشتن لوله ها ایجاد کرده اند. در اینجا چگونه است.

موثرترین تکنیک، حمایت از لوله از داخل در حالی که خم می شود. یک سنبه - یک درج سخت شده - به داخل لوله می‌لغزد و دیواره‌ها را در حین خم شدن در جای خود نگه می‌دارد.

با پشتیبانی داخلی، لوله نمی تواند به راحتی فرو بریزد یا بیضی شکل شود و دیواره داخلی به مراتب کمتر احتمال دارد چروک شود. سنبه فضای توخالی را پر می کند که بیشتر دردسر را ایجاد می کند.

همچنین به مدیریت برگشت فنری کمک می کند، زیرا لوله با دقت بیشتری در برابر ابزارهای محکم شکل می گیرد.

مغازه های مدرن برای ثبات به اتوماسیون متکی هستند. ابزار خمش لوله CNC به ماشین اجازه می دهد تا صدها بار خمش را بدون تغییر مشخصات تکرار کند.

این دستگاه زاویه، سرعت و فشار را کنترل می‌کند و می‌تواند به طور خودکار بر اساس داده‌های برنامه‌ریزی شده، برگشت فنری را جبران کند. تطبیق این نوع تکرارپذیری با دست تقریباً غیرممکن است.

برای محصولات ساخته شده در حجم، این همان چیزی است که هر واحد را یکسان نگه می‌دارد.

گاهی اوقات هوشمندانه ترین اصلاح قبل از شروع هر خمشی اتفاق می افتد. انتخاب فلز، ضخامت دیواره و شعاع خمش تفاوت زیادی ایجاد می کند.

فلزات نرم تر مانند آلومینیوم راحت تر خم می شوند اما سریع تر فرو می روند. فولاد سخت تر است اما بیشتر به عقب باز می گردد. شعاع خمش سخاوتمندانه روی لوله ملایم‌تر است، در حالی که شعاع محکم هر نقصی را به حد خود می‌رساند.

تطبیق مواد و شعاع با کار به جای اینکه بعداً با آنها مبارزه کنید از بسیاری از مشکلات جلوگیری می کند.

ممکن است هرگز خودتان یک لوله را خم نکنید، اما دائماً به لوله‌های خم{0} خوب وابسته هستید. قاب دوچرخه شما، رول کیج در ماشین، نرده روی راه پله، پایه های صندلی اداری شما، همگی متکی به خم هایی هستند که شکل و استحکام خود را حفظ می کنند.

هنگامی که خم شدن لوله به خوبی انجام نمی شود، محصولات به روش هایی از مزاحم تا خطرناک شکست می خورند. لوله اگزوز چروکیده جریان را محدود می کند. یک خم نازک شده روی یک بخش ساختاری می تواند تحت بار ترک بخورد.

بنابراین دفعه بعد که یک منحنی فلزی صاف را مشاهده کردید، بدانید که مهندسی شگفت‌انگیزی برای بی دردسر جلوه دادن آن انجام شده است.

س: چرا لوله ها هنگام خم شدن می ترکند یا شکافته می شوند؟

پاسخ: ترک خوردن معمولاً از نازک شدن بیش از حد دیواره بیرونی در حین خم شدن ایجاد می شود. هنگامی که شعاع خیلی تنگ است یا مواد از حد خود عبور می کنند، دیواره نازک به سادگی نمی تواند کنار هم نگه داشته شود و باز می شود.

س: آیا هر لوله ای می تواند به هر زاویه ای خم شود؟

A: نه کاملا. هر لوله ای دارای محدودیت های عملی است که بر اساس مواد، ضخامت دیواره و حداقل شعاع خمش قابل تحمل است. از آن محدودیت ها عبور کنید و دچار چین و چروک، صاف شدن یا ترک خوردن می شوید. منحنی تنگ تر همیشه به پشتیبانی بیشتر و ابزار بهتر نیاز دارد.

س: رایج ترین نقص در خم شدن لوله چیست؟

پاسخ: بیضی و چین و چروک در صدر فهرست قرار دارند. لوله‌ها به‌طور طبیعی می‌خواهند به شکل بیضی در منحنی داخلی صاف شوند، مخصوصاً بدون پشتیبانی داخلی. هر دو معمولا با سنبه و ابزار مناسب کنترل می شوند.

س: آیا خم شدن دست به اندازه خم شدن ماشین دقیق است؟

A: برای دقت و ثبات، ماشین های CNC به وضوح برنده می شوند. خم شدن دست برای یک-کارهای ناهموار خوب کار می کند، اما در تکرار زوایای دقیق یا جبران برگشت فنری مشکل دارد. هنگامی که تلورانس های محدود مهم است، ابزار خودکار انتخاب قابل اعتماد است.