ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические процессы, происходящие при холодной, гибке труб из "Технология изготовления деталей из труб " Отличительными особенностями процесса гибки труб является возможность образования овального сечения трубы и опасность потери устойчивости стенок, вследствие чего на выгнутой части трубы могут появляться складки. При конструировании, оснастки и оборудования, применяемых для гибки труб, следует учитывать эти особенности и предусматривать специальные устройства, кото рые. могли бы предотвратить указанные дефекты. [c.44] Знание закономерностей происходящих физических процессов позволяет установить величины возникающих напряжений и деформаций, законы их изменения по сечению и на основе этого определить минимально возможные радиусы гибки трубы, вычислить с достаточной ДJ я практики точностью искажение внутреннего сечения трубы и задать при изготовлении допустимый угол гибки трубы с учетом пружинения. [c.44] Степень формоизменения заготовки зависит, кроме того, от относительной толщины стенок трубы чем меньше относительная толщина, тем меньше предельные деформации, которым может подвергаться труба при изгибе. [c.44] Силы и моменты. В практике многих машиностроительных заводов для тонкостенных труб диаметром от 10 до 300 мм с относительно малыми радиусами изгиба (1,5-ь-5) с1 наиболее широко применяется гибка способом наматывания трубы вокруг гибочного ролика как с опорой внутри трубы (фиг. 19, а), так и без опоры (фиг. 19, б). [c.44] В дальнейшем, когда угол поворота становится больше 100°, т. е. при увеличении поверхности соприкосновения ролика с трубой, сила Р между этими соприкасающимися си юй, вытягивающей трубу (фиг. 20). [c.45] Как видно из приведенных формул, с увеличением угла ср. поворота ролика сила Т уменьшается, а сила (3 увеличивается. Это и приводит к значительному искажению профиля поперечного сечения изгибаемой трубы. [c.46] Напряженно-деформированное состояние. В результате действия этих моментов зона максимального изгиба трубы В—В испытывает сложное деформированное и напряженное состояние (фиг. 21). В выпуклой зоне изгиба трубы материал испытывает деформацию растяжения, а в вогнутой зоне — деформацию сжатия. Вследствие этого в выпуклой части изгиба происходит утонение стенки, а в вогнутой части — утолщение стенки трубы. При пластической потере устойчивости материала могут, кроме этого, возникать гофрообразо-вания. [c.46] Деформации оёратного знака в Двух взаимно перпендикулярных направлениях радиальном и поперечном. Эксперименты показывают, что в выпуклой части А—А изгиба трубы, в зоне максимального растяжения поперечная деформация практически отсутствует. Следовательно, радиальная деформация равна продольной (тангенциальной) деформации. Эти деформации в основном приводят к тому, что профиль поперечного сечения формоизменяемой трубы искажается. [c.47] Деформация тонкостенных труб вдоль оси при малых радиусах изгиба происходит в основном в пластической зоне, за исключением небольших участков, расположенных около зоны зажатого участка трубы между поверхностями ролика и бокового прижима, а также в средних слоях изгибаемой трубы. С увеличением кривизны изгиба пластически деформированные зоны распространяются уже на серединные волокна, находящиеся в упругодеформированной зоне. [c.47] Влияние средней упругодеформированной зоны заметно сказывается только при больших относительных ра [иусах гибки. Под относительным радиусом гибки понимается отношение радиуса изгиба к наружному диаметру трубы, характеризующее степень деформации слоев изгибаемой трубы. С уменьшением радиуса гиба величина упругодеформированной зоны становится ничтожно малой и при относительном радиусе изгиба, равном 3- -5 его можно не учитывать, считая трубу пластически деформированной по всему поперечному сечению. [c.47] Под действием рассмотренной схемы сил и деформации изогнутая часть трубы находится в напряженном состоянии. В продольном направлении трубы (вдоль оси), в выпуклой ее части возникают растягивающие напряжения, а в вогнутой части — сжимающие напряжения. Вследствие наличия кривизны изгибаемой трубы продольные слои нажимают один на другой, в результате, чего возникают напряжения в радиальном ц поперечном направлениях. [c.47] Таким образом, при пластическом изгибе создается объемное напряженно-деформированное состояние. Напряженно-деформированное состояние неравномерно распределяется по высоте поперечного сечения изогнутой трубы. [c.47] Для кольцевого профиля коэффициент Кг при различных отношениях толщины стенки трубы к ее наружному диаметру имеет значения, приведенные в табл. 6. [c.48] Относительный модуль упрочнения в формуле (12) выражает отношение модуля упрочнения к пределу текучести. Величины относительного модуля упрочнения для стали различных марок приводятся в табл. 7. [c.48] Овальность сечения трубы. В зоне пластического изгиба уменьшается живое сечение трубы. Уменьшение этого сечения, как показали опыты, достигает 2—8% и зависит в основном от радиуса гибки. Естественно, что для труб одного и того же диаметра живое сечение уменьшается тем больше, чем меньше радиус гибки. Нейтральная ось, совпадающая в прямой трубе с линией центра тяжести, смещается при этом в сторону внутренней части изгиба так же, как при изгибе кривого бруса со сплошным поперечным сечением. Величина смещения нейтральной оси при одной и той же толщине стенок возрастает с увеличением наружного диаметра труб, а при одном и том же наружном диаметре возрастает с увеличением толщины стенки трубы. [c.49] Влияние смещения нейтрального слоя на изменение толщины стенки трубы до сих пор недостаточно исследовано. Наряду с тан-, генциальными (продольными) напряжениями при изгибе возникают значительные радиальные сжимающие напряжения, которые вызывают некоторое искажение профиля трубы, делая его овальным. Овальность имеет максимальную величйну в центральной части изгиба и уменьшается по направлению к началу и концу его. Величина овальности при прочих равных условиях зависит (для труб одного диаметра) главным образом от радиуса гибки. С уменьшением радиуса гибки величина овальности увеличивается, а с увеличением радиуса, наоборот, уменьшается. [c.49] На фиг. 22 изображен согнутый участок трубы с малыми радиусами гибки. Характер искажения профиля в центральной части изгиба различен и зависит в основном от способа гибки. Значительное искажение профиля в сечении А—А (фиг. 22, а) происходит при свободном изгибе трубы. На фиг. 22, б и е изображено искажение трубы при гибке тонкостенных труб. Кроме того, в тонкостенных трубах происходит образование складок с внутренней стороны изгиба в результате пластической потери устойчивости. На фиг. 22, г изображено искажение сечения в процессе гибки трубы по ролику с опорой (дорном) внутри трубы. [c.49] Овальность отрицательно сказывается на работе трубопровода, понижая его прочность, устойчивость, повышая гидравлические потери, изменяя скорость прохождения жидкостей и газов. [c.50] Вернуться к основной статье