Вальцовка труб как часть процесса формовки металлических изделий

Гнуть металлические трубы под нужным углом или по заданному контуру, желательно без потери прочностных качеств и внутренних рабочих сечений приходится довольно часто. В трубопроводных системах – прекрасная возможность обойтись без лишних соединительных деталей, в конструкционных сооружениях из профильных труб – определенная свобода конструкторской и дизайнерской мысли.

Особенности конструкции

С помощью вальцов осуществляют пластичную деформацию листового металла. Особенностью листогибочного устройства является то, что прокат металлических заготовок происходит путём прохождения листа под давлением между двумя, тремя и даже четырьмя валками. В результате заготовка постепенно изгибается, стремясь приобрести цилиндрическую, овальную или конусную форму.

Независимо от вида модели вальцовочные станки построены по единому принципу. На примере простого ручного станка можно увидеть общепринятые элементы вальцов:

Станина может выглядеть в виде рамы, сваренной из металлопрофиля или быть чугунной плитой. Всё зависит от полезной нагрузки, на которую рассчитан станок.

Стойки

Как правило, с каждой стороны расположены по две вертикальные опоры, на которые помещена горизонтальная балка. Обычно стойки изготавливают из квадратной трубы. Мощные станки оснащены опорами из специального профиля.

Верхняя балка

Это несущая платформа, по её сторонам установлено навесное оборудование – это щёки с подшипниковыми узлами и прижимные устройства.

Одна из них может быть съёмной или иметь боковой проём, через который вынимают конец приводного вала. В них вмонтированы подшипники с шестернями, а также установлена поворотная ручка или подведён редуктор электродвигателя (приводной механизм).

Независимо от количества валов, только один из них является приводным и съёмным. Два или три вала закреплены стационарно и являются ведомыми элементами проката листового металла.

Прижимы

Устройства расположены с двух сторон валов. Прижимы оснащены винтами, которые прижимают ведущий вал к ведомым цилиндрам. Чтобы прокатка осуществлялась без брака прижим регулируют синхронно двумя устройствами. От степени прижима зависит величина радиуса изгиба заготовки.

Специфическая терминология разных методов вальцовки

Понятие «вальцовка труб» немного неверно с точки зрения лингвистических норм. Под этим термином кроется 2 противоположные операции, а части деформирования заготовок производится без вальцов.

Обобщая терминологию, стоит упомянуть, что вальцовка – это:

  • изменение формы трубы (превращение в круглую, квадратную, овальную форму);
  • гибка под углом или по радиусу;
  • формование круглой или плоской заготовки в изделие в форме трубки;
  • расширения торца или увеличение одного конца трубы, чтобы подготовить к стыковке с деталью или фрагментом трубопровода;
  • обжим концовки конца трубы, чтобы создать герметичную состыковку (уменьшение диаметра);
  • резка металла с приданием концовке трубы другой формы и диаметра.

Привальцовка. Начало процесса расширения после того, как труба вставлена в отверстие для формовки. При этом устраняется зазор между краями отверстия и трубогибом. Далее требуется применить усилие, чтобы запустить процесс деформации при более плотном сочленении.

Для развальцовки труб из мягких металлов используются ручные инструменты

Специфическая терминология разных методов вальцовки

Развальцовка стальных труб – наиболее распространенный способ деформации трубопровода и других изделий. Это метод расширения диаметра одного из фрагментов трубопровода – для качественного сочленения отрезков. После такой обработки участки коммуникации состыкуются телескопическим методом – концовка одной трубы максимально плотно входит в последующий фрагмент.

Часто используется развальцовка труб из меди при монтаже водопроводов и систем кондиционирования. Такая операция (как и для всех прочих металлических труб) производится таким оборудованием:

  • зажим (экспандер);
  • трещётка (регулирует силу нажатия);
  • конус или воронка (меняет диаметр на большее значение).

Внимание! Конусообразное оборудование используется для податливых и пластичных металлов.

Этапы сборки

Начинать сборку самодельного вальца следует с каркаса. Он должен получиться максимально прочным и жестким. Для его изготовления лучше взять трубчатый металл, однако подойдет и швеллер соответствующего сечения.

Деформирующую часть каркаса следует сделать П-образной формы, а на его верхней части необходимо будет укрепить при помощи сварки гайку.

Выполняя эту работу, следует использовать струбцину, которая должна в обязательном порядке иметь резьбу.

После этого следует ввернуть в соответствующую шпильку гайку, диаметр которой должен подходить по своему размеру.

На конец гайки необходимо будет, воспользовавшись сваркой, укрепить круглую металлическую пятку. Для удобства можно будет смонтировать гидравлический домкрат.

Его необходимо укрепить в нижней части каркаса станины и таким образом деформация будет осуществляться под воздействием поступающей силы на расположенные в верхней части вальцы подачи.

Далее следует сделать надежный и функциональный механизм подачи. Для этого следует взять металлическую цепь. Подойдет металлическая цепь от старого велосипеда.

Одну из звездочек необходимо будет укрепить на деформирующем валу, а вторую — на ведомом. После этого следует в обязательном порядке аккуратно натянуть установленную цепь и только после этого можно попробовать провернуть соответствующую ручку.

Для того чтобы самостоятельно выточить необходимых размеров вальцы, можно воспользоваться обыкновенной легированной сталью. Готовые вальцы необходимо будет обязательно закалить.

Следует помнить, что полученные таким образом вальцы, по прочности должны значительно превосходить тот материал, который впоследствии будет обрабатываться на станке.

Крепятся вальцы на устройство через подшипники качения. Крепить их следует максимально надежно так, чтобы они не соскочили и не прогнулись при работе вальца.

Видео:

Как происходит изготовление профильных труб

К профильным трубам относятся все изделия не круглого сечения. На первый взгляд такое решение кажется парадоксальным, так как для передачи жидкости лучшим является именно круглое. Но продукция металлопроката применяется не только для организации систем снабжения, поэтому и требования к ним предъявляются порой очень разные.

Производство труб

Производство профильных труб предлагает следующие виды.

  • Овальные – главное достоинство круглого водовода – маленькая площадь при максимальном внутреннем объеме. Однако для таких участков, как радиаторы охлаждения или змеевики эта особенность оборачивается недостатком, так как здесь необходимо отдавать тепло. В овальных водоводах поверхность намного больше, поэтому при охлаждении – в гидравлических системах, например, они гораздо эффективнее.

Другое применение – декоративное. Изделия применяются для оформления зданий и внутренних интерьеров в современных стилях.

  • Квадратные – трубопровод, особенно большого диаметра, часто используется как основа несущих каркасов. Однако изделие с круглым сечением довольно легко гнется, поскольку не рассчитано на поперечные нагрузки. В квадратной трубе нагрузка распределяется под углом в 90 градусов к любой из поверхностей. В итоге изделие квадратного сечения выдерживает такие же нагрузки, что и цельный металлический пруток с такими же размерами. При этом металлоемкость профильных труб намного ниже.

Дополнительное полезное качество такого решения – удобство в транспортировке и хранении. Складировать трубопровод с квадратным сечением намного проще, причем при той же площади объем хранимого материала больше.

Монтаж профильного металлопроката тоже на порядок легче. Изделия имеют плоскости, которые соединить соответствующим образом намного проще. Крепление к плоскостям листового материала тоже не вызывает затруднений.

  • Прямоугольные – нагрузка на элемент каркаса может быть неравномерной. В этом случае имеет смысл заменить квадратное сечение на прямоугольное соответствующих размеров, чтобы основная нагрузка приходилась на широкую часть трубы.

Для оформления квадратные и прямоугольные изделия используются даже чаще, чем овальные: крепление в этом случае очень простое.

Как происходит изготовление профильных труб

Изготовление профильной продукции

Исходным сырьем служит углеродистая или слаболегированная сталь – так называемые черные трубы. Так как изделия в основном применяется в составе каркасов, то собственной устойчивости металла к коррозии обычно достаточно.

Если часть конструкции или вся целиком будет подвергаться действию погодных факторов, то предпочтительнее использовать трубопровод из нержавеющей стали, несмотря на более высокую его стоимость. Также более устойчивы к коррозии изделия, покрытые слоем цинка, или хромированные. Изготовление последних чаще предназначается для интерьерных конструкций, где важна декоративность.

Этапы производства

Заготовкой для изготовления служит круглая труба, полученная электросварочным путем или волочением. Это зависит от назначения изделия. Трубопровод, полученный волочением, отличается более высокой прочностью и стойкостью к нагрузкам, так как в нем отсутствуют сварочные швы. Изготовление его более трудоемкое и дорогое, но и качество продукции выше.

Волочением чаще всего получают тонкостенные трубы большого диаметра. Сварочный шов в этом случае сильно снижает показатели.

Производство включает следующие этапы.

  • Нарезается по размерам штрипс – лист металла соответствующей ширины.
  • Штрипс сворачивается в заготовку с открытым швом – продольным, вдоль изделия, или спиральным. Последний вариант обеспечивает большую надежность.
  • Шов заваривается. Используется индукционная сварка, в среде инертного газа и так далее.
  • Изделие охлаждается. Шов обязательно проверяется, так как от его качества зависит прочность будущего трубопровода.

Заготовки, полученные методом волочения более надежные. В этом случае первый этап изготовления выглядит иначе: заготовка несколько раз протягивается через волочильное кольцо, чтобы сформировать изделие нужного диаметра.

  • Заготовка круглого сечения подается на формовочные вальцы. Под давлением вальцов изделие принимает требуемую форму и размеры.
  • Продукт проходит термическую обработку – прогревание и охлаждение по разработанному температурному графику. Таким способом снимается напряжение, возникающее при изготовлении методом холодной деформации.

Рекомендации

Особые требования предъявляются к соосности вальцов: они должны располагаться в одной вертикальной плоскости и быть строго параллельными. Любое нарушение соосности приведёт к неравномерному сдавливанию профиля, что значительно снизит качество проката.

Читайте также:  Винтовой дровокол своими руками — расписываем по пунктам

Станок, сделанный в домашних условиях специально для усиления профильных труб, не должен в процессе работы представлять опасность для человека. При сборке следует:

  1. Максимально надёжно фиксировать все движущиеся детали. Исключить их отскакивание в процессе работы.
  2. Предусмотреть защитные заслонки.

Правильно собранные самодельные установки не уступают профессиональным моделям по качеству выпускаемых изделий.

Изготовление трубогиба своими руками

Самостоятельное изготовление – процесс вполне осуществимый в домашних условиях, но требующий от исполнителя некоторых навыков проведения механических работ. Не менее важно выбрать правильный чертеж, по которому и будут изготавливаться все детали будущего механизма в точном соответствии.

В зависимости от того, какой выбран чертеж, механизм может иметь следующие элементы:

Изготовление трубогиба своими руками
  • Опорная рама.
  • Вальцы. В большинстве случаев их 3: 2 обводных и 1 прижимной.
  • Подшипники.
  • Привод.
  • Направляющие кольца.
  • Стопор (нужен, чтобы и фиксировать определенный уровень изгиба).
  • Шток для подачи валка прижима.

Этапы сборки:

  • Основание должно выдерживать большие нагрузки – для его изготовления своими руками используют швеллер, а лучше – трубчатый каркас.
  • Часть, которая будет отвечать за подачу усилия для изгиба, выполняют из П-образного каркаса. В его верх вваривается гайка. В этом случае используется струбцина с резьбой. В шпильку вкручивается болт подходящего диаметра и на его конец приваривается круглая металлическая пятка.
  • Для изготовления механизма подачи нужно найти цепь от мотоцикла или велосипеда. На вальцы привариваются 2 звездочки: 1 на деформирующий и 1 на ведомый. Натягивается цепь и проверяется. Только после того, как убедились, что вальцы с натянутой цепью вращаются без затруднений – приваривается ручка.
  • Вальцы должны иметь высокий уровень прочности, который позволит не поддаваться воздействию профильной трубы (нужно гнуть трубы, а не наоборот). Их можно изготовить из обычной стали, которая после вытачивания должна быть закалена.
  • Для крепления вальцов используют подшипники качения, которые устанавливаются на станинах (расположены на стаканах).
Изготовление трубогиба своими руками

Обратите внимание. Конструкция может быть усовершенствована гидравлическим домкратом. Он устанавливается под станиной. Это позволит передавать изгибающее усилие с помощью давления поступающего типа на верхние вальцы подачи.

Что такое прокатка

Для возведения строений и конструкций из металлопрофиля нередко требуется труба изогнутой формы. Металлические дуги используются для изготовления навесов, козырьков, беседок, теплиц и других надворных построек и малых архитектурных форм. Из гнутых профтруб малого сечения создают элементы дизайна интерьеров и экстерьеров: ограды, ворота, стойки лестничных перил, полки, подсвечники и многое другое.

При этом придать профтрубе нужную форму без специального оборудования довольно сложно, а сделать несколько дуг одинаковой формы – почти невозможно. Тонкостенные изделия гнутся относительно легко, но при этом невозможно проконтролировать угол и радиус изгиба. К тому же в стенках при таком сгибании создаются очаги напряжения, а на внутренней стороне изгиба появляются складки, из-за чего готовое изделие имеет низкую прочность и малый срок эксплуатации.

Создать арку можно и при помощи сварки и болгарки – надрезать стенки, раздвинуть надрезы и, заполнив зазоры припоем, заварить. При наличии опыта подобных работ, небольшое количество арок изготовить возможно, но для масштабных манипуляций и создания изгибов более сложных форм этот метод не подходит – слишком трудозатратен.

Что такое прокатка

Создать красивые и прочные дуги, волны и даже спирали позволяет прокатка – технологическая процедура, при которой посредством механического воздействия постепенно меняется продольная форма трубы.

Обратите внимание! Суть прокатки в том, что изменение профиля производится таким образом, что усилие прикладывается ко всей поверхности изгибаемого участка. Нагрузка распределяется по стенкам равномерно, из-за чего не возникает большого внутреннего напряжения, и изогнутое изделие получается аккуратным и прочным.

Арки для теплиц и парников

Разные виды теплиц используются в практике огородников

Арки для теплиц и парников

Металлокаркас теплицы 3·4 м:

Чаще всего выбирают трехметровые дуги. С торцов создают вход. Дополнительно устанавливают форточку, которую можно открыть, оставив дверь закрытой. Используют профильные трубы 20·20 и 25·25 мм.

Арки для теплиц и парников

Усиленная дуга арочной теплицы:

В зимний период нагрузка может достигать свыше 200 кг/м². Поэтому к наружному контуру приваривают изогнутую дугу внутри. Дополнительно варят радиальные связи. Теперь работает более жесткий контур, который выдержит высокое нагружение.

Арки для теплиц и парников

Парник стационарный «Бабочка»:

Небольшие конструкции парников можно делать стационарными и переносными. Они удобны тем, что для работы с выращиваемыми растениями не нужно заходить внутрь. Достаточно приоткрыть дверки, чтобы получить доступ. Парники получили название «Бабочка», так как они открываются в обе стороны. С торца приподнятые дверки выглядят похожими на крылья бабочки.

Арки для теплиц и парников

На грядках на весенний и осенний периоды устанавливают переносные парники «Хлебница». В этой конструкции дверка открывается подобно тому, как это вопрос решен в хлебницах. Она приподнимается вверх и перемещается вдоль задней стенки. Подобные устройства пользуются завидным спросом у овощеводов.

Читайте также:  10 лучших мультитулов 2020 года: цена/качество

Стремление снизить снеговую нагрузку и создать прочный металлокаркас подвигает конструкторов на создание теплиц, похожих на каплю. Образующие стенок построены по сложным кривым. Верх остроконечный, снег скатывается вниз, не задерживаясь на поверхности.

Арки для теплиц и парников

Стыковка полуарок в теплице «Капелька»:

Внутри полуарки соединяются в центре каркаса. Подобное решение облегчает изготовление и доставку изделий на участок огородника. Остается изготовить половинки и собрать их на месте.

Арки для теплиц и парников

Чертеж радиальной арки для теплицы из профильной трубы 20·20 мм. Дверной проем:

Самая распространенная конструкция выполняется по радиусу 1500 мм (наружный профиль). В ней в центре конструкции достигается высота 2115 мм. По бокам образующей дуги создаются вертикальные участки, их длина составляет 615 мм. Пользователи будут проходить внутрь через дверной проем шириной 780 мм. Высота проема 1830 мм достаточна для прохода людей среднего роста.

Арки для теплиц и парников

Практика показывает, что подобная теплица востребована в большинстве районов. Внутри достаточно места для размещения грядок и проходов.

Арка для телицы шириной 2800 мм:

Арки для теплиц и парников

Некоторым нравится использовать теплицу, имеющую несколько меньшую ширину (2800 мм). В ней высота в центральной части несколько выше, составляет 2195 мм. Здесь вертикальные участки по краям имеют высоту 795 мм. Радиус образующей кривой составляет 1400 мм (наружный размер).

Привлекает большая высота (2085 мм) и ширина (800 мм) дверного проема. Даже пользователи высокого роста будут свободно проходить внутрь, не сгибаясь при входе.

Арки для теплиц и парников

Для теплицы длиной 6 м требуется:

  • 7 дуг, их расставляют на расстоянии 1 м друг от друга;
  • для изготовления торцевых элементов требуется 33,3 м;
  • продольные элементы между дугами суммарно составят 42 м;
  • для изготовления металлокаркаса потребуется 20 профильных труб (6 м) . Расчет выполнен для профильной трубы 20·20 мм с толщиной стенки 1,5 мм. Общая масса составляет 99 кг.
Арки для теплиц и парников

Арка для теплицы типа «Павильон»:

При изготовлении конструкции типа «Павильон» создают усиленную дугу. Расстояние между вертикальными опорами составит 5400 мм. Используются профильные трубы 40·60 мм (стенка 2 мм). В качестве опор применяют трубы 40·40 мм (можно и большего размера при изготовлении навесов для автомобилей).

Чертеж малогабаритного парника хлебница:

Используя станок для прокатывания профильных труб, можно изготовить для себя и на заказ самые разнообразные дуги для теплиц и парников.

Похожие записи:

  1. Как правильно использовать динамометрический ключ
  2. Марка электрода для сварки алюминия
  3. Проверка генератора тестером видео
  4. Станок 3б151 технические характеристики

Другие варианты прокатных трубогибов

Первоначально изготавливается рама, с фиксирующимися на ней 3 роликами. Два ролика являются неподвижными, и размещаются на боковых стойках. В верхнем основании (стальной пластинке) высверливается отверстие и нарезается резьба. Эта резьба нужна, чтобы регулировать третий подвижный ролик. С обратной стороны установки размещается рукоятка, которая может быть представлена в виде колеса. При вращении колеса будет происходить автоматическая прокатка трубы и её изгибание. Радиус изгиба регулируется при помощи резьбового соединения.

Это не самая простая конструкция, однако, при правильном подходе она будет служить долго. Если нужно изготовить изделие проще, то ниже приведена схема со всеми необходимыми размерами.

Полезные советы “первопроходцам”

Разумно провести несколько слабых жимов регулировочным винтом и несколько проходов по вальцам, нежели всё сделать за один раз. Такой подход полностью исключает деформацию профильной трубы и существенно снижает нагрузку на приводы (или на мышцы мастера).

Изготовленный шаблон под требуемый радиус сгиба трубы. Подобные шаблоны изготавливают и для профильных труб

Рекомендуется работать с роликами такой конфигурации, которая соответствует профилю трубы. Так, если имеется соответствие размера ширины ролика размеру поперечного сечения профиля, сгиб будет точным и аккуратным. К тому же мастеру не придётся периодически поправлять трубу, съезжающую от центра опорного ролика к его крайней границе.

Прежде чем начинать операцию сгиба профильной трубы, желательно изготовить шаблон по заданному радиусу сгиба. Если шаблон изготовить невозможно по каким-то причинам, можно ограничиться расчётом расстояния, получаемого между двумя контрольными точками после сгиба трубы. Зная расчётные цифры, заготовку можно гнуть трубогибом без периодических контрольных замеров, сокращая, таким образом, время работы.