简体中文
English
日本語
한국어
Español
русский
Машина для гибки труб представляет собой промышленный процесс холодной штамповки, при котором к металлическому профилю или трубе прикладывается осевое растягивающее усилие, одновременно сгибая его вокруг формовочной матрицы или между гибочными валками. За счет предварительного натяжения материала выше предела текучести до и во время гибки все поперечное сечение заготовки приводится в состояние пластической деформации, а не в сочетание упругости и пластики, которое происходит при обычной гибке валками или гибке вращательной вытяжкой. Это фундаментальное различие в напряженном состоянии приводит к значительному снижению упругости, превосходной точности формы и минимальному искажению поперечного сечения.
В оборудовании машины для гибки труб используется полностью гидравлическая система управления для точного управления как растягивающим усилием, так и ходом гибки. Он может обрабатывать широкий спектр металлических профилей, включая стальные трубы, квадратные трубы, двутавровые балки, двутавровые балки, швеллер, уголковый железо и алюминиевые профили. Использование материала превышает 95% в большинстве применений, и этот процесс позволяет достичь длины дуги изгиба до 12 метров за один проход машины, что делает эту технологию предпочтительной для крупных архитектурных, транспортных и инфраструктурных сооружений.
Как работает машина для гибки труб: механизм процесса
Процесс работы на станке для гибки труб включает три согласованных этапа, все из которых управляются гидравлической системой управления:
- Предварительное натяжение: Оба конца профиля захватываются кулачковыми патронами с гидравлическим приводом. Гидравлические цилиндры прикладывают осевую растягивающую силу, которая растягивает весь профиль за предел предела текучести — обычно до удлинение 2–8% в зависимости от пластичности материала и заданного радиуса изгиба. Это гарантирует, что все поперечное сечение окажется в пластической зоне до начала изгиба.
- Формирование обертки: При сохранении осевого натяжения формовочная матрица (для типа с поворотным столом) или профиль (для типа с двойным рычагом) перемещается, постепенно обертывая натянутый материал вокруг контура матрицы. Сочетание сил натяжения и изгиба заставляет внешнее волокно растягиваться дальше, в то время как внутреннее волокно предохраняется от коробления или сморщивания, что приводит к чистому и равномерному профилю изгиба.
- Пост-растяжение и расслабление: После завершения обертывания применяется дополнительное усилие растяжения для выравнивания остаточного напряжения по поперечному сечению. Затем рукоятки отпускаются, и упругий возврат становится минимальным — обычно менее 0,5° угловая погрешность алюминиевых профилей по сравнению с 3–10° при традиционных методах гибки.
В результате получается изогнутый профиль с точной кривизной, незначительным скручиванием и поперечным сечением, сохраняющим 90–98 % от исходной точности размеров. — критическое требование к архитектурным каркасам навесных стен, конструкциям кузовов поездов и аркам крыш стадионов, где визуальная и структурная согласованность многих идентичных компонентов является обязательной.
Типы машин серии машин для гибки труб
Машина для гибки труб с поворотным столом
Самая распространенная конфигурация для гибки большого радиуса. Профиль зажимается с обоих концов поворотными рычагами, установленными на центральном поворотном столе. Когда стол вращается, профиль обхватывает неподвижную формовочную матрицу в его центре. Машины с поворотным столом превосходно производят равномерные круговые дуги на длинных профилях (длиной дуги до 12 м) и широко используются для изготовления архитектурных алюминиевых каркасов навесных стен, балок крыш стадионов и элементов арок крыш поездов. Максимальная сила растяжения на больших моделях достигает 2000–5000 кН , вмещающий тяжелые секции конструкционной стали.
Двухплечевая машина для гибки труб
Два независимо управляемых гидравлических рычага захватывают концы профиля и перемещаются по согласованной дуге вокруг центральной формовочной матрицы. Конфигурация с двумя рычагами обеспечивает асимметричную гибку (разные радиусы изгиба на двух сторонах матрицы) и является более гибкой для форм некруглой дуги. Он предпочтителен для автомобильных конструкционных профилей (балок порогов, рейлингов на крыше), арок направляющих лифта и сложных секций каркаса фюзеляжа самолета.
Отраслевые варианты
Специализированные машины для гибки труб были разработаны для конкретных отраслей промышленности:
- Машины для душевой и дверных коробок: Компактные модели с меньшим усилием для гибки тонкостенных алюминиевых профилей до узких радиусов для изготовления рамных стеклянных ограждений и архитектурных дверных рамок.
- Машины для балок крыши поезда: Мощные модели с длинным столом, способные выполнять гибочные машины для труб из нержавеющей стали или алюминия длиной до 20 метров с получением точных изгибов, необходимых для конструкций крыш высокоскоростных железнодорожных вагонов.
- Машины для гибки направляющих лифта: Предназначен для точного изгиба без искажений лифтовых рельсов Т-образного сечения, используемых в лифтовых системах высотных зданий.
Ключевые преимущества машины для гибки труб по сравнению с традиционными методами
| Фактор производительности | Машина для гибки труб | Гибка рулонов | Пресс Гибка |
|---|---|---|---|
| Пружинный возврат после формирования | <0,5° (алюминий) | 3–8° | 2–6° |
| Поперечное искажение | Минимальный (<2%) | Умеренный (3–8%) | Высокий (5–15%) |
| Риск образования складок (внутренний радиус) | Нет (напряжение предотвращает) | Возможно на тонких стенах. | Присутствует на тонких срезах |
| Максимальная длина дуги за операцию | До 12 м | 3–6 м типично | Ограничено шириной пресса |
| Использование материала | >95% | 85–92% | 80–90% |
Материалы, подходящие для гибочной машины для труб
Машина для гибки труб применим ко всем металлическим материалам с достаточной пластичностью, чтобы выдерживать предварительное натяжение и формование без разрушения. Удлинение материала при разрыве обычно должно превышать 8–10% для получения надежных результатов на машинах для гибки труб:
- Алюминиевые профили (6061-Т4, 6063-Т4, 7075-Т0): Самый распространенный материал для трубогибочных машин. Отпуск T4 или отожженный (T0) обеспечивает пластичность, необходимую для машины для гибки труб; деталь может быть состарена после изгиба для восстановления прочностных свойств Т6.
- Профили из углеродистой стали и стали HSLA: Двутавровые балки, швеллеры и полые профили марок до S355 обычно подвергаются изгибу с растяжением для применения в конструкциях. Более прочные марки (S460) требуют более высоких растягивающих усилий и более тщательного управления пластичностью.
- Профили из нержавеющей стали: Используется в архитектурной и пищевой промышленности. Более высокая скорость упрочнения нержавеющей стали на самом деле полезна для машин для гибки труб: она увеличивает предел текучести во время формовки, улучшая сохранение формы.
- Медные и латунные профили: Применяется в архитектурных декоративных элементах и электрических шинах. Превосходная пластичность позволяет производить большие деформации труб без разрушения.
Основные отраслевые приложения
Высокоскоростные железные дороги и сооружения метро
Арки крыши вагонов, профили оконных рам и элементы конструкции боковых стенок изогнуты из профилей из алюминия или нержавеющей стали с точными изгибами кузова транспортного средства. Каждый компонент должен соответствовать сопрягаемым деталям с размерными допусками ±0,5 мм на дуге длиной 15 метров. — достижимо только за счет минимальных характеристик пружинения станка для гибки труб.
Автомобильные структурные экструзии
Элементы конструкции кузова белого цвета, включая балки порогов, усилители передней стойки, рейлинги на крыше и балки бампера, изогнуты из высокопрочных алюминиевых профилей (серии 6xxx или 7xxx), чтобы соответствовать изгибу кузова автомобиля. Обработка старением после изгиба восстанавливает полную отпускную прочность Т6, обеспечивая структурные характеристики, необходимые для управления энергией при столкновении.
Аэропорты и стадионы
Изогнутые стальные конструкции с большими пролетами на крышах терминалов аэропортов, навесах стадионов и каркасах выставочных залов требуют изгиба тяжелых стальных полых профилей и двутавровых балок до определенных радиусов. Машина для гибки труб секций до HEA 300 или RHS 300×150 радиусы 10–50 метров являются стандартной практикой для подобных архитектурных применений.
Навесные стены и фасадные системы
Архитектурные алюминиевые профили для навесных стен — Т-образные, U-образные и специальные профили — изгибаются при растяжении, образуя изогнутые вертикальные и горизонтальные элементы решетки фасадов зданий и крыш атриумов. Точный контроль радиуса обеспечивает равномерную ширину швов остекления по всей высоте фасада, что является важным эстетическим требованием и требованием защиты от атмосферных воздействий.
Общие вопросы о машине для гибки труб
Каков минимальный радиус изгиба, достижимый с помощью машины для гибки труб?
Машина для гибки труб оптимизирован для Применение с большим радиусом и плавной кривизной (отношение радиуса к высоте сечения обычно превышает 5:1). Для более узких радиусов, когда удлинение внешнего волокна превышает предел разрушения материала, более подходит обычная ротационная гибка вытяжкой или прессовая гибка. Алюминиевые профили обычно позволяют достичь соотношения R/H (радиус изгиба к высоте профиля) всего лишь 3:1–5:1 с помощью машины для гибки труб; Стальные секции в большинстве случаев требуют отношения R/H выше 10:1.
Влияет ли машина для гибки труб на механические свойства профиля?
Предварительное натяжение и формование намотки на трубогибочной машине приводит к наклепу по всему поперечному сечению, что обычно увеличивает предел текучести на 5–15% и несколько снижает пластичность. Для алюминиевых сплавов с отпуском Т4 деталь можно искусственно состарить после гибки для достижения механических свойств Т6. Для стали нагартовка обычно полезна или незначительна для конструкционных применений.
Могут ли несимметричные профили, такие как двутавровые и двутавровые балки, быть согнуты без скручивания?
Да, при условии, что профиль изогнут вокруг своей прочной оси (сгибая перемычку), а кулачковые патроны захватывают профиль симметрично, чтобы предотвратить эксцентричную нагрузку. Направляющие против перекручивания, установленные вблизи зоны контакта с матрицей, часто используются для асимметричных или сложных профилей. Современные машины для гибки труб оснащены гидравлической компенсацией крутящего момента, которая активно противодействует любой тенденции профиля к вращению во время гибки.
Как формируется формовочная матрица, предназначенная для использования на машинах для гибки труб?
Формующая матрица (также называемая гибочной формой или растягивающим блоком) обрабатывается до заданного радиуса изгиба, при этом поверхность матрицы профилируется так, чтобы соответствовать поперечному сечению заготовки. Для простых дуг окружности штамп представляет собой сегмент цилиндра. Для сложных кривых или некруглых дуг профиль штампа может быть обработан на станке с ЧПУ, чтобы соответствовать кривой облака точек или сплайну из архитектурного проекта. Материалами матрицы обычно являются чугун, алюминиевый сплав или твердая древесина (для изготовления прототипов небольшими тиражами) и обычно они изготавливаются индивидуально для каждой комбинации профиля и радиуса.
