Изготовление самодельного трубогиба для профильных труб

Гибка профильных труб (а также швеллеров или уголков) применяется значительно реже, чем деформирование проката круглого поперечного сечения. Тем более нет смысла приобретать специализированные механические инструменты: при единичном производстве подобных изделий они себя экономически не окупят.

В условиях мелких мастерских, а так же в быту вполне оправдано применять самодельный трубогиб для профильной трубы.

Для чего используют профильные трубогибы

Известно, что, по сравнению с круглым сечением профильные трубы с той же проходной площадью отличаются повышенным значением момента сопротивления. Это означает, что предельные удельные нагрузки на деталь (в частности, сопротивление изгибу) могут быть значительно выше. Кроме того, во многих пространственных трубных конструкциях используется прокат цельнодеформированных труб, который характеризуется высокой герметичностью. Поэтому гибкий профиль часто используют во внешних конструкциях (оконные рамы, перила, поддерживающие металлические опоры крупных арочных теплиц или оранжерей).

Однако привычные методы гибки круглых труб в применении к иным типам профилей не очень подходят по следующим причинам:

• После изгиба на материале практически всегда образуются складки. Если в качестве заготовки используется прокат из обычных стальных труб прямоугольного (по ГОСТ 8645-88) или квадратного (по ГОСТ 8639-82) сечения, то наличие таких складок облегчает образование ржавчины, ибо там всегда скапливается влага;
• Равномерное окрашивание таких труб затруднительно;
• Изменение длины и формы сечения происходит неконтролируемым образом, поэтому размеры изделия в сборе, указанные на чертеже, не всегда выдерживаются;
• Ухудшается внешний вид конструкции;
• Снижаются прочностные показатели.

Читайте также:

Вес профильной трубы 1 метра погонного: таблица, как посчитать
Металлические трубы широко используются в строительстве, при изготовлении мебели и прочих работах. Их сечение бывает разной формы – круглое, квадратное, прямоугольное. Изделия, у которых форма…

 

Таким образом, применение трубогибов для гибки профильных труб вполне оправдано.

Разновидности и классификация профильных трубогибов

Практическое применение нашли следующие трубогибы, изготовление которых возможно своими руками:

1. Двухроликовые.
2. Трёхроликовые.
3. Трубогибы с поворотной платформой.
4. С поворотным рычагом.
5. Гидравлические.
6. С электроприводом.

Последнего вида трубогибов для профильных труб касаться не будем – практически это уже промышленное оборудование, качество изготовления которого заведомо лучше, чем самодельного. Отметим только, что электрические трубогибы не имеют конкурентов при изгибе профильных труб, внутренний размер которых превышает 100…120 мм.

При выборе схемы деформирования учитывают исходные требования к степени искажения поперечного сечения гнутой детали. Если такие требования невысоки, то наиболее подходящим для изготовления в домашних условиях считается двухроликовый трубогиб, а значительном радиусе изгиба – трубогиб с поворотной платформой. В некоторых случаях можно вообще обойтись без специальной оснастки; об этом будет рассказано особо.

Ручные трубогибы – популярный выбор для рабочих мест, где нет доступа к электроэнергии, или там, где требуется повышенная мобильность работ.

Основная задача – согнуть трубу, не допуская её разрушения под давлением, при минимально возможных деформациях сечения и его сплющивания. Важно, чтобы исходная труба была из качественного материала. Так, б/у или сварные трубы часто могут стать причиной разрушения после деформирования трубогибом.

Далее рассмотрим ряд наиболее часто используемых вариантов изготовления трубогибов для профильной трубы своими руками.

Трубогиб со средним подвижным роликом

Инструмент состоит из следующих деталей:

1. Сварного корпуса, закрепляемого на ровной опоре или слесарном верстаке.
2. Двух симметрично расположенных сменных роликов, профиль которых должен соответствовать внешним размерам заготовки.
3. Среднего подвижного ролика, свободно вращающегося на оси.
4. Направляющих.
5. Ручного привода подвижного ролика. В качестве такого привода может быть, например, цепная или зубчатая передача.
6. Рукоятки с рычагом.

Самым ответственным моментом является профилирование подвижного ролика трубогиба. Радиус закругления при переходе от боковой части стенки к торцевой (касается прямоугольных труб) должен быть на 0,2…0,5 мм больше, чем соответствующий параметр для заготовки. Если он больше – изгиб переходит в свободный с недопустимым искажением формы исходного сечения. Если меньше – происходит защемление участка сгиба, что увеличивает прикладываемое усилие и способствует складкообразованию.

Трубогиб с поворотной платформой

Этот вариант хорош тогда, когда к искажению формы конечного сечения особых ограничений не предъявляется. Принципиально он отличается тем, что один конец изгибаемой заготовки закрепляется, второй гнётся по нужному радиусу при помощи поворотной платформы. Элементы конструкции такого трубогиба:

1. Корпус.
2. Зажим с регулируемыми резиновыми губками.
3. Вертикальная ось.
4. Поворотная платформа, включающая в себя профильный ограничитель (он может быть переустанавливаемым).
5. Привод (зубчатая или цепная передача; при необходимости увеличить скорость гибки, такая передача должна иметь усилитель крутящего момента – мультипликатор).
6. Рычажная рукоятка.

Область рационального применения трубогиба с поворотной платформой – сгибы с радиусами r, которые многократно превышают толщину стенки трубы h. Рекомендуется соотношение r > (5…6)h.

Для малопластичных труб, изготовленных из средне- и высокоуглеродистых сталей (марок от сталь 50 и выше), такой метод следует применять с известными осторожностями, поскольку в области изгиба возникают довольно большие растягивающие напряжения, которые могут вызвать образование трещин в металле. Чтобы обойти это ограничение, деформируемый участок трубы лучше подогреть паяльной лампой.

Элементы конструкции профильного трубогиба

Поскольку энергоёмкость технологической операции сгиба даже высокопрочного проката невелика, то большинство элементов трубогиба можно изготавливать из обычной стали типа Ст.5.

Диаметры осей роликов трубогиба подбирают по имеющимся типоразмерам подшипников качения, а для основы резиновых зажимных губок используют высокопрочную резину по ГОСТ 7338-90. Марка резины должна быть не ниже АМС (атмосферомаслостойкая), толщина – от 10 мм, степень твёрдости – Т (такой материал выдерживает давление от 5 МПа).

Особое внимание уделяется формующим роликам: они изготавливаются чистовым точением из инструментальной стали У10 или У12 по ГОСТ 1435-85. Необходимо строго соблюдать соотношения между исполнительными размерами ролика и размерами поперечного сечения заготовки (они указаны ранее).

Цепные передачи трубогиба и мультипликатор можно подбирать из готовых деталей, имеющихся в арсенале домашнего мастера (для мультипликатора, например, подойдёт узел, применяемый для аналогичных целей в гайковёртах).

При сборке стоит учесть оптимальные условия смазки трущихся элементов, а ручку для удобства пользования, делают с рифлёной пластиковой трубкой.

Рама трубогиба может быть сварной или собрана на болтовых соединениях.

Особенности изготовления и сборки

Начинают с выбора конструкции трубогиба для профильной трубы. Особое внимание уделяют производству профилирующих роликов, при массовом производстве гнутых профилей их лучше закалить на твёрдость HRC 54…60, а затем отшлифовать. При монтаже важно выдержать симметричность схемы гиба, чтобы исключить опрокидывающий момент, который будет неравномерно нагружать корпус трубогиба.

При испытании готового изделия возможно появление дефектов в трубе, в основном – трещин. Это означает, что свободный её конец слишком велик, и там возникают растягивающие напряжения. Тогда в трубогиб дополнительно вводят оправку. Она представляет собой неподвижно закреплённую на кронштейне втулку, которая сварена из листового проката.

Внутреннее отверстие во втулке должно соответствовать внешним размерам полуфабриката с допуском не более 0,15…0,20 мм. Втулку размещают посредине длины линии изгиба, после чего вводят туда часть деформируемой трубы, и начинают деформацию металла.

Как механизировать процесс

Поскольку гидропривод обладает наибольшей автономностью, то в большинстве случаев используют именно его. В качестве источника создаваемого давления в домашних условиях можно применить обычный гидравлический домкрат. Его устанавливают сверху подвижного ролика трубогиба и под оправкой. Перемещая ручку домкрата, создают необходимое давление сгиба.

Выбор типоразмера домкрата для трубогиба ведут в зависимости от предела пластичности материала заготовки:

• Для сталей типа Ст3, сталь 10 – 120…130 МПа;
• Для сталей типа Ст.5, сталь 20 – 130…150 МПа;
• Для латуней – 80…100 МПа;
• Для алюминия – 60…80 МПа.

При выборе типоразмера учитывают также ход штока, который не может быть менее 115….120 % от конечной высоты изогнутой трубы (во внимание принимается неизбежное пружинение).

Особенности технологии

Нюансы процесса применяя трубогиба сводятся к следующим:

1. При малых радиусах сгиба (r < 3h) складкообразование вероятно при любых схемах деформирования. Выручить может спиральная пружина растяжения, наружный размер которой немного больше внутренней высоты трубы. Пружина пропускается в трубу до начала её деформации, а дальше всё следует в вышеописанной последовательности.
2. Для малопластичных материалов помогает следующий приём. Внутрь трубы засыпают мелкокристаллический сухой песок, а оба концевых отверстия плотно заглушают деревянными пробками. При изгибе трубогибом создаётся противодавление, которое уравновешивает растягивающие напряжения, компенсируя их соответствующими сжимающими. Вероятность трещин во внешних волокнах металла уменьшается.
3. Ручная гибка целесообразна для профильных металлических материалов, наибольший поперечный размер которых не превышает 50…60 мм (для цветных металлов и сплавов он может быть больше).
4. Чем толще стенка трубы, тем медленнее должен производиться процесс деформирования трубогибом (следует помнить об эффекте пластической инерции материала, которая возрастает с увеличением массы единицы сечения).
5. Не стоит конструировать пространственную трубу с разными радиусами сгиба: особой пользы это не даст, а конструкция трубогиба усложнится.

В некоторых случаях единственный способ, с помощью которого профильная трубчатая деталь может быть изготовлена, – это отрезка прямой секции с её последующем соединением (например, при изготовлении объёмных вентиляционных отводов). Хороший сварной шов будет практически незаметен, и одновременно уменьшит конечную стоимость сборочной единицы.

Да, кстати, пластический изгиб нержавеющих труб своими руками невозможен и следует использовать приводные станки.

Можно ли согнуть трубу без применения профилегиба

Конечно можно, если размеры готового изделия соответствуют следующим требованиям:

• Нет ограничений по изменению конечного сечения трубы (вплоть до ее плющения);
• Радиус изгиба достаточно велик – r > (15…20)h;
• Длина готового изделия превышает 1200…1500 мм;
• Качество торцов трубы не имеет значения.
• Материал высокопластичен (алюминий марок АД0 или АД00, медь до М4, латунь от Л80 и т.п.).

Заготовку укладывают в ограничивающие планки (сообразно нужным размерам), а затем гнут вручную, используя в качестве рычага одну из частей трубы.

Читайте также:

Как согнуть профильную трубу в домашних условиях без трубогиба своими руками
Металлическая труба квадратного сечения считается универсальным строительным материалом для арочных и полукруглых конструкций. Примером может служить полукруглая арка для теплицы, гнутый козырек из…

 

Обзор самодельного трубогиба для профильной трубы