محاسبه شعاع خم لوله

عملیات خمکاری لوله

خمکاری لوله در صنایع مختلف کاربرد زیادی دارد که بطور مثال در صنایع فلزی ساخت و تولید در تاسیسات ساختمانی و حتی در ساخت زیورآلات و صنایع خودرو سازی و … موارد متعددی از آن را می توان بیان کرد. در عملیات خمکاری لوله مسائل و تکنیک های مختلفی وجود دارد که به بیان تعدادی از آن می پردازیم:

1- انتخاب شعاع خمکاری

در خمکاری لوله شعاع خمکاری همیشه بر اساس فاز خنثی که روی محور طولی لوله قرار گرفته محاسبه و تعیین می گردد

2- محاسبه طول گسترده لوله

طول گسترده لوله در خمکاری بر اساس فاز خنثی محاسبه و تعیین می گردد. برای مثال برای محاسبه ی طول گسترده شکل قبل طبق فرمول زیر عمل می کنیم

که L1 و L2 مقادیر ثابت و R شعاع فاز خنثی در لوله می باشد.

3- روش های خمکاری

1-3 خمکار لوله به روش سرد با دست :

عملیات خمکاری لوله به روش سرد با دست معمولا برای لوله های با قطر کمتر از 20 میلی متر و ضخامت بیشتر از یک میلی متر امکان پذیر می باشد. حداقل شعاع خمکاری در این روش برابر است با چهار برابر قطر لوله برای مثال برای با قطر 15 میلی متر حداقل شعاع خمکاری 60 میلی متر می باشد که قطر قالب خمکاری 120 میلی متر است.

و چنانچه بخواهیم و لازم باشد که شعاع خمکاری کمتر از مقدار فوق باشد می بایست از روش هایی استفاده کرد تا این امر محقق گردد که در ذیل به آن اشاره می کنیم.

کاهش مقدار حداقل شعاع خمش

1- برای اینکه بتوانیم لوله را با شعاع کمتری خمکاری نمائیم می بایست، داخل لوله تقویت گردد. برای این کار می توانیم از مواد مختلفی چون ماسه، سرب، و یا فنر استفاده نمائیم. برای مثال داخل لوله را از ماسه نرم و یا با استفاده از سرب مذاب پرکرده و سپس اقدام به خمکاری می نمائیم این کار مانع از چروکیدگی و یا دو پهن شدن لوله می گردد و یا بوسیله یک فنر که در داخل لوله قرار می گیرد و بعد از خمکاری با پیجاندن فنر مانند یک پیچ فنر از لوله خارج می گردد. لازم به ذکر است که این روش های ابتدایی برای تولید تعداد کمی لوله مناسب بوده و برای تولید انبوه و نیمه انبوه، استفاده از ماشین آلات خمکاری در قسمت آینده به آنها اشاره خواهیم کرد، ضروری می باشد.

خمکاری لوله بوسیله ماشین و به طریق سرد.

خمکاری لوله توسط ماشین آلات به دو روش فشاری و پیچشی انجام می گیرد که به توضیح مختصری در مورد آنها خواهیم پرداخت.

1- ماشین ها و تجهیزاتی که لوله را بوسیله فشار خم می کنند. این دستگاه ها بیشتر برای خمکاری لوله هایی مورد استفاده قرار می گیرد که در لوله کشی گاز و شوفاژ کاربرد دارد. نیروی خمکاری بوسیله یک پیچ قدرتی و یا یک سیلندر هیدرولیکی به لوله اعمال می گردد. لوله که توسط دو تکیه گاه در جای خود محکم شده با فشار اعمال شده تغییر شکل می یابد

2-خمکاری لوله با روش پیچیدن به دور قالب

اصول خمکاری در این روش به این صورت است که یک قالب گرد، لوله به وسیله یک گیره به آن بسته شده و قالب در محور خود شروع به گردش می کند بدین صورت لوله به دور قالب پیچیده شده و خم می گردد. با این روش می توان لوله را با حداقل شعاع خمش ممکن خمکاری نمود.

این روش یکی از متداول ترین روش های خمکاری است که با اضافه کردن تجهیزات اضافه ای مانند سیستم های هیدرولیکی تجهیزات کنترل CNC و یک سری وسایل اندازه گیری دقیق می توان پیچیده ترین خمکاری را محقق نمود که در قسمت بعد به این تجهیزات بصورت کامل تری می پردازیم.

خم کردن لوله به روش های مختلف و برای اهداف خاص انجام می شود. خم لوله از نظر استاندارد شرایط خاصی دارد و باید به گونه ای انجام شود که این شرایط استاندارد را داشته باشد. خم کاری لوله برای لوله های فولادی مشکی و لوله های گالوانیزه مورد استفاده در لوله کشی ساختمان، لوله کشی گاز و گرمایش، ساخت رینگ هات وان، لوله های پتروشیمی، ساخت ماشین آلات و دستگاه های مختلف انجام می شود که هر کدام بسته به نوع خم متفاوت است. سطح مقطع لوله و ایجاد تنش و کاهش مقاومت لوله باید از شرایط خاصی پیروی کند.

مشخصه های لوله

به نظر شما برای تولید یک مصنوع علاوه بر جنس و نوع لوله چه اطلاعات دیگری نیاز داریم؟

لوله ها بر اساس معیارهای مختلفی مانند قطر داخلی، قطر خارجی، ضخامت و طول تعریف می شوند. یک لوله دارای شعاع، قطر و محیط است.

• محیط: به دور تا دور هر شکلی، محیط آن می گویند.
• شعاع: خط مستقیمی که مرکز دایره را به محیط متصل می کند.
• قطر: خط مستقیمی که از مرکز دایره می گذرد و قسمتی از محیط را به جهتی دیگر می برد و دو برابر شعاع است.

توجه داشته باشید که در محاسبات خم کاری لوله ، شعاع خم کاری همیشه بر اساس محور طولی لوله است.

بیشتر بدانید محاسبات خمکاری لوله :

نقشه خوانی و پیاده کردن نقشه روی لوله

برای ساخت یک مصنوع به یک سری اطلاعات نیاز داریم که از روی نقشه بدست می آید. به عنوان مثال برای خم کردن لوله برای ساخت یک وسیله ورزشی، اطلاعات مورد نیاز برای تعیین طول اولیه لوله، پارامترهای خم کاری در نقشه آورده شده است و می توانید اطلاعات مورد نیاز را از آن استخراج کنید.

اندازه گیری و اندازه گذاری در خم کاری

اندازه گیری و علامت گذاری صحیح دو عامل بسیار مهم در خم کاری دقیق لوله می باشد. عدم دقت در اجرای هر یک از این موارد باعث مشکل انطباق نهایی لوله و ساخت مصنوعات فلزی می شود.

معمولاً دستگاه های خم کاری عمل خم کاری را در یک جهت انجام می دهند، به همین دلیل تعیین خط مرجع از ابتدای کار به خصوص در مواردی که باید چندین خم در جهات مختلف انجام شود بسیار مفید است.

مشخص کردن خط مرجع

علامت طول را روی لوله علامت می زنیم سپس لوله را طوری در دستگاه خم کن قرار می دهیم که علامت رو به بالا و خلاف جهت زاویه خم باشد. این علامت علاوه بر قابلیت کنترل دقیق جهت خم کاریی، برای ادامه صحیح عملیات خم کاریی در جهات مختلف پس از خم کاری بسیار مفید است.

نحوه قرار دادن لوله در دستگاه جهت خم کاری

• پس از اندازه گیری لوله طبق توضیحات ارائه شده، لوله را به گونه ای در دستگاه قرار می دهیم که علامت مورد نظر بر زاویه مشخص شده بر روی دستگاه مماس شود.
• به طور معمول لوله ها پس از اعمال نیروی خمشی کمی فنری یا برگشت پذیری از خود نشان می دهند و میزان این برگشت پذیری بر اساس نوع لوله متفاوت است.
• میزان افزایش طول حین خم کاری (محاسبات خم کاری لوله)
• محاسبه طول کل لوله در خم کاری به نوع خم بستگی دارد. اگر از خم تیز استفاده کنیم، طول نهایی برابر با طول اولیه خواهد بود.

میزان افزایش طول حین خم کاری

اگر از خم قوسی (خم با شعاع زیاد) استفاده شود، طول لوله پس از خم شدن ممکن است با طول اولیه آن برابر نباشد، بنابراین محاسبه میزان این تغییرات قبل از برش بسیار مهم است.

خم با شعاع زیاد

قسمت بیرونی لوله پس از خم شدن کشیده می شود و طول لوله را افزایش می دهد که از محور تاب خنثی قابل محاسبه است. محل قرارگیری تار خنثی به شعاع خم و قطر لوله بستگی دارد و برای محاسبه آن از فرمول های زیر استفاده می شود:

بیشتر بدانید محاسبات خمکاری لوله :

الف- اگر شعاع خمش بیش از ۵ برابر ضخامت قطعه باشد، سیم خنثی در وسط قطعه قرار می گیرد و با فرمول زیر قابل محاسبه است:

• RB> 5 × SRN= RB+ S/2
•  R_N = شعاع تار خنثی
• R_B= شعاع خم
• S = قطر لوله

ب- اگر شعاع خم کمتر از ۵ برابر ضخامت قطعه باشد، نخ خنثی به سمت دیواره داخلی خم حرکت می کند.

و با فرمول زیر قابل محاسبه است:

RB<5>

توری گابیون با نام‌های مش گابیون، فنس گابیون و توری گابیون شناخته می‌شود؛

با توجه به اندازه سیم خنثی، از فرمول زیر برای محاسبه طول خم استفاده می کنیم:

LB=RN π α/۱۸۰

L_B = طول خم

R_N = شعاع تار خنثی

α=زاویه خم

محاسبه طول خم کاربردهای مختلفی دارد مانند: بدست آوردن طول لوله برای برش یا نحوه اندازه گیری لوله برای خم شدن.

تار خنثی (طول گسترده) چیست؟

هنگامی که لوله خم می شود، لایه بیرونی قطعه کشیده شده و طول آن افزایش می یابد، همچنین لایه داخلی آن فشرده شده و طول آن کاهش می یابد. بین لایه بیرونی و داخلی قطعه، لایه ای وجود دارد که نه کشیده می شود و نه فشرده می شود، یعنی طول قطعه بدون تغییر می ماند، به این طول لایه خنثی می گویند.

محاسبات خم کاری لوله

برای محاسبه ی طول لوله از رابطه ی زیر استفاده میکنیم:

L = πdα / ۳۶۰

که در آن:

• d : قطر لوله،
• α : زاویه ای باید لوله خم شود
• L : طول لوله ی خم شده میباشد.

برای محاسبه طول کل لوله ابتدا لوله را مطابق شکل زیر به ۴ قسمت تقسیم می کنیم سپس طول هر قسمت را جداگانه محاسبه می کنیم و در نهایت همه را با هم جمع می کنیم.

تقسیم بندی نمونه خم شده به ۴ قسمت

L1= 40 – S – RB1L1= 40 – 60 – 10L1= 24 mm

L2= 12 / 2 × ۳.۱۴RN1= RB1 + S / 3L2= 18.84 mm  ,  RN1= 10 + 2 = 12 mm

L3= 120 – 2S – RB1- RB2L3= 120 – 12 – 10 – 35 = 63 mm

RN2= RB2 + S/2RN2= 35 + 3RN2= 38 mmL4= RN2 × πL4= 38 × ۳.۱۴ = ۱۱۹.۳۲ mm

محاسبه کل طول مورد نیاز:

Lt= L1+ L2+ L3+ L4Lt = 24 + 18 .84 + 63 + 119.32 = 225.16 mm

بیشتر بدانید محاسبات خمکاری لوله :

لیات خمکاری لوله