Как согнуть профильную трубу своими руками без специальных приспособлений

Возможные осложнения в ходе работы

Собственно изгибание такой трубы представляет собой процесс придания элементу изогнуто-плавной конфигурации. Сделать это можно только под давлением, поскольку деталь имеет высокую прочность. Чтобы уменьшить необходимую для изгиба силу давления, можно использовать нагрев изгибаемого фрагмента.

Несмотря на кажущуюся простоту операции, в результате гибки не всегда получаются элементы нужной конфигурации. Довольно часто возникают проблемы. К числу самых распространенных осложнений относят три.

Первое заключается в том, что внутренняя сторона профиля складывается своеобразными складками, которые напоминают гофру. В правильном варианте она равномерно сокращается.

Промышленность выпускает множество разновидностей профильной трубы. Они различаются формой сечения, высотой профиля, толщиной стенки

Вторая сложность – разрыв наружной стенки профильной трубы. В ходе гибки она растягивается. Иногда металл не выдерживает силового воздействия и лопается. Третья проблема в том, что труба, изменяя свою форму, способна утратить соосность элементов.

Это означает, что ее фрагменты в изогнутом состоянии будут лежать в разных плоскостях. А это недопустимо. Практика показывает, что все сложности происходят по причине ошибочного выбора способа гибки.

Чтобы выбрать его правильно, нужно учесть пластические возможности профильной трубы. Они определяются размерами и формой сечения, а так же толщиной стенок изделия. Исходя из этих величин, можно рассчитать минимально возможный радиус закругления. Пытаться выполнять закругление меньшего радиуса настоятельно не рекомендуется.

Чтобы определить минимальный радиус, нам потребуется высота сечения. Она рассчитывается следующим образом. Замеряется высота профиля, из нее вычитается удвоенная толщина стенки изделия.

Полученное число будет искомой высотой, обозначим ее h. Для труб с сечением в форме прямоугольника и квадрата действует следующее правило. Если высота профиля выше 20 мм, деталь выдерживает изгиб на участке, минимальная длина которого составляет hх3,5.

Изделия с профилем ниже 20 мм можно сгибать на участке длиной от hх2,5 и больше. Это правило справедливо для всех труб. Однако толщина стенки детали тоже влияет на ограничения в гибке.

Чем она тоньше, тем выше вероятность появления разрыва или смятия детали. Специалисты настоятельно не рекомендуют пытаться гнуть широкие изделия толщина стенок которых менее 2 мм. В этом случае оптимально воспользоваться сварочным аппаратом.

В процессе изгибания профильной трубы очень важно выполнять все действия правильно и аккуратно, иначе деталь может утратить соосность или смяться. Использовать такую трубу нельзя

Еще один момент, о котором нужно знать. Трубы из низколегированных и углеродистых сплавов очень упруги и после сгибания могут как-бы «пружинить», пытаясь принять прежнюю форму.

Это предполагает дополнительную работу с изделием, поскольку его придется заново подгонять по заранее изготовленному шаблону. Поэтому рекомендуется выяснить значение пластического момента сопротивления данной профильной трубы и проводить изгибание с учетом этого показателя. Чем он меньше, тем меньше деталь будет «пружинить».

Как выполняется расчет?

Чтобы разобраться с количеством пропилов, нужно выполнить простой расчет. Предположим, что требуется выполнить следующие условия:

• имеется труба размером 30·50 мм;
• необходим разворот под углом 180 ⁰;
• радиус полного разворота R = 100 мм;
• движение производится по стенке b = 30 мм.

Нужно определить наружную длину образующей половины окружности.

Lнар = π (R + b)/2

здесь π = 3,14 отношение длины окружности к радиусу.

Попутно определяется половина образующей по внутреннему радиусу.

Lвн = π R/2

Разница между значениями определяет общую ширину пропилов.

С = Lнар – L вн

Зная толщину пильного диска (h = 2 мм), нетрудно определить количество пропилов.

n = C/h

Остается подставить все данные в расчетную формулу и определить количество пропилов для поворота на 90 ⁰. Полное количество можно определить в виде.

N = 2n

Расчетная схема для определения параметров пропилов

Расчет лучше оформить в виде таблицы 1

Таблица 1. Определение количества пропилов для начальных условий

Часто вопрос о сгибании труб с помощью резов обращаются желающие построить теплицу. Их интересует: «Сколько раз нужно пропилить стенки для получения гиба с определенным радиусом образующей?» Пользуясь предложенными зависимостями, можно легко рассчитать пазы трубы для теплицы. В таблице 2 приведены расчеты для труб разного диаметра и радиусов внутренней образующей.

Таблица 2. Расчет для профильных труб теплицы

Чтобы оценить эффективность подобной технологии, желательно оценить трудоемкость и затраты материалов (таблица 3).

Таблица 3. Затраты труда и стоимость расходных материалов для изгибания дуг для теплицы

Сколько стоит одна стальная, профильная труба размером 20·20 мм? По последним данным шестиметровый отрезок можно приобрести по цене 320…360 руб. Получается, что стоимость процесса обойдется примерно столько же, сколько стоит сама труба. При этом придется затратить более полутора часов на одну дугу. Внешний вид готовых изделий далек от совершенства. Для придания товарного вида необходимо производить шлифование, применяя абразивный инструмент. Эта операция по времени сопоставима с затратами на выполнения сварочных работ. Лепестковые круги еще больше увеличат прямые эксплуатационные затраты.

Вид гнутых изделий, полученных методом пропила пазов с последующей сваркой

Из представленных расчетов видно, что технология гибки труб по радиусу может быть оправдана только для выполнения изгибов профильных заготовок только в ограниченном количестве. Если требуется создать сложную пространственную конструкцию, то следует воспользоваться специальными приспособлениями для промышленной гибки.

При пропиливании пазов необходимо контролировать глубину пропила со всех трех сторон. Потребуется специальное приспособление, которое сможет ограничить вхождение инструмента по мере стачивания диска.

Особенности разных способов гибки профиля

Существует два основных метода гибки профильной трубы: холодный и горячий. Первый предполагает, что процесс изгибания выполняется без предварительного температурного воздействия на деталь.

Тогда как второй проводится только с предварительно разогретой трубой. Надо признать, что нагрев детали значительно увеличивает ее пластичность и облегчает процесс гибки.

Нормативов, строго регламентирующих использование холодного и горячего метода гибки для профильных изделий, не существует. Они есть только для труб с круглым сечением. Согласно этим нормам горячая гибка используется для деталей, диаметр которых составляет 100 мм и больше. Для прямоугольных и квадратных труб действуют несколько иные правила.

Если предстоит разовая работа по гибке трубы, можно купить, но лучше взять в аренду гидравлический трубогиб с ручным приводом:

Галерея изображений

Фото из

Гидравлический трубогиб с ручным приводом

Сменный гибочный сегмент

Приспособления для фиксации изгибаемой трубы

Изгибание стальных труб с большим усилием

Сантехники рекомендуют изгибать только холодным способом все трубы с высотой профиля менее 10 мм. Изделия, высота профиля которых составляет 40 мм и выше, гнут горячим методом.

Как изгибать детали, с высотой профиля от 10 до 40 мм, решать исполнителю. Чтобы не ошибиться, можно произвести пробную гибку. Вообще, если в наличии имеется трубогиб, с его помощью можно изогнуть трубу безо всякого нагрева.

Если специального инструмента нет, стоит выполнить пробную гибку профильной трубы. Для этого один край детали прочно зажимается в тисках. На другой конец надевается труба большего, чем у сгибаемого изделия диаметра.

Получившееся «плечо» следует сильно потянуть, изгибая изделие. Если деталь изгибается, можно использовать холодный метод гибки. Если же нет, применяется изгибание с предварительным нагревом.

Изгибание труб без радиуса

Создавая пространственный каркас, проектировщики сталкиваются с необходимостью изготовления элементов, в которых нужно создать детали, где участки труб соединяются между собой под прямым углом (90 градусов) или под острым углом (45 градусов, например). Можно нарезать отрезки, а потом сварить их между собой. Однако вопрос можно решить и иначе:

1. Произвести разметку для будущего выреза.
2. Произвести вырез лишнего металла.
3. Выполнить гиб, соединяя кромки произведенного реза. Сварить металл по кромкам.

Схема техпроцесса изгиба под прямым углом с подрезкой: 1 – разметка; 2 – вырезание излишков металла; 3 – сгибание и сварка кромок

Такой способ позволит получить достаточно прочную деталь, в ней часть металла остается целой.

Если не выполнять подрезание, то излишкам металла деваться некуда. Получается непривлекательный вид изделия.

Прямой гиб профильной трубы без подрезки

В чем причина подобного явления? Чтобы понять, как происходит простое изгибание, следует рассмотреть схему.

Схема формирования изгиба в трубах

Если имеется подходящая оправка, выполняется гиб:

1. Один конец закрепляется неподвижно.
2. Поверхность заготовки прислоняется к базовой поверхности, относительно которой будет производиться перемещение второго конца.
3. Прилагается усилие, и выполняется формирование новой поверхности.

Внутри можно увидеть центральную линию, по которой и выполняется гибка трубы.

Не только в пустотелых изделиях происходят подобные явления. Даже в сплошных деталях смещение слоев относительно друг друга происходят аналогичные явления.

Тонкости горячей гибки

Изгибание фрагмента профильной трубы происходит после его разогрева. Желательно выполнить операцию за один подход, поскольку многократный разогрев металла нежелателен. Изделие, охлажденное до светлого вишневого цвета, может разорваться.

Поэтому такой способ идеален для выполнения углового единичного сгиба. Для изгибания профиля под округлую арку его нужно применять с осторожностью, поскольку многократный нагрев в данном случае неизбежен.

В качестве наполнителя для трубы при горячей гибке хорошо использовать просеянный и прокаленный песок. Он засыпается внутрь детали с помощью воронки

Чтобы правильно согнуть профильную трубу горячим способом следует использовать наполнитель. Так удастся предотвратить возможное смятие детали. В качестве наполнителя обычно берется песок.

Оптимальный вариант – среднезернистый строительный песок. Если его нет, подойдет материал из детской песочницы. Для начала его нужно очистить от ненужных примесей.

Для этого песок просеивается сквозь сито с ячейками размером 2-2,5 мм. Так удастся избавиться от крупных камушков и мусора. Если в процессе гибки такое включение окажется непосредственно у стенки трубы, оно сформирует рельеф, которые совершенно не нужен.

Слишком мелкие песчинки тоже не нужны. В процессе нагрева они способны спекаться, что нежелательно. Поэтому песок придется просеять еще раз, теперь уже через мелкое сито. Размер его ячеек должен составлять около 0,7 мм. Прокаливаем просеянный песок.

Наполнитель готов. Теперь можно заняться деталью. Для начала нужно отжечь трубу на участке, где будет выполняться сгибание. Затем можно приступать к изготовлению заглушек.

Потребуется две одинаковых по размеру детали, которые будут закрывать оба конца профильной трубы, чтобы не высыпался находящийся в ней песок. Заглушки выполняются только из дерева, другой материал использовать нельзя.

Определимся с размерами и формой деталей. Это должны быть пирамиды, длина каждой в десять раз больше, чем ширина основания. Размеры собственно основания должны почти в два раза превышать размеры отверстия, которое будет закрываться этой заглушкой. Подготовленные изделия нужно примерить к трубе.

Профильная труба закрывается деревянными заглушками. В одной из них обязательно выполняются выемки для выхода газов, образующихся внутри разогреваемой детали

Если все нормально, на каждой из сторон одной из заглушек выполняем продольный паз. Через эти пазы будет выходить из заготовки скопившийся при нагреве газ. Можно приступать к заполнению трубы.

Для этого берется заглушка без пазов и устанавливается на место. Обычная воронка вставляется в противоположный конец детали. Если труба длинная, ее располагают под углом к земле, если короткая – перпендикулярно.

Через воронку малыми порциями засыпают песок. После каждой порции берут резиновую или деревянную киянку и хорошенько простукивают деталь снизу, помогая песку распределиться максимально равномерно и уплотниться. После того, как при постукивании по всей длине трубы будет слышен глухой звук, работу нужно прекратить. Это значит, что деталь полностью заполнена песком.

Заполненная песком заготовка закрывается второй заглушкой. Теперь нужно мелом наметить границы участка, который должен будет подвергнуться нагреву. Его длина должна быть равна минимум шести диаметрам заготовки.

Деталь надежно закрепляется в зажиме или в тисках. Если труба сварная, ее нужно закрепить так, чтобы шов оказался снаружи изгиба. Если он будет внутри, деталь может лопнуть.

Теперь следует разогреть фрагмент трубы до красно-вишневого цвета. Это можно сделать паяльной лампой либо газовой горелкой для пайки. Важный момент. Весь участок должен прогреваться равномерно.

Нельзя допускать перегрева отдельных фрагментов. Если это все же произошло, следует остудить такие участки. Индикатором достаточно прогретой трубы станет отскакивающая от нее окалина.

Специалисты настоятельно рекомендуют выполнять горячее изгибание профильной трубы за один прием. Многократный разогрев детали может привести к ее разрыву

После того, как заготовка будет раскалена, на ее конец надевают фрагмент трубы большего сечения. Так, чтобы край детали немного не доходил до будущего изгиба. После чего трубу аккуратно сгибают до нужной формы.

Делать это нужно в один прием плавным поступательным движением в вертикальной или горизонтальной плоскости. Полученный изгиб проверяется по шаблону.

Согнутая труба должна остыть, после чего ее следует еще раз сравнить с шаблоном и убедиться в правильности приданной формы. Если это так, заглушки выбиваются. Часто сделать это сложно, тогда можно просто выжечь деревянные пробки и высыпать песок.

Чтобы изгиб получился четким, без складок и разрывов, нужно максимально плотно набить в трубу песок и равномерно разогреть деталь.

Принцип использования трубогиба

Согнуть профильную трубу (особенно это касается изделий крупного диаметра) своими руками далеко не всегда представляется возможным. Для этих целей существуют специальные устройства – трубогибы. Стандартный трубогиб оборудован ведущим колесом, которое, перемещаясь вдоль одной из граней, аккуратно сгибает отрезок трубы в необходимом направлении.

Рекомендуем ознакомиться: Воздуховоды из оцинкованной стали, их виды и применение

Трубогибы бывают двух видов:

• Ручные. Колесо устройства приводится в действие вручную, посредством специальной рукоятки. Хорошо подходят для труб с небольшой площадью сечения.
• Электрические. Использование таких устройств оправдано в тех случаях, когда объем работ достаточно велик, а сами трубы обладают при этом солидными габаритами. Аппарат включается в стандартную сеть электропитания, а перемещение колеса осуществляется посредством электропривода. Позволяет получать более ровные изделия при ощутимой экономии времени.

Если работы носят однократный характер, покупка собственного трубогиба может оказаться нерентабельной. В таком случае стоит подумать о взятии устройства в аренду, либо рассмотреть один из альтернативных способов сгибания.

Изготовление гибочного станка своими руками

Человеку с способностями слесарной работы, полностью под силу без помощи других собрать собственный трубогиб. Нужно заготовить:

• Три ролика либо вала, выполняющих в устройстве функцию сгибания.
• Железный швеллер либо уголок для сотворения опорной рамы.
• Цепь.
• Приводной механизм.

Последовательность сборки самодельного гибочного станка:

• Сборка опорной рамы. Для этого отдельные элементы металлопроката соединяются в единую конструкцию продольной конфигурации. Сборку создают способом сварки либо болтовыми соединениями. Основная задачка опоры станка заключается в его стойкости и прочности. Чтоб обеспечить это условие, конструкцию крепко фиксируют к полу.
• Установку 2-ух валов с осью вращения создают на нужном расстоянии, незначительно выше уровня стола, 3-ий вал закрепляют посредине малость выше. Валы закрепляют к опоре болтами с гайками.
• Валы либо ролики, расположенные в горизонтальной плоскости, инсталлируются на расстоянии, определяющим радиус извива. Для регулирования углов деформаций устанавливают ограничительные ролики и стопор.
• Для передачи вращательного момента станок оборудуется цепной передачей. Тут может быть два варианта установки цепи: при помощи шестерен либо установка конкретно на валы.

Для сотворения вращающих усилий к станку прикрепляется ручка, выполняющая функцию ручного привода.

Изгиб профильных изделий с применением пружины

Этот метод совершенно подходит для дюралевых труб профильного сечения, также металлов с огромным коэффициентом пластичности. Сначала нужно сделать пружину из металлической проволоки поперечником 2 мм. Форма извива проволоки совпадает с формой профильной заготовки. Пружину вставляют в полость и сгибают ее до данного радиуса. Чтоб прирастить скорость сгибания, заготовку немного подогревают.

Пружину за ранее закрепляют к наиблежайшему концу кусочком проволоки.

Деформация с внутренним противодействием

Для тех, кто ищет методы, как согнуть трубу в домашних условиях без гофры, подойдет способ с внутренней пружиной. Ее навиваем на какой-то подходящей заготовке так, чтобы наружная сторона пружины проходила по профильной трубе с зазором в 1-1,5 мм на всю длину деформируемой части. Проволоку используем диаметром 1-3 мм, в зависимости от параметров гнутой трубы.

Зону обработки прогреваем пропановой горелкой или паяльной лампой. Затем вставляем обрабатываемый патрубок в предварительно сделанную матрицу с внутренним сквозным отверстием, обеспечивающим требуемый радиус кривизны. Обязательно учитываются соотношение размера профильной трубы и отверстия.

Традиционным считается вариант, в котором ведущую роль играет песок. Им заполняется свободное пространство внутри профиля перед тем, как согнуть трубу. Оба свободных отверстия понадобится заглушить деревянными пробками. Понадобится чистый сухой песок. Размер фракции не имеет значения.

Для трубы малого диаметра использование предварительного нагрева и речного песка является обязательным, иначе она лопнет. Впоследствии их выжигают горелкой, а песок высыпают.

Ее также нагревают, надевают на болванку с нужным радиусом и аккуратно выгибают. Остывать труба может как в естественных условиях, так и в ведре с водой. На качестве и прочность это никакого влияния не оказывает.

Как видим, даже в кустарных условиях получится добиться максимальных результатов. Необходимо лишь определиться с методом обработки и нужными инструментами.