Виготовлення будівельних конструкцій шляхом холодного згинання

У будівництві застосовують три види гнутих деталей: гнуті в гарячому стані для деталей, де неприпустима наклеп; гнуті в холодному стані з великими радіусами загину з незначною наклепом; гнуті в холодному стані з малими радіусами вигину (1 – 2,5 товщини деталі), де допустимо значну наклеп.

Гарячу згинання виконують при нагріванні деталей до температури 900 – 1000 °C, і припиняють при температурах не нижче 700 °C. Охолодження має бути повільним, що виключає загартування, короблення, поява тріщин та надривів.

Холодну згинання деталей з великими радіусами згинання здійснюють на листозгинальних вальцях, кутозгинальних вальцях або пресах (для сортової та балкової сталі). Щоб уникнути великої наклепу, мінімальний радіус загину повинен бути до 25 товщин, тоді подовження крайніх волокон не повинно перевищувати 2 відсотків. Холодна згинання призводить до виникнення у заготівлі пластичної деформації.

Схеми вальців

У наведених схемах вальців діаметр верхнього валка знаходиться в межах від 280 до 600 мм (на вітчизняному та зарубіжному устаткуванні).

Мінімальний діаметр вальцювання залежить від діаметра верхнього валка, зближення центрів верхнього та нижнього валків, товщини заготовки та класу сталі. Мінімальний залишковий радіус згинання можна визначити за діаметром верхнього валка, приймаючи граничний радіус згинання рівним радіусу валка за формулою Б.І. Бєляєва:

де:

– залишковий радіус згинання;

– радіус у процесі згинання;

– коефіцієнт таблиці залежно від , де – радіус кривизни при напругах у крайніх волокнах, рівних межі плинності:

де:

S – товщина заготовки, см;

Е – модуль пружності, що дорівнює 2,1 *

– межа плинності сталі,

Користуючись виразом (*), можна визначити радіус згинання при вальцьовуванні, що забезпечує заданий залишковий радіус кривизни

визначають за параметром (з таблиці).

Таблиця. Значення коефіцієнта до формул (*, **, ***)

0	0,05	0,10	0,1	0,2	0,25	0,3	0,35	0,40	0,45	0,50	0,55
0	0,054	0,1176	0,1932	0,284	0,395	0,532	0,705	0,926	1,214	1,6	2,13
1,00	0,925	0,850	0,777	0,704	0,633	0,564	0,496	0,432	0,3706	0,3125	0,2582

0,5	0,65	0,7	0,72	0,74	0,76	0,78	0,80	0,82	0,84	0,86	0,88
2,885	4,00	5,76	6,78	8,08	9,56	11,59	14,29	17,97	23,11	30,68	42,4
0,208	0,1623	0,1215	0,1061	0,0926	0,0795	0,0673	0,0560	0,0456	0,0364	0,0280	0,0207

Розглянемо приклад визначення залишкового радіусу згинання обічайки з листової сталі класу С38/23з товщиною S = 10 мм при радіусі робочого (верхнього) валка = 250 мм (= 500 мм). Приймаємо мінімальний радіус згинання = = 25 см і визначимо

< img width="252" height="59" src="http://www.stalmira.ua/images/gibka/image044.png" v:shapes="_x0000_i1025" />

Параметр

За таблицею для цього параметра знаходимо (по лінійній інтерполяції) < o:p>

Мінімальний залишковий радіус кривизни обічайки

Інший приклад показує, як можна визначити радіус вальцювання, якщо заданий проектний розмір обічайки.

Сталь листова S = 10 мм класу С46/33, залишковий радіус

параметр з таблиці . Радіус згинання = 0,685*100=68,5 см.

Висновки

Під час холодного згинання сталевих профілів виникає наклеп, оскільки у зовнішніх волокнах відбувається пластична деформація.

Щоб уникнути тріщин у зовнішньому (розтягнутому) поясі конструкцій необхідно розраховувати мінімальний радіус вигину (вальцювання) виробу. Б.І. Бєляєв запропонував методику розрахунку основних параметрів при вальцьовуванні, якими необхідно користуватися при проектуванні виробів із гнутих профілів.

Література

Г.С. Писаренко та інших. «Довідник з опору матеріалів», 1975 р.

М.М. Сахновський «Технологічність зварних сталевих конструкцій», 1980

СНіП III – 18 – 75.