تبدأ عملية ثني المغزل دورتها ، حيث يتم إدخال المغزل في القطر الداخلي للأنبوب ، ويحدد قالب الانحناء (على اليسار) نصف القطر ، ويوجه قالب التثبيت (على اليمين) الأنبوب حول قالب الانحناء لتحديد الزاوية.
عبر الصناعات ، تستمر الحاجة إلى ثني الأنابيب المعقدة بلا هوادة ، سواء كانت مكونات هيكلية ، أو معدات طبية متنقلة ، أو إطارات لسيارات الدفع الرباعي أو مركبات الخدمات ، أو حتى قضبان الأمان المعدنية في الحمامات ، فكل مشروع مختلف.
يتطلب تحقيق النتائج المرجوة معدات جيدة وخاصة الخبرة المناسبة ، مثل أي تخصص تصنيع آخر ، يبدأ ثني الأنبوب الفعال بالحيوية الأساسية ، وهي المفاهيم الأساسية التي يقوم عليها أي مشروع.
تساعد بعض الحيوية الأساسية في تحديد نطاق مشروع ثني الأنابيب أو الأنابيب. تؤثر عوامل مثل نوع المادة والاستخدام النهائي والاستخدام السنوي المقدر بشكل مباشر على عملية التصنيع والتكاليف المتضمنة ومدد التسليم.
أول قلب حرج هو درجة الانحناء (DOB) ، أو الزاوية التي تشكلها الانحناء ، وبعد ذلك يوجد نصف قطر الخط المركزي (CLR) ، والذي يمتد على طول خط الوسط للأنبوب أو الأنبوب المراد ثنيه ، عادةً ما يكون CLR الأكثر إحكامًا هو ضعف قطر الأنبوب أو الأنبوب.
يقاس القطر الداخلي (ID) عند أعرض نقطة للفتحة داخل الأنبوب أو الأنبوب ، ويقاس القطر الخارجي (OD) على أوسع مساحة للأنبوب أو الأنبوب ، بما في ذلك الجدار ، وأخيراً يقاس سمك الجدار الاسمي بين الأسطح الخارجية والداخلية للأنبوب أو الأنبوب.
إن التسامح القياسي الصناعي لزاوية الانحناء هو ± 1 درجة لكل شركة معيار داخلي قد يعتمد على المعدات المستخدمة وخبرة ومعرفة مشغل الماكينة.
يتم قياس الأنابيب وتقديرها وفقًا لقطرها الخارجي ومقياسها (أي سمك الجدار). تشمل المقاييس الشائعة 10 و 11 و 12 و 13 و 14 و 16 و 18 و 20 ، وكلما انخفض المقياس ، زاد سمك الجدار: 10-ga ، الأنبوب له جدار 0.134 بوصة و 20-ga ، الأنبوب به جدار 0.035 بوصة.
يتم تحديد الأنبوب من خلال حجم الأنبوب الاسمي (NPS) ، ورقم بدون أبعاد يصف القطر (بالبوصة) ، وجدول سمك الجدار (أو Sch). تأتي الأنابيب في مجموعة متنوعة من سمك الجدار ، اعتمادًا على استخدامها. تشمل الجداول الشائعة Sch.5 و 10 و 40 و 80.
تم وضع علامة 1.66 pipe.OD و 0.140 بوصة. NPS على الجدار على الرسم الجزء ، متبوعًا بالجدول - في هذه الحالة ، "1¼". أنابيب شي 40. "مخطط مخطط الأنابيب يحدد القطر الخارجي وسماكة الجدار لـ NPS المرتبطة والخطة.
عامل الجدار ، وهو النسبة بين القطر الخارجي وسماكة الجدار ، هو عامل مهم آخر للمرفقين ، وقد يتطلب استخدام مواد رقيقة الجدران (تساوي 18 جرامًا أو أقل) مزيدًا من الدعم عند قوس الانحناء لمنع التجعد أو الانحدار ، وفي هذه الحالة ، سيتطلب الانحناء الجيد شياق وأدوات أخرى.
عنصر آخر مهم هو الانحناء D ، وهو قطر الأنبوب بالنسبة إلى نصف قطر الانحناء ، وغالبًا ما يشار إليه على أنه نصف قطر الانحناء أكبر بعدة مرات من قيمة D ، على سبيل المثال ، نصف قطر الانحناء ثنائي الأبعاد هو 3 بوصة - أنبوب OD هو 6 بوصات ، وكلما زاد D للانحناء ، كان من الأسهل تشكيل الانحناء ، وكلما كان معامل الانحناء للجدار أقل ، كان هذا الانحناء أسهل ويبدأ الانحناء بين الأنبوب. .
الشكل 1. لحساب النسبة البيضاوية ، قسّم الفرق بين الحد الأقصى والحد الأدنى من OD على OD الاسمي.
تتطلب بعض مواصفات المشروع أنابيب أو أنابيب أرق لإدارة تكاليف المواد ، ومع ذلك ، قد تتطلب الجدران الرقيقة مزيدًا من وقت الإنتاج للحفاظ على شكل واتساق الأنبوب عند الانحناءات والقضاء على فرصة التجعد ، وفي بعض الحالات ، تفوق تكاليف العمالة المتزايدة توفير المواد.
عندما ينثني الأنبوب ، يمكن أن يفقد 100٪ من شكله الدائري بالقرب من الانحناء وحوله ، ويسمى هذا الانحراف البيضاوي ويعرف بأنه الفرق بين أكبر وأصغر أبعاد القطر الخارجي للأنبوب.
على سبيل المثال ، يمكن أن يقيس أنبوب 2 OD ما يصل إلى 1.975 بعد الانحناء ، وهذا الاختلاف 0.025 بوصة هو عامل البيضاوي ، والذي يجب أن يكون ضمن التفاوتات المقبولة (انظر الشكل 1) ، اعتمادًا على الاستخدام النهائي للجزء ، يمكن أن يكون التفاوت البيضاوي بين 1.5٪ و 8٪.
العوامل الرئيسية التي تؤثر على البيضاوية هي الكوع D وسماكة الجدار. قد يكون من الصعب الحفاظ على البيضاوية ضمن التسامح ، ولكن يمكن القيام بذلك.
يتم التحكم في الشكل البيضاوي عن طريق وضع المغزل داخل الأنبوب أو الأنبوب أثناء الانحناء ، أو في بعض المواصفات الجزئية ، باستخدام أنابيب (DOM) مرسومة على مغزل منذ البداية. (أنابيب DOM لديها تفاوتات شديدة في معرف و OD.) كلما انخفض تحمل البيضاوي ، كلما تطلب الأمر المزيد من الأدوات ووقت الإنتاج المحتمل.
تستخدم عمليات ثني الأنبوب معدات فحص متخصصة للتحقق من أن الأجزاء المشكلة تفي بالمواصفات والتفاوتات (انظر الشكل 2) ، ويمكن نقل أي تعديلات ضرورية إلى آلة CNC حسب الحاجة.
لفة ، وهي مثالية لإنتاج ثنيات نصف قطرية كبيرة ، تتضمن ثني الأسطوانة تغذية الأنبوب أو الأنبوب من خلال ثلاث بكرات في تكوين مثلثي (انظر الشكل 3). البكرتان الخارجيتان ، عادةً ما يتم تثبيتهما ، تدعمان الجزء السفلي من المادة ، بينما تضغط الأسطوانة الداخلية القابلة للتعديل على الجزء العلوي من المادة.
ثني الضغط: في هذه الطريقة البسيطة إلى حد ما ، يظل قالب الانحناء ثابتًا بينما ينحني القالب المضاد أو يضغط المواد حول التثبيت. لا تستخدم هذه الطريقة مغزلًا وتتطلب تطابقًا دقيقًا بين قالب الانحناء ونصف قطر الانحناء المطلوب (انظر الشكل 4).
اللف والانحناء: أحد أكثر أشكال ثني الأنبوب شيوعًا هو ثني التمدد الدوراني (المعروف أيضًا باسم ثني المغزل) ، والذي يستخدم الانحناء والضغط والقوالب والمغياض ، وهي عبارة عن إدخالات قضبان معدنية أو نوى تدعم الأنبوب أو الأنبوب عند الانحناء ، ويمنع استخدام المغزل الأنبوب من الانهيار أو التسطيح أو التجعد أثناء الثني ، وبالتالي الحفاظ على شكل 5 وحمايته.
يتضمن هذا النظام الانحناء متعدد نصف القطر للأجزاء المعقدة التي تتطلب نصف قطر خط مركزي أو أكثر. الانحناء متعدد نصف القطر مفيد أيضًا للأجزاء ذات نصف قطر خط الوسط الكبير (قد لا تكون الأدوات الصلبة خيارًا) أو الأجزاء المعقدة التي يجب تشكيلها في دورة كاملة واحدة.
الشكل 2. توفر المعدات المتخصصة تشخيصات في الوقت الفعلي لمساعدة المشغلين على تأكيد مواصفات الأجزاء أو معالجة أي تصحيحات ضرورية أثناء الإنتاج.
لأداء هذا النوع من الانحناء ، يتم توفير أداة ثني السحب الدوارة مع مجموعتين أو أكثر من مجموعات الأدوات ، واحدة لكل نصف قطر مرغوب. يمكن أن توفر الإعدادات المخصصة على فرامل ضغط مزدوجة الرأس - أحدهما للانحناء إلى اليمين والآخر للانحناء إلى اليسار - أنصاف أقطار صغيرة وكبيرة في نفس الجزء ، ويمكن تكرار الانتقال بين الكوعين الأيمن والأيسر عدة مرات حسب الحاجة ، مما يسمح بإزالة الأشكال المعقدة من الشكل 6 دون الحاجة إلى ذلك.
للبدء ، يقوم الفني بإعداد الماكينة وفقًا لهندسة الأنبوب المدرجة في ورقة بيانات الانحناء أو طباعة الإنتاج ، وإدخال أو تحميل الإحداثيات من الطباعة جنبًا إلى جنب مع بيانات الطول والدوران والزاوية ، وبعد ذلك تأتي محاكاة الانحناء لضمان أن الأنبوب سيكون قادرًا على مسح الماكينة والأدوات أثناء دورة الانحناء ، وإذا أظهرت المحاكاة حدوث تصادم أو تداخل ، يقوم المشغل بضبط الماكينة حسب الحاجة.
في حين أن هذه الطريقة مطلوبة عادةً للأجزاء المصنوعة من الفولاذ أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكن استيعاب معظم المعادن الصناعية وسمك الجدار والأطوال.
الثني الحر: طريقة أكثر إثارة للاهتمام ، يستخدم الثني الحر قالبًا بنفس حجم الأنبوب أو الأنبوب الذي يتم ثنيه (انظر الشكل 7) ، وهذه التقنية رائعة للانحناءات الزاويّة أو متعددة الشعاع التي تزيد عن 180 درجة مع وجود عدد قليل من المقاطع المستقيمة بين كل منعطف (تتطلب الانحناءات الدورانية التقليدية بعض المقاطع المستقيمة حتى تتمكن الأداة من الإمساك بها).
تعتبر الأنابيب رقيقة الجدران - التي تستخدم غالبًا في آلات الأطعمة والمشروبات ، ومكونات الأثاث ، والمعدات الطبية أو معدات الرعاية الصحية - مثالية للثني المجاني. وعلى العكس من ذلك ، قد لا تكون الأجزاء ذات الجدران السميكة مرشحة قابلة للتطبيق.
الأدوات مطلوبة لمعظم مشاريع ثني الأنابيب ، في حالة الانحناء الدوار ، فإن الأدوات الثلاثة الأكثر أهمية هي قوالب الثني ، ويموت الضغط ، وقوالب التثبيت ، واعتمادًا على نصف قطر الانحناء وسماكة الجدار ، قد تكون هناك حاجة أيضًا للمغزل وممسحة القالب لتحقيق الانحناءات المقبولة ، وتتطلب الأجزاء ذات الانحناءات المتعددة كوليت يمسك ويغلق بلطف على الأنبوب التالي ، ويتحرك برفق.
قلب العملية هو ثني القالب لتشكيل نصف قطر خط الوسط للجزء. تتلاءم قناة القالب المقعرة مع القطر الخارجي للأنبوب وتساعد على تثبيت المادة أثناء ثنيها ، وفي الوقت نفسه ، يثبت قالب الضغط ويثبّت الأنبوب أثناء لفه حول قالب الانحناء ، ويعمل قالب التثبيت جنبًا إلى جنب مع قالب الضغط لإمساك الأنبوب بالجزء المستقيم من القالب المنثني عند استخدام القالب السلس. من المواد ، ودعم جدران الأنبوب ، ومنع التجاعيد والشرائط.
الشياق أو السبائك البرونزية أو إدخالات الفولاذ المطلي بالكروم لدعم الأنابيب أو الأنابيب ، ومنع انهيار الأنبوب أو الالتواء ، وتقليل الشكل البيضاوي ، النوع الأكثر شيوعًا هو مغزل الكرة. مثالي للانحناءات متعددة الأقطار ولقطع العمل ذات السماكة القياسية للجدار ، يتم استخدام مغزل الكرة جنبًا إلى جنب مع الممسحة والتركيبات وقوالب الضغط ؛يعملان معًا على زيادة الضغط اللازم لتثبيت الثني وتثبيته وتنعيمه. مغزل السدادة عبارة عن قضيب صلب لأكواع نصف القطر الكبيرة في الأنابيب السميكة الجدران التي لا تتطلب المساحات ، وتشكيل الشياق عبارة عن قضبان صلبة بنهايات منحنية (أو مشكلة) تستخدم لدعم الجزء الداخلي من الأنابيب السميكة ذات الجدران أو الأنابيب المنحنية إلى نصف قطر متوسط.
يتطلب الانحناء الدقيق الأدوات والإعداد المناسبين. تمتلك معظم شركات ثني الأنابيب أدوات في المخزون ، وإذا لم تكن متوفرة ، فيجب توفير الأدوات لتلائم نصف قطر الانحناء المحدد.
يمكن أن تختلف الرسوم الأولية لإنشاء قالب ثني بشكل كبير ، وتغطي هذه الرسوم التي تُدفع لمرة واحدة المواد ووقت الإنتاج المطلوب لإنشاء الأدوات المطلوبة ، والتي تُستخدم عادةً للمشاريع اللاحقة ، إذا كان تصميم الجزء مرنًا من حيث نصف قطر الانحناء ، يمكن لمطوري المنتج تعديل مواصفاتهم للاستفادة من أدوات الانحناء الحالية للمورد (بدلاً من استخدام أدوات جديدة) ، وهذا يساعد في إدارة التكاليف وتقليل المهل الزمنية.
الشكل 3. مثالي لإنتاج منحنيات نصف قطرية كبيرة ، ثني لفة لتشكيل أنبوب أو أنبوب بثلاث بكرات في تكوين مثلثي.
تضيف الثقوب أو الفتحات المحددة أو الميزات الأخرى الموجودة عند المنعطف أو بالقرب منه عملية مساعدة إلى المهمة ، حيث يجب أن يتم القطع بالليزر بعد ثني الأنبوب ، كما تؤثر التسامح أيضًا على التكلفة ، وقد تتطلب الوظائف الصعبة للغاية شياق أو قوالب إضافية ، مما قد يزيد من وقت الإعداد.
هناك العديد من المتغيرات التي يحتاج المصنعون إلى أخذها في الاعتبار عند شراء الأكواع أو الانحناءات المخصصة ، وتلعب عوامل مثل الأدوات والمواد والكمية والعمالة دورًا.
على الرغم من تقدم تقنيات وطرق ثني الأنابيب على مر السنين ، إلا أن العديد من أساسيات ثني الأنابيب لا تزال كما هي. سيساعدك فهم الأساسيات والتشاور مع مورد مطلع على الحصول على أفضل النتائج.
FABRICATOR هي مجلة صناعة وتشكيل المعادن الرائدة في أمريكا الشمالية. تقدم المجلة الأخبار والمقالات الفنية وتاريخ الحالات التي تمكن الشركات المصنعة من القيام بوظائفها بكفاءة أكبر. تعمل FABRICATOR في هذه الصناعة منذ عام 1970.
الآن مع الوصول الكامل إلى الإصدار الرقمي من The FABRICATOR ، سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.
أصبح الإصدار الرقمي من The Tube & Pipe Journal متاحًا بشكل كامل الآن ، مما يوفر وصولاً سهلاً إلى موارد الصناعة القيمة.
استمتع بالوصول الكامل إلى الإصدار الرقمي من مجلة STAMPING Journal ، والتي توفر أحدث التطورات التكنولوجية وأفضل الممارسات وأخبار الصناعة لسوق ختم المعادن.
الآن مع الوصول الكامل إلى النسخة الرقمية من The Fabricator en Español ، سهولة الوصول إلى موارد الصناعة القيمة.