Расчет развертки трубы при гибке.
При определении общей длины развертки необходимо трубу разбить на прямые и гнутые участки. Для определения границы прямых и гнутых участков трубы из центров окружностей согнутых участков проводятся радиусы r1; r2; r3; r4 в точку их сопряжения с прямой. Тогда общая длина развертки гнутой трубы (рис. 1) будет:
L общее = l + s,
Где:
s — сумма длин согнутых по радиусу участков трубы.
На рис. 1 видно, что:
l = l1 + l2 + l3.
Длина развертки согнутой трубы рассчитывается по средней линии. За среднюю линию принимается ось симметрии трубы. Поэтому длина согнутых частей трубы рассчитывается по радиусам:
R1 = r1 + d/2;
R2 = r2 + d/2;
R3 = r3 + d/2;
R4 = r4 + d/2;
Где:
r1; r2; r3; r4 – внутренние радиусы гибки трубы;
d — наружный диаметр трубы.
Длина развертки гнутой трубы в соответствии с правилами геометрии равняется:
s = (2·π·R·α)/360,
Где:
R — радиус средней линии трубы;
α —угол загиба гнутой трубы.
Для угла в 180° s = π·R;
Для угла в 90° s = (π·R)/2.
Сумма длин гнутых частей трубы в данном случае равняется:
s = s1 + s2 + s3 + s4,
Где:
s1 = π·R1;
s2 = π·R2;
s3 = π·R3;
s4 = (2π·R4·150)/360 = 5/6·π·R4.
Отсюда:
s1 = π·(R1 + R2 + R3 + 5/6·R4
L общее = (l1 + l2 + l3) + π·(R1 + R2 + R3 + 5/6·R4).
Точно так же производится расчет разверток металла кругового профиля.
Как посчитать развертку трубы — Инженер ПТО
Расчет разверток данным калькулятором
Выберите нужный профиль:
- Уголок
- Швеллер
- Зигзаг
- G-профиль
- С-профиль
Введите значения: толщины материала S, радиуса гиба R, величин A, B, C, D, E.
Значения R и S — выбираются из выпадающего списка; A, B, C, D, E — вводятся вручную. Значения S — от 0.1 до 20 мм, значения R — от 0.1 до 33 мм.
Нажмите кнопку ‘Рассчитать’.
*Дробные значения вводятся через точку.
Длина развертки рассчитывается по формуле:
L = L1+L2+. +Ln + n*Li,
где L1, L2. Ln — длины прямых участков;
Li — длина изогнутого участка;
n — количество изогнутых участков.
Длина изогнутого участка: Li = π/2*(R+x*S),
где x — коэффициент, выбираемый в зависимости от отношения R/S.
Все ваши замечания, предложения, пожелания будут учтены. Пробуйте, тестируйте. По всем вопросам сюда.
А ещё можно загрузить моё приложение на андроид-устройство:
Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.
Когда нужны расчеты
Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях.
- При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
- Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т.д. Чтобы определить количество и размеры таких приборов, нужно знать величину калорий, которой мы должны располагать, а она выводится с учетом развертки трубы.
2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.
Внешняя поверхность
Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.
Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:
S = π D L, где S – площадь трубы , L – длина изделия.
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.
Когда нужны расчеты
Параметры рассчитываются на калькуляторе или с помощью онлайн-программ
Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях.
- При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
- Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т.д. Чтобы определить количество и размеры таких приборов, нужно знать величину калорий, которой мы должны располагать, а она выводится с учетом развертки трубы.
- Для определения необходимого количестватеплоизоляционного материала, антикоррозийного покрытия и краски. При строительстве магистралей протяженностью в километры, точный расчет экономит предприятию немалые средства.
- При определении рационально оправданного сечения профиля, которое могло бы обеспечить максимальную проводимость водопроводной или отопительной сети.
Определение параметров трубы
Площадь сечения
Труба представляет собой цилиндр, поэтому производить расчеты не сложно
Сечение круглого профиля – это круг, диаметр которого определяется, как разница величины наружного диаметра изделия за вычетом толщины стенок.
2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.
Внешняя поверхность
Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.
Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:
S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
§ 26. Общие сведения
Гибка — способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма. Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений. Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм — плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.
Гибка деталей — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).
Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения, и если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой, и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).
Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и деформация заготовки в этом случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки подвергаются сжатию и укорачиваются, наружные слои подвергаются растяжению и длина их увеличивается.
В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину заготовки детали.
Пример 1 . На рис. 93, в, г показаны угольник и скоба с прямыми внутренними углами.
Размеры угольника (рис. 93, в): а = 30 мм, b = 70 мм, t = 6 мм. Длина развертки
L = а + b + 0,5t = 30 + 70 + 3 = 103 мм.
Размеры скобы (рис. 93, г): а = 70 мм, b = 80 мм, с = 60 мм, t = 4 мм. Длина развертки заготовки скобы
L = 70 + 80 + 60 + 2 = 212 мм.
Разбиваем угольник по чертежу на участки.
Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулуL = а + b + π/2(r + t/2)
L = 50 + 30 + 3,14/2(4 + 6/2) = 50 + 30 + 1,57⋅7 = 90,99 91 мм.
Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже. Их размеры: а = 80 мм, h = 65 мм, с = 120 мм, t = 5 мм, r = 2,5 мм.
L = а + h + с + π(r + t/2) = 80 + 65 + 120 + 3,14(2,5 + 5/2),
L = 265 4 + 15,75 = 280,75 мм.
Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется. Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая по середине между внешней и внутренней окружностями кольца.
Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки:
L = πD = 3,14 108 = 339,12 мм.
В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.
В процессе гибки в металле возникают значительные напряжения и деформации.
Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).Как я и обещал в комментариях к статье , сегодня поговорим о расчете длины развертки детали, согнутой из листового металла. Конечно, процессу гибки подвергают не только детали из листов. Гнут детали круглого и.
Квадратного сечений, гнут и все прокатные профили – уголки, швеллеры, двутавры, трубы. Однако холодная гибка деталей из листового металлопроката, безусловно, является наиболее распространенной.
Для обеспечения минимальных радиусов, детали перед гибкой иногда нагревают. При этом повышается пластичность материала. Используя гибку с калибрующим ударом, добиваются того, что внутренний радиус детали становится абсолютно равным радиусу пуансона. При свободной V-образной гибке на листогибе внутренний радиус получается на практике больше радиуса пуансона.
Чем более у материала детали ярко выражены пружинные свойства, тем более отличаются друг от друга внутренний радиус детали и радиус пуансона.На рисунке, представленном ниже, изображен согнутый из листа толщиной s и шириной b уголок. Необходимо найти длину развертки.
Расчет развертки выполним в программе MS Excel.
В чертеже детали заданы: величина внутреннего радиуса R , угол a и длина прямолинейных участков L1 и L2 . Вроде все просто – элементарная геометрия и арифметика. В процессе изгиба заготовки происходит пластическая деформация материала. Наружные (относительно пуансона) волокна металла растягиваются, а внутренние сжимаются. В середине сечения – нейтральная поверхность…
Но вся проблема в том, что нейтральный слой располагается не в середине сечения металла! Для справки: нейтральный слой – поверхность расположения условных волокон металла, не растягивающихся и не сжимающихся при изгибе. Более того – эта поверхность (вроде как) не является поверхностью кругового цилиндра.
Некоторые источники предполагают, что это параболический цилиндр…Я более склонен доверять классическим теориям. Для сечения прямоугольной формы по классическому сопромату нейтральный слой располагается на поверхности кругового цилиндра с радиусом r .
На базе этой формулы и создана программа расчета развертки листовых деталей из сталей марок Ст3 и 10…20 в Excel.
В ячейках со светло-зеленой и бирюзовой заливкой пишем исходные данные. В ячейке со светло-желтой заливкой считываем результат расчета.
1. Записываем толщину листовой заготовки s в миллиметрах
в ячейку D 3 : 5,0
2. Длину первого прямого участка L 1 в миллиметрах вводим
в ячейку D 4 : 40,0
3. Внутренний радиус сгиба первого участка R 1 в миллиметрах записываем
в ячейку D 5 : 5,0
4. Угол сгиба первого участка a 1 в градусах пишем
в ячейку D 6 : 90,0
5.
Длину второго прямого участка детали L 2 в миллиметрах вводимв ячейку D 7 : 40,0
6. Все, результат расчета — длина развертки детали L в миллиметрах
в ячейке D 17 : =D4+ЕСЛИ(D5=0;0;ПИ()/180*D6*D3/LN ((D5+D3)/D5))+ +D7+ЕСЛИ(D8=0;0;ПИ()/180*D9*D3/LN ((D8+D3)/D8))+D10+ +ЕСЛИ(D11=0;0;ПИ()/180*D12*D3/LN ((D11+D3)/D11))+D13+ +ЕСЛИ(D14=0;0;ПИ()/180*D15*D3/LN ((D14+D3)/D14))+D16 =91.33
Используя предложенную программу, можно рассчитать длину развертки для деталей с одним сгибом – уголков, с двумя сгибами – швеллеров и Z-профилей, с тремя и четырьмя сгибами. Если необходимо выполнить расчет развертки детали с большим числом сгибов, то программу очень легко доработать, расширив возможности.
Важным преимуществом предложенной программы (в отличие от многих аналогичных) является возможность задания на каждом шаге различных углов и радиусов гибки .
А «правильные» ли результаты выдает программа? Давайте, сравним полученный результат с результатами расчетов по методике изложенной в «Справочнике конструктора-машиностроителя» В.
И. Анурьева и в «Справочнике конструктора штампов» Л.И. Рудмана. Причем в расчет возьмем только криволинейный участок, так как прямолинейные участки все, надеюсь, считают одинаково.Проверим рассмотренный выше пример.
«По программе» : 11,33 мм – 100,0%
«По Анурьеву» : 10,60 мм – 93,6%
«По Рудману» : 11,20 мм – 98,9%
Увеличим в нашем примере радиус гибки R 1 в два раза — до 10 мм. Еще раз произведем расчет по трем методикам.
«По программе» : 19,37 мм – 100,0%
«По Анурьеву» : 18,65 мм – 96,3%
«По Рудману» : 19,30 мм – 99,6%
Таким образом, предложенная методика расчетов выдает результаты на 0,4%…1,1% больше, чем «по Рудману» и на 6.4%…3,7% больше, чем «по Анурьеву». Понятно, что погрешность существенно уменьшится, когда мы добавим прямолинейные участки.
«По программе» : 99,37 мм – 100,0%
«По Анурьеву» : 98,65 мм – 99,3%
«По Рудману» : 99,30 мм – 99,9%
Возможно Рудман составлял свои таблицы по этой же формуле, которую использую я, но с погрешностью логарифмической линейки… Конечно, сегодня «на дворе» двадцать первый век, и рыскать по таблицам как-то не с руки!
В заключение добавлю «ложку дегтя».
Длина развертки — это очень важный и «тонкий» момент! Если конструктор гнутой детали (особенно высокоточной (0,1 мм)) надеется расчетом точно и с первого раза определить ее, то он зря надеется. На практике в процесс гибки вмешается масса факторов – направление проката, допуск на толщину металла, утонение сечения в месте изгиба, «трапециевидность сечения», температура материала и оснастки, наличие или отсутствие смазки в зоне гибки, настроение гибщика… Короче, если партия деталей большая и дорого стоит – уточните практическими опытами длину развертки на нескольких образцах . И только после получения годной детали рубите заготовки на всю партию. А для изготовления заготовок для этих образцов, точности, которую обеспечивает программа расчета развертки, хватит с лихвой!Программы расчета «по Анурьеву» и «по Рудману» в Excel можете найти в Сети.
Жду ваших комментариев, коллеги.
Для ОСТАЛЬНЫХ — можно скачать просто так.
Продолжение темы — в статье о .
О расчете развертки при гибке труб и прутков читайте .
Как рассчитать длину развертки трубы. Определение длины развертки при гибке
Определение размеров заготовки при гибке производится как развертка детали, при этом суммируются длины прямолинейных участков и длины закруглений, подсчитанных по нейтральному слою. Такие расчеты не представляют существенных затруднений. На практике при гибке особо сложных деталей рекомендуется получить их развертку опытным путем, так как не всегда удается точно подсчитать ее теоретически.
Различают два основных случая гибки: 1) по кривой определенного радиуса; 2) под углом закругления при r
Гибка по кривой определенного радиуса.
Для определения длины заготовки можно пользоваться способом развёртки детали, основанном на том, что нейтральная линия сохраняет при гибке свои первоначальные размеры и расположена в местах закруглений на расстоянии х 0 s от внутренней стороны изделия (рис.
2.4). Поэтому для определения длины заготовки
сложной детали следует просуммировать
длину прямолинейных участков загибаемого
изделия с длиной закругленных участков,
подсчитанных по нейтральному слою.Для детали с одним перегибом при угле длина заготовки определяется по формуле
, (2.13)
где l 1 , l 2 – длина прямолинейных участков загибаемого изделия, мм;
l 0 — длина нейтрального слоя закругленного участка, мм ;
r — радиус закругления, мм ;
Угол гибки, град;
х 0 — коэффициент, определяющий положение нейтрального слоя.
Для детали с несколькими углами длина заготовки определяется по формуле
Рис. 2.4 Расчёт длинны заготовки
Для малых упругопластических деформаций, (при гибке заготовок с относительным радиусом закругления r / s >5 ) принимают, что нейтральный слой проходит по середине толщины полосы р(р 0 )=р ср то есть его положение определяется радиусом кривизны р= r + s /2 .
А х 0 находится по формуле:Для значительных пластических деформаций, что имеет место при гибке заготовок с относительным радиусом закругления изгиб сопровождается уменьшением толщины материала и смещением нейтрального слоя в сторону сжатых волокон. В этих случаях радиус кривизны нейтрального слоя деформации следует определять по формуле:
где — коэффициент утонения материала (толщина материала после гибки, мм).
Коэффициент утонения при гибке зависит от рода материала, относительного радиуса гибкии угла загиба. Расстояние нейтрального слоя от внутренней поверхности загибаемой заготовки при гибке широких полос находится по формуле
Значения коэффициентов их о для гибки приводятся в справочниках.
Гибка под углом без закругления.
При гибке под углом без закруглений или с закруглениями очень малого радиуса () , что сопровождается значительным утонением металла в местах перегиба, для определения размера заготовки (рис.
2.5) до гибки АБ и после гибки АВГ,
пользуются методом равенства масс.Рис.2.5 Расчет длины заготовки
На практике, пользуются следующей формулой:
, (2.20)
где L – длина заготовки;
Величина прибавки (припуска) материала на образование угла.
Обычно эта величина в зависимости от твердости и толщины материала принимается равной на каждый угол. При этом, чем мягче материал, тем меньше прибавка, и наоборот.
Длина заготовки для n прямых углов, может быть определена по формуле:
При последовательной гибке . При одновременной гибке углов, изгиб сопровождается растяжением материала в середине и по концам участков. В этом случае растяжение материала получается на большей части изгибаемой заготовки, так что здесь образование углов идет частично за счет растяжения материала прямых участков. Поэтому для этих случаев прибавку к длине заготовки рекомендуется брать вдвое меньше, чем при последовательной гибке, то есть принимать.
Задание: Рассчитать и сконструировать машинную цельную развертку из твердого сплава с режущей частью и коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия диаметром D 0 = 12Н7 в заготовке из стали 40Х с σ в = 750 МПа.
Диаметр предварительно обработанного
отверстия d = 12,6 мм, длина
детали l = 30 мм. Станок вертикально-сверлильный
2Н125.1 Определение исполнительных диаметров рабочей части развертки для отверстия D 0 = 12Н7.
Поле допуска на обрабатываемое отверстие по ГОСТ 25347-82 равно 12 +0,018 (D 0 max = 12,018 мм;D 0 min = 12,000 мм).
Допуск диаметра отверстия (IT ), соответствующий заданному допуску Н7, составляет 0,018 мм.
максимальный диаметр развертки D max =D 0 max – 0,15IT;
минимальный диаметр развертки D min =D 0 min – 0,35IT,
D max = 12,018 – 0,003 = 12,015 мм,
D min = 12,000 – 0,007 = 12,008 мм.
Полученные значения совпадают с табличными (см. таблицу В.5).
Материал режущей части – Т15К6 (ГОСТ 3882-74).
Материал хвостовика – сталь 40Х (ГОСТ 4543-71).
По ГОСТ 16087-70 определяем основные размеры развертки:
L = 150 мм;l = 22 мм;z= 6;d= 10 мм;l 2 = 27 мм;l 3 = 36 мм;l 4 = 19 мм.
2 Геометрические параметры развертки
φ = 45° – главный угол в плане;
γ = 5º – передний угол;
α= 6º – задний угол по вспомогательной режущей кромке;
α с = 15º – задний угол по спинке ножа.
f 1 = 0,25…0,4 мм.
3 Обратная конусность
∆ = 0,05 мм.
4 Длина заборной части развертки, мм
где D = 12 мм;
5 Угловой шаг зубьев
ω 1 = 58°01’; ω 2 = 59°53’; ω 3 = 62°05’.
6 Основные размеры профиля канавок
f = 0,1-0,25 мм;f 1 = 0,6-1,0 мм; β = 75°-80°;r = 0,5 мм.
7 Глубина резания
t = 0,5(D –d ) = 0,5(12 – 11,6) = 0,2 мм. (3.68)
S = 0,9 мм/об .
Вводим поправочный коэффициент K us = 0,7 ,
S= 0,9·0,7 = 0,63 мм/об
9 Скорость резания
где T = 30 мин – ;
100,6; q = 0,3;x = 0;y = 0,65;m = 0,4 .
где ;
Частота вращения инструмента
10.
1 Определение
действительной частоты вращенияn д = 2000 об/мин (см. приложение В).
Фактическая скорость резания
Крутящий момент
где ;
z = 6 зубьев;
300; n = -0,15; x = 1; y = 0,75 ;
Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор).
Именно этому и будет посвящена данная статья.Итак, приступим.
Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.
Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).
Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.
Напоминаю:
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1 . Если же вам важна общая высота полки А , тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
Вариант 1 (с припуском)
Нам понадобится:
в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.
Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:
Где X 1 – длина первого прямого участка, Y 1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k S – толщина металла.
Таким образом, ход расчета будет следующим..
Y1 + BA1 + X1 + BA2 + ..т.д
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.
Нам также необходимо:
а) Определить К-фактор (см таблицу).
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.
Чтобы было легче представить, см рисунок:
Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.
Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:
Где Y 2 , X 2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Вычет у нас (BD ), как вы понимаете:
Внешняя граница гибки (OS ):
И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.
Схема расчета следующая:
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) + .
. и т.д.Графически это будет выглядеть так:
И еще, размер вычета (BD ) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD , и только после этого получившийся результат делим пополам.
Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.
На этом все. Всем спасибо за внимание.
При подготовке информации я использовал: 1. Статья «BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending» Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» 1979г; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка:
§ 26. Общие сведения
Гибка — способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма. Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений.
Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм — плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.Гибка деталей — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).
Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения, и если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой, и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).
Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и деформация заготовки в этом случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки подвергаются сжатию и укорачиваются, наружные слои подвергаются растяжению и длина их увеличивается.
В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину заготовки детали.
Пример 1 . На рис. 93, в, г показаны угольник и скоба с прямыми внутренними углами.
Размеры угольника (рис. 93, в): а = 30 мм, b = 70 мм, t = 6 мм. Длина развертки
L = а + b + 0,5t = 30 + 70 + 3 = 103 мм.
Размеры скобы (рис. 93, г): а = 70 мм, b = 80 мм, с = 60 мм, t = 4 мм. Длина развертки заготовки скобы
L = 70 + 80 + 60 + 2 = 212 мм.
Разбиваем угольник по чертежу на участки.
Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулуL = а + b + π/2(r + t/2)
Тогда получим:
L = 50 + 30 + 3,14/2(4 + 6/2) = 50 + 30 + 1,57⋅7 = 90,99 91 мм.
Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже. Их размеры: а = 80 мм, h = 65 мм, с = 120 мм, t = 5 мм, r = 2,5 мм.
L = а + h + с + π(r + t/2) = 80 + 65 + 120 + 3,14(2,5 + 5/2),
следовательно,
L = 265 4 + 15,75 = 280,75 мм.
Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется. Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая по середине между внешней и внутренней окружностями кольца.
Длина заготовки
Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки:
L = πD = 3,14 108 = 339,12 мм.
В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.
В процессе гибки в металле возникают значительные напряжения и деформации. Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).
Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.
Когда нужны расчеты
Параметры рассчитываются на калькуляторе или с помощью онлайн-программ
Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях .
- При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
- Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т. 2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр ; N — толщина стенок трубы.
Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.
Внешняя поверхность
Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.
Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:
S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб , тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
Как я и обещал в комментариях к статье, сегодня поговорим о расчете длины развертки детали, согнутой из листового металла. Конечно, процессу гибки подвергают не только детали из листов. Гнут детали круглого и…
Квадратного сечений, гнут и все прокатные профили – уголки, швеллеры, двутавры, трубы. Однако холодная гибка деталей из листового металлопроката, безусловно, является наиболее распространенной.
Для обеспечения минимальных радиусов, детали перед гибкой иногда нагревают.
При этом повышается пластичность материала. Используя гибку с калибрующим ударом, добиваются того, что внутренний радиус детали становится абсолютно равным радиусу пуансона. При свободной V-образной гибке на листогибе внутренний радиус получается на практике больше радиуса пуансона. Чем более у материала детали ярко выражены пружинные свойства, тем более отличаются друг от друга внутренний радиус детали и радиус пуансона.На рисунке, представленном ниже, изображен согнутый из листа толщиной s и шириной b уголок. Необходимо найти длину развертки.
Расчет развертки выполним в программе MS Excel.
В чертеже детали заданы: величина внутреннего радиуса R , угол a и длина прямолинейных участков L1 и L2 . Вроде все просто – элементарная геометрия и арифметика. В процессе изгиба заготовки происходит пластическая деформация материала. Наружные (относительно пуансона) волокна металла растягиваются, а внутренние сжимаются.
В середине сечения – нейтральная поверхность…Но вся проблема в том, что нейтральный слой располагается не в середине сечения металла! Для справки: нейтральный слой – поверхность расположения условных волокон металла, не растягивающихся и не сжимающихся при изгибе. Более того – эта поверхность (вроде как) не является поверхностью кругового цилиндра. Некоторые источники предполагают, что это параболический цилиндр…
Я более склонен доверять классическим теориям. Для сечения прямоугольной формы по классическому сопромату нейтральный слой располагается на поверхности кругового цилиндра с радиусом r .
r = s / ln (1+ s / R )
На базе этой формулы и создана программа расчета развертки листовых деталей из сталей марок Ст3 и 10…20 в Excel.
В ячейках со светло-зеленой и бирюзовой заливкой пишем исходные данные. В ячейке со светло-желтой заливкой считываем результат расчета.
1.
Записываем толщину листовой заготовки s в миллиметрахв ячейку D 3: 5,0
2. Длину первого прямого участка L 1 в миллиметрах вводим
в ячейку D 4: 40,0
3. Внутренний радиус сгиба первого участка R 1 в миллиметрах записываем
в ячейку D 5: 5,0
4. Угол сгиба первого участка a 1 в градусах пишем
в ячейку D 6: 90,0
5. Длину второго прямого участка детали L 2 в миллиметрах вводим
в ячейку D 7: 40,0
6. Все, результат расчета — длина развертки детали L в миллиметрах
в ячейке D 17: =D4+ЕСЛИ(D5=0;0;ПИ()/180*D6*D3/LN ((D5+D3)/D5))+ +D7+ЕСЛИ(D8=0;0;ПИ()/180*D9*D3/LN ((D8+D3)/D8))+D10+ +ЕСЛИ(D11=0;0;ПИ()/180*D12*D3/LN ((D11+D3)/D11))+D13+ +ЕСЛИ(D14=0;0;ПИ()/180*D15*D3/LN ((D14+D3)/D14))+D16 =91.33
L = ∑ (Li +3.
14/180* ai * s / ln ((Ri + s )/ Ri )+ L (i +1)) Используя предложенную программу, можно рассчитать длину развертки для деталей с одним сгибом – уголков, с двумя сгибами – швеллеров и Z-профилей, с тремя и четырьмя сгибами. Если необходимо выполнить расчет развертки детали с большим числом сгибов, то программу очень легко доработать, расширив возможности.
Важным преимуществом предложенной программы (в отличие от многих аналогичных) является возможность задания на каждом шаге различных углов и радиусов гибки .
А «правильные» ли результаты выдает программа? Давайте, сравним полученный результат с результатами расчетов по методике изложенной в «Справочнике конструктора-машиностроителя» В.И. Анурьева и в «Справочнике конструктора штампов» Л.И. Рудмана. Причем в расчет возьмем только криволинейный участок, так как прямолинейные участки все, надеюсь, считают одинаково.
Проверим рассмотренный выше пример.
«По программе»: 11,33 мм – 100,0%
«По Анурьеву»: 10,60 мм – 93,6%
«По Рудману»: 11,20 мм – 98,9%
Увеличим в нашем примере радиус гибки R 1 в два раза — до 10 мм. Еще раз произведем расчет по трем методикам.
«По программе»: 19,37 мм – 100,0%
«По Анурьеву»: 18,65 мм – 96,3%
«По Рудману»: 19,30 мм – 99,6%
Таким образом, предложенная методика расчетов выдает результаты на 0,4%…1,1% больше, чем «по Рудману» и на 6.4%…3,7% больше, чем «по Анурьеву». Понятно, что погрешность существенно уменьшится, когда мы добавим прямолинейные участки.
«По программе»: 99,37 мм – 100,0%
«По Анурьеву»: 98,65 мм – 99,3%
«По Рудману»: 99,30 мм – 99,9%
Возможно Рудман составлял свои таблицы по этой же формуле, которую использую я, но с погрешностью логарифмической линейки… Конечно, сегодня «на дворе» двадцать первый век, и рыскать по таблицам как-то не с руки!
В заключение добавлю «ложку дегтя».
Длина развертки — это очень важный и «тонкий» момент! Если конструктор гнутой детали (особенно высокоточной (0,1 мм)) надеется расчетом точно и с первого раза определить ее, то он зря надеется. На практике в процесс гибки вмешается масса факторов – направление проката, допуск на толщину металла, утонение сечения в месте изгиба, «трапециевидность сечения», температура материала и оснастки, наличие или отсутствие смазки в зоне гибки, настроение гибщика… Короче, если партия деталей большая и дорого стоит – уточните практическими опытами длину развертки на нескольких образцах . И только после получения годной детали рубите заготовки на всю партию. А для изготовления заготовок для этих образцов, точности, которую обеспечивает программа расчета развертки, хватит с лихвой!Программы расчета «по Анурьеву» и «по Рудману» в Excel можете найти в Сети.
Жду ваших комментариев, коллеги.
Для ОСТАЛЬНЫХ — можно скачать просто так…
Продолжение темы — в статье о.
О расчете развертки при гибке труб и прутков читайте.
Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.
Итак, приступим.
Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.
Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).
Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.
Напоминаю:
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1 . Если же вам важна общая высота полки А , тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
Вариант 1 (с припуском)
Нам понадобится:
в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.
Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:
Где X 1 – длина первого прямого участка, Y 1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k S – толщина металла.
Таким образом, ход расчета будет следующим..
Y1 + BA1 + X1 + BA2 + ..т.д
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.
Нам также необходимо:
а) Определить К-фактор (см таблицу).
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.
Чтобы было легче представить, см рисунок:
Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.
Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:
Где Y 2 , X 2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Вычет у нас (BD ), как вы понимаете:
Внешняя граница гибки (OS ):
И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.
Схема расчета следующая:
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) + .. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
И еще, размер вычета (BD ) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD , и только после этого получившийся результат делим пополам.
Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.
На этом все. Всем спасибо за внимание.
При подготовке информации я использовал: 1. Статья «BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending» Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» 1979г; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка:
Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.
Когда нужны расчеты
Параметры рассчитываются на калькуляторе или с помощью онлайн-программ
Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях.
- При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
- Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т.д. Чтобы определить количество и размеры таких приборов, нужно знать величину калорий, которой мы должны располагать, а она выводится с учетом развертки трубы.2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.
Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.
Внешняя поверхность
Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.
Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:
S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
Расчёт развёртки прямого перехода (усечённого конуса)
Расчёт развёртки прямого перехода (усечённого конуса)
Для соосного соединения труб разных диаметров применяют прямые переходы. Прямой переход представляет собой усечённый конус с параллельными основаниями. Углы при основаниях равны.
Развёртка прямого перехода представляет собой круговое кольцо у которого нижним основанием является дуга, очерченная радиусом R, а дуга верхнего основания очерчена радиусом r. Если вершина перехода доступна (вершина O незначительно удалена от основания CD), то вычерчивание дуг производится циркулем радиусами R и r. При недоступной вершине построение дуг с помощью циркуля невозможно.
В сети можно найти массу литературы с описаниями построений, существуют программы, калькуляторы для расчёта развёрток, но хотелось бы чего-то универсального. Разметчик не должен что-либо считать, записывать результаты расчётов, брать какие-то данные из таблиц и т.д. Он должен иметь координаты контрольных точек, перенести их на размечаемый материал и соединить между собой, согласно чертежу изделия. Мобила и интернет Вам в помощь.
Предлагаемая таблица Excel позволяет получить размеры для построения развёрток любых переходов (с доступной и недоступной вершиной). Введите в жёлтые ячейки таблицы диаметр нижнего основания перехода (D), диаметр верхнего основания (d), высоту перехода (H) и Вы мгновенно получите все необходимые данные для построения развёртки и размеры заготовки. Если диаметр верхнего основания (d) равен нулю, то Вы получите размеры для построения развёртки конуса.
Таблица содержит макрос, строящий развёртку перехода с указанными размерами в натуральную величину. Ниже показана построенная развёртка конуса.
А это развёртка перехода. Не нужны справочники, таблицы. Не нужно самому ничего строить в специализированных программах.
Посмотрите демонстрационный ролик
Вам остаётся распечатать и вырезать развёртку. Не забывайте про припуски, размеры которых определяются и добавляются Вами на бумаге или заготовке в зависимости от способа соединения (фальцы, разделка кромок под сварку, сварка внахлёст, заклёпки и т.д.) и толщины материала.
Скачать ознакомительную версию таблицы
При успешной оплате Вы сразу же получите ссылку для скачивания рабочей таблицы.
Порядочность гарантирую! Успехов в работе!AutoPOL7 — новый инструмент для конструирования и развертки деталей из листового металла
Виталий Кононов, Игорь Караулов
Возможности пакета программ АutoPOL7
Возможности развертки AutoPOL7
Расчет разверток и интерфейс пакета AutoPOL7
Генерация управляющих программ для станков с ЧПУ, возможность экспорта данных в формате DXF
AutoPOL7 как часть единой системы технологической подготовки производства
Программа фирмы FCC Software (Швеция) AutoPOL7 возникла на сапровском небосклоне в 1998 году и сразу же привлекла внимание специалистов своими широкими возможностями в области конструирования разверток и сравнительно невысокой для программ подобного класса ценой. Новое приложение AutoPOL7 компании FCC Software включает полную программу развертки конструируемых деталей из листового металла. Имеется два различных варианта приложения AutoPOL7. Пакет программ AutoPOL7DT для Autodesk Месhanical Desktop позволяет в автоматизированном режиме создавать параметрические модели изделий. Вы можете также пользоваться приложением АutoPOL7 для AutoCAD 2000. Новые расширенные возможности по развертке делают AutoPOL7 одним из самых совершенных профессиональных приложений AutoCAD для разработки конструкций из листового металла. AutoPOL7 разрабатывался много лет. В основу программы был положен богатый опыт инженеров фирмы FCC Software вместе с самой современной технологией программирования. Использование компьютерных технологий при разработке этого пакета программ позволило создать продукт, который гарантирует получение моделей наивысшего качества и точности. Применение этого приложения позволит пользователям получить выигрыш от его внедрения за счет использования эффективного «бесшовного» интегрирования с AutoCAD и Mechanical Desktop. Комбинация AutoPOL7 с Mechanical Desktop представляет собой самую современную компьютерную технологию для конструирования изделий из листового металла. Существует несколько признаков, отличающих AutoPOL7 от других аналогичных программ:
- расширенные возможности развертывания трехмерных конструкций;
- возможности перфорирования с предварительным просмотром;
- объектно-ориентированное редактирование моделей;
- библиотека заготовок изделий из листового металла.
Возможности пакета программ АutoPOL7
Программа AutoPOL7 обладает несколькими достоинствами, на которые, без сомнения, сразу обратят внимание специалисты. Самыми главными достоинствами являются легкость применения и эффективная процедура развертки. AutoPOL7 имеет дружественный интерфейс, позволяющий осуществлять предварительный просмотр результатов работы в реальном масштабе времени с использованием возможностей объектно-ориентированного редактирования моделей. Эта программа использует разработанные фирмой FCC Software самые современные средства компьютерного конструирования и самые лучшие на сегодняшний день алгоритмы развертки деталей из листового металла. AutoPOL7 дает возможность легко конструировать детали из листового металла и осуществлять их развертку, а также генерацию необходимой рабочей документации. Поражает легкость и простота программы. Одной из основных задач при ее разработке было создание интуитивного интерфейса, который позволяет даже специалистам, не имеющим большого опыта работы с компьютером, без труда конструировать детали из листового металла с помощью АutoPOL7.
Помимо этого программа располагает эффективными инструментами и алгоритмами, которые можно применять при создании деталей из листового металла. Из всех аналогичных программ для автоматизированного проектирования только AutoPOL7 располагает такими мощными средствами развертки. AutoPOL7 обеспечивает развертку пространственных деталей сложных современных геометрий с тем же качеством, что и более дорогие аналогичные программы других фирм, но с более высокой точностью. При этом единственным ограничением является то, что разворачиваемые объекты должны иметь единую кривизну. Еще одной важной особенностью AutoPOL7, заслуживающей упоминания, является наличие и возможность использования библиотеки стандартных геометрий, например соединительных труб, переходов от прямоугольников к окружностям и пр. При использовании других программ развертки пользователям потребуется приобретать дополнительные модули с этими возможностями за отдельную плату, а в AutoPOL7 они уже входят в состав пакета программ. Кроме всего перечисленного, в программе реализованы следующие возможности и функции:
- функции развертывания, применяемые ко всем видам твердотельных моделей;
- работа с поверхностями, созданными в AutoCAD;
- работа с поверхностями, созданными в Mеchanical Desktop;
- работа с моделями, импортируемыми из других CAD-систем;
- возможность обновления плоских чертежей разверток при изменении параметров исходной пространственной модели;
- функция автоматической генерации коробчатых деталей;
- уникальный инструментарий для динамического конструирования;
- подпрограммы для перфорирования изделия (перфорация в плоскостях и на изогнутых участках) с предварительным просмотром в динамическом режиме: круглых отверстий, закругленных отверстий, прямоугольных отверстий, отверстий с различным профилем, выбираемых пользователем;
- объектно-ориентированное редактирование модели и рабочих чертежей;
- библиотека деталей из листового металла;
- создание очертаний деталей из листового металла посредством полилиний;
- удлинение краев листа металла;
- автоматическое скругление краев деталей из листового металла;
- функция сборки деталей из листового металла;
- подпрограмма обработки контуров изделия: возможность преобразования сплайнов, соединение полилиний, оптимизация кривых, простановка размеров с учетом координат;
- разделение на отдельные части чертежей больших размеров;
- расчет площадей, весов и пространственных углов;
- параметрическая генерация поверхностных моделей в стандартной среде AutoCAD.
Возможности развертки AutoPOL7
Давайте зададимся вопросом о том, какие типы моделей могут развертываться AutoPOL7. Функции развертки в программе позволяют создавать развертки всех типов 3D-геометрических моделей единой кривизны. Объектами, которые могут быть выбраны для развертки, являются разнообразные детали, выполненные с помощью AutoCAD и Autodesk Mechanical Desktop: любые трехмерные пространственные модели, корпусные детали, оболочки, NURBS-поверхности и пр. Кроме того, можно разворачивать любые объекты, описанные математическими зависимостями: объекты, описанные плоскостями, цилиндрические объекты, конические, эллиптические или сплайн-поверхности. С помощью средств AutoPOL7 развертки могут быть построены для геометрических элементов двойной кривизны.
Расчет разверток и интерфейс пакета AutoPOL7
AutoPOL7 имеет современный интуитивно понятный интерфейс. Пакет программ позволяет очень быстро и с высокой точностью создавать плоские чертежи разверток деталей. При создании чертежей разверток деталей для учета изгиба подпрограмма развертки использует соответствующий Кх-фактор. Для расчета длин развертки программа использует метод компенсации. В AutoPOL7 для расчета допусков на изгиб используется Кх-фактор. Можно воспользоваться формулой для Кх-фактора, соответствующей DIN 6935, или соответствующими значениями из файла материалов. Эти значения экспериментальные. Они зависят от угла гиба и отношения внутреннего радиуса к толщине листа. AutoPOL7 располагает файлом материалов со значениями Кх-фактора, позволяющими в большинстве случаев генерировать точные развертки моделей изделий. Однако значения Кх-фактора зависят от многих других параметров. Уменьшение прочности материала, толщины листа и трения инструмента, используемого для гибки листа, может в результате привести к уменьшению значения Кх-фактора. Поэтому пользователи имеют возможность изменять значения Кх-фактора и самостоятельно расширять имеющиеся библиотеки и базы знаний. AutoPOL7 легко добавляет линии гиба и углы гиба в плоские чертежи разверток. AutoPOL7 представляет собой систему, конфигурируемую пользователем и базирующуюся на знаниях пользователя. В программе используется интеллектуальный обучаемый решатель, который в процессе работы с пользователем постепенно «впитывает» его знания и опыт.
Генерация управляющих программ для станков с ЧПУ, возможность экспорта данных в формате DXF
Можно ли воспользоваться геометрией развернутой детали для создания управляющей программы для станка с ЧПУ с помощью имеющегося AutoCAD-интегрированного САМ-приложения? Можно ли экспортировать файл с информацией в формате DXF в любую автономно работающую CAM-программу, использующую этот формат? Можно смело ответить, что в AutoPOL7 все это реализовано, поскольку развернутая геометрия содержит объекты и связанную с ними информацию в формате представления данных AutoCAD. Иногда необходимо преобразовать такие объекты, как сплайны и эллиптические кривые, для генерации управляющей программы для станка с ЧПУ в произвольном СAM-приложении. AutoPOL7 имеет функцию, которая позволяет подготовить для этого информацию об изделии. Сплайны и эллиптические объекты преобразуются в дуги и линии. Особый интерес представляет использование моделей из AutoPOL7, полученных в среде Autodesk Mechanical Desktop с помощью программы EdgeCAM фирмы Pathtrace, для генерации управляющих кодов для станков с ЧПУ. Как и AutoPOL7, EdgeCAM является приложением для Autodesk Mechanical Desktop и использует его графическое ядро в качестве геометрического пространственного твердотельного моделлера. Поэтому, работая в среде Mechanical Desktop c AutoPOL7, после завершения процедуры получения развертки инженер может сразу, не выходя из Mechanical Desktop, передать по сети полученный файл другому специалисту для получения управляющей программы для изготовления данной детали. Использование одной и той же платформы для моделирования гарантирует точную передачу данных из одного профессионального приложения в другое без потерь и искажений.
AutoPOL7 как часть единой системы технологической подготовки производства
Тысячи пользователей во всем мире с большим удовольствием работают с AutoPOL7. Возможности интерфейса программы AutoPOL7 позволяют создавать профессионально ориентированную среду, которая помогает увеличить эффективность конструирования и повысить производительность при работе над изготовлением изделий из листового металла. Программа AutoPOL7 обладает всеми преимуществами, которые дает использование ARX-технологии компании Autodesk, Inc. и API-интерфейса Mechanical Desktop. Кроме того, в AutoPOL7 реализована возможность передавать информацию и результаты моделирования изделия в пакет программ Dytran компании MSC Software. Инженеры имеют возможность уже на стадии компьютерного проектирования контролировать процесс изготовления и управлять качеством изделия. Это позволяет значительно сократить цикл от проектирования до получения реального изделия в металле и сэкономить значительные средства в связи с отсутствием брака в изделии, а также в связи с отсутствием необходимости доработки или повторного изготовления оснастки. Но об этом мы расскажем в следующей статье.
«САПР и графика» 6’2000
Overview Начало работы Таблица Sheet 1: Начало работы
Контакты внизу страницы Автор формулы и методики — изобретатель-рационализатор (и мой отец) Цой Анатолий Ирнамович, который на монтаже трубопроводов съел собаку! Собственно этот труд благодарность за все что он сделал (и не только для меня) В жизни каждого специалиста по прокладке и монтажу трубопроводов возникает момент когда необходимо произвести врезку одной трубы в другую или, например, сделать тройник или крестовину. Суть работы от этого не меняется. Данная таблица призвана максимально упростить процесс изготовления выкройки для «седла» или же разметки непосредственно на трубе. Итак, процедура по порядку работы: 1. Измерить рулеткой длины окружности обеих труб, врезаемой и той в которую будем врезаться и внести их в соответствующие ячейки таблицы 2. Внести в соответствующую ячейку таблицы толщину стенки врезаемой трубы (все размеры вносим в мм!!!) 3. Таблица производит вычисления. 4. Для работы нам необходимы данные в столбцах №4 и 8, соответственно «отступ от начала» и «высота» 5. Отступ от начала это расстояние на окружности трубопровода от точки начала разметки (или расстояние по оси Х) 6. Высота это величина откладываемая от соответствующей точки вдоль оси трубы 7. В процессе работы у вас должна получиться развертка следующего вида: по вертикали откладываются значения «высота» по горизонтали откладываются значения «отступ от начала» 8. Собственно говоря это ВСЁ! 9. Если развертки вам нужны часто, то лучше всего сделать шаблон из оцинкованной стали и пользоваться им в свое удовольствие, если же потребность одноразовая, то разметку можно производить непосредственно на трубе. Вопрос: Ответ Для чего такая точность? Выпускаемые трубы в реальности не имеют идеальных форм. Поэтому измерение просто диаметра вносит дополнительную погрешность в изготовление. Что влечет за собой перерасход, и материалов, и рабочего времени. Мне нужно выполнить врезку под углом, можно ли ее рассчитать? Можно, за отдельную плату. Результат вычислений будет выслан Вам в виде точно такой же таблицы, со значениями по Вашим параметрам. Длч работы необходимо предоставить: Длины окружностей трубопроводов и угол пересечения. Мне нужно выполнить врезку с эксцентриситетом относительно оси трубопровода, можно ли ее рассчитать? Можно, за отдельную плату. Результат вычислений будет выслан Вам в виде точно такой же таблицы, со значениями по Вашим параметрам. Для работы необходимо предоставить: Длины окружностей трубопроводов и величину эксцентриситета относительно оси. Мне нужно выполнить врезку под углом и с эксцентриситетом относительно оси трубопровода, можно ли ее рассчитать? Можно, за отдельную плату. Результат вычислений будет выслан Вам в виде точно такой же таблицы, со значениями по Вашим параметрам. Для работы необходимо предоставить: Длины окружностей трубопроводов, угол пересечения и величину эксцентриситета относительно оси. Также можем выполнить расчет для изготовления эксцентрических переходов с заданной величиной эксцентриситета и длиной перехода телефон для связи: 8 918 598 45 55 (МТС Ростовская область) e-mail: countpoint@bk.ru ICQ UIN: 227118319 Skype countpoint когда требуется и как рассчитывается
Рассмотрим ситуацию, которая нередко возникает на гибочном производстве. Особенно это касается небольших цехов, которые обходятся средствами малой и средней механизации. Под малой и средней механизацией я подразумеваю использование ручных или полуавтоматических листогибов. Оператор суммирует длину полок, получает общую длину заготовки для требуемого изделия, отмеряет нужную длину, отрезает и.. после гибки получает неточное изделие. Погрешности размеров конечного изделия могут быть весьма значительными (зависит от сложности изделия, количества гибов и т.д.). Все потому, что при расчетах длины заготовки нужно учитывать толщину металла, радиус гибки, коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор). Именно этому и будет посвящена данная статья.
Итак, приступим.
Честно говоря, произвести расчет размеров заготовки несложно. Нужно только понять, что нужно брать в расчет не только длины полок (прямых участков), но и длины криволинейных участков, получившихся ввиду пластических деформаций материала при гибке.
Притом, все формулы уже давно выведены «умными людьми», книги и ресурсы которых я постоянно указываю в конце статей (оттуда вы, при желании, можете получить дополнительные сведения).
Таким образом, для расчета правильной длины заготовки (развертки детали), обеспечивающей после гибки получение заданных размеров, необходимо, прежде всего, понять, по какому варианту мы будем производить расчет.
Напоминаю:
Таким образом, если вам нужна поверхность полки А без деформаций (например для расположения отверстий), то вы ведете расчет по варианту 1 . Если же вам важна общая высота полки А , тогда, без сомнения, вариант 2 более подходящий.
Вариант 1 (с припуском)
Нам понадобится:
в) Суммировать длины этих отрезков. При этом, длины прямых участков суммируются без изменения, а длины криволинейных участков – с учетом деформации материала и соответственного смещения нейтрального слоя.
Так, например, для заготовки с одним гибом, формула будет выглядеть следующим образом:
Где X 1 – длина первого прямого участка, Y 1 – длина второго прямого участка, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k S – толщина металла.
Таким образом, ход расчета будет следующим..
Y1 + BA1 + X1 + BA2 + ..т.д
Длина формулы зависит от количества переменных.
Вариант 2 (с вычетом)
По моему опыту, это самый распространенный вариант расчетов для гибочных станков с поворотной балкой. Поэтому, давайте рассмотрим этот вариант.
Нам также необходимо:
а) Определить К-фактор (см таблицу).
б) Разбить контур изгибаемой детали на элементы, представляющие собой отрезки прямой и части окружностей;
Здесь необходимо рассмотреть новое понятие – внешняя граница гибки.
Чтобы было легче представить, см рисунок:
Внешняя граница гибки – вот эта воображаемая пунктирная линия.
Так вот, чтобы найти длину вычета, нужно от длины внешней границы отнять длину криволинейного участка.
Таким образом, формула длины заготовки по варианту 2:
Где Y 2 , X 2 – полки, φ – внешний угол, r – внутренний радиус гибки, k – коэффициент положения нейтральной линии (К-фактор), S – толщина металла.
Вычет у нас (BD ), как вы понимаете:
Внешняя граница гибки (OS ):
И в этом случае также необходимо каждую операцию рассчитывать последовательно. Ведь нам важна точная длина каждой полки.
Схема расчета следующая:
(Y2 – BD1 / 2) + (X2 – (BD1 / 2 + BD2 / 2)) + (M2 – (BD2 / 2 + BD3 /2)) + .. и т.д.
Графически это будет выглядеть так:
И еще, размер вычета (BD ) при последовательном расчете считать надо правильно. То есть, мы не просто сокращаем двойку. Сначала считаем весь BD , и только после этого получившийся результат делим пополам.
Надеюсь, что этой своей ремаркой я никого не обидел. Просто я знаю, что математика забывается и даже элементарные вычисления могут таить в себе никому не нужные сюрпризы.
На этом все. Всем спасибо за внимание.
При подготовке информации я использовал: 1. Статья «BendWorks. The fine-art of Sheet Metal Bending» Olaf Diegel, Complete Design Services, July 2002; 2. Романовский В.П. «Справочник по холодной штамповке» 1979г; материалы англоязычного ресурса SheetMetal.Me (раздел “Fabrication formulas”, ссылка:
§ 26. Общие сведения
Гибка — способ обработки металла давлением, при котором заготовке или ее части придается изогнутая форма. Слесарная гибка выполняется молотками (лучше с мягкими бойками) в тисках, на плите или с помощью специальных приспособлений. Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм — плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.
Гибка деталей — одна из наиболее распространенных слесарных операций. Изготовление деталей гибкой возможно как вручную на опорном инструменте и оправках, так и на гибочных машинах (прессах).
Сущность гибки заключается в том, что одна часть заготовки перегибается по отношению к другой на заданный угол. Происходит это следующим образом: на заготовку, свободно лежащую на двух опорах, действует изгибающая сила, которая вызывает в заготовке изгибающие напряжения, и если эти напряжения не превышают предел упругости материала, деформация, получаемая заготовкой, является упругой, и по снятии нагрузки заготовка принимает первоначальный вид (выпрямляется).
Однако при гибке необходимо добиться, чтобы заготовка после снятия нагрузки сохранила приданную ей форму, поэтому напряжения изгиба должны превышать предел упругости и деформация заготовки в этом случае будет пластической, при этом внутренние слои заготовки подвергаются сжатию и укорачиваются, наружные слои подвергаются растяжению и длина их увеличивается. В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.
При гибке деталей под прямым углом без закруглений с внутренней стороны припуск на загиб берется от 0,5 до 0,8 толщины материала. Складывая длину внутренних сторон угольника или скобы, получаем длину заготовки детали.
Пример 1 . На рис. 93, в, г показаны угольник и скоба с прямыми внутренними углами.
Размеры угольника (рис. 93, в): а = 30 мм, b = 70 мм, t = 6 мм. Длина развертки
L = а + b + 0,5t = 30 + 70 + 3 = 103 мм.
Размеры скобы (рис. 93, г): а = 70 мм, b = 80 мм, с = 60 мм, t = 4 мм. Длина развертки заготовки скобы
L = 70 + 80 + 60 + 2 = 212 мм.
Разбиваем угольник по чертежу на участки. Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулу
L = а + b + π/2(r + t/2)
Тогда получим:
L = 50 + 30 + 3,14/2(4 + 6/2) = 50 + 30 + 1,57⋅7 = 90,99 91 мм.
Разбиваем скобу на участки, как показано на чертеже. Их размеры: а = 80 мм, h = 65 мм, с = 120 мм, t = 5 мм, r = 2,5 мм.
L = а + h + с + π(r + t/2) = 80 + 65 + 120 + 3,14(2,5 + 5/2),
следовательно,
L = 265 4 + 15,75 = 280,75 мм.
Сгибая в окружность эту полосу, получим цилиндрическое кольцо, причем внешняя часть металла несколько вытянется, а внутренняя сожмется. Следовательно, длине заготовки будет соответствовать длина средней линии окружности, проходящая по середине между внешней и внутренней окружностями кольца.
Длина заготовки
Зная диаметр средней окружности кольца и подставляя его числовое значение в формулу, находим длину заготовки:
L = πD = 3,14 108 = 339,12 мм.
В результате предварительных расчетов можно изготовить деталь установленных размеров.
В процессе гибки в металле возникают значительные напряжения и деформации. Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).
Рассчитать площадь поверхности или сечения трубопровода помогает формула длины развертки заготовки трубы. Расчет основывается на величине будущей трассы и диаметре планируемой конструкции. В каких случаях требуются такие вычисления и как они делаются, расскажет данная статья.
Когда нужны расчеты
Параметры рассчитываются на калькуляторе или с помощью онлайн-программ
Какую площадь должна иметь поверхность трубопровода, важно знать в следующих случаях.
- При расчете теплоотдачи «теплого» пола или регистра. Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
- Когда определяются потери тепла по пути от источника тепловой энергии к обогревательным элементам – радиаторам, конвекторам и т.д. Чтобы определить количество и размеры таких приборов, нужно знать величину калорий, которой мы должны располагать, а она выводится с учетом развертки трубы.
- Для определения необходимого количества теплоизоляционного материала, антикоррозийного покрытия и краски. При строительстве магистралей протяженностью в километры, точный расчет экономит предприятию немалые средства.
- При определении рационально оправданного сечения профиля, которое могло бы обеспечить максимальную проводимость водопроводной или отопительной сети.
Определение параметров трубы
Площадь сечения
Труба представляет собой цилиндр, поэтому производить расчеты не сложно
Сечение круглого профиля – это круг, диаметр которого определяется, как разница величины наружного диаметра изделия за вычетом толщины стенок.2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.
Обратите внимание! Если в напорных системах жидкость заполняет весь объем трубопровода, то в самотечной канализации постоянно смачивается только часть стенок. В таких коллекторах применяется понятие площади живого сечения трубы.
Внешняя поверхность
Поверхность цилиндра, которым и является круглый профиль, представляет собой прямоугольник. Одна сторона фигуры – длина отрезка трубопровода, а вторая – величина окружности цилиндра.
Расчет развертки трубы осуществляется по формуле:
S = π D L, где S – площадь трубы, L – длина изделия.
Внутренняя поверхность
Такой показатель применяется в процессе гидродинамических расчетов, когда определяется площадь поверхности трубы, которая постоянно контактирует с водой.
При определении данного параметра следует учитывать:
- Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
На заметку! Если трубопроводы с большим диаметром характеризуются малой протяженностью, то величиной сопротивления стенок можно пренебречь.
- При гидродинамических расчетах шероховатости поверхности стенок придается не меньшее значение, чем ее площади. Если вода проходит по ржавому внутри водопроводу, то ее скорость меньше скорости жидкости, которая протекает по сравнительно гладкой полипропиленовой конструкции.
- Сети, которые монтируются из не оцинкованной стали, отличаются непостоянной площадью внутренней поверхности. При эксплуатации они покрываются ржавчиной и зарастают минеральными отложениями, из-за чего сужается просвет трубопровода.
Важно! Обратите внимание на этот факт, если захотите сделать холодное водоснабжение из стального материала. Проходимость такого водопровода сократится в два раза уже после десяти лет эксплуатации.
Расчет развертки трубы в данном случае делается с учетом того, что внутренний диаметр цилиндра определяется, как разность внешнего диаметра профиля и увеличенной вдвое толщины его стенок.
В результате площадь поверхности цилиндра определяется по формуле:
S= π (D-2N)L, где к уже известным параметрам добавляется показатель N, определяющий толщину стенок.
Формула развертки заготовки помогает рассчитать количество необходимой теплоизоляции
Чтобы знать, как посчитать развертку трубы, достаточно вспомнить курс геометрии, которую осваивают в средних классах. Приятно, что школьная программа находит применение во взрослой жизни и помогает решать серьезные задачи, связанные со строительством. Пусть они окажутся полезными и для вас!
Как правильно измерить развертку и выбрать правильный размер
Опубликовано 19.12.17Как правильно измерить развертку и выбрать правильный размер для работы
Определить обратный расширитель подходящего размера для вашей работы может быть немного сложно. Нельзя просто подносить линейку к инструменту такой странной формы и рассчитывать на точное измерение. Но ваши расширители для жестких дисков должны быть подходящего размера для выполняемой работы. В противном случае вы рискуете оставить слишком большую пустоту вокруг трубы или просверлите слишком маленькое отверстие, которое подвергнет трубу нагрузке во время отвода.
В этой статье мы поделимся советами наших экспертов о том, как измерить расширители жестких дисков и как выбрать подходящий расширитель для вашей работы.
Как измерить ваш расширительЧтобы получить точное измерение диаметра, который будет резать ваша развертка, поместите линейку или плоскую доску параллельно валу поперек верхнего резака. Обязательно держите его ровно. Измерьте расстояние от середины вала, перпендикулярно вашей линейке. Удвойте это измерение, чтобы рассчитать истинный диаметр развертки.
Не пытайтесь обрезать углы и проводить измерения, просто отслеживая угол лезвия или измеряя корпус развертки. Ваш размер всегда должен охватывать самый дальний край самого широкого резака. Если измерить только корпус (твердую часть) развертки, останется отверстие, которое намного больше, чем ожидалось.
Теперь, когда у вас есть точные показания размеров развертки, какой размер вам нужен в зависимости от условий работы?
Как определить правильный размер расширителяПри выборе правильного расширителя общее практическое правило — размер расширителя должен быть равен 1.В 5 раз больше, чем внешний диаметр трубы, которую вы втягиваете. Конечно, есть исключения. Давайте взглянем.
- Диаметр трубы продукта. Подумайте о диаметре трубы, включая концы, на которых две части скользят вместе. Эти участки могут быть на 2 дюйма шире диаметра основной трубы. Убедитесь, что вы основываете свое измерение «1,5x» на самой широкой части в любой точке трубы.
- Породный массив. Не всегда необходимо использовать 1,5-кратный перерез при бурении в горных породах. Вы знаете, что у вас будет прочный ствол, которому не грозит обрушение или вздутие земли. Кроме того, в отверстии не будет много жидкого навоза. В этих условиях вы можете уменьшить диаметр отверстия, который немного ближе к диаметру вашей трубы.
- Несущие отверстия. Просверливание в соответствии со спецификацией сортировки, как в случае канализационных трубопроводов, обычно означает более жесткие допуски на размер отверстия.Пути отверстий должны находиться в пределах нескольких процентных пунктов от диаметра трубы. В этом случае вам нужно просверлить отверстие настолько плотно, насколько это возможно, без риска сдавливания или растяжения трубы с продуктом. Мы производим специальные расширители для монтажа труб на грунте. Позвоните нам, чтобы обсудить ваши конкретные потребности.
- Глина. Для этого типа почвы важно строго придерживаться правила 1,5х диаметра или даже добавить немного больше. Глина набухает при введении жидкости (например, бурового раствора), а затем снова сжимается при высыхании.Просверливание недостаточного отверстия может показаться допустимым, когда отверстие влажное, но ваша труба может почувствовать давление по мере затвердевания глины.
- Нестабильные условия. В булыжнике, песке или другом нестабильном материале дополнительное пространство облегчает протаскивание продукта. Убедитесь, что в таких ситуациях оставлен достаточный зазор, просверлив отверстие в 1,5 раза больше вашего диаметра.
- Длина посадочного отверстия . Если вы пробуриваете короткое отверстие (менее 150 футов), возможно, у вас будет меньший зазор вокруг трубы. Более короткие отверстия облегчают удаление стружки из отверстия, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что материал заполнит отверстие и зажмет трубу. В более длинных отверстиях просверлите отверстие с достаточным пространством вокруг трубы, чтобы восполнить недостижимую стружку, оставшуюся позади.
Просверливание отверстия нужного размера может существенно повлиять на вашу работу.Слишком маленькое отверстие, и ваша работа займет вечность, вы рискуете натолкнуться на дорогу во время обратного хода, или ваша труба продукта может растянуться или сломаться (что, кстати, является отличной причиной для использования разъединяемого соединителя). Слишком большой, и вам потребуется более дорогие инструменты и буровой раствор, вы продвигаетесь медленнее, вы рискуете вторгнуться в другие линии, иначе ваша труба со временем может утонуть.
Измерьте дважды, разверните один разПри измерении развертки и выборе правильного инструмента для работы всегда полезно все перепроверить.Маркировка на внешней стороне расширителя — отличная отправная точка, но поскольку время и работа сказываются на ваших инструментах для направленного бурения, сломанные или струженные резцы могут изменить истинный размер вашей развертки.
Для получения дополнительной информации о подходящих инструментах для наклонно-направленного бурения для вашей работы свяжитесь с вашим местным дистрибьютором Melfred Borzall сегодня.
Типы разверток и их применение
Типы разверток — тема нашей статьи. В целом, мы можем сказать, что типы разверток следующие: тип расширителей, тип роликовых разверток, тип разверток RFID, тип ближних разверток, тип расширяемых разверток.Эта статья является частью серии, в которой рассказывается о компонентах, типах и механизме сборки забойного отверстия
Подпишитесь на свой адрес электронной почты, чтобы получать последние вакансии и образовательные статьи
Каковы преимущества расширения при бурении
- Применение добавок к буровым растворам на масляной основе
Для бурового раствора на масляной основе требуются специальные химические добавки.
- Руководство, расчет и формула изгиба жесткости
Степень серьезности изгиба — это мера количества изменений
- Таблица расчетов формул бурения Таблица | Скачать
формулы бурения. Расчеты несложны для выполнения и после
- Сборник работ на огромных буровых установках 28-13 июля 21 | Экипаж, супервайзеры, инженеры и операторы
Первый Не забудьте подписаться на свою электронную почту, чтобы получить
- Спецификации обсадных труб для проводов, установка для нефти и газа
Кондукторные трубы проходят от морского дна / поверхности до относительно мелководья
Поскольку требуется бурение более глубоких скважин и глубоководных скважин, их стоимость, время и риски, связанные с спуском длинной бурильной колонны, стали основными элементами при проектировании бурения.В некоторых глубоких скважинах время спуска превышает срок службы бурового долота. Четыре причины срабатывания бурильной колонны: смена бурового долота, срабатывание очистителя, изменение направления и спуск обсадной колонны. Fo Существует несколько вариантов спуска обсадной колонны и изношенного бурового долота. Также большая часть направленной переориентации может быть выполнена с поверхности. Таким образом, рейс по расширению будет основной причиной его выполнения. Расширение во время бурения или расширение ствола скважины является основным процессом при бурении набухающих образований, соляных структур и наклонно-направленных скважин либо для спуска обсадной колонны, либо для удержания скважины в калибре.Задача увеличения ствола скважины может быть решена пятью способами, в зависимости от требуемого радиуса расширения ствола, состава пласта и глубины увеличенной секции:
- Отдельная поездка на расширение.
- Одновременное развертывание при сверлении.
- Использование бурильной колонны роликовые развертки (ограниченный радиус и внутренний диаметр обсадной колонны).
- Использование слишком большого бурового долота (ограничено внутренним диаметром обсадной колонны и используется только для верхнего ствола скважины).
- Увеличьте скорость сопла для гидравлического увеличения ствола скважины во время бурения (ограничивается средними и мягкими породами).
Заключение. Развертка во время бурения дает преимущества по стоимости. Пилотный ствол обеспечивает хорошее управление направлением, в то время как увеличенный ствол за счет расширения создает правильные условия для спуска обсадной колонны или оборудования для заканчивания, что связано с экономией времени и затрат.
Сверлильные развертки Типы
1) Развертки типа
Сверлильные разверткиСверлильные развертки типа — это устройство, предназначенное для работы вместе с буровым долотом. Он имеет резцы, которые могут расширяться или сжиматься с помощью гидравлических или механических средств, а также способны расширять или расширять ствол скважины под обсадной колонной.Его можно использовать в углеводородных, геотермальных или водяных скважинах.
Буровые расширители типа могут быть расположены либо над буровым долотом, либо над спуском пилотной сборки внутри существующей скважины. Существуют многочисленные конструкции размером от пары дюймов до 40 дюймов.
Компоненты бурового расширителяБурение с использованием расширителей состоит из корпуса, соединенного с бурильной колонной, и подвижных частей («рычагов», «блоков» или «лопастей», обычно трех), убираемых в корпус спуск и расширенный забой для операции развертывания.
Типы расширителей с недоработкойВ основном используется для обеспечения более широкого зазора для спуска и правильного цементирования обсадной колонны либо из-за ограничений (набухание сланцев, извилистость), либо из-за возможности спуска обсадной колонны большего размера. Он обычно используется для морских буровых работ, разведочных скважин, бурения с увеличенным вылетом или для увеличения размера эксплуатационной обсадной трубы (один из типов обсадных труб ). Расширители типа также требуются для работ по наклонно-направленной обсадной колонне во время бурения (или «бурения с обсадной колонной»), чтобы обеспечить извлечение наклонно-направленной КНБК через обсадную колонну либо в конце бурения, либо при смене оборудования. нужный.
Underreamers Типы
Underreamer Type имел 3 основных типа:
- Развертки типа «Roller-cone», основанные на технологии роликовых конических фрез, часто страдали низкой надежностью и ограниченным временем забоя. штифт »PDC
- « блочный »PDC, широко используемый сегодня, подходит для операций развертывания во время бурения.
2) Роликовые буровые развертки Тип
Роликовые расширители значительно используются для улучшения характеристик при хронических скачкообразных действиях или вихревых скважинах, которые являются основной причиной ограничения бурения в скважинах с твердым пластом и скважинах с большим отходом от вертикали.А также для кондиционирования скважины. Популярные размеры отверстий для стволов скважин составляют от 5 до 26 дюймов в диаметре. Размер пути циркуляции через расширитель Корпус находится в диапазоне от 1 1/2 дюйма до 3 1/4 дюйма в диаметре. Размер корпуса на шее за пределами области, где установлены ролики, обычно составляет от 4 1/8 дюйма до 11 дюймов в диаметре. Этот последний размер обычно будет такого же размера, как и воротник сверла. Связи тела обычно находятся в диапазоне от 4 до 8 футов.
Компоненты роликового расширителя
Компоненты роликового разверткиБольшинство типов роликовых разверток имеют три ролика, расположенных на равном расстоянии друг от друга в одной поперечной секции.Такие роликовые расширители называются «3-точечными расширителями». Когда используются два набора из трех роликов, разнесенных в продольном направлении, ролик-развертка называется «6-точечной разверткой». Однако роликовые развертки большого диаметра могут иметь более трех роликов в одном поперечном сечении. Давайте рассмотрим пример роликовой развертки JA .
- Фрезы
- Штифт развертки — штифт большого диаметра. Поворот штифта расширителя предотвращается за счет зацепления конца штифта с пазом в опорном блоке корпуса.
- Поперечный штифт — эта конструкция крестообразного штифта с приводной посадкой надежно удерживает основной штифт развертки и резак развертки, обеспечивая простое, но безопасное фиксирующее устройство.
- Подшипниковые блоки корпуса с посадкой на привод — блоки правильно позиционируют фрезу в корпусе, чтобы вырезать отверстие полной толщины. Блоки легко заменяются буровой бригадой.
- Винты с головкой под торцевой ключ и стопорные шайбы — включены в качестве вторичного стопорного устройства для штифтов развертки на каждом корпусе для отверстий размером 6 дюймов и больше.
3) Сверление RFID-разверток типов
Типы RFID-разверток Механизм использует технологию радиочастотной идентификации (RFID) для активации развертки .Развертка с электронным управлением обеспечивает повышенную гибкость при выполнении операций увеличения отверстия во время сверления (HEWD). RFID-метки Weatherford RipTideTM вставляются в бурильную трубу ID на уровне поверхности и переносятся в скважину в буровом растворе. Электронный считыватель на контроллере инструмента интерпретирует инструкции, встроенные в теги, для разблокировки контроллера, тем самым позволяя режущим блокам полностью выходить из корпуса расширителя . Манометр на уровне поверхности подтверждает, что инструмент находится в открытом положении.Функции RFID позволяют операторам активировать и деактивировать инструмент в любое время во время бурения или спуско-подъемных работ.
Особые преимущества, которые предлагает технология RFID:
- Предотвращает активацию режущих блоков во время работы с ясом, значительно снижая риск застревания развертки в отверстии и, как следствие, простоя;
- Помогает защитить обсадную колонну и режущую структуру инструмента от повреждений при очистке отверстия при полной циркуляции и вращении;
- Позволяет работать в тандеме с несколькими расширителями , каждый из которых может управляться независимо.
4) Сверление расширителей ближнего долота Тип
развертка ближнего долота Typrразвертка ближнего долота (NBR) может использоваться для сверления отверстий большего размера. Он предназначен для увеличения отверстия при сверлении. Они использовались как в обычных буровых двигателях, так и в сборках с управляемым ротором.
Применения ближнего долотного расширителя
- В дорогостоящих глубоких скважинах будет экономически целесообразно решить множество дорогостоящих скважинных проблем с использованием ближнего долотного расширителя типа .Такие проблемы, как перемещение солей или сланца, скопление шлама и чрезмерное образование корки, ухудшают качество ствола скважины.
- Также для увеличения размера отверстия сверх диаметра сверла.
Обычно после бурения с помощью расширителя с ближним долотом тип необходимо выполнить обратный поток, что более предпочтительно для башмака обсадной колонны. Однако был достигнут успех в производстве кольцевого пространства большего диаметра, что уменьшило, а в некоторых случаях и полностью исключило необходимость в обратном потоке.Это сэкономит время буровой установки и позволит сэкономить дополнительное пространство для спуска обсадных колонн.
5) Расширяемые расширители типа
Расширяемые расширители типа использовались для повышения эффективности и снижения риска при бурении через пласты, в которых было много проблем, где стабильность ствола скважины является основной проблемой.
Первые концентрические расширяемые развертки типа были активированы шариком. После расширения они не могли быть закрыты без остановки циркуляции. Развертка может быть отключена для обеспечения циркуляции после развертывания для лучшей очистки ствола.
Преимущества концентрического расширяемого расширителя типа по сравнению с его предшественниками с механическим рычагом включали в себя достижение большего размера ствола скважины, в котором можно было разместить более крупные компоненты КНБК узла низа бурильной колонны, гибкость в выборе пилотного долота, более высокие дебиты и возможность развернуть ранее просверленное отверстие или развернуть отверстие после сверления. Недостатки традиционных расширяемых систем обратного потока. Активация не может быть подтверждена.
Кроме того, размещение расширяемых расширителей типа на высоте от 100 до 300 футов над буровым долотом означает, что эквивалентная часть отверстия, известная как «крысиная нора», не будет увеличена без специальной поездки, которая требуется от 1 до 2 дней, что может стоить от одного миллиона долларов США до 2 миллионов долларов США.
Соответствующее сверло и расширитель
Развертки и буровое долото должны быть согласованы по размеру резца и агрессивности (глубине резания), чтобы более точно уравновешивать нагрузки при бурении в однородных пластах. Например, если буровое долото пробуривает расширитель, некоторые внутренние напряжения пласта могут быть сняты к тому времени, когда расширитель начнет бурение нового пласта. В этой ситуации нет нагрузки на долото (WOB), и вес переносится на расширитель, что может повредить фрезы буровых разверток.Кроме того, при отсутствии нагрузки на долото (WOB) боковые и вихревые колебания могут повредить КНБК в сборе с нижней частью ствола и быстро поставить под угрозу стабильность ствола скважины. Подбор бурового долота и бурового расширителя может устранить эти риски.
Типы буровых разверток Примеры использования
- Пример использования расширителей Тип
- Пример использования роликовых разверток Тип
- Пример использования разверток RFID типа
Почему важны развертки к Бестраншейному бурению
Бурение скважины — это только первый шаг в бестраншейном проекте.После завершения первоначальной раскопки яму необходимо увеличить в соответствии с требованиями проекта. На этом этапе в ход вступают инструменты-развертки. Понимая различия и когда использовать развертывание, менеджеры проектов могут обеспечить успех.
В чем разница между растачиванием и рассверливанием?
Растачивание и рассверливание могут звучать как одно и то же. Однако слова не взаимозаменяемы. Хотя для некоторых проектов требуются оба метода для завершения, это совершенно разные задачи.
Растачивание
При бурении земли рабочие создают яму, колодец или туннель.Процесс восходит к династии Хань в Китае. Рабочие использовали скважины для завершения горных работ на глубине до 600 метров. С тех пор рабочие используют скважины для разведки полезных ископаемых и геологических изысканий, гидрологии и гражданского строительства.
Электронный бюллетень
Присоединяйтесь к растущему списку тех, кто уже получает наш ежемесячный информационный бюллетень.
В то время как на многих месторождениях для просверливания отверстий в поверхности используют бурение, но при бурении земли цель состоит в том, чтобы лучше понять состояние почвы до начала проекта. Однако иногда его используют для создания больших проемов колодцев и прокладки трубопроводов.
Развертка
Развертка, с другой стороны, происходит после того, как рабочие просверливают отверстие.Это процесс увеличения существующего отверстия, чтобы через него проходила новая труба. Поскольку новое отверстие должно быть примерно в 1,5 раза больше наружного диаметра новой линии, расширение является неотъемлемой частью любого проекта подземного бурения.
Рабочие могут просверлить отверстие в прямом или обратном направлении. Обратное рассверливание создаст отверстие большего размера, и его можно использовать, если проект значительно увеличивает просверленное отверстие. Размещение развертки зависит от того, в каком направлении идет расширение.
Инструмент для развертывания прикрепляется к буровой штанге со стороны входа и перемещается вперед для развертывания вперед (также называемого развертыванием с толчком). При обратном развертывании устройство подключается на выходной стороне и протягивается назад через отверстие.
Когда нужно разглаживать?
Некоторые работы выполняются в почве, которая может стать неустойчивой, если отверстие будет широким. Из-за опасности обрушения ямы рабочие должны удалять грязь постепенно.Затем они могут стабилизировать отверстие, когда оно расширяется, чтобы оно не упало само на себя. В таких ситуациях рабочие используют развертку. (Читайте также: Понимание важности стабильности ствола скважины.)
Аналогичным образом, в проектах по замене труб может возникнуть необходимость в расширении. Существующая труба разрушается путем присоединения расширителя для труб к установке для горизонтально-направленного бурения (ГНБ), что позволяет новой трубе легко вставить на место за расширителем. Рабочие удаляют обломки предыдущей трубы в месте выхода вместе с буровым раствором.
Бурильщики нефтяных скважин часто используют расширители при вскрытии нового источника нефти. Однако, в отличие от других применений, они не просверливают пилотное отверстие, а затем возвращаются с разверткой.
Вместо этого эти бурильщики по-прежнему используют сверло для пилотного отверстия, чтобы лучше направлять траекторию. Позади сверла находится специальная развертка, известная как расширитель. Инструмент позволяет буровикам копать и расширять скважину за один проход, экономя время и деньги.
Какие бывают типы разверток?
Доступно несколько различных типов разверток. Тип используемого расширителя зависит от потребностей проекта и состояния почвы.
Развертки для уплотнения
Песчаный грунт проблематичен для буровых работ. Мягкая почва, скорее всего, разрушится сама по себе и обычно нуждается в каком-либо поддерживающем механизме. Для расширения скважин, сделанных в этом типе грунта, оптимальным выбором будут уплотнительные развертки.В этой конструкции расширителя используется бентонитовая корка на фильтре, которая заставляет буровой раствор проникать в окружающую почву. Закачка суспензии помогает обеспечить столь необходимую поддержку ствола скважины и предотвратить обрушение.
Эти режущие головки обычно имеют коническую форму и постепенно увеличиваются в размерах. Коническая конструкция вдавливает смесь навозной жижи в окружающую почву.
Открыватели отверстий
Открыватели отверстий, как следует из названия, используются для увеличения направляющих отверстий в больших приложениях. Эти фрезы работают с грунтами, которые не могут быть обработаны стандартными расширителями.Они используют вальцовые фрезы для расширения горных пород.
Эти развертки часто требуют нескольких проходов для безопасного открытия отверстия. Каждый проход немного увеличивает отверстие. Чтобы добиться этого без повреждения развертки, рабочим необходимо стабилизировать каждый последующий размер.
Развертки-смесители
При расширении скважины в глинистых или более твердых грунтовых условиях лучше всего использовать развертки-смесители. К этим типам расширителей относятся рыхлители, фрезы и хвосты бобра. Они помогают измельчить частицы почвы и смешать их с буровыми растворами, чтобы вывести шлам из скважины.Из-за тенденции глины и воды к забиванию ствола скважины важно, чтобы рабочие использовали определенный тип бурового раствора с этими расширителями.
В то время как все три типа смешивающих расширителей хорошо работают в более сложных почвенных условиях, фрезы лучше всего использовать в более уплотненных ситуациях, чем другие. Открытая конструкция мухорезки позволяет более крупным камням проходить через расширитель, когда он движется через отверстие. По этой причине мухорезку часто используют для песчаника и алевролита, а не для других вариантов.
Что нужно учитывать при выборе правильной развертки?
Перед тем, как начать бестраншейный проект, руководители проекта должны определить, какие развертки подходят для работы. Для этого они должны учитывать состояние грунта, режущее действие, размер буровой установки и объем бурового раствора.
Условия грунта
Перед началом проекта менеджеры должны пробовать грунт, чтобы определить его состав. Для разных типов почвы требуются разные типы расширителей.Глина и другая липкая почва потребуют достаточного давления жидкости, чтобы не оставить после себя больших кусков. Для более мягкого грунта, такого как песок, требуется расширитель, который смешивает шлам и буровой раствор, чтобы создать естественную опору для стенки скважины. (Читайте также: Правильное сверло для грунтовых условий .)
Режущее действие
Режущее действие также зависит от состояния грунта. Для более жестких оснований, например на каменистых почвах, требуется развертка с режущим действием, которое измельчает не меньше, чем режет.Основания из булыжника нуждаются в конической развертке, которая отталкивает более мелкие камни, не обязательно раздавливая их. Известняк требует развертки, которая ломается и измельчает. С другой стороны, и песок, и глина для успешной работы требуют нескольких типов разверток.
Размер буровой установки
Размер буровой установки зависит не только от диаметра резания и размера вала, хотя это важно. Рабочие и проектировщики должны быть осторожны, чтобы не ставить расширительный инструмент на буровую установку, мощность которой слишком велика для инструмента.Например, расширительное устройство на 20 000 фунтов не следует размещать на буровой установке с отводом на 40 000 фунтов. Это может привести к повреждению станка и расширителя.
Проектировщики должны получить расширительные долота, достаточно сильные для установки, используемой на объекте. Если необходимо смешать размеры, лучше поставить на меньшую установку долото побольше, чем наоборот. Однако настоятельно рекомендуется, чтобы ответственные лица использовали инструмент подходящего размера для установки.
Объем бурового раствора
Соответствующий объем бурового раствора важен для успешного создания ствола.Если бурового раствора недостаточно, шлам не будет смешиваться с жидкостью для адекватного удаления. Если рабочие попытаются вытащить расширитель из отверстия без достаточного количества жидкости, это может привести к слипанию стружки и образованию засора. (Читайте также: Подробный анализ роли бурового раствора в бестраншейном строительстве.)
Неправильный размер буровой установки и расширителя может вызвать проблемы с объемом бурового раствора. Если рабочие будут использовать большой с расширителем, предназначенным для маленького, отверстия для жидкости не будут достаточно большими, чтобы пропускать необходимое количество жидкости.Аналогичным образом, если расширитель предназначен для более крупной буровой установки и используется на буровой установке меньшего размера, большие отверстия на расширителе позволят жидкости выходить под неправильным давлением. Это приведет к слипанию шлама и потенциально заклинивает буровую установку.
Последние мысли
Развертки являются неотъемлемой частью почти всех проектов бестраншейного бурения. Они помогают увеличивать просверленное отверстие до подходящего размера с шагом приращения, чтобы оно не разрушилось. Однако руководители проектов должны быть осторожны при выборе своего типа и размера, чтобы убедиться, что они используют правильные инструменты.
HDD Back-Reams | Развертки горизонтально-направленного бурения
Выбор с обратной разверткой
За исключением труб очень малого диаметра, таких как внутренний воздуховод из ПНД от 1 до 1½ дюйма для инженерных кабелей, большинство мини-ГНБ операции требуют расширения начальной пилотной скважины. Увеличенный размер необходим для размещения относительно большой диаметр трубы, включая тяговые захваты, а также для облегчения удаления грунта и предотвращения излишне большие обратные силы на трубе.Конечный диаметр отверстия как минимум на 50% больше внешнего диаметра трубы (или пучка труб) рекомендуется с максимальным зазором 12 дюймов для труб или пучков диаметр более 24 дюймов. Операция обратного разворачивания и отвода обычно требует больше времени, машина нагрузки и объема бурового раствора по сравнению с первоначальным пилотным стволом из-за создания более крупного ствола. Почва условия определят подходящий тип расширителя.Разные типы разверток
(Источник: Trenchless Engineering Corporation)
В некоторых случаях операция обратного разворачивания требует более двух этапов.Одновременное обратное рассверливание / откат работа подходит для продуктовых труб с номинальным размером примерно до 4 дюймов. Однако для больших размеров Рекомендуется предварительное рассверливание, позволяющее поэтапно создавать относительно большие отверстия. Хотя трудоемкая, эта процедура снижает требуемый крутящий момент и осевые нагрузки на оборудование ГНБ, и снижает вероятность подземных пустот, поверхностного пучения или осадки, а также нежелательного бурового раствора внешний вид на поверхности. Чтобы сохранить исходный путь во время операции предварительного развертывания, просверлите стержни должны быть доступны на выходе из пилотного канала, соединены с вертлюгом в задней части расширителя и вытянуты. в отверстие.Перед отводом последний проход развёртки может быть выполнен с использованием расширителя того же размера, что и будет использоваться, когда труба будет вытягиваться (проход тампона). Пропуск мазка очищает скважину, удаляет остатки мелкий гравий или комки глины и может уплотнять стенки скважины.Дополнительная информация, описывающая весь процесс бурения, представлена в Бестраншейной технологии, Трубопровод. и инженерное проектирование, строительство и обновление (2005, McGraw-Hill) Подробные сведения, описывающие соответствующие инструменты для развертывания для различных грунтовых и горных условий предусмотрены в Горизонтально-направленное бурение — Рекомендации по передовой практике (3-е издание, 2008 г., Консорциум HDD).
Архивы расширителей— Формулы бурения и расчеты бурения
Открывателииспользуются для увеличения диаметра ствола скважины, и существует две широкие категории открывателей стволов: открывателей фиксированного диаметра и расширителей .
Открыватели отверстий фиксированного диаметра обычно состоят из трех «резцов», расположенных вокруг оправки и установленных на «седлах» с помощью прочных стопорных штифтов. Фрезы могут быть с фрезерованными зубьями, пластинами из PDC или TC, которые будут различаться в зависимости от разрезаемого пласта.
Открывалка с фиксированным диаметром (Getech Equipments International, 2018)
Развертки , с другой стороны, представляют собой открыватели отверстий с гидравлическим приводом, которые имеют два или три рычага. Они в основном используются, когда необходимо открыть отверстие до диаметра, превышающего диаметр уже установленной обсадной колонны. Обе эти формы обычно имеют ряд проходов для жидкости или «форсунок», которые расположены так, чтобы смазывать резцы и помогать удалять шлам.Их необходимо правильно настроить перед использованием, чтобы обеспечить сбалансированный поток бурового раствора как через устройство для открывания скважин, так и из него.
Экипаж устанавливает расширитель, чтобы увеличить отверстие, (tamu.edu, 2003)
Читать далее →
Tagged отверстие, развертка, разверткаРазвертки важны не только для наклонно-направленного бурения, но они также могут быть полезны при выполнении прямых отверстий. Узлы развертывания могут выпрямлять и сглаживать криволинейные отверстия, восстанавливать отверстия под калибром до нужного размера и избавляться от любых неровностей или шпоночных пазов.Они также помогают предотвратить чрезмерную кривизну отверстия в короткие промежутки времени, которая может возникнуть при входе и выходе из участка отверстия, образующего резкую кривую. Наконец, расширители могут снизить крутящий момент в стволе скважины и, следовательно, могут использоваться в качестве замены традиционной колонны или стабилизатора около долота.
Разверткипроизводятся почти всеми крупными производителями скважинного инструмента и имеют одинаковые основные характеристики: герметичные или открытые (смазываемые буровым раствором) подшипники, типы резцов — «благородные» или «гладкие», а также один (так называемый «3-точечный»). ») Или два (« 6-гранных ») набора фрез в инструменте.
Развертка (любезно предоставлено NOV, 2017)
Читать далее →
Tagged направленный, скважинный, бурение, разверткаВибрационный анализ одновременного бурения и развертывания КНБК
Упрощенная бурильная колонна; учитывается только крутильный режим КНБК. Более реалистичные модели учитывают поперечные силы, предварительное напряжение и эффекты связи (Al Dushaishi et al., 2017). Цель этой статьи — показать эффект сосредоточенного крутящего момента из-за взаимодействия расширителя в операциях RWD, и, таким образом, используется упрощенная несвязанная модель.2} = \ uptau \ left (x, t \ right) \ end {align} $$
(1)
где \ (\ rho \) — линейная плотность массы, \ (I _ {\ mathrm {p}} \) — полярный момент инерции, \ (\ gamma \) — коэффициент демпфирования, G — модуль сдвига, \ (\ theta \) — крутильное смещение, а \ (\ uptau \ left (x, t \ right) \) — внешний крутящий момент.
Внешний крутящий момент включает крутильные возбуждения из-за взаимодействия бурового долота и расширителя с горной породой:
$$ \ begin {выровнено} \ uptau \ left (x, t \ right) = T_ \ mathrm {{OB} } \ left (x, t \ right) + T_ \ mathrm {{OR}} \ left (x, t \ right) \ end {выравнивается} $$
(2)
где \ (T_ \ mathrm {{OB}} \) и \ (T_ \ mathrm {{OR}} \) представляют крутящий момент на долоте и крутящий момент на расширителе, соответственно.
Предполагается, что крутящий момент на долоте является гармоническим следующим образом:
$$ \ begin {выровнено} T_ \ mathrm {{OB}} \ left (x, t \ right) = \ uptau _ {\ mathrm {B}} \ left (1 + s_0 \ sin \ left (\ omega t \ right) \ right) \ delta \ left (xl \ right) \ end {выравнивается} $$
(3)
где \ (\ delta (x) \) — дельта-функция Дирака, \ (\ omega \) — частота нагнетания, \ (s_0 \) — постоянная флуктуации крутящего момента, которая является функцией взаимодействия бурового долота и \ (\ uptau _ {\ mathrm {B}} \) определяется как:
$$ \ begin {align} \ uptau _ {\ mathrm {B}} = \ mu _ {\ mathrm {B}} \ alpha _ {\ mathrm {B}} W_ \ mathrm {{OB}} \ end {align} $$
(4)
где \ (W_ \ mathrm {{OB}} \) представляет приложенную осевую нагрузку (вес на долото), \ (\ mu _ {\ mathrm {B}} \) — агрессивность резцов, определяемая кулоновским трением. соотношение, а \ (\ alpha _ {\ mathrm {B}} \) — это сдвиг среднего значения для битов, определенный как функция диаметра долота \ (D _ {\ mathrm {B}} \), как определено Kueck et al.(2017) как:
$$ \ begin {выравнивается} \ alpha _ {\ mathrm {B}} = \ frac {1} {4} D _ {\ mathrm {B}} \ end {выравнивается} $$
(5)
Предполагается, что развертка концентрическая и входит в зацепление. В этом случае крутящий момент на расширителе на единицу длины можно смоделировать как локализованное гармоническое торсионное возбуждение, описываемое следующим образом:
$$ \ begin {align} T_ \ mathrm {{OR}} \ left (x, t \ right) = \ uptau _ {\ mathrm {R}} \ left (1 + s_0 \ sin \ left (\ omega t \ right) \ right) \ left [H \ left (x-x_1 \ right) -H \ left (x -x_2 \ right) \ right] \ end {выровнено} $$
(6)
где \ (H \ left (x \ right) \) обозначает ступенчатую функцию Хевисайда; \ (x_2-x_1 \) — длина развертки, а \ (\ uptau _ {\ mathrm {R}} \) определяется так же, как \ (\ uptau _ {\ mathrm {B}} \), где средний рычаг, специфичный для развертки, равен (Kueck et al.2017):
$$ \ begin {выровнено} \ alpha _ {\ mathrm {R}} = \ frac {1} {4} \ left (D _ {\ mathrm {R}} + D _ {\ mathrm {B} } \ right) \ end {align} $$
(7)
Применяя разделение переменных с последующим применением граничных условий к однородной части уравнения движения (уравнение (1)), собственная частота n и форма моды задаются следующим образом:
$$ \ begin { выровнено} \ omega _ {\ mathrm {n}} = & {} \ frac {\ left (2n-1 \ right) \ pi} {2L} \ sqrt {\ frac {G} {\ rho}} \ end { выровнено} $$
(8)
$$ \ begin {выровнено} \ varTheta _n \ left (x \ right) = & {} \ sin \ left (\ frac {\ left (2n-1 \ right) \ pi} {2L} x \ right) \ end {align} $$
(9)
Ответ в установившемся режиме, с использованием модального анализа, имеет следующую форму решения:
$$ \ begin {выровнено} \ theta \ left (x, t \ right) = \ sum _ {n = 1} ^ {\ infty} \ eta _n \ left (t \ right) \ varTheta _n \ left (x \ right) \ end {align} $$
(10)
, где \ (\ varTheta _n (x) \) — n -я нормализованная форма моды, заданная уравнением. 2 \ right.{\ frac {1} {2}} \ end {align} $$
(23)
Трубопровод D-Geo — горизонтально-направленное бурение
D-Geo Pipeline позволяет быстро спроектировать конфигурацию трубопровода, установленную с использованием технологии горизонтально-направленного бурения (ГНБ).
В ГНБ предусмотрено три этапа установки: пилотное бурение; расширение начальной пилотной скважины и отвод трубопровода. Первоначальная скважина называется пилотной.Диаметр пилотного отверстия увеличивается с помощью расширителя. В зависимости от требуемого конечного диаметра ствола скважины ствол скважины может быть увеличен в несколько этапов с использованием расширителей увеличивающегося диаметра. Наконец, трубопровод протягивается в скважину.
Характеристики
- Расширенный ввод распределения давления грунтовых вод.
- Дренированное и недренированное поведение слоев почвы.
- Графический вывод расчетных значений давления бурового раствора.
- Библиотека со стальными и полиэтиленовыми трубопроводами.
- Типовая схема расчета пучковых трубопроводов.
- Расчет осадки грунтовых слоев под трубопроводом.
- Стандартный анализ напряжений трубы.
Давление бурового раствора
Минимальное требуемое давление бурового раствора — это давление, необходимое для эффективного обратного потока, способного транспортировать измельченные частицы почвы к поверхности. Верхняя граница допустимого давления бурового раствора указывает давление, при котором вероятно возникновение выброса.Нижняя граница указывает давление, при котором ожидаются трещины вокруг ствола скважины. Минимальное и максимальное допустимое давление бурового раствора зависит от глубины и свойств почвы. Давления бурового раствора рассчитываются вдоль всей ствола скважины и отображаются на графике, показывающем как верхнюю, так и нижнюю границы. Давление бурового раствора рассчитывается для всех этапов установки (пилот, расширение и отвод).
График бурового раствораМатериал трубопровода
D-Geo Pipeline HDD может работать с трубопроводами из различных материалов.Для стали и полиэтилена имеется база данных, содержащая данные о материалах. База данных позволяет быстро пересчитать альтернативные типы материалов и размеры.
Расчет силы тяги
D-Geo Pipeline HDD рассчитывает тяговое усилие на трубопроводе, необходимое для протягивания трубопровода в предварительно просверленную скважину. Сила отвода основана на контроле плавучести и учете взаимодействия грунта и трубопровода в изгибах буровой линии.
Анализ напряжений трубопровода
Механические параметры грунта используются для анализа напряжений трубопровода.Стандартный анализ напряжений трубопровода с помощью D – Geo Pipeline HDD основан на ограниченном наборе параметров. D-Geo Pipeline HDD рассчитывает напряжения в трубопроводе на этапах установки как в осевом, так и в тангенциальном направлениях. В подробном отчете для каждого использованного материала трубопровода приводится проверка напряжений. Расчетные напряжения сравниваются с допустимыми напряжениями в соответствии с голландскими правилами трубопроводов (NEN 3650).
Отчет о напряжении трубопровода содержит:- используемые исходные данные
- расчетные осевые, касательные и комбинированные напряжения для всех этапов монтажа
- проверка напряжений трубы
- проверка на прогиб трубопровода
- проверка на взрыв для полиэтиленовых трубопроводов.
Модуль горизонтально-направленного бурения доступен как часть пакета ГНБ D-Geo Pipeline.
.
Для получения дополнительной информации см. Пакеты услуг.
- Чем больше диаметр водопроводных труб , тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
- Чем больше диаметр водопроводных труб, тем меньше скорость проходящего потока зависит от шероховатости стенок конструкции.
2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.
Здесь высчитывается суммарная площадь, которая отдает помещению тепло, исходящее из теплоносителя.
2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр; N — толщина стенок трубы.
В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.
Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулу
Они особенно ощутимы, когда радиус гибки мал. Чтобы не появились при этом трещины в наружных слоях, радиус гибки не должен быть меньше минимально допустимого радиуса, который выбирается в зависимости от толщины и рода изгибаемого материала (рис. 95).
Чем более у материала детали ярко выражены пружинные свойства, тем более отличаются друг от друга внутренний радиус детали и радиус пуансона.
Некоторые источники предполагают, что это параболический цилиндр…
Длину второго прямого участка детали L 2 в миллиметрах вводим
И. Анурьева и в «Справочнике конструктора штампов» Л.И. Рудмана. Причем в расчет возьмем только криволинейный участок, так как прямолинейные участки все, надеюсь, считают одинаково.
Длина развертки — это очень важный и «тонкий» момент! Если конструктор гнутой детали (особенно высокоточной (0,1 мм)) надеется расчетом точно и с первого раза определить ее, то он зря надеется. На практике в процесс гибки вмешается масса факторов – направление проката, допуск на толщину металла, утонение сечения в месте изгиба, «трапециевидность сечения», температура материала и оснастки, наличие или отсутствие смазки в зоне гибки, настроение гибщика… Короче, если партия деталей большая и дорого стоит – уточните практическими опытами длину развертки на нескольких образцах . И только после получения годной детали рубите заготовки на всю партию. А для изготовления заготовок для этих образцов, точности, которую обеспечивает программа расчета развертки, хватит с лихвой!
2.4). Поэтому для определения длины заготовки
сложной детали следует просуммировать
длину прямолинейных участков загибаемого
изделия с длиной закругленных участков,
подсчитанных по нейтральному слою.
А х 0 находится по формуле:
2.5) до гибки АБ и после гибки АВГ,
пользуются методом равенства масс.
Диаметр предварительно обработанного
отверстия d = 12,6 мм, длина
детали l = 30 мм. Станок вертикально-сверлильный
2Н125.
1 Определение
действительной частоты вращения
Именно этому и будет посвящена данная статья.
. и т.д.
Тонкий листовой металл гнут киянками, изделия из проволоки диаметром до 3 мм — плоскогубцами или круглогубцами. Гибке подвергают только пластичный материал.
В то же время средний слой заготовки — нейтральная линия — не испытывает ни сжатия, ни растяжения и длина его до и после изгиба остается постоянной (рис. 93,а). Поэтому определение размеров заготовок профилей сводится к подсчету длины прямых участков (полок), длины укорачивания заготовки в пределах закругления или длины нейтральной линии в пределах закругления.
Подставляем их размеры а = 50 мм, b = 30 мм, t = 6 мм, r = 4 мм в формулу
2, где S – площадь внутреннего сечения; π – число «пи»; R – радиус сечения; D — наружный диаметр ; N — толщина стенок трубы.
При этом повышается пластичность материала. Используя гибку с калибрующим ударом, добиваются того, что внутренний радиус детали становится абсолютно равным радиусу пуансона. При свободной V-образной гибке на листогибе внутренний радиус получается на практике больше радиуса пуансона. Чем более у материала детали ярко выражены пружинные свойства, тем более отличаются друг от друга внутренний радиус детали и радиус пуансона.
В середине сечения – нейтральная поверхность…
Записываем толщину листовой заготовки s в миллиметрах
14/180* ai * s / ln ((Ri + s )/ Ri )+ L (i +1)) 
Длина развертки — это очень важный и «тонкий» момент! Если конструктор гнутой детали (особенно высокоточной (0,1 мм)) надеется расчетом точно и с первого раза определить ее, то он зря надеется. На практике в процесс гибки вмешается масса факторов – направление проката, допуск на толщину металла, утонение сечения в месте изгиба, «трапециевидность сечения», температура материала и оснастки, наличие или отсутствие смазки в зоне гибки, настроение гибщика… Короче, если партия деталей большая и дорого стоит – уточните практическими опытами длину развертки на нескольких образцах . И только после получения годной детали рубите заготовки на всю партию. А для изготовления заготовок для этих образцов, точности, которую обеспечивает программа расчета развертки, хватит с лихвой!
