Ao escolher um tubo de perfil para suportar estruturas por conta própria, o cliente entende a importância de cálculos precisos de parâmetros e cargas. Neste artigo, tentaremos descobrir se vale a pena economizar em cálculos.
Com a chegada do verão, começa a temporada de construção para empresas, donos de chalés, chalés de verão. Alguém constrói um gazebo, uma estufa ou uma cerca, outras pessoas bloqueiam o telhado ou constroem uma casa de banhos. E quando surge uma dúvida antes do cliente sobre as estruturas de suporte, a escolha é mais frequentemente definida em um tubo de perfil devido ao baixo custo e resistência à flexão com baixo peso.
Qual é a carga no tubo de perfil
Outra questão é como calcular as dimensões de um tubo perfilado para sobreviver com "pouco sangue", para comprar um tubo adequado à carga. Para a fabricação de grades, cercas, estufas, você pode fazer sem cálculos. Mas se você está construindo um dossel, telhado, viseira, você não pode prescindir de cálculos sérios de carga.
Importante! Todo material resiste a tensões externas e o aço não é exceção. Quando a carga no tubo de perfil não excede os valores permitidos, a estrutura se dobrará, mas suportará a carga. Se o peso da carga for removido, o perfil retornará à sua posição original. Se os valores de carga permitidos são excedidos, o tubo é deformado e permanece assim para sempre, ou quebra na dobra.
Para eliminar consequências negativas, ao calcular um tubo de perfil, considere:
- dimensões e seção (quadrada ou retangular);
- estresse estrutural;
- resistência do aço;
- tipos de cargas possíveis.
Classificação de cargas em um tubo de perfil
De acordo com a SP 20.13330.2011, os seguintes tipos de cargas são diferenciados pelo tempo de ação:
- constantes, cujo peso e pressão não se alteram com o tempo (peso das partes de um edifício, solo, etc.);
- temporário a longo prazo (peso das escadas, caldeiras na casa de campo, divisórias de gesso cartonado);
- curto prazo (neve e vento, peso das pessoas, móveis, transporte, etc.);
- especiais (terremotos, explosões, golpes de carro, etc.).
Em uma nota!
Por exemplo, você está construindo um dossel no quintal de um terreno e usa um tubo moldado como estrutura de suporte. Então, ao calcular o tubo, leve em consideração as possíveis cargas:
- material de dossel;
- peso da neve;
- vento forte;
- possível colisão do carro com o suporte durante estacionamento sem sucesso no pátio.
Para fazer isso, use a SP 20.13330.2011 “Cargas e impactos”. Ele contém os mapas e regras necessárias para o cálculo correto da carga do perfil.
Esquemas de projeto de carregamento em um tubo de perfil
Além dos tipos e tipos de carga nos perfis, os tipos de suportes e a natureza da distribuição da carga são levados em consideração no cálculo do tubo. A calculadora calcula usando apenas 6 tipos de esquemas de cálculo.
Cargas máximas no tubo de perfil
Alguns leitores se perguntam: "Por que fazer cálculos tão complexos se preciso soldar a grade da varanda." Nestes casos, não há necessidade de cálculos complexos, tendo em conta as nuances, uma vez que pode recorrer a soluções prontas (tab. 1, 2).
| Tabela 1. Carga para um tubo de formato quadrado | ||||||
| Dimensões do tubo, mm | ||||||
| 1 metro | 2 metros | 3 metros | 4 metros | 5 metros | 6 metros | |
| 40x40x2 | 709 | 173 | 72 | 35 | 16 | 5 |
| 40x40x3 | 949 | 231 | 96 | 46 | 21 | 6 |
| 50x50x2 | 1165 | 286 | 120 | 61 | 31 | 14 |
| 50x50x3 | 1615 | 396 | 167 | 84 | 43 | 19 |
| 60x60x2 | 1714 | 422 | 180 | 93 | 50 | 26 |
| 60x60x3 | 2393 | 589 | 250 | 129 | 69 | 35 |
| 80x80x3 | 4492 | 1110 | 478 | 252 | 144 | 82 |
| 100x100x3 | 7473 | 1851 | 803 | 430 | 253 | 152 |
| 100x100x4 | 9217 | 2283 | 990 | 529 | 310 | 185 |
| 120x120x4 | 13726 | 3339 | 1484 | 801 | 478 | 296 |
| 140x140x4 | 19062 | 4736 | 2069 | 1125 | 679 | 429 |
| Tabela 2. Carga para tubo em forma retangular (calculada para o lado maior) | ||||||
| Dimensões do tubo, mm | ||||||
| 1 metro | 2 metros | 3 metros | 4 metros | 5 metros | 6 metros | |
| 50x25x2 | 684 | 167 | 69 | 34 | 16 | 6 |
| 60x40x3 | 1255 | 308 | 130 | 66 | 35 | 17 |
| 80x40x2 | 1911 | 471 | 202 | 105 | 58 | 31 |
| 80x40x3 | 2672 | 658 | 281 | 146 | 81 | 43 |
| 80x60x3 | 3583 | 884 | 380 | 199 | 112 | 62 |
| 100x50x4 | 5489 | 1357 | 585 | 309 | 176 | 101 |
| 120x80x3 | 7854 | 1947 | 846 | 455 | 269 | 164 |
É interessante!
Usando cálculos prontos, lembre-se que as tabelas 2 e 3 indicam a carga máxima, a partir da qual o tubo se dobrará, mas não quebrará. Quando a carga é removida (o vento forte pára), o perfil voltará ao seu estado original. Exceder a carga máxima mesmo em 1 kg leva à deformação ou destruição da estrutura, portanto, adquira um tubo com uma margem de segurança 2 a 3 vezes superior ao valor limite.
Tubos de perfil: tamanhos e preços, finalidade e funcionalidade
Os tubos quadrados são usados em várias indústrias, incluindo a produção e instalação de estruturas metálicas para uso interno e externo. Não há requisitos especiais para eles em termos de qualidade de superfície. Um perfil de uso geral é produzido com base em tiras de aço laminadas a quente, a espessura varia na faixa de 1,5-5 mm. Por características funcionais ou condições de uso, os produtos são classificados nos seguintes tipos:
- perfis metálicos para uso geral e especial;
- produtos para produção de petróleo, transporte de gás e exploração geológica;
- equipamento de perfuração e revestimento;
- compressor e equipamento de bombeamento;
- encanamento;
- produtos de aço resistentes ao calor para salas de caldeiras;
- equipamento químico;
- grandes rodovias;
- Suportes de aço com reforços para construção;
- produtos multifuncionais duráveis.
O uso de produtos laminados é amplamente difundido na engenharia mecânica e construção, agricultura, sistemas de comunicação e refino de petróleo. Todos os parâmetros, incluindo comprimento do tubo e espessura da parede, são regulados pelo GOST 13663-86.
Vistas seccionais de tubos perfilados
Métodos para calcular cargas em um tubo de perfil
Para calcular cargas em perfis, os seguintes métodos são usados:
- cálculo de carga usando tabelas de referência;
- uso da fórmula de tensão de flexão;
- determinação da carga usando uma calculadora especial.
Como calcular a carga usando tabelas de referência
Este método é preciso e leva em consideração os tipos de apoios, a fixação do perfil aos apoios e a natureza da carga. Para calcular a deflexão de um tubo de perfil usando tabelas de consulta, os seguintes dados são necessários:
- o valor do momento de inércia do tubo (I) das tabelas GOST 8639-82 (para tubos quadrados) e GOST 8645-68 (para tubos retangulares);
- valor do comprimento do vão (L);
- valor de carga do tubo (Q);
- o valor do módulo de elasticidade do SNiP atual.
Esses valores são substituídos na fórmula desejada, que depende da ancoragem nos apoios e da distribuição da carga. Para cada modelo de projeto da carga, as fórmulas de deflexão são alteradas.
Cálculo de acordo com a fórmula para a tensão de flexão máxima de um tubo de perfil
O cálculo da tensão de flexão é calculado usando a fórmula:
onde M é o momento fletor da força e W é a resistência.
De acordo com a lei de Hooke, a força elástica é diretamente proporcional à quantidade de deformação. Agora os valores para o perfil desejado são substituídos. Além disso, a fórmula é refinada e complementada, com base nas características do aço para o tubo de perfil, carga, etc.
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Tubos perfilados estão se tornando um material de construção cada vez mais popular. É usado para a construção de elementos de construção como piso, estrutura de suporte, viga.
Esse uso generalizado está associado principalmente à simplicidade de construção, operação, manutenção de estruturas, bem como ao baixo peso dos próprios produtos. No entanto, é importante lembrar que o tubo de perfil deve ter maior resistência à flexão e como calculá-la será discutido posteriormente neste artigo.
Tubos de perfil são chamados de tubos que têm uma seção transversal diferente de uma seção transversal circular. As opções mais comuns são produtos retangulares e quadrados. Como já foi mencionado, a popularidade particular desse tipo está associada a uma de suas principais vantagens - o design terá baixo peso.
Além disso, a forma específica simplifica muito a fixação uns aos outros e a outras superfícies. Este tipo de produtos de construção, de acordo com a GOST, é feito de uma ampla gama de metais e ligas. No entanto, os mais comumente usados são tubos perfilados de aço carbono e aço de baixa liga.
Cada metal possui uma importante qualidade natural - um ponto de resistência. Pode ser mínimo ou máximo. Este último, por exemplo, é a causa da deformação das estruturas erguidas, leva a dobras e, consequentemente, a fraturas.
Ao realizar uma dobra, é importante avaliar características como tamanho, seção, tipo de produto, sua densidade, bem como a rigidez do material e sua flexibilidade. Conhecendo todas essas propriedades gerais do metal, pode-se entender como a estrutura se comportará durante a operação.
É importante lembrar que quando você dobra o produto, as partes internas da estrutura são comprimidas, sua densidade aumenta e elas próprias diminuem de tamanho. A camada externa, conseqüentemente, torna-se mais longa, menos densa, mas mais esticada.
Ao mesmo tempo, as áreas intermediárias mantêm suas características originais mesmo após a conclusão do processo. Portanto, deve-se sempre lembrar que em durante a flexão, a tensão necessariamente surgirá mesmo em áreas o mais longe possível da zona neutra
... A pressão máxima estará nas camadas que estão muito próximas a este eixo neutro.
Dobradores de tubos eletromecânicos
Esses dispositivos são usados quando os tubos têm diferentes seções transversais. Eles diferem de suas contrapartes na precisão muito alta do raio de curvatura e no uso desnecessário da força física humana. Esses aparelhos também se distinguem por um custo altíssimo, o que indica sua finalidade profissional.
Os dobradores eletromecânicos de tubos podem dobrar produtos de grandes diâmetros, e este indicador é limitado apenas pelo tamanho do próprio dispositivo, a força que é criada durante a dobra. O raio de curvatura dos tubos de aço deve estar em total conformidade com as normas. Eles podem ser observados usando modelos especiais que podem ser facilmente substituídos durante o processo de dobra.
Raios de curvatura permitidos com base na resistência do material
GOSTs regulam em grande detalhe as propriedades e características dos elementos e o procedimento da transformação. Isso inclui o raio de curvatura mínimo do tubo de perfil. É determinado em função das condições em que a dobra é realizada. Ao dobrar com areia com a qual está embalado, ou por aquecimento, o diâmetro externo deve começar a partir de 3,5DN.
Se o mestre tiver a capacidade de aplicar, o que permite que as operações necessárias sejam realizadas sem aquecimento ou outras ações adicionais, então, neste caso, o diâmetro deve ser de pelo menos 4DN.
Se você quiser fazer uma dobra que seja íngreme o suficiente, por exemplo, para fazer um esgoto ou duto curvo, então o diâmetro deve ser de pelo menos 1DN, já que a dobra será de outras formas, principalmente usando altas temperaturas.
Claro, os valores fornecidos pelos padrões estaduais podem ser ligeiramente reduzidos, então você precisa calcular com muito cuidado a resistência à flexão do tubo. Se o método de dobramento permite ter certeza de que a espessura da parede diminui em 15% em relação ao inicial, então, neste caso, desvios de GOST são possíveis, e o próprio dobramento pode ser executado abaixo dos valores indicados, o que será não tem um efeito significativo na força no futuro.
Resistência do material
Todo material tem um ponto de resistência. Isso é ensinado em instituições de ensino técnico. Ao atingir o ponto especificado, o material pode estourar e a estrutura, consequentemente, desmoronar.Assim, quando a confiabilidade de qualquer estrutura de edifício é calculada, leva-se em consideração não apenas quais são as dimensões dos elementos estruturais, mas também de que material eles são feitos, quais são as características desse material, que tipo de carga de flexão pode suportar. As condições ambientais em que a estrutura será inserida também são levadas em consideração.
O cálculo da resistência é realizado de acordo com a tensão normal. Isso se deve ao fato de que a tensão se espalha de maneira desigual pela superfície de um tubo retangular.
Será diferente no ponto de pressão e nas bordas do tubo. Isso deve ser compreendido e levado em consideração.
Deve-se acrescentar que os tubos de perfil podem ser testados quanto à flexão e na prática. Existe um equipamento especial para isso. Nele, o tubo se dobra, sua tensão é registrada. A tensão na qual o tubo se rompe é observada.
A necessidade de experimentação prática está relacionada ao seguinte:
- na prática, pode haver desvios dos GOSTs. Se o edifício for grande, você não deve confiar nos números. Tudo precisa ser verificado empiricamente;
- se os tubos não são fabricados na fábrica, por exemplo, soldados a partir de um canto de metal, então, com base em cálculos teóricos, é impossível entender a que tensão de flexão o tubo irá suportar.
Fórmulas e tabelas aplicadas
Para realizar com sucesso, sem complicações imprevistas, o cálculo do tubo para deflexão, é necessário calcular o tamanho da peça em comprimento. Este valor é calculado usando uma fórmula simples que se parece com:
L = 0,0175 × r × α + I
Nesta expressão, os principais indicadores são representados pelas seguintes expressões de letras:
- r é o raio de curvatura do tubo do perfil (mm);
- α - corresponde ao ângulo que você deseja obter;
- I é a distância 100/300 usada ao trabalhar com equipamento especial para segurar a peça de trabalho.
Ao calcular um tubo para deflexão, uma etapa importante do trabalho é o cálculo do elemento dobrável.
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Ao fazer uma avaliação, devemos estimar o tamanho da área que precisa ser dobrada. A fórmula para isso é extremamente simples, tem a seguinte aparência:
U = π × α / 180 (r + DH / 2)
Aqui, os elementos incluídos na fórmula podem ser representados da seguinte forma:
- π neste caso é considerado igual a 3,14;
- α - é o ângulo de curvatura, expresso em graus;
- r - raio de curvatura (mm);
- DH é o diâmetro externo.
Para a comodidade do mestre e para a maior segurança durante o trabalho, bem como durante a operação de estruturas erguidas em cobre e latão, os GOSTs contêm os indicadores mais baixos para as principais características usadas para calcular a resistência à flexão de um tubo perfilado. Esta informação está contida nos GOSTs nº 494/90, nº 617/90.
Para sua conveniência, as principais características necessárias para determinar a resistência à flexão de um tubo de perfil estão na tabela.
Tabela 1.
Enquanto a tabela anterior continha principalmente valores fixos para elementos de cobre e latão, a próxima conterá dados para elementos de aço. Esta tabela permite estimar a carga de flexão de um tubo moldado (GOST No. 3262/75).
Mesa 2.
Como já foi mencionado, a espessura da parede desempenha um papel importante no cálculo da resistência à flexão de um tubo quadrado (assim como de um tubo redondo). É por isso que a tabela a seguir permite considerar simultaneamente a espessura da parede e o diâmetro nos cálculos.
Tabela 3.
Processo Tecnológico de Dobra
Como já corretamente observado, qualquer deformação da estrutura de metal causa tensão adicional nas paredes da estrutura. Na camada interna, isso se deve ao aumento da densidade do metal devido à compressão, e não na seção externa, a causa, ao contrário, passa a ser a tensão, o que reduz a densidade do metal.
Durante a dobra, a forma da seção muda conforme o esperado. Isso é verdadeiro para tubos redondos, retangulares e quadrados.Para os dois últimos, essas mudanças não são muito pronunciadas, o que não pode ser dito sobre os redondos.
É assim que o perfil do anel se torna oval. Ressalta-se que a maior alteração da forma pode ser observada diretamente no local da dobra, e quanto mais longe dela, mais próxima a seção ficará da forma original.
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No entanto, é importante avaliar corretamente a força de impacto, o grau de deformação do tubo, a fim de evitar quebras e distorções desnecessárias. Para uma peça com diâmetro de até 20 mm, o grau de deformação oval não deve exceder 15%.
Com o aumento do perfil, o valor diminui ainda mais e é de apenas 12,5%. Outro elemento importante é a presença de dobras (produtos com paredes finas são especialmente suscetíveis a isso). Este fator é muito importante se a estrutura de dobra servir como um duto.
As dobras formadas reduzem a permeabilidade, aumentam a resistência do fluido de passagem e aumentam o grau de entupimento. Portanto, ao usar um tubo curvo para esse fim, é necessário abordar cuidadosamente a escolha da espessura da parede do produto.
Qual é a carga no tubo de perfil
O cálculo da resistência à flexão de um tubo é reduzido a uma simples determinação da tensão máxima em um determinado ponto da estrutura. É importante entender de que material é feito o perfil, pois cada um deles possui seu próprio indicador de estresse.
Para cálculos corretos, você precisa aplicar a fórmula correta. Nesse caso, aplicam-se as disposições da lei de Hooke, que afirmam que a força elástica é diretamente proporcional à deformação. A expressão para cálculos é a seguinte:
TENSÃO = M / W, onde:
- M é o valor do grau de flexão ao longo do eixo ao longo do qual a força atua;
- W é o valor da resistência à flexão ao longo do mesmo eixo.
Como você sabe se os cálculos estão corretos?
Conforme declarado, cada metal ou liga tem seus próprios valores normais de tensão. É a determinação desses valores uma das principais tarefas que você enfrenta ao decidir construir um edifício a partir de um perfil.
Para ter certeza da exatidão dos resultados, você precisa conhecer várias regras importantes e, claro, segui-las.
- Execute todos os cálculos com precisão, precisão, sem pressa. Em cada etapa, deve-se guiar-se pelas fórmulas adequadas, não tentando ajustar os valores aos que lhe são convenientes.
- Tendo calculado a resistência à flexão do tubo de perfil, você deve garantir que os indicadores obtidos não excedam os valores máximos especificados.
- Leve em consideração o material com que é feito o perfil, a espessura das paredes, de forma a evitar sua destruição ou deformação, o que impede o futuro funcionamento da estrutura.
- Antes de realizar os cálculos, é necessário representar esquematicamente o elemento futuro. Com base neste desenho técnico, cálculos mais precisos podem ser feitos, os quais estarão garantidos contra erros associados a um mal-entendido da forma da estrutura.
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Seguindo todas as regras necessárias, bem como as precauções de segurança, mesmo um não profissional pode ter certeza de que todos os seus resultados no cálculo da resistência à flexão do tubo serão corretos e o resultado será bem-sucedido. A verificação constante de seus cálculos e controle em todas as fases do trabalho é a chave para a conclusão bem-sucedida do caso.
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Roman Gennadievich, Omsk faz a pergunta:
Dia bom! Surgiu a seguinte questão: como calcular a deflexão de um tubo perfilado? Ou seja, gostaria de saber qual a carga máxima que um tubo de perfil de um ou outro tamanho pode suportar, para determinar esse tamanho. Eu mesmo não entendo isso, então peço que fale em expressões compreensíveis e explique todas as designações nas fórmulas.O ponto principal é que tenho algumas ideias para arranjar um galpão de verão, gostaria de fazer com um perfil de aço, então você precisa saber exatamente o tamanho que deve comprar para não ter que refazer mais tarde. Agradecemos antecipadamente por suas respostas.
O especialista responde:
Dia bom! O cálculo dos tubos do perfil para a deflexão é feito por meio de uma fórmula simples: M / W, onde M é o momento fletor da força e W é a resistência. A essência de sua implementação é simples. Nesse caso, aplica-se a lei de Hooke: a força elástica tem uma dependência direta e proporcional da deformação. Portanto, conhecendo o grau de deformação e o valor máximo de tensão para um determinado material, você pode escolher o parâmetro de que precisa.
Figura 1. Resistências de projeto do metal base de estruturas de edifícios.
Assim, M = FL, onde F é a deformação, expressa em quilogramas, e L é o ombro da força, expressa em centímetros. O ombro é a distância do ponto de fixação ao ponto onde a força é aplicada.
Também é necessário determinar a resistência máxima (R), por exemplo, para o aço St3 é igual a 2100 kg / centímetro quadrado.
Agora, para cálculos adicionais, transformamos a expressão e obtemos: R = FL / W, transformamos novamente e obtemos: FL = RW, de onde F = RW / L. Uma vez que conhecemos os parâmetros, exceto W, resta apenas encontrá-los. Para isso, são necessários os parâmetros do tubo de perfil, ou seja, a é a largura externa, a1 é a interna, b é a altura externa, b1 é a interna, e também substitua-os corretamente nas igualdades para encontrar o valor desconhecido para eixos diferentes: Wx = (wa ^ 3 - b1 (a1) ^ 3) / 6a, Wy = (ab ^ 3- a1 (b1) ^ 3) / 6b.
Se o produto tiver seção quadrada, a fórmula fica ainda mais simples, pois agora o índice W nas duas direções (horizontal e vertical) será o mesmo, e a própria igualdade será simplificada, uma vez que o comprimento e a largura do perfil são também o mesmo.
Para essas igualdades, os cálculos podem ser feitos usando uma calculadora comum. Os valores das cargas máximas são uma referência, por isso não é difícil encontrá-los na Internet. Na fig. 1 mostra uma pequena mesa desse tipo. Nele você encontrará os números necessários para diferentes tipos de aço para deflexão, tensão e compressão - pode ser útil.
22 de julho de 2020 Especialização: decoração de fachadas, decoração de interiores, construção de chalés de verão, garagens. A experiência de um jardineiro e jardineiro amador. Ele também tem experiência na reparação de automóveis e motocicletas. Hobby: tocar violão e muito mais, para o que não dá tempo :)
Para realizar a curva do duto, são usados acessórios especiais - ângulos e tês. No entanto, às vezes há situações em que é necessário dobrar o tubo. Como regra, se um iniciante assume este trabalho, o tubo amassa ou mesmo se quebra na curva, então, mais adiante, irei apresentá-lo a alguns dos segredos dos artesãos populares que permitirão que você cumpra com sucesso esta tarefa em casa.
Benefícios do uso de tubos com aletas resistentes ao calor
Para criar uma camada resistente ao calor, as superfícies são revestidas com óxido de magnésio. Após o recozimento, eles obtêm:
- aumento do coeficiente de transferência de calor;
- alta resistência à corrosão;
- longa vida útil;
- maior resistência às quedas de temperatura;
- sem necessidade de cuidados especiais, podem trabalhar em quaisquer condições;
- a possibilidade de uso em ambientes agressivos.
Devido às vantagens adquiridas, os tipos com aletas resistentes ao calor têm as seguintes vantagens:
- Alta capacidade de fabricação de produção. A soldagem por resistência utilizada consome pouca energia, não requer consumíveis especiais e equipamentos caros.
- Vórtices turbulentos de ar aparecem nos espaços entre as costelas, o que aumenta a intensidade da transferência de calor em todas as áreas.
- Através do uso de soldagem por resistência, é criada uma conexão entre as pétalas e a base com uma resistência de baixa temperatura.
- Redução da espessura do filme condensado. Isso se deve ao uso de um revestimento resistente ao calor.Como resultado, ocorre uma diminuição no nível de condensação dos vapores do portador.
Métodos de flexão de tubos
A necessidade de dobrar tubos pode surgir em vários casos, por exemplo, durante a instalação de uma tubulação, se for necessário "contornar" qualquer obstáculo. Além disso, muitas vezes é necessário recorrer a esta operação no processo de fabricação de várias estruturas metálicas, como galpões, estufas, gazebos, etc.
Deve-se notar que, quando se trata de tubos de dobra, queremos dizer os seguintes tipos:
Metal redondo
O processo de dobragem de peças de metal com seção transversal circular é bastante complicado, pois elas se deformam facilmente e às vezes até rasgam. Portanto, quando a dobra é feita em um ambiente industrial, especialmente se um pequeno raio for necessário, um projeto de dobra do tubo é executado antes de executar esta operação.
Em casa, é claro, você não precisará de uma fórmula exata para calcular um tubo para dobra. A única coisa que você precisa determinar é o raio mínimo permitido. Seu significado depende muito da forma como esta operação é realizada:
- ao aquecer uma peça cheia de areia
- R = 3,5xDH; - usando uma máquina de dobra de tubos
(dobragem a frio) - R = 4xDH; - dobrar para obter dobras onduladas
(flexão a quente) - R = 2,5 DH.
Você pode obter um raio mínimo igual a dois diâmetros por estampagem ou estampagem a quente. No entanto, é impossível fazer tal curva em casa.
Essas fórmulas usam os seguintes valores:
Devo dizer que existe um cálculo mais universal - o raio deve ser de pelo menos cinco diâmetros de tubo.
Então, descobrimos um pouco a teoria, agora vamos passar à prática. Conforme mencionado acima, existem várias maneiras de resolver esse problema. O mais simples deles é o uso de uma máquina especial - um dobrador de tubos.
É verdade que o preço dessa ferramenta é bastante alto - o custo de uma máquina hidráulica, que permite dobrar peças de trabalho de até dez centímetros de diâmetro, começa em 15.000-16.000 rublos. O custo de um dobrador de tubos manual, que permite trabalhar com peças com um diâmetro de até uma polegada, é de 4.700 a 5.000 rublos.
Se você frequentemente tem que lidar com essa operação, mas não quer pagar muito dinheiro por um dobrador de tubos, você pode fazer isso sozinho. Em nosso portal você pode encontrar informações detalhadas sobre como fazer uma máquina para dobrar tubos de perfil com suas próprias mãos.
Porém, o dobrador de tubos nem sempre está à mão, aliás, se você precisar realizar esta operação uma vez, certamente não faz sentido adquirir uma ferramenta para isso. Neste caso, você pode fazer uma dobra com pinos.
Isto se faz do seguinte modo:
- em primeiro lugar, você precisa traçar um raio de curvatura em um local adequado;
- em seguida, hastes de metal são cavadas ao longo do contorno. É desejável colocá-los o mais próximos possível. Para maior confiabilidade, as hastes podem ser concretadas.
Ao lado da barra extrema, você precisa inserir outra para que a parte dobrada possa caber entre elas. Isso é necessário para consertar;
- então você precisa despejar sal ou areia no tubo dobrado. Nesse caso, os plugues devem ser martelados nos orifícios de ambos os lados;
- depois disso, a peça é fixada entre as duas primeiras hastes e, em seguida, dobra em torno das demais hastes, conforme mostrado no diagrama acima.
Uma alternativa a esta opção é usar ganchos que são presos a um pedaço de madeira compensada e formam o raio necessário, como na foto acima. Se você deseja obter um diâmetro menor, um disco ou rolo largo deve ser usado como modelo.
Devo dizer que ambos os métodos são adequados para peças com diâmetro não superior a 16-20 mm. Se você quiser dobrar uma peça de trabalho com um diâmetro maior, a dobra deve ser bem aquecida.
Se você precisar moldar peças em bruto de metal não ferroso que têm significativamente menos resistência à flexão do que as contrapartes de aço, você pode usar uma mola. Este último deve corresponder estritamente ao diâmetro interno, uma vez que é inserido no tubo. Claro, você pode colocar a mola do lado de fora, mas neste caso é inconveniente fazer uma dobra.
Tendo protegido o tubo com uma mola, ele se curva com as próprias mãos. O trabalho deve ser feito com cuidado para atingir o raio desejado sem danificar a peça.
Perfil
Os tubos de perfil são muito mais difíceis de dobrar, pois devido ao seu formato têm maior resistência. Produtos de seção pequena podem ser dobrados usando os métodos descritos acima.
Existe também uma outra forma de dobrar um tubo de perfil, que permite trabalhar com peças de seção suficientemente grande. Seu princípio é o seguinte:
- areia ou sal deve ser despejado na peça de trabalho e, em seguida, tampe as extremidades com plugues;
- além disso, a peça deve ser fixada com segurança em um torno;
- a seguir, a área dobrada deve ser aquecida ao rubro;
- depois disso, a peça deve ser aparada com um martelo até que o raio desejado seja obtido.
Se você tiver uma máquina de solda e uma esmerilhadeira, poderá dobrar peças de trabalho mesmo com o maior diâmetro sem muito esforço. Isto se faz do seguinte modo:
- em primeiro lugar, o raio de curvatura é marcado na peça de trabalho;
- mais além ao longo de todo o raio, você precisa marcar as tiras em três lados do molde do perfil. Quanto menor o raio, menor deve ser o passo entre as listras;
- em seguida, o moedor faz cortes em três lados da peça de acordo com as marcações feitas;
- agora a peça está dobrada sem problemas;
- após a obtenção do ângulo desejado, os cortes devem ser soldados;
- ao final do trabalho, é necessário limpar as costuras e esmerilhar.
Desta forma, podem ser produzidas peças até mesmo de formas complexas, enquanto a precisão de dobra é muito alta. No entanto, é necessária experiência com um moedor e uma máquina de solda.
Plástico reforçado
Por um lado, os tubos de metal-plástico dobram-se facilmente, mas, por outro lado, quebram-se facilmente. Portanto, o trabalho deve ser feito com muito cuidado. Deve ser lembrado que o raio de curvatura mínimo de um tubo de metal-plástico é semelhante ao raio de peças de metal, ou seja, deve ter pelo menos cinco diâmetros.
Se o diâmetro do tubo for 16 mm, ele pode ser dobrado sem nenhum dispositivo especial. Isto se faz do seguinte modo:
- tome a parte com ambas as mãos de cima. Nesse caso, coloque os polegares sob o cano, paralelos a ele, e juntos, como mostra a foto acima;
- em seguida, dobre o tubo com as duas mãos e certifique-se de fornecer apoio com os polegares;
- dobrar o tubo até o raio necessário, mova-o nas palmas das mãos para a esquerda ou direita e, a seguir, repita o procedimento;
- desta forma, dobre a peça de trabalho e mova-a até obter o ângulo desejado.
Para “encher a mão”, pratique este procedimento em tubos, pois é provável que a princípio as peças se partam.
É muito mais difícil dobrar um tubo com diâmetro de 20 mm ao redor dos dedos. Portanto, qualquer outra superfície adequada pode ser usada como um batente. No entanto, é mais conveniente realizar este trabalho usando um condutor de mola, que pode ser externo e interno, ou seja, que é inserido dentro da peça de trabalho.
Para fazer uma dobra com um gabarito interno no meio de uma peça longa, amarre-o a uma corda e empurre-o até a profundidade desejada. Depois de completar a dobra, retire a mola puxando a corda.
Dobradores de tubos manuais
O dobrador manual de tubos é usado ao dobrar materiais de pequeno diâmetro. Este dispositivo pode ser facilmente feito de metais não ferrosos e aço inoxidável. O princípio de operação deste dispositivo é que, ao inserir uma extremidade em uma braçadeira especial, você precisa começar a girar a manopla. Através deste procedimento, o tubo passará entre os roletes e assim será gerado o giro desejado.Ao realizar este procedimento, recomenda-se aderir ao GOST, que indica que os raios mínimos de metais não ferrosos puros e aço inoxidável devem ser:
- se o diâmetro for inferior a 20 mm - não inferior a 2,5D;
- se o diâmetro for superior a 20 mm - 3,5 D e mais.
D é um indicador de exterior.
Resultado
Como descobrimos, existem algumas maneiras populares de dobrar tubos. Com um pouco de prática, você pode alcançar bons resultados. Porém, deve-se lembrar que a qualidade da dobra realizada em equipamentos profissionais será sempre superior.
O vídeo neste artigo fornece informações adicionais sobre como dobrar tubos de plástico reforçados. Se no processo de realização desta operação você tiver alguma dificuldade, tire suas dúvidas nos comentários, e com certeza tentarei ajudá-lo.
22 de julho de 2020
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Na construção industrial e privada, tubos moldados são comuns. Eles são usados para construir anexos, garagens, estufas, gazebos. Os designs são classicamente retangulares e ornamentados. Portanto, é importante calcular corretamente a curvatura do tubo. Isso manterá a forma e proporcionará resistência e durabilidade à estrutura.
Cálculo de vigas para deflexão. Algoritmo de trabalho
Na verdade, o algoritmo pelo qual esse cálculo é feito é bastante simples. Como exemplo, considere um esquema de cálculo um tanto simplificado, omitindo alguns termos e fórmulas específicos. Para calcular a deflexão das vigas, é necessário realizar uma série de ações em uma ordem específica. O algoritmo de cálculo é o seguinte:
- Um esquema de cálculo é elaborado.
- As características geométricas da viga são determinadas.
- A carga máxima neste elemento é calculada.
- Se necessário, a resistência do momento fletor da viga é verificada.
- A deflexão máxima é calculada.
Como você pode ver, todas as ações são bastante simples e realizáveis.
Propriedades dobráveis de metal
O metal tem seu próprio ponto de resistência, máximo e mínimo.
A carga máxima na estrutura leva a deformações, dobras desnecessárias e até dobras. Ao calcular, prestamos atenção ao tipo de tubo, seção, dimensões, densidade, características gerais. Graças a esses dados, sabe-se como o material se comportará sob a influência de fatores ambientais.
Levamos em consideração que sob pressão na parte transversal do tubo, a tensão surge mesmo em pontos distantes da linha neutra. A zona de maior tensão tangencial será aquela localizada próximo ao eixo neutro.
Durante a dobra, as camadas internas nos cantos dobrados se contraem, diminuem de tamanho e as camadas externas se esticam, alongam, mas as camadas do meio retêm suas dimensões originais após o final do processo.
Tubos curtos são amplamente usados na vida cotidiana
O que é um tubo retangular?
Um tubo de metal retangular é um produto de metal com vários metros de comprimento. O tubo retangular tem uma seção transversal correspondente. Sua área pode ser muito diferente. Todos os parâmetros de tais tubos são regulados por GOSTs especiais - documentos provenientes do estado. O requisito de que todas as dimensões estejam em conformidade com GOST está associado ao seguinte:
- um tubo fabricado de acordo com GOST atenderá aos requisitos de segurança. Se o tubo for feito em condições artesanais, existe a possibilidade de que as proporções não atendam aos requisitos de segurança. Existe o perigo de o produto não suportar as cargas e causar o colapso da estrutura;
- Ao calcular as cargas dos tubos, não é necessário medir cada produto específico. Seus parâmetros são definidos pelo GOST, portanto, você pode obter dados deste documento.
Os produtos são feitos de vários tipos de aço.Alguns tipos de aço não requerem processamento adicional. Este é, por exemplo, o denominado aço inoxidável. O aço, que tem medo de corrosão, deve ser tratado com soluções especiais ou tinta.
Como fazer cálculos corretos
O cálculo de um tubo de perfil para deflexão é a determinação do grau de tensão máxima em um ponto específico do tubo.
Cada material tem uma classificação de tensão normal. Eles não afetam o produto em si. Para fazer os cálculos corretamente, uma fórmula especial deve ser aplicada. É necessário garantir que os indicadores não ultrapassem os valores máximos permitidos. De acordo com a lei de Hooke, a força elástica resultante é diretamente proporcional à deformação.
Ao calcular a flexão, também é necessário aplicar a fórmula da tensão, que se parece com M / W, onde M é o índice de flexão ao longo do eixo, sobre o qual a força cai, mas W é o indicador de resistência à flexão ao longo do mesmo eixo.
A curva do tubo deve ser correta e precisa
Características da produção de tubo de metal moldado
De acordo com o método de produção, os tubos de perfil são deformados a quente e a frio. Devido à ductilidade dos metais, o perfilamento de qualquer peça bruta de aço está disponível sob a influência de altas temperaturas. No corte (em seção), os tubos têm a forma:
- Praça;
- retângulo;
- oval.
O perfil arqueado plano-oval (ou tubos ovais) não é menos procurado e sua produção está crescendo. A tecnologia de sua conformação praticamente não difere da laminação de tubos profissionais padrão. Esta é, por assim dizer, uma opção intermediária entre as estruturas redondas e retangulares, e seus indicadores de qualidade e durabilidade são uma ordem de grandeza superiores aos desses produtos. A tecnologia para a produção de um tamanho de tubo padrão pressupõe:
Em seção transversal, os tubos têm a forma oval, quadrada ou retângulo.
- método de conformação a frio de produtos arredondados por uma prensa;
- soldagem de chapas retangulares de aço.
Importante! O custo dos produtos laminados com costura soldada é inferior ao preço dos tubos sólidos. Não há necessidade de duvidar de sua qualidade: a junta é verificada com um detector de falhas antes de receber um certificado e um certificado de aceitação.
De acordo com GOST, tubos de qualquer tamanho (em polegadas e mm) são formados usando duas tecnologias que diferem significativamente uma da outra:
- Soldando um perfil de folha ou tira (uma costura pode reduzir a qualidade do produto apenas sob cargas significativas, e o produto tem um preço mais baixo).
- As hastes arredondadas passam a prensagem de peças de mesmo formato em um laminador (a tecnologia é mais cara, os produtos sem costura suportam a carga máxima em quadros verticais).
Os tubos são produzidos por conformação a frio de produtos arredondados, utilizando uma prensa e soldagem de chapas retangulares
Processo Tecnológico de Dobra
A dobra cria um certo grau de tensão nas paredes de metal. A tensão de tração é obtida na seção externa e a tensão de compressão na seção interna. Devido a essas influências, a inclinação do eixo muda.
No processo de dobra no local dobrado, a forma da seção transversal muda. Como resultado, o perfil anular torna-se oval. Uma forma oval mais nítida é vista no meio da deflexão, mas no final e no início a deformação diminui.
Para tubos com seção transversal de até 20 mm, a ovalidade no local deformado não deve ultrapassar 15%. Para tubos com seção transversal de 20 e mais - 12,5%.
Preste atenção ao fato de que podem ocorrer dobras na área côncava de produtos de paredes finas. Eles, por sua vez, afetam negativamente o funcionamento do sistema (reduzem a permeabilidade do meio de trabalho, aumentam o nível de resistência hidráulica, o grau de entupimento).
Os tubos curvos são usados na indústria e na construção privada
Raios de curvatura permitidos do tubo
Os tubos têm um raio de curvatura mínimo de acordo com os padrões do governo.
Se a dobra for feita por aquecimento e lixamento, o diâmetro externo do tubo é de pelo menos 3,5DN.
Formando um tubo em uma dobradeira de tubos (sem aquecimento) - pelo menos 4DN.
É possível dobrar quando aquecido com um queimador de gás ou em um forno para obter dobras meio corrugadas com um índice de 2,5DN.
Se a curva for fornecida para um declive (para curvas de esgoto dobradas feitas por brochamento a quente ou por estampagem) - não menos do que 1DN.
A curvatura do tubo pode ser menor que os valores especificados. No entanto, isso é possível se o método de fabricação garantir que as paredes do tubo sejam desbastadas em 15% da espessura total.
Efetuamos o cálculo da resistência à flexão do tubo de forma responsável.
Flexão de tubos de diferentes diâmetros
Fórmulas e tabelas
Para calcular a deflexão do tubo, determinamos o comprimento da peça. É calculado usando esta fórmula:
L = 0,0175 ∙ R ∙ α + l
R é o raio de curvatura em mm;
α é o valor do ângulo;
I - trecho reto 100/300, necessário para agarrar o produto (ao trabalhar com a ferramenta).
Ao calcular a curvatura de um tubo de perfil, levamos em consideração o tamanho do elemento curvado. É determinado pela seguinte fórmula:
A = π ∙ α / 180 (R + DH / 2)
O valor do número π = 3,14;
α é o ângulo de curvatura em graus;
R - o valor do raio (o valor é levado em consideração em mm);
DH é o diâmetro externo do tubo.
Os raios de curvatura mínimos para produtos de cobre e latão são fornecidos na tabela. Os dados correspondem aos GOSTs nº 494/90 e nº 617/90. Além disso, os valores para o diâmetro externo, o comprimento mínimo da parte livre estática, também são fornecidos aqui.
A dobra de tubos moldados pode ser realizada em máquinas especiais
Diagrama de curvatura de tubo
A tabela a seguir ajudará a calcular um tubo redondo para dobra. Inclui dados relacionados a análogos de aço (os indicadores correspondem a GOST No. 3262/75).
| Dimensões do tubo | Raio de curvatura mínimo | Comprimento mínimo livre | ||
| Passe condicional | Externo | Quente | Frio | |
| 8 | 13,5 | 40 | 80 | 40 |
| 10 | 17 | 50 | 100 | 45 |
| 15 | 21.3 | 65 | 130 | 50 |
| 20 | 26.8 | 80 | 160 | 55 |
| 25 | 33.5 | 100 | 200 | 70 |
| 32 | 42.3 | 130 | 250 | 85 |
| 40 | 48 | 150 | 290 | 100 |
| 50 | 60 | 180 | 360 | 120 |
| 65 | 75.5 | 225 | 450 | 150 |
| 80 | 88.5 | 265 | 530 | 170 |
| 100 | 114 | 340 | 680 | 230 |
Para não se errar nos cálculos, deve-se levar em consideração o diâmetro e a espessura da parede dos tubos.
Dobrador de tubo hidráulico manual
Dobrando o tubo com suas próprias mãos
Se você mesmo fizer isso, o cálculo do tubo para dobra ajudará, a fórmula do qual é simples e universal (são 5 diâmetros de tubo).
Calculamos a dobra em peças com seção transversal de 1,6 cm.
1º passo: você precisa entender claramente que tipo de círculo será o resultado (para a curvatura correta, um quarto do círculo é necessário).
2º passo: definir o raio - 16 multiplicado por 5. O resultado é 80 mm.
3º passo: calcular os pontos de partida para a dobra. Para fazer isso, use a fórmula C = 2π ∙ R: 4. O valor C é o comprimento do tubo que será utilizado na obra. Dois números pi são usados, bem como um indicador do raio externo do tubo.
4º passo: os valores são substituídos por dados conhecidos: 2 ∙ 14 ∙ 80: 4. Como resultado, obtemos 125 mm. Este será o comprimento da seção em que o raio de curvatura mínimo é de 80 mm.
Se você não consegue trabalhar com as fórmulas, calculamos a deflexão do tubo do perfil usando uma calculadora (um programa especial é fácil de encontrar na Internet).
Existem vários tipos de tal ferramenta. O dispositivo de flexão de segmento permite trabalhar com base em gabaritos especiais. Sua forma já está calculada para um determinado diâmetro e formato da dobra. A ferramenta ajuda a remodelar tubos de até 180˚.
O equipamento de apoio possui um segmento que se move dentro do produto futuro. Isso evita a deformação, abre o acesso a várias áreas ao mesmo tempo.
Qualquer que seja o tipo de ferramenta usada, lembramos que cálculos precisos e verificados repetidamente são a chave para uma instalação bem-sucedida.
Flexão de tubos em condições estacionárias: desenhos e acessórios
Em empreendimentos industriais e em oficinas privadas, onde trabalham apenas duas ou três pessoas, utiliza-se um dobrador de tubos com mandril. Apesar do fato de que as máquinas-ferramentas industriais e dobradores de tubos em oficinas diferem em tamanho e funcionalidade, o princípio de operação é semelhante. O trabalho do dobrador de tubos é o seguinte: o tubo é inserido na ranhura da máquina, preso com uma braçadeira à parte reta, a segunda braçadeira pressiona contra o rolo de dobragem.Quando a máquina é ligada, o cilindro carrega a peça inserida atrás de si, desliza para fora do mandril, formando um pedaço de tubo torto do tamanho necessário. O mandril em forma de colher para dobrar tubos tornou-se bastante difundido. É projetado para dobrar tubos de paredes finas de até 75 mm de diâmetro. Devido ao seu alto custo, a dobra de tubos de mandril não está disponível para todos os proprietários, portanto, os amadores usam dobradores de tubos montados por conta própria na garagem ou carpintaria.
Classes de operação de tubos PEX, vida útil e modos de operação de temperatura.
Quando falamos sobre as características dos tubos PEX, sempre nos referimos às classes de serviço dos tubos feitos de um determinado material polimérico. Além das características de resistência, que variam de acordo com o tipo de tubo de produção. Existem também classes de operação de tubo descritas na norma ISO 10508. Quase todos os fabricantes têm os mesmos materiais, mas devido à ampla gama de aplicações de materiais PEX e PERT e catalisadores usados, as classes de operação de tubo são divididas em 6 subespécies. Todas essas classes não afetam a qualidade do tubo, mas apenas indicam os modos de operação do tubo e suas condições de temperatura de operação em relação à vida útil do material. Na tabela abaixo você pode ver essas classes.
Tabela de classes de operação de dutos de polímero PEX e PERT:
Em suma, na norma ISO 10508, as áreas de aplicação de tubos de várias classes são definidas da seguinte forma:
· Classe 1 [A] *
(Sistemas de distribuição de água quente 60 ° C, vida útil de 50 anos)
· Classe 2 [B] *
(Sistemas de distribuição de água quente 70 ° C, vida útil de 50 anos)
· Classe 3 [C] *
(piso radiante apenas 35 ° C, vida útil de 22 anos)
· Classe 4 [D] *
(piso radiante com temperaturas até 20 ° C - 2,5 anos e radiadores de baixa temperatura [KERMI] 50 ° C, vida útil 22 anos) O funcionamento da classe pressupõe que a uma temperatura média diária de 40 ° C [20 a 60] do sistema de aquecimento, a tubulação servirá no mínimo 15 anos.
· Classe 5 [E] *
(radiadores de alta temperatura e sistemas de aquecimento 53 ° C, vida útil de 16 anos)
* Todas as temperaturas das classes são consideradas com base na temperatura média diária do refrigerante na tubulação.
Para cada material e para cada série S, a pressão máxima de trabalho (4, 6, 8, 10 bar) é calculada para uma classe de serviço específica.
por exemplo
, para tubo PP-RCT-S3,2, as informações sobre o tubo serão apresentadas da seguinte forma:
Classe 1 / 10bar, 2 / 10bar, 4 / 10bar, 5 / 8bar - isso significa que o tubo pode ser usado:
para sistemas de distribuição de água quente com temperatura de 60 ° C, pressão operacional de 10 bar e vida útil de até 50 anos (classe 1/10); para sistemas de distribuição de água quente com temperatura de 70 ° C, pressão operacional de 10 bar e vida útil de até 50 anos (classe 2/10); para pavimento radiante e radiadores de baixa temperatura com pressão de funcionamento de 10 bar e vida útil até 15 anos (classe 4/10); para radiadores de alta temperatura com pressão operacional de 8 bar e vida útil de até 16 anos (classe 5/8)
