Xu hướng sản xuất ống thủy lực trong thời gian thiếu hụt

Một hoạt động uốn trục gá bắt đầu chu kỳ của nó. Một trục gá được lắp vào đường kính bên trong của ống. Khuôn uốn cong (bên trái) xác định bán kính. Khuôn kẹp (ở bên phải) dẫn hướng ống xung quanh khuôn uốn cong để thiết lập góc.

Trong các ngành công nghiệp, nhu cầu về ống và uốn ống phức tạp tiếp tục không suy giảm. Có thể là cho các thành phần kết cấu, thiết bị y tế di động, khung cho mọi địa hình hoặc xe tiện ích, hoặc thậm chí thanh an toàn bằng kim loại trong phòng tắm, mỗi dự án là khác nhau.

Để đạt được kết quả như mong muốn cần phải có thiết bị tốt và đặc biệt là phải có chuyên môn phù hợp. Và giống như bất kỳ ngành sản xuất nào khác, uốn ống hiệu quả bắt đầu với các chỉ tiêu cốt lõi, những khái niệm cơ bản hình thành nền tảng của bất kỳ dự án nào.

Thuật ngữ ống

Một số chỉ số cốt lõi giúp xác định phạm vi của một dự án uốn ống hoặc ống. Các yếu tố như loại vật liệu, mục đích sử dụng cuối cùng và mức sử dụng ước tính hàng năm ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình sản xuất, chi phí liên quan và thời gian giao hàng.

Điều cốt lõi đầu tiên quan trọng là mức độ uốn cong (DOB), hoặc góc mà sự uốn cong được hình thành. Tiếp theo là bán kính đường tâm (CLR), chạy dọc theo đường tâm của ống hoặc ống cần uốn. Theo quy luật, CLR chặt chẽ nhất có thể đạt được là một lần đường kính ống hoặc ống. Nhân đôi CLR để tính toán đường kính đường tâm (CLD), khoảng cách từ trục đường tâm của ống hoặc đường ống đến đường tâm khác của khúc cua quay ngược 180 độ.

Đường kính trong (ID) được đo trên phần rộng nhất của lỗ bên trong của ống hoặc ống. Đường kính ngoài (OD) được đo trên khu vực rộng nhất của ống hoặc ống, bao gồm cả tường. Cuối cùng, chiều dày thành danh nghĩa được đo giữa bề mặt bên ngoài và bên trong của ống hoặc ống.

Dung sai tiêu chuẩn công nghiệp là ± 1 độ trên các góc uốn cong. Mỗi công ty có một tiêu chuẩn nội bộ, tiêu chuẩn này có thể dựa trên thiết bị đang được sử dụng cũng như kinh nghiệm và kiến ​​thức của người vận hành máy.

Cách đặt tên cho ống

Ống được đo và tham chiếu theo OD và thước đo của nó, có nghĩa là độ dày thành ống của nó. Các đồng hồ đo phổ biến bao gồm 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18 và 20. Các khổ càng thấp, thành càng dày: 10-ga. ống có 0,134-in. tường, trong khi 20-ga. ống có 0,035-in. Tường. Một ống có OD là 1½ inch và 0,035 inch. tường được gọi trên các bản in một phần là “1½-in. 20-ga. ống.”

Đường ống được xác định bằng kích thước ống danh nghĩa (NPS), một số không thời gian tính bằng inch mô tả đường kính và lịch trình (hoặc Sch.) Cho độ dày của thành ống. Ống có nhiều độ dày thành ống khác nhau, tùy thuộc vào mục đích sử dụng. Lịch trình phổ biến bao gồm Sch. 5, 10, 40 và 80.

Một đường ống với 1,66-in. OD và 0,140-in. tường được gọi ra trên bản vẽ của một bộ phận bởi NPS, sau đó là lịch trình — trong trường hợp này là “1¼-in. Sch. Ống 40. ” Biểu đồ lịch trình đường ống chỉ định OD và độ dày thành ống cho NPS và lịch trình tương quan.

Yếu tố từ trên tường

Yếu tố thành, tỷ lệ giữa OD và độ dày thành, là một yếu tố quan trọng khác trong việc uốn ống. Làm việc với vật liệu thành mỏng — ở hoặc dưới 18 ga. — có thể yêu cầu hỗ trợ nhiều hơn ở vòng cung của chỗ uốn cong để tránh nhăn hoặc xẹp. Trong trường hợp này, một vật uốn có chất lượng tốt sẽ yêu cầu một trục gá cùng với các dụng cụ khác.

Yếu tố quan trọng khác là D của độ uốn cong , đường kính của ống so với bán kính uốn cong, thường được gọi là tuy nhiên, bán kính uốn cong lớn hơn nhiều lần so với giá trị của D. Ví dụ, bán kính uốn cong 2D là 3 -in.-OD ống sẽ là 6 inch. D của uốn cong càng cao, thì việc uốn cong càng dễ hình thành. Và yếu tố tường càng thấp thì việc uốn cong càng dễ dàng. Mối tương quan giữa yếu tố thành và D của độ uốn giúp xác định những gì sẽ cần thiết để bắt đầu một dự án uốn ống.

HÌNH 1. Để tính tỷ lệ phần trăm rụng trứng, hãy chia sự khác biệt giữa OD tối đa và tối thiểu cho OD danh nghĩa.

Một số thông số kỹ thuật của dự án gọi ra ống hoặc ống có thành mỏng hơn để quản lý chi phí vật liệu. Tuy nhiên, thành mỏng hơn có thể đòi hỏi nhiều thời gian sản xuất hơn để duy trì hình dạng và tính nhất quán của ống khi uốn cong và loại bỏ khả năng bị nhăn. Trong một số trường hợp, chi phí lao động tăng thêm này lớn hơn mức tiết kiệm vật liệu.

Đạt được vòng đúng

Khi một ống bị uốn cong, nó có thể mất hình dạng tròn 100% ở gần và xung quanh chỗ uốn cong. Được gọi là sự phóng noãn, độ lệch này được định nghĩa là sự khác biệt giữa kích thước tối đa và tối thiểu của OD của ống.

Ví dụ, sau khi uốn cong, một ống 2-in-OD có thể đo được 1,975 in. Sự chênh lệch 0,025 in này là hệ số noãn , phải nằm trong dung sai có thể chấp nhận được (xem Hình 1 ). Dung sai cho sự rụng trứng có thể dao động từ 1,5% đến 8% tùy thuộc vào việc sử dụng cuối cùng của bộ phận.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình phóng noãn là D của sự uốn cong và độ dày của thành ống. Uốn bán kính chặt chẽ trong vật liệu có thành mỏng có thể là một thách thức để duy trì khả năng rụng trứng trong khả năng chịu đựng, nhưng nó có thể được thực hiện.

Sự phóng noãn được kiểm soát bằng cách đặt một trục bên trong ống hoặc ống trong khi uốn hoặc, trong một số thông số kỹ thuật của bộ phận, sử dụng ống trục kéo (DOM) ngay từ đầu. (Ống DOM được sản xuất với dung sai ID và OD cực kỳ chặt chẽ.) Khả năng chịu trứng càng thấp thì càng cần nhiều dụng cụ và thời gian sản xuất tiềm năng.

Các hoạt động uốn ống sử dụng thiết bị kiểm tra chuyên dụng để xác minh rằng bộ phận được tạo thành đáp ứng các yêu cầu về đặc điểm kỹ thuật và dung sai (xem Hình 2 ). Mọi điều chỉnh cần thiết có thể được truyền tới máy CNC khi cần thiết.

Quy trình uốn ống thông thường

Uốn cuộn. Lý tưởng để tạo ra các khúc uốn bán kính lớn, uốn cuộn liên quan đến việc cấp liệu cho ống hoặc ống thông qua ba con lăn theo hình tam giác (xem Hình 3 ). Hai con lăn bên ngoài, thường là cố định, đặt dưới cùng của vật liệu trong khi con lăn bên trong, có thể điều chỉnh ép lên trên cùng của vật liệu.

Nén uốn. Trong phương pháp khá đơn giản này, khuôn uốn vẫn đứng yên trong khi khuôn uốn cong hoặc nén vật liệu xung quanh một vật cố định. Phương pháp không sử dụng trục gá, yêu cầu sự khớp chính xác giữa khuôn uốn và bán kính uốn mong muốn (xem Hình 4 ).

Xoay bản vẽ uốn. Một trong những hình thức phổ biến nhất của uốn ống, uốn kéo quay (còn được gọi là uốn trục) sử dụng khuôn uốn và khuôn áp lực, cùng với một trục gá. Một trục gá là một thanh kim loại chèn hoặc lõi để hỗ trợ đường ống hoặc ống trong khi nó đang được uốn cong. Sử dụng trục gá giữ cho ống không bị xẹp, bẹp hoặc nhăn trong quá trình uốn, duy trì và bảo vệ hình dạng của ống (xem Hình 5 ).

Trong lĩnh vực này là uốn đa hướng , được sử dụng cho các bộ phận phức tạp yêu cầu hai hoặc nhiều bán kính đường tâm. Uốn cong đa giác cũng rất phù hợp cho các bộ phận có bán kính đường tâm lớn (nơi mà dụng cụ cứng có thể không phải là một lựa chọn) hoặc cho các bộ phận phức tạp cần được tạo hình trong một chu kỳ hoàn chỉnh.

HÌNH 2. Thiết bị chuyên dụng cung cấp chẩn đoán thời gian thực, giúp người vận hành xác nhận các thông số kỹ thuật của bộ phận hoặc giải quyết bất kỳ chỉnh sửa nào cần thiết trong quá trình sản xuất.

Để thực hiện việc uốn như vậy, một máy uốn kéo quay được thiết lập với hai hoặc nhiều bộ công cụ, một bộ cho mỗi bán kính yêu cầu. Các thiết lập tùy chỉnh trên máy uốn hai đầu — một để uốn sang phải và một để uốn sang trái — có thể cung cấp cả bán kính nhỏ và lớn trên cùng một bộ phận. Việc chuyển đổi giữa các đầu uốn bên trái và bên phải có thể được lặp lại nhiều lần nếu cần, cho phép tạo hình hoàn toàn phức tạp mà không cần tháo ống hoặc liên quan đến bất kỳ máy nào khác (xem Hình 6 ).

Để bắt đầu công việc, kỹ thuật viên thiết lập máy theo hình dạng ống được liệt kê trong bảng dữ liệu uốn cong hoặc bản in sản xuất, nhập hoặc tải lên các tọa độ từ bản in cùng với dữ liệu chiều dài, xoay và góc. Tiếp theo là mô phỏng uốn để đảm bảo ống sẽ thông suốt máy và dụng cụ trong chu kỳ uốn. Nếu mô phỏng cho thấy có va chạm hoặc can thiệp, người vận hành sẽ điều chỉnh máy khi cần thiết.

Mặc dù phương pháp này thường được yêu cầu cho các bộ phận làm bằng thép hoặc thép không gỉ, hầu hết các kim loại công nghiệp, độ dày và chiều dài của thành có thể được đáp ứng.

Uốn dạng tự do. Một trong những phương pháp hấp dẫn hơn, uốn dạng tự do sử dụng một khuôn có kích thước bằng kích thước của ống hoặc ống đang được uốn (xem Hình 7 ). Kỹ thuật này lý tưởng cho các góc lớn hơn 180 độ hoặc cho các khúc cua nhiều bán kính với ít hoặc không có đoạn thẳng giữa mỗi khúc (uốn kéo kiểu quay truyền thống yêu cầu một số đoạn thẳng để dụng cụ có thể cầm nắm). Uốn dạng tự do không yêu cầu kẹp, vì vậy nó loại bỏ mọi khả năng đánh dấu ống hoặc ống.

Ống có thành mỏng — thường được sử dụng cho máy móc thực phẩm và đồ uống, các bộ phận đồ nội thất và thiết bị y tế hoặc chăm sóc sức khỏe — lý tưởng để uốn dạng tự do. Ngược lại, các bộ phận có thành dày có thể không phải là ứng cử viên khả thi.

Các loại dụng cụ chính

Dụng cụ cần thiết cho hầu hết các dự án uốn ống. Trong uốn kéo quay, ba công cụ quan trọng nhất là khuôn uốn , khuôn áp và khuôn kẹp . Tùy thuộc vào bán kính uốn cong và độ dày của thành, cũng có thể cần một trục gá và khuôn gạt để đạt được độ uốn cong chấp nhận được. Các bộ phận có nhiều khúc uốn cần có một ống kẹp , kẹp chặt và nhẹ nhàng đóng vào bên ngoài ống, xoay khi cần thiết và di chuyển ống vào vị trí cho lần uốn tiếp theo.

Trọng tâm của quá trình, khuôn uốn cong tạo thành bán kính đường tâm của bộ phận. Khuôn rãnh lõm của khuôn đúc kết hợp với đường kính ngoài của ống, giúp giữ vật liệu trong khi bị uốn cong. Trong khi đó, khuôn áp suất giữ và ổn định ống khi nó quấn quanh khuôn uốn cong. Khuôn kẹp hoạt động song song với khuôn áp lực, tác dụng của ống vào phần thẳng của khuôn uốn cong khi nó di chuyển. Đi về phía cuối khuôn uốn, khuôn gạt nước được sử dụng khi cần thiết để làm phẳng bề mặt vật liệu, nâng đỡ thành ống và ngăn ngừa nếp nhăn và gân.

Một trục gá, một bộ phận chèn bằng hợp kim đồng hoặc thép mạ crom có ​​tác dụng hỗ trợ ống hoặc ống, ngăn chặn ống bị xẹp hoặc gấp khúc và giảm thiểu sự rụng trứng. Loại phổ biến nhất là trục gá bi . Lý tưởng cho các đoạn uốn cong đa chiều và được sử dụng trên phôi có độ dày thành tiêu chuẩn, trục gá bi được sử dụng song song với gạt nước, kẹp và khuôn áp lực; chúng cùng nhau tạo thêm áp lực cần thiết để giữ, ổn định và làm phẳng phần uốn cong. Một trục gá phích cắm là một thanh đặc được sử dụng trên các khúc cua có bán kính lớn trong ống có thành dày mà không cần gạt nước. Một trục biểu mẫulà một thanh đặc có một đầu cong (hoặc hình thành) được sử dụng để đỡ bên trong của ống có thành dày hơn hoặc ống bị uốn cong đến bán kính trung bình. Ngoài ra, các dự án yêu cầu ống hình vuông hoặc hình chữ nhật cần trục gá chuyên dụng.

Chi phí dụng cụ và cân nhắc

Việc uốn chính xác đòi hỏi phải có dụng cụ và thiết lập thích hợp. Hầu hết các công ty uốn ống đều có một kho dụng cụ. Nếu không có sẵn, dụng cụ phải được cung cấp để phù hợp với bán kính uốn cong cụ thể.

Điện tích ban đầu để tạo ra một khuôn uốn cong có thể rất khác nhau. Khoản phí một lần này bao gồm vật liệu và giờ sản xuất cần thiết để tạo ra công cụ cần thiết, sau đó thường được sử dụng cho các dự án tiếp theo. Nếu thiết kế bộ phận có tính linh hoạt trong bán kính uốn cong, nhà phát triển sản phẩm có thể điều chỉnh thông số kỹ thuật của họ để sử dụng khuôn uốn hiện có của nhà cung cấp (thay vì làm mới). Điều này có thể giúp quản lý chi phí và rút ngắn thời gian thực hiện.

HÌNH 3. Lý tưởng để sản xuất uốn cong bán kính lớn, uốn cuộn tạo thành ống hoặc ống thông qua ba con lăn theo cấu hình hình tam giác.

Các lỗ, khe hoặc các tính năng khác được chỉ định trên hoặc gần chỗ uốn cong thêm một thao tác thứ cấp cho công việc, vì việc cắt laser phải được thực hiện sau khi một ống bị uốn cong. Dung sai cũng có thể ảnh hưởng đến chi phí. Một công việc có dung sai rất cao có thể yêu cầu thêm một trục gá hoặc khuôn, điều này làm tăng thêm thời gian thiết lập.

Tầm quan trọng của các nguyên tắc cơ bản

Khi tìm nguồn cung ứng ống hoặc uốn ống tùy chỉnh, các nhà chế tạo có nhiều biến số cần xem xét. Các yếu tố như công cụ, vật liệu, số lượng và lao động đều có vai trò nhất định.

Và mặc dù các công nghệ và phương pháp uốn đã tiến bộ trong nhiều năm, nhưng nhiều nguyên tắc cơ bản về uốn ống vẫn không thay đổi. Biết các nguyên tắc cơ bản và tham khảo ý kiến ​​của một nhà cung cấp hiểu biết sẽ giúp đạt được kết quả tốt nhất.

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY – member of TRUMPF group, Han’s laser, EKO, Yadon, ABB…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác thương mại lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng to lớn giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.