Pri spracovaní plechu, najmä pri ohýbaní, je kľúčové pochopiť koncept rozvinutej plochy. Tento koncept je nevyhnutný pre presné výpočty a zabezpečenie správnych rozmerov finálneho výrobku. Bez správneho výpočtu rozvinutej dĺžky plechu by výsledný objekt nemal všetky strany správne dlhé a ohýbanie by viedlo k nepresnostiam. V tejto kapitole si bližšie vysvetlíme problematiku ohýbania plechu, pretože s ňou súvisí rad parametrov ohybu.
Deformácia materiálu a neutrálna os
Pri ohýbaní akéhokoľvek tvaru z plechu dochádza v priečnom reze materiálu v nejakej časti k stláčaniu a v nejakej časti k naťahovaniu materiálu. Vrstvy plechu na vnútornej strane ohýbaného materiálu sa stláčajú a na vonkajšej strane naťahujú. Miesto, kde sa častice kovu nestláčajú ani neroztahujú, sa nazýva neutrálna os.
Neutrálna os sa nenachádza v polovici materiálu, jej poloha závisí od hrúbky materiálu a rádiusu ohnutia. Tá sa pri ohýbaní ani nepredĺži, ani neskráti. Poloha osi sa značí x⋅t a nazývame ju posunutie neutrálnej osi.
Výpočet rozvinutej dĺžky plechu
Dĺžka rozvinutého tvaru L neodpovedá súčtu dĺžok lemov A a B. Všeobecne platí, že dĺžka rozvinutého tvaru zodpovedá dĺžke neutrálnej osi v ohnutom tvare. Aby bolo možné určiť dĺžku neutrálnej osi, je nutné poznať jej polohu. Tú definujeme tzv. K-faktor.
K-faktor a jeho vplyv
- K-faktor určuje polohu neutrálnej osi.
- α - uhol ohybu (uhol, o ktorý je plech deformovaný) [°].
- β - doplnkový uhol (konštrukčný).
- R - polomer ohybu [mm].
- T - hrúbka materiálu [mm].
- t - vzdialenosť od vnútornej plochy k neutrálnej osi [mm].
Hodnotu K-faktoru najviac ovplyvňuje pomer medzi polomerom ohybu R a hrúbkou plechu T. Jeho veľkosť závisí aj na použitom materiáli a technológii ohýbania. Pre ocelový plech a pre naše účely, kedy používame najmä 1 mm silný plech a rádius ohnutia tiež 1 mm, je v tabuľkách hodnota x⋅t = 0,41. Pri výpočte máme teda premennú rádius R = 1 mm, x⋅t = 0,41 mm. Uhol alfa je 90°.
Metódy výpočtu rozvinutej dĺžky
- Prídavok na ohyb: Prídavok na ohyb je v skutočnosti dĺžka neutrálnej osi v oblasti ohybu. Dĺžka rozvinutého tvaru sa potom rovná súčtu prídavku na ohyb a dĺžok lemu. Veľkosť prídavku na ohyb sa určuje teoretickým výpočtom podľa vzorca alebo sa stanoví experimentálne-praktickými skúškami na vzorkách plechu.
- Skrátenie ohybu: Druhou možnosťou, ako spočítať dĺžku rozvinutého tvaru, je odčítať hodnotu skrátenia ohybu od virtuálnej dĺžky lemu. Virtuálna dĺžka sa meria k virtuálnemu vrcholu a zväčšuje normálnu dĺžku lemu o hodnotu tzv. vnějšího skrátenia - OSSB (z angličtiny outside setback).
- α - uhol ohybu (uhol, o ktorý je plech deformovaný) [°].
- OSSB - vonkajšie skrátenie.
- R - polomer ohybu [mm].
- T - hrúbka materiálu [mm].
- t - vzdialenosť od vnútornej plochy k neutrálnej osi [mm].
- BD - skrátenie ohybu [mm] (nemá jednoduchú grafickú reprezentáciu).
- A, B - virtuálne dĺžky lemu [mm].
Všetky vyššie uvedené vzorce a algoritmy sú integrované priamo v nástrojoch SOLIDWORKSu, takže pri navrhovaní plechových dielov nie je potrebné počítať dĺžku rozvinutého tvaru ručne.
Príklady výpočtov pre rôzne typy ohýbania
1. Rozšírenie rozdielu segmentov
Roztažení mŕtvej hrany je v skutočnosti L=A+B. Výsledok vypočítaný podľa A+B má malú chybu, pričom skutočnú spracovanú veľkosť možno ignorovať.
2. Veľký oblúk ohýbania
Pri rozvinutí veľkého oblúkového ohybu vyberte pri rozvinutí pomocou CAD neutrálnu vrstvu. Neutrálna vrstva je poloha medzi vnútorným kruhom a vonkajším kruhom po ohnutí. Napríklad, ak je vonkajší kruh ohybu R20, prejdite na polovicu hrúbky dosky. Zelená čiara a neutrálna vrstva predstavujú dĺžku oblúka zeleného oblúka. Niektoré továrne, samozrejme, počítajú, že ohýbanie je podľa neutrálnej vrstvy nesprávne, potom upravia polohu zelenej čiary na obrázku vyššie podľa rozdielu veľkosti po ohnutí.
3. Rozdiel medzi fázami ohýbania a rozkladania
Všeobecne sa riadime týmto vzorcom pre výpočet diferenčného rozdielu v ohybe: Rozšírená dĺžka L=A+B+C (netto veľkosť)-hrúbka dosky+0,4. Pridaná 0,4 sa dá upraviť podľa úpravy veľkosti po spracovaní.
4. Pravoúhle ohýbanie a rozkladanie
Pravoúhle ohýbanie: rozložený rozmer L = vonkajší rozmer plus mínus ohyb.
Príklad komplexného výpočtu
Pozrime sa na tento obrázok, aby sme vypočítali veľkosť ohybu a rozvinutia:
L1 (rozšírená veľkosť rozdielu sekcie): L1=20+120+3-1,5+0,4=141,9
L2 (oblúkový ohyb): Arc bend spread je dĺžka obvodu štvrťkruhu neutrálnej vrstvy. Polomer oblúka neutrálnej vrstvy je 20-0,75=19,25. Rozbaľte L2=3,14*19,25/2=30,22
L3 (slepá hrana a pravoúhle rozšírenie): L3=20+120+100-2,36=337,64. Hodnota 2,36 je zrážka ohybu pre pravoúhly ohyb dosky hrúbky 1,5.
Celkové rozšírenie: L=L1+L2+L3=141,9+30,22+337,64=509,76
5. Ohyb 90 stupňov
Najjednoduchšou metódou výpočtu koeficientu ohybu je empirický vzorec pre koeficient ohybu 90 stupňov: metóda výpočtu 1,7 násobku hrúbky materiálu. Pri procese ohýbania plechu o 90 stupňov sa pravoúhly ohyb zmenší o 1,7 násobok hrúbky materiálu. Napríklad: materiál je 1 mm železný plech, uhol ohybu je 90 stupňov a rozmery ohybu sú 100 a 50, potom výpočet a metóda expanzie je: 100+50-1,7=148,3 mm. Táto 1,7 je vraj 1,6 alebo 1,65 násobok, čo sa dá mierne upraviť. Pretože ohýbacie nástroje používané v každej továrni na plech nie sú rovnaké, dochádza k miernym chybám a možno ich použiť bez úprav. Ak sú požiadavky vysoké, môžete ich mierne upraviť.
6. Ohyb mimo 90 stupňov
Keď je uhol ohybu plechu 135 stupňov, môže byť faktor ohybu znížený na 0,5 násobok hrúbky materiálu. Napríklad: materiál je 1 mm železný plech, uhol ohybu je 135 stupňov a rozmery ohybu sú 100 a 50, potom výpočet a metóda expanzie je: 100+50-0,5=149,5 mm. Platí iba pre 135 stupňov, iné uhly nie sú k dispozícii.
7. Plechové volániky (mŕtvy okraj)
Faktor ohybu sa rovná 0,4 násobku hrúbky plechu. Napríklad: materiál je 1 mm železná doska, ohyb je slepá hrana a rozmery ohybu sú 100 a 10, potom výpočet a metóda rozťaženia je: 100+10-0,4=109,6 mm.
Rozdelenie plechov pre ďalšie spracovanie
Vo firme STATO vykonávame priečne a pozdĺžne delenie plechov pre následné využitie v rôznych rozmeroch a šírkach. To nám umožňuje dokonalé prispôsobenie sa aktuálnym požiadavkám každého zákazníka. Výber konkrétnej metódy delenia závisí na spracovávanom materiáli, požadovanom výsledku a výrobných nákladoch.
Podélné delenie plechov
Podélné delenie plechov sa vykonáva pomocou valcovacích strojov pre výrobu rovných dielov určených k ďalšiemu spracovaniu. Jedná sa o veľmi jednoduchú metódu, ktorá nájde uplatnenie v mnohých priemysloch, najmä v stavebníctve je plechová strešná krytina pre tento spôsob ideálna.
Priečne delenie plechov
Priečne delenie plechov je metóda, kedy sa plech na strechu reže na menšie časti šírkou pozdĺž priečnej osi. Tento proces sa v praxi vykonáva pomocou nožníc alebo špeciálnej píly.
Prevíjanie plechov
Počas prevíjania plechov sa plech navinutý na valcovacom stroji prenáša na iný stroj za účelom valcovania, strihania alebo tvárenia. Táto metóda umožňuje získať požadovaný rozmer a vlastnosti plechu. Prevíjanie plechov možno využiť na rôzne druhy materiálov s dosiahnutím veľmi presných a konzistentných výsledkov.
Technické parametre delenia plechov
| Metóda delenia | Hrúbka materiálu | Šírka | Dĺžka |
|---|---|---|---|
| Podélné delenie | 0,5 - 0,8 mm | - | - |
| Priečne delenie | 0,5 - 2,0 mm | 100-1250 mm | max. - |
| Prevíjanie plechov | do tl. Max. | - | - |
Typy materiálov pre strešné krytiny
Všetky nami dodané plechy na strechu sú vybavené ochrannou fóliou, ktorá chráni materiál pred poškriabaním a znečistením. Fólia navyše uľahčuje manipuláciu počas montáže plechovej strechy a jednotlivým komponentom zachováva lesk a dokonalý vzhľad.
- FeZn (železo-zinok): Slitina obsahujúca železo a zinok vznikajúca pri procese galvanizácie. Strešná krytina z tohto materiálu má vďaka zinku vysokú odolnosť voči korózii a dlhodobú životnosť.
- TiZn (titan-zinok): Slitina obsahujúca titán a zinok vytvára materiál s unikátnymi vlastnosťami. Okrem odolnosti voči korózii disponuje aj nízkou hmotnosťou. Ďalšími výhodami sú aj pevnosť a tepelná odolnosť.
- Cu (meď): Meď je najdôležitejší prvok v kovovom priemysle s širokým využitím. Plechová krytina z medeného plechu je obľúbená najmä pre neuveriteľne dlhú životnosť a odolnosť voči poveternostným vplyvom.
- Al (hliník): Plechová strecha z hliníka je taktiež veľmi odolná voči korózii a nepriaznivým poveternostným vplyvom. Vďaka tenkosti a ľahkosti sa s jednotlivými plechmi ľahko manipuluje. Hliníkové plechy sú k dispozícii v mnohých farebných prevedeniach.
- Lakovaný pozink: Na plechový materiál sa nanáša zinková vrstva, ktorá slúži ako ochrana proti korózii a zároveň zvyšuje životnosť. Na povrch plechovej strešnej krytiny sa ďalej aplikuje vrstva laku, ktorá môže byť v rôznych odtieňoch.
Dierované plechy v architektúre
Dierovaný plech sa stáva neodmysliteľnou súčasťou moderných, nadčasových stavieb. V architektúre sa často používa na výplne zábradlia, oplotenia, kryty, schodiská, mriežky, podhľady, fasády a exteriérový a interiérový dizajn budov, avšak možnosti jeho využitia sú oveľa širšie.
Široká škála dekoratívnych vzorov s možnosťou voľnej plochy od 5 až do viac ako 50 % podporuje transparentnosť a nepriehľadnosť. Hra svetla pracuje s vizuálnymi efektami, poskytuje pohyb na fasáde a mení sa počas celého dňa. Medzi výhody dierovaných plechov s dekoratívnym dierovaním patrí nízka hmotnosť, odolnosť, široká škála vzorov, transparentnosť a moderný dizajn. Navyše ide o ekologický a recyklovateľný materiál.
tags: #rozvinuta #plocha #plechu