Гибка хомутов пневмоприводом: расчёт момента и цилиндра

Гибка хомута из прутка Ø10 мм (Ст3, σт = 245 МПа)	Результат
Формула момента	M = k · σт · W, W = π · d³ / 32; k = 1,698 × (1,3–1,5)
Момент при радиусе гиба R = 40 мм	57,17 Н·м
Усилие на ролике F = M / R	1429,2 Н
Цилиндр гибки	SC-100-150: рабочая сила при 0,5 МПа 1963,5 Н, запас 1,37 (усилие не больше 50 % теоретической тяги)
Подача прутка	SC-32-100

Содержание статьи (11 разделов)

1. Как рассчитать гибку хомутов пневмоприводом?
2. Какая физика у гибки хомута — сечение, наклёп, число гибов?
3. Какие коэффициенты и допущения учитывать?
4. Как диаметр и материал определяют момент, усилие и цилиндр?
5. Что делать, если запаса не хватает?
6. Как выглядит пример расчёта на SC-100-150 и SC-32-100?
7. Какой расход воздуха и какой нужен ресивер?
8. Что будет с людьми в зоне гибочного узла при отказе воздуха?
9. Какие типичные ошибки бывают?
10. Какие материалы пригодятся ещё?
11. Какие вопросы чаще всего задают про гибку хомутов?

Как рассчитать гибку хомутов пневмоприводом?

Момент, который нужен, чтобы согнуть пруток хомута насовсем (с запасом на пружинение), считают по моменту сопротивления круглого сечения и пределу текучести металла — той же формулой, что и для гибки проволоки, потому что типовой хомут (U-образная скоба, ГОСТ 24137-80 — «гнутая шпилька с резьбой на двух концах») гнут из круглого прутка, а не из полосы: M = k · σ_т · W, где W = π · d³ / 32 — момент сопротивления сечения, σ_т — предел текучести материала прутка, k = k_пл · k_зап — произведение коэффициента формы пластического момента круглого сечения (k_пл = 16/(3π) ≈ 1,698) и запаса на упругое пружинение при разгрузке (k_зап = 1,3–1,5, допущение). Усилие на гибочном ролике получают делением момента на радиус гиба: F_гиб = M / R, где R — радиус, на который гнётся пруток вокруг неподвижной оправки (у хомута он привязан к диаметру трубы или детали, которую хомут обхватывает). Для прутка Ø10 мм из стали Ст3 (σ_т = 245 МПа, отожжённое/нормализованное состояние) и радиуса гиба R = 40 мм момент составляет 57,17 Н·м, усилие на ролике — 1429,2 Н; цилиндр гибочного узла подбирают так, чтобы это усилие не превышало 50 % его теоретической тяги (лист Festo на DSBC, стр. 19) — получается SC-100-150 (рабочая сила при 0,5 МПа — 1963,5 Н, запас 1,37). Подачу прутка к оправке делает второй, меньший цилиндр — в примере SC-32-100. Формула F_гиб = M / R не учитывает трение прутка об оправку на дуге охвата (у хомута — до 180°): это отдельное допущение, разобрано ниже вместе с таблицей.

Подобрать и купить пневмоприводы в каталоге →

Тот же расчёт момента применим и к гибке проволоки — только сечение и рычаг другие.

Статья отвечает на запрос «станок для гибки хомутов» с инженерной стороны пневмопривода: сколько момента нужно на гибочном узле, какой цилиндр гнёт пруток вокруг оправки, сколько воздуха уходит на один хомут и что происходит с руками оператора при отказе воздуха. Готовой конструкции рамы, оправки и резьбонарезного узла статья не даёт. Рассмотрен один вариант узла: поворотный ролик, обкатывающий пруток вокруг неподвижной оправки на угол до 180° (простая двуногая U-скоба — один непрерывный гиб на изделие; резьбу на концах прутка нарезают отдельным узлом, не входит в расчёт), подача прутка — зажимом на прямом ходе цилиндра.

Оглавление

• Физика гибки хомута: сечение, наклёп, число гибов
• Коэффициенты и допущения
• Главная таблица: диаметр × материал → момент и усилие → цилиндр
• Что делать, если запаса не хватает
• Пример расчёта на SC-100-150 и SC-32-100
• Расход воздуха и ресивер
• Отказ воздуха и люди в зоне гибочного узла
• Типичные ошибки
• Вопросы и ответы

Какая физика у гибки хомута — сечение, наклёп, число гибов?

Сечение хомута. Прежде чем считать момент, важно определить, из чего гнут конкретный хомут: из круглого прутка или из полосы. Статья считает трубные U-образные хомуты (ГОСТ 24137-80 «Детали крепления трубопроводов. Хомуты»): продавцы описывают их как «гнутую шпильку с резьбой на двух концах» (agpipe.ru, ruscrep.ru, etm.ru), а в ряду стандарта расстояние между ногами равно H = D + d, то есть заготовка — круглый пруток, концы которого нарезают под резьбу. Под тем же названием продают станки для арматурных хомутов: прокат там тоже круглый, но хомут замкнутый, гибов несколько и сталь другая — этот случай статья не считает. Расчёт для трубного хомута тот же, что и для гибки проволоки: сечение круглое, момент сопротивления W = π·d³/32, коэффициент формы пластического момента k_пл = 16/(3π) ≈ 1,698 — тот же самый, потому что коэффициент формы зависит только от сечения (круг), а не от того, что именно из этого прутка потом делают. Если ваш хомут — из полосы (плоская лента, например корпус червячного хомута), сечение прямоугольное и коэффициент другой (k_пл = 1,5) — такой расчёт и такой кромкогиб в статье не рассматривается.

Упругий и пластический изгиб. Как и при гибке проволоки: пока момент на сечении прутка не превысил момент упругости M_т = σ_т·W, изгиб обратим. Постоянный изгиб появляется, когда сечение течёт не только у поверхности, но и ближе к центру; при полном пластическом моменте M_пл = σ_т·d³/6 = (16/(3π))·M_т течёт всё сечение. Момент между M_т и M_пл даёт частичный изгиб с меньшим остаточным углом, чем задаёт оправка.

Пружинение. После снятия момента упругая часть деформации (прежде всего сердцевина сечения у нейтральной оси) возвращается и тянет пруток к прежней форме — угол уменьшается против заданного оправкой. Чем больше радиус гиба относительно диаметра прутка и чем выше отношение σ_т/E, тем больше нужно перегнуть, чтобы после пружинения получить угол 180° (полная U-скоба). Точную формулу угла пружинения статья не даёт — вместо неё момент считают с запасом k_зап = 1,3–1,5 (допущение), а точный угол подгоняют пробным гибом и упором.

Число гибов на изделие. Простая двуногая U-скоба (труба обхватывается снизу, оба конца прямые под резьбу) требует одного непрерывного гиба — ролик обкатывает пруток вокруг оправки на угол до 180° за один ход цилиндра. Более сложные хомуты — с дополнительными монтажными ушками, плоскими опорными площадками или углами для плоского крепления — требуют дополнительных гибов на 90° после основного, отдельным узлом или отдельным проходом; статья считает только основной гиб на 180°, не полную последовательность операций сложного хомута.

Наклёп. Как и в случае проволоки, товарный пруток для хомутов обычно поставляется не в отожжённом, а в горячекатаном или калиброванном состоянии, и его реальный σ_т может быть выше табличного для отожжённой стали. У хомута радиус гиба R обычно заметно больше диаметра прутка (гнётся вокруг оправки диаметром трубы, а не в тугую петлю), поэтому наклёп от самого гиба на оправке меньше, чем при плотной намотке проволоки на малый радиус — но наклёп от исходного состояния поставки (прокат) остаётся тем же источником занижения расчёта, что и в статье про проволоку. Точный поправочный коэффициент в доступных справочниках не приводится — расчёт ниже, как и в статье про проволоку, ведут по σ_т отожжённого состояния (это нижняя граница усилия, а не запас: реальное усилие может быть выше, см. раздел «Что делать, если запаса не хватает»).

Какие коэффициенты и допущения учитывать?

• Момент сопротивления: W = π · d³ / 32 для круглого сплошного сечения — точная формула сопромата.
• Коэффициент формы пластического момента k_пл = 16/(3π) ≈ 1,698 — стандартный коэффициент сопромата для круглого сплошного сечения (см. вывод в разделе «Физика гибки» статьи про проволоку, справедлив для любого круглого прутка, не только для тонкой проволоки).
• Запас на пружинение k_зап = 1,3–1,5 — допущение статьи; нижней границы достаточно только для мягкой стали. Сам угол пружинения запас момента не убирает: его выбирают перегибом, и при большом радиусе гиба относительно диаметра прутка он больше.
• Предел текучести σ_т: Ст3 245 МПа, сталь 45 355 МПа, нержавеющая аустенитная 04Х18Н10 220 МПа — таблица прочности сталей (inner.su, «Прочность стали: классы, пределы, ГОСТ»), отожжённое/нормализованное состояние. Оцинковка (типовое покрытие хомутов по ГОСТ 24137-80) — тонкий защитный слой цинка на поверхности, предел текучести основной стали не меняет.
• Радиус гиба R — параметр оправки конкретного типоразмера хомута, не норматив статьи: у трубного хомута R примерно равен половине наружного диаметра обхватываемой трубы плюс диаметр прутка и технологический зазор. В примере взят R = 40 мм (характерно для хомута трубы порядка Ø50–65 мм) — для другого типоразмера считать заново по факту оправки.
• Привод ролика — цилиндр через рейку-шестерню или трос на шкиве радиусом a: сила цилиндра F_ц = M / a, ход S = a · угол в радианах. В примере a = R = 40 мм, поэтому сила цилиндра равна усилию на ролике (M / R). При a меньше R цилиндр нужен сильнее: при a = 25 мм для Ø10 Ст3 — уже 2 287 Н вместо 1 429 Н. Простой кривошип (шарнир цилиндра на плече) на 180° не годится: сила цилиндра равна M / (a · sin φ) и в мёртвых точках неограниченно растёт.
• Угол гиба 180° — принят для простой двуногой U-скобы (один непрерывный гиб); кинематика упрощена — ролик считается приложенным по касательной к траектории радиуса a от оси поворота, реальный узел может использовать копирный паз или шарнирную тягу.
• Тяга и запас: F_ц = P · π · D² / 4 (теоретическая, при выдвижении). В листе Festo на DSBC (2017/12, стр. 19) рекомендовано использовать не более 50 % теоретических сил — принято тем же правилом, что и в статьях про гибку проволоки и труборез.
• Давление воздуха: 0,5 МПа на обоих цилиндрах (максимум серии SC — до 0,9 МПа по таблице завода).
• Усилие подачи прутка F_подача = 150 Н — допущение (трение в зажиме и направляющей), тот же диапазон 80–200 Н, что и в статье про проволоку.
• Штоки цилиндров SC для оценки расхода воздуха на обратном ходе: Ø32 → Ø12 мм, Ø100 → Ø25 мм — допущение по типовому ряду AirTAC SC (не по нашему прайсу), тот же класс допущения, что и в статье про проволоку.
• Ряд ГОСТ 24137-80 (резьба d → диаметр хомута D, мм): М6 — 14–20, М8 — 22–45, М10 — 50–65, М12 — 70–115, М16 — 120–200, М20 — 210–380, М24 — 430–540; расстояние между ногами H = D + d. Пример статьи (Ø10, R = 40 мм) соответствует М10. Остальные строки таблицы ниже посчитаны при том же R = 40 мм только для сравнения материалов и диаметров: у хомутов М6 и М8 реальный радиус меньше и усилие больше, у М12 радиус больше и усилие меньше.

Как диаметр и материал определяют момент, усилие и цилиндр?

Условия: круглый пруток, радиус гиба R = 40 мм, k = 16/(3π) · 1,4 ≈ 2,377 (середина диапазона запаса на пружинение), σ_т — отожжённое состояние (см. коэффициенты выше), 0,5 МПа, рабочее усилие — не более 50 % тяги.

листайте таблицу вбок →

Вывод. Момент и усилие растут с кубом диаметра прутка (W ~ d³): переход с Ø6 на Ø12 мм при том же материале увеличивает момент в 8 раз. При R = 40 мм даже пруток Ø10–12 мм требует цилиндра Ø100–125 — радиус гиба здесь меньше, чем плечо гибочного пальца в узлах для проволоки (там было R = 50 мм при Ø6–8 мм), поэтому усилие на том же диаметре прутка получается выше: F_гиб обратно пропорционален R. Для хомутов больших труб (радиус гиба 80–150 мм) усилие на том же прутке будет в 2–4 раза меньше, чем в этой таблице, но такие хомуты по ГОСТ 24137-80 идут с резьбой М16–М20, то есть из более толстого прутка — считайте заново по факту оправки, не переносите строки таблицы на другой типоразмер.

Допущение: трение прутка об оправку (капстан-эффект) в формулу не входит. F_гиб = M / R — это усилие от момента сопротивления сечения, без учёта трения прутка о цилиндрическую поверхность оправки на дуге охвата. При 180° (полный обхват, как в этом узле) трение способно реально повысить требуемое усилие сверх расчётного минимума — как в капстане (ремённая/тросовая передача), где натяжения на входе и выходе дуги связаны формулой Эйлера T₁ = T₂ · e^μθ (μ — коэффициент трения прутка об оправку, θ — угол охвата в радианах). Это ориентир, не точный расчёт для гибки: для сухой стали по стали (μ ≈ 0,15–0,3) при θ = π (180°) множитель e^μθ получается примерно 1,6–2,6, то есть трение теоретически может добавить от половины до более чем полутора расчётных усилий. При узких запасах таблицы (1,19–1,24 у Ст3 Ø12, Стали 45 Ø8 и нержавейки Ø8) это способно съесть весь запас. Практический вывод: смазывайте оправку (снижает μ, а значит и e^μθ) и не берите цилиндр впритык к расчётной строке — на пробном образце проверяйте фактическое усилие, а не только табличный запас.

Что делать, если запаса не хватает?

Варианты те же, что и для любого расчёта момента гибки: взять цилиндр на ступень больше по тому же ряду (тяга растёт с квадратом диаметра поршня); увеличить радиус гиба, если тип хомута это позволяет (усилие падает обратно пропорционально R, но растёт ход штока и габарит узла); поднять давление в пределах паспорта серии (максимум серии SC — 0,9 МПа по таблице завода). Если пруток реально не отожжённый, а горячекатаный или калиброванный (наклёп, см. раздел «Физика»), закладывайте цилиндр на ступень выше расчёта по отожжённому σ_т — таблица выше даёт нижнюю границу.

Как выглядит пример расчёта на SC-100-150 и SC-32-100?

Исходные данные. Пруток стальной Ø10 мм, Ст3 (σ_т = 245 МПа, отожжённое состояние — нижняя оценка), радиус гиба (оправка) R = 40 мм, привод ролика через рейку или шкив радиусом a = R = 40 мм, угол гиба 180°, давление 0,5 МПа, усилие подачи прутка 150 Н.

import math

d, R, a = 0.010, 0.04, 0.040          # м
sigma_t = 245e6                        # Па, Ст3, отожжённая
P = 0.5e6                              # Па

W = math.pi * d**3 / 32                 # момент сопротивления сечения
k_pl = 16 / (3 * math.pi)               # коэффициент формы пластического момента круга ≈ 1,698
k = k_pl * 1.4                          # k_пл * k_зап
M = k * sigma_t * W                     # момент гибки
F_gib = M / R                           # усилие на ролике

D_need = math.sqrt(8 * F_gib / (math.pi * P)) * 1000   # мм, по правилу «не более 50% тяги»

# W = 98,175e-9 м^3;  k_пл = 1,698;  k = 2,377
# M = 2,377 * 245e6 * 98,175e-9 = 57,17 Н·м
# F_gib = 57,17 / 0,04 = 1429,2 Н
# D_need = 85,3 мм -> берём Ø100 (SC-100)

F_theor_100 = P * math.pi * 0.10**2 / 4         # 3927,0 Н
F_work_100  = 0.5 * F_theor_100                 # 1963,5 Н
zapas_100   = F_work_100 / F_gib                # 1,37

stroke_mm = a * math.pi * 1000            # ход штока при 180° (рейка/шкив a = R): 125,66 мм -> SC-100-150 (ход 150 мм)

F_feed = 150                                     # Н, допущение
D_feed = math.sqrt(8 * F_feed / (math.pi * P)) * 1000   # 27,6 мм -> Ø32 (SC-32)
F_theor_32 = P * math.pi * 0.032**2 / 4          # 402,1 Н
zapas_feed = 0.5 * F_theor_32 / F_feed           # 1,34

Гибочный узел: момент 57,17 Н·м, усилие на ролике 1429,2 Н → SC-100-150, цена 45 000 ₸; рабочая сила 1963,5 Н, запас 1,37. Ход штока при развороте ролика на 180° через рейку или шкив радиусом 40 мм — 125,66 мм, укладывается в ход 150 мм с запасом 24,3 мм. Подача прутка: усилие 150 Н → SC-32-100, цена 12 780 ₸; рабочая сила 201,1 Н, запас 1,34; ход 100 мм — под шаг подачи прутка на один хомут.

Эскиз узла

Вид сверху на гибочный узел: неподвижная оправка в центре, пруток подаётся справа через зажим цилиндра подачи ПЦ1, поворотный ролик на плече крепления цилиндра ПЦ2 обкатывает пруток вокруг оправки от исходного положения (0°, справа) через верх (90°) до конечного (180°, слева) — там пруток образует готовую U-скобу. Сплошная линия — начальное положение ролика, пунктир — конечное. Красным — две опасные зоны.

Какой расход воздуха и какой нужен ресивер?

Объём за цикл (один хомут). Гибочный цилиндр SC-100-150: прямой ход — 6,99 л свободного воздуха, обратный (шток Ø25 по допущению) — 6,56 л. Цилиндр подачи SC-32-100: прямой ход — 0,48 л, обратный (шток Ø12) — 0,41 л. Итого на один хомут — около 14,44 л свободного воздуха (полости и трубки не учтены). При 6 хомутах в минуту (допущение для расчёта, не обещание производительности — цикл длиннее, чем у проволочного узла, из-за большего цилиндра и хода) — около 86,6 л/мин.

Ресивер. V_р = N · p_атм / Δp; при N = 14,44 л на цикл и Δp = 0,1 МПа получается около 14,62 л, с запасом 15 % (допущение) — около 16,8 л на сам узел; для линии в целом, если гибка хомутов — не единственный потребитель, ресивер считают по суммарному расходу цеха. Расход проверьте калькулятором расхода воздуха, объём ресивера — на странице «Ресивер сжатого воздуха», подачу — в материале про компрессор для пневматики, теоретическую тягу цилиндра — калькулятором силы цилиндра.

Что будет с людьми в зоне гибочного узла при отказе воздуха?

Что здесь держит, а что нет. ПР1 (подача) без тока раскрывает зажим прутка, ПР2 (гибка) без тока возвращает ролик в исходное положение; КР1 после закрытия стравливает воздух за собой и запирается навесным замком. Ни одно из этих действий не фиксирует ролик в промежуточном положении под нагрузкой и не удерживает пруток зажатым: пружины возврата (если есть) и остаточное давление в полостях — не средство безопасности. Замок на КР1 изолирует только источник, но не давление, уже запертое в полостях цилиндров и в трубках после КР1 до срабатывания распределителей. Перекрытие обеих полостей распределителем 5/3 с закрытым центром безопасности не даёт: в листе Festo DSBC (2017/12, стр. 19) сказано, что перекрытие подачи воздуха с обеих сторон, например распределителем 5/3, безопасности не обеспечивает.

Ложное «удерживает». Пока давление в рабочей полости есть, ролик стоит в заданном положении силой воздуха — это выглядит как надёжная фиксация, но при потере воздуха (обрыв шланга, отказ компрессора, случайное открытие КР1 кем-то ещё) ролик и зажим отпускают сразу и без предупреждения; собственный вес узла и остаточная упругость согнутого прутка могут довернуть или отпустить ролик дальше расчётного положения. Схема не даёт последовательности «сначала зажим, потом гиб, потом отпустить зажим» — это порядок задаёт система управления (контроллер станка), а не пневмосхема сама по себе; статья замков и блокировок не изобретает.

Порядок работ у гибочного узла

1. Остановить цикл, снять команду на оба распределителя (ПР1 и ПР2 обесточены).
2. Закрыть КР1, стравить воздух в обеих ветках, убедиться в нуле на обоих манометрах (МН2 у ПЦ1, МН3 у ПЦ2).
3. Поставить механическую опору (стопор) под ролик гибочного узла и, если зажим держит пруток под остаточным натягом, — фиксатор зажима; это второй, независимый от воздуха барьер.
4. Только после этого вводить руки в зону ролика, оправки или зажима — для чистки, наладки, извлечения застрявшего прутка.
5. Перед пуском убрать опору и фиксатор, проверить, что КР1 открыт и давление восстановлено, дать команду на ПР1/ПР2 только с чистой зоной у станка.

Чего статья не даёт. Конструкции механической опоры (стопора) под конкретный ролик, способа снять остаточное давление в запертых полостях из-за пределов опасной зоны и блокировки «крышка/ограждение открыты — пуск запрещён» — это задача проектировщика оснастки и системы управления; готовых чертежей узла в листах производителей для такой связки нет. Раздел опирается на общую рамку безопасности машин: ISO 12100 (оценка и снижение риска — сначала конструктивное устранение опасности, затем ограждения и блокировки, затем предупреждения и обучение) и ISO 13854 (минимальные зазоры, чтобы не раздавило руку или тело между сходящимися частями — конкретные зазоры для ролика, оправки и зажима этого узла считает и проверяет проектировщик по факту геометрии, статья готового зазора не задаёт). Никаких «автоматических замков» или «безопасных остановок» схема не содержит — если они нужны, их проектируют отдельно и сверяют с ГОСТ Р ИСО 13849-1 по категории безопасности контура.

Таблица состояний узла

листайте таблицу вбок →

Пневмосхема гибочного узла

Схема учебная: ПЦ1 SC-32-100 (подача) и ПЦ2 SC-100-150 (гибка), сеть не ниже 0,6 МПа, на цилиндрах 0,5 МПа (уставка ФР1). Позиции (кран КР, распределитель ПР, дроссель ДР, глушитель Г, манометр МН) — типы устройств, а не изделия и не артикулы; изделий с артикулом два — ПЦ1 и ПЦ2. Дроссели с обратным клапаном ДР1–ДР4 показаны по ISO 1219-1 по листу Festo GRLA 2023/05 (стр. 2–3): в цилиндр воздух идёт свободно, из цилиндра — через регулируемый дроссель, скорость задают на выпуске. Кран КР1 стоит после ФР1 и до обеих веток: закрытый, он запирает свой вход и стравливает всё за собой; участок от ФР1 до крана остаётся под давлением — это сторона источника, работы на нём начинают после отдельного отключения сети выше по потоку (в схему не входит). Манометры МН2 и МН3 стоят на портах поршневых полостей между цилиндром и дросселем и показывают давление в А напрямую, в том числе при закрытой или забитой игле. Давление в штоковых полостях В схемой не контролируется отдельными манометрами — это остаточный риск, отражённый в таблице состояний выше.

Какие типичные ошибки бывают?

• Гнуть хомут по расчёту для полосы, если он на самом деле из круглого прутка (и наоборот). Коэффициент формы пластического момента для круга (16/(3π) ≈ 1,698) и для прямоугольника (1,5) — разные; сначала определите сечение заготовки по факту изделия, а не по привычке.
• Считать момент по σ_т из общей таблицы прочности стали, не проверив состояние поставки прутка. Горячекатаный или калиброванный пруток может быть прочнее отожжённого проката из общих справочников — расчёт по «книжному» σ_т занижает нужный момент и усилие.
• Путать радиус гиба R с радиусом привода a. R задаёт усилие на ролике (F_гиб = M/R) и связан с типоразмером обхватываемой трубы; a задаёт и ход штока, и силу цилиндра (F_ц = M/a): при a меньше R цилиндр нужен крупнее расчёта по ролику.
• Переносить строку таблицы на хомут другого типоразмера без пересчёта R. У хомута радиус гиба меняется вместе с диаметром обхватываемой трубы — цилиндр, годный для одного типоразмера, может не хватить или оказаться избыточным для другого.
• Считать, что нуль на манометре — это и есть безопасность. Ложный нуль возможен, если манометр отделён от полости закрытым или забитым дросселем (в схеме выше МН2 и МН3 стоят у самой полости А, а полость В манометром не контролируется); нужен второй, механический барьер — опора ролика, а не только показания прибора.
• Не закладывать запас на пружинение при угле 180°. Чем больше угол гиба, тем заметнее накапливается ошибка от пружинения — без k_зап готовая U-скоба получится более раскрытой, чем нужно для посадки на трубу.
• Применять цифры этой статьи как готовый паспорт станка. Радиус гиба R, плечо a, диаметр и материал прутка — параметры примера; для другого типоразмера хомута их считают заново по факту оправки.

Подобрать по теме

Какие материалы пригодятся ещё?

По теме подбора цилиндра и расчёта усилия: пневматические тиски станочные — расчёт усилия зажима, продольная устойчивость штока пневмоцилиндра (Эйлер). По воздухоснабжению узла: ресивер сжатого воздуха, компрессор для пневматики. В каталоге: пневмоцилиндры SC, дроссели JSC, блок подготовки воздуха FRL.

Какие размеры по теме есть у нас?

Страницы с размерами, ценой и обозначениями других марок для серий из этой статьи: SC-80-350, SC-63-300.

Какие вопросы чаще всего задают про гибку хомутов?

Из чего гнут хомуты — из проволоки или из полосы?

Типовой трубный хомут (U-образная скоба по ГОСТ 24137-80, «гнутая шпилька с резьбой на двух концах») гнут из круглого прутка. Хомуты из плоской полосы (например корпус червячного хомута) — отдельный случай с прямоугольным сечением и другим коэффициентом момента, в этой статье не рассматривается.

Как посчитать момент, нужный для гибки хомута?

M = k · σ_т · W, где W = π · d³ / 32 — момент сопротивления круглого сечения прутка, σ_т — предел текучести материала, k = k_пл · k_зап ≈ 2,2–2,5 (k_пл = 16/(3π) ≈ 1,698 — коэффициент формы пластического момента круглого сечения; k_зап = 1,3–1,5 — запас на пружинение, допущение). Усилие на ролике — F_гиб = M / R, где R — радиус гиба вокруг оправки. Формула не учитывает трение прутка об оправку на дуге охвата (капстан-эффект) — при 180° оно способно реально повысить нужное усилие, смазывайте оправку и не берите цилиндр впритык.

Почему один и тот же диаметр прутка требует разного цилиндра для проволоки и для хомута?

Усилие на ролике обратно пропорционально радиусу гиба R (F_гиб = M/R). У хомута R обычно меньше, чем плечо гибочного пальца в узле для проволоки (там можно взять плечо побольше), поэтому при том же моменте усилие и цилиндр получаются крупнее. Для хомута с большим радиусом гиба (крупная труба) цилиндр может понадобиться заметно меньше, чем в примере этой статьи.

Какой цилиндр взять для гибочного узла прутка Ø10 мм из Ст3?

В примере (радиус гиба R = 40 мм) — SC-100-150: рабочая сила 1963,5 Н при 0,5 МПа, запас 1,37 к расчётному усилию 1429,2 Н (нижняя граница по отожжённому σ_т; для горячекатаного или калиброванного прутка берите на ступень больше — SC-125).

Сколько гибов нужно на один хомут?

Для простой двуногой U-скобы — один непрерывный гиб на угол до 180° вокруг оправки. Хомуты с дополнительными монтажными ушками или плоскими опорными площадками требуют ещё гибов на 90° отдельным проходом — статья считает только основной гиб.

Сколько воздуха расходует гибочный узел и какой нужен ресивер?

Около 14,44 л свободного воздуха на один хомут на SC-100-150 и SC-32-100 при 0,5 МПа; при 6 хомутах в минуту (допущение для расчёта) — около 86,6 л/мин. Ресивер под сам узел — около 16,8 л (падение давления на 0,1 МПа, запас 15 %); при нескольких потребителях на линии ресивер считают по цеху.

Что будет, если пропадёт воздух во время гиба хомута?

Ролик и зажим прутка не удержат положение: без давления сила, которая держала узел, исчезает, а собственный вес и упругость согнутого прутка могут довести или отпустить ролик без предупреждения. Активного механического удержания в этой схеме нет — нужны отдельные барьеры (опора ролика, фиксатор зажима), см. раздел «Отказ воздуха и люди».

Автор: команда CORNETA.KZ. Подбор совместимых аналогов импортной пневматики WAALPC по данным серий и каталогов производителей; расчёты проверены пересчётом, допущения указаны в тексте.

Ещё в каталоге: Пневмоцилиндр профильный SI — стандарт ISO 15552, Пневмоцилиндр стандартный MB, Плавающее соединение / муфта штока JS.

Ещё по теме: артикулы, аналоги и статьи (10)

• совместимый аналог AirTAC SC
• Пневмоцилиндр SC-50-150 Ø50 ход 150
• Пневмоцилиндр SC-100-100 Ø100 ход 100
• Пневмоцилиндр SC-100-250 Ø100 ход 250
• Пневмоцилиндр SC-80-75 Ø80 ход 75
• Пневмоцилиндр SC-100-150 Ø100 ход 150
• Пневмоцилиндр SC-40-75 Ø40 ход 75
• Пневмоцилиндр SC-80-25 Ø80 ход 25
• совместимый аналог AirTAC SC Ø100×250
• WAALPC SC-32-100