Изготовление фальцевых и сварных соединений металлических воздуховодов

     ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФАЛЬЦЕВЫХ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЗДУХОВОДОВ

Изготовление фальцевых соединений

В специальной литературе рассмотрены современные конструкции металлических воздуховодов (из обыкновенной и нержавеющей стали и алюминия), в которых листы металла между собой соединены с помощью специальных фигурных замковых швов (фальцев) и с помощью сварки.

При изготовлении воздуховодов и их деталей из металлических листов толщиной до 1,5 мм наиболее распространенным способом соединения до настоящего времени остается фальцевый шов, хотя по мере совершенствования способов сварки тонколистового металла область применения фальцевых соединений будет, по-видимому, постепенно суживаться. Основные типы фальцевых соединений металлических листов приведены на рис.1.

Рис.1. Основные типы фальцевых соединений, изготовляемых вручную:

     
а - одинарный стоячий фальц; б - двойной стоящий; в - одинарный лежачий с двойной отсечкой; г - двойной лежачий; д - одинарный угловой; е - комбинированный угловой

В свое время при ручном изготовлении воздуховодов широко применялся двойной фальц, обеспечивающий более высокую плотность соединения по сравнению с одинарным. После механизации большинства операций по изготовлению фальцев и благодаря использованию отсечки, препятствующей смещению частей замка по отношению друг к другу, двойной фальц стали применять крайне редко. Одновременно вышли из употребления фальцевые замки в конструкциях поперечных соединений звеньев воздуховодов между собой, которые были заменены простой отбортовкой края звена на зеркало фланца из угловой или полосовой стали. Наряду с этим появились фальцевые соединения: угловые фальцы с отсечкой, угловые фальцы с просечными защелками и соединительные рейки (рис.2), широко используемые при изготовлении фасонных частей воздуховодов.

Рис.2. Примеры фальцевых соединений, изготовляемых с помощью механизмов:

а - угловой фальц с отсечкой; б - угловой фальц с просечными защелками, в - соединительная рейка

Таким образом, из числа фальцевых соединений металлических листов наиболее распространенными являются продольные соединения в виде одинарного лежачего фальца с двойной отсечкой и угловые фальцы с отсечкой или просечными защелками. Эти соединения при тщательном выполнении отвечают основному требованию - высокой плотности соединения, не допускающей утечек или подсосов воздуха в вентиляционных системах.

Фальцевые соединения вручную изготовляют на деревянных верстаках, в длинный край которых врезается впотай полосу равнобокого уголка 50х6 мм. Первая операция при изготовлении продольного фальца - прочерчивание на листе чертилкой линии отгиба борта, которая должна совпадать с вертикальной плоскостью уголка, врезанного в верстак. Совмещение линии отгиба с краем верстака фиксируется на концах листов ударами кровельного молотка массой 0,4-1,2 кг, в результате чего лист по концам отгибается вниз. Затем ударами деревянной киянки, изготовленной из твердых пород дерева, отгибается весь борт по прочерченной линии.

Рис.3. Изготовление лежачих фальцев вручную (последовательность операций):

I-IV - загиб одинарного лежачего фальца; V-VIII - загиб двойного лежачего фальца; IХ-ХI - осадка фальца в образование отсечек;
1 - верстак; 2 - угольник: 3 - лист; 4 - киянка

Последовательность операций изготовления лежачего фальцевого соединения показана на рис.3. Как видно из рисунка, на первом листе металла элементы замка одинарного фальца выполняются за четыре операции, а двойного фальца - за восемь операций. Соединение двух малых бортов в одинарный фальц и большого борта с малым в двойной фальц называют обжимкой или осадкой фальца. Оно выполняется за три операции, причем в десятой и одиннадцатой операциях с двух сторон фальцевого соединения образуются от сечки. Возможна осадка фальца с помощью специальной оправки. Изготовление поперечных фальцевых соединений на плоских  поверхностях вручную ничем не отличается продольных соединений.

Более сложно образовать поперечное фальцевое соединение по краю цилиндрической поверхности. Для придания такому соединению повышенной жесткости фальц предпочитают делать стоячим, хотя он и менее герметичен, чем лежачий. Последовательность операций изготовления поперечного фальцевого соединения на цилиндрической поверхности показана на рис.4. По краю одной трубы отгибают большой борт, по краю другой - малый. Предварительная операция образования воронки до полного отгиба борта необходима во избежание разрыва кромки металла, что наблюдается при отгибе борта сразу без постепенной вытяжки металла во время образования воронки. Таким образом, отгиб борта осуществляется за две операции, причем большой борт по тем же соображениям выполняют за несколько поворотов трубы. После образования большого борта его превращают в стакан ударами кровельного молотка на конце оправки, укрепленной на верстаке в виде консоли (обычно из куска рельса, имеющего головку округлой формы). Стоячий фальц путем постепенной обжимки большого борта вокруг малого также выполняют за несколько поворотов трубы.

Рис.4. Изготовление одинарного поперечного фальца на цилиндрической поверхности вручную (последовательность операций):

I - образование воронки; II - отгиб борта; III - образование стакана; IV - обжимка большого борта вокруг малого;
1 - брусок, 2 - линия перегиба; 3 - фальц; 4 - стакан; 5 - малый борт; 6 - большой борт

Механизированное изготовление фальцевых соединений металлических листов возможно двумя способами: образованием элементов фальцевого замка под давлением с помощью пресса и специальных штампов или прокаткой этих элементов на специальных механизмах. В монтажных организациях применяется только второй способ образования фальцев разных форм, для чего созданы специальные фальцепрокатные и отбортовочные механизмы. Их устройство и принцип действия описаны в специальном курсе "Станки и механизмы для производства санитарно-технических и вентиляционных работ".

Элементы фальцевого замка на фальцепрокатных механизмах образуются путем протяжки металлического листа между несколькими парами роликов, которые отгибают кромку листа, последовательно придавая ей необходимую форму. Благодаря этому деформация (вытяжка) листового металла происходит без разрывов и трещин, несмотря на весьма значительные по сравнению с ручным способом силы, действующие на него. При этом скорость выполнения операций просто несравнима и на современных механизмах достигает 10 м фальца в 1 мин.

На рис.5 показана последовательность образования лежачего и углового фальцев для соединения с просечной защелкой и рейки на механизме СТД-16 - последней модели отечественных фальцепрокатных механизмов. Этот механизм комплектуется следующими сменными рабочими роликами: 1) для образования лежачего фальца с двойной отсечкой; 2) для одновременного образования элементов лежачего фальца на обеих кромках воздуховода круглого сечения; 3) для образования углового фальца; 4) для изготовления реек.

Рис.5. Последовательность образования лежачего фальца (а), соединительной рейки на фальцепрокатных механизмах (б) и углового фальца с просечкой защелкой (в)

В отличие от ручного способа при механизированном изготовлении размеры элементов фальцевых швов строго регламентированы для каждой толщины металлического листа, как показано на профилях углового фальца с отсечкой и соединительной рейки на рис.2.

Порядок работы на механизме СТД-16 следующий. Устанавливают профилирующие ролики в соответствии с необходимой формой фальца или рейки, регулируют положение роликов в зависимости от толщины обрабатываемого листа (путем регулирования усилия пакетов тарельчатых пружин) и включают электродвигатель. При прокатке лежачего фальца на обечайке воздуховода обе ее кромки заводят одновременно в обе группы профилирующих роликов. При прокатке углового фальца или рейки лист подается с одной стороны механизма. По окончании прокатки выключают электродвигатель и снимают обработанную деталь. На рис.6 показан один из моментов работы на фальцепрокатном механизме.