Części z blachy są stosowane niemal w każdej branży, ponieważ są wszechstronne i ekonomiczne. Ze względu na stosunkowo małą grubość mogą jednak przy określonych obciążeniach nie mieć wystarczającej sztywności i wytrzymałości. Właściwe decyzje konstrukcyjne pozwalają osiągnąć skuteczne wzmocnienie blachy – często bez zwiększania jej grubości.
W tym artykule przedstawiamy cztery wskazówki projektowe, które zwiększają wytrzymałość i sztywność elementów z blachy. Jako przykład posłuży maszyna pokazana poniżej: jeden przenośnik transportuje detale na stół obrotowy, a drugi odbiera je ze stołu obrotowego i przekazuje do kolejnego procesu. Wzmacniać będziemy żółte wsporniki, na których opierają się przenośniki.
Wzmocnienie blachy: cztery sposoby w skrócie
Każda metoda ma swoje zalety i ograniczenia. Tabela daje Ci szybki przegląd, zanim omówimy każdą z nich szczegółowo.
| Metoda | Dodatkowa część | Połączenie | Główna zaleta | Na co uważać |
|---|---|---|---|---|
| Żebro spawane | Tak (żebro) | Spawanie | Najczęstszy i najskuteczniejszy sposób zwiększenia wytrzymałości | Podcięcie naroży żebra, aby ominąć promień gięcia |
| Żebro przykręcane | Tak (żebro) | Śruby | Można je dodać po zamontowaniu wspornika | Kolizja łbów śrub i ograniczona liczba zwojów gwintu w podstawie |
| Przetłoczenie usztywniające | Nie | Brak – wytłoczone w gięciu | Bez dodatkowych części i materiału | Mniejszy wzrost wytrzymałości niż w przypadku żeber |
| Wspornik wzmacniający | Tak (wspornik) | Śruby w otworach podłużnych | Kompensuje różnice szerokości, bez śrub w podstawie | Wymaga pary wsporników, z którymi zostanie połączony |
1. Przyspawaj żebra do wspornika
Pierwszym rozwiązaniem, które przychodzi na myśl, jest dodanie żeber. Żebro wspawuje się we wspornik, jak pokazano na ilustracji powyżej, dzięki czemu usztywnia ono kąt między dwoma ramionami. Dodawanie żeber to najczęściej stosowana metoda zwiększania wytrzymałości części z blachy.
Zwróć uwagę na gięcie zaznaczone czerwonym okręgiem. Podetnij narożnik żebra tak, aby pozostawić wolną przestrzeń wokół promienia gięcia wspornika. Dzięki temu żebro przylega płasko do obu ramion, zamiast opierać się na promieniu, a spoina może prawidłowo przenosić obciążenie. W meviy takie wsporniki i zespoły z blach można zamówić jako części spawane w ramach usługi spawania blach.
2. Przykręć żebra do wspornika
Jeśli po zamontowaniu wspornika okaże się, że gięcie jest zbyt słabe, żebra można też przymocować śrubami. Pozwala to wzmocnić wspornik później, bez spawania.
Upewnij się, że łby śrub nie kolidują ze sobą – miejsce to zaznaczono czerwonym okręgiem. Sprawdź też, jak żebro jest mocowane do podstawy, na której zamontowano wspornik: cienka blacha ogranicza liczbę zwojów gwintu, jaką może zapewnić otwór gwintowany. W takim przypadku dobrą alternatywą są nakrętki wciskane lub otwory gwintowane wykonane metodą wiercenia termicznego (flowdrill), dlatego połączenie śrubowe zaplanuj starannie.
3. Dodaj przetłoczenia usztywniające w gięciu
Jeśli spawanie żeber nie wchodzi w grę, innym sposobem usztywnienia gięcia jest przetłoczenie usztywniające. Trójkątne żebro usztywniające wytłacza się bezpośrednio w gięciu wspornika. Zwiększa to sztywność bez dodawania elementów i bez zużycia dodatkowego materiału.
Wzrost wytrzymałości jest jednak mniejszy niż w przypadku żeber. Przetłoczenia usztywniające są dobrym wyborem, gdy potrzebujesz jedynie niewielkiego zwiększenia sztywności i chcesz uniknąć dodatkowych części.
4. Zastosuj wspornik wzmacniający
Jeśli po zamontowaniu wsporników sztywność nadal jest niewystarczająca, zastosuj wspornik wzmacniający, który łączy oba wsporniki pracujące w parze. W przykładzie jest on przykręcony między dwiema podporami przenośnika i rozpiera je względem siebie.
Otwory przelotowe na śruby mają podłużny kształt. Takie otwory szczelinowe, łatwe do wykonania metodą cięcia laserowego, kompensują różnice szerokości przenośnika. W odróżnieniu od żeber przykręcanych ta konstrukcja nie wymaga śrub wkręcanych w podstawę, więc nie ma ryzyka kolizji śrub żeber ze śrubami podstawy.
Części z blachy na zamówienie od meviy
meviy wytwarza indywidualnie zaprojektowane części z blachy na podstawie Twoich własnych danych 3D CAD – nie są to części standardowe ani katalogowe. Wsporniki, żebra i wsporniki wzmacniające, takie jak w tym przykładzie, to typowe części meviy.
- Gięte wsporniki, żebra i wzmocnienia w ramach usługi obróbki blachy
- Podcięcia, wycięcia i wielokrotne gięcia w częściach wykonywanych metodą gięcia
- Otwory gwintowane, nakrętki wciskane i otwory podłużne do połączeń śrubowych
- Natychmiastowa cena i termin realizacji na podstawie modelu 3D – bez rysunku 2D
Wzmocnienie blachy – najczęściej zadawane pytania
Jak usztywnić blachę bez zwiększania jej grubości?
Zmień geometrię zamiast grubości. Żebra, przetłoczenia usztywniające w gięciach i dodatkowe wsporniki wzmacniające zwiększają sztywność – często przy znacznie mniejszym nakładzie materiału i mniejszej masie niż grubsza blacha.
Czy żebra do wspornika z blachy lepiej spawać, czy przykręcać?
Żebra spawane to najczęstsze i najskuteczniejsze rozwiązanie, gdy projektujesz część od podstaw. Żebra przykręcane przydają się, gdy musisz wzmocnić już zamontowany wspornik lub chcesz uniknąć spawania – sprawdź jednak luz dla łbów śrub i możliwości wykonania gwintu w podstawie.
Czym jest żebro trójkątne (węzłówka) w konstrukcjach z blachy?
Żebro trójkątne to wzmocnienie w kształcie trójkąta, które usztywnia kąt między dwoma ramionami części. Może to być osobne żebro wspawane lub przykręcone do wspornika albo przetłoczenie usztywniające wytłoczone bezpośrednio w gięciu.
Wzmocnienie blachy: jak wybrać właściwą metodę
Wzmocnienie blachy żebrami spawanymi zapewnia najwyższą wytrzymałość w nowych konstrukcjach, żebra przykręcane pozwalają wzmocnić części później, przetłoczenia usztywniające zwiększają sztywność bez dodatkowych części, a wsporniki wzmacniające usztywniają pary wsporników i jednocześnie kompensują odchyłki wymiarowe. Metodę dobierz do wymaganej wytrzymałości, dostępnej przestrzeni oraz tego, czy część jest już zamontowana.