1. Vamzdžių santvarų konstrukcijos (taip pat žinomos kaip plieninės vamzdžių santvaros, vamzdžių santvaros arba vamzdžių konstrukcijos) skirstomos į plokščių arba erdvinių santvarų sistemas.
Skirtumas nuo bendrųjų santvarų slypi tuo, kaip jos jungia mazgus. Tinklelio konstrukcijoje naudojami varžtais pritvirtinti rutuliniai arba tuščiaviduriai rutuliniai mazgai, o vamzdžių santvaros konstrukcijoje – susikertantys mazgai, tiesiogiai suvirinti plieniniais vamzdžiais (apvaliais plieniniais vamzdžiais arba kvadratiniais plieniniais vamzdžiais).
Vamzdžių santvaros konstrukcija turi paprastos mazgo formos, paprastos ir elegantiškos išvaizdos privalumus. Tuo tarpu dėl susikertančio suvirinimo naudojimo jis naudingas ir rūdžių prevencijai bei valymo priežiūrai. Tačiau susikertantis suvirinimas kelia tam tikrus proceso ir apdorojimo įrangos reikalavimus, todėl vamzdžių santvaros konstrukcija taip pat turi tam tikrų apribojimų:
1) Susikertančių mazgų stygos kryptis turi būti suprojektuota taip, kad ji kuo labiau atitiktų išorinį plieninio vamzdžio skersmenį. Skirtingų vidinių jėgų elementams dažnai naudojamas tas pats išorinis plieninio vamzdžio skersmuo ir skirtingas sienelių storis. Sienelės storis neturėtų per daug keistis, kitaip plieninių vamzdžių sandūrų kiekis yra per didelis. Todėl negalima visiškai išnaudoti medžiagos stiprumo, o tai padidina naudojamo plieno kiekį. Tai viena iš priežasčių, kodėl vamzdžių santvarų konstrukcijoms dažnai naudojamas daugiau plieno nei tinklelio konstrukcijoms.
2) Susikertančių mazgų apdorojimas ir išdėstymas yra sudėtingi, o susikertančių linijų grioveliai yra kintami, todėl sunku pjauti rankiniu būdu, todėl reikalingi aukšti mechaniniai reikalavimai.
3) Vamzdžių santvaros konstrukcijos yra suvirinti mazgai, kuriems reikia kontroliuoti suvirinimo susitraukimą ir aukštus suvirinimo kokybės reikalavimus. Be to, jie visi suvirinami vietoje, todėl suvirinimo darbo krūvis yra didelis.
Sukūrus daugiamatę CNC pjovimo technologiją, buvo įveikti kai kurie vamzdžių santvarų konstrukcijų apdorojimo sunkumai. Šiuo metu kai kurios šalies įmonės įdiegė šią technologiją, leidžiančią praktinėje inžinerijoje naudoti susikertančias vamzdžių santvarų konstrukcijas.
Vamzdžių santvaros konstrukcija turėtų būti trikampio skerspjūvio erdvinės santvaros forma, kurią sudaro viršutinė styga, apatinė styga ir juostos elementas (2 pav.). Skardos elementas taip pat vadinamas pagrindiniu vamzdžiu, o tinklinis elementas vadinamas atšakančiu vamzdžiu. Pagrindinis vamzdis yra storo ir sujungto skersmens, kuris yra patogus atšakų vamzdžių susikirtimui ir suvirinimui. Santvaros išdėstymas, plotis ir aukštis turi būti parinkti pagrįstai, kad suvirinimo linijos nesusidurtų tarp gretimų atšakų. Anglies saugyklos konstrukcijoje gali būti įrengtos kelios trimatės vamzdžių santvaros, kaip parodyta 2 paveiksle (a), o tarp kiekvienos santvaros turi būti sumontuoti švaistikliai ir nuožulni atrama.
Vamzdžių santvarų konstrukcijų skaičiavimui ir analizei naudojamas modelis daugiausia susijęs su mazgų standumu. Yra trys analizės modeliai, pagrįsti lenkimo momentu strypo gale ir mazgo standumo dydžiu:
① Darant prielaidą, kad visi elementai yra šarnyriniai;
② Darant prielaidą, kad visi elementai yra standūs ir laikomi sijos elementais;
③ Darant prielaidą, kad pagrindinis vamzdis yra standžiai sujungtas sijos elementas, atšaka yra sujungta su pagrindiniu vamzdžiu, o atšaka turi tik ašinę jėgą.
2. Plieninių vamzdžių santvaros konstrukcijos mazgai
Plieninių vamzdžių santvarų konstrukcijoms reikia naudoti specialius vamzdžių santvarų mazgus. Čia paminėtam vamzdžių santvaros mazgui nereikia mazgo plokščių, tuščiavidurių rutulių ar varžtų jungčių. Vietoj to, tai reiškia plieninius vamzdžius (apvalius plieninius vamzdžius arba kvadratinius plieninius vamzdžius), kurie tiesiogiai susikerta ir suvirinami susikertančiame mazge. Sujungiami tik du pagrindiniai vamzdžiai toje pačioje ašyje, o likę elementai (ty atšakos) apdorojami per galinę susikertančią liniją ir tiesiogiai privirinami prie išorinio perėjimo elemento (ty pagrindinio vamzdžio) paviršiaus; Neįsiskverbiančiose dalyse mazgo vietoje gali būti tam tikrų tarpų (tarpų tipo mazgai) arba dalinis persidengimas (slenkančio tipo mazgai).
Susikertančių mazgų forma yra susijusi su sujungtų narių skaičiumi. Kai juostos elementas ir stygos elementas yra toje pačioje plokštumoje, tai yra vienos plokštumos mazgas. Kai tinklo elementas ir stygos elementas nėra toje pačioje plokštumoje, tai yra kelių plokštumų mazgas.
Kaip pavyzdį paimkite santvaros konstrukciją, kai pagrindinis ir atšakos vamzdžiai yra apskriti vamzdžiai, susikertantys
Sankryžos linijos pjovimas kažkada buvo laikomas sudėtingu gamybos procesu, nes susikertančių plieninių vamzdžių skaičius, kampas ir dydis svyravo, todėl susikirtimo linijos buvo skirtingos formos ir griovelių apdorojimo sunkumai, todėl erdvinių santvarų konstrukcijose tai tapo dar sudėtingesnė. Tačiau plėtojant daugiamatę CNC pjovimo technologiją šie sunkumai buvo įveikti. Šiuo metu kai kurios šalies įmonės yra aprūpintos šia technologija, todėl vamzdžių santvaros konstrukcija turi geras taikymo perspektyvas didelio tarpatramio konstrukcijose.