CN101332600A - 一种多节弯头管的下料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多节弯头管的下料方法，它包括以下工艺步骤：弯头管结合线的制作、制作样板、下料、组合装配，其特点是利用弯头管中点弧线的切线是弯头管各管节的中线，截体公切于球面圆心就在中线上的原理，根据弯头管的节数N、角度α、曲率半径R、弯头管的大、小端直径φ1、φ2；采用统一的方法找弯头管结合线，再通过正投影做样板，采用先整体下料制成圆台管或圆柱形管后，再切割拼接的方法制造弯头管，本发明适用于各种等径、不等径、不同角度、不同节数弯头管的展开下料。这种下料方法，具有排料紧凑、管形好、不浪费铁板、节省能源和原材料的特点。

Description

一种多节弯头管的下料方法

技术领域

本发明涉及管材加工技术领域，具体是一种多节弯头管的下料方法。

背景技术

目前工业用的管道弯头制作一般要经过下料、铆接或焊接的过程，在制作弯头管的下料过程中首先是要对弯头管节的展开，展开时要把弯头管节结合线找出，只有找出结合线，才可以做展开。目前普遍利用截体公切于球面原理作图，也就是找出管节与管节共交于球面的圆心点与半径长。而最具权威性的机械工业出版社梁绍华编著《板金技术基础》(2007年出版)弯头管节找圆心与半径长用的方法是：

三节渐缩90°弯头管

R₁＝R₀-ρ    R₀代表弯头管大端口半径

R₂＝R₀-3ρ   r代表弯头管小端口半径

$\mathrm{\ρ}=\frac{R_0-r}{2(N-1)}=\frac{1}{4}(R_0-r)$ ρ代表弯头管的渐缩率

四节渐缩90°弯头管：

R₁＝R₀-ρ

R₂＝R₀-3ρ

R₃＝R₀-5ρ

$\mathrm{\ρ}=\frac{R_0-r}{2(N-1)}=\frac{1}{6}(R_0-r)$

五节异径直角弯头管：

$r_1=\frac{D}{2}$ D代表弯头管大端口直径

$r_4=\frac{d}{2}$ d代表弯头管小端口直径

$r_2=r_1-\frac{r_1-r_4}{3}$

$r_3=r_4-\frac{r_1-r_4}{3}$

从以上可以看出，同是90°角的弯头管，因节数不同，找圆心与半径长的计算方式就各有不同，比较麻烦和费事。因为计算方式的不统一，也增加了弯头管节展开的难度。

另外，现有的弯头管制作时都是用样板展开，分节焊接成形，再进行组合，由于板料的强度及焊接部位膨胀等原因，制作出的各节管料的同心度及管径不一致，会给组合时造成困难。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种多节弯头管的下料方法，把等径、不等径、不同角度、不同节数的弯头管展开都统一起来，使弯头管节的结合线能够更快、更准确的做出，并且采用整体下料的制管方法，以达到制作弯头管时简捷、方便、弯头管同心度高、节时省料的目的。

本发明的目的是这样实现的，它包括以下工艺步骤：弯头管结合线的制作、制作样板、下料、组合装配，其特征在于：

1)弯头管结合线的制作，它是利用弯头管中点弧线的切线是弯头管各管节的中线，截体公切于球面圆心就在中线上的原理，其方法如下；

a)确定弯头管的节数N、角度α、弯头管中心弧线半径R、弯头管的大、小端直径φ1、φ2；按弯头管中心弧线半径R及弯头管角度α做弧，两边线的端点为弯头管两个端部的圆心，并以圆心为中点做两弯头管端部的直径线段；

b)将弯头管弧线按n＝(N-1)×2等分，端点及等分线与弯头管中心弧线交点为1、2、3……(N-1)×2+1个点；等分线与弯头管中心弧线交点即为等分线与弯头管直径圆心及弯头管中心弧线半径的弧线交点；

c)逢单数点处做弧的切线，两相邻切线相交点为O₁、O₂、O₃…O_n；O_n＝N-1，各切线交点切线长分别为1-O₁，O₁-O₂，…O_n-(N-1)×2+1；，

d)另以大端直径φ1长为底边，以各切线交点切线长之和为中线高度、以小端直径φ2为上边做梯形，大小直径相等时为矩形；

e)在各段切线点处向梯形边引垂线；

f)分别O₁、O₂、O₃…O_(N-1)以为圆心，并按顺序依次以梯形边上各切线切点处的垂线长为半径做圆；

g)分别做直径线段端点与圆的切线及圆与圆的切线，其切点连线，即为弯头管的外形线投影线，切线交点用直线连接，即为弯头管节的结合线；

2)制作样板：

a)弯头管各管节结合线做完成后，把各管节长按顺序分别正反向依次量取，截取在梯形图的边线上，直至各管节都量取完，从上述步骤得知，各段切线之和等于弯头管的中线长，弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆台管；

b)按正投影关系做样板；

3)制作圆台管：应用上述弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆台管的原理，用弯头管大端周长为底边及小端周长为上边、以切线交点线段之和为高下料，制成圆台形管；

4)下料：将样板贴到圆台形管上划线，采用气割或无齿锯或激光的方法切割、然后按管头的要求组合装配，即完成所需弯头管的制作。

本发明弯头管展开新式下料方法，适用于各种等径、不等径、不同角度、不同节数弯头管的展开下料，它把制作结合线的过程由多种不统一的展开方法集中起来，统一用一种展开方法，简化了操作程序，也提高了工作效率，并采用整体管下料，后切割组合的方法，使其焊接时变形小，其制作的弯管各节同心度高，弯管在组合时容易，减少修整工序、省时省料。本发明具有排料紧凑、管形好、不浪费铁板、节省能源和原材料的特点。

附图说明

附图1～12为本发明下料过程中的示意图。

具体实施方式

下面通过附图介绍几个具体实施例。

实施例1

1)弯头管结合线的制作：

已知这个三节弯头管N＝3，大端直径φ1，小端直径φ2，弯头管中心弧线半径为R，弯头管角度α＝60°；

a)利用已知条件画出弯头管的中心弧线与角度和弯头管管大小端口直径长线段AB、CD，如图1所示；

b)把弯头管中心弧线等份，等份按(N-1)×2，即(3-1)×2＝4，把弧线四等份，端点及等分线与弯头管中心弧线交点为1、2、3、4、5。

C)逢单数点画直线与弯头管中心弧线相切，两切线相交点即为圆心O₁、O₂，如图1所示；

d)另以大端直径φ1长为底边，以小端直径φ2为上边，以各切线交点切线长之和为中线高度、即1-O₁，O₁-O₂，O₂-5之和做梯形A′C′B′D′；如图2所示；。

e)从梯形图的中线上的各切线点O₁′，O₂′向梯形边线上引垂直线，即O₁′到A′C′垂线、O₂到A′C′垂线，如图2所示；

f)以这些垂线长作半径，在图2弯头管中线弧线切线相交点处，即O₁、O₂处画圆，如图3所示；

g)各个圆画好以后，再用直线把弯头管大、小端两端点与圆相切，圆与圆两边相切，相切后的切线交点用直线连接形成弯头管的投影图ABCDEFGH，其EF、GH即为弯头管节的结合线，管头各节为I、II、III三段，如图3所示；

2)制作样板：

a)弯头管各管节结合线求做完成后，把管头各节为I、II、III三段按顺序分别正反向依次量取，截取在图2梯形图A′C′B′D′的边线上，直至各管节都量取完，各段切线之和即为弯头管的中线长，I、II、III三段与梯形图重合，即实物弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆台管；如图4所示；

b)按正投影关系做样板，如图5所示；

3)制作圆台管：应用上述弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆台管的原理，用弯头管大端周长为底边及小端周长为上边、以切线交点线段之和为高下料，制成圆台形管；

4)下料制作：将样板贴到圆台形管上划线，采用气割或无齿锯或激光的方法切割、然后按管头的要求组合装配，即完成所需弯头管的制作，图6所示为所要求的弯头管的投影图。

实施例2

已知这个四节弯头管：

直径φ不变φ₁＝φ₂；

弯头管中心弧线半径为R；

弯头管角度90°；

弯头管节数N＝4；

a)利用已知条件画出弯头管的中心弧线半径与角度和弯头管大小端口直径长线段ab cd如图7所示图

b)把弯头管中心弧线等份，等份按(N-1)×2，即(4-1)×2＝6，把弧线6等份，端点及等分线与弯头管中心弧线交点为1、2、3、4、5、6、7。

C)逢单数点画直线与弯头管中心弧线相切，两切线相交点即为圆心O₁、O₂、O₃，如图7所示；

D)另以直径φ长为上下底边，以各切线交点切线长之和为中线高度、即等分点1-O₁，O₁-O₂，O₂-O₃、O₃-7之和为高，作矩形a′b′c′d′，如图8所示；

e)从矩形图的中线上的各切线点O₁，O₂、O₃向矩形边线上引垂直线，即O₁到a′c′垂线，O₂及O₃到a′c′垂线，因为a′b′c′d′是矩形故这些垂线是相等的；

f)以这些垂线长作半径，在图7弯头管中线弧线切线相交点处，即O₁、O₂、O₃处画圆；

g)各个圆画好以后，再用直线把弯头管大、小端两端点与圆相切，圆与圆两边相切，相切后的切线交点用直线连接形成弯头管的投影图abcdefghij，其切点连线ef、gh、ij即为弯头管节的结合线，管头各节为I′、II′、III′、IV′四段，如图10所示；

2)制作样板：

a)弯头管各管节结合线求做完成后，把各管节长按顺序分别正反向依次量取，截取到图8矩形图a′b′c′d′的边线上，直至各管节都量取完，各段切线之和即为弯头管的中线长，I′、II′、III′、IV′与矩形图重合，实物弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆柱形管，如图10所示；

b)按正投影关系做样板，如图11；

3)制作圆柱管：按图11所示，应用上述弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆台管的原理，用弯头管大端周长为底边及小端周长为上边、以切线交点线段之和为高下料，因大、小端直径相等，制成圆台形管为圆柱形管；

4)下料：将样板贴到圆台形管上划线，采用气割或无齿锯或激光的方法切割、然后按管头的要求组合装配，即完成所需弯头管的制作，图12所示为所要求的弯头管的投影图。

由于采用弯管整体下料的方法，焊接时变形小，其制作出的弯管各节同心度高，弯管在组合时容易，减少修整工序省时省料。

Claims (1)

1、一种多节弯头管的下料方法，它包括以下工艺步骤：弯头管结合线的制作、制作样板、下料、组合装配，其特征在于：

1)弯头管结合线的制作，它是利用弯头管中点弧线的切线是弯头管各管节的中线，截体公切于球面圆心就在中线上的原理，其方法如下；

a)确定弯头管的节数N、角度α、弯头管中心弧线半径R、弯头管的大、小端直径φ1、φ2；

按弯头管中心弧线半径R及弯头管角度做弧，两边线的端点为弯头管两个端部的圆心，并以圆心为中点做两弯头管端部的直径线段；

b)将弯头管弧线按n＝(N-1)×2等分，端点及等分线与弯头管中心弧线交点为1、2、3……(N-1)×2+1；

c)逢单数点处做弧的切线，两相邻切线相交点为O₁、O₂、O₃…O_(N-1)；

d)另以大端直径φ1长为底边，以各段切线之和为中线高度、以小端直径φ2为上边做梯形，大小直径相等时为矩形；

e)在各段切线切点处O₁、O₂、O₃…、O_(N-1)向梯形边引垂线；

f)分别以O₁、O₂、O₃…、O_(N-1)为圆心，并按顺序依次以各切线交点处的垂线长为半径做圆；

g)分别做直径线段端点与圆的切线及圆与圆的切线，其切点连线，即为弯头管的外形投影线，切线交点用直线连接，即为弯头管节的结合线；

2)制作样板：

a)弯头管各管节结合线做完成后，把各管节长按顺序分别正反向依次量取，截取在梯形图的边线上，直至各管节都量取完，从上述步骤得知，各段切线之和等于弯头管的中线长；

b)按正投影关系做样板；

3)制作圆台管：应用上述弯头管各管节正反向排列后形成一完整的圆台管的原理，用弯头管大端周长为底边及小端周长为上边、以切线交点线段之和为高下料，制成圆台形管；

4)下料：将样板贴到圆台形管上划线，采用气割或无齿锯或激光的方法切割、然后按弯头管的要求组合装配，即完成所需弯头管的制作。

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