CN102632119B - 大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法及其专用检测胎架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆钢管，尤其涉及一种大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法及其专用检测胎架，属于钢结构领域。经过设计空间弯曲圆钢管的二面角→空间弯曲圆钢管的加工平面划分→空间弯曲圆钢管进行划线→对空间弯曲圆钢管进行两面压弯成形加工→对空间弯曲圆钢管进行检测与校正→检验进行制造。大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法及其专用检测胎架结构简单，加工精度高，安装方便，提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆钢管，尤其涉及一种大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法及其专用检测胎架，属于钢结构领域。
背景技术
目前现有技术的空间弯曲圆钢管在水利水电、锅炉和空调等机械设备制造行业中的应用较为普遍，但大量应用于建筑钢结构，且作为结构主体非常的少。用于建筑钢结构中的空间弯曲圆钢管直径非常的大，而且成形非常的困难，制造时间长。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，而且圆钢管上无明显的压痕、皱褶，沿弯管方向上的各段圆弧之间过渡顺滑、自然的大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法及其专用检测胎架。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法，按以下步骤进行：
（1）、设计空间弯曲圆钢管的二面角：
弯曲圆钢管几何上的数学关系是沿空间弯管方向的任一相邻两个平面弯弧不在同一面内，这两个所在的平面之间存在一定夹角，设计出此夹角就是二面角，二面角在360°范围内变化，沿弯曲圆钢管方向上的二面角数量越多，空间弯弧形状越复杂；
（2）、空间弯曲圆钢管的加工平面划分：
将弯曲圆钢管主视图定义为加工平面I，该平面主要表示的是沿弯管方向上各圆弧弯曲曲率半径；将弯曲圆钢管俯视图定义为加工平面II，该平面主要表示的是沿弯管方向上各圆弧段所在的平面之间的位置关系；
（3）、空间弯曲圆钢管进行划线：
沿钢管长度方向的管壁上划出各段弯弧段的分界线a、b，在钢管两端部圆周方向上划出控制线c，划线应采用钢针；
（4）、对空间弯曲圆钢管进行两面压弯成形加工：
①、利用行车将成形模具安置于大型油压机工作平台上，并调整固定；再利用行车将待弯曲圆钢管吊至已设置好的成形模具上，调节后临时与成形模具固定；
②开启油压机，按平面II中弯曲圆钢管的划线，压制弯曲圆钢管分界线a的位置处，使控制线c按加工要求成形；
③压制分界线a后，将弯曲圆钢管向前进给一个控制线c压制段，再调整后固定，开启油压机，压制弯曲圆钢管分界线b 的位置处，使控制线c按加工要求成形；
④将压制后的弯曲圆钢管绕原中心线按预定方向旋转90度，重新调节成形模具并临时固定；对平面I内的各圆弧弯弧进行压制；开启油压机，进行压制圆弧段I，使圆弧段I在上下成形模具作用下按要求曲率半径弯弧成形；
⑤接步骤④后，将弯曲圆钢管向前进给一个圆弧加工段，调整后与成形模具固定；开启油压机，进行压制圆弧段Ⅱ，使圆弧段Ⅱ在上下成形模具作用下按要求曲率半径弯弧成形，同时保证圆弧段I和圆弧段Ⅱ过渡段应光整顺滑；
⑥接步骤⑤后，将弯曲圆钢管向前进给一个圆弧加工段，调整后与成形模具固定；开启油压机，进行压制圆弧段Ⅲ，使圆弧段Ⅲ在上下成形模具作用下按要求曲率半径弯弧成形，同时保证圆弧段Ⅲ和圆弧段Ⅱ过渡段应光整顺滑；
（5）、对空间弯曲圆钢管进行检测与校正：
①在平台上放出检测空间弯曲圆钢管的地样线，并标注出弯曲圆钢管上各空间控制点坐标在地样线上的投影点位置；
②按投影点位置设置支撑检测胎架，首先根据待测量空间坐标点大致高度选择支撑检测胎架，然后通过支撑检测胎架中的调节托板支撑螺母，使托板达到空间控制点坐标的位置；
③将步骤（4）后的弯曲圆钢管置于支撑检测胎架上进行检测，通过观察托板与弯曲圆钢管的空间控制点所在面的接触情况，判断弯曲圆钢管的弯弧精度是否符合设计要求，若接触面贴合紧密，弯曲圆钢管加工准确；若接触面存在间隙或光带，说明存在偏差，需要进行校正；
④存在偏差，进行火焰局部加热矫正，加热时火焰温度控制在750℃～900℃，在加热时，管壁温度过高，不得用冷水进行急冷，防止钢材内部组织变化；在需要加热的部位，套上三角形校正火圈，三角形校正火圈的顶角为25°～30°，加热的起点从顶角处开始，先采用副火焰加热，随加热面积增大，采用正火焰加热，每次加热区域火焰烘烤部位的间距为100mm～200mm，前后加热不得在同一部位进行；
（6）、检验：
①外观质量：表面无裂纹、无明显皱褶和鼓泡缺陷；
②壁厚：拉伸外弧壁厚减簿应不大于0.2mm;
③尺寸：钢管管口圆度、管口垂直度应符合设计要求。
一种用于大直径厚壁圆钢管的支撑检测胎架，包括两根支撑柱，二根支撑柱间设有托板，所述的托板的顶部设有定位板，所述的定位板上设有与弯曲圆钢管相匹配的弧槽。
作为优选，所述的托板与支撑柱间通过支撑螺母相紧固，所述的支撑柱上均匀设有可调孔；所述的托板的顶部设有与之相固定的微调支撑，所述的微调支撑的上方设有微调板，所述的定位板设在微调板的上部，所述的微调板与定位板通过2对定位螺杆相定位，所述的定位螺杆通过定位螺母与微调板相固定。
作为优选，所述的定位螺母分别设在微调板的上部和底部，所述的微调板与微调支撑相间隔分布。
作为优选，所述的微调板与定位板通过加强板相固定，所述的加强板有二对，每对加强板分布在一对定位螺杆间，加强板呈间隔状分布。
作为优选，所述的支撑柱的底部设有底撑板，所述的底撑板的底面积大于支撑柱的底面积。
本发明提供大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法及其专用检测胎架，结构简单，加工精度高，安装方便，提高产品质量。
附图说明
图1是本发明的空间弯曲圆钢管的投影结构示意图；
图2是本发明的空间弯曲圆钢管的划线结构示意图；
图3是本发明中的空间弯曲圆钢管在成形模具上进行压制的结构布置图；
图4是本发明中的空间弯曲圆钢管在成形模具上进行压制的结构布置图；
图5是本发明中的空间弯曲圆钢管在成形模具上进行压制的结构布置图；
图6是本发明中的空间弯曲圆钢管在成形模具上进行压制的结构布置图；
图7是本发明中的空间弯曲圆钢管在成形模具上进行压制的结构布置图；
图8是本发明中的空间弯曲圆钢管在成形模具上进行压制的结构布置图；
图9是本发明中支撑检测胎架的立体结构示意图；
图10是本发明中支撑检测胎架的结构示意图；
图11是本发明中空间弯曲圆钢管与支撑检测胎架的检测结构示意图；
图12是本发明中矫正加热的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，
一种大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法，按以下步骤进行：
（1）、设计空间弯曲圆钢管的二面角：
弯曲圆钢管1几何上的数学关系是沿空间弯管方向的任一相邻两个平面弯弧不在同一面内，这两个所在的平面之间存在一定夹角，设计出此夹角就是二面角，二面角在360°范围内变化，沿弯曲圆钢管1方向上的二面角数量越多，空间弯弧形状越复杂；
（2）、空间弯曲圆钢管的加工平面划分：
将弯曲圆钢管1主视图定义为加工平面I，该平面主要表示的是沿弯管方向上各圆弧弯曲曲率半径；将弯曲圆钢管1俯视图定义为加工平面II，该平面主要表示的是沿弯管方向上各圆弧段所在的平面之间的位置关系；
（3）、空间弯曲圆钢管进行划线：
沿钢管长度方向的管壁上划出各段弯弧段的分界线a、b，在钢管两端部圆周方向上划出控制线c，划线应采用钢针；
（4）、对空间弯曲圆钢管进行两面压弯成形加工：
①、利用行车将成形模具2安置于大型油压机工作平台上，并调整固定；再利用行车将待弯曲圆钢管1吊至已设置好的成形模具2上，调节后临时与成形模具2固定；
②开启油压机，按平面II中弯曲圆钢管1的划线，压制弯曲圆钢管（1）分界线a的位置处，使控制线c按加工要求成形；
③压制分界线a后，将弯曲圆钢管1向前进给一个控制线c压制段，再调整后固定，开启油压机，压制弯曲圆钢管1分界线b的位置处，使控制线c按加工要求成形；
④将压制后的弯曲圆钢管1绕原中心线按预定方向旋转90度，重新调节成形模具2并临时固定；对平面I内的各圆弧弯弧进行压制；开启油压机，进行压制圆弧段I，使圆弧段I在上下成形模具2作用下按要求曲率半径弯弧成形；
⑤接步骤④后，将弯曲圆钢管1向前进给一个圆弧加工段，调整后与成形模具2固定；开启油压机，进行压制圆弧段Ⅱ，使圆弧段Ⅱ在上下成形模具2作用下按要求曲率半径弯弧成形，同时保证圆弧段I和圆弧段Ⅱ过渡段应光整顺滑；
⑥接步骤⑤后，将弯曲圆钢管1向前进给一个圆弧加工段，调整后与成形模具2固定；开启油压机，进行压制圆弧段Ⅲ，使圆弧段Ⅲ在上下成形模具2作用下按要求曲率半径弯弧成形，同时保证圆弧段Ⅲ和圆弧段Ⅱ过渡段应光整顺滑；
（5）、对空间弯曲圆钢管进行检测与校正：
①在平台上放出检测弯曲圆钢管1的地样线，并标注出弯曲圆钢管1上各空间控制点坐标在地样线上的投影点位置；
②按投影点位置设置支撑检测胎架，首先根据待测量空间坐标点大致高度选择支撑检测胎架，然后通过支撑检测胎架中的调节托板支撑螺母7，使托板达到空间控制点坐标的位置；
③将步骤（4）后的弯曲圆钢管1置于支撑检测胎架上进行检测，通过观察托板4与弯曲圆钢管1的空间控制点所在面的接触情况，判断弯曲圆钢管1的弯弧精度是否符合设计要求，若接触面贴合紧密，弯曲圆钢管1加工准确；若接触面存在间隙或光带，说明存在偏差，需要进行校正；
④存在偏差，进行火焰局部加热矫正，加热时火焰温度控制在750℃～900℃，在加热时，管壁温度过高，不得用冷水进行急冷，防止钢材内部组织变化；在需要加热的部位，套上三角形校正火圈，三角形校正火圈的顶角为25°～30°，加热的起点从顶角处开始，先采用副火焰加热，随加热面积增大，采用正火焰加热，每次加热区域火焰烘烤部位的间距为100mm～200mm，前后加热不得在同一部位进行；
（6）、检验：
①外观质量：表面无裂纹、无明显皱褶和鼓泡缺陷；
②壁厚：拉伸外弧壁厚减簿应不大于0.2mm;
③尺寸：钢管管口圆度、管口垂直度应符合设计要求。
一种用于大直径厚壁圆钢管的支撑检测胎架，包括两根支撑柱3，二根支撑柱3间设有托板4，所述的托板4的顶部设有定位板5，所述的定位板5上设有与弯曲圆钢管1相匹配的弧槽6，所述的托板4与支撑柱3间通过支撑螺母7相紧固，所述的支撑柱3上均匀设有可调孔8；所述的托板4的顶部设有与之相固定的微调支撑9，所述的微调支撑9的上方设有微调板10，所述的定位板5设在微调板10的上部，所述的微调板10与定位板5通过2对定位螺杆11相定位，所述的定位螺杆11通过定位螺母12与微调板10相固定，所述的定位螺母12分别设在微调板10的上部和底部，所述的微调板10与微调支撑9相间隔分布，所述的微调板10与定位板5通过加强板13相固定，所述的加强板13有二对，每对加强板13分布在一对定位螺杆11间，加强板13呈间隔状分布，所述的支撑柱3的底部设有底撑板14，所述的底撑板14的底面积大于支撑柱3的底面积。
Claims (1)
1.一种大直径厚壁圆钢管空间弯曲制作方法，其特征在于按以下步骤进行：
（1）、设计空间弯曲圆钢管的二面角：
弯曲圆钢管（1）几何上的数学关系是沿空间弯管方向的任一相邻两个平面弯弧不在同一面内，这两个所在的平面之间存在一定夹角，设计出此夹角就是二面角，二面角在360°范围内变化，沿弯曲圆钢管（1）方向上的二面角数量越多，空间弯弧形状越复杂；
（2）、空间弯曲圆钢管的加工平面划分：
将弯曲圆钢管（1）主视图定义为加工平面I，该平面主要表示的是沿弯管方向上各圆弧弯曲曲率半径；将弯曲圆钢管（1）俯视图定义为加工平面II，该平面主要表示的是沿弯管方向上各圆弧段所在的平面之间的位置关系；
（3）、空间弯曲圆钢管进行划线：
沿钢管长度方向的管壁上划出各段弯弧段的分界线a、b，在钢管两端部圆周方向上划出控制线c，划线应采用钢针；
（4）、对空间弯曲圆钢管进行两面压弯成形加工：
①、利用行车将成形模具（2）安置于大型油压机工作平台上，并调整固定；再利用行车将待弯曲圆钢管（1）吊至已设置好的成形模具（2）上，调节后临时与成形模具（2）固定；
②开启油压机，按平面II中弯曲圆钢管（1）的划线，压制弯曲圆钢管（1）分界线a的位置处，使控制线c按加工要求成形；
③压制分界线a后，将弯曲圆钢管（1）向前进给一个控制线c压制段，再调整后固定，开启油压机，压制弯曲圆钢管（1）分界线b的位置处，使控制线c按加工要求成形；
④将压制后的弯曲圆钢管（1）绕原中心线按预定方向旋转90度，重新调节成形模具（2）并临时固定；对平面I内的各圆弧弯弧进行压制；开启油压机，进行压制圆弧段I，使圆弧段I在上下成形模具（2）作用下按要求曲率半径弯弧成形；
⑤接步骤④后，将弯曲圆钢管（1）向前进给一个圆弧加工段，调整后与成形模具（2）固定；开启油压机，进行压制圆弧段Ⅱ，使圆弧段Ⅱ在上下成形模具（2）作用下按要求曲率半径弯弧成形，同时保证圆弧段I和圆弧段Ⅱ过渡段应光整顺滑；
⑥接步骤⑤后，将弯曲圆钢管（1）向前进给一个圆弧加工段，调整后与成形模具（2）固定；开启油压机，进行压制圆弧段Ⅲ，使圆弧段Ⅲ在上下成形模具（2）作用下按要求曲率半径弯弧成形，同时保证圆弧段Ⅲ和圆弧段Ⅱ过渡段应光整顺滑；
（5）、对空间弯曲圆钢管进行检测与校正：
①在平台上放出检测弯曲圆钢管（1）的地样线，并标注出弯曲圆钢管（1）上各空间控制点坐标在地样线上的投影点位置；
②按投影点位置设置支撑检测胎架，首先根据待测量空间坐标点大致高度选择支撑检测胎架，然后通过支撑检测胎架中的调节托板支撑螺母（7），使托板达到空间控制点坐标的位置；
③将步骤（4）后的弯曲圆钢管（1）置于支撑检测胎架上进行检测，通过观察托板（4）与弯曲圆钢管（1）的空间控制点所在面的接触情况，判断弯曲圆钢管（1）的弯弧精度是否符合设计要求，若接触面贴合紧密，弯曲圆钢管（1）加工准确；若接触面存在间隙或光带，说明存在偏差，需要进行校正；
④存在偏差，进行火焰局部加热矫正，加热时火焰温度控制在750℃～900℃，在加热时，管壁温度过高，不得用冷水进行急冷，防止钢材内部组织变化；在需要加热的部位，套上三角形校正火圈，三角形校正火圈的顶角为25°～30°，加热的起点从顶角处开始，先采用副火焰加热，随加热面积增大，采用正火焰加热，每次加热区域火焰烘烤部位的间距为100mm～200mm，前后加热不得在同一部位进行；
（6）、检验：
①外观质量：表面无裂纹、无明显皱褶和鼓泡缺陷；
②壁厚：拉伸外弧壁厚减簿应不大于0.2mm;
③尺寸：钢管管口圆度、管口垂直度应符合设计要求。
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