钢制虾米弯头数解法展开

【摘要】本文阐述了虾米弯头数解法展开中应注意的几个问题和理论依据 ,并以此文与同 行们探讨 。叙词 :虾米弯头 斜截圆管 展开角等分系数 解析式 排板下料 开图展开直径系数法展图 2 单节斜截圆管图中 :D 弯头展开直径R 弯头弯曲半径( R 决定多节弯头中节的直管长度 , 通常R = 1115 D N )L 单节斜截圆管直管段长度弯头单节斜截圆管展开角一 、前言焊接弯头 ,俗接虾米弯 ,是由两节 (含两节)以上的斜截圆管组焊而成 ,常见的结构型式如 图 1 ,虾米弯一般用组成弯头斜截圆管数量多少来形象称呼 ,如图中 (a) 为两节弯头 ,图中 ( b)为三节弯头 ,图中 (c) 为四节弯头等 。三 、展开角 的确定对任一确定的虾米弯 , 首先必须确定其单 节斜截圆管的展开角,值由下式确定 :A=(1)2 ( B - 1)式中A 虾米弯弯曲角B 组成虾米弯的节数根据规范 ( GBJ 235 - 82) ,max 15, 对于 D N 400 的弯头 ,可适当增加中节数 , 但其内 侧最小宽度不得小于 50 mm 。虾米弯中 ,角是成对出现的 。 构成虾米弯的节数一般由下式确定 :图 1 虾米弯头常见的结构形式虾米弯通常采用几何方法放样展开下料制作 。但随着计算工具的现代化 ,解析方法变得 快捷实用 。下面谈谈虾米弯数解法展开中应注 意的几个问题 。A / 30 + 1 B A / 30 + 2B = 2 , 3 , 4 , 5 ,四 、展开直径 D 的确定虾米弯是焊接弯头 , 由于焊接工艺要求 , 单 节斜截圆管展开下料时 , 还需根据焊接坡口型 式作壁厚处理 , 而单节斜截圆管的展开直径 D 是随坡口型式发生变化的 , 其变化规律见下表( 表中 , 为虾米弯管外径 , T 为虾米弯壁厚) 。( 2)二 、单节斜截圆管无论何种结构 ,何种角度的虾米弯 ,都是由若干节斜截圆管组成 ,无论是端节还是中节 (中 节由两端节合并组成) 均可归结为图 2 所示单 节斜截圆管的展开下料问题 。钢制虾米弯头数解法展开李方晖鸿鹤化工股份有限公司四川省自贡市643000设备与简件管道技术与设备1997 年24表 单节斜截圆管展开直径 D 与坡口的关系( 1) 据公式 ( 2) , 确定弯头节数 :9927992730 + 1 = 41330 + 2 = 513B = 5( 2) 据公式 ( 1) , 确定展开角 := 9927 = 1225522 ( 5 - 1)( 3) 据上表 , 确定展开计算管径 :T = 10 , 选 V 型坡口 D = ( - 2 T ) = 1720 - 20 = 1700( 4) 确定等分系数 :C = = 3114 1720 = 540315五 、等分系数 m虾米弯放样展开 ,实质就是求单节斜截圆 管展开每等分素线长度 ,如何对圆周进行等分取m = 48 , S = 540315 48 = 11216( 5) 据公式 ( 3) , 计算 L n :呢 ? 笔者推荐等分系数 m = 12 、24 、36, m 值L 0 = 18713L 3 = 20115L 6 = 24212L 9 = 30219L 12 = 37416L 15 = 46613L 1 = 18819L 4 = 21214L 7 = 26016L 10 = 32611L 13 = 39911L 16 = 46813L 2 = 19316L 5 = 226L 8 = 28019L 11 = 35012L 14 = 42311L 17 = 48817随管径增大而增加 。具体值以圆管展开每等分之间便于连线为准 ,笔者推荐 S 120 ( S 为每 等分弧长) 。六 、数学解析式综上所述 ,求解单节斜截圆管展开每等分素线长度 L n 的数学解析式为 :L= 50711L= 52313L= 53619181920( R - D co s 360n) ( 3)AL n = t gL= 54717L= 55516L= 560102122232 ( B - 1)2mL 24 = 562余下 L 25 = L 23 , L 26 = L 22( n = 0 , 1 , 2 , 3 , m )以此类推 。七 、电算程序笔者用 BASIC 语言编有任意角度虾米弯放 样展开的计算机辅助设计程序 ,详见管道技术 与设备97 年 2 期“谈管件放样展开 CAD”一文。九 、样板制作与下料除两节弯头外 , 多节弯头均制作中节样板 。 样板展开周长 C =( + t ) , 并将周长 m 等 分 , 然后以中线为基准 , 用计算得的 L 0 , L 1 ,八 、例题L m 向两边采点 ,并用圆滑曲线连接各L 2 ,以 A = 9927, = 1720 , T = 10 , R = 1700为例 ( 见图 3) 。点得展开图 , 如图 4 所示 ( 以上节计算数据为例) 。 此方法与全国通用给水排水标准图集标图 4 虾米弯头展开图图 3 虾米弯头计算实例第 6 期管道技术与设备25准图 S311 中的方法相同 。上述样板用于图 5中 (a) 所示圆管划线切割 。如果采用板金卷制 , 则可直接在板材上划 线 , 但此时展开周长为 C =( - T ) ( 板厚处 理) ,排板图如图 5 中 ( b) 。上述两种下料方法 ,均不会出现十字焊缝 , 也不会浪费材料 。现场施工中 ,多将端节直接 划在与之相连的直管上 ,以减少焊缝 。此系数易记 ,运用方便 ,图 6 是 12 等分系数表 ,理论根据来自式 ( 3) 。也是笔者推荐 m = 12 ,原因 。24 ,36 ,该系数表有两种用法 :(1) 用系数求各等分素线长 :L n = L + D t gKnKn 12 等分系数(2) 利用等分系数 Kn, 直接在圆管上 ( 或式中板材上) 划线 ,特别适用于施工现场 。运用方法见图即明 。运用此系数时 ,设 D t g= 1 。图 5 虾米弯头排板下料图十 、快速作展开图 (样板)单节斜截圆管展开的数学解析式是一余弦 函数 ,其展开图曲线 (余弦曲线) 必有对称性 ,用 此特点即可快速作出展开图 ,详见管道技术与 设备97 年 2 期“谈管件放样展开 CAD”一文 。图 6 系数法作展开图参 考 文 献GBJ 235 - 82 工业管道工程施工及验收规范金属管道篇武汉水利电力学院编著. 工程曲面的几何计算与展 开. 北京 :水利出版社 ,1980李方晖. 谈管件放样展开 CAD. 管道技术与设备.1997 , (2)( 收稿日期 :1997 年 10 月 30 日)12十一 、系数法作展开图圆周 12 等分时 , 各等分素线间具有特殊 性 ,因此用 12 等分素线系数可快速作展开图 ,3(上接第 9 页)(3) 波纹换热管的传热性能大大好于直管 的传热性能 ,这不但在理论上得到论证 ,而且在实际应用于中也得到证实 。(4) 用波纹换热管制成的波纹管换热器可 以大部分取代列管式换热器 、板式换热