论文部分内容阅读
摘要：主要介绍了空间弯管展开角度的确定与计算及展开放样。
关键词：空间弯管、展开角度、 计算、展开放样
Abstract: the paper mainly introduces space tube bending Angle on set and calculation and spread layout.
Keywords: space tube bending, spread Angle, calculation, spread layout
中图分类号：P35文献标识码：A 文章编号：
工程概况
菲律宾大马尼拉供水项目主要包括：修建沿着首都供排水系统的路权范围，全长约6500m的AQ-6二期和约5500m的AQ-5修复。AQ-6二期埋管钢管内径3.3m，壁厚16mm，外部设有加劲环，内外表面采用常规涂层。为适应地形的变化，沿管线设有弯管、跨管、过路、过河等交叉建筑结构。另设有进人孔、排气阀及排污管等附属设施。
本工程原设计有跨管三处，经深化设计后，1次和3次跨管修改成水平弯管连竖向弯管的单转向弯管。2次跨越依照原设计进行施工，跨管两侧均有一个有水平转角及竖向转角的双转向弯管。（见图1-1及图1-2）
图1-1 二次跨越平面图
图1-2 二次跨越纵面图
从图中可以看出管节在STA 7+286.468和SAT 7+313.413处分别有水平转角及竖向转角的双转向弯管。双转向弯管是本工程钢管制作及安装的难点，保证安装质量和安全顺利的进行施工，就必须确保弯管的制作精度和质量，而保证弯管的精度和质量，就必须确保展开数据的正确。
1、弯管角度的确定：
双转向弯头的制作就是将双转向折算成单转向普通多节弯头。要将双转向折算成单转向弯头首先要确定单转向弯头的角度。
1.1双转向弯管的分析（见图2-1、图2-2）
STA 7+286.486处分析图（图2-1）STA 7+313.417处分析图（图2-1）
从图中可以看出，在ABCD平面中∠XBD为STA 7+286.486处水平转角角度。而在立平面BCFG中形成了XB向上转向∠XBE和向左（顺水流方向）转向角∠FBE。同理，在IJKL平面中∠X’JL为STA 7+313.413处水平转角角度。而在立平面JKNO中形成了X’J向上转向∠X’JM和向右（顺水流方向）转向∠NJM。
1.2单转向弯管角度计算：
通过上述分析，两个单转向弯管角度其实就是∠CBE=180。-∠XBE和∠KJM=180。-∠X’JM。
1.2.1有关参数计算
（1）STA 7+286.486处弯管
BE= = =4733mm
EC= = =4111mm
弯管角度为：
∠CBE=φ2= arctan( )=arctan(4111/2345)=60.298665°
（2）STA 7+313.413处弯管
JM= = = 6435mm
MK= = =5775mm
弯管角度为
∠KJM=φ2 =arctan(MK/KJ)=arctan(5775/2839)=63.819317°
1.2.2其他幾何参数：
∠XBE =180。-∠CBE=180。-60.298665。=119.701335°
∠DBE=arctan(ED/BD)=arctan(3691/2962)= 51,253217°
∠CBF=arctan(FC/BC)=arctan(3691/2345)=57.571014°
∠CED=arctan(DC/ED)=arctan(1810/3691)=26.122501°
∠FBE=θ3=arcsin(EF/BE)=arcsin(1810/4733)=22.485165°
∠CEB=90。-∠CBE=90。-60.298665。=29.701335°
∠X’JM=180。-∠KJM=180。-63.819317°=116.180683°
∠LJM=arctan(ML/JL)=arctan(5200/3790)=53.913707°
∠KJN=arctan(NK/JK)=arctan(5200/2839)=61.367157°
∠KML=arctan(KL/ML)=arctan(2511/5200)=25.775182°
∠NJM=θ3= arcsin(MN/MJ)=arctan(2511/6435)=22.96878°
∠KMJ=90。-∠KJM=90。-63.819317°=26.180683°
2、弯管展开
经过分析计算STA 7+286.486与STA 7+313.413两处的转向弯管其实质就是两个转角分别是60.298665°和63.819317°的普通多节圆管弯头。如图3-1及3-2所示。
图3-1
图3-2
根据图3-1和3-2在CAD上用素线法对管节进行展开放样就得到 了两个弯管的展开图形，相邻管节纵缝应错开500mm以上。展开图见图5-1与图5-2。
3、弯管串心量的计算：
从分析图上知两个转向弯管除了有一个向上的φ2角还有一个水平转角θ3。为了使弯管准确无误的安装就位，弯管上下左右四个中心必须在管节上顺时针（水流方向）向后转动转角θ3，反应在管口上就是转动一个弧长L。
则L=πθ3r/180°。如图4-1所示。
图4-1
LSTA 7+286.486=πθ3r/180°=π×22.485165°×3316/180°=651mm
LSTA 7+313.413=πθ3r/180°=π×22.96878°×3316/180°=665mm
STA 7+286.486处弯管展开图（图5-1）
STA 7+313.413处弯管展开图（图5-2）
4、结束语：
在车间施工前，我们对弯管展开数据反复校核，并按比例缩小，在样板上展开制作模型以检验展开精度和放样质量。确认无误后，方将展开图用FASTCAM软件转换成数控下料程序。在安装的过程中最终达到了合拢管节对口偏差小于5mm，保质保量的完成了安装任务。除了在制作和安装的过程中我们严格控制质量外，也说明对双转向弯管的分析与计算是正确
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：空间弯管、展开角度、 计算、展开放样
Abstract: the paper mainly introduces space tube bending Angle on set and calculation and spread layout.
Keywords: space tube bending, spread Angle, calculation, spread layout
中图分类号：P35文献标识码：A 文章编号：
工程概况
菲律宾大马尼拉供水项目主要包括：修建沿着首都供排水系统的路权范围，全长约6500m的AQ-6二期和约5500m的AQ-5修复。AQ-6二期埋管钢管内径3.3m，壁厚16mm，外部设有加劲环，内外表面采用常规涂层。为适应地形的变化，沿管线设有弯管、跨管、过路、过河等交叉建筑结构。另设有进人孔、排气阀及排污管等附属设施。
本工程原设计有跨管三处，经深化设计后，1次和3次跨管修改成水平弯管连竖向弯管的单转向弯管。2次跨越依照原设计进行施工，跨管两侧均有一个有水平转角及竖向转角的双转向弯管。（见图1-1及图1-2）
图1-1 二次跨越平面图
图1-2 二次跨越纵面图
从图中可以看出管节在STA 7+286.468和SAT 7+313.413处分别有水平转角及竖向转角的双转向弯管。双转向弯管是本工程钢管制作及安装的难点，保证安装质量和安全顺利的进行施工，就必须确保弯管的制作精度和质量，而保证弯管的精度和质量，就必须确保展开数据的正确。
1、弯管角度的确定：
双转向弯头的制作就是将双转向折算成单转向普通多节弯头。要将双转向折算成单转向弯头首先要确定单转向弯头的角度。
1.1双转向弯管的分析（见图2-1、图2-2）
STA 7+286.486处分析图（图2-1）STA 7+313.417处分析图（图2-1）
从图中可以看出，在ABCD平面中∠XBD为STA 7+286.486处水平转角角度。而在立平面BCFG中形成了XB向上转向∠XBE和向左（顺水流方向）转向角∠FBE。同理，在IJKL平面中∠X’JL为STA 7+313.413处水平转角角度。而在立平面JKNO中形成了X’J向上转向∠X’JM和向右（顺水流方向）转向∠NJM。
1.2单转向弯管角度计算：
通过上述分析，两个单转向弯管角度其实就是∠CBE=180。-∠XBE和∠KJM=180。-∠X’JM。
1.2.1有关参数计算
（1）STA 7+286.486处弯管
BE= = =4733mm
EC= = =4111mm
弯管角度为：
∠CBE=φ2= arctan( )=arctan(4111/2345)=60.298665°
（2）STA 7+313.413处弯管
JM= = = 6435mm
MK= = =5775mm
弯管角度为
∠KJM=φ2 =arctan(MK/KJ)=arctan(5775/2839)=63.819317°
1.2.2其他幾何参数：
∠XBE =180。-∠CBE=180。-60.298665。=119.701335°
∠DBE=arctan(ED/BD)=arctan(3691/2962)= 51,253217°
∠CBF=arctan(FC/BC)=arctan(3691/2345)=57.571014°
∠CED=arctan(DC/ED)=arctan(1810/3691)=26.122501°
∠FBE=θ3=arcsin(EF/BE)=arcsin(1810/4733)=22.485165°
∠CEB=90。-∠CBE=90。-60.298665。=29.701335°
∠X’JM=180。-∠KJM=180。-63.819317°=116.180683°
∠LJM=arctan(ML/JL)=arctan(5200/3790)=53.913707°
∠KJN=arctan(NK/JK)=arctan(5200/2839)=61.367157°
∠KML=arctan(KL/ML)=arctan(2511/5200)=25.775182°
∠NJM=θ3= arcsin(MN/MJ)=arctan(2511/6435)=22.96878°
∠KMJ=90。-∠KJM=90。-63.819317°=26.180683°
2、弯管展开
经过分析计算STA 7+286.486与STA 7+313.413两处的转向弯管其实质就是两个转角分别是60.298665°和63.819317°的普通多节圆管弯头。如图3-1及3-2所示。
图3-1
图3-2
根据图3-1和3-2在CAD上用素线法对管节进行展开放样就得到 了两个弯管的展开图形，相邻管节纵缝应错开500mm以上。展开图见图5-1与图5-2。
3、弯管串心量的计算：
从分析图上知两个转向弯管除了有一个向上的φ2角还有一个水平转角θ3。为了使弯管准确无误的安装就位，弯管上下左右四个中心必须在管节上顺时针（水流方向）向后转动转角θ3，反应在管口上就是转动一个弧长L。
则L=πθ3r/180°。如图4-1所示。
图4-1
LSTA 7+286.486=πθ3r/180°=π×22.485165°×3316/180°=651mm
LSTA 7+313.413=πθ3r/180°=π×22.96878°×3316/180°=665mm
STA 7+286.486处弯管展开图（图5-1）
STA 7+313.413处弯管展开图（图5-2）
4、结束语：
在车间施工前，我们对弯管展开数据反复校核，并按比例缩小，在样板上展开制作模型以检验展开精度和放样质量。确认无误后，方将展开图用FASTCAM软件转换成数控下料程序。在安装的过程中最终达到了合拢管节对口偏差小于5mm，保质保量的完成了安装任务。除了在制作和安装的过程中我们严格控制质量外，也说明对双转向弯管的分析与计算是正确
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。