ThinkPipe在弯头制作中的应用.pdfVIP

第38卷第6期 石 油 工 程 建 设 91 ThinkPipe在弯头制作中的应用 刘国庆，钱海东 (上海宣邦金属新材料科技有限公司，上海 201109) 摘 要：文章介绍了一款适用于各种管径的、便于施工现场使用的管道弯头 自动切割机的研究成果 利用立体几何的原理建立起弯头斜截管斜 口切割的数学模型，并用MATLAB进行 了数学仿真．验证了 模型的正确性。将数学模型转为ThinkPipe硬件可识别的内置程序，使ThinkPipe具有 自动切割弯头斜 口的功能。试验证明，内置了弯头斜口切割程序的ThinkPipe不单可以在不放样画线的情况下一次切割 出高质量的斜 口，而且操作简单．非常适合管道施工过程中使用 关键词 ：管道弯头；自动切割机 ；研制 ；应用 doi：10．3969／j．issn．1001-2206．2012．06．025 0 引言 截轨迹 的侧视 图的圆心角。 、0的正方 向为图示 在管道建设中．经常需要各种弯头连接 ．当 中逆时针方向，则 ： 无机械弯制弯头时常将斜截管节斜 口对接焊成弯 L =-D ·tana (1) 头…．俗称虾米腰弯头或虾米弯。如果采用通常 式中 D——辅助变量，代表管道外径。 的放样下料方法 ．不但费工费料费时．而且误差 很大。误差主要来 自正弦曲线 的有 限点连接 (方 法误差 )、样板 的变形 、磨损 、贴合度不好 (工 具误差)、管径圆度不好 (加工对象误差)。特别 是大直径管道 ，周长 比较大 ，如 D l420mm × 12mm的钢管 。样板展开长度约有 4．5m，放样 、 画线都 比较麻烦 ．切割之后对 口组料时．缝隙不 均 ．气割修整工作量 比较大 2]『研制一款适用于 图 1 弯头示意 各种管径的、便于施工现场使用的管道弯头 自动 切割机 ．具有重要的市场价值 笔者通过数学建 设斜截轨迹上任一点的坐标为 (0， )，则根 模 ．将模型 内置到 自行研发 的ThinkPipe硬件 中。 据三角形相似原理 ，有下式 ： 从而制造出了国内第一台便携式管道弯头斜 口切 L (2) D ．c0s0 D 割设备 一一 os 1 数学建模 由 (2)得出： 组合弯头的管节数视弯头角大小而定．管节斜 截角度 OL由弯头弯 曲角度和组合节数多少决定 ． ： ^ (＼3)， 二 一 般 0。 ≤ 15o。也有特殊情况 ， =45o。为 了 2 MATLAB仿真 建模方便 ．取任意相邻两节作为研究对象 编写M文件 ，令D=457mm．O／=45。．利用 图1所示为两段斜截管连成弯头的示意图．弯 MATLAB进行仿真 。通过动画可以清楚看出轨迹切 头弯曲角度为 2Ot．定义 Z轴方 向及L的意义如图 割的过程。图2为截面圆示 图及轨迹点坐标的展开 1所示，Z轴零点为 图1中O点位置 ．0为弯头斜