热推法制造弯头.docVIP

热 推 法 制 造 弯 头 江苏省化工设备制造安装公司 热推法制造弯头根据国外资料介绍时Hamburger Bohling GmbH大约在六十年代前发展起来的。 该公司创立于1947年，是日本第一家接头专业厂，下有羽田、桐生、大阪、川越、数家、大森等工厂职工总数1100人1977年产量是63000吨居世界第一位占日本总产量的6昭和世界总产量的12%出口量占日本总出口量的80%,遍及全世界100多个国家、主要工厂产品经ASME审查合格并颁发许可证。 产品规格从21.7mm到2033mm。材质有钢、不锈钢、有色金属、特殊合金。品种有弯头、T形管、渐缩管(大小头)、Y形管、十字接头、管盖、凸缘、套接等。热推法制弯头 图1 心轴的几何形状 心轴由圆柱部分（PA）和弯曲部分（PB）组成。而弯曲部分则由扩大圆锥部分（PB-7）和引导部分（PB-2）构成。弯曲部分的外圆弧半径为r1,而内圆弧是随弯头横截面直径从d0到d1逐渐在内侧扩大，使弯头内侧压缩面受拉伸并补偿外侧拉伸面的减薄，从而得到壁厚分布均匀的弯头，这就避免一般弯头内侧因受压缩使壁厚增加，而外侧因受拉伸面壁厚减薄的缺点。 弯曲角横截面直径的增加，被限制在α为45°～55°之间。在α和β为75°～90°之间心轴横截面的直径不变，以用于引导弯头成形。 圆柱部分直径d。比原管内径稍小，而直径d1则等于成品的内径。当制造弯头时，钢管在圆柱部一段，必须加热到600℃左右，而弯曲部分则要加热到900℃。 对碳素钢、合金钢弯头各种公称外径、壁厚与所需热推力，可按图2确定。 图2 热推碳素钢、合金钢弯头的推力 特点 当成品制出后，整个弯头上均匀的壁厚几乎与原管一样（T=t）.另外弯头外圆弧总的长度恰好等于原管的长度（l=L），如图3所示。 图3 原管和弯头的参数 d 外径；l 管长；t 壁厚；Vp 原管体积；R 弯曲半径；D 弯头外径；T 弯头壁厚；L 弯头外圆弧长；Ve 弯头体积 原管的体积 Vp=（—）l =πt（d-t）l （1） 弯头的体积 Ve=（×）-（×） =π（D-T）T （2） 根据金属材料塑性变形体积不变定律要求t=T l=（） （3） 弯头外圆弧长 L=（R+） （4） 要求弯头外圆弧长L=原管长l，将（4）代入（3）整理得： = 因为DT，dt 所以= （5） 求出扩展率和弯曲半径之间的关系曲线见图4. 图4 扩展率和弯曲半径之间的关系 当R=D时代入式（5）整理得： D=1.5d或d=D/1.5 扩展率=50%； 当R=1.5D时，代入式（5）整理得： D=1.33d或d=D/1.33 扩展率=33% 当R=2D时，代入式（5）整理得： D=1.25d或d=D/1.25 扩展率=25% 当R=0.5D时，代入式（5）整理得： D=2d或d=D/2 扩展率=100% 与其它方法的比较 热推法是一种能连续生产弯头的方法，而其它方法都是单件进行生产的，故生产效率高、成本低，工人劳动强度小。 热推法是根据金属材料塑性变形体积不变定律的理论基础设计的心轴来制造弯头，而其它方法都只是通过一种简单的机械变形来实现，因此前者有弯头壁厚均匀一致，质量好的优点，尤其是薄型弯曲半径小的弯头，其它方法有时是无法生产的。 结论 弯头弯曲半径越小，弯头直径与原管的直径差越大，扩展率也越大。 弯头弯曲半径一定的情况下，扩展率（D-d）/d仅在某一定值才能得到均匀一致的壁厚，否则扩展率减小时，弯头内侧壁厚t2＞t1（外侧壁厚）。扩展率增大时，弯头内侧壁厚t2＜t1（外侧壁厚）。 根据环管（图5）受不变的内压力P时，按无力矩理论导出的计算公式： 图5 环管 σy=× （1） σx= （2） 式（1）国外资料称洛伦茨因数，即环管对直管的应力指数或应力集中系数。 当φ=0时（中心面） σx=（相当直管计算应力） 当φ= 时（外侧） σx=×（小于直管应力） 当φ=-时（内侧） σx=最大σ=- （大于直管应