一般角度的钢制虾米弯头制作中的几个问题.docx

设把下料样板展开图16等分,则β=2π/16,这样根据几何关系可知:【摘要】由于一般角度的钢制虾米弯头在石油、化工管路中广泛应用而又无标准详尽论述,本文对此在下料尺寸的确定、计算的程序化以及制作过程中应注意的问题结合实例进行了初探。叙词:钢制弯头制作下料计算一、前言在石油、化工管路中,经常需要制作钢制虾米弯头。对于90°、60°、45°、30°及2215°等特殊角度的虾米弯头,制作过程中下料的数据及样板在标准S311∶钢制管道零件(建筑科学院建筑标准设计研究所编制)中有详细的图表,但工程中涉及到大量的非特殊角度的虾米弯头,它们的下料数据如何得到呢?本文将结合例子给出计算方法和公式,并可据此进一步推广到计算的程序化。图2下料样板16等分图h2=Φ/2·(1-h3=Φ/2·(1-h8=Φ/2·(1-进而可得:cos2π/16)cos2·2π/16)cos7·2π/16)=l1+Φ/2·(1-=l1+Φ/2·(1-cos2π/16)·tgαcos2·2π/16)·tgαl2l3二、下料尺寸的计算各种角度的虾米弯头下料尺寸问题,可以归结到图1所示的基本尺寸构件的下料尺寸问题。其中:Φ为虾米弯头外径,R为虾米弯头弯曲半径,α为弯曲角度,T为壁厚。=l1+Φ/2·(1-cos7·2π/16)·tgαl8另外,从图(一)易知:=(R-Φ/2+T)·tgα=(R+Φ/2+T)·tgαl1l9这样,图(一)所示的构件的下料尺寸为:l1=(R-Φ/2+T)·tgαli=R+T-Φ/2·cos(i-1)·2π/16]·tgα(i=2、3、8)l9=(R+Φ/2+T)·tgα据此可以确定图1所示构件的下料图,(如图3所示)。图1虾米弯头尺寸构件该构件的下料尺寸可以这样求得:如图2,一般角度的钢制虾米弯头制作中的几个问题郭承武中国化学工程管件公司武汉市430064设备与简件第4期管道技术与设备29图3上料图图2是将下料样板展开图16等分,一般地作n等分,n=2k(K为自然数),则下料尺寸计算公式可以归结为:l1=(R-Φ/2+T)·tgαli=l1+Φ/2·[1-cos(i-1)·2π/n]·tgα=R+T-Φ/2·cos(i-1)·2π/n]·tgα图4990°27′虾米弯头(i=2、3、、n/2)=(R+Φ/2)·tgα(1)ln+12图5基本尺寸构件三、计算的电算化从上面的讨论中可以看到,钢制虾米弯头的制作关键是画出图3所示的曲线。而上面尺寸的计算所得数值就是对应曲线上等距采点的位置,显然,当采点越多,即n值越大时,曲线越准确,制作出的虾米弯头的误差也就越小。但从(1)式易知,n越大,计算难度相应增大。另外因α是一般角度,2π/n一般也不是特殊角度(当n超过一定数值时就如此)。这对计算都带来很大麻烦。鉴于此,有了计算公式(1),则容易将li的计算编制成程序。随着n的变化,通过计算机马上可以的到一组准确的li值。这对于n值较大,Φ值越大,越具有快速、准确的优越性。程序依据公式(1),可用BASIC、FORTRAN或数据库语言编制。因篇幅有限,程序在此省略。图6基本尺寸构件利用(1)式得图5的下料尺寸(n=16):l1l2l3l4l5l6l7l8l9=228=246=295=370=458=547=621=671=689四、例题例如,现要制作如图4所示的钢制虾米弯头,则下料尺寸可以这样获得:在实际制作的虾米弯头中,按图1所示,以下边为轴线的对称或不对称的两边为基本构件(图4的中间两块即如此。如图(4)所示虾米弯头的基本尺寸构件则为图5、图6两种。同理可以得到图6的下料尺寸(n=16):l1′=305l2′=328l3′=395l4′=495管道技术与设备1997年30l5′=614l6′=732l7′=831l8′=899l9′=922由此可得图4所示虾米弯头的下料图(如图7所示)。这样下料还可以使各下料样板之间排列错落有致,充分利用原材料。图7中四块排在一起刚好构成一矩形。理论证明见后。若象S3l1标准那样下料则浪费极大。21计算公式的统一下料尺寸的计算公式(1)中,当T较小,可以急略时或T/Φ较小时,则:l1=(R-Φ/2+T)·tgα=(R-Φ/2)·tgα这样(1)或可以统一为:li=R-Φ/2·cos(i-1)·2π/n]·tgα(2)(i=1、2、3、)这对li值的分析、程序的编制都有帮助。31对称性讨论:从(2)式中,不仅是简化统一了公式(1),更重要的是还可以证明:对任意i、j当1(i(n/2+1、1(j(n/2+1、i+j=(n/2+1)+1时,则li+lj=C(常数)证明:li+lj=R-Φ/2·cos(i-1)·2π/n]·tgα+[R-Φ/2·cos(j-1)·2π/n]·tgα=R-Φ/2·cos(i-1)·2π/n]·tg