弯管及岔管展开图绘制及放样方法

李小凯

（中国葛洲坝集团机电建设有限公司四川成都　610091）

弯管及岔管展开图绘制及放样方法

李小凯

（中国葛洲坝集团机电建设有限公司四川成都610091）

以老挝会兰庞雅水电站压力钢管弯管和岔管为例，详细介绍利用AutoCAD绘制弯管和岔管展开图的画法及岔管放样的保障措施。

会兰庞雅水电站；弯管；岔管；展开图；放样

1　概况

老挝会兰庞雅水电站位于老挝南部的Bolaven高原的HOUAY LAMPHAN GNAI河流上。水电站引水隧洞采用一洞二机布置型式。引水系统经上平洞、明管、竖井、下平洞、岔管段、支管段至蜗壳进口球阀相接。

2　弯管展开图画法

2.1弯管模型

图1为13#镇墩内压力钢管立面布置图，选取13#镇墩内的弯管作为研究对象，绘制1#弯管的展开图。

特别注意：应选取管壁中性面（板中）进行展开。

图1　压力钢管立面布置图

2.2数据收集

2.2.1几何作图法

如图2所示，将1#弯管图取出，并旋转至线AB水平。画出俯视图圆P，将圆P分成24等分。以第一、二象限为例，在等分点上做上标记0、1、2、3、……11、12，并过各等分点向上作竖直线与线段CD、线段AB相交，与线段CD相交点标记0’（C点）、1’、2’、3’、……11’、12’（D点），与线段AB相交点标记0”（B点）、1”、2”、3”、……11”、12”（A点）。定义L（n）=n’n”（n=0、1、2、……11、12）。在图中依次量取L（0）、L（1）、L（2）、……L（11）、L（12）的长度。

图2　1#弯管等分放样图

2.2.2数值计算法

除几何作图法量取L（n），也可用数值计算的方法计算出L（n）。如图1所示已知数据，可以使用公式计算L（n）：

式中：r为弯管中性面截面圆的半径；α（n）=15°×n。n取值不同，从而计算出L（0）、L（1）、L（2）、……L（11）、L（12）的长度。

2.3展开图绘制

弯管的纵缝方向位于下偏左45°，其纵缝长度等于L（9）。首先，画一条水平线，其长度等于弯管中性面截面圆的周长。将水平线分成24等分。过25个点（23个等分点，2个端点）依次向下作竖直线，其长度依次为L（9）、L（8）、……L（1）、L（0）、L（1）……L（11）、L（12）、L（11）、L（10）、L（9）。用样条曲线将竖直线的下端点依次连接并拟合。

3　岔管展开图画法

3.1岔管模型

从岔管结构图中提取岔管中性面轮廓图（如图3），并在各部分上做标记1#、2#、3#。岔管是由锥管、月牙肋焊接而成。1#为主锥管，2#、3#为支锥管，位于2#与3#之间部分是月牙肋。

图3　岔管模型轮廓图

3.23#支锥管放样

从图3中将3#支锥管取出，并旋转至AB水平，如图4所示。延长两边母线BC和AD与过M点的水平线相交F、E点，反向延长母线BC和AD相交与ο点。在图4中画出俯视图底圆P，并将圆P分成36等分，以第一、二象限为例，做上标记0（F’点）、1、2、……17、18（E’点）。将圆P上的各等分点投影至线段EF上，并将EF上各投影点与ο点连接，连接线与线段CM相交于0’（C点）、1’、2’、……8’、9’；与线段DM相交于10’、11’、……17’、18’（D点）。过0’（C点）、1’、2’、……8’、9’作水平线与线段CF相交于0”（C点）、1”、2”、……8”、9”；过10’、11’、……17’、18’作水平线与线段DE相交于10”、11”、……17”、18”（D点）。量取ο点至0”（C点）、1”、……17”、18”（D点）的距离。

图4　3#支锥管等分放样图

3.33#支锥管展开图绘制

在BC位置将3#支锥管展开。以ο’点为圆心，图4中οE的长度为半径，在图5中画出圆弧（的长度等于图2中圆P周长的一半）。将圆弧分成18等分，连接ο’至的端点及各等分点。在各连接线上依次量取ο’0、ο’1、……ο’17、ο’18，使线段长度依次等于图5中ο0”、ο1”、……ο17”、ο18”的长度。

图5　3#支锥管展开图

特殊点M的位置画法：在图4中，过M点作竖直线与圆P相交于点M’。在图5中，以ο’点为圆心，J为起点，画圆弧，圆弧的另一端点做标记M”，M”点为M点在展开图上的对应点。

用样条曲线依次连接0、1、2……8、9、M”，M”、10、11……17、18并拟合，所得曲线为图4中折线CMD的对应展开曲线。图5中，在线段ο’0上量取0B’。以ο’为圆心，B’为起点画圆弧，圆弧端点G落在线段ο’K上。选中已画展开图轮廓线，使用镜像工具沿ο’K进行镜像，创建展开图的另一半。

纵缝位置的画法：3#支锥管纵缝位于上偏右45°。将圆弧JK⌒分成4等分，连接ο’至靠近K点的四等分点，连接线与展开图轮廓线相交于两点，两点间的线段为3#支锥管展开图的纵缝。

3#锥管展开图绘制完成后，修改调整展开图，变换成在纵缝位置进行展开的锥管展开图，以用于数控下料。

3.41#、2#锥管展开图绘制

1#主锥管展开图绘制方法与3#锥管展开图绘制所采用的方法类似，这里不再进行叙述。2#支锥管与3#支锥管结构相同，其展开图也完全相同。

3.5月牙肋图形绘制

月牙肋的外缘为椭圆弧，可使用CAD中的椭圆工具绘制；内缘为抛物线，可建立坐标系，绘制坐标点，用样条曲线连接坐标点并拟合。

4　放样及保证措施

在过去，展开放样的方法大多是在空旷的钢板平台上用几何的方法制作样板或划线下料，或用计算的方法求展开坐标，随着科学技术和计算机技术的普及，现在又更多的方法达到这一目的。掌握好弯管及岔管的展开图绘制方法，即可在AutoCAD中完成展开放样，绘制放样图，将放样图导入数控程序完成下料。

5　结语

使用数控切割机进行弯管及岔管下料，不仅减轻操作者地劳动强度，而且有效地提高板材切割地效率、切割质量，所以掌握弯管及岔管的展开图画法，从而绘制其数控下料图是很必要的。

TV732.4

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1673-0038（2015）50-0141-02

2015-11-29