彎管及岔管展開圖繪制及放樣方法

李小凱

（中國葛洲壩集團機電建設有限公司四川成都　610091）

彎管及岔管展開圖繪制及放樣方法

李小凱

（中國葛洲壩集團機電建設有限公司四川成都610091）

以老撾會蘭龐雅水電站壓力鋼管彎管和岔管為例，詳細介紹利用AutoCAD繪制彎管和岔管展開圖的畫法及岔管放樣的保障措施。

會蘭龐雅水電站；彎管；岔管；展開圖；放樣

1　概況

老撾會蘭龐雅水電站位于老撾南部的Bolaven高原的HOUAY LAMPHAN GNAI河流上。水電站引水隧洞采用一洞二機布置型式。引水系統經上平洞、明管、豎井、下平洞、岔管段、支管段至蝸殼進口球閥相接。

2　彎管展開圖畫法

2.1彎管模型

圖1為13#鎮墩內壓力鋼管立面布置圖，選取13#鎮墩內的彎管作為研究對象，繪制1#彎管的展開圖。

特別注意：應選取管壁中性面（板中）進行展開。

圖1　壓力鋼管立面布置圖

2.2數據收集

2.2.1幾何作圖法

如圖2所示，將1#彎管圖取出，并旋轉至線AB水平。畫出俯視圖圓P，將圓P分成24等分。以第一、二象限為例，在等分點上做上標記0、1、2、3、……11、12，并過各等分點向上作豎直線與線段CD、線段AB相交，與線段CD相交點標記0’（C點）、1’、2’、3’、……11’、12’（D點），與線段AB相交點標記0”（B點）、1”、2”、3”、……11”、12”（A點）。定義L（n）=n’n”（n=0、1、2、……11、12）。在圖中依次量取L（0）、L（1）、L（2）、……L（11）、L（12）的長度。

圖2　1#彎管等分放樣圖

2.2.2數值計算法

除幾何作圖法量取L（n），也可用數值計算的方法計算出L（n）。如圖1所示已知數據，可以使用公式計算L（n）：

式中：r為彎管中性面截面圓的半徑；α（n）=15°×n。n取值不同，從而計算出L（0）、L（1）、L（2）、……L（11）、L（12）的長度。

2.3展開圖繪制

彎管的縱縫方向位于下偏左45°，其縱縫長度等于L（9）。首先，畫一條水平線，其長度等于彎管中性面截面圓的周長。將水平線分成24等分。過25個點（23個等分點，2個端點）依次向下作豎直線，其長度依次為L（9）、L（8）、……L（1）、L（0）、L（1）……L（11）、L（12）、L（11）、L（10）、L（9）。用樣條曲線將豎直線的下端點依次連接并擬合。

3　岔管展開圖畫法

3.1岔管模型

從岔管結構圖中提取岔管中性面輪廓圖（如圖3），并在各部分上做標記1#、2#、3#。岔管是由錐管、月牙肋焊接而成。1#為主錐管，2#、3#為支錐管，位于2#與3#之間部分是月牙肋。

圖3　岔管模型輪廓圖

3.23#支錐管放樣

從圖3中將3#支錐管取出，并旋轉至AB水平，如圖4所示。延長兩邊母線BC和AD與過M點的水平線相交F、E點，反向延長母線BC和AD相交與ο點。在圖4中畫出俯視圖底圓P，并將圓P分成36等分，以第一、二象限為例，做上標記0（F’點）、1、2、……17、18（E’點）。將圓P上的各等分點投影至線段EF上，并將EF上各投影點與ο點連接，連接線與線段CM相交于0’（C點）、1’、2’、……8’、9’；與線段DM相交于10’、11’、……17’、18’（D點）。過0’（C點）、1’、2’、……8’、9’作水平線與線段CF相交于0”（C點）、1”、2”、……8”、9”；過10’、11’、……17’、18’作水平線與線段DE相交于10”、11”、……17”、18”（D點）。量取ο點至0”（C點）、1”、……17”、18”（D點）的距離。

圖4　3#支錐管等分放樣圖

3.33#支錐管展開圖繪制

在BC位置將3#支錐管展開。以ο’點為圓心，圖4中οE的長度為半徑，在圖5中畫出圓弧（的長度等于圖2中圓P周長的一半）。將圓弧分成18等分，連接ο’至的端點及各等分點。在各連接線上依次量取ο’0、ο’1、……ο’17、ο’18，使線段長度依次等于圖5中ο0”、ο1”、……ο17”、ο18”的長度。

圖5　3#支錐管展開圖

特殊點M的位置畫法：在圖4中，過M點作豎直線與圓P相交于點M’。在圖5中，以ο’點為圓心，J為起點，畫圓弧，圓弧的另一端點做標記M”，M”點為M點在展開圖上的對應點。

用樣條曲線依次連接0、1、2……8、9、M”，M”、10、11……17、18并擬合，所得曲線為圖4中折線CMD的對應展開曲線。圖5中，在線段ο’0上量取0B’。以ο’為圓心，B’為起點畫圓弧，圓弧端點G落在線段ο’K上。選中已畫展開圖輪廓線，使用鏡像工具沿ο’K進行鏡像，創建展開圖的另一半。

縱縫位置的畫法：3#支錐管縱縫位于上偏右45°。將圓弧JK⌒分成4等分，連接ο’至靠近K點的四等分點，連接線與展開圖輪廓線相交于兩點，兩點間的線段為3#支錐管展開圖的縱縫。

3#錐管展開圖繪制完成后，修改調整展開圖，變換成在縱縫位置進行展開的錐管展開圖，以用于數控下料。

3.41#、2#錐管展開圖繪制

1#主錐管展開圖繪制方法與3#錐管展開圖繪制所采用的方法類似，這里不再進行敘述。2#支錐管與3#支錐管結構相同，其展開圖也完全相同。

3.5月牙肋圖形繪制

月牙肋的外緣為橢圓弧，可使用CAD中的橢圓工具繪制；內緣為拋物線，可建立坐標系，繪制坐標點，用樣條曲線連接坐標點并擬合。

4　放樣及保證措施

在過去，展開放樣的方法大多是在空曠的鋼板平臺上用幾何的方法制作樣板或劃線下料，或用計算的方法求展開坐標，隨著科學技術和計算機技術的普及，現在又更多的方法達到這一目的。掌握好彎管及岔管的展開圖繪制方法，即可在AutoCAD中完成展開放樣，繪制放樣圖，將放樣圖導入數控程序完成下料。

5　結語

使用數控切割機進行彎管及岔管下料，不僅減輕操作者地勞動強度，而且有效地提高板材切割地效率、切割質量，所以掌握彎管及岔管的展開圖畫法，從而繪制其數控下料圖是很必要的。

TV732.4

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1673-0038（2015）50-0141-02

2015-11-29