專利名稱：防止化學(xué)品船特殊管彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于船舶管子加工領(lǐng)域，更具體地說是一種在化學(xué)品船特殊管彎制的過程 中防止彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置。
背景技術(shù)：
目前大多數(shù)船廠建造的化學(xué)品船，其中高壓液壓管都為國外進(jìn)口管。它們有特厚的碳
鋼管和薄壁的不銹鋼管，特別是不銹鋼(材料牌號(hào)為316L)大口徑薄壁管(0)131x3)，它 的相對(duì)壁厚為2.2%，其彎制技術(shù)難度較大，船廠沒有這方面的彎制經(jīng)驗(yàn)。為了確保這種船 只的建造進(jìn)度與質(zhì)量，因此把這些特殊管委托國外專業(yè)廠彎制，然后運(yùn)到國內(nèi)進(jìn)行安裝。 這些特殊管委托國外彎制，不但我們要承受昂貴的費(fèi)用，而且當(dāng)船只在生產(chǎn)過程中， 一旦 發(fā)生管道改樣、管子損壞等問題，則要再次委托國外加工，因而引起更大的費(fèi)用；同時(shí)由 于管子的制造運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)，對(duì)于船只的生產(chǎn)組織極不方便。
如圖1所示管子彎曲時(shí)的應(yīng)力，其中M——管子彎曲力矩，ol——拉伸應(yīng)力，o2 ——壓縮應(yīng)力，Nl、 N2——管子壓偏力。管子彎曲時(shí)，管子彎曲部位的內(nèi)側(cè)壁為壓縮變形 而管壁要增厚；外側(cè)管壁產(chǎn)生拉伸變形而管壁要變薄。管子彎曲時(shí)管壁內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力大小， 常取決于管子相對(duì)彎曲半徑Rx的大小(Rx=R/d， R為管子彎曲半徑，d為管子的外徑)。 當(dāng)相對(duì)彎曲半徑Rx愈小，則應(yīng)力愈大。過大的應(yīng)力，使管子的彎曲部位外側(cè)的管壁拉薄嚴(yán) 重，會(huì)降低了管子的強(qiáng)度。
彎曲的管子相對(duì)壁厚Sx值(Sx=s/d， s表管子壁厚，d為管子的外徑)較小時(shí)，當(dāng)在彎 曲過程中，其管子內(nèi)側(cè)管壁受到壓縮變形的穩(wěn)定性愈小，有時(shí)因喪失穩(wěn)定而產(chǎn)生管壁皺褶。 皺褶的管壁，使管子強(qiáng)度下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生管壁裂縫，造成彎曲失敗。
由圖1中可知，管子規(guī)格①131X3，彎曲半徑R-3，按常規(guī)的彎模進(jìn)行彎曲時(shí)，管子 彎曲部位的內(nèi)側(cè)因受到過大的壓縮應(yīng)力，而且由于相對(duì)壁厚Sx=0.022必然會(huì)產(chǎn)生褶皺現(xiàn)象。 產(chǎn)生管壁褶皺的主要原因當(dāng)管壁受到軸向(沿管子中心方向)壓縮力后，由于相對(duì)壁厚 過小(Sx=0.022)管壁失去穩(wěn)定，造成彎曲變形(管壁的褶皺)。如果對(duì)管壁加一對(duì)側(cè)向壓 力，則將會(huì)提高管壁材料的穩(wěn)定作用，從而防止管壁的褶皺產(chǎn)生。
一般彎管機(jī)中，管子彎曲時(shí)產(chǎn)生的反力矩都由側(cè)向?qū)О宄惺?平衡)。如果管子在彎曲 過程中，我們有意地提高側(cè)向?qū)О鍖?duì)管子的壓力，這種壓力通過彎曲管子的外側(cè)管壁，傳 遞給芯棒對(duì)彎曲管子的內(nèi)側(cè)管壁的壓力，如圖2所示。這個(gè)壓力即為管壁上的側(cè)向力，使 管子彎曲時(shí)提高了管壁的穩(wěn)定作用達(dá)到管壁防褶皺效果。但圓形的彎曲模，只有在管子的 起彎點(diǎn)處才有支撐點(diǎn)，才能形成管子壁上的側(cè)向壓力。顯然這種側(cè)向壓力的作用范圍較小， 雖然能達(dá)到一定的防褶皺效果，但對(duì)R=3， Sx=0.022的薄壁管彎曲而言，還不能達(dá)到防褶 皺的理想效果。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中管子彎曲防褶皺的不足，提供一種在化學(xué)品船特殊管 彎制的過程中可以擴(kuò)大側(cè)向壓力的作用范圍、防止彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置。 為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)-
一種防止化學(xué)品船特殊管彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置，包括圓柱曲面、圓弧形的凸形曲 面和舌部，其中圓柱曲面內(nèi)凹且與被彎曲的管子表面接觸，圓弧形的凸形曲面與圓柱曲面 相鄰，凸形曲面與管子的彎模凹槽接觸，凸形曲面的圓弧半徑與彎模半徑相等，防皺導(dǎo)板 上的圓柱曲面與圓弧形的凸形曲面的相交處為舌部。
優(yōu)選的，上述圓柱曲面的圓柱面直徑與被彎曲的管子外徑相等，凸形曲面與管子的彎 模凹槽對(duì)應(yīng)，可與彎模的凹槽貼合，圓柱曲面與凸形曲面相對(duì)中心平面對(duì)稱。
防皺導(dǎo)板上的圓弧形的凸形曲面與管子彎模的凹槽形狀對(duì)應(yīng)，相互有良好接觸，可貼 合在一起，使防皺導(dǎo)板的舌部得到彎模的支撐，使很薄的舌部具有一定的剛性來支撐管子 壁產(chǎn)生的側(cè)向壓力。管子彎曲時(shí)，使管子能順利地從防皺導(dǎo)板移動(dòng)(過渡)到彎模的起彎 點(diǎn)，并得到連續(xù)的側(cè)向壓力，因此防皺導(dǎo)板舌部厚度越小越好。
本實(shí)用新型的有益效果是由于防鈹導(dǎo)板的支撐作用，使彎管時(shí)由側(cè)向?qū)О逶黾拥膫?cè) 向壓力，通過管子及芯棒的傳遞作用，使彎曲管內(nèi)側(cè)管壁能均勻地?cái)U(kuò)大側(cè)向壓力的作用范 圍，把彎曲管內(nèi)側(cè)管壁的穩(wěn)定性進(jìn)一步地提高，從而達(dá)到防皺褶效果良好。同時(shí)使管子的 制造周期大大縮短，從而為降低造船成本和縮短造船周期產(chǎn)生了良好的作用。在高技術(shù)船 舶上，對(duì)于一些低壓的管道，選用大口徑薄壁管可以減少管材用量，從而減輕船只自重， 特別對(duì)于那些有色金屬管(不銹鋼管及高耐腐的有色金屬合金管)，更可以帶來可觀的經(jīng)濟(jì) 效益。


圖l:管子彎曲變形時(shí)的應(yīng)力示意圖。 M-管子彎曲力矩 o 1-拉伸應(yīng)力 o 2-壓縮應(yīng)力 Nl、 N2-管子壓偏力
圖2: —般彎管機(jī)中側(cè)向?qū)О瀹a(chǎn)生的側(cè)壓力示意圖。
圖3:防皺導(dǎo)板作用示意圖。
圖4:防皺導(dǎo)板的結(jié)構(gòu)示意圖。 r-管子半徑
R-彎模槽半徑
圖5:防皺導(dǎo)板安裝位置的示意圖。
t-舌部厚度
△L-舌部起彎點(diǎn)距離
附圖標(biāo)記:
1、彎模
3、芯棒
5、助推油缸
7、夾頭
9、防鮍導(dǎo)板
2、 4、 6、 8、 10
11、圓弧形的凸形曲面12 13、中心平面
管子 側(cè)導(dǎo)板 導(dǎo)板支架 起彎點(diǎn) .圓柱曲面 ,舌部
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做一詳細(xì)的描述
如圖4所示的防止化學(xué)品船特殊管彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置，包括圓柱曲面IO、圓弧 形的凸形曲面11和舌部12，其中圓柱曲面10的圓柱面直徑與被彎曲的管子2外徑相等(即
產(chǎn)管徑/2)，與被彎曲的管子2表面接觸，圓弧形的凸形曲面11與圓柱曲面IO相鄰，凸形 曲面11與管子的彎模1凹槽接觸，凸形的半徑為f管徑/2，曲面的圓弧半徑為彎模1半徑 R。防皺導(dǎo)板上的圓柱曲面與圓弧形的凸形曲面的相交處為防皺導(dǎo)板的舌部12，圓柱曲面 10與凸形曲面11相對(duì)中心平面13對(duì)稱。
防皺導(dǎo)板上的凸形圓弧曲面11與管子彎模1的凹槽有良好接觸，這樣才能使防鈹導(dǎo)板 的舌部12得到彎模1的支撐，使很薄的舌部具有一定的剛性來支撐管子壁產(chǎn)生的側(cè)向壓力。 管子彎曲時(shí)，管子在防皺導(dǎo)板的圓柱曲面內(nèi)滑動(dòng)，由于管子壁與防皺導(dǎo)板之間側(cè)壓力作用， 因此接觸面之間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的摩擦力， 一方面使管子的移動(dòng)阻力增加；同時(shí)，由于摩擦力 的作用使防皺導(dǎo)板安裝位置發(fā)生變移。因此防皺導(dǎo)板必須安裝牢固，防止彎管工作時(shí)，產(chǎn) 生防皺導(dǎo)板的變位。
如圖5所示，管子2彎曲時(shí)，使管子能順利地從防皺導(dǎo)板9移動(dòng)(過渡)到彎模的起 彎點(diǎn)8，并得到連續(xù)的側(cè)向壓力，因此防鈹導(dǎo)板舌部厚度越小越好。這樣才能保證防皺導(dǎo)板 的舌部距起彎點(diǎn)距離接近零，使防皺導(dǎo)板的安裝位置正確，首先要保證防皺導(dǎo)板的制造精 度。由于防皺導(dǎo)板的兩個(gè)曲面在工作時(shí)， 一個(gè)與被彎曲的管子接觸；另一個(gè)與彎模接觸。 因此兩個(gè)曲面的空間位置的相對(duì)尺寸，將決定于防皺導(dǎo)板能否安裝到理想位置的先決條件。
如圖3所示，由于防皺導(dǎo)板的支撐作用，使彎管時(shí)由側(cè)向?qū)О逶黾拥膫?cè)向壓力，通過 管子及芯棒3的傳遞作用，使彎曲管內(nèi)側(cè)管壁能均勻地?cái)U(kuò)大側(cè)向壓力的作用范圍，把彎曲 管內(nèi)側(cè)管壁的穩(wěn)定性進(jìn)一步地提高，從而達(dá)到防皺褶效果良好。
由于采用防皺導(dǎo)板會(huì)使彎曲管與防皺導(dǎo)板之間的摩擦力會(huì)增大，為降低彎曲管移動(dòng)阻 力，可釆用摩擦系數(shù)小及耐磨損的材料制成(如青銅等)防皺導(dǎo)板。同時(shí)防皺導(dǎo)板的表面 光潔度必須提高(愈高愈好)，同時(shí)在彎曲時(shí)，在摩擦面之間加有足夠的潤(rùn)滑脂，盡可能地 在摩擦面之間形成潤(rùn)滑油膜。對(duì)于增加前夾頭7處的滑動(dòng)阻力方法，可以采用在彎曲條件 允許下，盡可能地增加夾頭寬度，提高夾頭的工作面積，從而提高其滑動(dòng)阻力；在前夾頭 內(nèi)腔加工有防滑槽(線)；在夾頭與管子之間墊砂布等方法。當(dāng)然所有方法都為不損傷彎管 壁表面及管子形狀為原則。
由于防皺導(dǎo)板的光潔度較高，所以，彎曲管的表面及內(nèi)壁的清潔必須加于注意， 一旦 在摩擦面之間有毛刺或硬粒臟物等，極可能造成防鈹導(dǎo)板的損壞，從而造成管子彎曲摩擦 阻力的加大以及彎曲管的表面損傷。
權(quán)利要求1.一種防止化學(xué)品船特殊管彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置，其特征在于，所述防皺導(dǎo)板包括圓柱曲面、圓弧形的凸形曲面和舌部，其中圓柱曲面內(nèi)凹且與被彎曲的管子表面接觸，圓弧形的凸形曲面與圓柱曲面相鄰，凸形曲面與管子的彎模凹槽接觸，凸形曲面的圓弧半徑與彎模半徑相等，防皺導(dǎo)板上的圓柱曲面與圓弧形的凸形曲面的相交處為舌部。
2. 如權(quán)利要求1所述防止化學(xué)品船特殊管彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置，其特征在于所述圓 柱曲面的圓柱面直徑與被彎曲的管子外徑相等，所述凸形曲面與管子的彎模凹槽對(duì)應(yīng)， 可與彎模的凹槽貼合，圓柱曲面與凸形曲面相對(duì)中心平面對(duì)稱。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種防止化學(xué)品船特殊管彎曲褶皺的防皺導(dǎo)板裝置，包括圓柱曲面、圓弧形的凸形曲面和舌部，其中圓柱曲面內(nèi)凹且與被彎曲的管子表面接觸，圓弧形的凸形曲面與圓柱曲面相鄰，凸形曲面與管子的彎模凹槽接觸，凸形曲面的圓弧半徑與彎模半徑相等，防皺導(dǎo)板上的圓柱曲面與圓弧形的凸形曲面的相交處為舌部。本實(shí)用新型應(yīng)用在化學(xué)品船特殊管彎制的過程中可以擴(kuò)大側(cè)向壓力的作用范圍、防止彎曲褶皺。
文檔編號(hào)B21D9/00GK201070647SQ20072012582
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者丁平鋼, 俞明俠, 顧文娟 申請(qǐng)人:江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司