專利名稱：一種多曲率半徑彎扭鋼管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彎扭鋼管及其制作方法，具體是一種多曲率半徑彎扭鋼管，以及加工這種彎扭鋼管的制作方法。
背景技術(shù)：
無錫大劇院矗立于蠡湖南岸，建筑總面積為7萬多平方米。從整體設(shè)計外形上看， 大劇院由體量A、體量B兩大部分組成。其中，體量A由五片巨大的葉子狀建筑構(gòu)成，是能容納1700多名觀眾的主觀演廳；體量B則由3片葉子狀建筑構(gòu)成，為能容納700多名觀眾的多功能廳。本工程鋼結(jié)構(gòu)體系為復(fù)雜的曲線空間網(wǎng)格管桁架體系，與下部砼結(jié)構(gòu)基本脫開，自成體系。單片“樹葉”可分為三大部分，分別為下部筒柱、中部肩部桁架、上部屋面桁架。分別采用了大小不等的鋼管編織而成，因其外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鋼管相互交叉且圓滑過渡連接，導(dǎo)致鋼管呈空間扭曲狀。由多個曲率半徑組合且各曲率半徑處于不同平面內(nèi)的扭曲鋼管(簡稱彎扭鋼管)貫穿了整個工程，彎扭鋼管多個不同平面的圓弧段組合而成；如何加工好這些彎扭鋼管是該工程的首要控制重點。對于彎扭鋼管的加工，通常采用單個曲率半徑分別加工，而后通過拼裝、焊接而成。具體方法就是將整根彎扭鋼管按每個不同的曲率半徑，劃分成若干個小段，然后將各小段分別采用單曲圓弧的加工方法進(jìn)行單獨加工，最后在專用組裝胎架上采用對接的方法進(jìn)行整體線形的弧順接長。但是采用常規(guī)方法存在以下缺點
1)劃分的小分段越多，切割的工作量越大；
2)各小分段加工合格后需進(jìn)行對接接長，分段數(shù)量多，焊接、檢測工作量大；
3)各小分段對接后容易產(chǎn)生變形，則對接過渡處的線形弧順難以控制，火焰矯正工作
量大；
4)接口數(shù)量越多，整根彎扭鋼管的弧順質(zhì)量越差。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種多曲率半徑彎扭鋼管，同時還提供了一種工作效率更高，加工速度更快的彎扭鋼管加工方法。技術(shù)方案為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所述的一種多曲率半徑彎扭鋼管它由兩個或兩個以上不同平面曲率半徑小分段構(gòu)成。本發(fā)明還公開了上述多曲率半徑彎扭鋼管的制作方法，該方法的具體步驟如下
(a)對多曲率半徑彎扭鋼管采用計算機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計做出整體模型；
(b)將整體模型按照單個曲率半徑劃分成小分段，每一個曲率半徑分成一個小分段；
(c)將兩個或兩個以上小分段劃成一個分區(qū)，將一個分區(qū)放在一根鋼管上加工成型；
(d)制作彎扭鋼管的組裝胎架，將完成的分區(qū)吊裝上組裝胎架，定位組裝焊接在一起完成多曲率半徑彎扭鋼管的制作。所述步驟(C)中由三個不同曲率半徑小分段組成的分區(qū)的制作方法如下(1)將三個小分段分別設(shè)為Rl、R2、R3；
(2)計算機(jī)將彎扭的分區(qū)拉伸為直鋼管，計算直鋼管長度L；
(3)下料，切割出一條長度為L的直鋼管；
(4)劃線在直鋼管上劃出R1加工線、R2加工線、R3加工線、水平基準(zhǔn)線和加工余量線.
一入 ，
(5)加工分區(qū)從一端向另一端逐步壓彎鋼管，具體方法如下
(i )加工R3 將劃線后的直鋼管橫放于下壓膜上，調(diào)整R3加工線使之垂直于水平地面，然后在R3加工線上方卡上上壓膜，上壓膜中心投影與R3加工線重合，再銷上壓膜銷軸和下壓膜銷軸，加工過程中如上壓膜投影中心線與鋼管加工線之間存在偏差要及時進(jìn)行鋼管位置的調(diào)整，使其每一次壓制時兩線完全重合；
:R3加工完成后，接近位于R2的過渡位置處預(yù)留一段不加工，然后將完成 R3加工的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使R2加工線垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法進(jìn)行R2的加工；
(iii)加工R3與R2之間的預(yù)留段，此部分屬于兩個不同彎曲平面的過渡段，彎制時需緩緩轉(zhuǎn)動鋼管逐步進(jìn)行調(diào)整壓制，使之形成順滑過渡；
(iv)對加工完成的R3和R2進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對完成的R3和R2采用拉線法進(jìn)行檢測，即將R3壓制中心線的端點與R2壓制中心線的終點進(jìn)行連線，測量兩點間的弦長是否達(dá)到要求參數(shù)，同時測量出R3、R2在過渡處端點距連線間的垂直距離，即折拱拱高是否達(dá)到要求參數(shù)。(ν )加工R1:R2接近于Rl的過渡位置處預(yù)留一段不加工，然后將完成R3、R2加工的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使Rl加工線垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法進(jìn)行R2的加工；
(vi)加工R2與Rl之間的預(yù)留段；加工方法同加工R3與R2之間的預(yù)留段；
(vii)對加工完成的R2和Rl進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對完成的R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測，即將R2壓制中心線的端點與Rl壓制中心線的終點進(jìn)行連線，測量兩點間的弦長是否達(dá)到要求參數(shù)，同時測量出Rl、Rl在過渡處端點距連線間的垂直距離，即折拱拱高是否達(dá)到要求參數(shù)；
(viii)對加工完成的R3、R2和Rl進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；檢測合格后即完成加工分區(qū)的制作。對完成的R3、R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測，即將R3壓制中心線的端點與Rl壓制中心線的終點進(jìn)行連線，測量兩點間的弦長是否達(dá)到要求參數(shù)，同時測量出R3、R2、R1在過渡處端點距連線間的垂直距離，即折拱拱高是否達(dá)到要求參數(shù)。本發(fā)明中所述步驟(5)中加工Rl、R2、R3時，采用油壓機(jī)在加工線上下壓5次，下壓高度依次為1/3H、1/3H、1/5H、1/10H、1/20H ；其中H為Rl、R2、R3完成時要求達(dá)到的理論拱高。本發(fā)明中
有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點是
1、本發(fā)明所述的多曲率半徑彎扭鋼管造型美觀，過渡順滑；2、本發(fā)明所述的方法與常規(guī)加工方法相比，減小了彎扭鋼管的接頭數(shù)量；同時切割、焊接、探傷、矯正等人工工時節(jié)省了 75%，同時用于此部分工作所消耗的電、氣、焊絲等也節(jié)約了 75% ；再則大大提高了彎扭鋼管的質(zhì)量，延長了使用壽命。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明步驟(4)中劃線后的示意圖； 圖3為本發(fā)明實施例中彎扭鋼管與上壓膜、下壓膜固定時的示意圖； 圖4為本發(fā)明中測量R2、Rl的示意圖； 圖5為本發(fā)明中測量R3、R2、R1的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實施例如圖1所示的一種多曲率半徑彎扭鋼管它由9個不同平面的曲率半徑小分段構(gòu)成。本實施例還公開了上述多曲率半徑彎扭鋼管的制作方法，該方法的具體步驟如下
(a)對多曲率半徑彎扭鋼管采用計算機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計做出整體模型；
(b)將整體模型按照單個曲率半徑劃分成小分段，每一個曲率半徑分成一個小分段，本實施例中單根彎扭鋼管有9個小分段:R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9 ；
(c)將每三個小分段劃成一個分區(qū)，將一個分區(qū)放在一根鋼管上加工成型；這樣就形成三個分區(qū)R1、R2、R3為一個分區(qū)；R4、R5、R6為一個分區(qū)；R7、R8、R9為一個分區(qū)；
(d)制作彎扭鋼管的組裝胎架，將完成的三個分區(qū)吊裝上組裝胎架，定位組裝焊接在一起完成了上述9個不同平面曲率半徑的彎扭鋼管的制作。本實施例中所述步驟(c)中分區(qū)的制作方法如下(以Rl、R2和R3構(gòu)成的分區(qū)為例)
(1)分區(qū)構(gòu)成的三個小分段為:R1、R2、R3;
(2)計算機(jī)將彎扭的分區(qū)拉伸為直鋼管，計算直鋼管長度L；
(3)下料，切割出一條長度為L的直鋼管；
(4)劃線在直鋼管上劃出R1加工線A、R2加工線B、R3加工線C、水平基準(zhǔn)線D和加工余量線E(如圖2所示)；
(5)加工分區(qū)從R3端向Rl端逐步壓彎鋼管，具體方法如下
(i )加工R3 將劃線后的直鋼管橫放于下壓膜2上，調(diào)整R3加工線使之垂直于水平地面，然后在R3加工線上方卡上上壓膜3，上壓膜3的中心投影與R3加工線重合，再銷上壓膜銷軸和下壓膜銷軸，加工過程中如上壓膜投影中心線與鋼管加工線之間存在偏差要及時進(jìn)行鋼管位置的調(diào)整，使其每一次壓制時兩線完全重合；:R3加工完成后，接近位于R2的過渡位置處預(yù)留一段不加工，然后將完成 R3加工的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使R2加工線垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法進(jìn)行R2的加工；(如圖3)
(iii)加工R3與R2之間的預(yù)留段，此部分屬于兩個不同彎曲平面的過渡段，彎制時需緩緩轉(zhuǎn)動鋼管逐步進(jìn)行調(diào)整壓制，使之形成順滑過渡；
(iv)對加工完成的R3和R2進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對完成的R3和R2采用拉線法進(jìn)行檢測，即將R3壓制中心線的端點與R2壓制中心線的終點進(jìn)行連線，測量兩點間的弦長是否達(dá)到要求參數(shù)，同時測量出R3、R2在過渡處端點距連線間的垂直距離，即折拱拱高是否達(dá)到要求參數(shù)；
(ν )加工R1:R2接近于Rl的過渡位置處預(yù)留一段不加工，然后將完成R3、R2加工的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使Rl加工線垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法進(jìn)行R2的加工；
(vi)加工R2與Rl之間的預(yù)留段；加工方法同加工R3與R2之間的預(yù)留段；
(vii)對加工完成的R2和Rl進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對完成的R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測，即將R2壓制中心線的端點與Rl壓制中心線的終點進(jìn)行連線，測量兩點間的弦長是否達(dá)到要求參數(shù)，同時測量出Rl、Rl在過渡處端點距連線間的垂直距離，即折拱拱高是否達(dá)到要求參數(shù)(如圖4)；
(viii)對加工完成的R3、R2和Rl進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；檢測合格后即完成加工分區(qū)的制作。對完成的R3、R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測，即將R3壓制中心線的端點與Rl壓制中心線的終點進(jìn)行連線，測量兩點間的弦長是否達(dá)到要求參數(shù)，同時測量出R3、R2、R1在過渡處端點距連線間的垂直距離，即折拱拱高是否達(dá)到要求參數(shù)(如圖5)。本發(fā)明中所述步驟(5)中加工Rl、R2、R3時，采用油壓機(jī)在加工線上下壓5次，下壓高度依次為1/3H、1/3H、1/5H、1/10H、1/20H ；其中H為Rl、R2、R3完成時要求達(dá)到的理論拱高。
權(quán)利要求
1.一種多曲率半徑彎扭鋼管，其特征在于它由兩個或兩個以上不同平面的曲率半徑小分段構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多曲率半徑彎扭鋼管的制作方法，其特征在于該方法的具體步驟如下(a)對多曲率半徑彎扭鋼管采用計算機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計做出整體模型；(b)將整體模型按照單個曲率半徑劃分成小分段，每一個曲率半徑分成一個小分段；(c)將兩個或兩個以上小分段劃成一個分區(qū)，將一個分區(qū)放在一根鋼管上加工成型；(d)制作彎扭鋼管的組裝胎架，將完成的分區(qū)吊裝上組裝胎架，定位組裝焊接在一起完成多曲率半徑彎扭鋼管的制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多曲率半徑彎扭鋼管的制作方法，其特征在于所述步驟(c)中由三個不同平面曲率半徑小分段組成的分區(qū)的制作方法如下(1)將三個小分段分別設(shè)為Rl、R2、R3；(2)計算機(jī)將彎扭的分區(qū)拉伸為直鋼管，計算直鋼管長度L；(3)下料，切割出一條長度為L的直鋼管；(4)劃線在直鋼管上劃出R1加工線、R2加工線、R3加工線、水平基準(zhǔn)線和加工余量線.一入 ，(5)加工分區(qū)從一端向另一端逐步壓彎鋼管，具體方法如下(i )加工R3 將劃線后的直鋼管橫放于下壓膜上，調(diào)整R3加工線使之垂直于水平地面，然后在R3加工線上方卡上上壓膜，上壓膜中心投影與R3加工線重合，再銷上壓膜銷軸和下壓膜銷軸，加工過程中如上壓膜投影中心線與鋼管加工線之間存在偏差要及時進(jìn)行鋼管位置的調(diào)整，使其每一次壓制時兩線完全重合；:R3加工完成后，接近位于R2的過渡位置處預(yù)留一段不加工，然后將完成 R3加工的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使R2加工線垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法進(jìn)行R2的加工；(iii)加工R3與R2之間的預(yù)留段，此部分屬于兩個不同彎曲平面的過渡段，彎制時需緩緩轉(zhuǎn)動鋼管逐步進(jìn)行調(diào)整壓制，使之形成順滑過渡；(iv)對加工完成的R3和R2進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；(ν )加工R1:R2接近于Rl的過渡位置處預(yù)留一段不加工，然后將完成R3、R2加工的鋼管進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使Rl加工線垂直于水平地面，采用加工R3相同的方法進(jìn)行R2的加工；(vi)加工R2與Rl之間的預(yù)留段；加工方法同加工R3與R2之間的預(yù)留段；(vii)對加工完成的R2和Rl進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；(viii)對加工完成的R3、R2和Rl進(jìn)行檢測；檢測出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；檢測合格后即完成加工分區(qū)的制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多曲率半徑彎扭鋼管的制作方法，其特征在于所述步驟(5)中加工R1、R2、R3時，采用油壓機(jī)在加工線上下壓5次，下壓高度依次為1/3H、1/3H、 1/5HU/10HU/20H ；其中H為R1、R2、R3完成時要求達(dá)到的理論拱高。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多曲率半徑彎扭鋼管，它由兩個或兩個以上曲率半徑小分段構(gòu)成。本發(fā)明還提供了上述彎扭鋼管的制作方法，具體步驟為多曲率半徑彎扭鋼管做出整體模型；將整體模型按照單個曲率半徑劃分成小分段；兩個或兩個以上小分段劃成一個分區(qū)，一個分區(qū)放在一根鋼管上加工成型；制作彎扭鋼管的組裝胎架，將完成的分區(qū)吊裝上組裝胎架，定位組裝焊接。本發(fā)明所述的多曲率半徑彎扭鋼管造型美觀，過渡順滑；本發(fā)明所述的方法與常規(guī)加工方法相比，減小了彎扭鋼管的接頭數(shù)量；節(jié)約了工時和能源；大大提高了彎扭鋼管的質(zhì)量，延長了使用壽命。
文檔編號E04G21/00GK102191815SQ20111012173
公開日2011年9月21日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者丁建強(qiáng), 徐其君, 蘇中海, 趙明祥, 錢志忠, 馬志偉 申請人:江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司