專利名稱：一種大型彎管成型方法及其工裝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種管道成型領域，特別是一種大型彎管成型方法及其工裝。
背景技術：
目前，彎管的成型方法非常多，有凹槽輪滾壓法、感應加熱煨彎法、型模壓彎法、逐步成型法、數(shù)控彎管法。對于大型金屬管材彎制成型，一般采用感應加熱煨彎法，也叫做中頻彎管法，其生產(chǎn)工藝是直管下料厚通過彎管推制機在鋼管待彎部分套上感應圈，用機械轉臂卡住管頭，在感應圈中通入中頻電流加熱鋼管，當鋼管溫度升高到塑性狀態(tài)時，在鋼管后端用機械推力推進，進行彎制，彎制出的鋼管部分迅速用冷卻劑冷卻，這樣邊加熱、邊推進、邊彎制、邊冷卻，不斷將彎管彎制出來。但是，對橫截面為由多個圓形直管、Ω型直管、多邊形直管等鋼管組焊而成的大型管道而言，如附圖1所示的橫截面由60根Ω型直管組焊成的“彎管”，外徑為1000mm、曲率半徑為6000mm、彎曲角為45°，應用這種感應加熱煨彎法很難對這種大型的管道進行彎曲成型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的在于針對現(xiàn)有技術存在的很難對橫截面為由多個圓形直管、Ω型直管、多邊形直管等鋼管組焊而成的大型管道彎曲成型的問題，提供大型彎管成型方法及其工裝。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種大型彎管成型方法及工裝，包括四根H型鋼，即H型鋼一、H型鋼二、H型鋼三、H型鋼四，所述四個H型鋼在環(huán)板表面軸對稱設置，其中H型鋼一中心線、H型鋼二中心線相互平行且在同一水平面，H型鋼三中心線、H型鋼四中心線相互平行且在同一水平面；所述四根H型鋼上分別連接有若干件鋼板，鋼板的數(shù)量根據(jù)彎管成型所需要的彎管參數(shù)如外徑、彎曲角度、直線段長度來選擇，編號1#鋼板-N#鋼板(其中N ^ 4)，每個鋼板表面開有與彎管外徑等同直徑大小的圓孔，所開圓孔在鋼板上的位置也根據(jù)彎管參數(shù)來設計，四根H型鋼的兩端連接有兩個環(huán)板，環(huán)板外徑上還連接有托圈；彎管成型工裝的具體安裝方法包括如下步驟 第一步確定水平基準面；將輔助平板安裝到位，用全站儀對平板進行水平校準，使其水平度小于2mm，以此作為水平基準面；第二步安裝H型鋼一、H型鋼二；分別把H型鋼一、H型鋼二吊上平板，兩個H型鋼開口向上且相互平行放置在平板上，兩個H型鋼的四端拉對角線，使兩個對角線等長；把H型鋼一、H型鋼二用壓板壓在平板上，再把懸在平板兩端的H型鋼與地面支撐牢固，H型鋼一、H型鋼二就作為安裝(1#-爾)鋼板的基準；然后分別在H型鋼一、H型鋼二上口中心線上垂直安裝I根鋼管，每根鋼管在安裝時吊垂線來校核；
鋼管的作用是用來固定下面步驟中要安裝的N1U鋼板、N2#鋼板；第三步劃距離線；在H型鋼一、H型鋼二上口按圖紙計算出的鋼板在H型鋼上投影長度劃線，劃線時從H型鋼一、H型鋼二長度中心線向兩側逐一劃線；第四步、安裝1#鋼板-N#鋼板；這個步驟是輸氣彎管成型工裝制作中最重要、最復雜的工作。因為這N件鋼板安裝精度，將直接影響到N件鋼板上的圓孔形成的輸氣彎管成型通道的精度，從而影響輸氣彎管輸氣彎管的制作精度。1#-爾鋼板的具體安裝過程如下1、設置基準棉線；在待安裝鋼板側邊上、下所在位置(H型鋼)附近的水平方向分別設置一根棉線，兩根棉線彼此平行，且處于同一垂直面上；這兩根棉線作為基準線，是用來核準N件鋼板側邊處于同一垂直面上，進而能保證彎管通道側母線在同一平面上；實際操作中，要求N件鋼板中的每件鋼板同一側邊至每件鋼板圓孔中心線的距離與理論計算的距離之間誤差不大于Imm ；2、安裝中間兩根鋼板；

設定中間兩個相鄰鋼板編號為NJt鋼板、N2#鋼板(N2=NJl),對鋼板進行校直，吊裝N1S鋼板，使其下端對正H型鋼一、H型鋼二上口已劃好N1S鋼板將要安裝的位置線，然后分別在H型鋼一、H型鋼二傷口 N1S鋼板位置線上各焊I個擋塊；用同樣方法吊裝N2#鋼板并安裝在H型鋼一、H型鋼二上口，并用擋塊連接起來；將N1S鋼板、N2#鋼板的上端調(diào)整到位，用加強筋連接在一起，并且固定在兩根鋼管上端；兩塊鋼板的中部也通過加強筋支承在一起，并且連接在兩根鋼管中部上；再用全站儀檢測N1S鋼板、N2#鋼板夾角是否符合設計要求，若不符合，則對N1S鋼板、N2#鋼板的位置或角度進行調(diào)整，直至達到要求為止；擋塊的作用是連接H型鋼一、H型鋼二和N1S鋼板，防止鋼板滑動，由于擋塊是點焊的并沒有焊死，所以當尺寸不符合要求的時候便于調(diào)整鋼板位置；3、安裝其余鋼板；以N1S鋼板、N2#鋼板為準,向N1S鋼板一側依次安裝N1S鋼板、(N1-1)S鋼板…2#鋼板、1#鋼板，向N2#鋼板一側依次安裝(N2+l)#鋼板、(N2+2)#鋼板…N#鋼板,1#鋼板-(N1-1)S鋼板、(N2+l)#鋼板N#鋼板的安裝方法與N1S鋼板、N2#鋼板的安裝方法一樣，待1#-N#鋼板安裝完成，經(jīng)過自檢達到要求后，進入下一個工序；第五步、安裝H型鋼三、H型鋼四；把H型鋼三開口向上吊上N件鋼板上端，與H型鋼一相互平行連接在N件鋼板上端，檢測并調(diào)整H型鋼三與(H型鋼一在同一垂直平面上；再把H型鋼四開口向上吊上N件鋼板上端，與H型鋼二相互平行連接在N件鋼板上端，檢測并調(diào)整H型鋼四與H型鋼二在同一垂直平面上；第六步、安裝托圈；將4個H型鋼端面分別焊接在兩個環(huán)板上，環(huán)板位于H型鋼兩側，并且兩個環(huán)板軸線相互重合，再把托圈裝夾在環(huán)板上，并且焊接牢固；至此，所有彎管成型工裝安裝完畢，這N件鋼板的就組成了具有一定直徑、一定曲率半徑、一定彎曲角的彎管通道，把彎管成型工裝的托圈放置在滾輪架上，再把待組裝成型的各彎管部件按要求分別放在1#鋼板-N#鋼板之間的彎管通道上，再對各彎管部件進行組焊，最終成型為一個完整的彎管整體。優(yōu)選地，所述H型鋼一、H型鋼二用2根槽鋼做為支撐筋把H型鋼一與H型鋼二加固在一起，這樣能使H型鋼一、H型鋼二在安裝1#鋼板-N#鋼板時更加穩(wěn)固。優(yōu)選地，所述1#鋼板-N#鋼板安裝在H型鋼一、H型鋼二上時，在全站儀檢測之后，為確保精度還可采用人工檢測方法核實，即用鋼卷尺在通道內(nèi)測量1#鋼板-N#鋼板厚度中心線之間的直線距離，讀數(shù)應與理論計算的直線距離尺寸相符，允許誤差在規(guī)定范圍。優(yōu)選地，所述工裝在安裝完畢后進行了加固，即在H型鋼一、H型鋼二、H型鋼三、H型鋼四與1#鋼板-N#鋼板組對工裝的正面、背面使用剪刀支撐固定在一起，并且所有鋼板上用鋼管相互支撐在圓孔外側；加固焊接時，用全站儀全程觀測，若有焊接變形情況，及時進行處理；焊接完成后再用全站儀檢測，使其符合設計要求。優(yōu)選地，所述N件鋼板，其中的安裝在兩側的部分鋼板可以根據(jù)彎管直線段部分的設計要求相互平行安裝，如1#鋼板、2#鋼板相互平行安裝，N1S鋼板、(N1-1) #鋼板相互平行安裝。例如，當13件鋼板按圖示方式組焊在4根H型鋼上時，13件鋼板上直徑的孔正好形成一個直徑為1080mm、彎管曲率半徑為6000mm、角度為45°的彎管通道(圖2示虛線部分)。把工裝的托圈放在滾輪架上，就可以應用這個彎管通道進行彎管的成型及組焊。由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明有效地解決了橫截面為由多個圓形直管、Ω型直管、多邊形直管等鋼管組焊而成的大型管道成型的技術問題，大型彎管成型工裝結構簡單、安裝方便、可重復使用、精度較高，在實際應用中能滿足設計要求。


圖1是本發(fā)明所述彎管成型后的結構示意圖。圖2為本發(fā)明工裝結構示意圖；圖3為圖2的右視圖。圖4為本發(fā)明的1#鋼板的示意圖。圖中標記01、Ω型直管，1、H型鋼一，2、H型鋼二，3、H型鋼三，4、H型鋼四，5、環(huán)板，6、托圈，
7、圓孔。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發(fā)明作詳細的說明。為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖2、3、4所示的彎管成型方法及工裝，包括四根H型鋼，即H型鋼一 1、H型鋼二2、H型鋼三3、H型鋼四4每根H型鋼的尺寸為250X250X9X 14mm ;由于需要成型的彎管參數(shù)為外徑1080mm、彎曲角度45°、曲率半徑6000mm、直線段長度分別為380mm和1742mm，所以四根H型鋼上連接的鋼板數(shù)量選擇為13件，編號1#鋼板-13#鋼板；其中1#、2#鋼板相互平行安裝，12#、13#鋼板與11#鋼板平行安裝,2#鋼板-11#鋼板相鄰兩個鋼板成5°夾角，總共構成45°的夾角；每個鋼板上開有圓孔7，圓孔7直徑為1080mm，每個圓孔7在鋼板上的位置根據(jù)圖紙設計來確定；四根H型鋼的兩端連接有兩個環(huán)板5，環(huán)板5外徑上還連接有托圈6。當13件鋼板按圖示方式組焊在4根H型鋼上時，13件鋼板上的圓孔7正好形成一個直徑為1080mm、彎管曲率半徑為6000mm、角度為45°的彎管通道(圖2示虛線部分)；再把工裝的托圈6放在滾輪架上，就可以應用這個彎管通道進行彎管的成型及組焊。彎管成型工裝的具體安裝方法如下第一步確定水平基準面。將5000 mm X 2500mm的平板安裝到位，用全站儀對平板進行水平校準，使其水平度小于2mm,以此作為水平基準面。第二步安裝H型鋼一、H型鋼二。分別把H型鋼一1、H型鋼二 2吊上平板，開口向上，兩個H型鋼相互平行，內(nèi)側距為1195mm，用壓板固定H型鋼一 I在平板上；再準備2根長1195mml0#槽鋼做為支撐筋把H型鋼一 I與H型鋼二 2點焊在一起，H型鋼一1、H型鋼二 2的四端拉對角線，使兩個對角線等長，把H型鋼二 2也用壓板壓在平板上，點焊處再加固焊；最后把懸在平板兩端的H型鋼與地面支撐牢固。H型鋼一1、H型鋼二 2就作為安裝(1#-13#)鋼板的基準。另外，分別在H型鋼一 1、H型鋼二 2上口中心線上垂直安裝一根0 108X5鋼管，每根鋼管在安裝時吊垂線來校核，鋼管的作用是用來固定下面步驟中要安裝的7#、8#鋼板。第三步劃距離線。在H型鋼一1、H型鋼二 2上口按圖紙計算出的矩形鋼板在H型鋼上投影長度劃線，劃線時從H型鋼一1、H型鋼二 2長度中心線向兩側逐一劃線。第四步、安裝鋼板。這個步驟是輸氣彎管成型工裝制作中最重要、最復雜的工作。因為這13件鋼板安裝精度，將直接影響到13件鋼板上的13個圓孔7形成的輸氣彎管成型通道的精度，從而影響輸氣彎管輸氣彎管的制作精度。鋼板的具體安裝過程如下1、設置基準棉線。在待安鋼板側邊上、下所在位置(H型鋼)附近分別設置一根棉線，兩根棉線彼此平行，且處于同一垂直面上。這兩根棉線作為基準線，用來核準13件鋼板側邊處于同一垂直面上，進而能保證彎管通道側母線在同一平面上。實際操作中，要求13件鋼板中的每件鋼板同一側邊至每件鋼板圓孔7中心線的距離與理論計算的距離之間誤差不大于1mm。2、安裝 7#、8# 鋼板。安裝前先對鋼板進行校直，吊裝7#鋼板，使其下端對正H型鋼一1、H型鋼二 2上口已劃好7#鋼板將要安裝的位置線，然后分別H型鋼一1、H型鋼二 2上口 7#鋼板位置線上各焊I個擋塊，擋塊的作用是連接H型鋼一 1、H型鋼二 2和7#鋼板，防止鋼板滑動，又便于調(diào)整。用同樣方法吊裝、安裝8#鋼板在H型鋼一1、H型鋼二 2上口，并用擋塊連接起來。將7#鋼板、8#鋼板的上端調(diào)整到計算尺寸的位置，用加強筋連接在一起，并且固定在兩根鋼管上端；兩塊鋼板的中部也通過加強筋支承在一起，并且連接在兩根鋼管中部上。用全站儀檢測7#、8#鋼板側面是否在同一垂直面上，7#鋼板和8#鋼板的厚度中心線之間夾角是否為5°，允許誤差不大于O. 2° ;若7#鋼板和8#鋼板不在同一垂直面，或者二者夾角誤差超過0.2°，則對7#、8#鋼板進行位置或角度調(diào)整，直至達到要求為止。為了確保萬無一失，實際操作過程中，在全站儀檢測后還用人工檢測即用鋼卷尺在通道內(nèi)測量鋼板厚度中心線之間的弦長，讀數(shù)應與理論計算的弦長尺寸相符，誤差小于2mm。將調(diào)整完畢的7#、8#鋼板與H型鋼一1、H型鋼二 2、兩根鋼管進行固定。3、安裝其余鋼板。以7#、8#鋼板為準，向7#鋼板一側依次安裝6#、5#、4#、3#、2#、1#鋼板，向8#鋼板依次安裝9#、10#、11#、12#、13#鋼板，2#-6#、8#-11#鋼板的安裝方法與7#、8#鋼板的安裝方法一樣。其中1#、2#鋼板相互平行安裝，12#、13#鋼板與11#鋼板平行安裝。待1#-13#鋼板安裝完成，經(jīng)過自檢達到要求后，進入下一個工序。第五步、安裝H型鋼三3、四4。把H型鋼三3開口向上吊上13件鋼板上端，與H型鋼一 I相互平行安裝在13件鋼板上端，檢測并調(diào)整H型鋼三3與H型鋼一 I在同一垂直平面上；再把(B) H型鋼四4開口向上吊上13件鋼板上端，與H型鋼二 2相互平行安裝在13件鋼板上端，檢測并調(diào)整H型鋼四4與H型鋼二2在同一垂直平面上。第六步、加固工裝。將4個H型鋼與鋼板組對完成的工裝正面、背面使用剪刀支撐把H型鋼一
1、H型鋼二 2、H型鋼三3、H型鋼四4與鋼板固定在一起，并且所有鋼板上圓孔7四周(上、下、左、右)之間用C 63X5的鋼管相互支撐牢固。加固焊接時，用全站儀全程觀測，若有焊接變形情況，及時進行處理。焊接完成后再用全站儀檢測，使其符合設計要求。第七步、安裝托圈。將H型鋼一 1、H型鋼二 2、H型鋼三3、H型鋼四4端面分別焊接在兩個環(huán)板5上，環(huán)板5位于H型鋼兩側，并且兩個環(huán)板5軸線相互重合，再把托圈6裝夾在環(huán)板5上，并且焊接牢固。至此，所有彎管成型工裝安裝完畢，即13件鋼板上直徑的孔正好形成一個直徑為1080mm、彎管曲率半徑為6000mm、角度為45°的彎管通道(圖2所示虛線部分)。再次檢測合格之后把彎管成型工裝的托圈放置在滾輪架上，再把待組裝成型的各彎管部件按要求分別放在1#_13#鋼板之間的彎管通道上，再對各彎管部件進行組焊，最終成型為一個完整的
彎管整體。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種大型彎管成型方法及工裝，其特征在于，包括四根H型鋼，即H型鋼一(1)、H型鋼二(2)、H型鋼三(3)、H型鋼四(4)，所述H型鋼上分別連接有若干件鋼板，所述鋼板的數(shù)量根據(jù)彎管成型所需要的彎管參數(shù)如外徑、彎曲角度、直線段長度來選擇，鋼板編號1#鋼板-N#鋼板(其中N >4)，所述每個鋼板表面開有圓孔(7)，所述圓孔(7)直徑與待安裝成型的彎管外徑相等，所述H型鋼的兩端連接有兩個環(huán)板(5)，所述環(huán)板(5)外徑上連接有托圈(6);彎管成型工裝的具體安裝方法包括以下步驟 第一步確定水平基準面； 將輔助平板安裝到位，用全站儀對平板進行水平校準，使其水平度小于2mm，以此作為水平基準面； 第二步安裝H型鋼一⑴、H型鋼二⑵； 分別把H型鋼一(I)、H型鋼二(2)吊上平板，兩個H型鋼開口向上且相互平行放置在平板上；把11型鋼一(1)、H型鋼二(2)用壓板壓在平板上，再把懸在平板兩端的H型鋼與地面支撐牢固，H型鋼一(1)、H型鋼二(2)就作為安裝(1#_N#)鋼板的基準；然后分別在H型鋼一(I)、H型鋼二⑵上口中心線上垂直安裝I根鋼管； 第三步劃距離線； 在H型鋼一(1)、H型鋼二(2)上口按圖紙計算出的鋼板在H型鋼上投影長度劃線，劃線時從H型鋼一(I)、H型鋼二⑵長度中心線向兩側逐一劃線；第四步、安裝1#鋼板-N#鋼板； (1)、設置基準棉線； 在待安裝鋼板側邊上、下所在位置(H型鋼)附近的水平方向分別設置一根棉線，兩根棉線彼此平行，且處于同一垂直面上； (2)、安裝中間兩根鋼板； 設定中間兩個相鄰鋼板編號為NJt鋼板、N2#鋼板(N2=NJl),對鋼板進行校直，吊裝NJt鋼板，使其下端對正H型鋼一(1)、H型鋼二(2)上口已劃好N1#鋼板將要安裝的位置線，然后分別在H型鋼一(I)、H型鋼二(2)上口 N1S鋼板位置線上各焊I個擋塊；用同樣方法吊裝N2#鋼板并安裝在H型鋼一(I)、H型鋼二(2)上口，并用擋塊連接起來；將N1S鋼板、N2#鋼板的上端調(diào)整到位，用加強筋連接在一起，并且固定在兩根鋼管上端；兩塊鋼板的中部也通過加強筋支承在一起，并且連接在兩根鋼管中部上；再用全站儀檢測N1S鋼板、N2#鋼板夾角是否符合設計要求，若不符合，則對N1S鋼板、N2#鋼板的位置或角度進行調(diào)整，直至達到要求為止； (3)、安裝其余鋼板； 以N1S鋼板、N2#鋼板為準，向N1S鋼板一側依次安裝N1S鋼板、(N「l) #鋼板…2#鋼板、1#鋼板，向N2#鋼板一側依次安裝(N2+1) #鋼板、(N2+2) #鋼板…N#鋼板,1#鋼板-(N1-1) #鋼板、(N2+l) #鋼板-N#鋼板的安裝方法與NJt鋼板、N2#鋼板的安裝方法一樣,待1#~N#鋼板安裝完成，經(jīng)過自檢達到要求后，進入下一個工序； 第五步、安裝H型鋼三(3)、H型鋼四⑷； 把H型鋼三(3)開口向上吊上N件鋼板上端，與H型鋼一(I)相互平行連接在N件鋼板上端，檢測并調(diào)整H型鋼三(3)與H型鋼一(I)在同一垂直平面上；再把H型鋼四(4)開口向上吊上N件鋼板上端，與H型鋼二(2)相互平行連接在N件鋼板上端，檢測并調(diào)整H型鋼四⑷與H型鋼二⑵在同一垂直平面上； 第六步、安裝托圈(6)； 將4個H型鋼端面分別焊接在兩個環(huán)板(5)上，環(huán)板(5)位于H型鋼兩側，并且兩個環(huán)板(5)軸線相互重合，再把托圈(6)裝夾在環(huán)板(5)上，并且焊接牢固。
2.根據(jù)權利要求1所述一種大型彎管成型方法及工裝，其特征在于所述H型鋼一(I)、H型鋼二(2)由2根槽鋼做為支撐筋相互連接。
3.根據(jù)權利要求1所述一種大型彎管成型方法及工裝，其特征在于所述1#鋼板-N#鋼板在安裝H型鋼一(1)、H型鋼二(2)上后，通過還可采用人工檢測方法進行精度的核實，所述人工檢測方法是用鋼卷尺在通道內(nèi)測量1#鋼板-N#鋼板厚度中心線之間的直線距離，讀數(shù)應與理論計算的直線距離尺寸相符，允許誤差在規(guī)定范圍。
4.根據(jù)權利要求1所述一種大型彎管成型方法及工裝，其特征在于所述工裝在安裝完畢后進行加固，所述加固方法是在4個H型鋼與1#鋼板-N#鋼板組對工裝的正面、背面使用剪刀支撐固定在一起，并且所有鋼板上用鋼管相互支撐在圓孔(7)外側。
5.根據(jù)權利要求1所述一種大型彎管成型方法及工裝，其特征在于所述N件鋼板，其中安裝在兩側的部分鋼板可以根據(jù)彎管直線段部分的設計要求相互平行安裝，如1#鋼板、2#鋼板相互平行安裝，N1S鋼板、(N1-1)S鋼板相互平行安裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型彎管成型方法及工裝，包括四根H型鋼，所述H型鋼上分別連接有若干件鋼板，鋼板的數(shù)量根據(jù)彎管成型所需要的彎管參數(shù)如外徑、彎曲角度、直線段長度來選擇，每個鋼板表面開有圓孔，圓孔直徑與待安裝成型的彎管外徑相等，H型鋼的兩端連接有兩個環(huán)板，環(huán)板外徑上連接有托圈；彎管成型工裝的具體安裝方法是確定水平基準面、安裝H型鋼一和H型鋼二、安裝鋼板、安裝H型鋼三和H型鋼四、安裝托圈。本發(fā)明有效地解決了橫截面為由多個圓形直管、Ω型直管、多邊形直管等鋼管組焊而成的大型管道成型技術問題，大型彎管成型工裝結構簡單、安裝方便、可重復使用、精度較高，在實際應用中能滿足設計要求。
文檔編號B23K37/04GK103028877SQ20121047513
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權日2012年11月21日
發(fā)明者謝祖明, 向仕榮, 張繼云 申請人:四川藍星機械有限公司