專(zhuān)利名稱(chēng)：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(wú)錫大劇院矗立于蠡湖南岸，建筑總面積為7萬(wàn)多平方米。從整體設(shè)計(jì)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(kāi)，自成體系。單片“樹(shù)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(guò)渡連接，導(dǎo)致鋼管呈空間扭曲狀。由多個(gè)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(jiǎn)稱(chēng)彎扭鋼管)貫穿了整個(gè)工程，彎扭鋼管多個(gè)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(diǎn)。對(duì)于彎扭鋼管的加工，通常采用單個(gè)曲率半徑分別加工，而后通過(guò)拼裝、焊接而成。具體方法就是將整根彎扭鋼管按每個(gè)不同的曲率半徑，劃分成若干個(gè)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(dú)加工，最后在專(zhuān)用組裝胎架上采用對(duì)接的方法進(jìn)行整體線形的弧順接長(zhǎng)。但是采用常規(guī)方法存在以下缺點(diǎn)
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(duì)接接長(zhǎng)，分段數(shù)量多，焊接、檢測(cè)工作量大；
3)各小分段對(duì)接后容易產(chǎn)生變形，則對(duì)接過(guò)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(shí)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(shí)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(gè)或兩個(gè)以上不同平面曲率半徑小分段構(gòu)成。本發(fā)明還公開(kāi)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(duì)多曲率半徑彎扭鋼管采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)做出整體模型；
(b)將整體模型按照單個(gè)曲率半徑劃分成小分段，每一個(gè)曲率半徑分成一個(gè)小分段；
(c)將兩個(gè)或兩個(gè)以上小分段劃成一個(gè)分區(qū)，將一個(gè)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(gè)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(gè)小分段分別設(shè)為Rl、R2、R3；
(2)計(jì)算機(jī)將彎扭的分區(qū)拉伸為直鋼管，計(jì)算直鋼管長(zhǎng)度L；
(3)下料，切割出一條長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(xiāo)上壓膜銷(xiāo)軸和下壓膜銷(xiāo)軸，加工過(guò)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(shí)進(jìn)行鋼管位置的調(diào)整，使其每一次壓制時(shí)兩線完全重合；
:R3加工完成后，接近位于R2的過(guò)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(dòng)，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(gè)不同彎曲平面的過(guò)渡段，彎制時(shí)需緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管逐步進(jìn)行調(diào)整壓制，使之形成順滑過(guò)渡；
(iv)對(duì)加工完成的R3和R2進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對(duì)完成的R3和R2采用拉線法進(jìn)行檢測(cè)，即將R3壓制中心線的端點(diǎn)與R2壓制中心線的終點(diǎn)進(jìn)行連線，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的弦長(zhǎng)是否達(dá)到要求參數(shù)，同時(shí)測(cè)量出R3、R2在過(guò)渡處端點(diǎn)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(guò)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(dòng)，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(duì)加工完成的R2和Rl進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對(duì)完成的R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測(cè)，即將R2壓制中心線的端點(diǎn)與Rl壓制中心線的終點(diǎn)進(jìn)行連線，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的弦長(zhǎng)是否達(dá)到要求參數(shù)，同時(shí)測(cè)量出Rl、Rl在過(guò)渡處端點(diǎn)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(duì)加工完成的R3、R2和Rl進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；檢測(cè)合格后即完成加工分區(qū)的制作。對(duì)完成的R3、R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測(cè)，即將R3壓制中心線的端點(diǎn)與Rl壓制中心線的終點(diǎn)進(jìn)行連線，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的弦長(zhǎng)是否達(dá)到要求參數(shù)，同時(shí)測(cè)量出R3、R2、R1在過(guò)渡處端點(diǎn)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(shí)，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(shí)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(diǎn)是
1、本發(fā)明所述的多曲率半徑彎扭鋼管造型美觀，過(guò)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(shí)切割、焊接、探傷、矯正等人工工時(shí)節(jié)省了 75%，同時(shí)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(zhǎng)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(shí)施例中彎扭鋼管與上壓膜、下壓膜固定時(shí)的示意圖； 圖4為本發(fā)明中測(cè)量R2、Rl的示意圖； 圖5為本發(fā)明中測(cè)量R3、R2、R1的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)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(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
實(shí)施例如圖1所示的一種多曲率半徑彎扭鋼管它由9個(gè)不同平面的曲率半徑小分段構(gòu)成。本實(shí)施例還公開(kāi)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(duì)多曲率半徑彎扭鋼管采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)做出整體模型；
(b)將整體模型按照單個(gè)曲率半徑劃分成小分段，每一個(gè)曲率半徑分成一個(gè)小分段，本實(shí)施例中單根彎扭鋼管有9個(gè)小分段:R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9 ；
(c)將每三個(gè)小分段劃成一個(gè)分區(qū)，將一個(gè)分區(qū)放在一根鋼管上加工成型；這樣就形成三個(gè)分區(qū)R1、R2、R3為一個(gè)分區(qū)；R4、R5、R6為一個(gè)分區(qū)；R7、R8、R9為一個(gè)分區(qū)；
(d)制作彎扭鋼管的組裝胎架，將完成的三個(gè)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(gè)不同平面曲率半徑的彎扭鋼管的制作。本實(shí)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(gè)小分段為:R1、R2、R3;
(2)計(jì)算機(jī)將彎扭的分區(qū)拉伸為直鋼管，計(jì)算直鋼管長(zhǎng)度L；
(3)下料，切割出一條長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(xiāo)上壓膜銷(xiāo)軸和下壓膜銷(xiāo)軸，加工過(guò)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(shí)進(jìn)行鋼管位置的調(diào)整，使其每一次壓制時(shí)兩線完全重合；:R3加工完成后，接近位于R2的過(guò)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(dòng)，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(gè)不同彎曲平面的過(guò)渡段，彎制時(shí)需緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管逐步進(jìn)行調(diào)整壓制，使之形成順滑過(guò)渡；
(iv)對(duì)加工完成的R3和R2進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對(duì)完成的R3和R2采用拉線法進(jìn)行檢測(cè)，即將R3壓制中心線的端點(diǎn)與R2壓制中心線的終點(diǎn)進(jìn)行連線，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的弦長(zhǎng)是否達(dá)到要求參數(shù)，同時(shí)測(cè)量出R3、R2在過(guò)渡處端點(diǎn)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(guò)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(dòng)，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(duì)加工完成的R2和Rl進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；
對(duì)完成的R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測(cè)，即將R2壓制中心線的端點(diǎn)與Rl壓制中心線的終點(diǎn)進(jìn)行連線，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的弦長(zhǎng)是否達(dá)到要求參數(shù)，同時(shí)測(cè)量出Rl、Rl在過(guò)渡處端點(diǎn)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(duì)加工完成的R3、R2和Rl進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；檢測(cè)合格后即完成加工分區(qū)的制作。對(duì)完成的R3、R2和Rl采用拉線法進(jìn)行檢測(cè)，即將R3壓制中心線的端點(diǎn)與Rl壓制中心線的終點(diǎn)進(jìn)行連線，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的弦長(zhǎng)是否達(dá)到要求參數(shù)，同時(shí)測(cè)量出R3、R2、R1在過(guò)渡處端點(diǎn)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(shí)，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(shí)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(gè)或兩個(gè)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(duì)多曲率半徑彎扭鋼管采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)做出整體模型；(b)將整體模型按照單個(gè)曲率半徑劃分成小分段，每一個(gè)曲率半徑分成一個(gè)小分段；(c)將兩個(gè)或兩個(gè)以上小分段劃成一個(gè)分區(qū)，將一個(gè)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(gè)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(gè)小分段分別設(shè)為Rl、R2、R3；(2)計(jì)算機(jī)將彎扭的分區(qū)拉伸為直鋼管，計(jì)算直鋼管長(zhǎng)度L；(3)下料，切割出一條長(zhǎng)度為L(zhǎng)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(xiāo)上壓膜銷(xiāo)軸和下壓膜銷(xiāo)軸，加工過(guò)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(shí)進(jìn)行鋼管位置的調(diào)整，使其每一次壓制時(shí)兩線完全重合；:R3加工完成后，接近位于R2的過(guò)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(dòng)，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(gè)不同彎曲平面的過(guò)渡段，彎制時(shí)需緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管逐步進(jìn)行調(diào)整壓制，使之形成順滑過(guò)渡；(iv)對(duì)加工完成的R3和R2進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)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(guò)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(dòng)，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(duì)加工完成的R2和Rl進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；(viii)對(duì)加工完成的R3、R2和Rl進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)出存在偏差，緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管在存在偏差處調(diào)整壓制，直至符合要求；檢測(cè)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(shí)，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(shí)要求達(dá)到的理論拱高。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多曲率半徑彎扭鋼管，它由兩個(gè)或兩個(gè)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(gè)曲率半徑劃分成小分段；兩個(gè)或兩個(gè)以上小分段劃成一個(gè)分區(qū)，一個(gè)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(guò)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(shí)和能源；大大提高了彎扭鋼管的質(zhì)量，延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)E04G21/00GK102191815SQ20111012173
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)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(qián)志忠, 馬志偉 申請(qǐng)人:江蘇滬寧鋼機(jī)股份有限公司