專利名稱：防止化學品船特殊管彎曲褶皺的防皺導板裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于船舶管子加工領域，更具體地說是一種在化學品船特殊管彎制的過程 中防止彎曲褶皺的防皺導板裝置。
背景技術：
目前大多數(shù)船廠建造的化學品船，其中高壓液壓管都為國外進口管。它們有特厚的碳
鋼管和薄壁的不銹鋼管，特別是不銹鋼(材料牌號為316L)大口徑薄壁管(0)131x3)，它 的相對壁厚為2.2%，其彎制技術難度較大，船廠沒有這方面的彎制經(jīng)驗。為了確保這種船 只的建造進度與質量，因此把這些特殊管委托國外專業(yè)廠彎制，然后運到國內進行安裝。 這些特殊管委托國外彎制，不但我們要承受昂貴的費用，而且當船只在生產(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，因而引起更大的費用；同時由 于管子的制造運轉周期長，對于船只的生產(chǎn)組織極不方便。
如圖1所示管子彎曲時的應力，其中M——管子彎曲力矩，ol——拉伸應力，o2 ——壓縮應力，Nl、 N2——管子壓偏力。管子彎曲時，管子彎曲部位的內側壁為壓縮變形 而管壁要增厚；外側管壁產(chǎn)生拉伸變形而管壁要變薄。管子彎曲時管壁內產(chǎn)生的應力大小， 常取決于管子相對彎曲半徑Rx的大小(Rx=R/d， R為管子彎曲半徑，d為管子的外徑)。 當相對彎曲半徑Rx愈小，則應力愈大。過大的應力，使管子的彎曲部位外側的管壁拉薄嚴 重，會降低了管子的強度。
彎曲的管子相對壁厚Sx值(Sx=s/d， s表管子壁厚，d為管子的外徑)較小時，當在彎 曲過程中，其管子內側管壁受到壓縮變形的穩(wěn)定性愈小，有時因喪失穩(wěn)定而產(chǎn)生管壁皺褶。 皺褶的管壁，使管子強度下降，嚴重時會產(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)的彎模進行彎曲時，管子 彎曲部位的內側因受到過大的壓縮應力，而且由于相對壁厚Sx=0.022必然會產(chǎn)生褶皺現(xiàn)象。 產(chǎn)生管壁褶皺的主要原因當管壁受到軸向(沿管子中心方向)壓縮力后，由于相對壁厚 過小(Sx=0.022)管壁失去穩(wěn)定，造成彎曲變形(管壁的褶皺)。如果對管壁加一對側向壓 力，則將會提高管壁材料的穩(wěn)定作用，從而防止管壁的褶皺產(chǎn)生。
一般彎管機中，管子彎曲時產(chǎn)生的反力矩都由側向導板承受(平衡)。如果管子在彎曲 過程中，我們有意地提高側向導板對管子的壓力，這種壓力通過彎曲管子的外側管壁，傳 遞給芯棒對彎曲管子的內側管壁的壓力，如圖2所示。這個壓力即為管壁上的側向力，使 管子彎曲時提高了管壁的穩(wěn)定作用達到管壁防褶皺效果。但圓形的彎曲模，只有在管子的 起彎點處才有支撐點，才能形成管子壁上的側向壓力。顯然這種側向壓力的作用范圍較小， 雖然能達到一定的防褶皺效果，但對R=3， Sx=0.022的薄壁管彎曲而言，還不能達到防褶 皺的理想效果。

實用新型內容
本實用新型為了解決現(xiàn)有技術中管子彎曲防褶皺的不足，提供一種在化學品船特殊管 彎制的過程中可以擴大側向壓力的作用范圍、防止彎曲褶皺的防皺導板裝置。 為實現(xiàn)以上目的，本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)-
一種防止化學品船特殊管彎曲褶皺的防皺導板裝置，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 模凹槽對應，可與彎模的凹槽貼合，圓柱曲面與凸形曲面相對中心平面對稱。
防皺導板上的圓弧形的凸形曲面與管子彎模的凹槽形狀對應，相互有良好接觸，可貼 合在一起，使防皺導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)生的側向壓力。管子彎曲時，使管子能順利地從防皺導板移動(過渡)到彎模的起彎 點，并得到連續(xù)的側向壓力，因此防皺導板舌部厚度越小越好。
本實用新型的有益效果是由于防鈹導板的支撐作用，使彎管時由側向導板增加的側 向壓力，通過管子及芯棒的傳遞作用，使彎曲管內側管壁能均勻地擴大側向壓力的作用范 圍，把彎曲管內側管壁的穩(wěn)定性進一步地提高，從而達到防皺褶效果良好。同時使管子的 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。在高技術船 舶上，對于一些低壓的管道，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 效益。


圖l:管子彎曲變形時的應力示意圖。 M-管子彎曲力矩 o 1-拉伸應力 o 2-壓縮應力 Nl、 N2-管子壓偏力
圖2: —般彎管機中側向導板產(chǎn)生的側壓力示意圖。
圖3:防皺導板作用示意圖。
圖4:防皺導板的結構示意圖。 r-管子半徑
R-彎模槽半徑
圖5:防皺導板安裝位置的示意圖。
t-舌部厚度
△L-舌部起彎點距離
附圖標記:
1、彎模
3、芯棒
5、助推油缸
7、夾頭
9、防鮍導板
2、 4、 6、 8、 10
11、圓弧形的凸形曲面12 13、中心平面
管子 側導板 導板支架 起彎點 .圓柱曲面 ,舌部
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施例做一詳細的描述
如圖4所示的防止化學品船特殊管彎曲褶皺的防皺導板裝置，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。防皺導板上的圓柱曲面與圓弧形的凸形曲面的相交處為防皺導板的舌部12，圓柱曲面 10與凸形曲面11相對中心平面13對稱。
防皺導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)生的側向壓力。 管子彎曲時，管子在防皺導板的圓柱曲面內滑動，由于管子壁與防皺導板之間側壓力作用， 因此接觸面之間會產(chǎn)生強大的摩擦力， 一方面使管子的移動阻力增加；同時，由于摩擦力 的作用使防皺導板安裝位置發(fā)生變移。因此防皺導板必須安裝牢固，防止彎管工作時，產(chǎn) 生防皺導板的變位。
如圖5所示，管子2彎曲時，使管子能順利地從防皺導板9移動(過渡)到彎模的起 彎點8，并得到連續(xù)的側向壓力，因此防鈹導板舌部厚度越小越好。這樣才能保證防皺導板 的舌部距起彎點距離接近零，使防皺導板的安裝位置正確，首先要保證防皺導板的制造精 度。由于防皺導板的兩個曲面在工作時， 一個與被彎曲的管子接觸；另一個與彎模接觸。 因此兩個曲面的空間位置的相對尺寸，將決定于防皺導板能否安裝到理想位置的先決條件。
如圖3所示，由于防皺導板的支撐作用，使彎管時由側向導板增加的側向壓力，通過 管子及芯棒3的傳遞作用，使彎曲管內側管壁能均勻地擴大側向壓力的作用范圍，把彎曲 管內側管壁的穩(wěn)定性進一步地提高，從而達到防皺褶效果良好。
由于采用防皺導板會使彎曲管與防皺導板之間的摩擦力會增大，為降低彎曲管移動阻 力，可釆用摩擦系數(shù)小及耐磨損的材料制成(如青銅等)防皺導板。同時防皺導板的表面 光潔度必須提高(愈高愈好)，同時在彎曲時，在摩擦面之間加有足夠的潤滑脂，盡可能地 在摩擦面之間形成潤滑油膜。對于增加前夾頭7處的滑動阻力方法，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，從而提高其滑動阻力；在前夾頭 內腔加工有防滑槽(線)；在夾頭與管子之間墊砂布等方法。當然所有方法都為不損傷彎管 壁表面及管子形狀為原則。
由于防皺導板的光潔度較高，所以，彎曲管的表面及內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。
權利要求1.一種防止化學品船特殊管彎曲褶皺的防皺導板裝置，其特征在于，所述防皺導板包括圓柱曲面、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. 如權利要求1所述防止化學品船特殊管彎曲褶皺的防皺導板裝置，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應， 可與彎模的凹槽貼合，圓柱曲面與凸形曲面相對中心平面對稱。
專利摘要本實用新型涉及一種防止化學品船特殊管彎曲褶皺的防皺導板裝置，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。本實用新型應用在化學品船特殊管彎制的過程中可以擴大側向壓力的作用范圍、防止彎曲褶皺。
文檔編號B21D9/00GK201070647SQ20072012582
公開日2008年6月11日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權日2007年6月22日
發(fā)明者丁平鋼, 俞明俠, 顧文娟 申請人:江南造船(集團)有限責任公司