专利名称：防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于船舶管子加工领域，更具体地说是一种在化学品船特殊管弯制的过程 中防止弯曲褶皱的防皱导板装置。
背景技术：
目前大多数船厂建造的化学品船，其中高压液压管都为国外进口管。它们有特厚的碳
钢管和薄壁的不锈钢管，特别是不锈钢(材料牌号为316L)大口径薄壁管(0)131x3)，它 的相对壁厚为2.2%，其弯制技术难度较大，船厂没有这方面的弯制经验。为了确保这种船 只的建造进度与质量，因此把这些特殊管委托国外专业厂弯制，然后运到国内进行安装。 这些特殊管委托国外弯制，不但我们要承受昂贵的费用，而且当船只在生产过程中， 一旦 发生管道改样、管子损坏等问题，则要再次委托国外加工，因而引起更大的费用；同时由 于管子的制造运转周期长，对于船只的生产组织极不方便。
如图1所示管子弯曲时的应力，其中M——管子弯曲力矩，ol——拉伸应力，o2 ——压縮应力，Nl、 N2——管子压偏力。管子弯曲时，管子弯曲部位的内侧壁为压縮变形 而管壁要增厚；外侧管壁产生拉伸变形而管壁要变薄。管子弯曲时管壁内产生的应力大小， 常取决于管子相对弯曲半径Rx的大小(Rx=R/d， R为管子弯曲半径，d为管子的外径)。 当相对弯曲半径Rx愈小，则应力愈大。过大的应力，使管子的弯曲部位外侧的管壁拉薄严 重，会降低了管子的强度。
弯曲的管子相对壁厚Sx值(Sx=s/d， s表管子壁厚，d为管子的外径)较小时，当在弯 曲过程中，其管子内侧管壁受到压縮变形的稳定性愈小，有时因丧失稳定而产生管壁皱褶。 皱褶的管壁，使管子强度下降，严重时会产生管壁裂缝，造成弯曲失败。
由图1中可知，管子规格①131X3，弯曲半径R-3，按常规的弯模进行弯曲时，管子 弯曲部位的内侧因受到过大的压縮应力，而且由于相对壁厚Sx=0.022必然会产生褶皱现象。 产生管壁褶皱的主要原因当管壁受到轴向(沿管子中心方向)压縮力后，由于相对壁厚 过小(Sx=0.022)管壁失去稳定，造成弯曲变形(管壁的褶皱)。如果对管壁加一对侧向压 力，则将会提高管壁材料的稳定作用，从而防止管壁的褶皱产生。
一般弯管机中，管子弯曲时产生的反力矩都由侧向导板承受(平衡)。如果管子在弯曲 过程中，我们有意地提高侧向导板对管子的压力，这种压力通过弯曲管子的外侧管壁，传 递给芯棒对弯曲管子的内侧管壁的压力，如图2所示。这个压力即为管壁上的侧向力，使 管子弯曲时提高了管壁的稳定作用达到管壁防褶皱效果。但圆形的弯曲模，只有在管子的 起弯点处才有支撑点，才能形成管子壁上的侧向压力。显然这种侧向压力的作用范围较小， 虽然能达到一定的防褶皱效果，但对R=3， Sx=0.022的薄壁管弯曲而言，还不能达到防褶 皱的理想效果。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中管子弯曲防褶皱的不足，提供一种在化学品船特殊管 弯制的过程中可以扩大侧向压力的作用范围、防止弯曲褶皱的防皱导板装置。 为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现-
一种防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置，包括圆柱曲面、圆弧形的凸形曲 面和舌部，其中圆柱曲面内凹且与被弯曲的管子表面接触，圆弧形的凸形曲面与圆柱曲面 相邻，凸形曲面与管子的弯模凹槽接触，凸形曲面的圆弧半径与弯模半径相等，防皱导板 上的圆柱曲面与圆弧形的凸形曲面的相交处为舌部。
优选的，上述圆柱曲面的圆柱面直径与被弯曲的管子外径相等，凸形曲面与管子的弯 模凹槽对应，可与弯模的凹槽贴合，圆柱曲面与凸形曲面相对中心平面对称。
防皱导板上的圆弧形的凸形曲面与管子弯模的凹槽形状对应，相互有良好接触，可贴 合在一起，使防皱导板的舌部得到弯模的支撑，使很薄的舌部具有一定的刚性来支撑管子 壁产生的侧向压力。管子弯曲时，使管子能顺利地从防皱导板移动(过渡)到弯模的起弯 点，并得到连续的侧向压力，因此防皱导板舌部厚度越小越好。
本实用新型的有益效果是由于防铍导板的支撑作用，使弯管时由侧向导板增加的侧 向压力，通过管子及芯棒的传递作用，使弯曲管内侧管壁能均匀地扩大侧向压力的作用范 围，把弯曲管内側管壁的稳定性进一步地提高，从而达到防皱褶效果良好。同时使管子的 制造周期大大縮短，从而为降低造船成本和縮短造船周期产生了良好的作用。在高技术船 舶上，对于一些低压的管道，选用大口径薄壁管可以减少管材用量，从而减轻船只自重， 特别对于那些有色金属管(不锈钢管及高耐腐的有色金属合金管)，更可以带来可观的经济 效益。
图l:管子弯曲变形时的应力示意图。 M-管子弯曲力矩 o 1-拉伸应力 o 2-压縮应力 Nl、 N2-管子压偏力
图2: —般弯管机中侧向导板产生的侧压力示意图。
图3:防皱导板作用示意图。
图4:防皱导板的结构示意图。 r-管子半径
R-弯模槽半径
图5:防皱导板安装位置的示意图。
t-舌部厚度
△L-舌部起弯点距离
附图标记:
1、弯模
3、芯棒
5、助推油缸
7、夹头
9、防鮍导板
2、 4、 6、 8、 10
11、圆弧形的凸形曲面12 13、中心平面
管子 侧导板 导板支架 起弯点 .圆柱曲面 ,舌部
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例做一详细的描述
如图4所示的防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置，包括圆柱曲面IO、圆弧 形的凸形曲面11和舌部12，其中圆柱曲面10的圆柱面直径与被弯曲的管子2外径相等(即
产管径/2)，与被弯曲的管子2表面接触，圆弧形的凸形曲面11与圆柱曲面IO相邻，凸形 曲面11与管子的弯模1凹槽接触，凸形的半径为f管径/2，曲面的圆弧半径为弯模1半径 R。防皱导板上的圆柱曲面与圆弧形的凸形曲面的相交处为防皱导板的舌部12，圆柱曲面 10与凸形曲面11相对中心平面13对称。
防皱导板上的凸形圆弧曲面11与管子弯模1的凹槽有良好接触，这样才能使防铍导板 的舌部12得到弯模1的支撑，使很薄的舌部具有一定的刚性来支撑管子壁产生的侧向压力。 管子弯曲时，管子在防皱导板的圆柱曲面内滑动，由于管子壁与防皱导板之间侧压力作用， 因此接触面之间会产生强大的摩擦力， 一方面使管子的移动阻力增加；同时，由于摩擦力 的作用使防皱导板安装位置发生变移。因此防皱导板必须安装牢固，防止弯管工作时，产 生防皱导板的变位。
如图5所示，管子2弯曲时，使管子能顺利地从防皱导板9移动(过渡)到弯模的起 弯点8，并得到连续的侧向压力，因此防铍导板舌部厚度越小越好。这样才能保证防皱导板 的舌部距起弯点距离接近零，使防皱导板的安装位置正确，首先要保证防皱导板的制造精 度。由于防皱导板的两个曲面在工作时， 一个与被弯曲的管子接触；另一个与弯模接触。 因此两个曲面的空间位置的相对尺寸，将决定于防皱导板能否安装到理想位置的先决条件。
如图3所示，由于防皱导板的支撑作用，使弯管时由侧向导板增加的侧向压力，通过 管子及芯棒3的传递作用，使弯曲管内侧管壁能均匀地扩大侧向压力的作用范围，把弯曲 管内侧管壁的稳定性进一步地提高，从而达到防皱褶效果良好。
由于采用防皱导板会使弯曲管与防皱导板之间的摩擦力会增大，为降低弯曲管移动阻 力，可釆用摩擦系数小及耐磨损的材料制成(如青铜等)防皱导板。同时防皱导板的表面 光洁度必须提高(愈高愈好)，同时在弯曲时，在摩擦面之间加有足够的润滑脂，尽可能地 在摩擦面之间形成润滑油膜。对于增加前夹头7处的滑动阻力方法，可以采用在弯曲条件 允许下，尽可能地增加夹头宽度，提高夹头的工作面积，从而提高其滑动阻力；在前夹头 内腔加工有防滑槽(线)；在夹头与管子之间垫砂布等方法。当然所有方法都为不损伤弯管 壁表面及管子形状为原则。
由于防皱导板的光洁度较高，所以，弯曲管的表面及内壁的清洁必须加于注意， 一旦 在摩擦面之间有毛刺或硬粒脏物等，极可能造成防铍导板的损坏，从而造成管子弯曲摩擦 阻力的加大以及弯曲管的表面损伤。
权利要求1.一种防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置，其特征在于，所述防皱导板包括圆柱曲面、圆弧形的凸形曲面和舌部，其中圆柱曲面内凹且与被弯曲的管子表面接触，圆弧形的凸形曲面与圆柱曲面相邻，凸形曲面与管子的弯模凹槽接触，凸形曲面的圆弧半径与弯模半径相等，防皱导板上的圆柱曲面与圆弧形的凸形曲面的相交处为舌部。
2. 如权利要求1所述防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置，其特征在于所述圆 柱曲面的圆柱面直径与被弯曲的管子外径相等，所述凸形曲面与管子的弯模凹槽对应， 可与弯模的凹槽贴合，圆柱曲面与凸形曲面相对中心平面对称。
专利摘要本实用新型涉及一种防止化学品船特殊管弯曲褶皱的防皱导板装置，包括圆柱曲面、圆弧形的凸形曲面和舌部，其中圆柱曲面内凹且与被弯曲的管子表面接触，圆弧形的凸形曲面与圆柱曲面相邻，凸形曲面与管子的弯模凹槽接触，凸形曲面的圆弧半径与弯模半径相等，防皱导板上的圆柱曲面与圆弧形的凸形曲面的相交处为舌部。本实用新型应用在化学品船特殊管弯制的过程中可以扩大侧向压力的作用范围、防止弯曲褶皱。
文档编号B21D9/00GK201070647SQ20072012582
公开日2008年6月11日 申请日期2007年7月13日 优先权日2007年6月22日
发明者丁平钢, 俞明侠, 顾文娟 申请人:江南造船(集团)有限责任公司