专利名称：钢管冷煨弯工艺及其专用加工成型装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢管冷煨弯工艺及其专用加工成型装置。
技术背景
在建筑行业的管桁架施工过程中，经常会遇到需要对建筑用钢管进行煨弯的情况。钢管煨弯一般是采用冷煨弯和热煨弯两种不同的工艺进行。热煨弯工艺一般适用于管径较大的钢管，但在钢管的加热过程中，会造成钢管材质理化指标的改变，使钢管的抗压强度减小，腐蚀速度加快等。冷煨弯工艺属于机械煨弯，虽然不会对钢管产生上述的不利影响，但冷煨弯操作需要在煨弯机中进行，而煨弯机的体积庞大，设备购置成本高，并且煨弯机本身都是固定安装在机加工生产车间里的，因此，在建筑施工现场不会有煨弯机的设置， 因而在现场也就无法进行钢管冷煨弯的施工操作。发明内容
本发明的目的之一就是提供一种钢管冷煨弯工艺，以解决现场没有煨弯设备情况下无法进行冷煨弯操作的问题。
本发明的目的之二就是提供一种钢管冷煨弯专用加工成型装置，以使施工现场的钢管冷煨弯成为可能。
本发明的目的之一是这样实现的一种钢管冷煨弯工艺，按以下步骤进行a、在操作平台的台面上放出理论钢管弯曲弧线，包括钢管弯曲的内弧线和外弧线；将内弧线两端连线的中点定为中心0点，从所述中心0点作若干放射线分别与所述内弧线和外弧线相交；放射线与内弧线的交点为内侧控制点，放射线与外弧线的交点为外侧控制占.^ \\\ b、在操作平台上的上述各内侧控制点上各固定一个带凹弧面立板的定位板，各定位板上的凹弧面沿放射线向外；在外弧线的一端固定一个凹弧面向内的定位板，该定位板与固定在内弧线端部的定位板之间形成一个夹持钢管的夹套；C、将冷煨钢管的一端穿入上述夹套中，在冷煨钢管的另一端固定一个钢管扣件，在钢管扣件上设置有定位调整螺杆和牵拉孔；通过调整钢管扣件上的定位调整螺杆，使冷煨钢管与操作平台的台面保持平行；d、在钢管扣件上的牵拉孔中穿入钢丝绳，钢丝绳的另一端勾挂在倒链的挂钩上，将倒链的端头固定于操作平台上的一个固定点上，该固定点在操作平台上的设置位置，应保证牵拉的钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α为80° ；e、牵动倒链上的拉索，通过钢丝绳和钢管扣件对冷煨钢管施加侧向拉力，使冷煨钢管向倒链的一侧弯曲；在保证钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α在80—100°的前提下，当冷煨钢管弯曲到相邻的下一个内侧控制点上的定位板上之后，即在与该内侧控制点在同一放射线上的外侧控制点上固定一个定位板，并使这个定位板上的凹弧面向内扣合到冷煨钢管的外侧面上；f、在牵动倒链拉索的过程中，当钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α达到100°时，停止牵动拉索，进行倒链端头固定点的更换；新的固定点在操作平台上的设置位置，应保证钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α为80° ；
g、重复步骤e和f，直至冷煨钢管全部弯曲到位。在上述钢管冷煨弯工艺中，所述内弧线上相邻的内侧控制点与中心0点连线之间的夹角在15 — 30°之间。在上述钢管冷煨弯工艺中，所述内弧线上相邻的内侧控制点与中心0点连线之间的夹角，从钢管弯曲弧线的始端至钢管弯曲弧线的末端，依次设定为15°、15°、20°、 20° 、20° 、30° 、30° 、30° 。本发明的目的之二是这样实现的一种钢管冷煨弯工艺专用加工成型装置，包括
表面平整的操作平台；
依序固定在在所述操作平台上绘制出的钢管弯曲弧线上、并对冷煨钢管进行侧向定位的定位板；以及
用于调整冷煨钢管在所述操作平台上的水平高度、并对冷煨钢管实施牵拉的钢管扣件。所述定位板是在底座上设置有直立的立板，所述立板的前端面为凹弧面。所述钢管扣件包括底板，连接在所述底板上的两个定位调整螺杆，以及对合扣接钢管用的上扣板和下扣板；在所述下扣板上接有两个平伸臂，在所述平伸臂上开有穿接钢丝绳的牵拉孔和穿接定位调整螺杆的穿接孔；所述定位调整螺杆通过螺母固定在所述平伸臂的穿接孔中。本发明与现有技术相比具有如下优点
1、本发明钢管冷煨弯工艺具有工艺简单、操作简便、易于实施的特点，在建筑施工现场随时可以实施，由此可以节约管桁架制作中钢管煨弯成本，提高工作效率，保证施工工期。2、钢管弯制的性能可靠，不损坏母材，不会对钢管的理化指标产生任何不利影响。3、钢管冷煨弯工艺专用加工成型装置具有结构简单、配置容易、制作成本低、组装时间短、使用操作方便等特点，适于在没有煨弯设备的施工现场或在狭小操作空间中使用。
图1是钢管冷煨弯加工的初始状态图。图2是钢管冷煨弯加工成型中间过程图。图3是钢管冷煨弯加工的完成状态图。图4是操作平台的结构示意图。图5是定位板的结构示意图。图6是两定位板夹持钢管的结构示意图。图7是钢管扣件的结构示意图。图中1、操作平台，2、定位板，3、上扣板，4、下扣板，5、平伸臂，6、定位调整螺杆，7、 钢管扣件，8、外弧线，9、外侧控制点，10、内弧线，11、内侧控制点，12、倒链，13、拉索，14、冷煨钢管，15、底板，16、钢丝绳，17、固定点。
具体实施方式
本发明钢管冷煨弯工艺的具体操作步骤如下一、平台放样如图1所示，按钢管弯制的图纸要求，在操作平台1的台面上放出理论钢管弯曲弧线，包括钢管弯曲的内弧线10和外弧线8。将内弧线10两端连线的中点标定为中心0点，从该中心0点作七条放射线，分别与内弧线10和外弧线8相交。放射线与内弧线的七个交点以及内弧线的两个端点均为内侧控制点11，放射线与外弧线的交点为外侧控制点9。内弧线10上相邻的内侧控制点11与中心0点的连线之间的夹角，从钢管弯曲弧线的始端至钢管弯曲弧线的末端(即从右至左)，依次设定为15°、15°、20°、20°、20°、 30° 、30° 、30° 。
二、装配工装如图1所示，在内弧线10上的各内侧控制点11上分别固定一个定位板2，各定位板上的凹弧面沿放射线向外。在外弧线8右端的第一个外侧控制点上固定一个定位板，该定位板的凹弧面向内，与固定在内弧线10端部的定位板之间配合形成一个夹持钢管的夹套(图6)。将冷煨钢管14的左端穿入该夹套中；将钢管扣件7固定在冷煨钢管 14的右端(距端沿150—200mm)，使冷煨钢管14平担在操作平台1的台面上。调整钢管扣件7上的定位调整螺杆，使冷煨钢管14与操作平台1的台面相平行(即保持水平状态)。在钢管扣件7上的牵拉孔中穿入钢丝绳16，钢丝绳的另一端钩挂在倒链12 (即手动葫芦)的挂钩上。倒链12的端头固定于在操作平台1上设置的一个固定点17 (点焊在操作平台台面上的立橛)上。该固定点在操作平台上的设置位置，应保证牵拉的钢丝绳16与冷煨钢管 14右端的夹角α为80°。
三、钢管冷煨如图2所示，牵拉倒链12上的拉索13，使挂钩不断收紧，通过钢丝绳16和钢管扣件7对冷煨钢管14的右端施加侧向拉力，使冷煨钢管14的左端部产生侧向弯曲。随着挂钩的不断收缩和冷煨钢管左端部的逐渐弯曲，钢丝绳16与冷煨钢管14之间的夹角α也就在不断地扩大。在保证α角在80—100°的前提条件下，当冷煨钢管14 弯曲到第二个内侧控制点上的定位板2上之后，即在与该内侧控制点相对的外侧控制点上固定一个定位板，这个定位板上的凹弧面应沿放射线向内，以扣合到冷煨钢管14的外侧面上，起到外侧定位和限位的作用，用以防止曲弧过大、控制曲度。当α角扩大到100°时，停止拉动拉索13，更换倒链12端头的固定点。第二个固定点在操作平台1上的设置位置，也是应保证牵拉绷紧后的钢丝绳16与冷煨钢管14右端的夹角α为80°。
四、延续完成重复上述的钢管冷煨操作，直至冷煨钢管14如图3所示，完全弯曲到位、并在最后一个外侧控制点9上点焊上最后一个定位板2。
钢管冷煨完全到位后要保持牵拽一段时间(时间长短根据钢管材质不同而有所不同)才可放张。在整个冷煨过程中，不要持续无间歇的加力牵拽，即在钢管弯曲到一定曲度后，要间隔一段时间后再进行加力牵拽，这样才可保证钢管冷煨后的强度和曲度。
本发明所用钢管冷煨专用加工成型装置，包括有操作平台1、定位板2和钢管扣件 7，专用工具为倒链12。
操作平台1如图4所示，可用若干750X350X10X10的H钢构成底架，顶面焊接两张7000X2500X10的钢板，使用前应矫正操作平台1呈水平态。
定位板2如图5所示，由一块平板底座和一个垂直焊接于底座上的立板构成，底座为厚20mm钢块，立板取材于厚20mm的钢板，其前端面加工成凹弧面，凹弧面的弧形弦高应等于冷煨钢管的外半径。钢管扣件7的具体结构如图7所示，底板15为矩形钢板，在底板15上焊接有两个连接螺杆用的螺母，两个定位调整螺杆6通过这两个螺母螺纹连接在底板上。上扣板3和下扣板4是一对可相对扣合以形成圆孔的扣合板，二者通过在端部配耳上穿接的螺栓固定连接。在下扣板4上接有两个平伸臂5，在平伸臂5上开有穿接钢丝绳的牵拉孔和穿接定位调整螺杆的穿接孔。定位调整螺杆6通过上、下两个螺母固定在平伸臂5的穿接孔中。钢管扣件7的构件选用强度不小于16MnR且厚度不小于25mm的钢板加工而成。钢管扣件7的内径(即上、下扣板扣合所形成的圆孔直径)等于所要冷煨钢管外径。
权利要求
1.一种钢管冷煨弯工艺，其特征是，按以下步骤进行a、在操作平台的台面上放出理论钢管弯曲弧线，包括钢管弯曲的内弧线和外弧线；将内弧线两端连线的中点定为中心0点，从中心0点作若干放射线分别与所述内弧线和外弧线相交；放射线与内弧线的交点为内侧控制点，放射线与外弧线的交点为外侧控制点；b、在操作平台上的上述各内侧控制点上各固定一个带凹弧面立板的定位板，各定位板上的凹弧面沿放射线向外；在外弧线的一端固定一个凹弧面向内的定位板，该定位板与固定在内弧线端部的定位板之间形成一个夹持钢管的夹套；C、将冷煨钢管的一端穿入上述夹套中，在冷煨钢管的另一端固定一个钢管扣件，在钢管扣件上设置有定位调整螺杆和牵拉孔；通过调整钢管扣件上的定位调整螺杆，使冷煨钢管与操作平台的台面保持平行；d、在钢管扣件上的牵拉孔中穿入钢丝绳，钢丝绳的另一端勾挂在倒链的挂钩上，将倒链的端头固定于操作平台上的一个固定点上，该固定点在操作平台上的设置位置，应保证牵拉的钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α为80° ；e、牵动倒链上的拉索，通过钢丝绳和钢管扣件对冷煨钢管施加侧向拉力，使冷煨钢管向倒链的一侧弯曲；在保证钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α在80—100°的前提下，当冷煨钢管弯曲到相邻的下一个内侧控制点上的定位板上之后，即在与该内侧控制点在同一放射线上的外侧控制点上固定一个定位板，并使这个定位板上的凹弧面向内扣合到冷煨钢管的外侧面上；f、在牵动倒链拉索的过程中，当钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α达到100°时，停止牵动拉索，进行倒链端头固定点的更换；新的固定点在操作平台上的设置位置，应保证钢丝绳与冷煨钢管间的夹角α为80° ；g、重复步骤e和f，直至冷煨钢管全部弯曲到位。
2.根据权利要求1所述的钢管冷煨弯工艺，其特征是，所述内弧线上相邻的内侧控制点与中心0点连线之间的夹角在15 — 30°之间。
3.根据权利要求2所述的钢管冷煨弯工艺，其特征是，所述内弧线上相邻的内侧控制点与中心0点连线之间的夹角，从钢管弯曲弧线的始端至钢管弯曲弧线的末端，依次设定为 15° 、15° 、20° 、20° 、20° 、30° 、30° 、30° 。
4.一种权利要求1所述钢管冷煨弯工艺专用加工成型装置，其特征是，包括表面平整的操作平台(1);依序固定在在所述操作平台(1)上绘制出的钢管弯曲弧线上、并对冷煨钢管进行侧向定位的定位板(2);以及用于调整冷煨钢管在所述操作平台(1)上的水平高度、并对冷煨钢管实施牵拉的钢管扣件(7)。
5.根据权利要求4所述的加工成型装置，其特征是，所述定位板(2)是在底座上设置有直立的立板，所述立板的前端面为凹弧面。
6.根据权利要求4所述的加工成型装置，其特征是，所述钢管扣件(7)包括底板(15)， 连接在所述底板(15)上的两个定位调整螺杆(6)，以及扣接钢管用的上扣板(3)和下扣板 (4);在所述下扣板(4)上接有两个平伸臂(5)，在所述平伸臂(5)上开有穿接钢丝绳的牵拉孔和穿接定位调整螺杆的穿接孔；所述定位调整螺杆(6)通过螺母固定在所述平伸臂(5)的穿接孔中。
全文摘要
本发明公开了一种钢管冷煨弯工艺及其专用加工成型装置。钢管冷煨弯工艺是在操作平台上放出理论钢管弯曲弧线并确定内侧和外侧控制点，在内侧控制点固定定位板，用倒链通过钢丝绳和钢管扣件对钢管的一端施加侧向拉力，利用定位板对钢管进行定位和阻挡，使冷煨钢管按弯曲弧线成型。专用加工装置包括操作平台、定位板和钢管扣件。本发明工艺简单，操作简便，易于实施，在建筑施工现场随时可以操作，且不损坏钢管母材，不会对钢管材质产生不利影响，适于在没有煨弯设备的条件下以及在狭小的操作空间中施行。
文档编号B21D7/00GK102489561SQ201110414288
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者孙辉, 李青松 申请人:河北二十冶工程技术有限公司