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椎体墩身模板的加工工艺模板

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2020年4月19日
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椎体墩身模板的加工工艺
近几年来, 我单位接连制作了几套相类似的椎体墩身模板。经过不断探索研究, 改进工艺, 利用现有的简易设备, 形成了制作过程简单易行的流水作业, 既压缩了工期, 又保证了质量．造出的钢模板能够保证工艺和施工质量要求, 特将此方法总结如下: 　　
一.工艺流程图．
园法兰划线→下料→号料→校正→焊接→配钻
　 钢板对接→划线→下料→卷筒
护板裁切→卷弧→校头→钻焊眼
竖直法兰划线→切割下料→配钻→号料
拼装→焊接→开刀→上竖法兰→除锈→上原子灰→打磨→喷漆
二、 加工计算方法介绍
1、 由实际墩身求制作尺寸
由于钢板卷成筒时, 内径周长缩短, 外径周长伸长, 而中径不变, 故园形墩模板的周长尺寸应另增加一个板厚δ, 同时考虑到焊接时模板收缩及开刀割缝损失。
( 1) 下口直径 D实π+2n+2π
D制= ------------ +δ
π d
L
( 2) 上口直径 d实π+2n+2π H
d制= ------------ +δ
π D
同理分节处制做直径及法兰加强处直径由此公式求得

公式中 2n→表示开刀数量与一刀损失2mm的乘积

2π→表示焊接时收缩余量

δ→表示模板面板厚度
( 3) 由公式 H总/(H总-H制)=D制/d制　 可求得H总　
公式中H总　→表示锥本的总高度
H制 →表示锥体的制作高度, 即墩身的实际高度
( 4) 由公式L制　= √H总2+( D制/2) 2 可求得L制
公式中L制→表示椎体的总母线制作长度
同理由( 3) 、 ( 4) 分别可求得分节后每节的H总及L制
2、 由展开图求α角、 弦长a、 弦高h
( 1) 由公式α　=D制π/2L制π×360°求得α α
( 2) 由公式a弦长=2sin(α/2 )L制 求得a弦长 h
( 3) 由公式h弦高=cos(α/2) L制 求得h弦高 a
同理, 由( 2) 、 ( 3) 分别可求得分节后每节的弦长, 弦高。
3、 计算展开图制作直径弧线的方法
理论上以L制母线为半径可直接划出标准弧线, 由于L制母线长过大, 实际操作起来不可行, 故我们采取了近似的坐标计算方法确定点, 然后近似连线, 以便于工人实际操作。
如下图所示建立x、 y轴坐标, 将α角分成若干等分, 分别求得对应的x值、 y值, 利用x、 y值确定相应的点, 将这些点相邻两点以直线的形式相连成弧线。α角划分的等份越多, 划出的线越接近实际, 一般情况下x值我们都控制在200mm左右。
如图所示求β角对应的x、 y值,
β角可由α等份后的倍数求得。
由公式 x=L母线sinβ

y=cosβL母线-h弦高

可求得对应x、 y, 确定点A、 B

在x1轴上确定A时, 代入公式的L母线及h弦高, 要与之相对应。
在x2轴上确定B时, 代入公式的L母线及h弦高, 要与之相对应。
x1与x2轴可由对应弦长a1、 a2确定, 两线距离可由弦高差h1-h2确定, 两侧每节母线长可由总母线差L1- L2确定, 这样就完成了弧线的划线作业。
4、 圆法兰的计算方法
( 1) 有护板的法兰内径计算方法 D内径=D制+2δ护板+δ面板
( 2) 无护板的法兰内径计算方法 D内径=D制(中径)+δ面板
三、 制作加工工艺方法
1、 拼板 b≥300mm
由于采购的钢板、 宽度、 长度有限,
因此应当先在平地把面板拼接成大型钢
板, 拼板时为了防止焊缝在卷筒时断裂,
焊缝要错开最小300mm( 见图) , 焊接时先点焊成整板, 再焊短焊缝, 最后从中间向两端施焊长焊缝, 这样可减少应力,减小波浪变形, 下料后, 如有直通焊缝或三角焊缝, 为了防止卷筒开裂, 要翻过板来两端施焊100mm长后再卷筒, 为了减小场地使用面积可一边拼板, 一边划线一边下料。
2、 对接缝的处理
以前我们一般采用双面焊, 然后对模面进行打磨处理, 现在我们采用单面焊, 即圆筒外侧施焊, 模面对接缝除特殊情况外(如为了防止卷筒开裂施焊一小段), 其余全部不焊, 而是采取除锈, 原子灰填缝后打磨平的办法, 此工艺实际证明可行, 而且既省工又省料, 大大缩短了工期, 节约了成本。
3、 上、 下两节对接的工艺
由于面板采取大型拼板, 施焊后再划线下料, 上、 下两节属于刀口对刀口的连接, 因此割口处,要求一刀割下, 不允许因稍有参差不齐而修割, 避免对接口接缝缺肉, 这样既节约了材料, 同时接缝处能保证严密, 而且上、 下两节接口, 我们采用了公母口咬死的工艺, 避免出现上、 下接口有错台的弊病。如图所示, 制作工艺如下:
第一节制作时底口利用平台限位成圆,
上口先点焊护板( 采用薄板以减少应力)
制作成母口, 再采用厚板法兰校圆焊接成
形后, 用木锤敲振内筒壁以释放应力, 然
后移下平台。第二节底口再次限位成圆,
但不加护板及法兰, 上口同第一节相同处理制作成母口, 再利用木锤释放应力后, 用吊车吊起与第一节上、 下接口对齐, 不允许出现错台及缝隙, 再点焊第二节底口护板, 制作成公口, 并把护板予留3mm间隙, 然后再拼装法兰, 使上、 下眼位对正后施焊, 完成后把第二节吊下平地, 第三节、 第四节┅┅依次类推重复第二节的工作, 这种工艺保证了眼位的准确性, 出厂前也避免了试拼这一道工序。
4、 卷筒
用卷板机卷板时, 两端头应先用锤击或样板压制的方法形成弧形, 防止死弯, 特别是直径较小的椎形筒, 这一步骤必不可少。
5、 法兰的制作及使用
不论是上、 下接口圆法兰, 还是竖向角钢法兰, 我们都采取配钻的工艺, 使用的时候, 根据号料,法兰一对一对使用, 保证了眼位的精确。
6、 圆形法兰的下料
由于上、 下法兰是圆形, 而钢板
宽度有限, 如图所示, 下料只能先下
出法兰瓣, 然后再拼装成圆, 下料时
我们采用半自动切割机双割头同时切
割, 为了避免材料的浪费, 从大到小依次变径下料, 这种工艺成型美观, 变形较小。
四、 总结
我单位采取的制作加工工艺, 需要的投资及设备较少, 而且提高了工作效率, 满足了钢模板工期短的市场需求, 当然还有一些工艺需要更新, 这方面我们也积极探讨, 不断完善, 以实现利润最大化, 成本最小化。

二OO四年十二月九日