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0#-2
39.59
79.18
12#
29.519
59.038
1#
37.084
74.168
13#
28.235
56.47
2#
33.043
66.086
14#
28.684
57.368
3#
32.973
65.946
15#
26.958
53.916
4#
38.222
76.444
16#
24.375
48.75
5#
37.84
75.68
17#
21.807
43.614
6#
36.642
73.284
18#
19.329
38.658
7#
35.517
71.034
主塔塔冠
13.786
27.572
8#
32.764
65.528
锚箱
1.663
34
56.542
9#
32.271
64.542
锚管
8.9
10#
31.599
63.198
预埋钢筋
5.76
11.52
合计:
1392.53
2、卷制构件介绍:
本桥钢主塔外包板为椭圆形。
垂直标高剖切为长轴2250mm,短轴1750mm的定值椭圆,厚30;
沿塔高方向为曲线。
分段长度见图1-3。
节段立体效果图
外包板卷制后的效果图
二、压制方案:
方案介绍:
总体思路——把外包椭圆板分成5份,分别以R1、R2、R3三种半径的圆弧段代替。
下面以1#段外包椭圆板具体说明,其它节段椭圆板压制时椭圆弧分段及R1、R2、R3半径选取应根据工艺调整。
(以下图示尺寸均为中性层数据,单位mm)
1#段外包板实桥位置图
1#段外包板卷板时与辊轴的位置图
1)、按展开图下料并检查外形尺寸;
外包板展开图
2)、零件检查合格后,在零件上分别画出构件的中心线GG’、腰鼓线FF’、弧面压制起止线AA’、FF’并在两端和中间交叉处打上样冲(3*10mm)方便后续工序复查;
3)、以中心线为基准把压弧区域沿腰鼓线划分成5个压制区域①、②、③、④、⑤,同时分别在线BB’、CC’、DD’、EE’两端做上样冲(3*10mm);
4)、按照卷板工艺先以半径R3从AA’卷压到FF’,得到圆弧1(见下图)。
压弧时应保证辊轴与腰鼓线垂直与中心线平行(偏差≤0.5mm)。
5)、按照卷板工艺以半径R2从BB’卷压到EE’,得到圆弧2(见下图)
6)、按照卷板工艺以半径R1从AA’卷压到FF’,得到圆弧3(见下图)
7)、报检合格后按右图沿高度方向设置3道内支撑防止椭圆板在转运、存放时变形。
8)、注意:
卷弧时在每段弧起止位置300-400弧长过渡区域应采用样板边卷边测以保证过渡区平滑过渡。
三、卷板具体操作工艺
(一)卷板原理及常用卷板机的特点
(1)卷板机的工作原理
卷板是使板材通过旋转轴辊而弯曲成形的方法。
附图1为卷板的工作原理,将板材放置在下轴辊时,其下面与下轴辊的b、c两点接触,板材的上面与上轴辊a点接触。
附图1卷板机的工作原理
卷板时,压下上轴辊,并使两上辊旋转,此时板材即发生连续弯曲而卷弯成形。
(2)剩余直边
板料在卷板机上弯曲时,两端边缘卷不到的部分称为剩余直边,附图2,其数值的大小与卷板机的类型有关。
附图2常用卷板机的不同剩余直边
a对称三轴辊卷板机b不对称三轴辊卷板机c四轴辊卷板机
一般卷弯的理论剩余直边值(mm)
设备名称
卷制方法
卷板机
压力机模具压弯
对称三轴辊
不对称三轴辊
四轴辊
冷卷
a=L①
(1.5~2)t②
(1~2)t
1.0t
热卷
a=L
(1.3~1.5)t
(0.75~1)t
0.5t
注:
1、L为1/2的两侧轴辊的中心距;
2、t为板料厚度。
(3)冷热卷的确定
卷弯时,板材中性层外侧的纤维被拉伸长,内侧纤维被压缩短。
当外侧的纤维伸长越多或内侧纤维被压缩短越多,则说明板材的塑性变形量越大。
一般规定,碳钢冷卷时,其塑性变形应不超过5%(即卷圆板材外圆周长与内圆周长之差同内圆周长之比值)。
即
式中D内——板材卷圆的内径(mm);
T——板材厚度(mm)。
化简后得:
当D<
40t时,板材应采用热卷。
对合金钢材料,由于其缺口敏感性高,冷卷时的塑性变形,一般控制在3%以内,否则应采用热卷。
(4)常用卷板机的特点和使用范围
常用卷板机的特点和使用范围见表
名称
简图
主要特点
结构简单、重量轻、维修方便,两下轴辊距离小,
成形较准确,但有较大的剩余直边
结构简单、剩余直边小,不必预弯剩余直边,但板料需要调头卷弯,操作麻烦。
轴辊排列不对称、受力大、卷弯能力较小
板材对中方便,能一次完成卷弯工作。
但结构复杂,两侧轴辊相距较远,操作技术不易掌握
(二)卷板操作
(1)预弯
预弯即是将板料两端边缘的剩余直边,预先弯曲到符合要求的曲率半径的操作。
常见的预弯方法见表
使用设备
预弯方法
使用范围
压力机与成形模
在压力机上使用与工件曲率半径相同的上、下压模进行预弯
适用大批量的制品预弯
压力机与通用模
在压力机上使用通用模具,进行多次压弯成形
适用各种不同曲率半径的预弯
对称三轴辊卷板机与模板
在三轴辊卷板机下轴辊上,放置1块预先弯好的模板
(模板厚为工件厚度的2倍以上,宽度略大于工件),把板料放在模板上面,一起进行卷弯
弯曲功率不超过设备能力的60%
对称三轴辊卷板机与平板
在三轴辊卷板机上利用厚平板(平板厚度大于2倍工件厚度以上)及楔形、垫板预弯
对称三轴辊卷板机与楔形垫板
在三轴辊卷板机上利用楔形垫板,直接预弯
适用于较薄的板
(2)对中
为了防止卷板时板料发生歪扭,板料的边缘必须与轴辊中心线严格保持平行。
常用的对中方法见表
简图
操作方法
三轴辊
对中槽
在三轴辊卷板机上,利用下轴辊的槽子,转到最高点作为基准来对中
对中挡板
在三轴辊卷板机上,装置1个活络挡板,作为基准来对中
对中下辊
在三轴辊卷板机上,利用板边紧靠下轴辊对中
对中侧辊
在四轴辊卷板机上,利用侧辊对中
(3)卷弯
板料一般需经多次进给滚弯,才能达到所要求的曲率半径,每次上轴辊的压下量一般为5~10mm。
卷弯前,可根据所要弯制板料的曲率半径,计算出上、下轴辊的相对位置,以便控制卷弯终了时上轴辊的位置。
三轴辊卷板机卷弯时(附图3)上、下轴辊的垂直距离的计算
公式为:
式中R——工件的曲率半径(mm);
h——上、下轴辊的垂直距离(mm);
t——工件的厚度(mm);
r1——上轴辊的半径(mm);
r2——下轴辊的半径(mm);
L——1/2的两下轴辊的中心距(mm)。
附图3卷弯上下轴辊的垂直距离示意图
由于板材有回弹,因此上述计算值供参考。
在卷板机上,所能卷弯最小圆筒的直径为上辊直径的1.1~1.2倍。
(4)矫圆
圆筒卷弯焊接后会出现棱角等变形,可用下列方法在卷板机上矫圆,见表
矫正棱角的方法
变形名称
内
棱
角
三
轴
辊
卷
板
机
在三轴辊卷板机上,直接利用上轴辊下降,来回多次卷弯
圆筒内放置1块板料于内棱角处,来回多次滚轧
外
在三轴辊卷板机上,放置1块平板,并在圆筒内也放置1块板料于外棱角处,进行滚轧
在圆筒棱角处的外壁放置1块板料,来进行矫正
四
在四轴辊卷板机上,直接调节侧辊,来矫正外棱角变形
(5)卷弯筒体的周长伸长量
板材卷弯时,由于受外力的作用,其长度会增加。
周长伸长量计算公式如下:
式中△L——周长伸长量(mm);
t——筒体厚度(mm);
D内——筒体的内径(mm);
K——卷制条件系数(mm);
热卷,取K=0.10~0.12
冷卷,低碳钢取K=0.06~0.08
低合金钢取K=0.03。
(6)卷弯筒体的回弹量
冷卷时板材要产生回弹。
为此在卷制时,应卷弯成略小于要求的曲率半径,使卷板机卸载后,刚好回弹到要求的曲率。
回弹前的曲率(在上、下轴辊压力下)计算公式如下:
式中D内’——回弹前的筒体内径(mm);
K0——相对强化系数(见表4-1-27);
E——弹性模量(一般碳钢E=2.02×
105Mpa);
K1——截面形状系数(卷制板材的K1=1.5);
σs——板材屈服点(Mpa);
D内——筒体内径(mm);
t——筒体板厚(mm)。
常用钢材的相对强化系数K0
序号
材料牌号
K0
1
1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni12Ti
6
10、15、20
10
3
25、20g、22g、Q235、12Cr1MoV、15CrMo
11.6
4
30、35
14
5
15Cr、20Cr、20CrNi
17.6
卷弯
形式
使用
设备
操作工序
卷制圆筒
三轴辊卷板机
1.预弯板料两端边缘先预弯到符合要求的曲率半径;
2.对中把预弯好的板料,送入卷板机,并把板边缘对准下轴辊的槽子;
3.卷弯上轴辊下压,一般采用多次进给法滚弯,并用样板检查各部分曲率半径,直至达到符合要求为止。
卷制圆锥体
1.预弯板料两端边缘先预弯到符合要求的曲率半径;
2.对中把预弯好的板料,送入卷板机,并把板边缘对准下轴辊的槽子;
3.卷弯卷弯圆锥面时,只要使上轴辊与下轴辊的中心线,调节成倾斜位置,并使辊筒中心线与扇形坯料的母线重合,为此,在小口一端加装1个减速装置,如左图中以增加毛坯小口端的送进阻力,保持辊筒的中心线与坯料母线基本平行,便能得到所要求的制件。
任意柱面的卷弯
1.预弯和对中操作方法与圆筒卷制相同;
2.卷弯左图所示意的柱面,是由R1R2R3R44个不同的曲率半径组成,操作时把它分成1-2、2-3、3-4、4-54个区域,然后先从点1滚弯到点5,使4-5区域符合R4的曲率,再从点1滚弯到点4,使3-4区域符合R3的曲率,为使R3和R4曲率圆滑过渡,在卷弯3-4区域的点4时,适当升起上轴辊,以调节板料的弯曲程度,依次逐段滚弯并用样板检查
双曲率板料卷制
1.先将曲率大的卷弯
2.将板料旋转90o,使板料的另一曲率方向与上辊垂直,并用软钢垫片按左图垫入钢板与轴辊筒间,边滚弯边调整垫片位置,直到达到要求为止(曲率不大者)
球瓣片卷制
腰形三轴辊卷板机
利用与球瓣曲率相同的三轴辊卷板机卷弯
筒体几何形状尺寸偏差及检验方法
允差
检验方法
圆度
1.受内压
e≤1%Dg且≯25mm
2.受外压或高空
e≤0.5%Dg且≯25mm
将筒体竖直放置,在端口每45o用卷尺测量筒体外径得:
Dmax-Dmin<e(应在允差范围内)
棱角度
e≤0.1t+2mm且≯25mm
将测量样板放置筒体外壁,并对准焊缝中心,用万能角尺从样板外缘量到筒壁的距离与样板宽度之间的相对差:
h-ht=e
端面倾斜度
f≯1/1000Dg且≯2mm
将筒体卧放于平台上,用90o角尺测量
纵缝对口错边量
单层钢板
b≤10%t,且≯3mm
复合钢板
b≤10%t,且≯2mm
用测量样板放置于筒体外壁,进行测量
外圆周长差
公称直径
Dg/mm
<800
800
~
1200
1300
1600
用钢卷尺,在筒体的外围围出长度L,然后按L1=Dg×
π算出L1,两者差为:
L-L1
即L-L1
外圆周长允差/mm
±
7
9
1700
2400
2600
3000
3200
4000
11
13
15
注:
具体数值应保证环缝对口错边量的要求为准
卷板缺陷分析与防止方法
卷板缺陷包括外形缺陷、表面压伤和卷裂等三个方面,见表
缺陷种类
缺陷名称
产生原因
防止方法
形
缺
陷
腰
鼓
1.下轴辊刚度或顶力不足
2.上轴辊反压力太大
1.下轴辊中间部分增加支承辊
2.正确选择上轴辊反压力
锥
上下轴辊的中心线互不平行
保持上、下轴辊或上辊与侧辊中心线的平行
歪
斜
1.板料不呈矩形
2.板料进料时对中不准
1.检查板料几何尺寸
2.进料时严格对中
束
1.上轴辊压力过大
2.下轴辊顶力或支承力太大
1.正确选择上轴辊压力
2.正确选择下轴辊支承顶力
预弯过度
用表4-1-36的方法进行矫正
预弯不足
过
弯
上轴辊压下量过多
卷弯到接近的曲率时,减少下压量逐步成形
表
面
压
伤
痕
与
损
1.切割边缘有残渣
2.焊缝留下的焊瘤
3.上下轴辊表面有毛刺存在
1.卷板时,清除板材表面的氧化皮、残渣等杂物
2.上下轴辊保持干净和表面光滑
3.卷制不绣钢、铝板时,应用厚纸保护工作表面
裂
1.卷板的变形量太大
2.淬硬钢种的板材易裂开
3.板材的纤维方向与卷弯方向平行
1.计算及限制变形率
2.淬硬性敏感的钢种,应去除气割的热影响区或退火处理后再卷制
3.注意下料时板材的纤维方向和卷弯方向垂直,焊缝应修磨后矫圆
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- 工艺