矩形钢管混凝土（精选4篇）
矩形钢管混凝土 篇1
当前, 高层建筑中钢结构矩形钢柱被广泛应用, 在矩形钢柱内填充混凝土的施工相继被更多地采用, 其主要原因是, 采用钢管混凝土代替钢筋混凝土和结构钢, 可大幅度地节省钢材、木材、水泥等结构自重, 理论分析和实践表明, 钢管混凝土与钢结构相比, 在保持自重相近和承载能力相同的条件下, 可节省钢材约50%, 焊接工作量可大大减少;与普通钢筋混凝土结构相比, 钢材用量和承载能力相当的条件下, 而钢结构的在横截面面会减小约一半左右, 从而加大了建筑的空间面积, 空间的有效实用面积也会大大增加, 混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少50%。
1 钢管混凝土结构的概念
所谓钢管混凝土结构, 是指在钢管内填充混凝土, 将两种不同性质的材料组合而形成的复合结构, 钢管内混凝土和钢管共同工作。钢管混凝土结构与普通钢筋混凝土相比, 在保持钢材用量和承载能力相同的前提下, 能够大大减少构件的横截面面积, 扩展建筑空间, 减轻结构自重。
2 工程概况
某太阳能高科技厂房, 建筑面积120000平方米, 含钢量达14000T。主体为钢管混凝土结构, 由A、B、C三个区组成。钢柱为矩形结构, 楼面主、次梁均采用焊接H型钢或桁架形式, 屋面采用上下弦为焊接H型钢的桁架形结构。材质为Q235B、Q345B两种, 构件最重约20T。以B区为代表, 钢柱采用的规格有650*550*12mm、550*450*12mm、500*450*12mm等, 柱最高24.8m, 柱内浇注C30混凝土。
3 钢结构部件制作质量监督控制
工厂化生产是钢结构的优势, 也是主要特点, 由于我施工单位要在短期内完成这么大的制作量是很困难的, 只能找其他厂家协助生产。为加强质量监督管理力度, 协助生产单位, 详细了解从进料、下料、放线、切割、焊接、校正、探伤等各个钢部件制作环节。
3.1 存在问题
(1) 质量自控体系不到位, 个别焊工无上岗证书, 制作资料与现场不同步;
(2) 焊工人员不足、专业焊接水平不高;
(3) 生产厂家产能有限, 工程进度又要快, 导致质量下降;
(4) 缺少必要的检验仪器;
(5) 出厂质量把关不严, 对接焊缝焊接残余变形较大, 手工焊缝观感质量较差。
3.2 监控重点
材料控制: (1) 原材料必须由我施工单位统一采购, 监管人员做好台帐记录和资料收集, 并由专人根据制作用量配送至生产厂家。 (2) 原材料检测坚持见证取送样制度, 必须送至符合资质要求的检测中心检测, 如发生异常数据必须及时上报快速处理。
焊接质量控制: (1) 审核各单位焊工岗位操作证, 建立焊接记录卡, 在制作构件上要求标明焊工编号, 以便检查。 (2) 成立评定小组, 进行焊接工艺评定, 形成焊接工艺评定报告, 然后才可以进行焊接。 (3) 加强检查检测力度。对Ⅱ级焊缝必须按50%比例进行超声波无损探伤, 不符合要求立即进行返修, 同一部位返修不宜超过3次。对Ⅲ级焊缝外观质量检查表面不得有气孔、裂纹、夹渣等缺陷, 焊脚高度必须满足焊接工艺的规定要求, 对不符合要求的焊缝要作补焊并作打磨处理。 (4) 加工好的构件, 必须先报送资料, 审查符合要求才能运达现场由质监小组进行尺寸、外观的二次检验, 符合要求方可安装。
4矩形钢管内浇注混凝土施工实践
4.1矩形钢管混凝土柱顶升工艺失败的教训
所谓泵送顶升浇注法, 即在钢管柱接近地面的适当位置安装一个带阀门的进料支管, 直接与泵车的输送管相连, 由泵车将混凝土连续不断自下而上灌入钢管, 无需振捣。然而, 本工程经过近百天的7次顶升试验均告失败。
产生的质量问题主要有两种形式:柱体瞬间变形, 焊缝开裂;标高±0.000下板壁屈服变形。
经过多次顶升专题会议, 参建各方逐步取得一致意见:
(1) 柱体即矩形钢管管壁板件厚度不够。钢管壁板本身即是抗侧压的模板, 由于设计厚度仅有12mm, 宽厚比b/t、h/t均超过限值规定 (GB50017-2003《钢结构设计规范》10.1.2规定矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比不应超过40) , 导致柱内混凝土顶升时钢管壁本身强度不足于抵抗产生的侧压。
(2) 内加劲隔板复杂。在柱内±0.00m、+9.7m、+20m处设置的内隔板有8~12道, 且中间开孔仅￠200mm, 孔径不到设计柱截面长边方向的三分之一, 极大增加了泵送混凝土的顶升压力。
(3) 柱内泵送混凝土产生的压力太大。泵送过程中, 泵车的泵送油压表压力值基本控制在8~12MPa之间, 而通过混凝土泵送顶升时柱外侧壁的应力应变监测和柱内压力监测发现:柱身±0.000以下最大应力值达130MPa, 最大变形值达2.95mm, 均超过设计限值规定。
失败的教训:第一, 自身专业技能不高, 对新技术、新工艺缺乏了解。第二, 忽视了设计质量的控制。矩形钢管混凝土结构与空心矩形钢管是两种不同的结构形式。建设方节约成本考虑才通过所谓的设计优化改成了矩形钢管混凝土结构, 钢管壁厚实际已减薄了一半, 而设计单位由于经验不足忽视了施工阶段验算。《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159:2004中4.1.6明确规定:矩形钢管混凝土构件尚应按空矩形钢管进行施工阶段的强度、稳定性和变形验算。第三, 现阶段我单位矩形钢管混凝土顶升施工尚缺乏大量试验数据和成功经验。
4.2矩形钢管混凝土柱高抛工艺成功的经验总结
为了判定柱顶直接抛落法施工工艺的可行性并进一步明确施工标准和验收依据, 我单位提议建设单位约请国内知名专家进行专题讨论。讨论重点解决了2个方面的问题:
(1) 矩形钢管柱设计的安全性
由于矩形钢管柱从多次顶升到高抛均出现了难以逾越的困难, 焦点首先集中在该结构设计是否存在缺陷、漏洞、是否需要修改?依据现行的CECS技术规程, 在设计使用条件下, 结构是可靠安全的, 不会变形也不会发生结构破坏。
(2) 缝隙定量控制
钢管柱内隔板下与混凝土存在缝隙, 主要原因是混凝土水灰比的大小、胶凝材料的使用数量、碎石粒径大小以及添加膨胀剂等对混凝土收缩的影响, 可以说不论采用顶升或高抛方法施工混凝土裂缝都是客观存在的。由于现阶段国内钢管混凝土施工研究数据的缺失和经验不足, 现行钢管混凝土技术规程尽管考虑了钢板与混凝土的粘结 (规范规定可进行敲击检查) , 但是并没有注意到隔板下会存在这么大的缝隙。与会专家虽然都表示缝隙对结构影响有限, 但针对这新问题, 一致认为要保证结构安全使用, 设计单位通过计算表示施工阶段所允许的缝隙限值控制在2mm内是偏安全的。
(上接第326页) 近年来, 随着国家经济的发展, 钢管混凝土正广泛应用于各种建筑结构中。尽管钢管混凝土在许多方面还存在着这样那样的弊端和问题, 但是它的优点大大多于缺点, 随着其理论研究的深入和完善, 施工工艺的提高和高性能材料的应用, 必将成为一种更完善的结构形式。S
宽。
3.3 防水闸墙的施工顺序
3.3.1 用高压水冲洗防水闸墙巷道四周围岩。
3.3.2 为了防止放水管路被杂物堵塞, 在距离窝头1米处, 施工防水
闸墙内侧设置一道钢筋箅子门, 以防杂物堵塞放水管路造成墙内积水压力过大, 起隔离杂物过水作用。
3.3.3 按照上面防水闸墙的具体要求, 在距离箅子门2米处砌筑第一
道防水闸墙, 再施工外侧第二道防水闸墙混凝土墙体至巷道底板标高后, 在两道墙体中间留出的空间之间充填10-30 cm的矸石作为中间墙体部分的骨料, 直至两道防水闸墙墙体间充填物接顶。
3.3.4 按照具体设计要求, 在距离防水闸墙底板1.
2米处压设4寸铸铁管装上阀门排水;距离底板1.5米处压设3寸铸铁管, 装上压力表及阀门。
3.4.5 防水闸墙按照要求施工完毕后, 由公司组织相关部室进行验收, 质量不合格必须重新施工。
验收完毕后, 签字存档。
4 结论
工程已于2012年5月施工完毕, 经有关人员验收, 工程质量符合设计要求。防水闸墙的构筑在有效防治了矿井周边老窑老空水害的威胁, 减少了腾泰矿业淹井的危险, 为今后兼并重组矿井防治水工作积累了一定的经验。S
【参考文献】
[1]煤矿矿井开采设计手册编写委员会.煤矿矿井开采设计手册:下册[S].煤炭工业出版社, 1984.
[2]李文星, 等.材料力学[M].电子工业出版社, 2011.
[3]何学秋, 等.中国煤矿灾害防治理论与技术[M].中国矿业大学出版社, 2006.
体研究是建筑设计创新评价研究的重要组成部分。S
【参考文献】
[1]邹广天.建筑设计创新与可拓思维模式[J].哈尔滨工业大学学报, 2006, (7)
120-122.
[2]王涛.论可拓策划理论与建筑设计创新的方法[R].首届全国博士生学术论坛
2003.
[3]郑时龄.建筑批评学[M].中国建筑工业出版社, 2001.
[责任编辑:尹雪梅]
市经济、景观环境、空间区位等多学科。如何处理好高层建筑与城市之间的关系变的十分重要, 高层建筑布局、高度及容量控制己成为各大城市规划管理中的重要内容, 高层建筑布局规划不仅成为一个重要的研究课题, 而且逐步被纳入城市规划体系中。S
【参考文献】
[1]司春娟.超高层建筑与环境[J].世界建筑, 1997 (2) :73.
[2]杨淑红.论高层建筑[J].呼伦贝尔学院学报, 2006, 14 (1) :79-82.
[1]哈尔滨建筑工程学院, 中国建筑科学研究院主编.钢管混凝土结构设计与施工规程[M].北京:中国计划出版社, 1992.
[2]同济大学, 浙江杭萧钢构股份有限公司主编.矩形钢管混凝土结构技术规程[S].北京:中国计划出版社, 2004.
摘要：本文以某太阳能高科技厂房为例, 通过在整个建筑工程实施过程中由于设计、施工的失误发生的质量问题, 揭示矩形钢管混凝土柱在设计、施工中的特点和难点, 试做一些探讨和总结。
关键词：钢管混凝土,泵送顶升浇注法,柱顶直接抛落法
参考文献
[1]哈尔滨建筑工程学院, 中国建筑科学研究院主编.钢管混凝土结构设计与施工规程[M].北京:中国计划出版社, 1992.
[2]同济大学, 浙江杭萧钢构股份有限公司主编.矩形钢管混凝土结构技术规程[S].北京:中国计划出版社, 2004.
矩形钢管结构设计浅谈 篇2
1 矩形钢管结构概述
近年来, 随着科学技术的进步, 国内建材市场也呈现出水涨船高之势, 各种新材料、新设备不断的涌现了出来, 为建筑事业的发展打下了坚实可靠的市场基础, 也为节能、环保建筑理念的落实提供了科学的指导思想。钢管结构作为现代化工程项目中研究最多的结构体系之一, 其伴随人们生活水平的提升也呈现出各种不同的发展力度和要求。矩形钢管结构便是基于这种时代背景下产生的一种结构形式, 它的应用有效的解决了建筑结构呆板与缺乏变通问题。
1.1 矩形钢管
矩形钢管也统称为矩形管, 是一种中间空、呈长条形或方形的一种钢管材料, 它也被广泛的称之为扁管、方扁管等。在当今社会发展中, 它被大量地用于建筑工程领域, 当作主要的结构施工材料采用, 同时也用于输送流体的管道, 更有甚者被广泛的应用在机械生产制造领域。在目前的建筑工程领域, 钢管材料主要可以分为热加工管和冷成型管两部分。
1.2 钢管结构
所谓的钢管结构主要指的是由圆管、矩形管、方管制作加工而形成的一种结构, 这类结构在目前的建筑工程项目中可以当作独立的梁、柱构件, 也可以结合其他的辅材等共同组成空间结构受力体系, 如钢管桁架结构、网架结构。钢管结构体系节点连接形式多样, 实际工程中主要采用管管相贯节点与球节点。钢管结构体系具有结构形式灵活、自身刚度大, 用钢量小, 施工方便, 适用于复杂多变的建筑形式等特点, 备受建筑师青睐。矩形钢管结构就是以矩形管为基本构件单元形成的钢管结构受力体系。
2 矩形钢管结构设计要点
美国、英国、日本等发达国家在目前的建筑结构设计中, 对于矩形钢管结构的研究极为深入, 也是整个结构设计规范最为明确的国家之一。在这些国家工作中, 通过对其组合规范设计标准进行逐个分类, 根据矩形钢管的设计条款、形状特征以及应用部位进行严格控制。事实上, 在矩形钢管结构设计当中, 不少条例中明确的规定出在工作开展之前提前做好相关的控制和管理工作, 尤其是图纸设计与管理更为严格。特别是在住宅建筑结构中, 因为住宅建筑结构本身存在的特殊性和与人们生活的密切性, 这使得设计工作要更加严格, 以保证住宅结构整体质量。矩形钢管结构便是在这种基础下形成的, 它在住宅建筑结构设计中发挥着显著的优越性。国内很多学者结合国外先进技术和国内工程现状有针对性的对矩形钢管结构设计要点进行了研究, 结合最新的科研成果, 我国正在不断完善有关矩形钢管的结构设计规范与规程, 这必然会给工程设计和施工提供扎实的理论参考和指导。
2.1 节点构造设计
与普通的钢桁架相比较, 矩形钢管结构设计节点存在着显著的特殊性。一般而言, 在设计工作中需要从节点的造型入手, 做到间隙节点、部分搭接节点、全搭接节点的合理控制, 保证施工要点。但是在设计中设计原则和方法与普通的钢结构设计基本相同, 同时应当遵循《钢结构设计规范》, 以该设计规范中所提出的相关要求为基准科学地进行设计, 从而保证设计与施工的顺利开展。
2.2 构件稳定性设计
在目前的矩形钢管结构设计工作中, 通常规定矩形管的最大外缘尺寸与壁厚之比不应超过。对轴心受力构件主要计算其强度和稳定性, 强度计算时, 应采用构件的有效截面积, 对受压构件应采用构件的有效净截面积。对实腹式双轴对称闭口截面的压弯构件, 主要计算其平面外的稳定性以及最大刚度平面 (通常是弯矩平面) 的强度和稳定性。对实腹式双向弯曲的双轴对称闭口截面的压弯构件, 应验算任意平面内的强度和稳定性, 并均应采用构件的有效净截面积和有效的净截面抵抗矩, 对欧拉力的计算采用构件的毛面积。
2.3 矩形管桁架设计
在矩形管桁架设计工作中, 通常情况下都是选择常规计算方法来进行计算, 是以节点最少、布置最为简单、方案最为经济的方法将其节点应力转化成为等效荷载, 按照交接无偏心的方式来确定杆件的轴力, 从而达到合理设计目的。
2.4 焊缝设计
一般来说, 在工程项目中, 焊缝节点在确定的时候应当提前计算出焊缝承载能力, 除了在某些搭接点部位需要制定出K、N等特殊形式的节点之外, 同时还应当对对接焊缝、角焊缝或二者相结合所产生的焊缝进行控制。一般在焊缝控制中其承载力不能小于支管承载力强度要求。在焊缝设计中, 一般都是选择绕支管边长最小尺寸进行控制。钢结构设计规范在焊缝设计中给出了一些通用的保守计算方法, 它是通过腹杆沿着其四周焊接, 这样可以利用规范中的相应条款来计算出焊缝的应力与焊缝长度。
3 结语
总之, 随着矩形钢管结构的广泛应用与发展, 矩形钢管结构体系在建筑领域所起到的作用必然得到工程界的认可, 矩形钢管结构设计工作也会受到社会各界人士的重视, 同时有关设计规范的更新与颁布更是为其发展打下了扎实的理论基础。因此, 我们可以预计在未来建筑发展中, 矩形钢管结构必然会迎来更大的发展空间, 其应用也必然更加广泛。
摘要：矩形钢管结构由于具有造型丰富、受力明确、用钢量省、施工方便等特点而被广泛地应用在建筑设施中。然而我国截至目前尚未形成独立的矩形钢管结构的设计规范和章程, 一般在设计中都是以国内相关设计规范及设计经验参考进行的。本文从矩形钢管结构的概念入手, 着重阐述了其有关设计方面的一些要点。
关键词：矩形钢管,结构设计,承载力
参考文献
[1]彭晓彤, 梁启龙, 满杰.相贯节点平面钢管桁架中受压腹杆的计算长度研究[J].工业建筑, 2005 (06) .
矩形钢管混凝土 篇3
钢管结构是一种由管状截面构件连接而成的钢结构形式。近年来随着钢结构的飞速发展, 钢管结构因其具有良好的几何特性、优美的外观, 应用十分广泛。矩形钢管桁架是钢结构中的一种重要形式, 与圆形钢管相比, 矩形钢管能够提供更大的刚度, 但其构件具有明显的极轴方向, 导致矩形钢管桁架施工工艺相对复杂, 常用于某些大跨度人行天桥或工业廊道中。在矩形钢管桁架节点区域, 一般容易出现管壁的局部屈曲和开裂, 然而节点外的杆件内力相对较小, 因此, 综合经济与安全考虑, 通常仅针对节点区域进行强化处理即可。实际常用外套管或内加劲板等措施进行强化。结合重庆港主城港区果园作业区廊道工程, 利用有限元分析方法, 对工程中使用的KT型节点进行加强处理, 分为无加强、衬加劲板加强两种方式进行。
1 工程概况
本工程为重庆港主城港区果园作业区廊道工程中的栈桥, 主要结构跨度为38. 5 m, 结构采用钢管桁架结构, 如图1 所示。钢管桁架的弦杆和腹杆均采用矩形钢管。本文研究对象是其结构中的过渡KT型节点, 具体的连接形式如图2 所示。焊接采用全熔透坡口焊缝, 杆件连接处做喇叭口过渡段, 过渡段角度在20° ~30°。
2 有限元分析
本文选用ABAQUS有限元软件分别对无加强节点和加劲板加强节点进行分析和计算。通常情况, ABAQUS中壳单元分别为常规壳单元和基于连续体的壳单元两类。常规的壳单元通过对单元的平面尺寸、表面法相和初始曲率的定义来离散参考面。常规单元不能通过节点定义厚度, 一般通过截面属性定义壳的厚度。本文选取ABAQUS中的S4R壳单元。
2. 1 材料特性
过渡型KT节点交汇处的主管、中管、支杆均采用Q345B低合金高强度结构钢。钢材的应力应变曲线选择如图3 所示。
1) 弹性阶段。如图3 所示第一段斜线, σ = Esε ( σ ≤ fy) 。2) 强化阶段。如图3 所示第二段斜线, σ = 0. 01Esε ( σ > fy) 。
2. 2 荷载及边界条件
从空间钢结构分析软件SAP2000 中的模型中提取杆件轴力, 选择1. 2D + 1. 4L + 1. 3E荷载组合, 左中右支杆的受力比例为3. 67∶ - 0. 95∶ - 2. 23。选择如图4 所示边界条件及加载方式。
2. 3 有限元模型的建立
在有限元程序中建模之前, 必须要确定主支管的长度和研究参数。据以往研究, 主管长度l1与主管宽度b0的比值在6 ~ 12 之间, 主管长度对节点性能的影响很小, 支管长度l2与支管宽度bi ( i = 1, 2, 3) 的比值在6 ~ 10 之间, 支管长度对节点性能的影响可忽略不计。结合本文的研究需要, 主支管长度分别取l1= 9b0, l2= 8b2。节点几何参数为: 主管宽度b0= 350 mm, 支管宽度bi=350 mm ( i = 1, 2, 3 ) , 过渡段长度L = 800 mm, 过渡段角度 α1=30°, 主管厚度t0= 16 mm, 支管厚度ti= 8 mm ( i = 1, 2, 3) , 支管与主管夹角 θ = 40°。采用四边形壳单元对模型进行网格划分, 网格划分如图5 所示, 图6 为加劲后节点内部图。
2. 4 分析结果
1) 破坏模式的对比见图7。
图7a) 为第二类未加劲典型节点在拉杆荷载为3 303 k N时的破坏形态, 图7b) 为相同节点加劲后在拉杆荷载为4 044 k N时的破坏形态。对比后可以发现, 两者最终的破坏模式类似, 都是以拉杆和过渡段都屈服为特点。但是所承受的荷载不同。除此之外, 可以发现加劲后节点拉杆与过渡段相连处未发生明显的变形, 而未加劲节点在此处出现隆起, 这足以说明加劲板对节点的变形起到约束作用, 有效控制了节点的屈曲变形。
2) 节点塑性开展的对比见图8。
图8a) 为拉杆荷载为1 651. 5 k N时, 加劲前典型节点的V-Mises应力云图, 此时未加劲节点已出现应力集中, 位于左侧过渡段与弦杆相连处角点。图8b) 为拉杆荷载为1 468 k N时, 加劲后典型节点的V-Mises应力云图, 此时各杆件受力较为平均, 未出现应力集中现象。图8c) , 图8d) 分别为拉杆荷载为2 202 k N时, 典型节点加劲前和加劲后的V-Mises应力云图, 此时未加劲节点左侧过渡段外表面部分单元已进入塑性, 而加劲后节点仅在过渡段与弦杆相连处角点出现应力集中。图8e) 为拉杆荷载3 033 k N时加劲前典型节点的V-Mises应力云图, 此时未加劲节点左侧拉杆和过渡段已经完全进入塑性状态, 与之相连的弦杆上表面也有部分区域进入塑性状态。图8f) 为拉杆荷载为2 936 k N时, 典型节点加劲后的V-Mises应力云图, 此时节点仅左侧过渡段少数单元进入塑性。
3) 节点极限承载力的对比。
图9 为典型节点加劲前和加劲后的荷载—位移曲线图。从图中可以看出, 未加劲节点和加劲节点在弹性阶段的曲线较为相近, 但是加劲后节点的弹性阶段较未加劲节点长, 即加劲后节点较晚进入塑性状态, 并且进入塑性阶段后的刚度较未加劲节点强。此外, 由图反映出加劲后节点的极限承载力为4 075. 5 k N, 而未加劲节点的极限承载力为3 041 k N, 加劲后极限承载力较加劲前提高了将近1. 34 倍。
3 结语
本文对未加劲过渡KT型节点和加劲后过渡KT型节点采用有限元分析软件ABAQUS进行数值模拟分析, 根据所得结果对二者进行了破坏模式、塑性发展状况以及极限承载力三方面深入对比, 主要得到以下结论:
1) 对比未加强和加强后节点的破坏模式, 可以发现未加劲节点的破坏先由各杆件交汇处破坏发展到杆件的破坏, 而加劲后的节点先由杆件破坏, 然后蔓延至节点交汇处。加劲后的节点充分体现出“强节点, 弱构件”这一原则, 对整体结构抗震性能起到积极作用。
2) 加劲后的节点强度和刚度明显优于未加劲节点。加劲后节点的极限承载力明显高于未加劲节点, 并有效的减少节点应力集中现象。
3) 加劲板对杆件的变形起到一定的约束作用, 有效控制了节点的屈曲变形。
参考文献
[1]李星荣.钢结构连接节点设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
[2]庄茁.基于ABAQUS的有限元分析和应用[M].北京:清华大学出版社, 2009.
矩形钢管混凝土 篇4
1 对钢管压型的工艺性分析
1.1 钢管受力状况分析
钢管受力状况分析如下图1。
钢管的压型包含了弯曲和成型等变形方法, 变形方式理论分析比较复杂。当这种受力状态平衡时, 钢管在压力的作用下发生弯曲变形。当变形达到一程度时, 从定受力分析上看, 受力点合力角度发生变化时, 钢管向上的支撑分力逐渐减少, 当它不足以抵抗压力机压力时, 会发生局部的成型 (塑性) 变形。这种变形会使钢管产生不规则皱褶, 而且一旦形成很难清除。所以要保证钢管压型完成, 就必须要保证在压制过程中不产生皱褶。
1.2 试压实验分析
我们首先对φ244.5X5的钢管进行压型试验, 观察其变形规律, 如产生凸凹变形的位置尺寸、轴向方向的直线度偏差、变形量及变形走向。通过对钢管的试压, 得出短轴长度大约在75mm处、50mm处钢管的变形状态。通过观察以上试压, 可以断定, 短轴长度在50mm位置时是钢管产生成型变形的极限, 经分析证明钢管压制导叶片的工艺方法是可能实现的。
1.3 模具制造的要点
(1) 上、下模的光洁度必须达到。 (2) 上、下模形线在椭圆轴向方向的垂直度<0.2mm。 (3) 上、下模底面与椭圆水平中分面必须平行。 (4) 芯轴必须保证其几何尺寸达到图样要求, 并通过数控铣床加工而成。 (5) 模具安装后保证上、下模基准平面相互平行。 (6) 在芯轴上涂抹机油减少磨损及增加润滑。
2 压型模压型的模拟数据确定
我们先模拟出调节叶片的几何尺寸, 根据尺寸要求, 设计出压型模具进行压型试验并对压制成型的导叶片的几何尺寸精度进行分析。
3 压型试验
模具制造后, 对钢管进行试压, 结果及分析如下: (1) 压型基本达到预期效果。 (2) 制造精度确认。 (3) 成本计算。每米叶片制造节约费用:材料利用率节省:29.5Kg X9%=2.66Kg, 2.66Kg X4.5元/Kg=12元;焊材节省:0.5Kg X8元/Kg=4元;工时节省:1.6小时X130元/小时=208元;合计:12元+4元+208元=224元。
4 结论及技术前景
经理论分析及压型试验确认, 用钢管压制成型导叶片替代薄板焊接结构离心通风机矩形调节叶片的钢管压制成型工艺是可行的。但同时我们也看出, 这种成型工艺对工件压型前的工艺性分析是非常重要的, 就是钢管的直径与壁厚之比是有一定的范围要求的。由于这种成型方法的很多不确定因素限制, 用理论计算很难实现。本文只证明其压型的可行性, 对于钢管的直径壁厚之比的范围, 建议根据具体工件的几何尺寸要求进行理论分析与压型试验, 并对数据进行统计。
此成型工艺可以填补此类工艺的空白。钢管压制调节门导叶片的制造成功, 可使调节门的制造节约成本、缩短周期、提高质量, 另外此项技术也可以应用到相关结构形式的工件制造上。
摘要：本文对用钢管压制成型导叶片替代薄板焊接结构离心通风机矩形调节叶片的钢管压制成型工艺的可行性进行了分析与讨论, 并对这一成型方法的前景进行探讨。通过对钢管压型的工艺性分析, 对压型模压型的模拟数据确定, 对试压结果的分析, 以及对这种新结构所具有的提高材料的利用率、刚性好、外形美观、制造工序减少等优势的确认, 来证明这将是通风机制造工艺的一个创新。
关键词：钢管压型,工艺性分析,成本及效率
参考文献
[1]王孝培.冲压设计资料, 1983 (12) .