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孟村法蘭 --公司動態  
法蘭分瓣下料時鋼板尺寸計算

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在製造石油化工機械和通用機械中的大直徑法蘭時,一般先將鋼板切割成環段,即扇形板,然後焊接成環狀法蘭。在切割之前常用作圖法做出紙片樣板,再在鋼板上劃線。這樣,尺寸精度往往不易保證,且要耗費許多時間和紙料。筆者將介紹一個經過實踐檢驗的公式,可根據現有任選鋼板的寬度和法蘭的內、外半徑,求出鋼板所需的長度,並直接在鋼板上劃線。
1 計算公式
  設矩形鋼板寬度為b,一個環狀法蘭包含的扇形板數量為n,則一個法蘭所需鋼板的長度L由下式確定:s-40.gif (1190 bytes)
   (n-1)+(R-r)cos(α/2)+10
(1)
式中,L為一個法蘭所需鋼板的長度,R為法蘭外半徑,r為法蘭內半徑,單位均為mm;考慮到熱切割切口寬度及尺寸誤差, 而增加10 mm的附加量;n為一個法蘭中扇形板的數目,n=360°/α,其中α為一個扇形板所對的圓心角,(°)。
  計算時,由已知的R、r及b,根據幾何關係式α/2=arcsin(b/2R),求出α/2及α。由n=360°/α求出n,進而求出鋼板長度L。實踐證明,此公式較為準確。當法蘭直徑在2 000~
4 000 mm時,L誤差值不超過2%。
2 幾項說明
  (1)確定R及r劃線用實際值時,應考慮法蘭焊後機加工餘量。
   (2)由於餘料利用等原因,現有鋼板寬度b可能是多種多樣的,算出來的塊數n常常不為整數。這時可取比n大的最近整數代入式(1)求出L值。法蘭拚焊時將其中一塊扇形板按n值小數部分所對的圓心角沿其向心線切斷,棄去多餘部分。也可根據n=360°/α及α/2=arcsin(b/2R)關係式,先確定扇形板數目n,然後求出b來選擇合適的鋼板。可見式(1)適用於不同寬度的鋼板。
3 應用舉例
  現行壓力容器法蘭標準JB 4720-92《乙型平焊法蘭》中有一種PN=1.0 MPa,DN=1 000 mm的法蘭,若選用b=600 mm鋼板切割扇形板,求所需長度L。
  解: 查該標準, DN=1 000, D=1 140,即R=570,r=500(單位均為mm)。則α/2=31°45′24″,α=63°30′49″,n=5.668,取n=6代入式(1),解得L=616.47 mm。拚焊時把其中一塊按63°30′49″×0.668=42°25′37″劃出向心線並切斷,棄去其餘部分。
  用作圖法對該法蘭進行驗證,與計算相吻合,作圖方法見圖1。作此圖時未加上加工餘量,實際操作時應予以考慮。
35.gif (8711 bytes)
  劃線步驟:①根據b=600 mm劃出中心線及與之平行的兩條長邊線,再劃出與之垂直的一條短邊線。②設第一扇形板的外圓弧與短邊線相切,根據切點在中心線上找到第一塊圓心O1。劃出第一塊內、外圓弧與兩長邊線各相交。設與一條長邊線的交點相應為P1和P2。③以P2為圓心,R為半徑劃圓弧,交中心線於O2,O2即為第2塊的圓心。劃出第2塊的內、外圓弧。進而求得第3塊的圓心。以此類推,劃出6塊的內外圓弧線。④各塊從外圓弧左右兩個端點起沿各自徑向線切除兩端多餘部分,即成所需的扇形板。
4 結語
  用此方法進行下料,可以充分利用餘料,且無需做紙樣,所以節省鋼材、紙料和製作時間。

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