異徑管應(yīng)力分析
異徑管在受壓管道系統(tǒng)中是常見的重要部件，但對(duì)異徑管問題的研究基本還是空白。通過理論分析對(duì)內(nèi)壓以及面內(nèi)矩、扭矩作用下同心異徑管、偏心異徑管、異徑管的應(yīng)力進(jìn)行了研究，通過有限元數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)。
　　主要工作有:
　　1推導(dǎo)了內(nèi)壓作用下異徑管的環(huán)向應(yīng)力公式和經(jīng)向應(yīng)力公式。在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，異徑管的環(huán)向應(yīng)力公式可以轉(zhuǎn)化為同心異徑管、偏心異徑管、或等徑管的環(huán)向應(yīng)力公式。在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了異徑管的限壓力式。異徑管的限內(nèi)壓由其大端截面控制。
　　2推導(dǎo)了異徑管的限矩公式，異徑管的限矩由其小端截面控制。同心異徑管、偏心異徑管限矩均相當(dāng)于與小端口截面尺寸相同的直管的限矩。異徑管限矩由與小端面尺寸相同的同心異徑管、偏心異徑管的限矩作為基礎(chǔ)項(xiàng)，再乘以矩系數(shù)。根據(jù)異徑管曲系數(shù)的大小分為四個(gè)區(qū)間，矩系數(shù)分別按相應(yīng)區(qū)間的回歸式計(jì)算。
　　3推導(dǎo)了異徑管的限扭限公式，異徑管的限扭矩均由其小端截面控制，相當(dāng)于與小端口截面尺寸相同的直管的限扭矩公式作為基礎(chǔ)項(xiàng)，再乘以系數(shù)。同心異徑管限扭矩相對(duì)要比偏心異徑管的限扭矩略大一點(diǎn)，異徑管大端面截面承受扭矩時(shí)的限扭矩相對(duì)要比小端面截面承受扭矩時(shí)的限扭矩小。在異徑管承受端面扭矩作用上，還提出了一端的扭矩法完全傳遞到另一端的概念，扭矩在傳遞中會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為矩。90°管一個(gè)端面的矩既可由另一個(gè)端面的扭矩轉(zhuǎn)化而來。
　　4提出了同心異徑管、偏心異徑管和異徑管的有限元模型建模法。
　  總結(jié)出應(yīng)力分布或形的特征:
　　(1)內(nèi)壓作用下同心異徑管大小端的面積壓力差產(chǎn)生的矩引起大端相對(duì)張、小端相對(duì)收縮的現(xiàn)象;
　　(2)內(nèi)壓作用下偏心異徑管偏心側(cè)大端內(nèi)表面及偏心側(cè)中部外表面的環(huán)向應(yīng)力。
　　5上述理論成果經(jīng)過了有限元數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)還表明，廠家直銷耐磨管件，內(nèi)壓作用下環(huán)殼的曲半徑和管截面半徑均增大，而管壁厚化很小。

礦井用管道的要求

1、礦用管道主要是抽放煤氣、正壓供風(fēng)、排水、防塵供水管道，其中以抽放煤氣用管用量較大；新建礦井需在主巷道上敷設(shè)管道，已建礦井每年隨著礦井的延伸需增設(shè)管道。管道的敷設(shè)有明裝，也有埋地。

2、井下用管及連接件、井上抽放煤氣管均有抗靜電和阻燃的要求，井上其余用途管道可用一般輸水管道。由于井不能有明火，耐磨管件，管道連接均是在井上焊好法蘭，井下直接安裝。

3、使用壓力及規(guī)格：抽放煤氣管承受負(fù)壓，工作壓力為-0.05MPa，較多不超過-0.08MPa；正壓供風(fēng)管道使用壓力為0.　8MPa左右；排水、防塵供水管道根據(jù)礦井地勢(shì)落差有0.5-3.0MPa的范圍。產(chǎn)品使用規(guī)格從DN50-DN500，其中以DN150、DN200、DN250、DN300、DN350五種規(guī)格較常用。

4、井下施工條件及管道的使用條件惡劣。新礦建設(shè)時(shí)主管道施工隊(duì)在為煤礦施工隊(duì)，支管安裝主要由生產(chǎn)班組水電工負(fù)責(zé)，一般情況下不會(huì)對(duì)管道進(jìn)行專門維護(hù)。

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徑管制作方法
　　異徑管的圓度不應(yīng)大于相應(yīng)端外徑的1%，且允許偏差為±3mm。
　　異徑管(大小)是用于管道徑的一種管件。通常采用的成形工藝為縮徑壓制、擴(kuò)徑壓制或縮徑加擴(kuò)徑壓制，對(duì)某些規(guī)格的異徑管也可采用沖壓成形。
　　縮徑/擴(kuò)徑成形
　　異徑管的縮徑成形工藝是將與異徑管大端直徑相等的管坯放入成形模中，通過沿管坯軸向方向的壓制，使金屬沿模腔運(yùn)動(dòng)并收縮成形。根據(jù)異徑管徑的大小，分為一次壓制成形或多次壓制成形。
　　擴(kuò)徑成形是采用小于異徑管大端直徑的管坯，耐磨管件，用內(nèi)沖模沿管坯內(nèi)徑擴(kuò)徑成形。擴(kuò)徑工藝主要解決徑偏大的異徑管不易通過縮徑成形的情況，有時(shí)根據(jù)材料和產(chǎn)品成形需要，將擴(kuò)徑與縮徑的方法合并使用。
　　在縮徑或擴(kuò)徑形壓制過程中，根據(jù)不同材料和徑情況，批發(fā)耐磨管件，確定采用冷壓或壓。通常情況下，盡量采用冷壓，但對(duì)多次徑而引起嚴(yán)重的加工硬化的情況、壁厚偏厚的情況或合金的材料宜采用壓。
　　沖壓成形
　　除使用管為原料生產(chǎn)異徑管外，對(duì)部分規(guī)格的異徑管還可用板采用沖壓成形工藝進(jìn)行生產(chǎn)。拉伸所使用的沖模形狀參照異徑管內(nèi)表面尺寸設(shè)計(jì)，用沖模將下料后的板沖壓拉伸成形。

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