變壓器斜口升高座筒壁展開方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變壓器斜口升高座筒壁展開方法，屬于變壓器鈑金加工【技術(shù)領(lǐng)域】。技術(shù)方案是：筒壁任意展開位置的軸向長度等于展開位置筒壁內(nèi)側(cè)邊和筒壁外側(cè)邊中較短邊的長度；當(dāng)筒壁內(nèi)側(cè)邊長度等于筒壁外側(cè)邊時(shí)，展開位置的軸向長度等于任何一邊的長度。筒壁剖面的實(shí)際形狀為MQPF矩形，出現(xiàn)沿軸向的ΔH誤差，那么MQPF矩形軸向長度只需減去ΔH。本發(fā)明的積極效果：根據(jù)實(shí)際筒壁下料加工，實(shí)現(xiàn)了對(duì)斜口升高座筒壁的精確展開,在工作中經(jīng)過應(yīng)用驗(yàn)證，解決了筒壁斜口端對(duì)接時(shí)出現(xiàn)局部接觸而其它部位出現(xiàn)間隙的問題，有利于焊接操作并提高了焊接質(zhì)量,保證了升高座筒壁的實(shí)際高度。
【專利說明】變壓器斜口升高座筒壁展開方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓器斜口升高座筒壁展開方法，屬于變壓器鈑金加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]升高座是變壓器油箱的一個(gè)重要部件，其中斜口升高座筒壁(以下簡稱筒壁)形狀見圖1、圖2，一端帶斜口且為平面，斜口端傾角為a，是按筒壁展開圖經(jīng)板材下料后卷制而成。通常設(shè)計(jì)展開圖是筒壁的中性層展開圖，并繪制在XOY平面內(nèi)，展開曲線為筒壁中性層與斜口端平面相貫線的展開形狀，曲線上任一點(diǎn)的X軸坐標(biāo)是從筒壁起始展開位置到展開位置的中性層弧長，Y軸坐標(biāo)是展開位置中性層軸向長度。通過上述展開圖得到筒壁的理想剖面形狀應(yīng)如圖4，為MCEF梯形。圖中GD為中性層長度，a ’為切割面CE與板面夾角，沿筒壁軸向不同位置a丨是變化的，根據(jù)幾何關(guān)系可推出a與a '關(guān)系為:
ctg (a ' )+ctg ( a ) X cos ( 0 ) =0
0為筒壁展開位置與筒壁起始展開位置(圖5中的OB)的夾角。
[0003]然而實(shí)際下料時(shí)無法沿板厚方向加工出這樣的傾角，板面與切割面的實(shí)際夾角為90°，所以筒壁剖面形狀為MQPF矩形，從圖中可以看出多出了一個(gè)三角形DPE區(qū)域，這會(huì)導(dǎo)致筒壁裝配時(shí)沿軸向增高PE，其值為AH，在不同的位置
AH= I 0.5XtXctg(a)Xcos(0) | (此公式按中性層系數(shù)取0.5時(shí)導(dǎo)出)。
[0004]從公式可以看出，由于板材下料加工的原因，按中性層展開圖加工的筒壁斜口端位置存在軸向誤差，且在不同展開位置軸向誤差是不同的，當(dāng)0=0或時(shí)，八訴0.5\七父(^(0)，為最大值；當(dāng)0=0.5 31或1.5 時(shí)，AH=0，為最小值。由于板材下料加工的原因，按中性層展開圖加工的筒壁斜口端位置存在軸向誤差，且在不同展開位置軸向誤差是不同的，軸向誤差會(huì)造成筒壁斜口端與配合面產(chǎn)生局部接觸，其它部位出現(xiàn)間隙，致使焊接困難、容易出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種變壓器斜口升高座筒壁展開方法，避免存在軸向誤差，不會(huì)對(duì)變壓器升高座筒壁下料及后續(xù)焊接產(chǎn)生影響，提高工作效率和焊接質(zhì)量，解決【背景技術(shù)】存在的上述問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種變壓器斜口升高座筒壁展開方法，包含如下步驟:由于筒壁板材下料原因，筒壁剖面的實(shí)際形狀為MQPF矩形，出現(xiàn)沿軸向的AH誤差，MQPF矩形軸向長度減去A H，筒壁剖面形狀則為MNEF矩形，矩形MNEF的軸向長度等于筒壁理想剖面內(nèi)側(cè)邊，以下簡稱筒壁內(nèi)側(cè)邊FE長度，小于筒壁理想剖面外側(cè)邊，以下簡稱筒壁外側(cè)邊MC長度；此時(shí)，切割面CE與板面夾角a ' <90°，當(dāng)沿筒壁軸向剖切時(shí)還會(huì)出現(xiàn)a ’ >90°和a ' = 90°的情況；當(dāng)a ' >90°時(shí)，為了避免出現(xiàn)高度誤差筒壁剖面形狀應(yīng)為MNEF矩形形狀，其軸向長度等于筒壁外側(cè)邊長度，其長度小于筒壁內(nèi)側(cè)邊長度；當(dāng)a丨=90°時(shí)，筒壁剖面形狀不存在高度誤差，因筒壁外側(cè)邊長等于筒壁內(nèi)側(cè)邊長，故其軸向長度等于任何一邊的長度；筒壁任意展開位置的軸向長度等于展開位置筒壁內(nèi)側(cè)邊和筒壁外側(cè)邊中較短邊的長度；當(dāng)筒壁內(nèi)側(cè)邊長度等于筒壁外側(cè)邊時(shí)，展開位置的軸向長度等于任何一邊的長度:
設(shè)筒壁內(nèi)側(cè)邊的長度為yl，筒壁外側(cè)邊的長度為y2，計(jì)算公式為:
yl= H — (D / 2) X cos ( Θ ) X ctg ( α )
y2= H — (D / 2 — t) X cos ( θ ) X ctg ( α )
上兩式中:D為筒壁外徑,單位mm ； t為筒壁厚度，單位mm ；
Θ為展開位置與起始展開位置的夾角，單位rad; α為斜口端傾角，單位rad ；
H為筒壁上端面到斜端口中心距離，單位mm。
[0007]將yl、y2中的較小者設(shè)為y，y=min (yl，y2)，作為展開位置的軸向長度，在XOY坐標(biāo)系中作為Y軸坐標(biāo)。
[0008]從起始展開位置到展開位置中性層的弧長設(shè)為X，計(jì)算公式是: x=(D-2Xt + 2XtXk)X Θ
式中:D為筒壁外徑,單位mm; t為筒壁厚度，單位mm ； k為中性層系數(shù)；
Θ為展開位置與起始展開位置的夾角，單位rad。
[0009]這樣便得到了展開位置斜口端的坐標(biāo)點(diǎn)(x，y);通過上述方法得到多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，利用得到的點(diǎn)便可畫出筒壁斜口端的展開曲線，從而繪制出筒壁展開圖。
[0010]本發(fā)明的積極效果:根據(jù)實(shí)際筒壁下料加工，實(shí)現(xiàn)了對(duì)斜口升高座筒壁的精確展開，在工作中經(jīng)過應(yīng)用驗(yàn)證，解決了筒壁斜口端對(duì)接時(shí)出現(xiàn)局部接觸而其它部位出現(xiàn)間隙的問題，有利于焊接操作并提高了焊接質(zhì)量，保證了升高座筒壁的實(shí)際高度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是【背景技術(shù)】變壓器斜口升高座筒壁主視圖；
圖2是【背景技術(shù)】變壓器斜口升高座筒壁俯視圖；
圖3是本發(fā)明的變壓器斜口升高座筒壁展開主視圖；
圖4是本發(fā)明的變壓器斜口升高座筒壁A-A剖視圖；
圖5是本發(fā)明的變壓器斜口升高座筒壁俯視圖；
圖6是α 1 >90°展開位置剖面示意圖；
圖7是α 1 =90°展開位置剖面示意圖；
圖8是根據(jù)本發(fā)明所開發(fā)的斜口升高座展開計(jì)算軟件的界面；
圖9是由附圖8所示軟件對(duì)斜口升高座筒壁進(jìn)行展開計(jì)算的結(jié)果示例。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。[0013]參照附圖4、5，由于筒壁板材下料原因，筒壁剖面的實(shí)際形狀為MQPF矩形，出現(xiàn)沿軸向的Λ H誤差，那么MQPF矩形軸向長度只需減去ΛΗ，這樣便解決了上述問題，筒壁剖面形狀則為MNEF矩形形狀，矩形MNEF的軸向長度等于筒壁理想剖面內(nèi)側(cè)邊(以下簡稱筒壁內(nèi)側(cè)邊)FE長度，小于筒壁理想剖面外側(cè)邊(以下簡稱筒壁外側(cè)邊)MC長度。我們注意到，此時(shí)α ' <90°，當(dāng)沿筒壁軸向剖切時(shí)還會(huì)出現(xiàn)α ' >90°和a ^ =90°的情況；當(dāng)α ; >90°時(shí)，如圖6，為了避免出現(xiàn)高度誤差筒壁剖面形狀應(yīng)為MNEF矩形形狀，其軸向長度等于筒壁外側(cè)邊長度，其長度小于筒壁內(nèi)側(cè)邊長度；當(dāng)α ' =90°時(shí)，如圖7，筒壁剖面形狀不存在高度誤差，因筒壁外側(cè)邊長等于筒壁內(nèi)側(cè)邊長，故其軸向長度等于任何一邊的長度。
[0014]通過以上三種情況的分析可知，筒壁任意展開位置的軸向長度等于展開位置筒壁內(nèi)側(cè)邊和筒壁外側(cè)邊中較短邊的長度；當(dāng)筒壁內(nèi)側(cè)邊長度等于筒壁外側(cè)邊時(shí)，展開位置的軸向長度等于任何一邊的長度。
[0015]設(shè)筒壁內(nèi)側(cè)邊的長度為yl，筒壁外側(cè)邊的長度為y2，計(jì)算公式為: yl= H — (D / 2) X cos ( Θ ) X ctg ( α )
y2= H — (D / 2 — t) X cos ( θ ) X ctg ( α )
上兩式中:D為筒壁外徑,單位mm ； t為筒壁厚度，單位mm ；
Θ為展開位置與起始展開位置的夾角，單位rad; α為斜口端傾角，單位rad ；
H為筒壁上端面到斜端口中心距離，單位mm。
[0016]將yl、y2中的較小者設(shè)為y，y=min (yl，y2)，作為展開位置的軸向長度，在XOY坐標(biāo)系中作為Y軸坐標(biāo)。
[0017]從起始展開位置到展開位置中性層的弧長設(shè)為X，計(jì)算公式是: x=(D-2Xt + 2XtXk)X Θ
式中:D為筒壁外徑,單位mm; t為筒壁厚度，單位mm ； k為中性層系數(shù)；
Θ為展開位置與起始展開位置的夾角，單位rad。
[0018]這樣便得到了展開位置斜口端的坐標(biāo)點(diǎn)(X，y)。通過上述方法可以得到多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，利用得到的點(diǎn)便可畫出筒壁斜口端的展開曲線，從而繪制出筒壁展開圖。
[0019] 參照附圖8、9，根據(jù)本發(fā)明方法，利用CAD平臺(tái)和其提供的VBA 二次開發(fā)環(huán)境進(jìn)行軟件開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)筒壁展開的自動(dòng)計(jì)算、展開圖形的繪制與標(biāo)注。軟件界面見圖8，展開示例見圖9。本發(fā)明根據(jù)實(shí)際筒壁下料加工方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)斜口升高座筒壁的精確展開，在工作中經(jīng)過多年應(yīng)用驗(yàn)證，解決了筒壁斜口端對(duì)接時(shí)出現(xiàn)局部接觸而其它部位出現(xiàn)間隙的問題，有利于焊接操作并提高了焊接質(zhì)量，保證了升高座筒壁的實(shí)際高度。
【權(quán)利要求】
1.一種變壓器斜口升高座筒壁展開方法，其特征在于包含如下步驟:筒壁剖面的實(shí)際形狀為MQPF矩形，出現(xiàn)沿軸向的Λ H誤差，MQPF矩形軸向長度減去ΛΗ，筒壁剖面形狀則為MNEF矩形，矩形MNEF的軸向長度等于筒壁理想剖面內(nèi)側(cè)邊，以下簡稱筒壁內(nèi)側(cè)邊FE長度，小于筒壁理想剖面外側(cè)邊，以下簡稱筒壁外側(cè)邊MC長度；此時(shí)，切割面CE與板面夾角α ; <90。，當(dāng)沿筒壁軸向剖切時(shí)還會(huì)出現(xiàn)α ' >90。和a ^ =90。的情況；當(dāng)α '> 90°時(shí)，為了避免出現(xiàn)高度誤差筒壁剖面形狀應(yīng)為MNEF矩形形狀，其軸向長度等于筒壁外側(cè)邊長度，其長度小于筒壁內(nèi)側(cè)邊長度；當(dāng)a ^ = 90°時(shí)，筒壁剖面形狀不存在高度誤差，因筒壁外側(cè)邊長等于筒壁內(nèi)側(cè)邊長，故其軸向長度等于任何一邊的長度；筒壁任意展開位置的軸向長度等于展開位置筒壁內(nèi)側(cè)邊和筒壁外側(cè)邊中較短邊的長度；當(dāng)筒壁內(nèi)側(cè)邊長度等于筒壁外側(cè)邊時(shí)，展開位置的軸向長度等于任何一邊的長度: 設(shè)筒壁內(nèi)側(cè)邊的長度為yl，筒壁外側(cè)邊的長度為y2，計(jì)算公式為:
yl= H — (D / 2) X cos ( Θ ) X ctg ( α )
y2= H — (D / 2 — t) X cos ( θ ) X ctg ( α ) 上兩式中:D為筒壁外徑,單位mm ； t為筒壁厚度，單位mm ； Θ為展開位置與起始展開位置的夾角，單位rad; α為斜口端傾角，單位rad ； H為筒壁上端面到斜端口中心距離，單位mm ； 將yl、y2中的較小者設(shè)為y，y=min (yl, y2)，作為展開位置的軸向長度，在XOY坐標(biāo)系中作為Y軸坐標(biāo)； 從起始展開位置到展開位置中性層的弧長設(shè)為X，計(jì)算公式是: x=(D-2Xt + 2XtXk)X Θ 式中:D為筒壁外徑,單位mm; t為筒壁厚度，單位mm ； k為中性層系數(shù)； Θ為展開位置與起始展開位置的夾角，單位rad; 這樣便得到了展開位置斜口端的坐標(biāo)點(diǎn)U，y);通過上述方法得到多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，利用得到的點(diǎn)便可畫出筒壁斜口端的展開曲線，從而繪制出筒壁展開圖。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103559359SQ201310564752
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】張勝利, 郭建霞, 呂二賓, 王仕寧, 陳勝云, 曹國強(qiáng), 曹偉龍 申請(qǐng)人:保定天威集團(tuán)有限公司