圆柱管偏心斜交圆锥管的展开画法

张占德

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

圆柱管偏心斜交圆锥管的展开画法

张占德

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

采用辅助素线平面法求解出圆柱管偏心斜交圆锥管的相贯线，进而将两构件放样展开，并分析了影响展开准确性的几点因素。

圆柱管；圆锥管；偏心斜交；辅助素线平面法；展开

圆柱管偏心斜交圆锥管是一种比较少见的相贯体，我公司真空蒸馏项目中，第二闪发器的锥底即为此种结构，流体经圆柱形斜插管进入锥底形成漩涡，从而促进物料的物理、化学反应。此类结构属于典型的铆焊钣金构件，制作加工过程中首先要画出两个构件的展开图，进而精准的切割出圆柱管的切口及圆锥管的孔洞，保证组装焊接质量。由于结构的特殊性，其展开过程繁琐复杂，用常规的方法很难求出。

1 结构分析

图1为圆柱管偏心斜交圆锥管的主、俯视图，从图中可以看出，圆柱管与圆锥管外皮相切，两管件轴线前后错开，圆柱管轴线与铅垂面、水平面夹角均小于90°。正面投影反映构件的部分实际尺寸，而水平投影不反映实长，任一视图中都无法反映两构件相贯线的真实投影。

图1 圆柱管偏心斜交圆锥管主、俯视图

2 展开原理

2.1 展开方法及难点

圆柱管偏心斜交圆锥管的展开，首先应根据构件的实际尺寸画出主、俯（左）视图，并准确的描绘出两者的相贯线，沿相贯线将两相交构件分离，按各自的形状特点采用平行线法、放射线法进行展开。

此构件的展开难点是求取其相贯线的过程。从图1可以看出，圆锥管的轴线垂直于水平投影面，圆柱管的轴线不垂直于任一投影面，两者的相贯线在任一视图中的积聚投影均不反映实长，只能采用辅助平面截切构件，求出相贯线。又由于圆柱管空间位置的特殊性，如果选择正常的垂直或水平辅助截切面，则无法用作图法求得截交点，也不能求出相贯线的正确投影。

2.2 辅助素线平面法原理

如图2所示，辅助素线平面法是以过圆锥管顶点O及圆柱管任意素线AA＇的平面S作为辅助截切面。由截切得到截交线，截交线上产生的3面（截切面、圆柱管截面、圆锥管截面）交点A＇即为圆柱管偏心斜交圆锥管相贯线上的点。依据此方法，选择不同的圆柱管素线，就能求出不同的相贯线上的点。

圆锥管顶点O及圆柱管任意素线均属于特殊的点和线，可以在投影图上求出来，根据主俯视图的投影关系，求出截切面，从而求出面上相应的截交点，将这些点依次光滑连接起来，即为所求得的相贯线。

图2 辅助素线平面法原理图

3 展开方法及步骤

为便于画图，暂不考虑构件的板厚影响，均以构件的外形尺寸为依据绘图。

3.1 求解相贯线

1）按照圆柱管及圆锥管的外形尺寸画出构件的主、俯视图，延长圆锥管的母线交于点O（O′），其底圆所在平面为l。

2）将圆柱管沿周长12等分，在两个视图中分别作出12条等分素线1（1′）、2（2′）、3（3′）……10（10′）、11（11′）、12（12′），主视图中各素线分别与平面l交于A、B、C……J、K、L。

3）连接O′、3′，交l面于C′点，则由O′、C、C′三点构成的平面O′CC′即为过圆柱管素线3′C的辅助平面，此面必过圆柱管与圆锥管结合线中的一点c′。

4）作过C点的垂线，交俯视图中圆柱管素线3于C1点，过点C′作垂线与俯视图中过O、3点的直线交C′1点，则面OC1C′1即为平面O′CC′在俯视图中的投影。

5）连接C1C′1交圆锥管底圆于C′，连接OC′交圆柱管素线3 C1于点c，点c即为过圆柱管素线3（3′）与圆锥管的结合点，过c点作垂线与主视图中素线3′C相交，得到此结合点的主视图投影c′。

6）按上述方法分别作出过素线1（1′）、2（2′）、4（4′）……10（10′）、11（11′）、12（12′）的结合点a（a′）、b（b′）、d（d′）……j（j′）、k（k′）、l（l′）。

7）用光滑的曲线连接点a（a′）、b（b′）、d（d′）……j（j′）、k（k′）、l（l′），即可得到圆柱管与圆锥管的相贯线俯（主）视图投影。

3.2 画展开图

以相贯线为分界，将构件分解成圆柱管、正圆锥管两部分，分别进行展开。在主视图中，圆柱管投影能够反映实长，可以用平行线法进行展开；圆锥管的展开则需分别利用主、俯视图中的投影采取放射线法进行展开。因二者的展开方法比较常用，在这里不作细讲，图4即为忽略板厚影响的圆柱管与圆锥管展开图。

图3 求解相贯线示意图

图4 圆柱管与圆锥管的展开图

4 注意事项

4.1 等分点的数量

在对圆柱管进行等分时，等分点数量的多少会直接影响到展开图的精确程度，等分点越多，展开图越精准，同时，等分点增多也势必会给整个绘制展开图过程带来难度，因此标记好每一个等分点的序号，并按序号逐个进行绘图十分重要。

4.2 圆柱管的最长素线与最短素线

由于与圆锥管为偏心斜交，圆柱管的展开图是一种不对称结构，其最长素线与最短素线不同在过圆柱管轴线的平面内，在等分点数量有限的情况下很难同时求出其最长素线与最短素线。这一问题往往只能在设备制作加工的过程中通过合理的修整来解决。

4.3 板厚处理

上述展开过程是在假设构件的板厚为零的前提下进行的，而实际构件的板料是有一定的厚度的。板料较薄时（＜1.5mm），可不考虑其厚度影响。当板料较厚时，必须按两曲面相交的规律来处理板厚，消除其影响，确保构件符合设计要求。

［1］ 崔振勇，印建平.机械制图［M］.北京：机械工业出版社，2003：81～87

［2］ 戴立玲，杨世平.工程制图［M］.北京：中国林业出版社，2006：119～129

［3］ 樊文萱，等.钣金展开技术手册［M］.北京：北京出版社，1992：510～512

TH 126.2；TQ 055.8

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1005－8370（2012）01－32－02

2011－02－10