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使用弯管器弯制两端等长蛇形铜管的方法研究

作者:张宝

  摘  要:日常生活中,蛇形管道在制冷设备中使用非常普遍,如空调器的冷凝器、蒸发器,电冰箱的冷凝器、蒸发器等。这些蛇形管道的特点:每段U形管道都是等长的。给定每段U型管道长度,除了使用自动弯管机弯制,也可以手工使用弯管器来实现。在最近两届的“制冷与空调设备组装与调试”全国职业院校技能大赛中,要求用给定长度的铜管,弯制出两端等长度蛇形管,这就需要一定的技巧性。该文对这种特殊要求的蛇形铜管弯制方法进行研究。

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  关键词:蛇形管  延展量  U型弧长
  中图分类号:TH137.5                              文献标识码:A                          文章编号:1672-3791(2019)03(c)-0073-02
  该研究中使用的是直径1/4英寸和直径3/8英寸两种规格的铜管,使用的弯管器是CT-364A-04和CT-364A-06两种弯管器。这两种规格的弯管器弯制相应规格的铜管方法相同,我们以CT-364A-04型弯管器弯制直径1/4英寸铜管为例(见图1),详细地讲解操作过程。对给定长度的铜管弯制两端等长蛇形管的整体思路用公式(1)所示:
   (1)
  A为弯管时需要测量的铜管长度;
  C为每段U型弧的长度;

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  A为弯管时需要测量的铜管长度;
  C为每段U型弧的长度;
  L为给定的铜管总长;
  n为U型弯数量;

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  Δ为弯制一个U型弯时的铜管延展量;
  r为弯管器的弯曲半径。
  整体研究思路:用给定铜管长度L加上弯制U型弯时的总延展量△×n,减去U型弯不考虑延展量时的总弧长度C×n,再减去铜管两端各预留出的一个半径长度共2r(为保证两端都与弧顶平齐),这个计算结果除以两端弧中间的直管段数量(也就是两条竖虚线之间的直管段数量,其数量比U型管多一个),得到两端弧中间的直管段长度,这个长度再加上弯管器的半径长度r,这样就得到了弯管时需要测量的铜管长度A。
  1  确定每段U型弧的长度C
  弯管器的0°和180°之间刚好是一个半圆弧,半圆弧的长度等于圆周长的一半,因此根据圆的周长公式可得:C=2Πr/2=Πr。经查阅资料CT-364A-04弯管器的弯曲半径r=14.2mm,因此C=Πr=3.14×14.2=44.59(mm)。
  2  确定弯制一个U型弯时的铜管延展量Δ
  众所周知,铜管在弯制过程中具有延展性,如何确定弯制一个U型弯时的铜管延展量?该文采用平均值法确定。
  如图2所示,测量一段长度等于44.59mm的直铜管,这个长度刚好等于弯管器CT-364A-04的0°和180°之间半圆弧弧长,两端分别标记为d和e。理论上讲如果铜管没有延展性,则若d点对应弯管器的0°点时,e点应该对应弯管器的180°点。但实际上铜管具有延展性,弯制过半圆弧后e点跑了弯管器180°位置的左边(如图2所示),此时180°点和e点之间的长度即为弯制一个U型弯时的铜管延展量Δ。为了减小误差,该研究采用平均值法计算延展量,即弯制10个U型弯,然后记录每个U型弯的延展量Δ,再用平均值法计算出弯制一个U型弯时的铜管延展量。最终计算的延展量Δ≈3mm,实验数据如表1所示。
  3  确定弯管时需要测量的铜管长度A
  把以上过程确定的的Δ、C、r代入公式一如下:
   (2)
  代入相关数据后得到A的最终化简结果,如公式(2)所示。这就确定出了给定铜管长度,弯制出两端等长度蛇形管的测量铜管长度。
  4  弯制两端等长蛇形铜管
  根据给定的长度L和要求弯制的U型弯个数代入公式(2),求出需要测量的铜管长度A,然后从铜管一端测量长度为A的铜管,把A的终点对准弯管器半圆弧的0°位置开始弯制第一个蛇形弯。弯制第二个蛇形弯时测量起点为第一个蛇形弯圆弧的顶点中心,测量长度仍为A,弯制方法与弯制第一个蛇形弯相同,一直弯到最后一个蛇形弯,就得到了如图1所示的蛇形管。
  5  CT-364A-06型弯管器弯制直径3/8英寸铜管方法与上述方法相同
  经查阅资料,CT-364A-06弯管器的弯曲半径r=23mm,经计算弯制一个3/8英寸铜管U型弯C=Πr=3.1423=72.22(mm),平均值法求Δ≈9.5mm。
  把上述参数代入公式(1),得到公式(3),即弯管时需要测量的铜管长度:
   (3)
  使用以上方法弯制两端等长蛇形管时,如果测量管路精确的情况下,能保证弯制10个蛇形弯以下的蛇形管两端长度误差在5mm以内。
  参考文献
  [1] 王毅立.蒸发冷却空调自动控制方法的研究[D].西安工程大学,2015.
  [2] 匡江红,夏鹏.“制冷原理及設备”教学改革探索与实践[J].现代教育技术,2008,18(S1):62-64.
  [3] 张士宏,刘劲松,程明.精密铜管铸轧加工技术出版[J].锻压技术,2016,41(11):8.

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