способ получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин

Формула изобретения

Способ получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, включающий расчет образующих развертки отростков и образующих развертки отверстия в стволах и их построение, отличающийся тем, что предварительно строят общую параметрическую трехмерную модель тройника и крестовины с отверстиями и отростками в их стволах, любую искомую образующую развертки отростка тройника и крестовины рассчитывают как наименьшую из пары образующих, полученных измерением образующих на наружной и внутренней поверхностях параметрической трехмерной модели отростка в сечении, проходящем через ось отростка тройника или крестовины, стыковую часть развертки отростка формируют кривой, проведенной через крайние точки образующих, а любую искомую образующую развертки отверстия в стволе тройника и крестовины измеряют на поверхности параметрической трехмерной модели ствола в сечении, проходящем через ось ствола тройника или крестовины, граничную часть развертки отверстия в стволе формируют двумя пересекающимися кривыми, проведенными через оконечные точки образующих отверстия, и для конкретного тройника и крестовины с учетом их исходных данных с помощью трехмерного моделлера пересчитывают параметрические модели разверток отростка и отверстия в стволе и по ним осуществляют построение разверток.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности может быть использовано для получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, служащих для устройства ответвлений и сопряжений трубопроводов.

Известен таблично-аналитический способ получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, который основан на расчете образующих разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, изготовлении их шаблонов, наложении шаблонов на готовые трубы или трубы, изготовленные из листового материала путем сворачивания, разметке труб по шаблонам и механической обработке по выполненной разметке (И.Х.Бродянский. Разметка сварных фасонных частей трубопроводов. Л.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1963). Недостатком способа является то, что он не учитывает толщину материала, отростки, сворачиваемые из этих разверток, имеют неудовлетворительную геометрию стыковой части, не имеет возможности получить в стволе отверстие, меньшее, чем наружный диаметр отростка, не имеет возможности изготовления разверток отростков и стволов из листового материала, имеет высокую трудоемкость расчета и изготовления разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, основанный на расчете образующих разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, изготовлении их шаблонов, наложении шаблонов на готовые трубы или трубы, изготовленные из листового материала путем сворачивания, разметке труб по шаблонам и механической обработке по выполненной разметке (Н.Н.Высоцкая и др. Технические развертки изделий из листового материала. Л.: Машиностроение, 1968, стр.78-83).

Недостатком способа является то, что он не учитывает толщину материала, не имеет возможности изготовления разверток отростков и стволов из листового материала, отростки, сворачиваемые из этих разверток, имеют неудовлетворительную геометрию стыковой части, не имеет возможности получить в стволе отверстие, меньшее, чем наружный диаметр отростка, имеет высокую трудоемкость расчета и изготовления разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин.

Технической задачей изобретения является расчет разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, учитывающих толщину материала, изготовление разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин из листового материала, улучшение качества стыковой части разверток отростков тройников и крестовин, получение разверток отверстий любого диаметра в стволах тройников и крестовин, уменьшение трудоемкости расчета и изготовления разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин.

Задача решается тем, что в способе получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, включающем расчет образующих развертки отростков и образующих развертки отверстия в стволах и их построение, согласно формуле изобретения предварительно строят общую параметрическую трехмерную модель тройника и крестовины с отверстиями и отростками в их стволах, любую искомую образующую развертки отростка тройника и крестовины рассчитывают как наименьшую из пары образующих, полученных измерением образующих на наружной и внутренней поверхностях параметрической трехмерной модели отростка в сечении, проходящем через ось отростка тройника или крестовины, стыковую часть развертки отростка формируют кривой, проведенной через крайние точки образующих, а любую искомую образующую развертки отверстия в стволе тройника и крестовины измеряют на поверхности параметрической трехмерной модели ствола в сечении, проходящем через ось ствола тройника или крестовины, граничную часть развертки отверстия в стволе формируют двумя пересекающимися кривыми, проведенными через оконечные точки образующих отверстия и для конкретного тройника и крестовины с учетом их исходных данных с помощью трехмерного моделлера пересчитывают параметрические модели разверток отростка и отверстия в стволе и по ним осуществляют построение разверток.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Указанная совокупность признаков является новой, не известной из уровня техники, и решает поставленную задачу, так как расчет разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, по заявленному способу, благодаря выбору образующих, имеющих наименьшую длину из пар образующих, измеренных в сечениях по наружной и внутренней поверхностям параметрической трехмерной модели отростка, позволяет строить развертки, учитывающие толщину материала, изготавливать развертки из листового материала, получать развертки отростков тройников и крестовин, при сворачивании которых получаются отростки с такой геометрией стыковой части, при которой все точки, принадлежащие стыковым ребрам, лежат на цилиндрической поверхности ствола, что улучшает качество стыковой части разверток отростков тройников и крестовин, а использование полной параметризации при ЗБ моделировании и построении разверток дает возможность только вводить любые исходные данные отростка, ствола и их взаимного расположения и быстро получать развертки отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин.

Для пояснения описываемого способа представлены следующие фигуры:

фиг.1 - параметрическая трехмерная модель тройника с вырезом одной четверти;

фиг.2 - параметрическая модель развертки отростка;

фиг.3 - параметрическая модель развертки отверстия ствола.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Тройник состоит из двух элементов - ствола (1) и отростка (2), а крестовина, из трех элементов - одного ствола (1) и двух отростков (2). Ввиду того что отростки и стволы как у тройников, так и у крестовин однотипны, а способ получения тех и других одинаков, рассматриваются только отростки и стволы тройников. Все ниже сказанное относится и к крестовинам.

С помощью 3D CAD программы предварительно строят общую параметрическую трехмерную модель тройника (фиг.1), которая учитывает все возможные исходные данные отростка, ствола и их взаимного расположения. На параметрической трехмерной модели отростка строят сечения, проходящие через ось отростка. В каждом сечении измеряют образующие отростка на наружной (3) и внутренней (4) поверхностях. Из этой пары выбирают образующую, имеющую наименьшую длину. По этим наименьшим образующим (6) строят параметрическую модель развертки отростка (фиг.2). Стыковую часть развертки отростка формируют кривой (7), проведенной через крайние точки образующих. На параметрической трехмерной модели ствола строят сечения, проходящие через ось ствола. В каждом сечении измеряют образующую отверстия (5), по которым строят параметрическую модель развертки отверстия в стволе (фиг.3). Граничную часть развертки отверстия в стволе формируют двумя пересекающимися кривыми (9 и 10), проведенными через оконечные точки образующих отверстие (8). На этом предварительная часть получения разверток отростков и отверстий в стволах тройников любых размеров и любой формы заканчивается.

Далее в 3D CAD программу вводят исходные данные для конкретного тройника. 3D CAD программа пересчитывает параметрическую трехмерную модель тройника, по ней пересчитывает параметрические модели разверток отростка и отверстия в стволе, которые передают в нужном формате на современную установку раскроя листового материала.

Таким образом, предлагаемый способ является универсальным и позволяет рассчитывать развертки отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин любых размеров и взаимного расположения отростков относительно ствола, рассчитывать развертки отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин, учитывающих толщину материала, изготавливать развертки отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин из листового материала, улучшает качество стыковой части разверток отростков тройников и крестовин, получает развертки отверстий любого диаметра в стволах тройников и крестовин, уменьшает трудоемкость расчета и изготовления разверток отростков и отверстий в стволах тройников и крестовин.