一种基于AutoCAD辅助绘图的圆筒型设备设计方法与流程

一种基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法
技术领域
1.本发明涉及计算机辅助绘图设计技术领域，具体涉及一种基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法。


背景技术：

2.cad(computer aided design)计算机辅助设计，是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能，辅助工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，是计算机科学技术发展和应用中的一门重要技术。目前在制造技术领域工程设计和技术人员已经大量的使用autocad进行绘图。
3.在工业制造领域，针对采用钢板卷制然后焊接而成的圆筒型设备，其实现过程是技术人员按照设计图纸给定的相关参数(直径、厚度、高度等)以及管口方位图纸进行排版，来确定组成圆筒型设备所需要钢板的规格、数量以及排列规则，但这种排版往往不尽全面，未将圆筒型设备的内外附件(内件、外部预焊件等)一并转换到平面图上。在制造过程中，对于圆筒型设备上的内外附件的安装，车间工人需根据相应的内外件图纸，在直径可达数米的圆筒型设备实物上直接进行测量定位并安装内外附件，而一台圆筒型设备上按照其规格大小可能会有上百个甚至上千个内外附件，工人不但工作量巨大，还可能间接导致定位错误，最终出现质量问题，如出现设备的接管与其焊接接头(纵缝或环缝)相交、纵缝位于内件的降液区、支撑圈的焊缝与环缝重合、外部预焊件覆盖其纵向焊缝等不符合相关制造规范或工艺要求的问题，只能进行返工，造成工期延误、成本额外支出等被动。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法，该设计方法的效率和精确度高，可为圆筒型设备的车间生产提供详细、准确的信息，有效降低车间工人的工作量，减小出错率，提高车间现有材料的利用率，节省材料采购周期和成本，并提高圆筒型设备的生产效率。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法，包括如下步骤：
6.1)获取圆筒型设备的立体的设备图纸、管口方位图纸和内外附件图纸；
7.2)按照车间现有的钢板的规格，结合圆筒型设备的立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的高度和直径，确定筒节的数量及筒节拼接的纵缝的数量；
8.3)根据圆筒型设备的立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的直径和壁厚，在autocad软件中，将圆筒型设备按中径展开，以圆筒型设备的上端口和下端口展开后的直边为长边，圆筒型设备的高为短边，并绘制为平面布置图；
9.4)将平面布置图的一条长边进行四等分，在其等分点处分别标注0
°
、90
°
、180
°
、270
°
记号点，分别过0
°
、90
°
、180
°
、270
°
记号点作垂直于长边的垂线；
10.5)在autocad软件中，根据确定的筒节的数量和纵缝的数量将各筒节通过展开为
直线的环缝连接起来，从步骤4)绘制的垂线中选择若干条垂线作为初步确定的纵缝的位置，并对环缝和初步确定的纵缝分别进行编号标注；
11.6)根据圆筒型设备的管口方位图纸和立体的设备图纸中给定的接管的方位和标高，在展开的平面布置图上确定接管的位置并标注；
12.7)根据圆筒型设备的内外附件图纸中给定的各内、外附件的位置，在展开的平面布置图上确定各内、外附件的位置并标注；
13.8)检查绘制的平面布置图，要求圆筒型设备的接管不能与其纵缝或环缝相交、纵缝不能位于内件的降液区、支撑圈的焊缝不能与环缝重合、外部预焊件不能覆盖其纵向焊缝；
14.9)若检查发现所有内、外附件均满足步骤8)中的要求，则由车间工人按照最终得到的平面布置图进行备料、组装，完成圆筒型设备的制造；若检查发现有内、外附件不满足步骤8)中的要求，则对筒节的位置或方位进行调整，直至所有内、外附件均满足步骤8)中的要求，再由车间工人按照调整后的平面布置图进行备料、组装，完成圆筒型设备的制造。
15.进一步地，步骤9)中对筒节的位置或方位进行调整所采用的原则为：在最大化利用车间现有的板材、提高板材的利用率并尽量拉开相邻筒节的纵缝间距的前提下，符合步骤8)中的要求。
16.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
17.(1)本发明设计方法的效率和精确度高，可为圆筒型设备的车间生产提供详细、准确的信息，有效降低车间工人的工作量，减小出错率，提高车间现有材料的利用率，节省材料采购周期和成本，并提高圆筒型设备的生产效率；
18.(2)本发明设计方法通过将圆筒型设备的立体的设备图纸、管口方位图纸、内外附件图纸展现在一张平面布置图上，直观地发现不同图纸之间可能存在的不统一、不一致的问题，并在圆筒型设备制造前解决上述问题，将接管及所有内、外附件在平面布置图上进行准确定位布置，有效避免圆筒型设备的接管与其纵缝或环缝相交、纵缝位于内件的降液区、支撑圈的焊缝与环缝重合、外部预焊件覆盖其纵向焊缝等不符合相关制造规范或工艺要求的问题。
附图说明
19.图1为展开的平面布置图上筒节的信息及焊缝的位置；
20.图2为展开的平面布置图上筒节的信息、焊缝的位置及人孔、工艺管口的位置；
21.图3为展开的平面布置图上筒节的信息、焊缝的位置及人孔、工艺管口、内附件的位置；
22.图4为展开的平面布置图上筒节的信息、焊缝的位置及人孔、工艺管口、内附件、外附件的位置；
23.图5为展开的平面布置图上人孔、内外附件与焊缝相互干涉的情况示意图；
24.图6为消除干涉后的平面布置图。
具体实施方式
25.以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
26.实施例的基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法，包括如下步骤：
27.1)获取圆筒型设备的立体的设备图纸、管口方位图纸和内外附件图纸，立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的规格为(直径
×
宽
×
厚)；
28.2)按照车间现有的钢板的规格10500
×
1910
×
28mm(长
×
宽
×
厚)，结合圆筒型设备的立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的高度和直径，确定筒节的数量为2个(分别标记为筒节2、筒节3)，筒节拼接的纵缝的数量为1条，单个筒节由1张钢板卷制而成；
29.3)根据圆筒型设备的立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的直径和壁厚，在autocad软件中，将圆筒型设备按中径展开，以圆筒型设备的上端口和下端口展开后的直边为长边(长度为10141mm)，圆筒型设备的高为短边，并绘制为平面布置图，如图1所示；
30.4)如图1所示，将平面布置图的一条长边进行四等分，在其等分点处分别标注0
°
、90
°
、180
°
、270
°
记号点，分别过0
°
、90
°
、180
°
、270
°
记号点作垂直于长边的垂线；
31.5)如图1和图2所示，在autocad软件中，将筒节2和筒节3通过展开为直线的环缝b2连接起来，从步骤4)绘制的垂线中选择筒节2上过0
°
记号点的垂线、筒节3上过180
°
记号点的垂线作为初步确定的纵缝的位置，并对环缝和初步确定的纵缝分别进行编号标注为b2、a1、a2，同时将筒节2的下端口标记为b1、筒节3的上端口标记为b3；
32.6)如图2所示，根据圆筒型设备的管口方位图纸和立体的设备图纸中给定的接管的方位和标高，在展开的平面布置图上绘制人孔m，人孔m的标高距离筒节2的下端口b1为1500mm，方位距离过180
°
记号点的垂线为900mm，人孔m的直径为600mm；再在展开的平面布置图上绘制工艺管口l1和工艺管口l2，其中：工艺管口l1的标高距离筒节2的下端口b1为500mm，方位距离过270
°
记号点的垂线为500mm；工艺管口l2的标高距离工艺管口l1为1800mm，方位距离过180
°
记号点的垂线为500mm；
33.7)如图3和图4所示，根据圆筒型设备的内外附件图纸中给定的各内、外附件的位置，在展开的平面布置图上继续绘制各内、外附件的位置并标注，得到图5，其中：
34.如图3所示，内附件为1#、2#、3#、4#、5#支撑圈和降液板4，过90
°
记号点的垂线和过270
°
记号点的垂线位于1#、3#、5#支撑圈所在的塔盘的降液区内，过0
°
记号点的垂线和过180
°
记号点的垂线位于2#、4#支撑圈所在的塔盘的降液区内，各降液区两侧垂直的板为降液板4，1#支撑圈到筒节2的下端口b1的距离为600mm，2#支撑圈到1#支撑圈的距离为600mm，3#支撑圈到环缝b2的距离为600mm，3#支撑圈与4#支撑圈之间的距离、4#支撑圈与5#支撑圈之间的距离分别为600mm；
35.如图4所示，外附件为外部预焊件，即人孔支撑平台n1、n2、n3、n4及加强圈k1、k2、k3，人孔支撑平台n1、n2、n3、n4的标高距离筒节2的下端口b1为1200mm，加强圈k1与k2之间的距离、k2与k3之间的距离分别为1000mm；
36.8)检查图5，要求圆筒型设备的接管不能与其纵缝或环缝相交、纵缝不能位于内件的降液区、支撑圈的焊缝不能与环缝重合、外部预焊件不能覆盖其纵向焊缝，但检查发现以下三处干涉情况不符合要求，具体为：第一，筒节3的纵缝a2位于4#支撑圈所在的塔盘的降液区，如图5中圈出的位置6处所示；第二，人孔m与环缝b2相干涉，如图5中圈出的位置7处所示；第三，筒节2上的纵缝a1位于2#支撑圈所在的塔盘的降液区，如图5中圈出的位置8处所示；
37.9)对筒节的位置或方位进行调整，调整所采用的原则为：在最大化利用车间现有
的板材、提高板材的利用率并尽量拉开相邻筒节的纵缝间距的前提下，符合步骤8)中的要求，具体调整过程为：首先将筒节2、筒节3的顺序平移并上下对调，对调后筒节3在下，筒节2在上(焊缝编号不变)，使人孔m与环缝b2错开，对调后3#支撑圈所在的塔盘至环缝b2的距离由原来的600mm变为500mm；将筒节2上的纵缝a1的向右平移至过0
°
记号点的垂线和过90
°
记号点的垂线之间的中心位置(在圆筒型设备的立体的设备图纸上表现为纵缝a1顺时针旋转45
°
)，使纵缝a1与4#支撑圈所在的塔盘的降液区避开；将筒节3的纵缝a2向右平移至过180
°
记号点的垂线和过270
°
记号点的垂线之间的中心位置(在圆筒型设备的立体图上表现为纵缝a2顺时针旋转45
°
)，使纵缝a2与2#支撑圈所在的塔盘的降液区避开；调整完成后所有内、外附件均满足步骤8)中的要求，消除干涉后的平面布置图如图6所示，后续再由车间工人按照调整后的平面布置图进行备料、组装，完成圆筒型设备的制造。

技术特征：
1.一种基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取圆筒型设备的立体的设备图纸、管口方位图纸和内外附件图纸；2)按照车间现有的钢板的规格，结合圆筒型设备的立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的高度和直径，确定筒节的数量及筒节拼接的纵缝的数量；3)根据圆筒型设备的立体的设备图纸中给定的圆筒型设备的直径和壁厚，在autocad软件中，将圆筒型设备按中径展开，以圆筒型设备的上端口和下端口展开后的直边为长边，圆筒型设备的高为短边，并绘制为平面布置图；4)将平面布置图的一条长边进行四等分，在其等分点处分别标注0
°
、90
°
、180
°
、270
°
记号点，分别过0
°
、90
°
、180
°
、270
°
记号点作垂直于长边的垂线；5)在autocad软件中，根据确定的筒节的数量和纵缝的数量将各筒节通过展开为直线的环缝连接起来，从步骤4)绘制的垂线中选择若干条垂线作为初步确定的纵缝的位置，并对环缝和初步确定的纵缝分别进行编号标注；6)根据圆筒型设备的管口方位图纸和立体的设备图纸中给定的接管的方位和标高，在展开的平面布置图上确定接管的位置并标注；7)根据圆筒型设备的内外附件图纸中给定的各内、外附件的位置，在展开的平面布置图上确定各内、外附件的位置并标注；8)检查绘制的平面布置图，要求圆筒型设备的接管不能与其纵缝或环缝相交、纵缝不能位于内件的降液区、支撑圈的焊缝不能与环缝重合、外部预焊件不能覆盖其纵向焊缝；9)若检查发现所有内、外附件均满足步骤8)中的要求，则由车间工人按照最终得到的平面布置图进行备料、组装，完成圆筒型设备的制造；若检查发现有内、外附件不满足步骤8)中的要求，则对筒节的位置或方位进行调整，直至所有内、外附件均满足步骤8)中的要求，再由车间工人按照调整后的平面布置图进行备料、组装，完成圆筒型设备的制造。2.根据权利要求1所述的一种基于autocad辅助绘图的圆筒型设备设计方法，其特征在于，步骤9)中对筒节的位置或方位进行调整所采用的原则为：在最大化利用车间现有的板材、提高板材的利用率并尽量拉开相邻筒节的纵缝间距的前提下，符合步骤8)中的要求。

技术总结
本发明公开了一种基于AutoCAD辅助绘图的圆筒型设备设计方法，通过将圆筒型设备的不同图纸展现在一张平面布置图上，直观地发现不同图纸之间可能存在的不统一、不一致的问题，并在圆筒型设备制造前解决上述问题，将接管及所有内、外附件在平面布置图上进行准确定位布置，有效避免圆筒型设备的接管与其纵缝或环缝相交、纵缝位于内件的降液区、支撑圈的焊缝与环缝重合、外部预焊件覆盖其纵向焊缝等不符合相关制造规范或工艺要求的问题。该设计方法的效率和精确度高，可为圆筒型设备的车间生产提供详细、准确的信息，有效降低车间工人的工作量，减小出错率，提高车间现有材料的利用率，节省材料采购周期和成本，提高圆筒型设备的生产效率。效率。效率。


技术研发人员：李刚 章飞锋 吴伟伟 郑梦丹 郑强 陈志华
受保护的技术使用者：中石化宁波技术研究院有限公司 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/9