專利名稱：換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)的制作方法
換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輥軋成型機(jī)具，屬于異型管加工設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。具體說(shuō)是一種螺旋扁管的輥軋成型機(jī)，能夠有效地將圓形截面管材一次成型為具有長(zhǎng)圓或橢圓截面的螺旋扁管
背景技術(shù)：
將螺旋扁管作為傳熱元件應(yīng)用于換熱器的設(shè)計(jì)制造，這是二十世紀(jì)換熱器領(lǐng)域取得的重大研究成果之一。換熱流體在螺旋扁管內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，產(chǎn)生較強(qiáng)的二次流，增強(qiáng)了流體在換熱管徑向的混合流動(dòng)，從而強(qiáng)化了管內(nèi)熱量傳遞。螺旋扁管換熱器，管束依靠換熱管的相互接觸形成自支撐，可有效克服管束的振動(dòng)，且殼程無(wú)需設(shè)置折流板，不存在流動(dòng)死區(qū)，不易結(jié)垢，容易清洗。與傳統(tǒng)光管管殼式換熱器相比，傳熱效率高，殼程壓降低，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。螺旋扁管換熱器問(wèn)世以來(lái)，在國(guó)外獲得了較廣泛的應(yīng)用。但是螺旋扁管換熱器的制造對(duì)螺旋扁管的結(jié)構(gòu)精度要求較高，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有螺旋扁管的加工方法尚不十分成熟，阻礙了螺旋扁管換熱器在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用。有文獻(xiàn)報(bào)道，螺旋扁管采用“壓扁”、“熱扭”兩道工序而成型。但這樣加工出的螺旋扁管成品率低，加工效率也不高，而且熱加工還會(huì)引起鋼管金相組織的改變，從而影響換熱管的機(jī)械性能。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN2568326公布了一種“螺旋扁管成型裝置”，采用一對(duì)軸線不平行的有與扁管曲率半徑對(duì)應(yīng)的內(nèi)凹曲面的軋輥，對(duì)行進(jìn)的圓管進(jìn)行軋制。圓管的一端固定在軋輥對(duì)中，另一端由夾具夾緊，在動(dòng)力裝置的帶動(dòng)下，圓管旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，經(jīng)軋輥對(duì)后成型為螺旋扁管。但是在使用該裝置成型螺旋扁管過(guò)程中，隨著螺旋成型的長(zhǎng)度增加，螺旋扁管的受力集中在驅(qū)動(dòng)夾具部位，導(dǎo)致該部位的螺旋節(jié)距與其他部位不同，明顯影響到換熱管的結(jié)構(gòu)精度。此外，采用軸線不平行軋輥，所軋制管子的截面形狀難于控制。再者，受限于該裝置的整體長(zhǎng)度，所加工螺旋扁管的長(zhǎng)度有限。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN 101224475A,公開(kāi)了一種“螺旋扁管冷壓成型機(jī)”，該機(jī)具主要成型部件為定螺旋扁管模具、動(dòng)螺旋扁管模具。通過(guò)動(dòng)、定螺旋扁管模具彼此間的一次合模、開(kāi)模完成與模具等長(zhǎng)螺旋扁管的成的冷壓成型。該方法存在的主要問(wèn)題是螺旋扁管冷壓成型后，動(dòng)、定模具的開(kāi)啟較為困難，且要保證連續(xù)兩成型管段之間的銜接也有一定難度。此外該方法對(duì)螺旋扁管模具上的螺旋扁管型腔的加工精度要求也較高。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN 2451247公布了一種用于成型螺旋扁管的平行軸輥軋機(jī)具。其利用一對(duì)具有連續(xù)橢形軋槽截面的平行軋輥的同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)螺旋扁管的成型。采用該方法加工不同節(jié)距的螺旋扁管，需要設(shè)計(jì)加工不同的軋輥對(duì)，而該軋輥對(duì)上具有特殊截面的軋槽其加工精度要求高，難度大。另外，管子加工過(guò)程中可能存在的打滑問(wèn)題也會(huì)影響到加工精度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其包含殼體，底座、軋輥機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，殼體設(shè)置在底座一端，旋轉(zhuǎn)盤(pán)整體安裝在殼體上，軋輥機(jī)構(gòu)固定在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上，連續(xù)送料機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座另一端。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示。所述的成型軋輥機(jī)構(gòu)由一對(duì)平行軸成型軋輥以及帶有導(dǎo)軌的支座構(gòu)成，如圖2所示。所述的每個(gè)成型軋輥上都加工有凹槽，凹槽的截面形狀剛好為所要求螺旋扁管的截面形狀的一半，兩個(gè)成型軋輥并攏后，所包圍部分即為所要求的完整管截面形狀。根據(jù)需要，凹槽的形狀可能為扁圓或者橢圓，每個(gè)成型軋輥上也可以平行加工多個(gè)凹槽，以便于加工基管直徑不同的鋼管。所述軋輥機(jī)構(gòu)的底座帶有導(dǎo)軌，一個(gè)軋輥固定，另一軋輥可在鎖緊螺母的作用下沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。軋輥機(jī)構(gòu)固定在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上，可隨著旋轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。該送料機(jī)構(gòu)依靠另外一對(duì)開(kāi)槽輥輪夾緊鋼管，通過(guò)輥輪的同步反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)鋼管的進(jìn)給送料；所述送料機(jī)構(gòu)的輥輪，其凹槽截面為直徑略小于所加工鋼管直徑的半圓。輥輪上可開(kāi)多個(gè)凹槽，便于夾持不同管徑的鋼管。其中一個(gè)輥輪固定，另一個(gè)可借助液壓裝置上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼管的夾緊與放松。連續(xù)送料裝置配有變速箱，以控制進(jìn)給速度，實(shí)現(xiàn)不同節(jié)距，如100mm，200mm, 300mm的螺旋扁管的加工。所述的動(dòng)力系統(tǒng)由電機(jī)、齒輪、軸等變速傳動(dòng)部件組成。旋轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及連續(xù)送料機(jī)構(gòu)所需動(dòng)力均是由電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置提供的。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力一部分提供給旋轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)成型軋輥機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一部分通過(guò)傳動(dòng)軸，經(jīng)由變速箱傳遞給送料裝置。上述裝置在工作時(shí)，首先將圓管的一端放入成型軋輥對(duì)中間，旋轉(zhuǎn)軋輥對(duì)的鎖緊螺母，軋輥相向運(yùn)動(dòng)，將圓管截面軋制成所要求的螺旋扁管截面。啟動(dòng)鋼管進(jìn)給機(jī)構(gòu)的液壓裝置，推動(dòng)夾緊送料軋輥將圓管夾緊。此時(shí)，鋼管正好處于水平狀態(tài)。啟動(dòng)裝置電源，旋轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)，送料軋輥推動(dòng)鋼管前進(jìn)。成型軋輥繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也在隨旋轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼管經(jīng)過(guò)成型軋輥后，被軋扁的同時(shí)產(chǎn)生螺旋扭曲變形，成型為螺旋扁管。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是采用連續(xù)進(jìn)給、一次成型的加工方法，生產(chǎn)效率較高；所采用的成型軋輥對(duì)，其加工相對(duì)容易，且精度較高，保證了軋輥對(duì)并緊后，軋制而成的螺旋扁管截面具有較高的精度；進(jìn)給裝置與旋轉(zhuǎn)裝置同步，而且成型后的螺旋扁管為自由端，不再受力，保證了螺旋扁管節(jié)距的前后一致；可以根據(jù)需要加工各種長(zhǎng)度的螺旋扁管，加工長(zhǎng)度不受設(shè)備自身尺寸的限制。
圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為成型軋輥機(jī)構(gòu)示意圖；圖3為連續(xù)送 料機(jī)構(gòu)示意圖附圖中的編號(hào)為1、底座，2、殼體，3、旋轉(zhuǎn)盤(pán)，4、軋輥成型機(jī)構(gòu)，5、液壓壓緊機(jī)構(gòu)，6、滑動(dòng)立柱，7、變速箱，8、鋼管，9、傳動(dòng)軸，10、齒輪組，11、電動(dòng)機(jī)，12、送料軋輥I，13、送料軋輥II，14、同步齒輪，15、成型軋輥支座，16、成型軋輥I，17、成型軋輥II，18、鎖緊螺母，19、連續(xù)送料機(jī)構(gòu)。具體實(shí)施方式
以下提供本發(fā)明一種換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例I請(qǐng)參見(jiàn)附圖1，2，3。螺旋扁管輥軋成型機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，其具有一個(gè)成型機(jī)底座(I)，在所述的成型機(jī)底座上設(shè)有成型軋輥機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、連續(xù)送料機(jī)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)等主要部件。所述的成型軋輥機(jī)構(gòu)(4)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，由一對(duì)軸線平行的成型軋輥I (16)，成型軋輥II (17)以及帶有導(dǎo)軌的支座(15)構(gòu)成。所述的成型軋輥I (16)，成型軋輥11(17)上加工有凹槽，凹槽的截面形狀，根據(jù)需要可以是半橢圓形或者扁圓形，對(duì)應(yīng)于加工螺旋橢圓扁管與螺旋長(zhǎng)圓扁管。成型軋輥1(16)固定在支座(15)上，所述的支座(15)帶有導(dǎo)軌，另一成型軋輥II (17)在鎖緊螺母(18)的作用下，可沿導(dǎo)軌與成型軋輥I (16)相向而行，欲成型的圓管位于兩成型軋輥之間的凹槽內(nèi)，軋輥并攏后，將圓管截面成型為所要求截面。支座(15)上開(kāi)有圓孔，以便于圓管(8)穿過(guò)。該支座上設(shè)有螺栓孔，利用螺栓將其固定在旋轉(zhuǎn)盤(pán)(3)上，從而隨著旋轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)盤(pán)(3)上面在與成型軋輥裝置底座(15)圓孔對(duì)應(yīng)位置同樣開(kāi)孔，以導(dǎo)出成型管。旋轉(zhuǎn)盤(pán)(3)整體安裝在成型機(jī)的殼體(2)上。連續(xù)送料機(jī)構(gòu)設(shè)置在成型機(jī)底座(I)的另一端，所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)主要由送料軋輥1(12)與送料軋輥II (13)、同步齒輪(14)、液壓壓緊系統(tǒng)(5)、變速箱(7)構(gòu)成。所述的送料軋輥II (13)位置固定，送料軋輥I (12)在液壓系統(tǒng)(5)的作用下可以沿滑動(dòng)立柱(6)上下移動(dòng)。所述的滑動(dòng)立柱(6)設(shè)置四根，其表面光滑，用作液壓系統(tǒng)豎直方向上的導(dǎo)向滑道。送料輥輪(12)與送料軋輥II (13)上加工凹槽，凹槽截面為直徑比被加工圓管直徑小0. 2-0. 4mm的半圓形。兩送料軋輥在液壓系統(tǒng)的作用下，將被加工管夾緊在凹槽內(nèi)，送料軋輥II (13)轉(zhuǎn)動(dòng)，在同步齒輪(14)的帶動(dòng)下，送料軋輥I (12)同步反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鋼管的連續(xù)送料。送料速度由變速箱(7)進(jìn)行控制，一般設(shè)置3-5個(gè)不同速度檔位，從而實(shí)現(xiàn)不同節(jié)距螺旋扁管的加工。旋轉(zhuǎn)盤(pán)(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)以及連續(xù)送料機(jī)構(gòu)所需動(dòng)力均是由電動(dòng)機(jī)(11)通過(guò)齒輪組(10)、傳動(dòng)軸(9)等部件提供的。電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力一部分提供給旋轉(zhuǎn)盤(pán)(3)帶動(dòng)成型軋輥機(jī)構(gòu)(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一部分通過(guò)傳動(dòng)軸(9)，經(jīng)由變速箱(7)傳遞給連續(xù)送料裝置。螺旋扁管成型時(shí)，將圓管(8)的一端穿過(guò)送料裝置，放入成型軋輥I (16)與II (17)之間，旋轉(zhuǎn)成型軋輥的鎖緊螺母(18)，成型軋輥11(17)水平移動(dòng)，圓管在成型軋輥對(duì)之間成型出所要求截面形狀。啟動(dòng)連續(xù)送料裝置的液壓系統(tǒng)(5)，推動(dòng)送料軋輥I (12)向下移動(dòng)，將圓管夾緊在送料軋輥I (12)與送料軋輥11(13)的凹槽中。啟動(dòng)成型機(jī)電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)盤(pán)(3)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，與此同時(shí)，送料軋輥推動(dòng)鋼管前進(jìn)。鋼管經(jīng)過(guò)成型軋輥后，成型為螺旋扁管。本發(fā)明利用連續(xù)送料裝置與旋轉(zhuǎn)成型軋輥對(duì)，實(shí)現(xiàn)螺旋扁管的一次成型。可根據(jù)需要，加工截面形狀為橢圓形、長(zhǎng)圓形的螺旋扁管。被加工圓管的材料可以為碳鋼、不銹鋼也可以為銅等有色金屬。被加工管子的直徑變化為6-50_，長(zhǎng)度不受設(shè)備尺寸的限制，以滿足各種尺寸換熱設(shè)備的需求。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了螺旋扁管的一次連續(xù)成型，加工效率及產(chǎn)品合格率高；可加工碳鋼、不銹鋼、銅、鋁等多種材質(zhì)的金屬管，且不受加工長(zhǎng)度的限制。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人、員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其包含殼體，底座、軋輥機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在干，殼體設(shè)置在底座一端，旋轉(zhuǎn)盤(pán)整體安裝在殼體上，軋輥機(jī)構(gòu)固定在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上，連續(xù)送料機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座另一端。
2.如權(quán)利要求I所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述的成型軋輥機(jī)構(gòu)由ー對(duì)平行軸成型軋輥以及帶有導(dǎo)軌的支座構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述的每個(gè)成型軋輥上都加工有凹槽。
4.截面形狀剛好為所要求螺旋扁管的截面形狀的一半，兩個(gè)成型軋輥并攏后，所包圍部分即為所要求的完整管截面形狀。
5.如權(quán)利要求3所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述的凹槽的形狀為扁圓或者橢圓。
6.如權(quán)利要求2所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述軋輥機(jī)構(gòu)的底座帶有導(dǎo)軌，一個(gè)軋輥固定，另ー軋輥可在鎖緊螺母的作用下沿導(dǎo)軌滑動(dòng)。
7.如權(quán)利要求I所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其依靠另外ー對(duì)開(kāi)槽輥輪夾緊鋼管，通過(guò)輥輪的同步反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)鋼管的進(jìn)給送料；其輥輪的凹槽截面為直徑小于所加工鋼管直徑的半圓。
8.如權(quán)利要求7所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述的輥輪上開(kāi)多個(gè)凹槽。
9.如權(quán)利要求7所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，所述的輥輪中ー個(gè)固定，另ー個(gè)借助液壓裝置上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鋼管的夾緊與放松。
10.如權(quán)利要求I所述的換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其特征在于，連續(xù)送料機(jī)構(gòu)配有變速箱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種換熱設(shè)備用螺旋扁管輥軋成型機(jī)，其包含殼體，底座、軋輥機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，殼體設(shè)置在底座一端，旋轉(zhuǎn)盤(pán)整體安裝在殼體上，軋輥機(jī)構(gòu)固定在旋轉(zhuǎn)盤(pán)上，連續(xù)送料機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座另一端；采用連續(xù)進(jìn)給、一次成型的加工方法，生產(chǎn)效率較高；所采用的成型軋輥對(duì)，其加工相對(duì)容易，且精度較高，保證了軋輥對(duì)并緊后，軋制而成的螺旋扁管截面具有較高的精度；進(jìn)給裝置與旋轉(zhuǎn)裝置同步，而且成型后的螺旋扁管為自由端，不再受力，保證了螺旋扁管節(jié)距的前后一致；該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了螺旋扁管的一次連續(xù)成型，加工效率及產(chǎn)品合格率高；可加工碳鋼、不銹鋼、銅、鋁等多種材質(zhì)的金屬管，且不受加工長(zhǎng)度的限制。
文檔編號(hào)B21D43/08GK102626734SQ20121010933
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者侯峰, 張莉, 徐宏, 徐鵬, 李建民, 楊勝 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)