CN101905258A - 手调螺旋管成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手调螺旋管成型机，包括设置于地面上的靠轮支架，靠轮支架上设有成等腰三角形设置的三个模具靠轮，每个模具靠轮均通过牵引导杆与各自相对应的手调节轮连接，其中，顶部的模具靠轮为主动靠轮，下部两个在同一直线上的两个模具靠轮为从动靠轮，螺旋管从主动靠轮和两个从动靠轮之间穿过，主动靠轮通过啮合齿轮与手动摇柄连接。本发明中手调节轮具有很高的精度，可精确确定所要成型螺旋管的螺旋径和螺旋节距参数，成品误差小，能够达到标准螺旋管换热实验研究精度要求。模具靠轮可根据管材规格灵活设计，拆卸方便，从动靠轮中心距可在较大范围内变动，从而可扩充制管参数范围。本发明整体结构简单，适于冷弯，操作方便。

Description

手调螺旋管成型机

技术领域

本发明涉及一种螺旋管成型机，尤其是一种手调螺旋管成型机。

背景技术

螺旋管对传热传质过程具有强化作用，因而在能源、动力、石油化工等领域得到广泛应用。一般工业应用中的螺旋管换热器虽然按照标准螺旋管设计，但往往由于制作不规范，存在螺旋径和螺旋节距不固定，螺旋升角不统一等问题，不能很好发挥标准螺旋管构造的优越性能而影响强化换热效果。对实验研究而言，标准的螺旋管参数就显得更为重要，否则难以获得流型、压降或传热特性随螺旋管本构特征的变化规律甚至可能得出错误的结论。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、成本低、螺旋径和螺旋节距参数精度高的手调螺旋管成型机。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种手调螺旋管成型机，包括设置于地面上的靠轮支架，靠轮支架上设有成等腰三角形设置的三个模具靠轮，每个模具靠轮均通过牵引导杆与各自相对应的手调节轮连接，其中，顶部的模具靠轮为主动靠轮，下部两个在同一直线上的两个模具靠轮为从动靠轮，螺旋管从主动靠轮和两个从动靠轮之间穿过，主动靠轮通过啮合齿轮与手动摇柄连接。

所述模具靠轮圆周表面上设有半圆槽，该半圆槽槽深与螺旋管半径相等。

所述手调节轮包括连接杆，连接杆一端与牵引导杆连接，另一端上通过固定挡圈和螺母固定有角接触球轴承，角接触球轴承外圈设置于锁紧旋钮体上，锁紧旋钮体一端通过螺纹连接有环形锁母，且环形锁母压紧固定角接触球轴承，锁紧旋钮体通过其内壁上的螺纹旋于套在连接杆外部的圆筒形固定刻度盘外壁上的螺纹上，锁紧旋钮体另一端设有旋于固定刻度盘外壁上的调节旋钮，调节旋钮前端周向上设有锥形旋转刻度盘。

所述主动靠轮中心与两从动靠轮中心连线之间的间距为e：

$e=\sqrt{{(\mathrm{Dc}/2+r)}^2-c^2}-\mathrm{Dc}/2+r$

式中，R为螺旋管螺旋半径，r为两从动靠轮半径，c为两从动靠轮中心距的一半，Dc为螺旋管的螺旋径即弯制时螺旋管的基圆直径。

所述两从动靠轮从俯视方向看沿螺旋中心线方向前后之间有相对间距e′：

式中，Pt为螺旋管的螺旋节距，其中，Pt＝πDc·tanψ，Dc为螺旋管的螺旋径即弯制时螺旋管的基圆直径，ψ为螺旋管的螺旋角，

为两从动靠轮在螺旋管基圆上对应的弧长，

R为螺旋管螺旋半径，c为两从动靠轮中心距的一半。

本发明基于三点确定一个圆的原理及螺旋升角计算方法，以装置于靠轮架上的三个模具靠轮为支点，通过转动手动摇柄经齿轮传动带动主动靠轮完成制管过程；三个手调节轮均通过牵引导杆分别与三个模具靠轮连接，用于确定螺旋径、螺旋节距和调节两从动靠轮中心距，以扩充可制作螺旋径的范围。

手调节轮是测微器式的调节机构，旋转调节部分装有两对角接触球轴承，调节过程中由固定刻度盘和旋转刻度盘可直观读出数值。

模具靠轮使用耐磨锰钢制作，根据实际需要可车制多种规格，以适用于不同管径的管材弯制螺旋管。

本发明具有以下特点和有益效果：

1.测微器式的手调节轮具有很高的精度，可精确确定所要成型螺旋管的螺旋径和螺旋节距参数，成品误差小，能够达到标准螺旋管换热实验研究精度要求。

2.模具靠轮可根据管材规格灵活设计，拆卸方便，从动靠轮中心距可在较大范围内变动，从而可扩充制管参数范围

3.整体结构简单，适于冷弯，操作方便。

附图说明

图1是手调螺旋管成型机主视示意图；

图2是手调螺旋管成型机俯视示意图；

图3是手调节轮结构示意图；

其中，1.手调节轮I，2.从动靠轮I，3.螺旋管，4.手动摇柄，5.主动靠轮，6.从动靠轮II，7.手调节轮II，8.牵引导杆，9.手调节轮III，10.靠轮支架，11.连接杆，12.刻度，13.固定刻度盘，14.旋转刻度盘，15.调节旋钮，16.锁紧旋钮，17.固定挡圈，18.角接触球轴承，19.环形锁母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种手调螺旋管成型机，包括固定于地面上的靠轮支架10，靠轮支架10上设有成等腰三角形设置的三个模具靠轮，每个模具靠轮均通过牵引导杆8与各自相对应的手调节轮连接，其中，顶部的模具靠轮为主动靠轮5，下部两个模具靠轮为从动靠轮I 2和从动靠轮II 6，螺旋管3从主动靠轮5和两个从动靠轮之间穿过，主动靠轮5通过啮合齿轮与手动摇柄4连接。

图2中，模具靠轮圆周表面上设有半圆槽，该半圆槽槽深与螺旋管3半径相等。模具靠轮使用耐磨锰钢制作，根据实际需要可车制多种规格，以适用于不同管径的管材弯制螺旋管3。

如图3所示，手调节轮是测微器式的调节机构，其包括连接杆11，连接杆11一端与牵引导杆8连接，另一端上通过固定挡圈17和螺母固定有两个并列的角接触球轴承18，角接触球轴承外圈设置于锁紧旋钮体16上，锁紧旋钮体16一端通过螺纹连接有环形锁母19，且环形锁母19压紧固定角接触球轴承18，锁紧旋钮体16通过其内壁上的螺纹旋于套在连接杆11外部的圆筒形固定刻度盘13外壁上的螺纹上，锁紧旋钮体16另一端设有旋于固定刻度盘13外壁上的调节旋钮15，调节旋钮15前端周向上设有锥形旋转刻度盘14。

手调节轮前端是用于连接牵引导杆8的连接杆11，其既起连接作用也与角接触球轴承18配合支撑轴承滚动，末端由固定挡圈17和螺母固定；角接触球轴承18装置于锁紧旋钮体16上，通过环形锁母19螺纹连接压紧固定；调大尺寸过程中，旋进调节旋钮15并读取固定刻度盘13和旋转刻度盘14上的刻度12至所要求尺寸，随后旋进锁紧旋钮16便带动连接杆11前进，直至调节旋钮15的固定位置，调小尺寸时与此过程相反，通过调节旋钮15和锁紧旋钮16的配合确定上述e、e′值及两从动靠轮的中心距，从而实现螺旋管的精确制作。

图1所示，主动靠轮12中心与两从动靠轮中心连线之间的间距为e：

$e=\sqrt{{(R+r)}^2-c^2}-R+r=\sqrt{{(\mathrm{Dc}/2+r)}^2-c^2}-\mathrm{Dc}/2+r$

式中，R为螺旋管螺旋半径，r为两从动靠轮半径，c为两从动靠轮中心距的一半，Dc为螺旋管3的螺旋径即弯制时螺旋管3的基圆直径。

工作时，通过调节手调节轮II 7经牵引导杆8上下移动主动靠轮5可实现调节e的大小，满足加工不同螺旋管3的需要。

如图2所示，两从动靠轮从俯视方向看沿螺旋中心线方向前后之间有相对间距e′：

式中，Pt为螺旋管的螺旋节距，其中，Pt＝π·Dc·tanψ，Dc为螺旋管的螺旋径即弯制时螺旋管的基圆直径，ψ为螺旋管的螺旋角，

为两从动靠轮在螺旋管基圆上对应的弧长，

R为螺旋管螺旋半径，c为两从动靠轮中心距的一半。

工作时，调节手调节轮I 1，通过牵引导杆8前后移动从动靠轮I 2沿螺旋中心线方向与从动靠轮II 6的相对位置e′可以形成一定的螺旋升角。调节手调节轮III9，通过牵引导杆8在靠轮支架10的cd范围内左右移动从动靠轮II 6，可调节两从动靠轮的中心距，以扩展可制作螺旋径的范围。

本发明基于三点确定一个圆的原理及螺旋升角计算方法，以装置于靠轮支架10上的三个模具靠轮为支点，通过转动手动摇柄4经齿轮传动带动主动靠轮5完成制管过程；三个调节手调节轮均通过牵引导杆8分别与三个模具靠轮连接，用于确定螺旋管3螺旋径、螺旋节距和调节两从动靠轮中心距，以扩充可制作螺旋径的范围。

Claims (5)

1.一种手调螺旋管成型机，其特征在于：包括设置于地面上的靠轮支架，靠轮支架上设有成等腰三角形设置的三个模具靠轮，每个模具靠轮均通过牵引导杆与各自相对应的手调节轮连接，其中，顶部的模具靠轮为主动靠轮，下部两个在同一直线上的两个模具靠轮为从动靠轮，螺旋管从主动靠轮和两个从动靠轮之间穿过，主动靠轮通过啮合齿轮与手动摇柄连接。

2.根据权利要求1所述的手调螺旋管成型机，其特征在于：所述模具靠轮圆周表面上设有半圆槽，该半圆槽槽深与螺旋管半径相等。

3.根据权利要求1所述的手调螺旋管成型机，其特征在于：所述手调节轮包括连接杆，连接杆一端与牵引导杆连接，另一端上通过固定挡圈和螺母固定有角接触球轴承，角接触球轴承外圈设置于锁紧旋钮体上，锁紧旋钮体一端通过螺纹连接有环形锁母，且环形锁母压紧固定角接触球轴承，锁紧旋钮体通过其内壁上的螺纹旋于套在连接杆外部的圆筒形固定刻度盘外壁上的螺纹上，锁紧旋钮体另一端设有旋于固定刻度盘外壁上的调节旋钮，调节旋钮前端周向上设有锥形旋转刻度盘。

4.根据权利要求1所述的手调螺旋管成型机，其特征在于：所述主动靠轮中心与两从动靠轮中心连线之间的间距为e：

$e=\sqrt{{(\mathrm{Dc}/2+r)}^2-c^2}-\mathrm{Dc}/2+r$

式中，R为螺旋管螺旋半径，r为两从动靠轮半径，c为两从动靠轮中心距的一半，Dc为螺旋管的螺旋径即弯制时螺旋管的基圆直径。

5.根据权利要求1所述的手调螺旋管成型机，其特征在于：所述两从动靠轮从俯视方向看沿螺旋中心线方向前后之间有相对间距e′：

式中，Pt为螺旋管的螺旋节距，其中，Pt＝π·Dc·tanψ，Dc为螺旋管的螺旋径即弯制时螺旋管的基圆直径，ψ为螺旋管的螺旋角，

为两从动靠轮在螺旋管基圆上对应的弧长，

R为螺旋管螺旋半径，c为两从动靠轮中心距的一半。

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