CN102172682A - 利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置及方法 - Google Patents

Abstract

利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置及方法，它涉及一种管材弯曲装置及方法。本发明为了解决管材带内压弯曲成形过程中无法可靠密封及成形效率低的问题。装置：管材的两端安装有堵头，堵头与管材之间通过堵头内侧带斜壁的环形凹槽密封，拉紧绳密封圈设置在沉孔内，拉紧绳密封圈的外端面上安装有压板，拉紧绳的一端连接在第一堵头的内端面上，另一端穿过拉紧绳通过中心孔、拉紧绳密封圈及压板并与拉紧扳手连接，拉紧扳手通过转轴安装在压板上。方法：组装弯曲装置，利用拉紧扳手张紧拉紧绳；利用增压缸向管材的内部充入压力为0.5-100MPa的高压介质，对管材进行弯曲；放掉高压介质，取出拉紧绳及堵头，完成管材弯曲成形。本发明用于管材弯曲成形中。

Description

利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置及方法

技术领域

本发明涉及一种管材弯曲装置及方法，具体涉及一种利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置及方法。

背景技术

管材的弯曲常采用绕弯、压弯和推弯等方法。在弯曲过程中，管材零件常发生截面扁化的问题，即在弯曲时管材的圆截面变为椭圆形或其它形状。为提高管材弯曲零件的性能或质量，需要避免或减少管材的截面扁化程度。从管材内部施加一定的支撑力是控制管材截面扁化的常用方法。如现在的管材精密数控弯曲就是在管材内部放置球状的弯曲芯模，以控制弯曲过程中管材截面的变形。采用该方法可以有效控制管材弯曲过程中的截面扁化现象，但是所需设备复杂、成本高。实践中，也可在管材内部塞入具有超弹性的聚氨酯棒作为支撑，但是当零件形状复杂时，弯曲后难以从管中取出聚氨酯棒。此外，还有一种在待弯曲管材内注入低熔点合金进行弯曲，在弯曲结束后再熔化掉低熔点合金的方法，但是该方法效率低、低熔点合金的去除较难。

近来，出现了一种向管材内部充入高压液体的所谓充液弯曲方法。管材内部均匀作用的高压液体可以对管材起到一定的支撑作用，可以有效防止管材弯曲时的截面扁化。在管材充液弯曲过程中，由于管材的轴线发生变化，管材的两端将不再沿着同一轴线方向，这给弯曲过程中管端的可靠密封带来了困难。现在常采用在管端焊接堵头，或在管端部加工螺纹的方式来固定堵头，效率很低。另外，当液体压力较大或管材直径较大时，端部密封结构将受到很大的向外的推力，所以常出现管端密封结构被推出而导致密封失效。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的管材带内压弯曲成形过程中无法可靠密封以及成形效率低的问题，进而提供一种利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置及方法。

本发明的技术方案是：利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置包括增压缸、第一堵头、第二堵头、压板、拉紧绳、拉紧绳密封圈、拉紧扳手和转轴，第一堵头上开有充注中心孔，增压缸连接在充注中心孔处，第一堵头的一端面上开有第一环形凹槽，第一环形凹槽的横截面为直角梯形，第一环形凹槽的外壁为直壁，第一环形凹槽的内壁为斜壁，第一环形凹槽的槽底宽度小于待弯曲管材的壁厚，第二堵头上开有拉紧绳通过中心孔，第二堵头的一端面上开有沉孔，拉紧绳密封圈设置在沉孔内，第二堵头的另一端面上开有第二环形凹槽，第二环形凹槽的横截面为直角梯形，第二环形凹槽的外壁为直壁，第二环形凹槽的内壁为斜壁，第二环形凹槽的槽底宽度小于待弯曲管材的壁厚，待弯曲管材的一端安装在第一环形凹槽内，待弯曲管材的另一端安装在第二环形凹槽内，拉紧绳密封圈上固定安装有压板，拉紧绳的一端固定连接在第一堵头上，拉紧绳的另一端由左至右依次穿过拉紧绳通过中心孔、拉紧绳密封圈及压板并与拉紧扳手连接，拉紧扳手通过转轴安装在压板上。

本发明的技术方案是：利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲方法的具体过程为：

步骤1、将第一堵头和第二堵头套在待弯曲管材的两端；

步骤2、将拉紧绳的一端连接在第一堵头上，拉紧绳的另一端由左至右依次穿过拉紧绳通过中心孔、拉紧绳密封圈及压板并与拉紧扳手连接；

步骤3、利用拉紧扳手张紧拉紧绳，使第一堵头和第二堵头压紧在待弯曲管材的端部，通过第一环形凹槽的壁面第二环形凹槽的壁面实现待弯曲管材两端的可靠密封，利用压板压缩拉紧绳密封圈实现拉紧绳通过中心孔的密封；

步骤4、利用增压缸通过充注中心孔向待弯曲管材的内部充入压力为0.5-100MPa的高压介质，然后对待弯曲管材进行弯曲；

步骤5、放掉弯曲管材内部的高压介质，取出拉紧绳、第一堵头及第二堵头，完成管材弯曲成形。

本发明与现有技术相比具有以下效果：(1)采用结构简单、体积小的堵头及堵头上的环形凹槽实现了管材端部密封，便于对管材进行弯曲变形；

(2)堵头通过置于待弯曲管材内部的拉紧绳压靠在待弯曲管材的端部，从而实现管端密封，提高了成形效率，而且无需额外的压紧堵头的装置，降低了成形成本；

(3)在弯曲成形过程中堵头及拉紧绳随管材一起移动和弯曲，并能始终保持管材的可靠密封状态；

(4)待弯曲管材的端口直接压紧在环形凹槽内，省去了密封圈，消除了由于密封圈老化造成的密封失效问题；

(5)本发明适用于横截面为圆形、椭圆形和矩形的管材。

附图说明

图1是本发明未充入高压介质时的整体结构主剖视图，图2是本发明充入高压介质时的整体结构主剖视图(图中箭头表示高压介质的流向)，图3是本发明处于弯曲状态的整体结构主剖视图(图中箭头表示高压介质的流向)。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式的利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置包括增压缸9、第一堵头1、第二堵头2、压板3、拉紧绳4、拉紧绳密封圈5、拉紧扳手6和转轴7，第一堵头1上开有充注中心孔1-1，增压缸9连接在充注中心孔1-1处，第一堵头1的一端面上开有第一环形凹槽1-2，第一环形凹槽1-2的横截面为直角梯形，第一环形凹槽1-2的外壁为直壁，第一环形凹槽1-2的内壁为斜壁，第一环形凹槽1-2的槽底宽度小于待弯曲管材8的壁厚，第二堵头2上开有拉紧绳通过中心孔2-1，第二堵头2的一端面上开有沉孔2-2，拉紧绳密封圈5设置在沉孔2-2内，第二堵头2的另一端面上开有第二环形凹槽2-3，第二环形凹槽2-3的横截面为直角梯形，第二环形凹槽2-3的外壁为直壁，第二环形凹槽2-3的内壁为斜壁，第二环形凹槽2-3的槽底宽度小于待弯曲管材8的壁厚，待弯曲管材8的一端安装在第一环形凹槽1-2内，待弯曲管材8的另一端安装在第二环形凹槽2-3内，拉紧绳密封圈5上固定安装有压板3，拉紧绳4的一端固定连接在第一堵头1上，拉紧绳4的另一端由左至右依次穿过拉紧绳通过中心孔2-1、拉紧绳密封圈5及压板3并与拉紧扳手6连接，拉紧扳手6通过转轴7安装在压板3上。

具体实施方式二：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式的增压缸9为液压增压缸。如此设置，适用于使用高压液体进行弯曲成形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式的增压缸9为气压增压缸。如此设置，适用于使用高压气体进行弯曲成形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲方法的具体过程为：

步骤1、将第一堵头1和第二堵头2套在待弯曲管材8的两端；

步骤2、将拉紧绳4的一端连接在第一堵头1上，拉紧绳4的另一端由左至右依次穿过拉紧绳通过中心孔2-1、拉紧绳密封圈5及压板3并与拉紧扳手6连接；

步骤3、利用拉紧扳手6张紧拉紧绳4，使第一堵头1和第二堵头2压紧在待弯曲管材8的端部，通过第一环形凹槽1-2的壁面和第二环形凹槽2-3的壁面实现待弯曲管材8两端的可靠密封，利用压板3压缩拉紧绳密封圈5实现拉紧绳通过中心孔2-1的密封；

步骤4、利用增压缸9通过充注中心孔1-1向待弯曲管材8的内部充入压力为0.5-100MPa的高压介质，然后对待弯曲管材8进行弯曲；

步骤5、放掉弯曲管材内部的高压介质，取出拉紧绳4、第一堵头1及第二堵头2，完成管材弯曲成形。

具体实施方式五：本实施方式的步骤4中的增压缸9为液压增压缸，高压介质为高压液体，高压液体的压力为1.0-100MPa。其它条件和步骤与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式的步骤4中的增压缸9为气压增压缸，高压介质为高压气体，高压气体的压力为0.5-50MPa。其它条件和步骤与具体实施方式四相同。

Claims (6)

1.一种利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置，它包括增压缸(9)，其特征在于：管材弯曲装置还包括第一堵头(1)、第二堵头(2)、压板(3)、拉紧绳(4)、拉紧绳密封圈(5)、拉紧扳手(6)和转轴(7)，第一堵头(1)上开有充注中心孔(1-1)，增压缸(9)连接在充注中心孔(1-1)处，第一堵头(1)的一端面上开有第一环形凹槽(1-2)，第一环形凹槽(1-2)的横截面为直角梯形，第一环形凹槽(1-2)的外壁为直壁，第一环形凹槽(1-2)的内壁为斜壁，第一环形凹槽(1-2)的槽底宽度小于待弯曲管材(8)的壁厚，第二堵头(2)上开有拉紧绳通过中心孔(2-1)，第二堵头(2)的一端面上开有沉孔(2-2)，拉紧绳密封圈(5)设置在沉孔(2-2)内，第二堵头(2)的另一端面上开有第二环形凹槽(2-3)，第二环形凹槽(2-3)的横截面为直角梯形，第二环形凹槽(2-3)的外壁为直壁，第二环形凹槽(2-3)的内壁为斜壁，第二环形凹槽(2-3)的槽底宽度小于待弯曲管材(8)的壁厚，待弯曲管材(8)的一端安装在第一环形凹槽(1-2)内，待弯曲管材(8)的另一端安装在第二环形凹槽(2-3)内，拉紧绳密封圈(5)上固定安装有压板(3)，拉紧绳(4)的一端固定连接在第一堵头(1)上，拉紧绳(4)的另一端由左至右依次穿过拉紧绳通过中心孔(2-1)、拉紧绳密封圈(5)及压板(3)并与拉紧扳手(6)连接，拉紧扳手(6)通过转轴(7)安装在压板(3)上。

2.根据权利要求1所述的利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置，其特征在于：增压缸(9)为液压增压缸。

3.根据权利要求1所述的利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲装置，其特征在于：增压缸(9)为气压增压缸。

4.一种应用权利要求1所述的管材弯曲装置进行管材弯曲的方法，其特征在于：管材弯曲方法的具体过程为：

步骤1、将第一堵头(1)和第二堵头(2)套在待弯曲管材(8)的两端；

步骤2、将拉紧绳(4)的一端连接在第一堵头(1)上，拉紧绳(4)的另一端由左至右依次穿过拉紧绳通过中心孔(2-1)、拉紧绳密封圈(5)及压板(3)并与拉紧扳手(6)连接；

步骤3、利用拉紧扳手(6)张紧拉紧绳(4)，使第一堵头(1)和第二堵头(2)压紧在待弯曲管材(8)的端部，通过第一环形凹槽(1-2)的壁面和第二环形凹槽(2-3)的壁面实现待弯曲管材(8)两端的可靠密封，利用压板(3)压缩拉紧绳密封圈(5)实现拉紧绳通过中心孔(2-1)的密封；

步骤4、利用增压缸(9)通过充注中心孔(1-1)向待弯曲管材(8)的内部充入压力为0.5-100MPa的高压介质，然后对待弯曲管材(8)进行弯曲；

步骤5、放掉弯曲管材内部的高压介质，取出拉紧绳(4)、第一堵头(1)及第二堵头(2)，完成管材弯曲成形。

5.根据权利要求4所述的利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲方法，其特征在于：步骤4中的增压缸(9)为液压增压缸，高压介质为高压液体，高压液体的压力为1.0-100MPa。

6.根据权利要求4所述的利用拉紧绳及堵头实现管端密封的管材弯曲方法，其特征在于：步骤4中的增压缸(9)为气压增压缸，高压介质为高压气体，高压气体的压力为0.5-50MPa。

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