CN102886666A - 换热器的管翅定位工装及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热器制造中的管翅装配工艺方法，目的是解决将一组夹有翅片的扁管束收紧并装配到集流管时容易错位、操作效率低的问题。本发明提供了一种换热器的管翅定位工装，包括支架、驱动机构和一组管固定器，每个管固定器都有至少两个定位点，通过驱动机构可以驱动管固定器在第一定位点和第二定位点之间运动，带动每根扁管也到达与集流管插槽相对应的位置上。本发明通过管翅定位工装使前后方向每根扁管和翅片均匀受力、均匀收紧，将一组夹有翅片的扁管束快速、准确、均匀地收紧到设定间距和位置，结构简单合理，大幅提高了管翅定位装配过程的生产效率和精度。

Description

换热器的管翅定位工装及装配方法

技术领域

本发明涉及换热器的制造工艺，尤其是平行流换热器制造中的管翅装配工艺方法。

背景技术

平行流换热器由多孔扁管、散热翅片和集流管组成。扁管两端分别插入左集流管和右集流管，利用设置在左集流管和右集流管上的隔板分隔而形成串连通道。翅片和集流管表面涂敷有钎料和钎剂，整个芯体用夹具夹持，通过钎焊炉整体焊接而成。平行流换热器早期主要用于汽车空调，近年来在商用空调、家用空调、冷却器等领域也得到了广泛的应用。

平行流换热器在加工过程中，要先将扁管、翅片和集流管进行装配，然后进入钎焊炉焊接。

现有的一种装配工艺是先装配集流管再装配翅片：先将每根扁管逐一插入集流管上的插槽以组成框架，然后再将散热翅片装进扁管之间的空隙。由于扁管的间距与散热翅片的高度大致相等，因此在向扁管之间的空隙装入翅片时非常困难，装配效率很低。有时还要利用扁管的弹性将管体向外侧推开一定距离，以暂时扩大扁管之间的间距以便装入翅片，这不仅操作困难，而且会带来质量隐患。进一步地，随着翅片装配的进行，当大部分扁管之间已经装入了翅片，要将剩下的管体推开就更难操作，也更容易发生质量问题。

现有的另一种改进的装配生产工艺是先装配翅片再装配集流管：先将每根扁管逐一插入带有插槽的定位柱以组成框架，再将散热翅片装进扁管之间的空隙，然后取下两侧的定位柱并安装集流管。这种装配工艺，定位柱上的插槽间距可以略大于集流管上的插槽间距。相应地，插入扁管后的管间距也就略大于散热翅片的高度，具有一定余量，因而较容易向扁管之间的空隙装入散热翅片。但在完成翅片装配，取下两侧的定位柱后，要用工具将扁管和翅片压紧，以消除扁管与翅片之间的间隙的余量，使扁管的间距与集流管的插槽间距相匹配，才能安装集流管。而对于大型平行流换热器，从前后两侧压紧扁管和翅片时，压力通过传递到翅片，铝箔翅片的折叠弯曲结构使其在高度和长度方向受力后都会发生变形，因此前后两侧的扁管和翅片受力较大、变形较大、管间距小，而中间的扁管和翅片受力较小、变形较小、管间距大。多根扁管的位置与集流管的插槽会出现偏移，要将每根扁管都插入对应的插槽也非常困难，通常需要逐一调整。

为了提高换热器的装配效率，应该采用先装配翅片再装配集流管的工艺流程，但在完成翅片装配后的压紧管翅间隙工序必须进行改进，要使前后方向每根扁管和翅片均匀受力、均匀收紧，管间距相同，才能便于进行集流管的装配。

发明内容

本发明的目的是为了解决将一组夹有翅片的扁管束收紧并装配到集流管时扁管容易错位、操作效率低的问题，提供一种用于将一组夹有翅片的扁管束快速、准确、均匀地收紧到设定间距和位置的管翅定位工装及装配方法，结构设计简单合理，大幅提高了管翅定位装配过程的生产效率。

本发明所述的技术问题是通过下述技术方案来解决的：

一种换热器的管翅定位工装，包括支架、驱动机构和一组管固定器，每个管固定器分别固定换热器的一根扁管，其特征在于：

1)管固定器安装在支架上，并可以沿支架的轴向滑动；

2)每个管固定器都有至少两个定位点：管固定器处于第一定位点时，扁管之间的管间距为D1；管固定器处于第二定位点时，扁管之间的管间距为D2；

3)通过驱动机构可以驱动管固定器从第一定位点运动至第二定位点，或从第二定位点运动至第一定位点。

需要说明的是，如附图2所示，本发明专利中所称的管距，以小写字母d表示，是指相邻两根扁管顶面的间距，包括了相邻两根扁管之间的间距和一根扁管的厚度；本发明专利中所称的管间距，以大写字母D表示，是指相邻两根扁管之间的最小间距，不包括扁管本身的厚度。

管固定器处于第一定位点时，扁管之间的管间距D1大于插入扁管之间翅片的高度df，以方便向扁管之间的空隙装入散热翅片。一般地，D1＝(1.01～2.0)×df。其中：D1是对应第一定位点所设定的管间距，df是所插入翅片的高度。

管固定器处于第二定位点时，扁管之间的管间距D2与插入扁管之间翅片的高度df相等，扁管与翅片之间为过盈配合。

一种所述的换热器的管翅定位工装，所述管固定器是下述机构的一种或多种固定方式的组合：

1)所述管固定器是与扁管厚度相匹配的可升降的凹槽，将扁管插在所述凹槽上即可固定，装入翅片后将凹槽向上升起即可取出扁管；

2)所述管固定器是与扁管厚度相匹配的斜槽，斜槽的一端固定，另一端设有扳手可以扳动来改变斜槽的高度，将扁管插在所述斜槽上即可固定，装入翅片后扳动扳手将斜槽向上升起即可取出扁管；

3)所述管固定器是左右定位片，定位片的前端设有一根或多根与扁管微孔的位置相匹配的定位针，可以插入扁管对应的一个或多个微孔内来固定扁管，将定位针从扁管两侧取出后即可取出扁管；

4)所述管固定器是带有与扁管厚度相匹配插槽的左右滑块，将扁管插在所述插槽上即可固定，装入翅片后将滑块从两侧拉开即可取出扁管。

所述带有插槽或凹槽，在插槽或凹槽的至少一侧设有厚度调节机构，以调节插槽或凹槽的厚度，便于固定不同厚度的扁管。典型地，所述插槽或凹槽厚度调节机构，是一组不同厚度或数量的镶块或垫片，或带有压紧弹簧的垫片。使用不同厚度或数量的镶块或垫片，就可以调节插槽或凹槽的厚度。

所述的换热器的管翅定位工装，所述驱动机构包括限位器、复位器和推进器，其特征在于：复位器使管固定器定位至第一定位点；推进器驱动管定位器运动，压紧间隙到达由限位器限定的第二定位点，带动扁管到达与集流管插槽相对应的位置上。

所述驱动机构包括一组定块和动块，定块的宽度是固定的，动块至少具有两个定位宽度。动块处于第一定位宽度时，定块、动块和管固定器的组合结构，使管固定器处于第一定位点，管间距较大，便于装入翅片；动块处于第二定位宽度时，定块、动块和管固定器的组合结构，使管固定器处于第二定位点，管间距较小，便于压紧管翅。

所述的这种驱动机构，拉动或转动动块从第一定位宽度运动至第二定位宽度，使相邻定块之间产生间隙，从换热器前后两侧施加外力，将各定块之间的间隙压紧，则每个管固定器到达第二定位点，带动每根扁管也到达与集流管插槽相对应的位置上。完成扁管翅片装配后，推动或转动动块回到第一定位宽度，即可进行下一次换热器的装配。

所述的这种驱动机构的另一种驱动方式，是在驱动动块从第一定位宽度运动至第二定位宽度的同时，推动定块前后运动，并带动管固定器从第一定位点运动至第二定位点。

所述驱动机构包括固定在相邻管固定器上相互啮合的齿轮和齿条。驱动齿轮，带动管固定器前后运动，就带动扁管前后运动，以此可以调节扁管之间的间距。这种驱动方式，不仅可以实现管固定器在第一定位点和第二定位点之间运动，而且可以根据需要任意调节管间距。

所述的换热器的管翅定位工装的装配方法，包括以下步骤：

1)所述管固定器处于第一定位点，将组成换热器的扁管分别固定在对应的管固定器上；

2)向相邻扁管之间装入翅片；

3)通过所述驱动机构驱动管固定器从第一定位点运动至第二定位点；

4)装配集流管；

5)通过所述驱动机构驱动管固定器从第二定位点返回至第一定位点。

本发明的有效效果是，在完成翅片装配后通过管翅定位工装使前后方向每根扁管和翅片均匀受力、均匀收紧，将一组夹有翅片的扁管束快速、准确、均匀地收紧到设定间距和位置，以便进行集流管的装配。本发明提供的管翅定位工装结构设计简单合理，大幅提高了管翅定位装配过程的生产效率和精度。

附图说明

图1是平行流换热器的结构示意图；

图2是实施例一的管翅定位工装的俯视图；

图3是实施例一的管翅定位工装的插槽结构示意图；

图4是实施例一的管翅定位工装的结构示意图；

图5是实施例二的管翅定位工装的结构示意图；

图6是实施例二的管翅定位工装的俯视图(第一定位点)；

图7是实施例二的管翅定位工装的俯视图；

图8是实施例二的管翅定位工装的俯视图(第二定位点)；

图9是实施例三的管翅定位工装的俯视图；

图10是实施例四的管翅定位工装的俯视图(第一定位点)；

图11是实施例四的管翅定位工装的俯视图(第二定位点)。

图中：1.扁管，2.翅片，3.集流管；101.支架，102.滑块，103.插槽，104.垫片，105.垫片弹簧，106.齿条，107.齿轮；201.滑块支架，202.滑块，203.底板，204.拉杆，205.拉杆轴，206.压板；301.支架，302.滑块，303.插槽，304.垫片，305凸轮，306.连杆；401.支架，402.管固定器，403.限位器，404.压板，405.复位绳，406.推进器。

具体实施方式

制造平行流换热器的扁管通常内有一组微孔，扁管厚度为dt，微孔内径为di。通常地，扁管厚度dt为1.0～3.0mm，微孔内径di为0.5～2.0mm。在装配扁管管束时，先将一束扁管插入集流管或定位器上形成安装框架，然后向扁管之间装入翅片，再装配集流管，得到如附图1所示的换热器组件，经定形后送入钎焊炉整体焊接。翅片通常由铝箔连续挤压折弯成形，翅片的高度为df。通常地，铝箔高度df为6～15mm。铝箔的这种折叠弯曲结构使其在高度和长度方向受力后都会发生变形，因此先装配翅片后装配集流管的装配工艺，就会带来扁管与集流管上插槽错位而难以安装的问题。

实施例一：

本实施例提供一种换热器的管翅快速定位工装的实施方案及装配方法。

本实施例提供一种换热器的管翅定位工装，如附图2所示，包括支架101、驱动机构和一组用于固定扁管的滑块102。滑块102安装在支架101上，并可以沿支架101的轴向运动。滑块102上设有齿条106，相邻滑块之间通过齿条106和齿轮107啮合连接。附图2只是本实施例的结构示意图，在不影响对实施例的技术方案的理解的前提下进行了简化，如图中的支架101只给出了与滑块相连的固定轴，省略了支架的主体和附件。类似地，所有附图中以若干管翅来表达技术方案，实际上换热器的管子数量通常会大于图中的数量。

滑块102上还设有与扁管厚度相匹配的插槽103，以固定所述的换热器扁管1。如图3所示，在插槽103的一侧设有垫片104和垫片弹簧105。垫片带有斜向的导入段，便于插入扁管，垫片弹簧的弹力用于紧固所插入的扁管，可以固定不同厚度的扁管。

每个滑块102都有至少两个定位点：滑块102处于第一定位点时，扁管之间的管间距为D1；滑块102处于第二定位点时，扁管之间的管间距为D2。如附图2所示，附图2A中滑块102处于第一定位点，附图2B中滑块102处于第二定位点。

滑块102处于第一定位点时，扁管之间的管间距D1大于插入扁管之间的翅片的高度df，以方便向扁管之间的空隙装入翅片。一般地，D1＝(1.01～2.0)×df。其中：D1是对应第一定位点所设定的管间距，df是所插入翅片的高度。滑块102处于第二定位点时，扁管之间的管间距D2与插入扁管之间翅片的高度df相等或略小于df，扁管与翅片之间为过盈配合。一般地，D2＝(0.9～1.0)×df。

本实施例中的驱动机构包括固定在滑块102上的齿条106和与该齿条啮合的齿轮107。驱动齿轮107，带动滑块102沿支架101前后运动，就带动扁管前后运动，以此可以调节扁管之间的管间距。这种驱动方式，不仅可以实现滑块102从第一定位点运动至第二定位点，或从第二定位点运动至第一定位点，而且可以根据需要任意调节管间距。

所述的换热器的管翅定位工装的装配方法，包括以下步骤：

1)所述滑块102处于附图2A所示的第一定位点，将组成换热器的扁管插入滑块102的插槽内；

2)向相邻扁管之间装入翅片；

3)驱动一组齿轮107，带动滑块102从第一定位点运动至附图2B所示的第二定位点，如附图4所示，扁管和翅片之间的间隙也随之被均匀地收紧；

4)将滑块102从两侧拉开即可取出装有翅片的扁管，装配集流管；

5)反向转动齿轮107，驱动滑块102从第二定位点返回至第一定位点。

实施例二：

本实施例提供一种换热器的管翅快速定位工装的实施方案及装配方法。

本实施例提供一种换热器的管翅定位工装，如图4所示，包括滑块支架201、一组滑块202、由底板203和拉杆204组成的管固定器、拉杆轴205和压板206。滑块202、底板203、拉杆204、拉杆轴205和压板206共同组成驱动管翅运动的驱动机构。

所述管固定器是由底板203和拉杆204形成的斜槽，斜槽的一端固定，另一端设有扳手可以扳动来改变斜槽的高度。拉杆的宽度与所安装扁管的厚度相匹配，将扁管插在所述斜槽上即可固定，完成翅片装配后抬起拉杆204将斜槽向上升起即可取出扁管。

滑块202安装在滑块支架201上，并可以沿滑块支架201的轴向运动。滑块202是一个具有至少两个定位宽度的阶梯形活动块。左右拉动滑块支架201，可以改变滑块202的定位宽度。如图5所示，当滑块202从两侧被推入中间时，滑块的宽阶梯侧处于夹在相邻两块底板之间，滑块202的定位宽度为d1，底板203和拉杆204处于第一定位点，对应地安装在相邻斜槽的扁管之间的管间距为D1。一般地，D1＝(1.01～2.0)×df，df是所插入翅片的高度。

如图6所示，左右拉动滑块支架201，滑块的窄阶梯侧处于夹在相邻两块底板之间，滑块202的定位宽度为d2，但管翅并未被收紧，滑块202与底板203之间出现间隙。从前后压板206施加压力，挤紧滑块202与底板203之间的间隙。如图7所示，使底板203和拉杆204达到第二定位点，固定在底板203和拉杆204上的扁管与翅片也随之被收紧，对应地安装在相邻斜槽的扁管之间的管间距为D2。一般地，D2＝(0.9～1.0)×df。

所述的换热器的管翅定位工装的装配方法，包括以下步骤：

1)如图5所示，滑块202的定位宽度为d1，底板203和拉杆204处于第一定位点，扁管之间的管间距为D1，将扁管插入底板203和拉杆204组成的斜槽内；

2)向相邻扁管之间装入翅片；

3)如图6所示，将滑块202向左右两侧拉出，滑块202的定位宽度为d2；

4)如图7所示，从前后压板206施加压力，挤紧滑块202与底板203之间的间隙，使底板203和拉杆204达到第二定位点，扁管之间的管间距为D2，定在底板203和拉杆204上的扁管与翅片也随之被收紧；

5)去掉从前后压板206所施加的压力，抬起拉杆204将斜槽向上升起，取出装有翅片的扁管，装配集流管；

6)压下拉杆204将斜槽复位，将滑块202从两侧推向中间，滑块202的定位宽度为d1，底板203和拉杆204随之返回第一定位点。

实施例三：

本实施例提供一种换热器的管翅快速定位工装的实施方案及装配方法。

本实施例提供一种换热器的管翅定位工装，如附图8所示，包括支架301、驱动机构和一组用于固定扁管的滑块302。

滑块302安装在支架301上，并可以沿支架301的轴向运动。滑块302上还设有与扁管厚度相匹配的插槽303，以固定所述的换热器扁管1。在插槽303的一侧设有垫片304。使用不同厚度或数量的垫片，就可以调节插槽或凹槽的厚度，以适应不同厚度的扁管。

本实施例中的驱动机构由相邻滑块之间的凸轮305和连接滑块与凸轮的连杆306组成。转动凸轮305，带动滑块302沿支架301前后运动，就带动扁管前后运动，以此可以调节扁管之间的管间距。所述一组凸轮是同步的，因此滑块302和扁管的前后运动也是均匀的。

凸轮305处于如附图8A所示的第一位置时，滑块302处于第一定位点，扁管之间的管间距为D1，扁管之间的管间距D1大于插入扁管之间的翅片的高度df，以方便向扁管之间的空隙装入翅片。一般地，D1＝(1.01～2.0)×df。凸轮305处于如附图8A所示的第二位置时，滑块302处于第二定位点，扁管之间的管间距为D2，扁管之间的管间距D2与插入扁管之间翅片的高度df相等或略小于df。一般地，D2＝(0.9～1.0)×df。

所述的换热器的管翅定位工装的装配方法，包括以下步骤：

1)所述滑块302处于附图8A所示的第一定位点，将组成换热器的扁管插入滑块302的插槽内；

2)向相邻扁管之间装入翅片；

3)同步驱动一组凸轮305，带动滑块302从第一定位点运动至附图8B所示的第二定位点，扁管和翅片之间的间隙也随之被均匀地收紧；

4)将滑块302从两侧拉开即可取出装有翅片的扁管，装配集流管；

5)反向转动凸轮305，驱动滑块302从第二定位点返回至第一定位点。

实施例四：

本实施例提供一种换热器的管翅快速定位工装的实施方案及装配方法。

本实施例提供一种换热器的管翅定位工装，如图10所示，包括支架401、一组管固定器402、限位器403、压板404、复位绳405和推进器406。限位器403、压板404、复位绳405和推进器406共同组成驱动管翅运动的驱动机构。

管固定器402是带有与扁管厚度相匹配的插槽的左右滑块，将扁管插在所述插槽上即可固定，装入翅片后将滑块从两侧拉开即可取出扁管。管固定器402安装在支架401上，并可以沿支架401的轴向运动。管固定器402设有与扁管厚度相匹配的插槽，以固定所述的换热器扁管1。在插槽的一侧设有垫片。使用不同厚度或数量的垫片，就可以调节插槽或凹槽的厚度，以适应不同厚度的扁管。

相邻管固定器402之间设有复位绳405，复位绳的长度与管固定器402处于第一定位点时扁管之间的管间距D1相匹配。拉动复位绳405，如图10所示，使管固定器402处于第一定位点，此时扁管之间的管间距为D1，管间距D1大于插入扁管之间翅片的高度df。一般地，D1＝(1.01～2.0)×df。

相邻管固定器402之间还设有限位器403，限位器403的高度与管固定器402处于第二定位点时扁管之间的管间距D2相匹配。推进器406推动压板404，如图11所示，使管固定器402处于第二定位点，此时扁管之间的管间距为D2，管间距D2与插入扁管之间翅片的高度df相等。

所述的换热器的管翅定位工装的装配方法，包括以下步骤：

1)如图10所示，管固定器402处于第一定位点，扁管之间的管间距为D1，将扁管插入管固定器402的插槽内；

2)向相邻扁管之间装入翅片；

3)如图11所示，推进器406推动压板404，使管固定器402沿支架401滑动，到达由限位器403限定的第二定位点，扁管之间的管间距为D2，扁管与翅片随之被收紧；

4)装配集流管，取出装配好的换热器；

5)推进器406复位，拉动复位绳405，使管固定器402复位至第一定位点。

本实施例中，将管固定器402与限位器403作为两个独立的部件，是为了适应装配不同规格的换热器。根据装配工艺的需要，为了简化机构，还可以将管固定器402与限位器403设计为一体。

Claims (10)

1.一种换热器的管翅定位工装，包括支架、驱动机构和一组管固定器，每个管固定器分别固定换热器的一根扁管，其特征在于：

1)管固定器安装在支架上，可以沿支架的轴向滑动；

2)每个管固定器都有至少两个定位点：管固定器处于第一定位点时，扁管之间的管间距为D1，管固定器处于第二定位点时，扁管之间的管间距为D2；

3)通过驱动机构可以驱动管固定器从第一定位点运动至第二定位点，和从第二定位点运动至第一定位点。

2.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装，其特征在于：所述管固定器处于第一定位点时，扁管之间的管间距D1大于插入扁管之间翅片的高度df。

3.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装，其特征在于：所述管固定器处于第二定位点时，扁管之间的管间距D2与插入扁管之间翅片的高度df相等。

4.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装，其特征在于，所述管固定器是下述机构的一种或多种固定方式的组合：

1)所述管固定器是与扁管厚度相匹配的可升降的凹槽，将扁管插在所述凹槽上即可固定，装入翅片后将凹槽向上升起即可取出扁管；

2)所述管固定器是与扁管厚度相匹配的斜槽，斜槽的一端固定，另一端设有扳手可以扳动来改变斜槽的高度，将扁管插在所述斜槽上即可固定，装入翅片后扳动扳手将斜槽向上升起即可取出扁管；

3)所述管固定器是左右定位片，定位片的前端设有一根或多根与扁管微孔的位置相匹配的定位针，可以插入扁管对应的一个或多个微孔内来固定扁管，将定位针从扁管两侧取出后即可取出扁管；

4)所述管固定器是带有与扁管厚度相匹配插槽的左右滑块，将扁管插在所述插槽上即可固定，装入翅片后将滑块从两侧拉开即可取出扁管。

5.根据权利要求4所述的换热器的管翅定位工装，在所述管固定器的插槽或凹槽的至少一侧设有厚度调节机构，以调节插槽或凹槽的厚度，便于固定不同厚度的扁管。

6.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装，所述驱动机构包括限位器、复位器和推进器，其特征在于：复位器使管固定器定位至第一定位点；推进器驱动管定位器运动，压紧间隙到达由限位器限定的第二定位点。

7.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装，所述驱动机构包括一组定块和动块，定块的宽度是固定的，动块至少具有两个定位宽度，其特征在于：动块处于第一定位宽度时，定块、动块和管固定器的组合结构，使管固定器处于第一定位点；动块处于第二定位宽度时，定块、动块和管固定器的组合结构，使管固定器处于第二定位点；拉动或转动所述的动块从第一定位宽度运动至第二定位宽度，使相邻所述的定块之间产生间隙，从换热器前后两侧施加外力，将各定块之间的间隙压紧，使管固定器到达第二定位点，带动扁管到达与集流管插槽相对应的位置上。

8.根据权利要求7所述的换热器的管翅定位工装，所述驱动机构在驱动所述动块从第一定位宽度运动至第二定位宽度的同时推动所述定块前后运动，带动所述管固定器从第一定位点运动至第二定位点。

9.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装，所述驱动机构由固定在管固定器上的齿条和与齿条啮合的齿轮组成，其特征在于，驱动齿轮带动管固定器前后运动，可以实现管固定器在第一定位点和第二定位点之间运动，也可以根据需要任意调节管间距。

10.根据权利要求1所述的换热器的管翅定位工装的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)所述管固定器处于第一定位点，将组成换热器的扁管分别固定在对应的管固定器上；

2)向相邻扁管之间装入翅片；

3)通过所述驱动机构驱动管固定器从第一定位点运动至第二定位点；

4)装配集流管；

5)通过所述驱动机构驱动管固定器从第二定位点返回至第一定位点。

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