CN103252868A - 一种钢骨架增强尼龙管道制作机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢骨架增强尼龙管道制作机械。包括尼龙挤出机、编盘成形机构、牵引机构、切割机构和控制系统。钢丝穿越芯模大直径圆柱上的轴向通孔均匀排布在芯模小直径圆柱外侧面上，成为尼龙管道钢骨架的经线；缠绕盘上的空心筒与模套前段和模套后段共同构成模套整体；钢丝穿越缠绕盘的空心筒上的孔，通过缠绕盘的转动将钢丝缠绕在经线上，成为钢骨架的纬线。本发明中，经线钢丝的直线运动和纬线钢丝的圆周运动的快慢由PLC可编程控制器直接指挥，因而两者运动可同步、螺旋升角一致。本发明具有设计合理、结构简单、操作方便、自动化程度高、产出效率高的优点。

Description

一种钢骨架增强尼龙管道制作机械

技术领域

本发明涉及一种机械编盘和注塑一体化机械，具体为一种制作钢骨架增强尼龙管道的自动控制制作机械。

背景技术

尼龙管道由于具有耐高低温能力强、抗腐耐磨性能优越，且具有安装方便、输送效率高等优点，因而逐渐取代钢管并被广泛运用于电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等诸多行业的输送管道中。但由于组成管道的每一节单元管一般都具有长达十余米的管长，而尼龙又属于塑性材料，因此管道柔性较大、刚度不足，特别是传输比重较大的物料时，管道抗内压能力明显薄弱，强度较差、变形严重。为了解决上述问题，人们通过在尼龙管壁内镶嵌金属构架或钢丝网，增强了管道的抗压能力，延长了管道的使用寿命。将螺纹钢编盘成经纬网筒状的金属骨架并镶嵌在尼龙管中间，尼龙聚合物包覆于螺纹钢编盘成经纬网筒的金属骨架上，这样的尼龙管道不仅具有化学性能稳定、耐酸、耐碱、耐低温、抗腐、抗老化等优点，而且具有钢骨架与管道母体材料结合紧密、致密度高、抗冲击性能强、耐内压高、抵御变形能力大等特点，因此受到众多用户的青睐和期待。但这种结构的尼龙管道质量要求高，给生产加工带来一定的难度。因此设计出一种专门制作上述管道的专用机械，是决定尼龙管道能否在更大范围内推广应用的前提。

发明内容

本发明的目的在于公布一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，将本发明用于钢骨架增强尼龙管道的制作中，能够实现生产的自动化，保证管道的质量，提高工作效率，减低生产成本。

为了实现上述目的，本发明釆取以下技术方案实施：一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，包括机架、尼龙挤出机、编盘成形机构、牵引机构、切割机构和控制系统，编盘成形机构由模套、芯模、加热管、缠绕盘、密封圈、支架、支撑轴承组成；牵引机构由机座、减速机、链轮、链条、连接块、卡箍、螺栓组成；切割机构由支架、滑轨、齿轮套圈、主动齿轮、减速机、切割机、气缸组成。所述加热管置于芯模的孔中；所述模套设计成模套后段和模套前段；所述控制系统由PLC可编程控制器、传感器、显示器组成；所述尼龙挤出机的出口与模套壁上的入口孔相贯通连接；编盘成形机构中：芯模设置在模套之中，芯模沿轴向设计成直径不同的两段圆柱，大直径圆柱段和模套后段位置对应，小直径圆柱段和模套前段位置对应，芯模大直径圆柱面上设有法兰，法兰通过螺栓与模套固定连接，大直径圆柱壁部的设定圆周上设有多个均匀分布的轴向通孔，孔的一端位于大直径圆柱端面，另一端位于大直径圆柱与小直径圆柱相交面的台阶面上，钢丝穿越所述通孔均匀排布在小圆柱外侧面上，成为尼龙管道钢骨架的经线；小直径圆柱与模套之间的间隙为尼龙管形腔；尼龙料入口位于两圆柱的相交面处；所述缠绕盘中间为空心筒状，筒的两端分别设有一圆盘，其边缘支撑在多只支承轮上，其中一只圆盘上设有齿轮与减速机齿轮相啮合带动缠绕盘旋转；缠绕盘的空心筒两端分别与模套前段和模套后段相连接，且与模套前段和模套后段共同构成模套整体；所述缠绕盘上设有多只钢丝卷支架并均匀分布在缠绕盘的圆周上，在缠绕盘的空心筒上对应每个钢丝卷支架的位置上设有可供钢丝穿入模腔的孔，通过缠绕盘的转动将钢丝缠绕在尼龙管道钢骨架的经线上成为钢骨架的纬线；所述牵引机构位于编盘机构的后部；在牵引机构中：链条啮合在两只链轮上，其中主动链轮与减速机的输出轴相连接；所述卡箍分为上卡箍和下卡箍，下卡箍固定在链条上，尼龙管置于上、下卡箍之间，上、下卡箍通过紧固件将尼龙管夹紧，通过链条的转动带动尼龙管运动；所述切割机构位于牵引机构的后部；在切割机构中：所述机架上设有平行于尼龙管轴线的导轨槽，所述支架的下端设有导轨键，导轨键与导轨槽相偶合，支架中间设有可容尼龙管穿过的孔，孔的后端外径为圆柱；所述齿轮套圈的内孔间隙配合在支架孔后端的圆柱外径上；所述切割机通过导轨键滑动连接导轨，导轨固定连接齿轮套圈；所述主动齿轮与减速机的输出轴相连接，并通过一对过渡齿轮与齿轮套圈上的轮齿相啮合；控制系统中：所述传感器为两只，设置在尼龙管道形腔中的一只压力传感器和设置在切割机构中的一只长度传感器，两只传感器分别通过导线与PLC可编程控制器相连接；所述显示面板中设有动力开关按扭、模腔压力设定数据和尼龙管长度设定数据的输入触摸屏以及减速机设定转速的输入触摸屏。

本技术方案将若干根纵向螺纹钢筋穿过芯模的轴向通孔进入由芯模、模套、缠绕盘构成的模腔内，并使其头部与牵引机构相连接，在牵引机构拖曳纵向钢丝作轴向运动的同时，缠绕盘同步旋转带动穿入在多个放射状通孔中的多根螺纹钢丝绕纵向螺纹钢筋作盘旋运动，实现多头编盘而形成经纬网筒状的金属骨架，当尼龙挤出机不断向模腔内注入流动的热态糊状尼龙聚合物时，金属骨架被包覆在尼龙聚合物之中，冷却后即形成钢骨架增强尼龙管道。

在本技术方案中，纵向螺纹钢筋的直线运动和缠绕螺纹钢筋的盘旋运动由模腔内的压力控制，PLC可编程控制器直接指挥，因而两者运动同步、螺旋升角一致。

本发明具有设计合理、结构简单、操作方便、自动化程度高、产出效率高的优点；产出的尼龙管道具有钢骨架与管道母体材料结合紧密、致密度高、性价比好等特点。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为附图1中A-A截面的结构放大示意图；

附图3为附图1中B-B截面的结构放大示意图。

在附图1、2、3中：1机架、2 PLC可编程控制器、3显示面板、4纵向螺纹钢筋、5尼龙挤出机、6模套、7芯模、8加热管、9和9’四氟圈、10钢筋卷、11齿轮、12缠绕盘、13减速机、14压力传感器、15螺纹钢筋、16支承轮、17挤出管、18被动链轮、19连接块、20和20’上下卡箍、21链条、22导向板、23主动链轮、24和25减速机、26气缸、27切割机、28切割轮、29齿轮套圈、30滑轨、31支架、32主动齿轮、33托架、34长度传感器、35链轮销轴、36螺栓。

具体实施方式

如附图1所示，本发明包括机架1、尼龙挤出机5、编盘成形机构、牵引机构、切割机构和控制系统，编盘成形机构由模套6、芯模7、加热管8、缠绕盘12、四氟圈9和9’、钢筋卷10、减速机13组成；牵引机构由减速机24、主动链轮23、被动链轮18、链条21、连接块19、上下卡箍20和20’、螺栓36组成；切割机构由支架31、滑轨30、齿轮套圈29、主动齿轮32、减速机25、切割机27、气缸26组成；控制系统由PLC可编程控制器2、压力传感器14、长度传感器34显示面板3组成。在编盘成形机构中，模套6固定在机架1上；尼龙挤出机5的出口与模套6壁部入口孔相贯通连接；模套6的内径等于挤出管17的外径；芯模7通过一端的法兰和螺钉固定设置在模套6的孔内，在芯模7的外径上设有两段不同直径的圆柱，大直径圆柱与模套6的内孔间隙配合，且大直径圆柱壁部的同一圆周上设有若干个均布且平行于芯模7轴线的通孔，小直径圆柱的外径等于挤出管17的内径，两圆柱的相交面位于模套6入口孔处，其中大直径圆柱位于模套6壁部入口孔的左侧，小直径圆柱位于模套6壁部入口孔的右侧；加热管8置于芯模7的孔中；缠绕盘12上设有两个直径不同的外圆，其中大直径外圆通过多只支承轮16将缠绕盘12支承在模套6入口孔的右侧，小直径外圆上设有齿轮，其与减速机13输出轴上的齿轮11相啮合，可带动缠绕盘12旋转，缠绕盘12的内孔外套于芯模7的小直径段，其内孔壁上设有多个轴线位于同一径向截面内且呈均布的放射状通孔；挤出模腔由芯模7小直径圆柱表面、模套6内孔表面、缠绕盘12内孔表面和两四氟圈9和9’的内孔表面共同构成；钢筋卷10为四只，其相距分布在缠绕盘12的圆周上。在牵引机构中，牵引动作由置于挤出管17两侧的两链传动完成，其结构为：被动链轮18和主动链轮23定轴相距啮合链条21，其中主动链轮23与减速机24的输出轴相连接，当主动链轮23旋转时带动链条21沿导向板22上的设定轨道运动；卡箍分为上卡箍20和下卡箍20’，上、下卡箍20和20’通过螺栓36旋紧卡合挤出管17，连接块19一边与上、下卡箍20和20’之间的螺栓36相连接，一边与链条21中的销轴35相连接。在切割机构中，支架31的下端设有与挤出管17轴线平行的导轨键，滑轨30固定机架1，其上设有导轨槽，且与支架31下端的导轨键相偶合滑动，支架31中间设有可容挤出管17穿过的孔，孔的后端外径为圆柱；齿轮套圈29上设有外齿轮，齿轮套圈29的内孔间隙配合在支架31孔后端的圆柱外径上；切割机27通过导轨与导轨键滑动连接在齿轮套圈29的外部，且导轨与导轨键之间设有气缸26；主动齿轮32与减速机25的输出轴相连接，并通过一对过渡齿轮与齿轮套圈29上的轮齿相啮合。在控制系统中，压力传感器14的感应头设置在模腔内，长度传感器34的感应头设置在挤出管17的端头到切割机27上切割轮28的切割平面设定长度距离的位置上；PLC可编程控制器2分别通过导线与两只传感器14和34相连接，并通过压力传感器14发出的压力感应信号指挥带动缠绕盘12旋转的减速机13和带动链轮旋转的减速机24同步动作；通过长度传感器34发出的长度感应信号指挥带动齿轮套圈29旋转的减速机25以及气缸26和切割机27的相继动作；显示面板3中，设有动力开关按扭、模腔压力设定数据和挤出管17长度设定数据的输入触摸屏以及减速机13、24设定转速的输入触摸屏。

本专机在实际操作过程中，首先将若干根纵向螺纹钢筋4分别穿过芯模7上的若干个轴向通孔，并进入由模套2、缠绕盘12、两四氟圈9和9’和芯模7共同构成的模腔内，再通过专用牵引夹具将若干根纵向螺纹钢筋4的头部与牵引机构相连接，然后接通加热管8的电源，对若干根纵向螺纹钢筋4以及模腔预热。尼龙挤出机5工作，PLC可编程控制器2运行，压力传感器14将模腔内流动的热态糊状尼龙聚合物的瞬时压力数据传送给PLC可编程控制器2，PLC可编程控制器2根据压力传感器14传送的压力数据，向带动链条21转动的减速机24和带动缠绕盘12转动的减速机13发出工作和停止工作的指定，当减速机13得到工作指令时，减速机13转动并带动链条21拖曳纵向螺纹钢筋4作轴向运动，与此同时缠绕盘12同步旋转带动穿入在四个放射状通孔中的四根螺纹钢筋15绕纵向螺纹钢筋4盘旋，实现多头编盘而形成经纬网筒状的金属骨架，当尼龙挤出机5不断向模腔内注入流动的热态糊状尼龙聚合物时，金属骨架被包覆在尼龙聚合物之中，形成钢骨架增强尼龙挤出管17并逐步被牵引机构拖出模腔之外。当牵引机构中的上、下卡箍20和20’能够夹住挤出管17并能使连接块19同时与链条21中的销轴35和上、下卡箍20和20’中的螺栓36相连接时，卸下专用牵引夹具而使挤出管17继续在链条21的拖曳下作低速直线运动。当链条21中的销轴35即将旋转到主动链轮23的转弯处时，在被动链轮18的后端接入另一对上、下卡箍20和20’，然后卸下接近主动链轮23处一对上、下卡箍20和20’中的连接块19，使连接块19脱开链条21。当挤出管17穿过支架31上的孔继续在支架31后侧的托辊33上移动时，卸下连接块19的上、下卡箍20和20’渐近支架31，并在与支架31接触时推动支架31使其下端的导轨键在滑轨30的导轨槽中滑动，使支架31上的齿轮套圈29、减速机25以及主动齿轮32、切割机27、气缸26一同跟随挤出管17作同步移动。当挤出管17的长度达到设定在显示面板4内的数据时，长度传感器34向PLC可编程控制器2发出长度感应信号，PLC可编程控制器2向减速机25、切割机27、气缸26发出工作指令，减速机25通过主动齿轮32带动齿轮套圈29绕挤出管17的轴线旋转一周，切割机27带动切割轮28高速旋转，气缸26中的活塞杆推动切割机27向挤出管17的管壁运动，使切割轮28切割挤出管17，由此得到拥有标准长度的钢骨架增强尼龙管道。

Claims (5)

1.一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，包括机架、尼龙挤出机、编盘成形机构、牵引机构、切割机构和控制系统，编盘成形机构由模套、芯模、加热管、缠绕盘、密封圈、支架、支撑轴承组成；牵引机构由机座、减速机、链轮、链条、连接块、卡箍、螺栓组成；切割机构由支架、滑轨、齿轮套圈、主动齿轮、减速机、切割机、气缸组成，加热管置于芯模的孔中，控制系统由PLC可编程控制器、传感器、显示器组成，尼龙挤出机的出口与模套壁上的入口孔相贯通连接；所述切割机构位于牵引机构的后部，机架上设有平行于尼龙管轴线的导轨槽，支架的下端设有与尼龙管管道轴线平行的导轨键，支架中间设有可容尼龙管穿过的孔，孔的后端外径为圆柱；所述齿轮套圈的内孔间隙配合在支架孔后端的圆柱外径上；所述切割机通过导轨键滑动连接导轨，导轨固定连接齿轮套圈；所述主动齿轮与减速机的输出轴相连接，并通过一对过渡齿轮与齿轮套圈上的轮齿相啮合；控制系统中传感器为两只，设置在尼龙管道形腔中的一只压力传感器和设置在切割机构中的一只长度传感器，两只传感器分别通过导线与PLC可编程控制器相连接；所述显示面板中设有动力开关按扭、模腔压力设定数据和尼龙管长度设定数据的输入触摸屏以及减速机设定转速的输入触摸屏，其特征在于：

模套设计成模套后段和模套前段，芯模设置在模套之中，芯模沿轴向设计成直径不同的两段圆柱，大直径段圆柱和模套后段位置对应，小直径段圆柱和模套前段位置对应；

所述芯模大直径圆柱壁部的设定圆周上设有多个均匀分布的轴向通孔，孔的一端位于大直径圆柱端面，另一端位于大直径圆柱与小直径圆柱相交面的台阶面上；

所述缠绕盘中间为空心筒，筒的两端分别设有一圆盘，所述空心筒两端分别与模套前段和模套后段相连接，且与模套前段和模套后段共同构成模套整体；

所述牵引机构中卡箍设计为上卡箍和下卡箍，下卡箍固定在链条上。

2.根据权利要求1所述的一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，其特征在于芯模大直径圆柱面上设有法兰，法兰通过螺栓与模套固定连接；钢丝穿越芯模上的通孔均匀排布在小直径圆柱面上，成为尼龙管道钢骨架的经线。

3.根据权利要求1所述的一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，其特征在于所述缠绕盘空心筒两端圆盘的边缘支撑在多只支承轮上，其中一只圆盘上设有齿轮与减速机齿轮相啮合。

4.根据权利要求1或2所述的一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，其特征在于所述缠绕盘上设有多只钢丝卷支架，均匀分布在缠绕盘的圆周上，在缠绕盘的空心筒对应每个钢丝卷支架的位置上设有可供钢丝穿入模腔的孔，所述缠绕盘转动将钢丝缠绕在尼龙管道钢骨架的经线上成为钢骨架的纬线。

5.根据权利要求1所述的一种钢骨架增强尼龙管道制作机械，其特征在于尼龙管置于上、下卡箍之间，上、下卡箍通过紧固件将尼龙管夹紧。

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