CN106560268A - 非焊接铜管一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非焊接铜管一体机，包括机架，机架上固定有随动组件和主动组件；所述主动组件包括主动电机，主动电机的电机轴通过连接爪抓取短铜管的固定端，使短铜管沿轴向可转动；所述随动组件包括可转动的长铜管；所述长铜管与短铜管的轴线延长线重合，且长铜管与短铜管的连接端位置相对；所述主动组件与随动组件可沿短铜管的轴线方向做相对运动。本发明的有益效果是:可以简单轻松而高效的将同口径的两铜管一体化连接起来，无需焊枪无需可燃气体。

Description

非焊接铜管一体机

技术领域

本发明涉及一种金属加工设备，具体是一种非焊接铜管一体机。

背景技术

铜管在制冷设备制造业内被广泛使用。使用前，铜管需要被裁切成合适的长度。当一卷铜管被逐渐裁切使用至最后一段时，很可能长度不够，无法使用。如果抛弃，仅能当废铜料回收，对企业和社会都是浪费。比较合理的方法是将短铜管的一端与长铜管的一端焊接起来，以便继续裁切使用。中国专利文献CN102357703A，于2012年2月22日公开了“一种铜管焊接方法”，包括：打开氮气瓶的减压阀阀门，使氮气流过铜管焊接部位内部，赶走铜管内空气，立刻关闭氮气瓶的减压阀阀门；打开焊炬点火；先用焊炬火焰加入插入管，稍热后把火焰移向外套管；左右前后移动焊炬，使管子接头均匀加热到焊接温度时，加入焊料进行焊接；焊接完毕后，将焊炬火焰移开，关好焊枪。使用该类传统方法焊接铜管，必须使用到焊枪和焊料，还要使用可燃气体和助燃气体，操作工艺复杂而危险，操作员工的劳动强度大，焊接质量高度依赖于人工的熟练程度。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有将同口径的两铜管连接起来的工艺过于复杂，危险性大，劳动强度高，从而提供一种非焊接铜管一体机，可以简单轻松而高效的将同口径的两铜管一体化连接起来，无需焊枪无需可燃气体。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非焊接铜管一体机，包括机架，机架上固定有随动组件和主动组件；所述主动组件包括主动电机，主动电机的电机轴通过连接爪抓取短铜管的固定端，使短铜管沿轴向可转动；所述随动组件包括可转动的长铜管；所述长铜管与短铜管的轴线延长线重合，且长铜管与短铜管的连接端位置相对；所述主动组件与随动组件可沿短铜管的轴线方向做相对运动。

在本技术方案中，不再使用焊枪，不再需要可燃气和助燃气，而是改用电机带动铜管进行高速转动，两段铜管的连接端在高速转动的时候彼此靠近，形成端面的摩擦，摩擦产生大量的热量。当热量积聚到一定程度时，铜管端面局部形成熔融状态，经过必要的冷却凝固，这两段铜管就能牢固的连接在一起。为了实现这样的效果，本方案设计了一个机架，机架的一端设有主动组件，另一端设有随动组件；主动组件包括带动短铜管转动的主动电机，随动组件包括长铜管，且短铜管与长铜管两者的轴线重合。另外，长铜管与短铜管的连接端位置相对，主动组件与随动组件彼此可做相对运动，短铜管在高速转动的同时可以与长铜管截面相接触，产生摩擦。摩擦产生两个效果，一个是摩擦至两段铜管的截面熔融，一个是使随动组件一侧的长铜管也跟随产生转动。至摩擦面的温度满足连接要求的时候，主动电机断电，仅依靠电机转子惯性转动，带动短铜管和长铜管转动，转动速度渐慢，铜管截面熔融处温度渐低，至最后两边的铜管连接在一起，并停止转动，实现非焊接的方式将两铜管连接起来的目的。本方案尤其适用于压缩机等设备内使用的小管径、具有一定厚度的管壁的黄铜管的连接。黄铜是铜锌合金，熔点按照锌含量的不同而略有不同，一般在930℃-970℃，比纯铜的熔点1083℃的熔点要低不少。以摩擦生热所消耗的能量也小于燃烧可燃气所消耗的能量。使用本方案，可以有效的避免可燃气的安全隐患，作业质量也不再依赖焊接员工的个人技能，可以保持质量稳定可靠。理论上，长铜管与短铜管的位置可以互换。考虑到主动电机是主要的动力来源，负荷较轻有助于节能降耗，因此将短铜管固定在主动电机一侧，设备整体的布局比较容易优化。

作为优选，所述随动组件固定在伸缩杆的一侧，所述主动组件固定在伸缩杆的另一侧。非焊接铜管一体机的关键质量控制点在于长铜管与短铜管的轴线要高度重合。为此，本方案设计了伸缩杆，将主动组件固定在伸缩杆的一侧，将随动组件固定在伸缩杆的另一侧，通过伸缩杆的伸缩动作，保持长铜管与短铜管的轴线重合。

作为优选，所述伸缩杆为2个及以上。在不同的位置设计多个伸缩杆，使长铜管与短铜管的轴线重合的更精确，可以更大程度的减少机械误差。

作为优选，所述主动电机的电机轴还连接有惯量盘，惯量盘紧配合的套接在短铜管的靠近连接端一侧。通过设计惯量盘，一方面可以增大短铜管的旋转惯量，在主动电机断电后的减速转动能更平缓，对高温熔融部位的冲击更小，熔融端口的连接质量更好，另一方面在与长铜管两者截面受力摩擦时，可以避免短铜管发生变形扭曲。

作为优选，所述随动组件还包括随动电机，所述长铜管固定架与随动电机的电机轴连接，且随动电机的电机轴的轴线与短铜管的轴线延长线重合。本方案在随动组件一侧设计了随动电机，随动电机的主要作用是在两铜管的截面发生摩擦产生高热进入熔融状态时，带动长铜管实现与短铜管的同步转动，使两者熔融的截面固化。

作为优选，，所述长铜管的主体盘绕成盘管，盘管收纳在长铜管固定架内，盘管的重心位于短铜管的轴线延长线上。长铜管通常长度较长，难以在完全展开后进行操作。因此本方案利用长铜管常见的盘管形态，将盘管收纳在长铜管固定架内。盘管的重心设置在短铜管的轴线延长线上，更容易实现长铜管的随动。

作为优选，所述长铜管与短铜管在靠近连接端的位置均设有支撑柱，所述支撑柱上贯通的设有定位孔，所述长铜管与短铜管分别套接在定位孔内。支撑柱上设置定位孔，进一步强化了两铜管的轴线重合程度。

作为优选，所述定位孔的内壁与长铜管或短铜管的管壁外侧之间为间隙配合，间隙内灌注有机油；所述定位孔的两端设有油封，油封与长铜管或短铜管的管壁外侧之间为紧配合。本设计方案中，定位孔与铜管之间的间隙灌注有机油，定位孔的两端均以油封封闭，使机油被密封在铜管外壁与定位孔内壁之间的间隙。机油可以大幅降低铜管外壁与定位孔内壁之间的摩擦效果，有利于转速提高，有利于节能，有利于保护铜管外壁。机油还能对铜管起到一定的冷却作用，保护铜管。

作为优选，所述定位孔的内壁与长铜管或短铜管的管壁外侧之间的间隙，与构成循环通路的机油油道连接。将定位孔的内壁与长铜管或短铜管的管壁外侧之间的间隙与循环的机油油道连接起来，更可以强化机油的润滑和降温效果。

作为优选，所述机架上还铰接有表面刮平块；表面刮平块的可转动位置与长铜管与短铜管的连接端的位置适配；表面刮平块上设有光洁的平面，该平面与短铜管的轴线的延长线平行。本方案在机架上设计了表面刮平块，表面刮平块拥有一个与铜管轴线平行的光洁的平面。当两铜管的截面处于熔融待冷却固化的状态下，转动表面刮平块，将此光洁的平面靠近贴上铜管，对熔融状态的连接点进行整形，既可以形成优质的外观，也可以起到检查的作用，避免连接瑕疵出现。

作为优选，还设有控制中心；所述机架上设有红外热像仪，所述红外摄像仪和主动电机、随动电机均与控制中心实现电连接和信号连接。本方案将设备整机初步自动化。红外热像仪照射在两铜管的截面接触位置处，至温度升高至设定温度、铜管截面已经熔融时，红外热像仪将采集到的温度数值传递至控制中心，控制中心受触发接通随动电机，将长铜管加速至与短铜管转速相同，再控制主动电机和随动电机同步断电，使长铜管与短铜管的熔融截面冷却凝固后减速至停止转动。这些步骤采用控制中心的单片机进行程序控制，比操作人员的人工控制精度更高。

本方案的非焊接铜管一体机，不但可以适用在同口径的铜管连接上，还可以适用在同口径不同材质的金属管的连接，或者是同直径不同直径的金属杆件的连接。

综上所述，本发明的有益效果是：可以简单轻松而高效的将同口径的两铜管一体化连接起来，无需焊枪无需可燃气体。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是定位孔与铜管之间的配合关系图。

其中：1机架，2主动电机，3短铜管，4长铜管固定架，5长铜管，6伸缩杆，7惯量盘，8随动电机，9支撑柱，10定位孔，11机油，12油封，13机油油道，14表面刮平块，15红外热像仪。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

本实施例为一种非焊接铜管一体机，应用在铜管加工车间。如图1所示，非焊接铜管一体机设有机架1，机架的一侧的上下分别设有一个伸缩杆6，伸缩杆的一端固定有主动组件，另一端固定有随动组件，本例中随动组件保持与机架的相对位置固定不变，而主动组件相对随动组件的位置可移动。主动组件包括主动电机2，主动电机的电机轴上通过夹具夹持有短铜管3的一端，还连接有惯量盘7，惯量盘紧配合的套接在短铜管的连接端的一侧，主动电机可带动短铜管和惯量盘一起高速转动。随动组件包括随动电机8，随动电机通过夹具带动长铜管固定架4转动，长铜管固定架内收纳有盘管形态的长铜管5，长铜管的连接端向短铜管的一侧延伸。主动电机的电机轴线、短铜管的轴线、长铜管的伸向短铜管的一段的轴线、随动电机的轴线，均位于同一直线上，彼此重合。长铜管的盘管的重心也位于该直线上。各伸缩杆的轴线平行于该直线。机架的上方铰接有连杆，连杆的下端固定有表面刮平块14，表面刮平块的位置对应两铜管连接处。表面刮平块上设有光洁平面，该平面与短铜管的轴线延长线平行。机架的上方还设有红外热像仪15，红外热像仪的监测方向正对两铜管连接处。红外热像仪、主动电机和随动电机都与控制中心实现电连接和信号连接。

长铜管的连接端与短铜管的连接端彼此相对靠近。主动组件和随动组件的靠近两铜管连接端的位置，分别设有一个支撑柱9。如图2所示，支撑柱上设有贯通的定位孔10，长铜管与短铜管分别套接在所在一侧的支撑柱的定位孔内。定位孔的内壁与铜管外壁之间为间隙配合，间隙内灌满机油11，定位孔的两端以油封12封闭。定位孔的内壁与铜管外壁之间的间隙与机油油道13连接在一起，机油油道是可循环的。

本例的一种非焊接铜管一体机，将短铜管固定在主动组件一侧，将盘成盘管的长铜管固定在树洞组件一侧。操作人员通过控制中心控制主动电机启动，带动短铜管高速转动起来。此时，沿伸缩杆方向即端铜管的轴线方向将主动组件靠近随动组件，使短铜管的连接端与长铜管的连接端接触并产生摩擦。摩擦产生大量的热，将两铜管的连接端迅速熔融。此时红外热像仪监测到的温度达到设定温度，信号传递至控制中心，触发控制中心接通随动电机的电路，随动电机带动长铜管也开始高速转动起来。至随动电机的转速与主动电机的转速同步后，再次触发控制中心，切断主动电机与随动电机的电流，两个电机均只依靠电机转子的惯性转动，带动两铜管同步减速，在减速的过程中，两铜管的熔融的连接点逐渐冷却直至最后固化。在未完全固化的时候，可以转动摇臂，使用表面刮平块对熔融位置进行表面刮平，使连接完成的位置既光洁又可靠。

本例的非焊接铜管一体机，不但可以适用在同口径的铜管连接上，经过一定的适配性改造，还可以适用在同口径不同材质的金属管的连接，或者是同直径不同直径的金属杆件的连接。使用本非焊接铜管一体机，不再需要焊枪焊料，不再使用可燃气体和助燃气体，安全可靠，质量稳定，作业强度大大减轻。

Claims (10)

1.一种非焊接铜管一体机，包括机架（1），其特征是，机架上固定有随动组件和主动组件；所述主动组件包括主动电机（2），主动电机的电机轴通过连接爪抓取短铜管（3）的固定端，使短铜管沿轴向可转动；所述随动组件包括可转动的长铜管（5）；所述长铜管与短铜管的轴线延长线重合，且长铜管与短铜管的连接端位置相对；所述主动组件与随动组件可沿短铜管的轴线方向做相对运动。

2.根据权利要求1所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述随动组件固定在伸缩杆（6）的一侧，所述主动组件固定在伸缩杆的另一侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述主动电机的电机轴还连接有惯量盘（7），惯量盘紧配合的套接在短铜管的靠近连接端一侧。

4.根据权利要求1或2所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述随动组件还包括随动电机（8），所述长铜管固定架与随动电机的电机轴连接，且随动电机的电机轴的轴线与短铜管的轴线延长线重合。

5.根据权利要求1或2所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述长铜管的主体盘绕成盘管，盘管收纳在长铜管固定架（4）内，盘管的重心位于短铜管的轴线延长线上。

6.根据权利要求1或2所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述长铜管与短铜管在靠近连接端的位置均设有支撑柱（9），所述支撑柱上贯通的设有定位孔（10），所述长铜管与短铜管分别套接在定位孔内。

7.根据权利要求6所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述定位孔的内壁与长铜管或短铜管的管壁外侧之间为间隙配合，间隙内灌注有机油（11）；所述定位孔的两端设有油封（12），油封与长铜管或短铜管的管壁外侧之间为紧配合。

8.根据权利要求7所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述定位孔的内壁与长铜管或短铜管的管壁外侧之间的间隙，与构成循环通路的机油油道（13）连接。

9.根据权利要求1或2所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，所述机架上还铰接有表面刮平块（14）；表面刮平块的可转动位置与长铜管与短铜管的连接端的位置适配；表面刮平块上设有光洁的平面，该平面与短铜管的轴线的延长线平行。

10.根据权利要求4所述的一种非焊接铜管一体机，其特征是，还设有控制中心；所述机架上设有红外热像仪（15），所述红外摄像仪和主动电机、随动电机均与控制中心实现电连接和信号连接。