CN108405682A - 一种可变推力的管件弯曲成形助推装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变推力的管件弯曲成形助推装置。壳体和压板之间布置有一根主动轮轴和两根从动轮轴，主动轮轴和从动轮轴上均通过平键套装有同步带轮，同步带连接在三个同步带轮上；每个同步带轮两端有活塞套杆；每个活塞套杆正上方的壳体开设有通孔，活塞套杆轴部朝上伸入到壳体的通孔中，通孔中从活塞套杆轴部向上依次装有弹簧和销头，销头通过螺纹套装于通孔顶部，活塞套杆的套筒部嵌装于压板顶面的开槽中。本发明通过带传动结构实现了管件弯曲成形的恒力助推，改变销头的旋入深度与装置沿管件表面周向间隔布置的数目来调节助推力的分布，改善管件弯管段应力分布，对弯曲成形过程管件椭圆度以及外侧壁面减薄量进行控制。

Description

一种可变推力的管件弯曲成形助推装置

技术领域

本发明涉及了一种管件助推装置，尤其是涉及一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，用于管件的弯曲成形。

背景技术

航空管件多采用特殊材料制成，具有质量轻等特定的性能要求。相比普通管件，多采用冷弯工艺保证航空管件的组织性能不发生改变，且对其流道截面的几何形状精度提出了更高的要求。因此对现有小弯径弯管椭圆度控制工艺进行改进与优化，已成为机械制造领域的重要研究目标之一。弯曲成形时，管件外侧分布的拉应力使外侧壁面减薄，同时造成截面椭圆度增大。截面形状畸变增大了内部流体流动阻力，影响了预期的流体力学性能。

传统弯管工艺借助填充物进行弯曲，但该工艺造成了不同管件成品之间差异增大，且管件内壁产生一定磨损，难以保证产品质量。另外还有采用反变形槽的方法，将管件预压制为椭圆，经弯曲后恢复部分，此方法应用的难点在于控制管件的预变形量。在目前生产中，多采用简易外侧助推块配合管件的弯曲成形。助推力在弯道截面周向的分布受夹具对助推块总压力的影响，并不能明确调控，此外，由于简易助推块跟随管件直管段做进给运动，与管件的接触面会随着弯制的进行而减小，接触面压力与助推力沿管件周向的分布呈时变特性，并且当需要提高助推效果而加载更大压力时，容易引起直管段的截面变形，因此作用于管件的助推效果有限。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可变推力的管件弯曲成形助推装置。

本发明所采用的技术方案是：

本发明包括同步带轮、同步带、销头、弹簧、活塞套杆、轴承、弹性轴端挡圈、主动轮轴、从动轮轴、平键、套筒、壳体、压板、螺钉；壳体和压板上下对接布置形成整体外壳，壳体和压板之间布置有一根主动轮轴和两根从动轮轴，主动轮轴布置在两根从动轮轴的侧方，一根主动轮轴和两根从动轮轴平行布置，一根主动轮轴和两根从动轮轴上均通过平键套装有同步带轮，同步带连接在三个同步带轮上，由主动轮轴旋转带动从动轮轴旋转；每个同步带轮两端均布置有活塞套杆，活塞套杆套装在主动轮轴或从动轮轴上；活塞套杆是由套筒部和轴部组成的结构，轴部沿径向固定连接在套筒部周面上，每个活塞套杆正上方的壳体开设有通孔，活塞套杆轴部朝上伸入到壳体开设的通孔中，通孔中从活塞套杆轴部向上依次装有弹簧和销头，销头通过螺纹套装于通孔顶部，活塞套杆的套筒部嵌装于压板顶面的开槽中。

所述的同步带轮两端分别用轴肩、套筒轴向定位，套筒位于同步带轮和活塞套杆之间。

所述的活塞套杆的套筒部通过轴承套装在主动轮轴或者从动轮轴上。

位于同步带轮其中一端，轴承两端采用套筒和弹性轴端挡圈定位；位于同步带轮另一端，轴承两端采用轴肩和弹性轴端挡圈定位。

所述的压板通过螺钉固定在壳体底部。

所述壳体的通孔顶部孔壁带有内螺纹，销头设有外螺纹，销头通过螺纹套装于通孔顶部中形成内外螺纹配合。

多个所述助推装置的布置在管件周围，并且沿管件的同一圆周周向间隔均布布置，所述助推装置中的同步带沿管件圆周周向布置。

本发明通过改变销头旋入通孔的深度，经弹簧调节施加到活塞套杆上的压力，经活塞套杆传递到主动轮轴/从动轮轴进而调节同步带施加到管件表面上的推力。并且，本发明通过壳体上多个销头旋入通孔的不同深度，调节对应的多个活塞套杆的压力，进而调节同步带表面不同位置施加到管件表面上的推力，形成不同的推力分布。

本发明由于同步带接触管件的接触面积恒定，使得助推力也保持恒定。

本发明的有益效果是：

使用本发明，可通过改变销头的旋入深度与装置沿管件表面周向间隔布置的数目，自主调节助推装置在管件外侧面形成的推力分布，改善弯管段截面轴向应力的周向分布，减小外侧壁面减薄量并抑制椭圆度的增加，采用的带传动结构实现了管件弯曲成形的恒力助推，改变了以往简易助推块提供的时变助推力难以调控的弊端。

本发明装置采用同步带，增大了与管件接触面的摩擦系数，针对一定大小的轴向推力需求，可减小需提供的正压力，降低了直管段产生截面畸变的风险，且为可替换结构。在实际生产中，根据弯管段轴向应力沿周向分布的精度要求，合理地布置相应数目的助推装置进行控制。

附图说明

图1为本发明装置的示意图；

图2为本发明装置的爆炸图；

图3为本发明装置的剖视图；

图4为本发明装置的壳体结构示意图；

图5为本发明装置的使用示意图。

图中，同步带轮1、同步带2、销头3、弹簧4、活塞套杆5、轴承6、弹性轴端挡圈7、主动轮轴8、从动轮轴9、平键10、套筒11、壳体12、压板13、螺钉14。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，本发明包括同步带轮1、同步带2、销头3、弹簧4、活塞套杆5、轴承6、弹性轴端挡圈7、主动轮轴8、从动轮轴9、平键10、套筒11、壳体12、压板13、螺钉14。壳体12和压板13上下对接布置形成整体外壳，壳体12和压板13之间布置有一根主动轮轴8和两根从动轮轴9，主动轮轴8布置在两根从动轮轴9的侧方，一根主动轮轴8和两根从动轮轴9平行布置，一根主动轮轴8和两根从动轮轴9上均通过平键10套装有同步带轮1，同步带2连接在三个同步带轮1上，由主动轮轴8旋转带动从动轮轴9旋转。

如图3所示，每个同步带轮1两端均布置有活塞套杆5，活塞套杆5套装在主动轮轴8或从动轮轴9上；活塞套杆5是由套筒部和轴部组成的结构，轴部沿径向固定连接在套筒部周面上，每个活塞套杆5正上方的壳体12开设有通孔，活塞套杆5轴部朝上伸入到壳体12开设的通孔中，通孔中从活塞套杆5轴部向上依次装有弹簧4和销头3，弹簧4两端连接到活塞套杆5轴部和销头3，销头3通过螺纹套装于通孔顶部，活塞套杆5的套筒部嵌装于压板13顶面的开槽中。

壳体12的通孔顶部孔壁带有内螺纹，销头3设有外螺纹，销头3通过螺纹套装于通孔顶部中形成内外螺纹配合。

如图2所示，同步带轮1两端分别用轴肩、套筒11轴向定位，套筒11位于同步带轮1和活塞套杆5之间。

活塞套杆5的套筒部通过轴承6套装在主动轮轴8或者从动轮轴9上。位于同步带轮1其中一端，轴承6两端采用套筒11和弹性轴端挡圈7定位；位于同步带轮1另一端，轴承6两端采用轴肩和弹性轴端挡圈7定位。

如图4所示，壳体12底部开有螺钉孔，并且设有安装同步带轮1和同步带2的空腔，压板13通过螺钉14固定在壳体12底部。

如图5所示，多个助推装置的布置在管件周围，并且沿管件的同一圆周周向对称间隔均布布置，助推装置中的同步带2沿管件圆周周向布置。

本发明工作过程如下步骤：

1)根据弯管段轴向应力沿周向分布的精度要求，合理地选择助推装置的数目；

2)分别调节各个助推装置的销头3旋入深度使弹簧4达到预设压缩量，对称布置的助推装置的销头3旋入深度相同，弯管方向外侧的助推装置的销头3旋入深度比内侧助推装置深，实现压力的周向分布可调性；

3)将各个助推装置的壳体12固定在数控弯管机的夹具上，并沿管件周向间隔对称布置，如图5所示，同步带2压合待弯曲管件表面，由电机驱动主动轮轴8转动，将数值大小不同的正压力转变为对应的摩擦助推力，即在管件表面生成周向分布可调的轴向助推力；

4)当需要进一步减小椭圆度和外圆弧壁面减薄量时，增加外侧助推装置销头3的旋入深度可产生更大的轴向助推力，改善管件外圆弧壁面应力分布，但需要限制最大压紧力防止压溃。

当进行上述调节后，若内圆弧壁面由于增厚而产生了褶皱现象时，则需要相应减小内侧助推装置销头3的旋入深度。

由上述实施可见，本发明能通过带传动结构实现了管件弯曲成形的恒力助推，改变了销头的旋入深度与装置沿管件表面周向间隔布置的数目来调节助推力的分布，改善了管件弯管段应力分布，对弯曲成形过程管件椭圆度以及外侧壁面减薄量进行控制，具有其突出显著的技术效果。

Claims (7)

1.一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：包括同步带轮(1)、同步带(2)、销头(3)、弹簧(4)、活塞套杆(5)、主动轮轴(8)、从动轮轴(9)、壳体(12)和压板(13)；壳体(12)和压板(13)上下对接布置形成整体外壳，壳体(12)和压板(13)之间布置有一根主动轮轴(8)和两根从动轮轴(9)，主动轮轴(8)布置在两根从动轮轴(9)的侧方，一根主动轮轴(8)和两根从动轮轴(9)平行布置，一根主动轮轴(8)和两根从动轮轴(9)上均通过平键(10)套装有同步带轮(1)，同步带(2)连接在三个同步带轮(1)上，由主动轮轴(8)旋转带动从动轮轴(9)旋转；每个同步带轮(1)两端均布置有活塞套杆(5)，活塞套杆(5)是由套筒部和轴部组成的结构，轴部沿径向固定连接在套筒部周面上，每个活塞套杆(5)正上方的壳体(12)开设有通孔，活塞套杆(5)轴部朝上伸入到壳体(12)开设的通孔中，通孔中从活塞套杆(5)轴部向上依次装有弹簧(4)和销头(3)，销头(3)通过螺纹套装于通孔顶部；活塞套杆(5)套筒部套装在主动轮轴(8)或从动轮轴(9)上，并且嵌装于压板(13)顶面的开槽中。

2.根据权利要求1所述的一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：所述的同步带轮(1)两端分别用轴肩、套筒(11)轴向定位，套筒(11)位于同步带轮(1)和活塞套杆(5)之间。

3.根据权利要求1所述的一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：所述的活塞套杆(5)的套筒部通过轴承(6)套装在主动轮轴(8)或者从动轮轴(9)上。

4.根据权利要求1所述的一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：位于同步带轮(1)其中一端，轴承(6)两端采用套筒(11)和弹性轴端挡圈(7)定位；位于同步带轮(1)另一端，轴承(6)两端采用轴肩和弹性轴端挡圈(7)定位。

5.根据权利要求1所述的一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：所述的压板(13)通过螺钉(14)固定在壳体(12)底部。

6.根据权利要求1所述的一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：所述壳体(12)的通孔顶部孔壁带有内螺纹，销头(3)设有外螺纹，销头(3)通过螺纹套装于通孔顶部中形成内外螺纹配合。

7.根据权利要求1所述的一种可变推力的管件弯曲成形助推装置，其特征在于：多个所述助推装置的布置在管件周围，并且沿管件的同一圆周周向间隔均布布置，所述助推装置中的同步带(2)沿管件圆周周向布置。