CN109013934A - 一种管件扩管设备及其扩管方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管件扩管设备，包括扩管机以及连接在所述扩管机前端的温控设备；所述温控设备包括烘箱、电控热风机，所述温控设备用于对管件的加热；将需要扩管的管件在烘箱内进行预热处理，主要目的是通过对管件的预热消除管件的内应力，减小管件在扩管时开裂，管件预热后再由所述扩管机进行扩管工作，本发明通过温控设备对管件进行预热处理，去除管件的内应力，防止管件在扩管时开裂，提高了扩管的质量。

Description

一种管件扩管设备及其扩管方法
技术领域
本发明涉及管件加工设备，尤其涉及一种管件扩管设备及其扩管方法。
背景技术
目前，对管件两端口加工如扩管或冲孔，需要分别进行，首先夹紧固定管件中部，然后对管件一端管口利用扩管模具进行扩管，然后利用冲孔机构再对管件另一端管口进行冲孔，由此完整操作。为了提高扩管机的生产效率，出现一种自动化程度较高的扩管机，如公开号为CN102009348A的中国专利公开了一种管件自动扩管冲孔装置，包括夹紧固定管件中部的夹紧机构以及分别设于该夹紧机构两侧的扩管机构和冲孔机构，该夹紧机构具有夹紧固定管件的一对夹模；该扩管机构包括扩管模以及驱动该扩管模对管件口扩管的扩管缸；该冲孔机构包括穿心模、一对分别带有冲孔针的固定块以及双冲程油缸，该穿心模固定于该双冲程油缸的中心油缸杆，并由该中心油缸杆驱动定位于该管件口，该对固定块分别连带该两冲孔针并排设于该穿心模两侧，并通过该双冲程油缸上的外部油缸杆驱动沿垂直管件方向滑动。该扩管装置能够对管件两端口分别进行扩管、冲孔操作，一定程度上提高了生产效率。但是该设备的还不能实现完全自动化生产，至少在管件的储料、上料和落料的环节没有实现自动化，或者说难以与其他环节自动对接。所以对于目前的扩管机，还有待进一步提高其自动化程度来获得更高的生产效率；公布号为CN 105328057A的中国专利公开了一种自动扩管机扩管方法，该专利通过上料装置对物料进行储存和输送，上料装置与压紧装置对接，压紧装置将上料装置内的杆顺畅的搬运到压紧装置内并进行压紧，扩管装置对被压紧的管进行扩管工艺，扩管动作完成后，压紧装置撤除对管的紧压并将完成扩管的钢管搬运到落料装置进行落料，从而完成全自动化的生产，生产效率高。
以上两种扩管设备在扩管过程均无法避免在扩管时管件开裂的现象发生，因此，亟需一种能够对管件预热消除内应力，减小扩管时开裂的扩管设备及其方法解决上述技术问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种管件扩管设备及其扩管方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种管件扩管设备，包括扩管机以及连接在所述扩管机前端的温控设备；所述温控设备包括烘箱、电控热风机，所述温控设备主要用于对管件的加热。
具体的，将需要扩管的管件在烘箱内进行预热处理，主要目的是通过对管件的预热消除管件的内应力，减小管件在扩管时开裂，管件预热后再由所述扩管机进行扩管工作。
优选的，所述烘箱包括预热腔室及设置在所述预热腔室下部的储物腔室；所述预热腔室的左右两侧面分别设有第一开孔、第二开孔，所述预热腔室底部固定安装有滑轨，所述滑轨位于所述第一开孔、所述第二开孔之间；所述预热腔室的前侧面设有用于安装电控热风机的安装座及热风通道。所述电控热风机的出风口通过所述热风通道与所述预热腔室相通，管件从所述第一开孔进入所述预热腔室并在所述滑轨上滑行，在滑行的过程中，所述电控热风机对管件进行预热，再通过所述第二开孔从所述预热腔室离开，最后通过所述扩管机对预热后的管件进行扩管工作。
优选的，所述第一开孔处设有管件托板，所述管件托板与所述滑轨的一端相连；所述第二开孔设连接托板，所述连接托板的一端与所述滑轨的另一端相连，所述连接托板的另一端与所述扩管机对接。其目的在于，为了更平稳的将管件进行预热及扩管。
优选的，所述第一开孔处设有测温计；所述电控热风机、所述测温计与总控制器电连接。
优选的，所述测温计检测管件的初始温度后所述管件从所述第一开孔进入所述预热腔室并开启所述电控热风机对所述管件加热；所述测温计将检测到的温度传送至所述总控制器。
优选的，所述储物腔室的前侧面设有门，所述储物腔室的后侧面设有电源线孔；所述储物腔室包括上储物层、下储物层；所述上储物层的顶部设有隔热层，所述上储物层内放置有所述总控制器。设置的隔热层是为了保护放置在上储物层内的总控制器不受所述预热腔室的温度的影响而损坏。
优选的，所述烘箱的底部设有四个万向脚轮；其目的在于，便于所述烘箱移动至需要对管件进行加热的工位，节省劳力。
一种管件扩管设备的扩管方法，包括一下步骤：
S1、管件进入所述预热腔室之前由所述测温计检测实时温度并传递给所述总控制器，所述总控制器控制所述电控热风机对所述管件加热的时间为3秒，所述管件需要加热到40℃；
所述电控热风机的功率随时间及温度变化，所需要的功率可通过以下公式计算得出：P＝0.473*c*m*Δt2。其中P为所述电控热风机4的功率；m为管件的质量，m＝ρ×v，ρ为管件的密度，v为管件的体积，v＝π(R2-r2)h；c为比热容；系数0.473根据工作人员经验所得。
所述总控制器会预先将不同材质的管件的比热容、管件需要加热的温度、管件加热的时间进行存储，所述电控热风机的功率可随加热时间及温度升高发生变化，降低所述电控热风机的能耗，温度越高使用的能耗越少。
S2、启动所述电控热风机，管件通过所述管件托板进入所述预热腔室，并置于所述滑轨上；
S3、经过预处理后的管件通过所述滑轨及所述连接托板运行至所述扩管机处进行最后的扩管工作；根据管件的温度及管件的规格型号通过公式可计算得出扩管机在扩管时需要的压力值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过温控设备对管件进行预热处理，去除管件的内应力，防止管件在扩管时开裂，提高了扩管的质量；
2、电控热风机的功率可随加热时间及温度的变化而变化，可由公式P＝0.473*c*m*Δt2计算得出，温度越高使用的功率越小，降低能耗，节约能源；
3、扩管机可根据管件的材料及型号通过公式计算得出扩管机在扩管时需要的压力值，通过计算得出的精确的压力值有效的避免了压力过大损坏管件或因压力过小导致管件扩管不成功而降低成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明实施例1中预热腔室结构示意图。
图3为本发明实施例1中滑轨在预热腔室中的位置示意图。
图4为本发明实施例2的结构框图。
图5为本发明实施例3的结构示意图。
图中：1、扩管机；2、温控设备；3、烘箱；301、预热腔室；3011、第一开孔；3012、第二开孔；3013、滑轨；3014、安装座；3015、热风通道；302、储物腔室；3021、门；3022、电源线孔；3023、上储物层；3024、下储物层；3025、隔热层；303、管件托板；304、连接托板；4、电控热风机；5、测温计；6、支架；7、总控制器；8、万向脚轮。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图1-3所示，一种管件扩管设备，包括扩管机1以及连接在所述扩管机1前端的温控设备2；所述温控设备2包括烘箱3、电控热风机4，所述温控设备2用于对管件的加热。
具体的，将需要扩管的管件在烘箱3内进行预热处理，主要目的是通过对管件的预热消除管件的内应力，减小管件在扩管时开裂，管件预热后再由所述扩管机1进行扩管工作。
所述烘箱3包括预热腔室301及设置在所述预热腔室301下部的储物腔室302；所述预热腔室301的左右两侧面分别设有第一开孔3011、第二开孔3012，所述预热腔室301底部固定安装有滑轨3013，所述滑轨3013位于所述第一开孔3011、所述第二开孔3012之间；所述预热腔室301的前侧面设有用于安装电控热风机4的安装座3014及热风通道3015。所述电控热风机4的出风口通过所述热风通道3015与所述预热腔室301相通，管件从所述第一开孔3011进入所述预热腔室301并在所述滑轨3013上滑行，在滑行的过程中，所述电控热风机4对管件进行预热，再通过所述第二开孔3012从所述预热腔室301离开，最后通过所述扩管机1对预热后的管件进行扩管工作。
所述第一开孔3011处设有管件托板303，所述管件托板303与所述滑轨3013的一端相连；所述第二开孔3012设连接托板304，所述连接托板304的一端与所述滑轨3013的另一端相连，所述连接托板304的另一端与所述扩管机1对接。
为了方便工作人员的操作，在所述烘箱3的底部设有四个万向脚轮8，方便工作人员将所述温控设备2放置需要的位置。
实施例2
如图4所示，一种管件扩管设备，本实施例与实施例1的结构原理类似，本实施例与实施例1的区别在于，所述第一开孔3011处设有测温计5；所述电控热风机4、所述测温计5与总控制器7电连接，所述测温计5通过支架6安装在所述第一开孔3011处。。
所述测温计5检测管件的初始温度后所述管件从所述第一开孔3011进入所述预热腔室301并开启所述电控热风机4对所述管件加热；
所述测温计5将检测到的温度传送至所述总控制器7。
实施例3
如图5所示，一种管件扩管设备，本实施例与实施例1、实施例2的结构原理类似，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，所述储物腔室302的前侧面设有门3021，所述储物腔室302的后侧面设有电源线孔3022；所述储物腔室302包括上储物层3023、下储物层3024；所述上储物层3023的顶部设有隔热层3025，所述上储物层3023内放置有所述总控制器7。设置的隔热层是为了保护放置在上储物层内的总控制器7不受所述预热腔室的温度的影响而损坏。
实施例4
根据实施例1、实施例2、实施例3所述的一种管件扩管设备的扩管方法，包括一下步骤：
S1、管件进入所述预热腔室之前由所述测温计5检测实时温度并传递给所述总控制器7，所述总控制器7控制所述电控热风机4对所述管件加热的时间为3秒，所述管件需要加热到40℃；
所述电控热风机4的功率随时间及温度变化，所需要的实时功率可通过公式P＝0.473*c*m*Δt2计算得出；其中P为所述电控热风机4需要的实时功率；m为管件的质量，m＝ρ×v，ρ为管件的密度，v为管件的体积，v＝π(R2-r2)h；c为比热容；系数0.473根据工作人员经验所得。
例如：管件为不锈钢，不锈钢的比热容c为0.5J/kg·℃，密度ρ为7.93kg/m3，管件的长度L为1m，外管半径R2为0.25m，内管半径r2为0.23m，已知加热时间t为3s，根据公式可得出当管件加热温度为40℃时需要的加热功率是：
S2、启动所述电控热风机4，管件通过所述管件托板303进入所述预热腔室301，并置于所述滑轨3013上；
S3、扩管机1可根据管件的材料及型号通过公式计算得出扩管机1在扩管时需要的压力值，以免压力过大损坏管件或因压力过小导致管件扩管不成功而降低成品率。
例如：管件选用304L不锈钢，r1＝0.23m，r2＝0.25m，其在40℃时的许用应力为118MPa，根据公式计算得出
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (7)

1.一种管件扩管设备，其特征在于，包括扩管机(1)以及连接在所述扩管机(1)前端的温控设备(2)；所述温控设备(2)包括烘箱(3)、电控热风机(4)，所述温控设备(2)主要用于对管件的加热；所述烘箱(3)包括预热腔室(301)及设置在所述预热腔室(301)下部的储物腔室(302)；所述预热腔室(301)的左右两侧面分别设有第一开孔(3011)、第二开孔(3012)，所述预热腔室(301)底部固定安装有滑轨(3013)，所述滑轨(3013)位于所述第一开孔(3011)、所述第二开孔(3012)之间；所述预热腔室(301)的前侧面设有用于安装电控热风机(4)的安装座(3014)及热风通道(3015)。
2.根据权利要求1所述一种管件扩管设备，其特征在于，所述第一开孔(3011)处设有管件托板(303)，所述管件托板(303)与所述滑轨(3013)的一端相连；所述第二开孔(3012)设连接托板(304)，所述连接托板(304)的一端与所述滑轨(3013)的另一端相连，所述连接托板(304)的另一端与所述扩管机(1)对接。
3.根据权利要求1所述一种管件扩管设备，其特征在于，所述第一开孔(3011)处设有测温计(5)；所述电控热风机(4)、所述测温计(5)与总控制器(7)电连接。
4.根据权利要求3所述一种管件扩管设备，其特征在于，所述测温计(5)检测管件的初始温度后所述管件从所述第一开孔(3011)进入所述预热腔室(301)并开启所述电控热风机(4)对所述管件加热；
所述测温计(5)将检测到的温度传送至所述总控制器(7)。
5.根据权利要求4所述一种管件扩管设备，其特征在于，所述储物腔室(302)的前侧面设有门(3021)，所述储物腔室(302)的后侧面设有电源线孔(3022)；所述储物腔室(302)包括上储物层(3023)、下储物层(3024)；所述上储物层(3023)的顶部设有隔热层(3025)，所述上储物层(3023)内放置有所述总控制器(7)。
6.根据权利要求2所述一种管件扩管设备，其特征在于，所述烘箱(3)的底部设有四个万向脚轮(8)。
7.根据权利要求1至6任一项一种管件扩管设备的扩管方法，包括以下步骤：
S1、管件进入所述预热腔室之前由所述测温计(5)检测实时温度并传递给所述总控制器(7)控制所述电控热风机(4)对所述管件加热的时间为3秒，所述管件需要加热到40℃；
所述电控热风机(4)的功率随时间及温度变化，所需要的实时功率可通过公式P＝0.473*c*m*Δt2计算得出；
S2、启动所述电控热风机，管件通过所述管件托板进入所述预热腔室，并置于所述滑轨上；
S3、经过加热处理后的管件通过所述滑轨及所述连接托板运行至所述扩管机处进行最后的扩管工作；根据管件的温度及管件的规格型号通过公式可计算得出扩管机在扩管时需要的压力值。
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