CN110666000A - 一种金属波纹管自动整形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属波纹管自动整形装置，旨在解决目前金属波纹管整形操作效率低，整形出的质量良莠不齐，质量难以把控的难题，实现金属波纹管自动整形装置；所述金属波纹管自动整形装置由床身、主电机、升降电液推杆、上整形片、上隔离弹簧、下整形片、下隔离弹簧等机构组成，用于实现涨形后的波纹管自动整形；该金属波纹管自动整形装置技术先进，生产成本低，具有较好的市场竞争优势和推广应用价值。

Description

一种金属波纹管自动整形装置

技术领域

本发明专利涉及波纹管自动整形装置，特别是金属波纹管自动整形装置。

背景技术

金属波纹管在生产制造过程中，通过特定的涨形工装可以将金属薄板涨形出需要的波纹来，但由于涨形工装的刀具整体制造困难，涨形工装的刀具通过分段加工制造，然后组装在一起，这就使得被涨形的波纹管不规则，需要特定的整形工装进行二次整形。

在当前的金属波纹管工业生产中，整形作业是依靠手动操作，通过整形模具，人工作业，金属波纹管每一个波纹逐一整形。这种整形操作效率低，整形出的质量良莠不齐，质量难以把控。由于金属波纹管每一个波纹都需要整形，整形工艺复杂性，在金属波纹管全自动整形装置上，尚为空白。

因此，设计一款能够实现金属波纹管自动整形装置，具有重要的意义和应用价值。

本发明专利通过对机械结构、控制方法的研究，借鉴国内外的相关先进产品，运用机械设计、自动控制技术、传感器技术等，设计发明了一种金属波纹管自动整形装置。该金属波纹管自动整形装置技术先进，生产成本低，具有较好的市场竞争优势和推广应用价值。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种金属波纹管自动整形装置，旨在克服手动整形操作效率低，整形出的质量良莠不齐，质量难以把控等难点，实现金属波纹管自动整形。

本发明实施例是这样实现的，所述一种金属波纹管自动整形装置包括：

床身，为所述金属波纹管自动整形装置的机械本体，用于支撑和固定在其上的零部件；

主电机，固定在所述床身左侧地面上，给所述金属波纹管自动整形装置的上整形丝杠、下整形丝杠提供初始旋转动力；

主轴，所述金属波纹管自动整形装置的一级传动轴，与所述主电机机械连接，左端通过轴承固定在所述床身上；

主动齿轮，所述金属波纹管自动整形装置的一级传动齿轮，与所述主轴机械过盈配合连接；

左传动齿轮，与下丝杠轴机械过盈配合连接，在所述主动齿轮的传动动力下，带动下丝杠轴旋转，为波纹管整形提供旋转动力；

右传动齿轮，与下丝杠轴机械过盈配合连接，在所述左传动齿轮的回转动力下为上传动齿轮提供旋转动力；

下丝杠轴，左半部分为光轴，通过轴承支撑固定在所述床身上，右半部分为丝杠，在所述左传动齿轮的传动下，为波纹管整形提供旋转动力；

上传动齿轮，与上丝杠轴机械过盈配合连接，在所述右传动齿轮的回转动力下，带动上丝杠轴旋转，为波纹管整形提供旋转动力；

上丝杠轴，通过上丝杠轴承固定在升降电液推杆的推杆上，左半部分为光轴，右半部分为丝杠，在所述左传动齿轮的传动下，为波纹管整形提供旋转动力；

上丝杠轴承，安装在升降电液推杆的推杆上，用于固定上丝杠轴，保证在所述上传动齿轮的传动下旋转，并且在升降电液推杆的推杆上升或者下降时，带动上丝杠轴上升或者下降；

升降电液推杆，固定在所述床身上端，当波纹管整形上料时，升降电液推杆的电机正转，推杆上升，带动所述上丝杠轴上升，上料完成后，升降电液推杆的电机反转，带动所述上丝杠轴下降，所述上传动齿轮与右传动齿轮重新啮合；

上丝杠左固定弹簧，固定在所述上丝杠轴的丝杠部分的左端阶梯轴肩端，用于给上整形片向右的弹簧力；

上整形片，套在上丝杠轴的丝杠部分，根据被加工波纹管的波纹数量配置相应的上整形片数，通过上隔离弹簧将各独立的上整形片隔开，实现波纹管的波纹挤压整形；

上隔离弹簧，套在上丝杠轴的丝杠部分，每两个上整形片之间放置一个上隔离弹簧，在上丝杠螺母的位移下，挤压上整形片，实现波纹管的波纹整形；

上丝杠右固定弹簧，固定在所述上丝杠轴的丝杠部分的右端阶梯轴肩端，用于给上整形片向左的弹簧力；

上丝杠螺母，安装在所述上丝杠轴的丝杠部分的最右端，整形工作时，当上丝杠轴旋转，上丝杠螺母向左移动，从而给左边的上丝杠右固定弹簧、上隔离弹簧施加外力，挤压套在所述上丝杠轴的上整形片，从而使每相邻两片上整形片挤压一道波纹管的外波纹，实现波纹管的外侧整形；

下丝杠左固定弹簧，固定在所述下丝杠轴的丝杠部分的左端阶梯轴肩端，用于给下整形片向右的弹簧力；

下整形片，套在下丝杠轴的丝杠部分，根据被加工波纹管的波纹数量配置相应的下整形片数，通过下隔离弹簧将各独立的下整形片隔开，实现波纹管的波纹整形；

下隔离弹簧，套在下丝杠轴的丝杠部分，每两个下整形片之间放置一个下隔离弹簧，在下丝杠螺母的位移下，挤压下整形片，实现波纹管的波纹整形；

下丝杠右固定弹簧，固定在所述下丝杠轴的丝杠部分的右端阶梯轴肩端，用于给下整形片向左的弹簧力；

下丝杠螺母，安装在所述下丝杠轴的丝杠部分的最右端，整形工作时，当下丝杠轴旋转，下丝杠螺母向左移动，从而给左边的下丝杠右固定弹簧、下隔离弹簧施加外力，挤压套在所述下丝杠轴的下整形片，从而使每相邻两片下整形片挤压一道波纹管的内波纹，实现波纹管的内侧整形；

锁紧扳手，固定在移动小车上，当锁紧扳手套入所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母时，所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母在所述上丝杠轴和所述下丝杠轴的转动下不会跟随转动，而是向左行走；

移动小车，固定在滚珠丝杠的螺母上，在滚珠丝杠的带动下带动所述锁紧扳手左、右移动；

滚珠丝杠，与丝杠步进电机机械连接，在其旋转动力下实现所述锁紧扳手左、右移动；

丝杠步进电机，固定在移动小车金属底座右侧，为滚珠丝杠的丝杠部分机械连接，提供旋转动力；

轴编码器，安装在丝杠步进电机后侧，用于检测移动小车的位移；

丝杠支撑轴承，固定在移动小车金属底座左侧，用以支撑滚珠丝杠左端；

移动小车金属底座，所述移动小车、所述滚珠丝杠、所述丝杠步进电机和所述丝杠支撑轴承的固定底座，用以固定和支撑这些零部件；

控制装置，由开关电源、中央控制单元、推杆上升继电器、推杆下降继电器、主电机正转继电器、主电机反转继电器、丝杠步进电机、人机界面单元组成，用于控制所述金属波纹管自动整形装置实现波纹管整形的自动控制。

进一步，所述一种金属波纹管自动整形装置，其特征在于，所述上丝杠轴、所述上丝杠螺母的螺纹为左旋；所述下丝杠轴、所述下丝杠螺母的螺纹为右旋；当所述主电机带动所述上丝杠轴和所述下丝杠轴在不同方向旋转时，保证了所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母同时向左移动或者向右移动。

进一步，所述一种金属波纹管自动整形装置，其特征在于，所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母被所述锁紧扳手套入后，会左移动或者向右移动，而不是跟随所述上丝杠轴和所述下丝杠轴旋转。

进一步，所述一种金属波纹管自动整形装置，其特征在于，当波纹管上料时，所述控制装置控制推杆上升继电器吸合，上丝杠轴上升，此时可将需整形的波纹管套入下丝杠轴，所述推杆上升继电器释放，所述推杆下降继电器吸合，上丝杠轴下降，到达下降位置后推杆下降继电器释放，上传动齿轮重新与右传动齿轮啮合，此时便可开始整形作业。

进一步，所述一种金属波纹管自动整形装置，其特征在于，可以根据波纹管的波纹数放置相应数量的上隔离弹簧、上整形片和下隔离弹簧、下整形片；整形前，在波纹管每个波纹的左、右侧各布置一个上整形片和下整形片，所述主电机正转后，上丝杠轴正转、下丝杠轴反转，上丝杠螺母和下丝杠螺母同时向左移动，上整形片挤压波纹外壁、下整形片挤压波纹内壁，完成波纹管整形操作。

进一步，所述一种金属波纹管自动整形装置，其特征在于，整形完成后，所述主电机反转，上丝杠螺母和下丝杠螺母同时向右移动，上整形片和下整形片失去外力作用恢复到初始位置，此时升起所述上丝杠轴，便可取出被整形后的波纹管。

本发明填补了我国在金属波纹管自动整形作业上的空白，能够自动实现波纹管整形，科研成果将极大地带动科技进步和社会、经济的发展，极大地改善了工人的操作环境，降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动整形装置的总体示意图的主视图。

图2是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动整形装置的总体示意图的右视图。

图3是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动整形装置的上整形片的结构图。

图4是本发明实施例提供的一种金属波纹管自动整形装置的控制装置的结构图。

图中，1.主电机、2.床身、3.主轴、4.主动齿轮、5.左传动齿轮、6.右传动齿轮、7.下丝杠轴、8.上传动齿轮、9.上丝杠轴、10.上丝杠轴承、11.升降电液推杆、12.上丝杠左固定弹簧、13.上整形片、14.上隔离弹簧、15.上丝杠右固定弹簧、16.上丝杠螺母、17.下丝杠左固定弹簧、18.下整形片、19.下隔离弹簧、20.下丝杠右固定弹簧、21.下丝杠螺母、25.锁紧扳手、26.移动小车、27.滚珠丝杠、28.丝杠步进电机、29.轴编码器、30.丝杠支撑轴承、31.移动小车金属底座、33.控制装置、101.由开关电源、102.中央控制单元、103.推杆上升继电器、104.推杆下降继电器、105.主电机正转继电器、106.主电机反转继电器、107.丝杠步进电机、108.人机界面单元。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的一种金属波纹管自动整形装置的总体结构，该图为总体结构的主视图，展示了金属波纹管自动整形装置正面主视方向所能看到的全部零部件。为了便于说明，仅仅示出了与本发明相关的部分。在该图中尽最大可能体现了该金属波纹管自动整形装置的总体结构，但仍有部分零部件被遮挡不能表达，未能表达及表达不清楚部分见图2和图3部分。

图1表述的本发明的金属波纹管自动整形装置，该金属波纹管自动整形装置包括：主电机1、床身2、主轴3、主动齿轮4、左传动齿轮5、右传动齿轮6、下丝杠轴7、上传动齿轮8、上丝杠轴9、上丝杠轴承10、升降电液推杆11、上丝杠左固定弹簧12、上整形片13、上隔离弹簧14、上丝杠右固定弹簧15、上丝杠螺母16、下丝杠左固定弹簧17、下整形片18、下隔离弹簧19、下丝杠右固定弹簧20、下丝杠螺母21、锁紧扳手25、移动小车26、滚珠丝杠27、丝杠步进电机28、轴编码器29、丝杠支撑轴承30、移动小车金属底座31。

图2示出了本发明提供的一种金属波纹管自动整形装置总体结构的右视图，从右侧视角展示了所述金属波纹管自动整形装置在右视方向的零部件以及所述金属波纹管自动整形装置各组成部分的空间拓扑结构。尽管在图1中尽最大可能体现了该金属波纹管自动整形装置的总体结构，但仍有部分零部件被遮挡不能表达，从图2能更全面描述和理解该金属波纹管自动整形装置的结构。图2表示的本发明的金属波纹管自动整形装置，在图1中未能显示的装置包括：控制装置33。

图3示出了本发明提供的一种金属波纹管自动整形装置的上整形片的结构图，下整形片的结构图与图3也完全一致。

下面针对图1、图2所示的机械零部件，在空间拓扑结构和相关连接上做进一步说明。

所述床身2为所述金属波纹管自动整形装置的机械本体，所述主电机1与所述主轴3机械连接；所述主动齿轮4通过平键与所述主轴3机械连接；所述左传动齿轮5和所述右传动齿轮6通过平键与所述下丝杠轴7机械连接；所述上传动齿轮8过平键与所述上丝杠轴9机械连接；所述升降电液推杆11固定在所述床身2的顶部，通过所述上丝杠轴承10与所述上丝杠轴9机械连接；所述上丝杠左固定弹簧12固定在所述上丝杠轴9的丝杠部分的左端；所述上整形片13和所述上隔离弹簧14套在所述上丝杠轴9的丝杠部分上；所述上丝杠右固定弹簧15固定在所述上丝杠轴9的丝杠部分的右端；所述上丝杠螺母16通过螺纹连接在所述上丝杠轴9的右端；所述下丝杠左固定弹簧17固定在所述下丝杠轴7的丝杠部分的左端；所述下整形片18和所述下隔离弹簧19套在所述下丝杠轴7的丝杠部分上；所述下丝杠右固定弹簧20固定在所述下丝杠轴7的丝杠部分的右端；所述下丝杠螺母21通过螺纹连接在所述下丝杠轴7的右端；所述锁紧扳手25被固定在所述移动小车26上，在所述滚珠丝杠27和所述丝杠步进电机28的传动和所述丝杠支撑轴承30的支撑下实现左右移动；所述轴编码器29安装在所述丝杠步进电机28的右端；所述移动小车金属底座31为所述移动小车26的底座，用于固定所述丝杠步进电机28、所述滚珠丝杠27、所述丝杠支撑轴承30的作用。

图4示出了本发明实施例提供的一种金属波纹管自动整形装置的控制装置33的结构图。

图4所述的金属波纹管自动整形装置的控制装置由开关电源101、中央控制单元102、推杆上升继电器103、推杆下降继电器104、主电机正转继电器105、主电机反转继电器106、丝杠步进电机107、人机界面单元108电连接组成。

所述开关电源101为所述中央控制单元102、所述人机界面单元及所述轴编码器29提供DC24V电压。

所述中央控制单元102与所述推杆上升继电器103、所述推杆下降继电器104电连接，控制所述升降电液推杆11的上升和下降。

所述中央控制单元102与所述主电机正转继电器105、所述主电机反转继电器106电连接，控制所述主电机1正反转，实现所述上丝杠轴9和所述下丝杠轴7的正反转控制。

所述中央控制单元102与所述丝杠步进电机107电连接，用以控制所述锁紧扳手25的左右移动，整形作业时克服所述上丝杠螺母16和所述下丝杠螺母21的转动，实现左右移动直线移动。

所述人机界面单元108与所述中央控制单元102电连接，用以显示波纹管整形作业时所述上丝杠螺母16和所述下丝杠螺母21的直线位移距离以及被所述中央控制单元102控制设备的运行状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种金属波纹管自动整形装置，其特征在于：所述金属波纹管自动整形装置包括：

床身，为所述金属波纹管自动整形装置的机械本体，用于支撑和固定在其上的零部件；

主电机，固定在所述床身左侧地面上，给所述金属波纹管自动整形装置的上整形丝杠、下整形丝杠提供初始旋转动力；

主轴，所述金属波纹管自动整形装置的一级传动轴，与所述主电机机械连接，左端通过轴承固定在所述床身上；

主动齿轮，所述金属波纹管自动整形装置的一级传动齿轮，与所述主轴机械过盈配合连接；

左传动齿轮，与下丝杠轴机械过盈配合连接，在所述主动齿轮的传动动力下，带动下丝杠轴旋转，为波纹管整形提供旋转动力；

右传动齿轮，与下丝杠轴机械过盈配合连接，在所述左传动齿轮的回转动力下为上传动齿轮提供旋转动力；

下丝杠轴，左半部分为光轴，通过轴承支撑固定在所述床身上，右半部分为丝杠，在所述左传动齿轮的传动下，为波纹管整形提供旋转动力；

上传动齿轮，与上丝杠轴机械过盈配合连接，在所述右传动齿轮的回转动力下，带动上丝杠轴旋转，为波纹管整形提供旋转动力；

上丝杠轴，通过上丝杠轴承固定在升降电液推杆的推杆上，左半部分为光轴，右半部分为丝杠，在所述左传动齿轮的传动下，为波纹管整形提供旋转动力；

上丝杠轴承，安装在升降电液推杆的推杆上，用于固定上丝杠轴，保证在所述上传动齿轮的传动下旋转，并且在升降电液推杆的推杆上升或者下降时，带动上丝杠轴上升或者下降；

升降电液推杆，固定在所述床身上端，当波纹管整形上料时，升降电液推杆的电机正转，推杆上升，带动所述上丝杠轴上升，上料完成后，升降电液推杆的电机反转，带动所述上丝杠轴下降，所述上传动齿轮与右传动齿轮重新啮合；

上丝杠左固定弹簧，固定在所述上丝杠轴的丝杠部分的左端阶梯轴肩端，用于给上整形片向右的弹簧力；

上整形片，套在上丝杠轴的丝杠部分，根据被加工波纹管的波纹数量配置相应的上整形片数，通过上隔离弹簧将各独立的上整形片隔开，实现波纹管的波纹挤压整形；

上隔离弹簧，套在上丝杠轴的丝杠部分，每两个上整形片之间放置一个上隔离弹簧，在上丝杠螺母的位移下，挤压上整形片，实现波纹管的波纹整形；

上丝杠右固定弹簧，固定在所述上丝杠轴的丝杠部分的右端阶梯轴肩端，用于给上整形片向左的弹簧力；

上丝杠螺母，安装在所述上丝杠轴的丝杠部分的最右端，整形工作时，当上丝杠轴旋转，上丝杠螺母向左移动，从而给左边的上丝杠右固定弹簧、上隔离弹簧施加外力，挤压套在所述上丝杠轴的上整形片，从而使每相邻两片上整形片挤压一道波纹管的外波纹，实现波纹管的外侧整形；

下丝杠左固定弹簧，固定在所述下丝杠轴的丝杠部分的左端阶梯轴肩端，用于给下整形片向右的弹簧力；

下整形片，套在下丝杠轴的丝杠部分，根据被加工波纹管的波纹数量配置相应的下整形片数，通过下隔离弹簧将各独立的下整形片隔开，实现波纹管的波纹整形；

下隔离弹簧，套在下丝杠轴的丝杠部分，每两个下整形片之间放置一个下隔离弹簧，在下丝杠螺母的位移下，挤压下整形片，实现波纹管的波纹整形；

下丝杠右固定弹簧，固定在所述下丝杠轴的丝杠部分的右端阶梯轴肩端，用于给下整形片向左的弹簧力；

下丝杠螺母，安装在所述下丝杠轴的丝杠部分的最右端，整形工作时，当下丝杠轴旋转，下丝杠螺母向左移动，从而给左边的下丝杠右固定弹簧、下隔离弹簧施加外力，挤压套在所述下丝杠轴的下整形片，从而使每相邻两片下整形片挤压一道波纹管的内波纹，实现波纹管的内侧整形；

锁紧扳手，固定在移动小车上，当锁紧扳手套入所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母时，所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母在所述上丝杠轴和所述下丝杠轴的转动下不会跟随转动，而是向左行走；

移动小车，固定在滚珠丝杠的螺母上，在滚珠丝杠的带动下带动所述锁紧扳手左、右移动；

滚珠丝杠，与丝杠步进电机机械连接，在其旋转动力下实现所述锁紧扳手左、右移动；

丝杠步进电机，固定在移动小车金属底座右侧，为滚珠丝杠的丝杠部分机械连接，提供旋转动力；

轴编码器，安装在丝杠步进电机后侧，用于检测移动小车的位移；

丝杠支撑轴承，固定在移动小车金属底座左侧，用以支撑滚珠丝杠左端；

移动小车金属底座，所述移动小车、所述滚珠丝杠、所述丝杠步进电机和所述丝杠支撑轴承的固定底座，用以固定和支撑这些零部件；

控制装置，由开关电源、中央控制单元、推杆上升继电器、推杆下降继电器、主电机正转继电器、主电机反转继电器、丝杠步进电机、人机界面单元组成，用于控制所述金属波纹管自动整形装置实现波纹管整形的自动控制。

2.如权利要求1所述的金属波纹管自动整形装置，其特征在于，所述上丝杠轴、所述上丝杠螺母的螺纹为左旋；所述下丝杠轴、所述下丝杠螺母的螺纹为右旋；当所述主电机带动所述上丝杠轴和所述下丝杠轴在不同方向旋转时，保证了所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母同时向左移动或者向右移动。

3.如权利要求1所述的金属波纹管自动整形装置，其特征在于，所述上丝杠螺母和所述下丝杠螺母被所述锁紧扳手套入后，会左移动或者向右移动，而不是跟随所述上丝杠轴和所述下丝杠轴旋转。

4.如权利要求1所述的金属波纹管自动整形装置，其特征在于，当波纹管上料时，所述控制装置控制推杆上升继电器吸合，上丝杠轴上升，此时可将需整形的波纹管套入下丝杠轴，所述推杆上升继电器释放，所述推杆下降继电器吸合，上丝杠轴下降，到达下降位置后推杆下降继电器释放，上传动齿轮重新与右传动齿轮啮合，此时便可开始整形作业。

5.如权利要求1所述的金属波纹管自动整形装置，其特征在于，可以根据波纹管的波纹数放置相应数量的上隔离弹簧、上整形片和下隔离弹簧、下整形片；整形前，在波纹管每个波纹的左、右侧各布置一个上整形片和下整形片，所述主电机正转后，上丝杠轴正转、下丝杠轴反转，上丝杠螺母和下丝杠螺母同时向左移动，上整形片挤压波纹外壁、下整形片挤压波纹内壁，完成波纹管整形操作。

6.如权利要求1所述的金属波纹管自动整形装置，其特征在于，整形完成后，所述主电机反转，上丝杠螺母和下丝杠螺母同时向右移动，上整形片和下整形片失去外力作用恢复到初始位置，此时升起所述上丝杠轴，便可取出被整形后的波纹管。

Images