CN111589868B - 一种方便拆装的薄壁金属管缩径设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆等管状部件的缩径设备。提供一种方便拆装的金属管缩径设备。金属管缩径设备，包括机架和其上设置的四个轧轮单元，所述四个轧轮单元沿着进料口均匀环形排列，每个轧轮单元具有一个可转动的轧轮，相邻的轧轮通过斜面相互紧贴，所述轧轮轮面设置为凹陷的圆弧面，所述圆弧面的圆弧弧度与待加工管件横截面圆相同、圆弧直径略小于被加工管件的直径；多个轧轮的轮面组合形成一个圆环，所述圆环的直径小于待加工管件的直径，所述进料口由圆环之间的区域构成。将圆弧面替换为平面加工方管或者其他弧度的圆弧面加工椭圆管也是对本发明等同的特征替换。该缩径设备不仅加工精度高，且能够方便地拆装更换模具，适合管件缩径使用。

Description

一种方便拆装的薄壁金属管缩径设备

技术领域

本发明属于线缆生产领域，具体涉及一种电缆等管状部件的缩径设备。

背景技术

近年来，随着国家经济的发展，电缆铺设的需求也越来越高。由于电缆的电压较高，一般需要护套对电缆进行包覆。常用的护套就包括平滑光铝护套和纵包轧纹铝护套。由于平滑光铝护套包覆更为紧密，使得电缆的质量更高，因此被广泛使用。

例如目前各国都在研究的80WV超高压输电用光铝护套电缆。由于直径尺寸大，一般是先将电缆芯线先放入铝护套中，然后对光铝护套进行拉拔，以减小铝护套的管径，进而铝护套将电缆芯线和绝缘层进行紧密包覆。这种方法得到的铝护套表面会出现拉痕，达不到平滑的效果，并且需要在铝护套的表面涂上润滑油，事后难以清洗。

现有的通过模具挤压来减小金属管管径的技术如CN109681717A和CN209281952U。一般设置4个压头，并呈十字状排列，4个压头沿管周面均匀分布。经过4个压头向中心挤压后，实现对内部绝缘层的压紧固定、甚至铝护套的管径整体减小，这样的设备加工过的金属管表面褶皱、折痕较少，能够得到较为平滑的光铝护套电缆。

但是因为无法保证压头之间的贴合紧密，所以在压头之间的位置往往会出现沿着管长方向分布的多条凸痕，影响美观和力学性能。并且现有的缩径装置中，由于轧轮需要安装得十分稳定，因此多采用一体固定式，防止压头松动造成的误差。但是这样在压头磨损后就难以进行更换，加之压头长期直接与金属管接触磨损，属于易损件，不易更换对用户造成极大的不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种方便拆装的管件缩径设备，该缩径设备不仅加工精度高，且能够方便地拆装更换模具。

为实现上述发明 目的，本发明所采用的技术方案是：一种管件缩径设备，包括机架和其上设置的四个轧轮单元，所述四个轧轮单元沿着进料口均匀环形排列，每个轧轮单元具有一个可转动的轧轮，相邻的轧轮通过斜面相互紧贴，所述轧轮轮面设置为凹陷的圆弧面，所述圆弧面的圆弧弧度与待加工管件横截面圆相同、圆弧直径略小于被加工管件的直径；多个轧轮的轮面组合形成一个圆环，所述圆环的直径小于待加工管件的直径，所述进料口由圆环之间的区域构成。将圆弧面替换为平面加工方管或者其他弧度的圆弧面加工椭圆管也是对本发明等同的特征替换。

优选的，所述轧轮单元的数量为4个，轧轮单元之间的夹角为90°，每两轧轮相接处为45°斜面紧贴，且紧贴的斜面外侧部分设置为相互咬合的阴阳台阶面，且同一轧轮上一侧为阳台阶面、另一侧为阴台阶面，四个轧轮绕进料口对称分布。

优选的，所述机架远离所述进料口的一侧还设置出料口，出料口与进料口相通，所述出料口处设置有四个轧轮单元，进料口出与出料口处的轧轮单元错位排布，且所述出料口上轧轮单元的数量与所述进料口上轧轮单元的数量相同；所述出料口轧轮轮面形成圆环的直径小于所述进料口轧轮轮面形成圆环的直径。

优选的，每个轧轮单元包括轧轮和设置在轧轮两侧的第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座上旋转固定有第一联轴器，所述第二轴承座上旋转固定有第二联轴器，所述轧轮同轴连接有旋转轴，所述旋转轴的一端固定在所述第一联轴器上、另一端固定在所述第二联轴器上；所述第一联轴器远离所述旋转轴的一端还固定有用于带动所述第一联轴器旋转的驱动电机。

优选的，所述第一联轴器固定所述旋转轴的位置设置有半圆环状的插接部，所述插接部上设置有可拆卸的锁合板；所述旋转轴的两端设置有小于半圆的轴向切面，所述插接部的开口小于所在圆的直径，所述旋转轴的外圆弧面与插接部的内圆弧面相抵持，所述切面与所述锁合板相抵持；所述旋转轴插入所述插接部时，所述锁合板与插接部固定实现所述第一联轴器和所述旋转轴的固定；所述第二联轴器与第一联轴器结构相同并沿轧轮左右对称布置。

优选的，还包括固定螺栓，所述锁合板上设置有两个第一螺孔，所述插接部两端分别设置有与所述第一螺孔对应的第二螺孔，所述固定螺栓依次穿过对应的第一螺孔和第二螺孔，进而固定所述锁合板和插接部。

优选的，所述机架上还设置有卡盘和多个定位板，所述的卡盘中心设置与进料口对应的通孔，所述定位板固定在所述卡盘上，所述定位板上沿垂直于物料行进方向发散状向外延伸的位置设置有多个固定孔，所述固定孔用于固定所述轧轮单元的第一轴承座和第二轴承座。

优选的，每个所述的定位板上的固定孔有两组，每组固定孔都沿着自进料口向外的方向布置；两组固定孔分别用于固定第一轴承座和第二轴承座。

优选的，所述卡盘上设置有多个沿物料行进方向的径向向外延伸的定位槽，定位槽为收口槽，槽内布滑动装配有形状吻合的卡爪；卡爪外侧嵌入定位板上的安装槽，并与定位板固定；卡爪内侧深入定位槽底部的调节孔内，调节孔内装有轴芯固定并可转动的调节螺栓，调节螺栓与卡爪长度方向相互平行，所述卡爪的内侧面上具有与调节螺栓周面与相互配合的螺纹。

优选的，所述轧轮的轮面由硬度高、自润滑的树脂或塑料材料制成。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明将轧轮单元用于用在缩径设备上，四个轧轮之间相互咬合性地紧贴，确保工作中相邻轧轮的斜面始终紧贴，不仅结构更加稳定，并且形成的圆环刚好包覆铝护套等管件，加工后可以确保得到平滑的光铝护套，而不会留下沿管长方向的凸痕。本发明主要用于电缆护套等金属薄壁管的缩径，当然具有延展性的合成树脂材料也可以用本发明的设备缩径，并且缩径设备和方法也不限于在电缆上使用。

2.本专利技术中设置半圆环状的插接部，旋转轴插入插接部后，旋转轴还有一部分裸露在外，然后通过锁合板和插接部固定，进而将旋转轴进行夹合，并将旋转轴固定在插接部上。拆卸时可以先将锁合板拆卸，然后旋转旋转轴，即可拿出旋转轴，拆装方式极为方便。转动旋转轴后即可从插接部取出，并更换，然后插接部大于半圆的约束又可以让旋转轴更稳定地转动。保证拆装方便位置精准，且运行稳定。

3.本专利的另一个重要的创新点就在于要能实现轧轮位置的多重调整。因为扎轮尺寸和安装精度是保证缩径精度的核心与关键，扎轮磨损后要能及时更换或修正轮面后调整位置，确保形成精确的圆形约束区域对管件进行缩径。本发明的多重调整包括了轧轮轮面可以修正、然后轴承座在在固定板上位置可调、固定板在卡盘上位置可调等。

附图说明

图1为本发明的缩径机第一视角示意图；

图2为本发明的轧轮单元结构图；

图3为本发明的轧轮分布示意图；

图4为本发明的缩径机第二视角示意图；

图5为本发明的部分结构图；

图6为本发明的剖面图。

元件符号说明

1、机架；2、轧轮单元；3、卡盘；4、定位板；21、驱动电机；22、第一轴承座；23、第一联轴器；24、轧轮；24+、阳角台阶面；24-、阴角台阶面；25、第二轴承座；26、旋转轴；31、卡爪；32、T型螺母； 33、调节螺栓；34、内六角螺栓；35、凹槽；41、固定孔；42、安装孔；231、插接部；232、锁合板。

具体实施方式

如图1至图6所示的，首先是方便拆装的轧轮单元2，包括轧轮24 和设置在轧轮24两侧的第一轴承座22和第二轴承座25，第一轴承座 22上旋转固定有第一联轴器23，第二轴承座25上旋转固定有与第一联轴器23结构相同的第二联轴器，轧轮24同轴连接有旋转轴26，旋转轴 26的一端固定在第一联轴器23上、另一端固定在第二联轴器上。第一联轴器23远离旋转轴26的一端还固定有用于带动第一联轴器23旋转的驱动电机21。第一联轴器23固定旋转轴26的一端设置有半圆环状的插接部231，插接部231上设置有可拆卸的锁合板232；旋转轴26插入插接部231后，锁合板232与插接部231固定，进而固定第一联轴器23 和旋转轴26。设置半圆环状的插接部231，旋转轴26插入插接部231 后，旋转轴26还有一部分裸露在外，然后通过锁合板232和插接部231 固定，进而将旋转轴26进行夹合，并将旋转轴26固定在插接部231上。拆卸时可以先将锁合板232拆卸，然后旋转旋转轴26，即可拿出旋转轴26，拆装方式极为方便。

本实施例的插接部231呈小半圆环状，旋转轴26的两端设置有小于半圆的轴向切面，最好是切面沿轴向贯通整个旋转轴26。所述插接部 231呈小半圆环状也就是开口小于所在圆的直径，所述旋转轴26的外圆弧面与插接部231的内圆弧面相抵持，所述切面与所述锁合板232相抵持。这样第一联轴器23能够最大程度的接近圆环套装旋转轴26，对旋转轴26具有更稳定的约束固定和传动效果；同时要更换旋转轴26的时候，先将锁合板232转动到朝向设备外侧，然后拆下锁合板232，转动旋转轴26到切面垂直于插接部231的开口面，此时旋转轴26宽度就小于该开口宽度方便从插接部231取出和更换。旋转轴26中部的切面与轧轮24上横截面为大半圆的孔配合，保持同轴转动还省去了销子等部件。

本实施例还包括固定螺栓，锁合板232上设置有两个第一螺孔，插接部231两端分别设置有与第一螺孔对应的第二螺孔，固定螺栓依次穿过对应的第一螺孔和第二螺孔，进而固定锁合板232和插接部231。固定螺栓方便拆卸，并且更加稳固。可在插接部231的左右两侧各设置一个固定螺栓，可以加强固定结构的稳定性。

本实施例的轧轮24轮面设置为凹陷的圆弧面，圆弧面的圆弧弧度与待加工管件横截面圆相同、圆弧直径略小于被加工护套等管件的直径，且轧轮24由尼龙或超高PE或聚甲醛树脂等硬度高、自润滑的树脂或塑料材料制成。例如尼龙材料的硬度适合轧制铝护套，不会轧伤铝护套，同时尼龙的硬度也足以挤压铝护套并使其变形。若加工其他材料的护套，可以再更换其他材料的轧轮24。当然因为管件可能是铝、钢或铜材质，对于硬度越硬的管件，轧轮24材质也要越硬，因此也可能使用自润滑金属做轧轮24。

轧轮单元2装配到管件缩径设备整机上的结构是：包括多个上述轧轮单元2和机架1，轧轮单元2置有多个，且四个轧轮单元2沿着进料口均匀环形排列，四个轧轮单元2的轧轮24通过斜面相互紧贴，并且轧轮24轮面组合形成一个圆环，圆环的直径小于被加工护套等管件的直径，圆环之间的区域构成进料口。多个轧轮24之间相互紧贴并咬合，轮面无缝形成一个圆环，加工后的铝护套表面光滑程度高。并且轧轮24 之间相互支撑，也提高了轧轮24在加工期间的结构稳定性。在加工不同直径的铝护套的时候，只需要更换轧轮24，选用其他轮面弧度不同的轧轮24即可，拆装过程简单，节省了用户的时间。

本实施例的轧轮单元2的数量为4个，且轧轮单元2之间的夹角为 90°，两轧轮24相接处为45°斜面紧贴，且紧贴的斜面以进料口轴心为基准的靠外侧部分设置为相互咬合的阴阳台阶面。也可以简单概括为：轧轮24外侧设置有咬合台阶，相邻两个轧轮24通过咬合台阶相互咬合且相邻轧轮24的轮面边缘抵触。如图3所示，为了方便观察，将右侧和上侧轧轮24退开观察，同一轧轮24上一侧为阳角台阶面24+、另一侧为阴角台阶面24-，四个轧轮24绕进料口对称分布。这样通过阴阳角台阶面配合进一步保证内侧斜面紧靠的力度，斜面紧贴在一起，则圆弧面围成圆就没有缝隙，在管件上也不会留下缩径的轴向痕迹，确保加工精度和管件外观光滑。本实施例的机架1上与进料口相背的一侧还设置出料口，出料口上设置有四个轧轮单元2，且出料口上轧轮单元2 的数量与进料口上轧轮单元2的数量相同。且进料口出与出料口处的轧轮单元2错位排布，也就是将进料口的轧轮24和出料口的轧轮24交错设置，使得进料口和出料口处每两轧轮24形成的交界线，共8个交界线均匀分散在管件的圆周面上，提升铝护套的表面光滑度。进料口可以理解为第一级缩径、出料口可以理解为第二级缩径，还可以在后方设置第三级缩径进一步缩小管径。

本实施例的出料口轧轮24轮面形成圆环的直径小于进料口轧轮24 轮面形成圆环的直径。由进料口的四个轧轮24对铝护套的管径进行初步的缩小，然后出料口的四个轧轮24对铝护套的管径进行二次缩小，缩径的范围较大，并且加工后的铝护套质量更加稳定。将轧轮24周面的圆弧面替换为平面加工方管或者其他弧度的圆弧面加工椭圆管也是对本发明等同的特征替换。

如图5，本实施例的机架1上还设置有卡盘3和定位板4，定位板4 通过螺栓固定在卡盘3上，定位板4上沿垂直于物料行进方向发散状外延伸的位置设置有多个固定孔41，固定孔41用于固定轧轮单元2的第一轴承座22和第二轴承座25。固定孔41具体来说是每个所述的定位板 4上有两组，每组固定孔41都沿着自进料口向外发散的方向布置；两组固定孔41分别用于固定第一轴承座22和第二轴承座25。若需要加工较大或者较小的铝护套，可以对第一轴承座22和第二轴承座25的位置进行更换即固定到不同的固定孔41上，以此来改变轧轮24轴心之间的距离，并换用尺寸不同的扎轮24，进而实现加工不同铝护套的功能。这样就实现轧轮24位置的粗调，或者换扎轮24，加工不同尺寸铝护套。

进一步的，所述的卡盘3呈圆盘形，中心设置与进料口对应的通孔。卡盘3上设置有多个沿通孔径向向外(也就是沿垂直于进料轴线发散向外)的定位槽，定位槽为收口槽，具体来说就是图6中心水平线附近所示的左右粗中间细的形状，槽内滑动装配有形状吻合的卡爪31，形状吻合例如是卡爪31呈长条状，中间位置具有与定位槽的收口处吻合的凹槽35，这样卡爪31只能沿定位槽滑动而不会从槽内掉出。卡爪31外侧嵌入定位板4上的安装槽并与定位板4固定。确保定位板4与卡盘的配合稳定，提高缩径加工的精度。卡爪31内侧深入定位槽底部的调节孔内，调节孔内装有轴芯固定并可转动的调节螺栓33，调节螺栓33与卡爪31长度方向相互平行。所述卡爪31的内端面上具有与调节螺栓33 相互匹配并咬合的螺纹。调节螺栓33外端面具有方便转动的内六角或方孔。通过旋转调节螺栓33，则卡爪31在调节螺栓33的螺纹带动下必然沿着卡盘3径向移动，这样就能将定位板4也沿着靠近或者远离卡盘 3轴心的方向进行位置调整，实现定位板4沿着进料口做远离或靠近的微调。这样可以在不更换轧轮24的情况下仅仅修正轧轮24外形并调准定位板4位置继续使用。

定位板4及其上的轧轮单元2都是靠卡爪31受力固定在卡盘3上，因此为了卡爪31为了既能调整位置又能降低磨损、提高使用寿命，都要经过淬火处理。而淬火处理后卡爪31硬度很高，难以加工螺纹连接孔。因此本专利为卡爪31与定位板4的连接提供了一种优选的方式；如图6，每个卡爪31上都具有多个沿卡爪31宽度方向的T形槽，每个槽中装入至少两个T型螺母32；定位板4上对应设置有贯通的沉孔42，通过内六角螺栓34穿过沉孔42与T型螺母32连接将卡爪31和定位板 4固定。如图5、6也就是内六角螺栓34也就是穿过图5所示的位于两组固定孔41之间的沿定位板4中间设置的两排沉孔42与每个T形槽内的两个T型螺母螺32纹连接。整个装置装配方便，同时又结构牢固稳定，保障了轧轮24稳定运行和缩径精度；T形槽的延伸方向与定位槽基本垂直，T型螺母32与T形槽接触面大、几乎无磨损，这样避免了该连接结构松动造成定位板4位移的可能性。

本专利的工作原理：为了便于电缆芯线装入铝护套中，需要将铝护套的管径预设大一些。因此在电缆芯片装入铝护套后，需要利用缩颈机将铝护套贴合在电缆芯线上。本实施例通过在进料口的四周设置四个轧轮24，轧轮24之间组合成圆环，对铝护套进行缩径，然后在出料口的四周同样设置四个轧轮24，形成的圆环对铝护套进行二次缩径，达到使铝护套平滑的贴合到电缆芯线上。也可以将其他空管子或者内部具有内容物的管件在本发明的设备上进行缩径加工。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种管件缩径设备，其特征在于，包括机架（1）和其上设置的四个轧轮单元（2），所述四个轧轮单元（2）沿着进料口均匀环形排列，每个轧轮单元（2）具有一个可转动的轧轮（24），相邻的轧轮（24）通过斜面相互紧贴，所述轧轮（24）轮面设置为凹陷的圆弧面，多个轧轮（24）的轮面组合形成一个圆环，所述圆环的直径小于待加工管件的直径，所述进料口由圆环之间的区域构成；

所述机架（1）上还设置有卡盘（3）和多个定位板（4），所述的卡盘（3）中心设置与进料口对应的通孔，所述定位板（4）固定在所述卡盘（3）上，所述定位板（4）与轧轮单元（2）固定连接；

所述卡盘（3）上设置有多个沿物料行进方向的径向向外延伸的定位槽，定位槽为收口槽，槽内部滑动装配有形状吻合的卡爪（31）；卡爪（31）外侧嵌入定位板（4）上的安装槽，并与定位板（4）固定；卡爪（31）内侧深入定位槽底部的调节孔内，调节孔内装有可转动的调节螺栓（33），调节螺栓（34）与卡爪（32）长度方向相互平行，所述卡爪（32）的内侧面上具有与调节螺栓（34）周面相互配合的螺纹；

轧轮单元（2）之间的夹角为90°，每两轧轮(24)相接处为45°斜面紧贴，且紧贴的斜面外侧部分设置为相互咬合的阴阳台阶面，同一轧轮（24）上一侧为阳台阶面、另一侧为阴台阶面，四个轧轮（24）绕进料口对称分布；

所述机架（1）远离所述进料口的一侧还设置出料口，出料口与进料口相通，所述出料口处设置有四个轧轮单元（2），进料口处与出料口处的轧轮单元（2）错位排布；

所述定位板（4）上垂直于物料行进方向发散状向外延伸的位置设置有多个固定孔（41），所述固定孔（41）用于固定所述轧轮单元（2）的第一轴承座（22）和第二轴承座（25）。

2.根据权利要求1所述的管件缩径设备，其特征在于，所述出料口上轧轮单元（2）的数量与所述进料口上轧轮单元（2）的数量相同；所述出料口轧轮（24）轮面形成圆环的直径小于所述进料口轧轮（24）轮面形成圆环的直径。

3.根据权利要求1或2所述的管件缩径设备，其特征在于，每个所述轧轮单元（2）包括轧轮（24）和设置在轧轮（24）两侧的第一轴承座（22）和第二轴承座（25），所述第一轴承座（22）上旋转固定有第一联轴器（23），所述第二轴承座（25）上旋转固定有第二联轴器，所述轧轮（24）同轴连接有旋转轴（26），所述旋转轴（26）的一端固定在所述第一联轴器（23）上、另一端固定在所述第二联轴器上；所述第一联轴器（23）远离所述旋转轴（26）的一端还固定有用于带动所述第一联轴器（23）旋转的驱动电机（21）。

4.根据权利要求3所述的管件缩径设备，其特征在于，所述第一联轴器（23）固定所述旋转轴（26）的位置设置有大半圆环状的插接部（231），所述插接部（231）呈大半圆环状也就是所述插接部（231）的开口小于所在圆的直径，所述插接部（231）上设置有可拆卸的锁合板（232）；所述旋转轴（26）的两端设置有轴向切面，所述旋转轴（26）的外圆弧面与插接部（231）的内圆弧面相抵持，所述切面与所述锁合板（232）相抵持；所述旋转轴（26）插入所述插接部（231）时，所述锁合板（232）与插接部（231）固定实现所述第一联轴器（23）和所述旋转轴（26）的固定；所述第二联轴器与第一联轴器（23）结构相同并沿轧轮（24）对称布置。

5.根据权利要求4所述的管件缩径设备，其特征在于，还包括固定螺栓，所述锁合板（232）上设置有两个第一螺孔，所述插接部（231）两端分别设置有与所述第一螺孔对应的第二螺孔，所述固定螺栓依次穿过对应的第一螺孔和第二螺孔，进而固定所述锁合板（232）和插接部（231）。

6.根据权利要求5所述的管件缩径设备，其特征在于，每个所述的定位板（4）上的固定孔（41）有两组，每组固定孔（41）都沿着自进料口向外的方向布置；两组固定孔（41）分别用于固定第一轴承座（22）和第二轴承座（25）。

7.根据权利要求4所述的管件缩径设备，其特征在于，所述轧轮（24）由硬度高、自润滑的树脂或塑料材料制成。

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