CN112444154B - 一种等效轻量化内螺纹铜管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于内螺纹铜管制备域，特别涉及制冷用TP2内螺纹铜管及其制备方法。本发明提供一种等效轻量化内螺纹铜管生产方法，通过该方法，可以实现内螺纹铜管的高效生产，提高合格率；同时本发明还提供一种内螺纹铜管，该内螺纹铜管在同等能效和等效内外径尺寸下每米克重实现一定程度降低的要求，降低铜管成本。

Description

一种等效轻量化内螺纹铜管及其制备方法
技术领域
本发明属于内螺纹铜管制备域，特别涉及制冷用TP2内螺纹铜管及其制备方法。
背景技术
内螺纹铜管在日常生产生活中有着广泛的应用，由于内螺纹铜管内表面积的增加，所以它的导热性能要比光管提高百分之二十到三十，因此目前内螺纹铜管被广泛应用到空调制冷行业中。
如CN201910201066.X公布了一种内螺纹铜管及其加工工艺，但是目前传统工艺普遍存在产品次品率高的问题，严重影响产品质量。
此外，现在空调与制冷行业对铜管传热能效有较高的要求的同时，还呈现出对尺寸的高精度要求和细径化趋势，因此在生产时候还考虑到制造成本问题。
因此如何更加改进生产工艺，达到提高产品质量、降低生产成本的目的，仍是亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种等效轻量化内螺纹铜管生产方法，通过该方法，可以实现内螺纹铜管的高效生产，提高合格率；同时本发明还提供一种内螺纹铜管，该内螺纹铜管在同等能效和等效内外径尺寸下每米克重实现一定程度降低的要求，降低铜管成本。
一方面，本发明提供一种等效轻量化内螺纹铜管生产方法，包括如下步骤：
步骤1：经过电解获得熔融状态的铜液；将熔融状态的铜液放在连铸机上进行水平连铸，浇筑到模具上，获得铸坯；
步骤2：将铸坯放置在自动轧制机上进行加工，得到轧管；
步骤3：对轧管进行联拉操作，再对联拉管进行盘拉工序，获得母管，然后对母管进行在线退火；
步骤4：对母管校直后进行内螺纹成型；
步骤5：将成型后内螺纹铜管通过输送装置输送至预检装置，合格产品经精整后送至井式炉中，进行退火作业；
其中:步骤4中，成型时最大拉拔力为1000kg，最大拉拔速度：80m/min，设备压缩空气压力为0.5Mpa—0.6Mpa。
步骤1熔铸时牵引速度为1-500mm/min，牵引压力为2.5-3.5MPa。
步骤2轧制过程中一次水温为50-60℃；二次水温冬天≤50℃，夏天≤55℃。
步骤3盘拉时拉伸速度为0-1495rpm/min，最大拉力为80kn；齿轮泵压力不低0.05mpa，液压油温度≤55℃。
步骤3在线退火时冷却水压力＞6kgf。
步骤5中退火时，进料真空室真空度为≤1.4mbar,抽真空时间≤30min，炉内压力为4～7mbar，内壁吹扫压力为0.8-1.6MPa，进水温度≤24℃，出水温度≤44℃，进水压力为0.3-0.6MPa。
输送装置包括第一输送台、伺服电缸和第一输送带，伺服电缸固定于地面，伺服电缸的活塞杆前端连接第一输送台的侧面，且第一输送台底部有滑轮，地面有与滑轮相互匹配的滑槽，第一输送台上固定有第一光电传感器；
第一输送台上固定有第一电机，第一电机输出端连接有减速机，减速机连接有旋转机构；
旋转机构包括翻板，翻板底部与第二转轴固定，第二转轴的底部有支撑柱；翻板为弧形，且翻板位于第一输送带上部，当翻板翻转时候，翻板边缘与第一输送带靠近；
第一电机输出端连接有第一转轴，第一转轴的两端通过皮带与第二转轴连接。
预检装置包括两个底座，各个底座上分别有支撑台，支撑台可以沿着底座移动；
支撑台上有第二输送台，支撑台侧面固定有两个第二光电传感器和拍摄机构，第二光电传感器位于第二输送台的第二输送带上方；
拍摄机构位于两个第二光电传感器之间，拍摄机构包括水平布置的液压缸，液压缸的前端固定有微型摄像头，微型摄像头、第二光电传感器与处理器连接；
沿着第二输送带传输方向，在第二输送带末端有合格产品输送装置和不合格产品输送装置。
支撑台侧壁固定有第二电机，该第二电机的电机轴连接有齿轮；
底座上端为工形台，该工形台的侧面有齿轮条，齿轮可以沿着齿轮条水平移动；支撑台的底部为与工形台相互匹配的凹槽；
支撑台侧壁固定有转轮，该转轮可以沿着工形台上顶面水平移动。
具体工作时候，内螺纹铜管经过成型工艺后，向第一输送台的翻板输送，当内螺纹铜管到达第一光电传感器底部时候，第一光电传感器将信号传输给处理器，处理器控制伺服电缸移动；同时第一电机转动，带动第一转轴转动，进而通过皮带带动第二转轴转动，第二转轴带动翻板转动，翻板转向第一输送带一侧，将内螺纹铜管放置到第一输送带，然后复位等待下一次操作；该工序可以有效避免后面的铜管和前面铜管在运输时候碰撞导致磨损或者跌落。
当内螺纹铜管由第一输送带输送至第二输送台的第一输送带，首先第一个第二光电传感器检测到有内螺纹铜管通过时，会将信号传输给处理器，第二输送带暂时停止运动，处理器控制液压缸的活塞杆前伸，微型摄像头进入到内螺纹铜管内部进行拍照，同时将对应数据传输到处理器与预设数据进行对比，对于合格的产品和不合格产品分别输送至合格产品输送装置和不合格产品输送装置，拍照完后第二输送带继续运动；
当检测到不合格的产品，内螺纹铜管到达第二个光电传感器底部时，第二电机带动齿轮沿着齿轮条运动，移动到不合格产品输送装置一侧，然后根据下一根内螺纹铜管是否合格决定是否移动回原来位置。另一方面，本发明提供一种等效轻量化内螺纹铜管，等效内螺纹米克重为34.5克，总壁厚为0.36mm。
本发明的有益效果在于：
(1)该生产方法，对整个工序参数进行了优化，通过该方法，可以保证产品质量，提高合格率。
(2)本生产方法，增加了产品预检装置，通过预检装置可以对产品进行初步筛选，合格的进入下一工序，不合格的则筛选出来再加工，一方面提高产品的合格率，另一方面避免不合格产品进行精整、退火后再剔除，降低能耗；此外对产品的初筛可以有效了解产品生产状况，避免出现大批次不合格产品的问题。
(3)本生产方法的输送装置，可以有效实现铜管的输送，避免铜管之间的碰撞造成的磨损或者跌落，同时更容易是实现设备的布置，节省空间。
(4)通过该方法生产的内螺纹铜管，在保证铜管传热能效不变的情况下，即同等能效和等效内外径尺寸下每米克重实现一定程度降低的要求，从而满足客户对铜管成本的降低，且满足切换规格设备工装不做改动的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明输送装置整体结构示意图。
图2是本发明预检装置整体结构示意图。
图3是本发明预检装置另一角度结构示意图。
图4是本发明支撑台与底座连接结构示意图。
图中，1、翻板，2、皮带，3、伺服电缸，4、第一电机，5、减速机，6、第二转轴，7、第一转轴，8、第二输送台，9、底座，10、第二光电传感器，11、支撑台，12、齿轮条，13、工形台，14、转轮，15、第二电机。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种等效轻量化内螺纹铜管生产方法，包括如下步骤：
步骤1：经过电解获得熔融状态的铜液；将熔融状态的铜液放在连铸机上进行水平连铸，浇筑到模具上，获得铸坯；
步骤2：将铸坯放置在自动轧制机上进行加工，得到轧管；
步骤3：对轧管进行联拉操作，再对联拉管进行盘拉工序，获得母管，然后对母管进行在线退火；
步骤4：对母管校直后进行内螺纹成型；
步骤5：将成型后内螺纹铜管通过输送装置输送至预检装置，合格产品经精整后送至井式炉中，进行退火作业；
其中:各个工序的设备及参数如下：
熔铸：熔化炉2个，850KW/14t，熔化速度2.5t/h；保温炉1个，400KW，6.5t。牵引速度1-500mm/min，牵引压力2.5-3.5MPa，产品规格
Figure GDA0003487408550000061
轧制：一次水温50-60℃，二次水≤50℃(冬季)/55℃(夏季)，主电机转速1250rpm，辅助电机转速900-1300rpm，喂进速度：≤1.7m/min。产品规格：
Figure GDA0003487408550000062
盘拉：卷筒尺寸：Φ2200X450mm，拉伸速度：0-1495rpm/min，最大拉力：80kn。主电机功率：300kw，齿轮泵压力不低0.05mpa，液压油温度≤55℃。
在线退火：氮气正常流量：在500-550，冷却水压力：＞6kgf。
成型：高速电机功率：12KW，高速电机最大转速：35000r/min，最大拉拔力：1000kg，最大拉拔速度：80m/min，成品外径：Φ4—Φ13，V型盘直径：
Figure GDA0003487408550000063
收料最大盘重：1000kg，设备压缩空气压力控：制在0.5Mpa—0.6Mpa。
退火：进料真空室真空度为≤1.4mbar,抽真空时间≤30min，炉内压力为：4～7mbar，内壁吹扫控制在0.8-1.6MPa，进水温度控制≤24℃，出水温度≤44℃，进水压力0.3-0.6MPa。
输送装置包括第一输送台、伺服电缸3和第一输送带，伺服电缸3固定于地面，伺服电缸3的活塞杆前端连接第一输送台的侧面，且第一输送台底部有滑轮，地面有与滑轮相互匹配的滑槽，第一输送台上固定有第一光电传感器；
第一输送台上固定有第一电机4，第一电机4输出端连接有减速机5，减速机5连接有旋转机构；
旋转机构包括翻板1，翻板1底部与第二转轴6固定，第二转轴6的底部有支撑柱；翻板1为弧形，且翻板1位于第一输送带上部，当翻板1翻转时候，翻板1边缘与第一输送带靠近；
第一电机输出端连接有第一转轴7，第一转轴7的两端通过皮带与第二转轴6连接。
预检装置包括两个底座9，各个底座9上分别有支撑台11，支撑台11可以沿着底座9移动；
支撑台11上有第二输送台8，支撑台11侧面固定有两个第二光电传感器10和拍摄机构，第二光电传感器10的位于第二输送台的第二输送带上方；
拍摄机构位于两个第二光电传感器10之间，拍摄机构包括水平布置的液压缸，液压缸的前端固定有微型摄像头，微型摄像头、第二光电传感器10与处理器连接；
沿着第二输送带传输方向，在第二输送带末端有合格产品输送装置和不合格产品输送装置。
支撑台11侧壁固定有第二电机15，该第二电机15的电机轴连接有齿轮；底座9上端为工形台13，该工形台的侧面有齿轮条12，齿轮可以沿着齿轮条12水平移动；支撑台11的底部有与工形台相互匹配的凹槽；
支撑台11侧壁固定有转轮，该转轮可以沿着工形13台上顶面水平移动。
内螺纹铜管经过成型工艺后，向第一输送台输送的翻板1输送，当内螺纹铜管到达第一光电传感器底部时候，第一光电传感器将信号传输给处理器，处理器控制伺服电缸3移动；同时第一电机4转动，带动第一转轴7转动，进而通过皮带2带动第二转轴6转动，第二转轴6带动翻板1转动，翻板1转向第一输送带一侧，将内螺纹铜管放置到第一输送带，然后复位等待下一次操作；
当内螺纹铜管由第一输送带输送至第二输送台8的第一输送带，首先第一个第二光电传感器10检测到有内螺纹铜管通过时，会将信号传输给处理器，第二输送带暂时停止运动，处理器控制液压缸的活塞杆前伸，微型摄像头进入到内螺纹铜管内部进行拍照，同时将对应数据传输到处理器与预设数据进行对比，对于合格的产品和不合格产品分别输送至合格产品输送装置和不合格产品输送装置，拍照完后第二输送带继续运动；
当检测到不合格的产品，内螺纹铜管到达第二个光电传感器底部时，第二电机15带动齿轮沿着齿轮条12运动，移动到不合格产品输送装置一侧，然后根据下一根内螺纹铜管是否合格决定是否移动回原来位置。
本发明的等效内螺纹米克重为34.5克，总壁厚为0.36mm，单齿面积0.0132mm2。
同等的底壁厚情况下，本发明相比原来规格的每米重量降低2.86％，新型的等效内螺纹铜管的换热性能仍然保持不变。
在生产过程中，严控各个参数的允控范围，齿顶角α角度值范围α±5度，管外径D数值范围D+0.03/-0mm，内齿高h范围H±0.02mm，底壁厚范围±0.02mm，内齿与内沟槽的螺纹角度范围β±2度，齿间距范围W±0.02mm。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种等效轻量化内螺纹铜管生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：经过电解获得熔融状态的铜液；将熔融状态的铜液放在连铸机上进行水平连铸，浇筑到模具上，获得铸坯；
步骤2：将铸坯放置在自动轧制机上进行加工，得到轧管；
步骤3：对轧管进行联拉操作，再对联拉管进行盘拉工序，获得母管，然后对母管进行在线退火；
步骤4：对母管校直后进行内螺纹成型；
步骤5：将成型后内螺纹铜管通过输送装置输送至预检装置，合格产品经精整后送至井式炉中，进行退火作业；
其中:步骤4中，成型时最大拉拔力为1000kg，最大拉拔速度：80m/min，设备压缩空气压力为0.5Mpa—0.6Mpa；
所述输送装置包括第一输送台、伺服电缸和第一输送带，所述伺服电缸固定于地面，伺服电缸的活塞杆前端连接第一输送台的侧面，且第一输送台底部有滑轮，地面有与滑轮相互匹配的滑槽，第一输送台上固定有第一光电传感器；
所述第一输送台上固定有第一电机，第一电机输出端连接有减速机，减速机连接有旋转机构；
所述旋转机构包括翻板，所述翻板底部与第二转轴固定，所述第二转轴的底部有支撑柱；所述翻板为弧形，且翻板位于第一输送带上部，当翻板翻转时候，翻板边缘与第一输送带靠近；
所述第一电机输出端连接有第一转轴，所述第一转轴的两端通过皮带与第二转轴连接；
所述预检装置包括两个底座，各个底座上分别有支撑台，支撑台可以沿着底座移动；
所述支撑台上有第二输送台，所述支撑台侧面固定有两个第二光电传感器和拍摄机构，第二光电传感器位于第二输送台的第二输送带上方；
所述拍摄机构位于两个第二光电传感器之间，所述拍摄机构包括水平布置的液压缸，所述液压缸的前端固定有微型摄像头，所述微型摄像头、第二光电传感器与处理器连接；
沿着第二输送带传输方向，在第二输送带末端有合格产品输送装置和不合格产品输送装置；
所述支撑台侧壁固定有第二电机，该第二电机的电机轴连接有齿轮；
所述底座上端为工形台，该工形台的侧面有齿轮条，齿轮可以沿着齿轮条水平移动；所述支撑台的底部有与工形台相互匹配的凹槽；
所述支撑台侧壁固定有转轮，该转轮可以沿着工形台上顶面水平移动；
内螺纹铜管经过成型工艺后，向第一输送台的翻板输送，当内螺纹铜管到达第一光电传感器底部时候，第一光电传感器将信号传输给处理器，处理器控制伺服电缸移动；同时第一电机转动，带动第一转轴转动，进而通过皮带带动第二转轴转动，第二转轴带动翻板转动，翻板转向第一输送带一侧，将内螺纹铜管放置到第一输送带，然后复位等待下一次操作；
当内螺纹铜管由第一输送带输送至第二输送台的第一输送带，首先第一个第二光电传感器检测到有内螺纹铜管通过时，会将信号传输给处理器，第二输送带暂时停止运动，处理器控制液压缸的活塞杆前伸，微型摄像头进入到内螺纹铜管内部进行拍照，同时将对应数据传输到处理器与预设数据进行对比，对于合格的产品和不合格产品分别输送至合格产品输送装置和不合格产品输送装置，拍照完后第二输送带继续运动；
当检测到不合格的产品，内螺纹铜管到达第二个光电传感器底部时，第二电机带动齿轮沿着齿轮条运动，移动到不合格产品输送装置一侧，然后根据下一根内螺纹铜管是否合格决定是否移动回原来位置。
2.根据权利要求1所述的等效轻量化内螺纹铜管生产方法，其特征在于：步骤1熔铸时牵引速度为1-500mm/min，牵引压力为2.5-3.5MPa。
3.根据权利要求1所述的等效轻量化内螺纹铜管生产方法，其特征在于：步骤2轧制过程中一次水温为50-60℃；二次水温冬天≤50℃，夏天≤55℃。
4.根据权利要求1所述的等效轻量化内螺纹铜管生产方法，其特征在于：步骤3盘拉时拉伸速度为0-1495rpm/min，最大拉力为80kn；齿轮泵压力不低0.05mpa，液压油温度≤55℃。
5.根据权利要求1所述的等效轻量化内螺纹铜管生产方法，其特征在于：步骤3在线退火时冷却水压力＞6kgf。
6.根据权利要求1所述的等效轻量化内螺纹铜管生产方法，其特征在于：步骤5中退火时，进料真空室真空度为≤1.4mbar,抽真空时间≤30min，炉内压力为4～7mbar，内壁吹扫压力为0.8-1.6MPa，进水温度≤24℃，出水温度≤44℃，进水压力为0.3-0.6MPa。
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