CN115382992A - 一种无扩口导管滚压连接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无扩口导管滚压连接设备，包括滚压主体和位于所述滚压主体上的精密伺服拧紧部件、胀型器、胀型器运动组件和管套夹板固定组件；精密伺服拧紧部件用于转动胀型器的芯轴，同时能够在滚压主体上滑动，胀型器运动组件能够轴向移动且固定胀型器，管套夹板固定组件固定管套和导管，胀型器的芯轴和轴套及滚柱进入导管内进行滚压，实现导管和管套的无扩口滚压连接。由于胀型器的扭矩输入采用伺服电机，所以能精确控制扭矩，使导管内径值精确控制；同时，集成化设计能减轻设备整体重量，结构更轻巧简单，控制更灵敏，以及更便于维护保养。

Description

一种无扩口导管滚压连接设备

技术领域

本发明涉及管成型加工设备技术领域，具体而言是一种基于高填充率的管接头滚压连接成型工装，尤其涉及一种无扩口导管滚压连接设备。

背景技术

无扩口导管滚压连接设备是在管成型加工领域用于管内径成型扩张的设备，无扩口导管滚压连接设备的胀型器端部设置有轴套，在轴套上开设有若干可容纳滚柱的容纳槽。使用时将滚柱移动到待滚压区域内部，通过电机带动芯轴转动，再推动芯轴向金属导管内部逐渐插入，滚柱随着芯轴的深入逐渐向外扩张并带动胀型器转动，对金属导管形成挤压。

现有的内旋挤压成型机结构复杂，拧紧力矩不能精密控制，导致其滚压后导管内径值不稳定；另一方面其使用的胀型器中的滚柱都是采用在轴套外设置弹簧及在弹簧前端连接橡胶圈，用来阻挡滚柱的脱落，此结构形式容易产生滚柱的脱落；且芯轴自由置于轴套内，导致滚压后回退不到位，导致滚柱没有完全退于轴套内，使胀型器卡滞在滚压后的导管内，不便于胀型器的退出。

发明内容

根据上述技术问题，而提供一种无扩口导管滚压连接设备。

本发明采用的技术手段如下：

一种无扩口导管滚压连接设备，包括滚压主体和位于滚压主体上的精密伺服拧紧部件、胀型器、胀型器运动组件和管套夹板固定组件；

胀型器包括同轴设置的胀型器主体、轴套和芯轴；轴套套在芯轴外，并能够与芯轴之间轴向相对移动；胀型器主体套在轴套外与轴套转动连接；

芯轴的工作端具有锥体结构，工作端的外径在朝向工作端所指方向上呈逐渐减小趋势；

轴套在芯轴的工作端所对应处设置有至少三个通槽，且通槽内设置有滚柱，通槽的两槽壁之间的距离由内至外依次变小；两槽壁之间的最小距离小于滚柱的外径，最大距离大于滚柱的外径；

工作端驱使滚柱的周向外壁凸出于通槽，芯轴转动后，使滚柱围绕其轴线旋转，且带动轴套旋转；芯轴受到滚柱的反作用力驱动芯轴向工作端所指方向轴向运动；

芯轴的输入端靠近精密伺服拧紧部件，精密舒服拧紧部件的底部沿芯轴的轴向方向与滚压主体滑动连接；精密伺服拧紧部件包括伺服电机，且伺服电机的输出端与芯轴的输入端连接，伺服电机用于转动芯轴；

工作端靠近管套夹板固定组件，且管套夹板固定组件用于夹紧管套和设置在管套内的导管，轴套具有滚柱的部分位于导管内；

胀型器主体与胀型器运动组件连接，胀型器运动组件用于沿芯轴的轴向方向移动胀型器主体。

优选地，芯轴靠近工作端处及轴套靠近滚柱处均具有台阶，且轴套内置有套设在芯轴上的压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别与两个台阶的端面连接。

优选地，滚柱呈圆柱形，其长度等于或大于管套的长度，其直径等于或小于导管的公称内径的1/3，滚柱两端的端面具有倒圆角结构，且滚柱朝向插入导管方向的一端的倒圆角大于滚柱远离插入导管方向的一端的倒圆角。

优选地，胀型器主体内设置有推力球轴承、叠簧和调整螺母；

胀型器主体内具有轴向设置的安装空间，推力球轴承套设在轴套外，并位于安装空间的内端部与胀型器主体相抵；调整螺母的内螺纹与轴套上的外螺纹螺纹配合，且调整螺母设置在安装空间内，并与推力球轴承相抵，碟簧位于调整螺母与安装空间的外端部之间，将调整螺母和推力球轴承压紧；调整螺母的周向设置有至少一个紧定螺钉，紧定螺钉的端面与轴套相抵；轴套远离插入导管方向的一端安装有锁定螺母，锁定螺母对芯轴的径向进行限位。

优选地，精密伺服拧紧部件包括沿芯轴的轴向方向延伸的轨道、与轨道相配合的滑台、设置在滑台上的伺服电机，以及连接伺服电机的输出端与芯轴的联轴器。

优选地，胀型器运动组件包括安装在管套夹板固定组件侧壁上的导向杆、与导向杆滑动连接的胀型器安装座、位于胀型器安装座上方的胀型器压紧块，以及将胀型器安装座紧固在导向杆上的扭紧手柄；

胀型器主体通过胀型器压紧块限位在胀型器安装座内。

优选地，管套夹板固定组件包括顶部具有开口的固定座、一端与固定座的顶部相铰接的活动块，以及将活动块与固定座压紧的压紧手柄；

开口内安装有管套夹板，且管套夹板内安装有管套固定器，管套固定器为一体式，用于固定管套，管套夹板包括两个分体，用于固定管套固定器和导管。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用伺服电机来驱动芯轴的旋转，且在芯轴轴向运动的过程中，伺服电机能够同步运动，采用胀型器运动组件对胀型器的位置进行固定，同时采用管套夹板固定组件对导管的位置进行限定，保证了芯轴、轴套、导管等部件的同轴性，实现滚压后导轨内径值稳定。

2、本发明提供的芯轴为整体式结构，可增加芯轴的使用寿命，提高滚压的稳定性；本发明提供的通槽的槽壁为倾斜设置，滚柱从内部放置，保证滚柱不会从外部脱落，且轴套内设置有压缩弹簧，有助于滚压后芯轴的后退，间接助于胀型器退出导管。

3、由于芯轴的工作端具有锥体结构，因此在初始位置时芯轴的外径较小的部分与滚柱接触，因此不会将其顶出至通槽外部，从而使轴套较为方便地插入到导管内；芯轴与轴套之间能够产生轴向位移，因此使用时能够先将芯轴以及轴套的具有滚柱的端部插入到金属导管内的指定位置，然后驱动芯轴转动，然后使芯轴缓慢向前推进，由于芯轴的工作端为锥体结构，因此在缓慢推进过程中能够开始对滚柱构成挤压，从而将滚柱在通槽内向外撑开，滚柱的滚动使导管内径变大，导管材料被挤压到管套的内槽中，形成牢固连接。

4、因为工作端呈锥体结构，因此实现滚柱的轴向与芯轴的轴向为具有夹角的结构，当芯轴开始转动时会给滚柱一个摩擦力，使滚柱绕其自己的轴线转动并带动轴套转动，同时芯轴因受到滚柱的反作用力而相对于滚柱也会具有向前进给的趋势，从而缓慢移动并将滚柱在通槽内向外撑开。本发明的无扩口导管内旋挤压成型机及其胀型器，结构简单，操作方便，能够实现对无扩口导管进行快速内旋挤压成型。

5、集成化设计能减轻设备整体重量，结构更轻巧简单，控制更灵敏，以及更便于维护保养。

基于上述理由本发明可在管成型加工设备等领域广泛推广。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明具体实施方式中一种无扩口导管滚压连接设备结构示意图。

图2为本发明具体实施方式中精密伺服拧紧部件结构示意图。

图3为本发明具体实施方式中胀型器运动组件级管套夹板固定组件结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中芯轴和轴套未穿入管套夹板固定组件示意图。

图5为本发明具体实施方式中芯轴和轴套未穿入管套夹板固定组件剖视图。

图6为本发明具体实施方式中芯轴和轴套穿入管套夹板固定组件剖视图。

图7为本发明具体实施方式中胀型器结构示意图。

图中：

1、滚压主体；

2、管套夹板固定组件；21、活动块；22、压紧手柄；23、固定座；24、管套夹板；25、管套固定器；26、缺口挡圈；

3、胀型器运动组件；31、胀型器压紧块；32、胀型器安装座；33、扭紧手柄；

4、精密伺服拧紧部件；41、快换联轴器；42、轨道；43、推动把手；44、伺服电机；45、轴承座；46、滑台；

5、胀型器；51、芯轴；52、轴套；53、压缩弹簧；54、推力球轴承；55、胀型器主体；56、滚柱；57、叠簧；58、调整螺母；59、锁定螺母；

6、导管；

7、管套。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1～7所示，一种无扩口导管滚压连接设备，包括滚压主体和位于滚压主体1上的精密伺服拧紧部件4、胀型器5、胀型器运动组件3和管套夹板固定组件2；

如图7所示：胀型器5包括同轴设置的胀型器主体55、轴套52和芯轴51；轴套52套在芯轴51外，并能够与芯轴51之间轴向相对移动；胀型器主体55套在轴套52外与轴套52转动连接；胀型器主体55内设置有推力球轴承54、叠簧57和调整螺母58；

胀型器主体55内具有轴向设置的安装空间，推力球轴承54套设在轴套52外，并位于安装空间的内端部与胀型器主体55相抵；调整螺母58的内螺纹与轴套52上的外螺纹螺纹配合，且调整螺母58设置在安装空间内，并与推力球轴承54相抵，碟簧57位于调整螺母58与安装空间的外端部之间，将调整螺母58和推力球轴承56压紧；调整螺母58的周向设置有至少一个紧定螺钉，紧定螺钉的端面与轴套52相抵；轴套52靠近精密伺服拧紧部件4一端安装有锁定螺母59，锁定螺母59对芯轴51的径向进行限位。

芯轴51的工作端具有锥体结构，工作端的外径在朝向工作端所指方向上呈逐渐减小趋势；

轴套52在芯轴51的工作端所对应处设置有至少三个通槽，且通槽内设置有滚柱56，通槽的两槽壁之间的距离由内至外依次变小；两槽壁之间的最小距离小于滚柱56的外径，最大距离大于滚柱56的外径；芯轴51靠近工作端处及轴套52靠近滚柱56处均具有台阶，且轴套52内置有套设在芯轴51上的压缩弹簧53，压缩弹簧53的两端分别与两个台阶的端面连接。

优选地，滚柱56呈圆柱形，其长度等于或大于管套52的长度，其直径等于或小于导管6的公称内径的1/3，滚柱56两端的端面具有倒圆角结构，且滚柱56朝向插入导管6方向的一端的倒圆角大于滚柱56远离插入导管6方向的一端的倒圆角。

工作端驱使滚柱56的周向外壁凸出于通槽，芯轴51转动后，使滚柱56围绕其轴线旋转，且带动轴套52旋转；芯轴51受到滚柱56的反作用力驱动芯轴51向工作端所指方向轴向运动；

芯轴51的输入端靠近精密伺服拧紧部件4，如图2所示，精密伺服拧紧部件4包括沿芯轴51的轴向方向延伸的轨道42、与轨道42相配合的滑台46、设置在滑台46上的伺服电机44，以及连接伺服电机44的输出端与芯轴的快换联轴器41。伺服电机44通过轴承座45固定；且滑台46上设置有推动把手43。伺服电机44外固定有壳体，且滚压主体1上设置有拖链，拖链用于设置伺服电机44的电源线和控制线。伺服电机44用于转动芯轴51。轨道42端部设置有止挡，对伺服电机44的行程进行限定。

工作端靠近管套夹板固定组件2，且管套夹板固定组件用于夹紧管套7和设置在管套7内的导管6，轴套52具有滚柱56的部分位于导管6内；如图3、5和6所示，管套夹板固定组件2包括顶部具有开口的固定座23、一端与固定座23的顶部相铰接的活动块21，以及将活动块21与固定座23压紧的压紧手柄22；开口内安装有管套夹板24，且管套夹板24内安装有管套固定器25，管套固定器25为一体式，用于固定管套7，管套夹板24包括两个分体，用于固定管套固定器25和导管6，管套夹板24内设置有防止导管6转动的橡胶圈。固定座23、活动块21及管套夹板24上设置有缺口部，并在固定座23及活动块21上设置有缺口挡圈26，缺口挡圈26能够转动使其缺口位置能够对准缺口部或者使其非缺口位置对准缺口部，便于管套夹板24的快速放入和取出并且管套夹板24安装后不会脱出。

胀型器主体55与胀型器运动组件3连接，胀型器运动组件3用于沿芯轴51的轴向方向移动胀型器主体55。如图3所示，胀型器运动组件3包括安装在固定座23侧壁上的导向杆、与导向杆滑动连接的胀型器安装座32、位于胀型器安装座32上方的胀型器压紧块31，以及将胀型器安装座32紧固在导向杆上的扭紧手柄33；胀型器主体44通过胀型器压紧块31限位在胀型器安装座32内。

使用状态下：使用管套夹板固定组件2将导管6和管套7的位置进行固定，将胀型器主体55与胀型器运动组件3连接，且调整其位置后采用扭紧手柄33固定胀型器主体55和胀型器运动组件3的位置，此时轴套52具有滚柱56的部分位于导管6内，使芯轴51的工作端的前端贴近滚柱56所在位置，芯轴51的输入端与精密伺服拧紧部件4连接，之后精密伺服拧紧部件4转动芯轴51，芯轴51转动后带动滚柱56自身旋转，之后形成轴套52旋转，芯轴51通过滚柱56的反作用力缓慢前进，由于芯轴51的插入端为锥形段，因此在缓慢推进过程中能够开始对滚柱56构成挤压，从而将滚柱56在通槽中由内向外撑开，从而使导管6内径胀大，导管6的材料被挤压到管套7的内槽中，形成牢固连接，形成滚压。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，包括滚压主体和位于所述滚压主体上的精密伺服拧紧部件、胀型器、胀型器运动组件和管套夹板固定组件；

所述胀型器包括同轴设置的胀型器主体、轴套和芯轴；所述轴套套在所述芯轴外，并能够与所述芯轴之间轴向相对移动；所述胀型器主体套在所述轴套外与所述轴套转动连接；

所述芯轴的工作端具有锥体结构，所述工作端的外径在朝向所述工作端所指方向上呈逐渐减小趋势；

所述轴套在所述芯轴的工作端所对应处设置有至少三个通槽，且所述通槽内设置有滚柱，所述通槽的两槽壁之间的距离由内至外依次变小；两所述槽壁之间的最小距离小于所述滚柱的外径，最大距离大于所述滚柱的外径；

所述工作端驱使所述滚柱的周向外壁凸出于所述通槽，所述芯轴转动后，使所述滚柱围绕其轴线旋转，且带动所述轴套旋转；所述芯轴受到所述滚柱的反作用力驱动所述芯轴向所述工作端所指方向轴向运动；

所述芯轴的输入端靠近所述精密伺服拧紧部件，所述精密舒服拧紧部件的底部沿所述芯轴的轴向方向与所述滚压主体滑动连接；所述精密伺服拧紧部件包括伺服电机，且所述伺服电机的输出端与所述芯轴的输入端连接，所述伺服电机用于转动所述芯轴；

所述工作端靠近所述管套夹板固定组件，且所述管套夹板固定组件用于夹紧管套和设置在所述管套内的导管，所述轴套具有所述滚柱的部分位于所述导管内；

所述胀型器主体与所述胀型器运动组件连接，所述胀型器运动组件用于沿所述芯轴的轴向方向移动所述胀型器主体。

2.根据权利要求1所述的一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，所述芯轴靠近所述工作端处及所述轴套靠近所述滚柱处均具有台阶，且所述轴套内置有套设在所述芯轴上的压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与两个所述台阶的端面连接。

3.根据权利要求1所述的一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，所述滚柱呈圆柱形，其长度等于或大于所述管套的长度，其直径等于或小于所述导管的公称内径的1/3，所述滚柱两端的端面具有倒圆角结构，且滚柱朝向插入所述导管方向的一端的倒圆角大于所述滚柱远离插入所述导管方向的一端的倒圆角。

4.根据权利要求1所述的一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，所述胀型器主体内设置有推力球轴承、叠簧和调整螺母；

所述胀型器主体内具有轴向设置的安装空间，所述推力球轴承套设在所述轴套外，并位于所述安装空间的内端部与所述胀型器主体相抵；调整螺母的内螺纹与所述轴套上的外螺纹螺纹配合，且所述调整螺母设置在所述安装空间内，并与所述推力球轴承相抵，所述碟簧位于所述调整螺母与所述安装空间的外端部之间，将所述调整螺母和所述推力球轴承压紧；所述调整螺母的周向设置有至少一个紧定螺钉，所述紧定螺钉的端面与所述轴套相抵；所述轴套远离插入所述导管方向的一端安装有锁定螺母，所述锁定螺母对所述芯轴的径向进行限位。

5.根据权利要求1所述的一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，所述精密伺服拧紧部件包括沿所述芯轴的轴向方向延伸的轨道、与所述轨道相配合的滑台、设置在所述滑台上的伺服电机，以及连接所述伺服电机的输出端与所述芯轴的联轴器。

6.根据权利要求1所述的一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，所述胀型器运动组件包括安装在所述管套夹板固定组件侧壁上的导向杆、与所述导向杆滑动连接的胀型器安装座、位于所述胀型器安装座上方的胀型器压紧块，以及将所述胀型器安装座紧固在所述导向杆上的扭紧手柄；

所述胀型器主体通过所述胀型器压紧块限位在所述胀型器安装座内。

7.根据权利要求1所述的一种无扩口导管滚压连接设备，其特征在于，所述管套夹板固定组件包括顶部具有开口的固定座、一端与所述固定座的顶部相铰接的活动块，以及将所述活动块与所述固定座压紧的压紧手柄；

所述开口内安装有管套夹板，且所述管套夹板内安装有管套固定器，所述管套固定器为一体式，用于固定所述管套，所述管套夹板包括两个分体，用于固定所述管套固定器和所述导管。

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