CN116078855A - 一种内螺纹铝管扭转成型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及内螺纹铝管制造设备领域，具体是一种内螺纹铝管扭转成型设备，包括依次设置的放卷机构、拉模减径机构、张力调节机构、水平垂直矫直机构和履带牵引机构；放卷轮上设有通过热挤压挤出并经过退火、收卷成圆盘状的内部带有直齿的铝管，铝管经过放卷轮后依次经过过渡轮、过桥轮、拉模减径机构、张力调节机构、水平垂直矫直机构和履带牵引机构。本发明通过把挤压出来带有内直齿的铝管进行扭转成型的方式，能够生成出符合技术要求的内螺纹铝管，在制造内螺纹铝管的生产速度和生产效率上取得了快速的增长，突破了原有铝管内螺纹制造设备带来的低速低效的加工技术壁垒，极大的提高了内螺纹铝管的市场应用，降低制造成本。

Description

一种内螺纹铝管扭转成型设备
技术领域
本发明涉及内螺纹铝管制造设备领域，具体是一种内螺纹铝管扭转成型设备。
背景技术
目前空调生产中使用的铝内螺纹管，通过挤压机热挤压坯管、冷拉光铝管、退火，最后经过高速旋压轧制内螺纹，而利用轧制生产内螺纹，受材料自身特性和轧制工艺水平限制，内螺纹铝管轧制速度很慢，效率很低，成本居高不下，导致内螺纹铝管这么多年来因为成本问题一直没有得到大规模市场应用，限制了内螺纹铝管的发展。
目前市场大量使用铜制内螺纹，相对于铝制内螺纹管，铜内螺纹管比重大，价格高，综合成本非常高，同样一台空调散热器，使用内螺纹铝管代替内螺纹铜管，重量可以节约60％，综合成本可以节约80％。且铝的耐氧化腐蚀能力优于铜管。
因此，内螺纹铝管低速低效的加工技术难关一旦突破，成本将会大大降低，本申请基于以上缺陷，设计一种内螺纹铝管扭转成型设备来提高内螺纹铝管的生产效率，降低制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种内螺纹铝管扭转成型设备，本发明的内螺纹铝管扭转成型设备在制造内螺纹铝管的生产速度和生产效率上取得了快速的增长，突破了原有铝管内螺纹制造设备带来的低速低效的加工技术壁垒，极大的提高了内螺纹铝管的市场应用，降低制造成本。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种内螺纹铝管扭转成型设备，包括依次设置的放卷机构、拉模减径机构、张力调节机构、水平垂直矫直机构和履带牵引机构；
所述放卷机构包括机架及设置在所述机架上的放卷驱动机构、沿同一轴线相对设置的一对驱动轴以及设置在两个所述驱动轴之间的旋转架，所述放卷驱动机构驱动两个所述驱动轴同步转动并带动所述旋转架旋转，所述旋转架上设有放卷轮、过渡轮和过桥轮，所述过桥轮设置在所述过渡轮与所述放卷轮之间，所述放卷轮的一侧设有减速机，所述减速机的输出端通过同步带与所述放卷轮连接；
所述放卷轮上设有通过热挤压挤出并经过退火、收卷成圆盘状的内部带有直齿的铝管，所述铝管经过所述放卷轮后依次经过所述过渡轮、所述过桥轮、所述拉模减径机构、所述张力调节机构、所述水平垂直矫直机构和所述履带牵引机构。
进一步的，所述水平垂直矫直机构与所述履带牵引机构之间设有履带计米器。
进一步的，所述过桥轮的输出端与所述拉模减径机构的输入端位于同一直线，所述拉模减径机构包括安装台及安装在所述安装台上并与所述安装台构成丝杠传动结构的移动座，所述移动座上固定设有模座，所述模座的一侧设有压边圈且之间通过螺栓固定，所述模座内从外到内依次设有拉模导套和拉拔模，所述拉拔模内设有减径腔和定径腔。
进一步的，所述丝杠传动结构的驱动端连接有手轮，所述手轮驱动所述移动座在所述安装台上移动。
进一步的，所述张力调整机构包括安装架及设置在所述安装架上的第一张紧轮、第二张紧轮和第三张紧轮，所述第一张紧轮、第二张紧轮和第三张紧轮位于同一竖直平面上，所述第一张紧轮与所述第三张紧轮位于同一水平面上且分别设置在所述第二张紧轮的两侧，所述安装架上设有滑轨，所述第二张紧轮通过滑座与所述滑轨滑动连接，所述滑座的下端连接有驱动气缸的输出端。
进一步的，所述第二张紧轮设置在所述第一张紧轮与所述第三张紧轮的中心轴线上，所述第二张紧轮通过张紧轮支架与所述滑座连接。
进一步的，所述履带牵引机构包括工作台、上履带和下履带，所述上履带和所述下履带均通过带轮安装在所述工作台上，所述工作台上设有驱动所述上履带和所述下履带反方向同步旋转的恒张力电机，所述上履带和所述下履带的外侧均设有凹槽。
进一步的，所述凹槽呈仿形半圆状。
进一步的，所述工作台上设有若干个气压调节组件，若干个所述气压调节组件分别设置在所述上履带和所述下履带内，每个所述气压调节组件均包括调节气缸和滚轮架，所述调节气缸安装在所述工作台上，所述调节气缸的输出端与所述滚轮架连接，所述滚轮架上设有若干个滚轮。
进一步的，所述水平垂直矫直机构包括矫直工作架及设置在所述矫直工作架上的水平矫直机构和垂直矫直机构，所述水平矫直机构的输入端与所述张力调节机构的输出端连接，所述垂直矫直机构的输出端与所述履带牵引机构的输入端连接
发明的有益效果是：
1.本发明通过把挤压出来带有内直齿的铝管进行扭转成型的方式，能够生成出符合技术要求的内螺纹铝管，在制造内螺纹铝管的生产速度和生产效率上取得了快速的增长，突破了原有铝管内螺纹制造设备带来的低速低效的加工技术壁垒，极大的提高了内螺纹铝管的市场应用，降低制造成本。
2.本发明的放卷机构中的放卷轮既可以“自转”又能“公转”，使得铝管一边通过拉模导套减径拉制，一边与拉模减径机构配合扭转成型，拉模导套出来的铝管因摩擦力而停止扭转，形成扭转的截止点，保证了扭转角度的稳定性，生产出符合技术要求的内螺纹铝管。
3.本发明通过过桥轮的设计，能够让旋转的铝管始终在拉模导套的中心轴线旋转，减少高速旋转铝管因偏离中心线而导致的震动，避免因从放卷盘出来不同位置的铝管造成的扭转变形和角度差异。
4.本发明通过张力调整机构的设计，控制第二张紧轮的上下滑动来调节因减径差异导致的拉制速度偏差，确保恒拉力下的拉模导套出来的铝管尺寸一致性。
5.本发明通过履带牵引机构的设计，能够给铝管一个恒定拉力，能够确保输出的拉力恒定，保证铝管尺寸的稳定性；同时通过气压调节组件的设计，能够保证管材受力均匀，避免管材在传送中损坏的现象。
6.本发明中放卷轮、过渡轮和过桥轮均无驱动电机直接驱动，仅通过控制减速机的转速来调节铝管的前进速度，使得放卷轮的输出速度与牵引速度相匹配，避免铝管产生拉伸变形，有效保证了产品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明发明的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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它附图。
图1是本发明的内螺纹铝管扭转成型设备的结构示意图；
图2是本发明的放卷机构的结构示意图；
图3是本发明的拉模减径机构的结构示意图；
图4是图3中A区域的放大示意图；
图5是本发明的张力调节机构的结构示意图；
图6是本发明的垂直矫直机构的结构示意图；
图7是本发明的履带牵引机构的结构示意图；
图中：1-放卷机构，2-拉模减径机构，3-张力调节机构，4-水平垂直矫直机构，5-履带计米器，6-履带牵引机构，
11-机架，12-驱动轴，13-旋转架，14-放卷轮，15-过渡轮，16-过桥轮，17-减速机，
21-安装台，22-移动座，23-模座，24-压边圈，25-拉模导套，26-拉拔模，261-减径腔，262-定径腔，
31-安装架，32-第一张紧轮，33-第二张紧轮，34-第三张紧轮，35-滑轨，36-滑座，37-驱动气缸，38-张紧轮支架，
61-工作台，62-上履带，63-下履带，64-调节气缸，65-滚轮架，66-滚轮。
具体实施方式
下面将结合发明说明书附图，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作出创造性劳动的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。
在发明的一个具体实施例中，如图1所示，一种内螺纹铝管扭转成型设备，包括依次设置的放卷机构1、拉模减径机构2、张力调节机构3、水平垂直矫直机构4、履带计米器5和履带牵引机构6；
如图2，放卷机构1包括机架11及设置在机架11上的放卷驱动机构、沿同一轴线相对设置的一对驱动轴12以及设置在两个驱动轴12之间的旋转架13，放卷驱动机构驱动两个驱动轴12同步转动并带动旋转架13旋转，旋转架13上设有放卷轮14、过渡轮15和过桥轮16，过桥轮16设置在过渡轮15与放卷轮14之间，放卷轮14的一侧设有减速机17，减速机17的输出端通过同步带与放卷轮14连接；
放卷轮14上设有通过热挤压挤出并经过退火、收卷成圆盘状的内部带有直齿的铝管，铝管经过放卷轮14后依次经过过渡轮15、过桥轮16、拉模减径机构2、张力调节机构3、水平垂直矫直机构4和履带牵引机构6。
如图3-4，过桥轮16的输出端与拉模减径机构2的输入端位于同一直线，拉模减径机构2包括安装台21及安装在安装台21上并与安装台21构成丝杠传动结构的移动座22，丝杠传动结构的驱动端连接有手轮27，手轮驱动移动座22在安装台21上移动，移动座22上固定设有模座23，模座23的一侧设有压边圈24且之间通过螺栓固定，模座23内从外到内依次设有拉模导套25和拉拔模26，拉拔模26内设有减径腔261和定径腔262。
如图5，张力调整机构3包括安装架31及设置在安装架31上的第一张紧轮32、第二张紧轮33和第三张紧轮34，第一张紧轮32、第二张紧轮33和第三张紧轮34位于同一竖直平面上，第一张紧轮32与第三张紧轮34位于同一水平面上且分别设置在第二张紧轮33的两侧，安装架31上设有滑轨35，第二张紧轮33设置在第一张紧轮32与第三张紧轮34的中心轴线上并通过滑座36与滑轨35滑动连接，第二张紧轮33通过张紧轮支架38与滑座36连接，滑座36的下端连接有驱动气缸37的输出端。
如图6，水平垂直矫直机构4包括矫直工作架41及设置在矫直工作架41上的水平矫直机构42和垂直矫直机构43，水平矫直机构42的输入端与张力调节机构3的输出端连接，垂直矫直机构43的输出端与履带牵引机构6的输入端连接。
如图7，履带牵引机构6包括工作台61、上履带62和下履带63，上履带62和下履带63均通过带轮安装在工作台61上，工作台61上设有驱动上履带62和下履带63反方向同步旋转的恒张力电机，上履带62和下履带63的外侧均设有凹槽，凹槽呈仿形半圆状，上履带62的凹槽623和下履带63的凹槽形成的仿形夹具可以夹住铝管运动。
另外，工作台61上设有若干个气压调节组件，若干个气压调节组件分别设置在上履带62和下履带63内，每个气压调节组件均包括调节气缸64和滚轮架65，调节气缸64安装在工作台61上，调节气缸64的输出端与滚轮架65连接，滚轮架65上设有若干个滚轮66；通过气压调节组件的设计，能够保证管材受力均匀，避免管材在传送中损坏的现象。
本发明的内螺纹铝管扭转成型设备的生产方法为：
S1、放料准备工序：
先采用热挤压挤出内部带有直齿的铝管，然后将带有直齿的铝管经过退火工序并收卷成圆盘状坯料，然后再将胚料盘绕在放卷轮上，然后拉出部分铝管沿过渡轮绕至过桥轮后，再依次拉至拉模减径机构、张力调节机构、水平垂直矫直机构和履带牵引机构，控制各机构运行；
S2、旋转放料：
将S1中带有直齿的铝管在放卷机构中沿放卷轮的输送方向一边输出，一边进行径向旋转；
S3、扭转成型、定径：
将S2中旋转铝管的端部在拉模减径机构中的拉模导套入口处得到扭转成型，形成内螺纹铝管；然后再经过拉模减径机构的拉拔模得到减径、定径；
S4、张力调节及水平垂直矫直调节：
然后得到减径后的内螺纹铝管，再经过张力调整机构来调节因减径差异导致的拉制速度偏差，确保恒拉力下的拉模出来后的铝管尺寸一致性；然后再经过水平垂直矫直机构对内螺纹铝管进行矫直；
S5、收卷内螺纹铝管：
得到矫直的铝管在履带牵引机构的牵引下前进，最后通过收料盘收卷起来。
其中，控制减速机17的转速，使得放卷轮14的输出速度与牵引速度相匹配，避免铝管产生拉伸变形，有效保证了产品的质量。
以上所揭露的仅为本发明的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，包括依次设置的放卷机构(1)、拉模减径机构(2)、张力调节机构(3)、水平垂直矫直机构(4)和履带牵引机构(6)；
所述放卷机构(1)包括机架(11)及设置在所述机架(11)上的放卷驱动机构、沿同一轴线相对设置的一对驱动轴(12)以及设置在两个所述驱动轴(12)之间的旋转架(13)，所述放卷驱动机构驱动两个所述驱动轴(12)同步转动并带动所述旋转架(13)旋转，所述旋转架(13)上设有放卷轮(14)、过渡轮(15)和过桥轮(16)，所述过桥轮(16)设置在所述过渡轮(15)与所述放卷轮(14)之间，所述放卷轮(14)的一侧设有减速机(17)，所述减速机(17)的输出端通过同步带与所述放卷轮(14)连接；
所述放卷轮(14)上设有通过热挤压挤出并经过退火、收卷成圆盘状的内部带有直齿的铝管，所述铝管经过所述放卷轮(14)后依次经过所述过渡轮(15)、所述过桥轮(16)、所述拉模减径机构(2)、所述张力调节机构(3)、所述水平垂直矫直机构(4)和所述履带牵引机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述水平垂直矫直机构(4)与所述履带牵引机构(6)之间设有履带计米器(5)。
3.根据权利要求1所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述过桥轮(16)的输出端与所述拉模减径机构(2)的输入端位于同一直线，所述拉模减径机构(2)包括安装台(21)及安装在所述安装台(21)上并与所述安装台(21)构成丝杠传动结构的移动座(22)，所述移动座(22)上固定设有模座(23)，所述模座(23)的一侧设有压边圈(24)且之间通过螺栓固定，所述模座(23)内从外到内依次设有拉模导套(25)和拉拔模(26)，所述拉拔模(26)内设有减径腔(261)和定径腔(262)。
4.根据权利要求3所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述丝杠传动结构的驱动端连接有手轮(27)，所述手轮驱动所述移动座(22)在所述安装台(21)上移动。
5.根据权利要求1所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述张力调整机构(3)包括安装架(31)及设置在所述安装架(31)上的第一张紧轮(32)、第二张紧轮(33)和第三张紧轮(34)，所述第一张紧轮(32)、第二张紧轮(33)和第三张紧轮(34)位于同一竖直平面上，所述第一张紧轮(32)与所述第三张紧轮(34)位于同一水平面上且分别设置在所述第二张紧轮(33)的两侧，所述安装架(31)上设有滑轨(35)，所述第二张紧轮(33)通过滑座(36)与所述滑轨(35)滑动连接，所述滑座(36)的下端连接有驱动气缸(37)的输出端。
6.根据权利要求5所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述第二张紧轮(33)设置在所述第一张紧轮(32)与所述第三张紧轮(34)的中心轴线上，所述第二张紧轮(33)通过张紧轮支架(38)与所述滑座(36)连接。
7.根据权利要求1所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述履带牵引机构(6)包括工作台(61)、上履带(62)和下履带(63)，所述上履带(62)和所述下履带(63)均通过带轮安装在所述工作台(61)上，所述工作台(61)上设有驱动所述上履带(62)和所述下履带(63)反方向同步旋转的恒张力电机，所述上履带(62)和所述下履带(63)的外侧均设有凹槽。
8.根据权利要求7所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述凹槽呈仿形半圆状。
9.根据权利要求7所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述工作台(61)上设有若干个气压调节组件，若干个所述气压调节组件分别设置在所述上履带(62)和所述下履带(63)内，每个所述气压调节组件均包括调节气缸(64)和滚轮架(65)，所述调节气缸(64)安装在所述工作台(61)上，所述调节气缸(64)的输出端与所述滚轮架(65)连接，所述滚轮架(65)上设有若干个滚轮(66)。
10.根据权利要求1所述的一种内螺纹铝管扭转成型设备，其特征在于，所述水平垂直矫直机构(4)包括矫直工作架(41)及设置在所述矫直工作架(41)上的水平矫直机构(42)和垂直矫直机构(43)，所述水平矫直机构(42)的输入端与所述张力调节机构(3)的输出端连接，所述垂直矫直机构(43)的输出端与所述履带牵引机构(6)的输入端连接。
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