CN208696672U - 一种用于换热管对焊的换热管装夹装置 - Google Patents

Abstract

一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，具有三个用于配合将两根换热管沿其周向同时夹住的辊轴，三个辊轴互相平行且三个辊轴均能绕自身轴线转动，三个辊轴之间配合形成一个用于放置换热管的柱状通道，柱状通道与换热管的外径匹配且与三个辊轴均相切；三个辊轴中部均设有一段过渡段，过渡段的外径小于辊轴上用于夹住换热管的圆周的外径，三个辊轴上的过渡段沿辊轴轴向的位置相互对应，以便于三个辊轴的过渡段和换热管之间均预留出焊接装置施焊所需的空间，在装夹时用三个辊轴配合夹住两根换热管，然后使三个辊轴和两根换热管互相配合而同时旋转，使两根换热管同步转动，焊接装置就能从两根换热管对齐时接口的一侧，将两根换热管沿接口的周向焊接。

Description

一种用于换热管对焊的换热管装夹装置

技术领域

本实用新型涉及换热管对焊领域，尤其涉及一种用于换热管对焊的换热管装夹装置。

背景技术

蛇管式换热器是以蛇形管作为传热元件的换热器，现有的蛇管式换热器所用的蛇形管在制造时，由于其长度较长并且多次回旋迂回的特点，常用方法为先准备多根便于加工的长度较短的直管换热管，再将多根外径相同的换热管依次对焊，从而使换热管的总长度达到蛇形管所需的长度，然后将对焊后的换热管进行弯管，从而得到蛇形管，因此，换热管对焊是蛇形管制造中的重要工序。

现有常用的换热管对焊装夹装置中具有两个相对设置的三爪卡盘，将两根换热管分别用一个三爪卡盘夹住，并使两根换热管待焊接的一端对齐，然后使两个三爪卡盘同步旋转，同时从两根换热管接口的一侧焊接，随着两根换热管被两个三爪卡盘带动而同步转动一圈，就能将两根换热管的接口沿周向焊接。

三爪卡盘是利用均布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，而将工件夹紧的工具，由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构组成，三个活动卡爪通过其背面的螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当转动小伞齿轮时，通过碟形伞齿轮转动，使活动卡爪随着碟形伞齿轮背面的平面螺纹运动，从而带动三个活动卡爪同步向三爪卡盘中心靠近或退出，以夹紧不同大小的工件；

三爪卡盘常用于卧式车床，用于装夹工件并带动工件旋转，使位于工件一侧的车刀就能够将工件车成与三爪卡盘同轴的外圆周或内孔，而换热管焊接中也是同样的利用了三爪卡盘的功能，使位于换热管一侧的焊接装置就能够将两根换热管的接口沿周向焊接。

但三爪卡盘虽能通过三个活动卡爪来夹紧工件，却难以通过活动卡爪和工件的接触来进一步精确保证工件相对三爪卡盘的位置，导致三爪卡盘虽能保证夹紧换热管，但对换热管的定位精度较低，无法自动将换热管调整至与三爪卡盘同轴，所以为了实现两根换热管同步转动，在换热管装夹到三爪卡盘上后，需要通过打表测量等方法，人工反复测量两根换热管以及换热管和三爪卡盘之间的同轴度，并不断通过敲击、轻触换热管来进行微调，直到各同轴度均满足要求，操作非常繁琐、不便，效率低下；

并且，三爪卡盘还存在容易磨损的缺点，磨损后会使三个活动卡爪之间呈喇叭口状，并使三个活动卡爪相对三爪卡盘的中轴线偏移，致使换热管被活动卡爪夹紧后与三爪卡盘不同轴，再加上两个三爪卡盘各自的磨损程度不同，从而使两个三爪卡盘上的换热管无法精确对齐，导致两个三爪卡盘无法带动两根换热管同轴转动，而在两根换热管未能同步转动的情况下进行焊接，会造成焊接缺陷，影响焊接质量，使最终弯管后得到的蛇形管存在管内介质从焊缝泄露的安全隐患，难以满足蛇管式换热器的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供了一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，能够简便、可靠地保证两根换热管的对齐和同步转动，使换热管装夹后无需反复进行测量和微调，并能减少装夹装置磨损对换热管对焊的影响。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，该装夹装置具有三个用于配合将两根换热管沿其周向同时夹住的辊轴，三个辊轴互相平行且三个辊轴均能绕自身轴线转动，三个辊轴之间配合形成一个用于放置换热管的柱状通道，所述柱状通道与换热管的外径匹配且与三个辊轴均相切；三个辊轴中部均设有一段过渡段，过渡段的外径小于辊轴上用于夹住换热管的圆周的外径，且三个辊轴上的过渡段沿辊轴轴向的位置相互对应，以便于三个辊轴的过渡段和换热管之间均预留出焊接装置施焊所需的空间。

优选的，所述的三个辊轴均为水平设置，分为两个用于配合支撑换热管的托辊轴和一个用于从换热管的正上方压住换热管顶部的压辊轴，两个托辊轴可转动的架设在机架上，并关于包含压辊轴中轴线的竖直平面对称，所述机架上还设有用于传递动力以带动两个托辊轴同步旋转的传动机构、以及用于带动压辊轴沿竖直方向运动的压紧机构，压辊轴可转动的与压紧机构连接并位于托辊轴上方。

优选的，所述的两个托辊轴均通过轴承架设在机架上，所述的传动机构包括一个通过轴承架设在机架上的传动轴，传动轴位于两个托辊轴下方并与托辊轴平行设置，传动轴的中轴线与所述压辊轴的中轴线位于同一竖直平面，所述的两个托辊轴上均套装有一个被动齿轮，传动轴上套装有一个与两个被动齿轮同时啮合的主动齿轮和一个用于带动传动轴转动的皮带轮。

优选的，所述的压辊轴通过一对轴承套设在一个连接杆上，连接杆上的轴承的中轴线与压辊轴的中轴线重合，连接杆的两端分别贯穿压辊轴的两端面并延伸至压辊轴外侧，连接杆位于压辊轴外的两部分均与压紧机构连接。

优选的，所述连接杆位于压辊轴外的两部分均具有两个侧面，所述侧面和连接杆沿长度方向的两端面均为沿竖直方向设置，所述压紧机构连接有两个Y形块，Y形块上开设有与所述两个侧面匹配的凹槽，连接杆位于压辊轴外的两部分分别穿设在一个Y形块的凹槽内，并通过贯穿Y形块和连接杆的定位销与Y形块连接；所述机架上开设有两段竖直并相对设置的滑槽，连接杆的两端分别设置在一段滑槽内，通过滑槽的侧壁卡设所述的两个侧面，并通过两个滑槽的槽底卡设连接杆沿长度方向的两端面，从而限制连接杆和压辊轴沿任意水平方向的自由度。

优选的，所述的机架由一块底板、两块立板和一块顶板连接构成，两块立板上均开设有分别与托辊轴和传动轴对应的通孔，托辊轴和传动轴上的轴承均安装在各自的通孔内，两块立板上还都开设有与所述柱状通道对应的用于供换热管通过的换热管通道，所述的压紧机构安装在顶板上。

优选的，所述的压紧机构为安装在顶板上端面的两个气缸，两个气缸底部均连接有贯穿顶板并能沿竖直方向运动的气缸杆，两个气缸杆分别与压辊轴的两端转动连接；所述传动轴的其中一端从两个立板之间延伸至两个立板外侧，所述皮带轮套装在传动轴位于两个立板外侧的圆周上；所述的机架还包括两块防护侧板，防护侧板的底面与所述底板的上端面连接，防护侧板沿其长度方向的两端面分别与两个立板连接，防护侧板的顶面沿竖直方向位于托辊轴的中轴线和托辊轴的最低端之间；所述的立板由上立板和下立板连接构成，上立板底端和下立板顶端均对应开设有半圆孔，通过上立板的半圆孔和下立板的半圆孔围成与托辊轴对应的通孔。

根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，用三个辊轴同时夹住两根换热管，使两根换热管与三个辊轴均相切，并位于三个辊轴之间的同一个柱状通道内，所以将换热管放置到三个辊轴之间后，通过辊轴对换热管的定位作用，就必然能保证两根换热管自动对齐至同轴度满足要求，而不需反复打表测量和微调，并且，也无需再调整换热管和辊轴之间的位置关系，避免了使用三爪卡盘时由于三爪卡盘定位精度较低，所以需要对换热管进行测量和微调才能保证换热管和三爪卡盘同轴的弊端，从而在省略大量测量和微调的情况下，简便、可靠地实现了两个换热管对齐；再加上三个辊轴和两根换热管互相配合而同时旋转，也就必然能保证两根换热管是以相同的转速和转向同步转动，所以本实用新型的装夹装置与现有的采用两个三爪卡盘的装夹装置相比，操作大为简便，效率也更高，同时却能够更加可靠地保证两根换热管同轴装夹并同步转动。

与三爪卡盘相比，辊轴经过长时间使用也不易产生磨损，即使产生一定磨损，由于三个辊轴是同时夹住两根换热管，并且和两根换热管同时旋转，所以三个辊轴的磨损程度也相对均匀，使三个辊轴依然能配合使两根换热管对齐并同步转动，避免了现有的装夹装置因为三爪卡盘的磨损而使换热管无法精确对齐，导致两根换热管的转动不同步而造成焊接缺陷的问题，能够保证焊接质量，消除焊缝泄露的安全隐患，减少了装置磨损对换热管对焊的影响。

进一步的，三个辊轴分为两个外径相同并且水平设置的托辊轴和一个位于两个托辊轴之间正上方的压辊轴，先将两根换热管放置在两个托辊轴之间，因为两个托辊轴关于一个竖直基准面对称，所以两个托辊轴就能配合支撑换热管，然后再用压辊轴从换热管的正上方压住两根换热管顶部，从而沿周向同时夹住两根换热管，装夹时能够先用托辊轴支撑再用压辊轴压住，就使换热管的放置和夹紧更为简便合理，同时，因为换热管是放置在两个关于包含压辊轴中轴线的竖直平面对称的托辊轴之间，使换热管和两个托辊轴之间分别因压辊轴从正上方的挤压而产生的作用力相同，进一步保证两个托辊轴在带动换热管转动时的磨损程度相同，提升了装置的寿命和可靠性。

在两个托辊轴下方设置一个传动轴，通过传动轴上的主动齿轮与两个托辊轴上的被动齿轮同时啮合，从而保证传动轴能够带动两个托辊轴同步转动，传动方式不仅简单可靠，而且节约空间使装置整体紧凑；压辊轴设置为通过轴承套设在连接杆上，并使连接杆的两端与压紧机构连接，从而同时实现了压辊轴绕其轴线转动和压紧机构带动压辊轴竖直运动；连接杆的两端设置在竖直的滑槽内，通过滑槽的侧壁卡设连接杆的两侧面，并通过两个滑槽的槽底卡设连接杆的两端面，从而限制连接杆和压辊轴沿任意水平方向的自由度，避免压辊轴在竖直运动时发生偏移，防止因压辊轴偏移而损坏压紧机构；机架上还能设置两块防护侧板，通过防护侧板和立板配合以保护传动轴，并且防护侧板不高于托辊轴的轴线，使防护侧板不干涉换热管焊接。

附图说明

图1为本实用新型的装夹装置的结构示意图；

图2为装夹装置的主视示意图；

图3为装夹装置的左视示意图；

图4为装夹装置沿A-A的剖视示意图；

图5为装夹装置沿B-B的剖视示意图；

图6为装夹装置沿C-C的剖视示意图；

图7为装夹装置沿D-D的剖视示意图；

图8为装夹装置沿E-E的剖视示意图；

图9为压辊轴、连接杆、Y形块和定位销的结构示意图。

图中标记：1、换热管，2、过渡段，3、托辊轴，4、压辊轴，5、传动轴，6、主动齿轮，7、被动齿轮，8、皮带轮，9、连接杆，901、侧面，10、Y形块，11、定位销，12、滑槽，13、底板，14、立板，1401、上立板，1402、下立板，15、顶板，16、换热管通道，17、气缸，18、防护侧板。

具体实施方式

参见附图，具体实施方式如下：

一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，该装夹装置具有三个用于配合将两根换热管1沿其周向同时夹住的辊轴，三个辊轴互相平行且三个辊轴均能绕自身轴线转动，三个辊轴之间配合形成一个用于放置换热管1的柱状通道，所述柱状通道与换热管1的外径匹配且与三个辊轴均相切；三个辊轴中部均设有一段过渡段2，过渡段2的外径小于辊轴上用于夹住换热管1的圆周的外径，且三个辊轴上的过渡段2沿辊轴轴向的位置相互对应，以便于三个辊轴的过渡段2和换热管1之间均预留出焊接装置施焊所需的空间。

具体设置时，三个辊轴上用于夹住换热管1的圆周的外径可以设置为45~50mm，过渡段2的外径比辊轴上用于夹住换热管1的圆周的外径小5~10mm，使三个辊轴可以配合夹住外径在20~35mm的换热管，并且不干涉焊接装置施焊。

所述的三个辊轴均可设置为与水平方向平行，并分为两个用于配合支撑换热管1的托辊轴3和一个用于从换热管1的正上方压住换热管1顶部的压辊轴4，两个托辊轴3可转动的架设在机架上，并关于包含压辊轴4中轴线的竖直平面对称，所述机架上还设有用于传递动力以带动两个托辊轴3同步旋转的传动机构、以及用于带动压辊轴4沿竖直方向运动的压紧机构，压辊轴4可转动的与压紧机构连接并位于托辊轴3上方。

所述的两个托辊轴3均通过轴承架设在机架上，所述的传动机构包括一个通过轴承架设在机架上的传动轴5，传动轴5位于两个托辊轴3下方并与托辊轴3平行设置，传动轴5的中轴线与所述压辊轴4的中轴线位于同一竖直平面，所述的两个托辊轴3上均套装有一个被动齿轮7，传动轴5上套装有一个与两个被动齿轮7同时啮合的主动齿轮6和一个用于带动传动轴5转动的皮带轮8。

所述的压辊轴4通过一对轴承套设在一个连接杆9上，连接杆9上的轴承的中轴线与压辊轴4的中轴线重合，连接杆9的两端分别贯穿压辊轴4的两端面并延伸至压辊轴4外侧，连接杆9位于压辊轴4外的两部分均与压紧机构连接。

所述连接杆9位于压辊轴4外的两部分均具有两个侧面901，所述侧面901和连接杆9沿长度方向的两端面均为沿竖直方向设置，所述压紧机构连接有两个Y形块10，Y形块10上开设有与所述两个侧面901匹配的凹槽，连接杆9位于压辊轴4外的两部分分别穿设在一个Y形块10的凹槽内，并通过贯穿Y形块10和连接杆9的定位销11与Y形块10连接；所述机架上开设有两段竖直并相对设置的滑槽12，连接杆9的两端分别设置在一段滑槽12内，通过滑槽12的侧壁卡设所述的两个侧面901，并通过两个滑槽12的槽底卡设连接杆9沿长度方向的两端面，从而限制连接杆9和压辊轴4沿任意水平方向的自由度。

所述的机架由一块底板13、两块立板14和一块顶板15连接构成，两块立板14上均开设有分别与托辊轴3和传动轴5对应的通孔，托辊轴3和传动轴5上的轴承均安装在各自的通孔内，两块立板14上还都开设有与所述柱状通道对应的用于供换热管1通过的换热管通道16，所述的压紧机构安装在顶板15上。

所述的压紧机构为安装在顶板15上端面的两个气缸17，两个气缸17底部均连接有贯穿顶板15并能沿竖直方向运动的气缸杆，两个气缸杆分别与压辊轴4的两端转动连接；所述传动轴5的其中一端从两个立板14之间延伸至两个立板14外侧，所述皮带轮8套装在传动轴5位于两个立板14外侧的圆周上；所述的机架还包括两块防护侧板18，防护侧板18的底面与所述底板13的上端面连接，防护侧板18沿其长度方向的两端面分别与两个立板14连接，防护侧板18的顶面沿竖直方向位于托辊轴3的中轴线和托辊轴3的最低端之间；所述的立板14由上立板1401和下立板1402连接构成，上立板1401底端和下立板1402顶端均对应开设有半圆孔，通过上立板1401的半圆孔和下立板1402的半圆孔围成与托辊轴3对应的通孔。

Claims (7)

1.一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：该装夹装置具有三个用于配合将两根换热管（1）沿其周向同时夹住的辊轴，三个辊轴互相平行且三个辊轴均能绕自身轴线转动，三个辊轴之间配合形成一个用于放置换热管（1）的柱状通道，所述柱状通道与换热管（1）的外径匹配且与三个辊轴均相切；三个辊轴中部均设有一段过渡段（2），过渡段（2）的外径小于辊轴上用于夹住换热管（1）的圆周的外径，且三个辊轴上的过渡段（2）沿辊轴轴向的位置相互对应，以便于三个辊轴的过渡段（2）和换热管（1）之间均预留出焊接装置施焊所需的空间。

2.根据权利要求1所述的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：所述的三个辊轴均为水平设置，分为两个用于配合支撑换热管（1）的托辊轴（3）和一个用于从换热管（1）的正上方压住换热管（1）顶部的压辊轴（4），两个托辊轴（3）可转动的架设在机架上，并关于包含压辊轴（4）中轴线的竖直平面对称，所述机架上还设有用于传递动力以带动两个托辊轴（3）同步旋转的传动机构、以及用于带动压辊轴（4）沿竖直方向运动的压紧机构，压辊轴（4）可转动的与压紧机构连接并位于托辊轴（3）上方。

3.根据权利要求2所述的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：所述的两个托辊轴（3）均通过轴承架设在机架上，所述的传动机构包括一个通过轴承架设在机架上的传动轴（5），传动轴（5）位于两个托辊轴（3）下方并与托辊轴（3）平行设置，传动轴（5）的中轴线与所述压辊轴（4）的中轴线位于同一竖直平面，所述的两个托辊轴（3）上均套装有一个被动齿轮（7），传动轴（5）上套装有一个与两个被动齿轮（7）同时啮合的主动齿轮（6）和一个用于带动传动轴（5）转动的皮带轮（8）。

4.根据权利要求2所述的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：所述的压辊轴（4）通过一对轴承套设在一个连接杆（9）上，连接杆（9）上的轴承的中轴线与压辊轴（4）的中轴线重合，连接杆（9）的两端分别贯穿压辊轴（4）的两端面并延伸至压辊轴（4）外侧，连接杆（9）位于压辊轴（4）外的两部分均与压紧机构连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：所述连接杆（9）位于压辊轴（4）外的两部分均具有两个侧面（901），所述侧面（901）和连接杆（9）沿长度方向的两端面均为沿竖直方向设置，所述压紧机构连接有两个Y形块（10），Y形块（10）上开设有与所述两个侧面（901）匹配的凹槽，连接杆（9）位于压辊轴（4）外的两部分分别穿设在一个Y形块（10）的凹槽内，并通过贯穿Y形块（10）和连接杆（9）的定位销（11）与Y形块（10）连接；所述机架上开设有两段竖直并相对设置的滑槽（12），连接杆（9）的两端分别设置在一段滑槽（12）内，通过滑槽（12）的侧壁卡设所述的两个侧面（901），并通过两个滑槽（12）的槽底卡设连接杆（9）沿长度方向的两端面，从而限制连接杆（9）和压辊轴（4）沿任意水平方向的自由度。

6.根据权利要求3所述的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：所述的机架由一块底板（13）、两块立板（14）和一块顶板（15）连接构成，两块立板（14）上均开设有分别与托辊轴（3）和传动轴（5）对应的通孔，托辊轴（3）和传动轴（5）上的轴承均安装在各自的通孔内，两块立板（14）上还都开设有与所述柱状通道对应的用于供换热管（1）通过的换热管通道（16），所述的压紧机构安装在顶板（15）上。

7.根据权利要求6所述的一种用于换热管对焊的换热管装夹装置，其特征在于：所述的压紧机构为安装在顶板（15）上端面的两个气缸（17），两个气缸（17）底部均连接有贯穿顶板（15）并能沿竖直方向运动的气缸杆，两个气缸杆分别与压辊轴（4）的两端转动连接；所述传动轴（5）的其中一端从两个立板（14）之间延伸至两个立板（14）外侧，所述皮带轮（8）套装在传动轴（5）位于两个立板（14）外侧的圆周上；所述的机架还包括两块防护侧板（18），防护侧板（18）的底面与所述底板（13）的上端面连接，防护侧板（18）沿其长度方向的两端面分别与两个立板（14）连接，防护侧板（18）的顶面沿竖直方向位于托辊轴（3）的中轴线和托辊轴（3）的最低端之间；所述的立板（14）由上立板（1401）和下立板（1402）连接构成，上立板（1401）底端和下立板（1402）顶端均对应开设有半圆孔，通过上立板（1401）的半圆孔和下立板（1402）的半圆孔围成与托辊轴（3）对应的通孔。