CN211866269U - 一种大尺寸方管弯管机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大尺寸方管弯管机构，包括机架、设置在机架上用于折弯管件的一组内压轮和一组外压轮、与外压轮关联的驱动机构，所述内、外压轮的圆周面上设有与管件的外形匹配的定型凹槽，还包括一个可塞入管件内的内撑条，所述内撑条包括若干片长条形的弹性片条，所述弹性片条叠合构成所述的内撑条，内撑条横截面外形与管件内孔相适配，所述内撑条一端的各弹性片条之间固定连接。在弯折管件前，先将内撑条放进管件内，内撑条可对管件的内侧壁形成良好的支撑，从而避免管件侧壁产生内凹，确保折弯后管件外形的规整，同时可简化加工程序，从而提高加工效率，降低加工成本。

Description

一种大尺寸方管弯管机构

技术领域

本实用新型涉及管材加工技术领域，具体涉及一种大尺寸方管弯管机构。

背景技术

现有技术中，人们通常是用弯管机使钢管弧形折弯的，现有的弯管机通常包括机架、设置在机架上的一组外压轮和内压轮，内、外压轮组按照成型后管件的内外侧形状排列。当直管经过内、外压轮组的挤压后，即可弯成所要的弧形。或者，内压轮弧形排列，而外压轮可相对内压轮移动并靠近。当直管放置到内、外压轮之间时，外压轮靠近内压轮，从而使直管弯折成L形。

我们知道，弯折管件时，管件在弧形弯曲时会有一个中性层，该中性层在弯曲时长度不变，而中性层外侧部分长度增加，中性层内侧部分长度变短。也就是说，在弯曲时，中性层外侧部分受拉力，而中性层内侧部分受到挤压作用，而中性层部分不受力。因此，矩形的管件在弧形弯折时，其外侧壁受拉伸而向管件内下凹，从而无法达到与设计尺寸相符的圆弧，内侧壁受挤压而向管件内下凹或向管件外凸起，其两侧的侧壁因为部分受拉伸、部分受挤压而产生褶皱变形。为此，人们通常会将内、外压轮的圆周面设置与管件的外形适配的环形凹槽，环形凹槽的横截面呈U形，以便在弯管时对关键的外侧壁形成支撑，以避免管件的侧壁向外鼓凸。

但是此类弯管机仍然无法避免管件的侧壁向内下凹而产生变形的问题，尤其是，当管件的尺寸较大时，内外两侧的变形差距会更大，相应地上述变形问题会更加突出。人们通常是通过如下两种方式解决这一技术问题的：第一种就是尽量增大管件弧形弯曲的半径；另一种则是通过多次、逐级折弯的方式解决这一问题。前一种方法限制了管件的折弯形状和尺寸，因而不利于结构设计和具体应用，第二种方法则不利于提升加工效率和降低加工成本。虽然也有人想到在管件内充注高压液体（例如：液压油）以避免管件向内凹陷，但是存在着密封困难、加工程序复杂、成本高等问题，同时，高雅的液体仍然难以彻底解决管件侧壁向内凹陷的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的弯管机构在弯折方管时所存在的折弯处容易产生褶皱、或者无法一次加工完成、从而降低加工效率、提高加工成本的问题，提供一种大尺寸方管弯管机构，既可保证折弯处形状的规整，又可简化加工程序，从而提高加工效率，降低加工成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种大尺寸方管弯管机构，包括机架、设置在机架上用于折弯管件的一组内压轮和一组外压轮、与外压轮关联的驱动机构，所述内、外压轮的圆周面上设有与管件的外形匹配的定型凹槽，还包括一个可塞入管件内的内撑条，所述内撑条包括若干片长条形的弹性片条，所述弹性片条叠合构成所述的内撑条，内撑条横截面外形与管件内孔相适配，所述内撑条一端的各弹性片条之间固定连接。

和现有技术相类似地，本实用新型包括机架、设置在机架上的一组外压轮和一组内压轮、以及驱动外压轮动作的驱动机构。需要弯管时，可将管件放置到机架上外压轮组和内压轮组之间的空隙内，驱动机构带动外压轮转动，从而依靠外压轮与管件之间的摩擦力带动管件向前移动。由于外压轮组和内压轮组之间的空隙即为管件需要压弯的弧形，因此，管件在内压轮组的抵靠、外压轮组的挤压下弯曲成所需的弧形，从而完成弯管作业。或者，外压轮向着内压轮横向移动而靠近，从而将管件弯折成L形。可以理解的是，压轮的圆周面上设有与管件的外形匹配的横截面呈U形的定型凹槽，因此可避免管件在弯折时侧壁向外鼓凸胀开而变形。

如前所述，由于侧壁受力的严重不均匀，因此，侧壁在折弯时会产生凹凸褶皱，当定型凹槽限定管件的外形、从而使侧壁无法向外鼓凸胀开的前提下，侧壁会产生不同深度的下凹褶皱。为此，本实用新型在弯折管件前，可先将由若干弹性片条叠合而成的内撑条放进管件内，由于内撑条的横截面与管件内腔适配，因此内撑条可对管件的内侧壁形成良好的支撑，从而避免管件侧壁产生内凹，确保折弯后管件外形的规整。

由于内撑条是由若干弹性片条叠合而成的，而单条弹性片条极易弯曲变形，并且无法压缩，因此，当弯折管件时，位于中性层的弹性片条长度不变，位于中性层内侧的弹性片条会受到纵向的挤压，而位于中性层外侧的弹性片条会受到纵向的拉伸。由于本实用新型的内撑条一端的各弹性片条之间固定连接，其纵向的相对位置固定，而另一端为不固定的自由伸缩端。因此，当内撑条跟随管件弧形弯折时，位于中性层内侧的弹性片条在受到纵向的挤压后会相对中性层的弹性片条形成一个前伸的纵向滑移，而位于中性层外侧的弹性片条在受到纵向的拉伸后会相对中性层的弹性片条形成一个后缩的纵向滑移。也就是说，此时内撑条另一端的个弹性片条端部由内至外逐渐缩短形成阶梯。

可以理解的是，由于内撑条与管件内孔之间为间隙配合，因此，在管件弯折时，各弹性片条之间可方便地形成相对位移，从而确保弹性片条自身不会起翘变形，进而确保管件的外形保持规整

特别是，内撑条在弧形弯曲后，其表面形状保持连续规整，从而可对管件内侧壁形成良好的支撑，确保管件弯折成标准的弧形。当弯管结束后，我们只需抽出内撑条即可。

作为优选，所述内撑条外侧的两条弹性片条一端包括向内撑条端面中间弯折的弯折段、由弯折段向前弯折延伸的牵引段，两条外侧的弹性片条的牵引段相互贴合并焊接，位于外侧的两条外弹性片条之间的弹性片条的端部与弯折段固定连接。

由于内部的弹性片条的端部与外侧弹性片条的弯折段固定连接，因此，使得内撑条中各弹性片条在牵引段一端固结成一体，需要将内撑条放进管件时，我们可将较小的牵引段先进入管件内，通过对牵引段的牵引，可使内撑条方便地安装到管件内。当然可使牵引条具有足够的长度，使其从管件的一端开口进入，并从另一端开口穿出，以方便对内撑条的牵引。

作为优选，所述弯折段一侧设有U形槽，位于外侧的两条外弹性片条之间的弹性片条一端的侧边设有朝向U形槽的勾挂缺口，所述弯折段设置U形槽部分卡设在弹性片条的勾挂缺口内。

当我们将弹性片条的勾挂缺口卡位在设置U形槽部分的弯折段上时，内部的弹性片条即可勾挂在外侧弹性片条的弯折段上，从而使内部的弹性片条与外侧的弹性片条快速连接。当弯管结束后，我们可使其中一个弹性片条的勾挂缺口与弯折段分开，然后先向外抽出该弹性片条，此时内撑条与管件的内孔之间形成间隙，即可方便地抽出整条内撑条。

可以理解的是，相邻两条内撑条之间的挤压力主要来自管件弯折时关键的外侧壁向内下凹变形形成的，其变形的挤压力较小，并且我们可在相邻的弹性片条之间涂抹润滑油，从而可轻松地抽出第一条弹性片条，进而抽出整条内撑条。

作为优选，所述弹性片条包括弧形弯折后位于最外侧的外弹性片条，位于外弹性片条内侧的弹性片条由两条半弹性片条沿长度方向搭接而成，弹性片条中远离牵引段的半弹性片条在靠近搭接端处通过点焊与所述外弹性片条固定连接，在弹性片条中，二条半弹性片条的搭接端之间留有压缩间隙。

在本方案中，内撑条外侧的外弹性片条为一体结构，而内侧的弹性片条则为拼接式结构。因此，当内撑条跟随管件弧形弯曲时，其外弹性片条保持不变，而内侧的弹性片条在弧形弯折处受到纵向挤压，从而使两条半弹性片条在纵向上相互靠拢而缩短长短。需要说明的是，我们可使两条半弹性片条的搭接端位于管件的弯折处。由于弹性片条中，二条半弹性片条的搭接端之间留有压缩间隙，因此，内侧的弹性片条在受到纵向的挤压后，二条半弹性片条在弧形弯曲部分产生相对滑移二逐渐靠近，整条弹性片条的长度缩短，而压缩间隙则缩小、甚至完全消除。也就是说，此时内撑条外侧的外弹性片条保持连续，而最内侧的弹性片条在拼接处的压缩间隙也缩小、甚至消失，因此可确保对管件的内侧壁形成完整的可靠支撑，使管件的外形保持规整。

可以理解的是，内撑条在跟随管件弧形弯折时，只有弯折处会收到管件侧壁的挤压，并且在弯折处半弹性片条之间需要产生相对滑移。因此，本实用新型的整条内撑条中，一半的半弹性片条在靠近搭接端处通过点焊与所述外弹性片条固定连接，另一半的半弹性片条在与弯折段固定连接。这样，在弧形弯折时，位于管件的直管部分的半弹性片条之间不会形成相对滑移，只有靠近拼接端的半弹性片条才会形成少量的滑移，从而可有效地避免在折弯时整条弹性片条产生滑移，极大地降低花艺师的摩擦阻力，进而有利于减小管件折弯所需的弯矩。

特别是，当弯管结束时，我们先从牵引段一侧抽出至少一根半弹性片条，从而使该侧的内撑条与管件之间形成较大的间隙，再从另一侧抽拉内撑条。如前所述，内撑条只是在管件的折弯处受到挤压，此时该侧的内撑条只有一半的弯曲长度受到管件内侧壁的挤压，因此我们可方向地向外抽出内撑条。当然，我们塞进管件内的内撑条中二条半弹性片条的对接处位于管件弧形弯曲段与后直段连接处。当前直段内的内撑条抽出一条半弹性片条后，整条内撑条与管件内侧壁之间的压力消除，从而可方便地抽出内撑条。

作为优选，所述弹性片条的厚度为a，相邻二条弹性片条中，外侧的弹性片条的压缩间隙比内侧的弹性片条的压缩间隙大4a-4.2a。

我们可通过合理地控制相邻二条弹性片条中，外侧的弹性片条的压缩间隙比内侧的弹性片条的压缩间隙差值，从而有利于内撑条在跟随管件弧形弯曲时，二条半弹性片条不会因相互靠近而产生干涉，进而相互顶起，从而避免在弯曲后形成过大的间隙，确保对管件内侧壁形成良好的支撑。

因此，本实用新型具有如下有益效果：既可保证折弯处形状的规整，又可简化加工程序，从而提高加工效率，降低加工成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是外压轮和驱动机构的一种连接结构示意图。

图3是内撑条的一种结构示意图。

图4是图3中内撑条的一种使用状态结构示意图。

图5是内撑条中各弹性片条的一种连接结构示意图。

图6是内撑条中各弹性片条的另一种连接结构示意图。

图7是图6中内撑条的分解结构示意图。

图8是内撑条的另一种结构示意图。

图中：1、机架 11、内压轮 111、定位凹槽 12、外压轮 2、电机 21、减速器22、驱动齿轮 23、被动齿轮 24、过渡齿轮 3、内撑条 4、弹性片条 41、弯折段 42、牵引段 43、U形槽 44、勾挂缺口 45、半弹性片条 46、压缩间隙 5、外弹性片条 6、管件。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1所示，一种大尺寸方管弯管机构，包括机架1、设置在机架上用于折弯管件的一组内压轮11和一组外压轮12、与外压轮关联的驱动机构，其中的内压轮构成内压轮组，外压轮构成外压轮组。需要弯管时，可将直的管件放置到机架上外压轮组和内压轮组之间的空隙内，管件外侧贴靠外压轮，内侧贴靠内压轮，从而在管件和内、外压轮之间产生摩擦力，驱动机构带动外压轮转动，进而依靠外压轮与管件之间的摩擦力带动管件向前移动，内压轮则跟随管件转动。此时内压轮组抵靠在管件的内侧，管件在外压轮组的挤压下弯曲成所需的弧形，从而完成弯管作业。

优选地，如图2所示，驱动机构可包括电机2、与电机相连的减速器21、与减速器相连的驱动齿轮22，每个外压轮的转动轴上设置一个被动齿轮23，驱动齿轮与第一个外压轮的被动齿轮啮合，相邻两个外压轮的被动齿轮之间设置一个过渡齿轮24，该过渡齿轮同时与两个相邻外压轮的被动齿轮啮合。当电机通过减速器带动驱动齿轮转动时，即可带动第一个外压轮转动，与此同时，第一个外压轮通过过渡齿轮带动第二个外压轮转动，第二个外压轮通过过渡齿轮带动第三个外压轮转动……以此类推，一个电机即可带动全部的外压轮以相同的转速转动，从而拉动管件匀速前移。可以理解的是，内压轮的圆周面外侧应位于管件需弯折后的弯曲段内侧圆弧线上，以确保弯折后形成所需的弯曲半经。

另外，我们需要在内、外压轮的圆周面上设置与管件的外形匹配的定型凹槽111，即横截面呈U形的定型凹槽，使管件在弧形折弯时避免管件的外形向外鼓凸胀开而变形。当然，相邻的内压轮以及相邻的外压轮之间应尽量靠近设置，以缩小相邻的内压轮或外压轮与管件的接触点之间的间距，并且内压轮和外压轮在管件的弧形弯曲中心线方向错位排列。优选地，当管件弧形折弯处的中心线半等于300mm、管件的规格为60×60mm、内压轮的定型凹槽的底部直径为50mm时，外压轮的定型凹槽的底部直径d2可取75mm，以便使相邻两个外压轮所对应的圆心角与相邻二个内压轮所对应的圆心角相一致，以确保内压轮和外压轮在管件的弧形弯曲中心线方向错位排列，最大限度地对管件形外形形成支撑，避免其弯曲使产生变形。

或者，我们可将驱动机构设置成可驱动外压轮向着内压轮横向移动并靠近，当直的管件放置到机架上外压轮组和内压轮组之间的空隙内，驱动机构驱动外压轮靠近内压轮，从而将管件弯折成L形。

由于弯管机本身属于现有技术，具体可参见中国专利文献CN108620458A、CN108787818A等。因此，本实施例中对内、外压轮、驱动机构等如何实现弯管的结构和原理不做详细的描述。可以理解的是，通过内、外压轮、驱动机构等实现弯管也仅仅只是其中的一种实施方式，我们可以采用现有技术其他的结构和原理。

需要说明的是，本实施例中以管件弯折后的形状确定其内外方向，将弯折后半径较大一侧称为外侧，将半径较小一侧称为内侧。

此外，如图3、图4所示，本实用新型还包括一个可塞入管件6内的内撑条3，内撑条包括若干片长条形的弹性片条4，弹性片条可由具有弹性的不锈钢片或弹簧钢片制成，弹性片条的宽度与管件的内孔边长适配，弹性片条叠合后构成所述的内撑条，从而使弹性片条具有一定的弹性，叠合后的内撑条的厚度同样与管件的内孔边长适配，从而使内撑条的横截面外形与管件内孔相适配。当然，内撑条一端的各弹性片条之间应固定连接，以免弹性片条散开。

在弯折管件前，可先将内撑条中各弹性片条固定在一起的一端放进管件内，并拉伸至管件需要弯折处。在弯折管件时，具有弹性的内撑条跟随管件一起弯折，由于内撑条的横截面与管件内腔适配，因此内撑条可对弯折处的管件内侧壁形成良好的支撑。可以理解的是，由于管件的横截面长度固定，因此，当管件的侧壁向外鼓胀时，必定会牵拉其它的侧壁向内凹陷。而内撑条可避免管件侧壁向内凹陷，因此，管件侧壁也无法向外鼓胀，从而确保折弯后管件外形的规整。弯管结束时，只需从管件中抽出内撑条即可。

可以理解的是，我们可使内撑条与管件内孔之间为间隙配合，以便将内撑条装进管件内因此，在管件弯折时，各弹性片条之间可方便地形成相对位移，从而确保弹性片条自身不会起翘变形，进而确保管件的外形保持规整

作为一种优选方案，如图5所示，内撑条外侧的两条弹性片条一端包括向内撑条端面中间弯折的弯折段41、由弯折段向前弯折延伸的牵引段42，从而使该弹性片条的端部呈之字形。两条外侧的弹性片条的牵引段相互贴合并通过点焊焊接在一起，两条弹性片条的端部合并后呈Y形，位于外侧的两条外弹性片条之间其余的弹性片条的端部则与弯折段固定连接，使得内撑条中各弹性片条在牵引段一端固结成一体。需要将内撑条放进管件时，我们可将较小的牵引段先进入管件内，通过对牵引段的牵引，可使内撑条方便地安装到管件内。当然可使牵引条具有足够的长度，使其从管件的一端开口进入，并从另一端开口穿出，以方便对内撑条的牵引。

进一步地，如图6、图7所示，我们可在弯折段一侧设置U形槽43，U形槽的深度为弹性片条宽度的一半，位于外侧的两条外弹性片条之间的弹性片条靠近弯折段一端的侧边设置朝向U形槽的勾挂缺口44，勾挂缺口的深度为弹性片条宽度的一半，勾挂缺口的宽度等于弹性片条厚度的1.2-1.5倍之间，弯折段设置U形槽部分卡设在弹性片条的勾挂缺口内，此时内部的弹性片条即可勾挂在外侧弹性片条的弯折段上，从而使内部的弹性片条与外侧的弹性片条快速连接。特别是，U形槽的深度以及勾挂缺口的深度均为弹性片条宽度的一半，因此，当相对设置的U形槽与勾挂缺口相互勾挂在一起时，可确保外侧的两条外弹性片条与内部的弹性片条侧边保持平整，进而构成横截面呈方形的内撑条。

当弯管结束后，我们可使其中一个弹性片条的勾挂缺口与弯折段分开，然后先向外抽出该弹性片条，此时内撑条与管件的内孔之间形成间隙，即可方便地抽出整条内撑条。

当然，我们可使弯折段的U形槽延伸至牵引段，而内部的弹性片条中与牵引段相对的弹性片条的勾挂缺口则可向前延伸并贯通弹性片条的前端，从而形成L形的勾挂缺口，并将该弹性片条的前端与牵引段焊接在一起。

更进一步地，如图8所示，弹性片条包括弧形弯折后位于最外侧的外弹性片条5，其余位于外弹性片条内侧的弹性片条均由两条半弹性片条沿长度方向搭接而成，并且弹性片条中远离牵引段的半弹性片条在靠近搭接端处先通过点焊连接在一起，再通过点焊与外弹性片条固定连接。也就是说，在全部的弹性片条中，一条半弹性片条的一端勾挂在弯折段上而连接在一起；另一条的半弹性片条与外弹性片条点焊连接在一起，从而可避免叠合后的半弹性片条散开。

弯管时，内撑条跟随管件弧形弯曲，此时外弹性片条在折弯处承受拉力而保持不变，而内侧的弹性片条在弧形弯折处受到纵向挤压，从而使两条半弹性片条在纵向上相互靠拢而缩短长短。为此，在每一条弹性片条中，二条半弹性片条的搭接端之间需留有压缩间隙46，并且在内撑条放进管件内时，使两条半弹性片条的搭接端位于管件的弯折处。这样，内侧的弹性片条在受到纵向的挤压后，二条半弹性片条在弧形弯曲部分产生相对滑移二逐渐靠近，整条弹性片条的长度缩短，而压缩间隙则缩小、甚至完全消除。也就是说，此时内撑条外侧的外弹性片条保持连续，而最内侧的弹性片条在拼接处的压缩间隙也缩小、甚至消失，因此可确保对管件的内侧壁形成完整的可靠支撑，使管件的外形保持规整。

我们可通过合理设计，使内撑条弯折时二条半弹性片条在弧形弯曲部分产生相对滑移量与预留的压缩间隙相匹配。具体地，当弹性片条的厚度为a时，外侧的弹性片条的相对滑移量会小于内侧的弹性片条的相对滑移量。我们可使相邻二条弹性片条中，外侧的弹性片条的压缩间隙比内侧的弹性片条的压缩间隙大4a-4.2a，从而确保半弹性片条可自由移动，同时减小弯折后的压缩间隙，以便对管件侧壁形成良好的支撑。当弯管结束时，我们先从牵引段一侧抽出至少一根半弹性片条，从而使该侧的内撑条与管件之间形成较大的间隙，再从另一侧抽拉内撑条，从而可极大地减小抽出内撑条时的摩擦阻力。

Claims (5)

1.一种大尺寸方管弯管机构，包括机架、设置在机架上用于折弯管件的一组内压轮和一组外压轮、与外压轮关联的驱动机构，所述内、外压轮的圆周面上设有与管件的外形匹配的定型凹槽，其特征是，还包括一个可塞入管件内的内撑条，所述内撑条包括若干片长条形的弹性片条，所述弹性片条叠合构成所述的内撑条，内撑条横截面外形与管件内孔相适配，所述内撑条一端的各弹性片条之间固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸方管弯管机构，其特征是，所述内撑条外侧的两条弹性片条一端包括向内撑条端面中间弯折的弯折段、由弯折段向前弯折延伸的牵引段，两条外侧的弹性片条的牵引段相互贴合并焊接，位于外侧的两条外弹性片条之间的弹性片条的端部与弯折段固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种大尺寸方管弯管机构，其特征是，所述弯折段一侧设有U形槽，位于外侧的两条外弹性片条之间的弹性片条一端的侧边设有朝向U形槽的勾挂缺口，所述弯折段设置U形槽部分卡设在弹性片条的勾挂缺口内。

4.根据权利要求2所述的一种大尺寸方管弯管机构，其特征是，所述弹性片条包括弧形弯折后位于最外侧的外弹性片条，位于外弹性片条内侧的弹性片条由两条半弹性片条沿长度方向搭接而成，弹性片条中远离牵引段的半弹性片条在靠近搭接端处通过点焊与所述外弹性片条固定连接，在弹性片条中，二条半弹性片条的搭接端之间留有压缩间隙。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸方管弯管机构，其特征是，所述弹性片条的厚度为a，相邻二条弹性片条中，外侧的弹性片条的压缩间隙比内侧的弹性片条的压缩间隙大4a-4.2a。

Images