一种翘片生产线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种翘片生产线，包括床身、上料装置、托架装置、加工装置、下料装置和矫正装置，所述绕制机构包括主运动伺服电机、转动体、进给运动伺服电机、箱体、钢管、轧盘和进给轮，所述矫正装置包括矫正弹簧、矫正轮、导片体和矫正液压缸，所述上料装置包括分料板、上料支架、导料板、可调支承座和上料液压缸，所述托架装置包括上导向体支座、V型座、摆动液压缸、升降液压缸和支承座体，本发明能够实现自动上下料、自动加工和实现不同的螺距等功能，实现螺距的无级调整，而且操作方便，可实现程序管理、自动、手动等功能，并且加工零件精度一致性好，加工的产品精度能达到更高水平，加工质量稳定，废品率降低。
【专利说明】
一种翘片生产线
技术领域
[0001]本发明涉及翘片生产技术领域，具体是一种翘片生产线。
【背景技术】
[0002]翅片管是空气冷却器上一种最基本、最重要的元件换交热元件，它在管子内壁或外壁上有许多翅片，借以提高热交换效率;翅片管的种类很多，根据翅片形状的不同，可分为纵向翅片管，即翅片相对于管子轴接为纵向、环向翅片管及螺旋形翅片管，据不完全统计，目前工业上常用的翅片管有15种以上，螺旋形翅片管是目前国内外一致公认的一种新型高效热交换元件，是先进的节能产品，可广泛应用于在空调、制冷、冶金、石油、化工、电站等行业的热交换器及各种散热器、暖风机等设备上;但按其制造方法分，有套片式、绕片式和整体乳制式三种，绕片式翅片管的生产主要利用绕片头的压力将成盘铝带以一定的速度连续不断地在钢管外侧缠绕成螺旋状的散热片，使钢管的散热面积大大增加，成倍地提高散热效率。
[0003]本世纪初，国外开始应用空冷技术来冷却炼油及化工过程的工艺流体，由于工艺过程的迅速发展，对空冷器翅片管的结构形式提出了多种要求，因此各种翅片管制造设备相继间世，英国、联邦德国、波兰和美国等工业国家，都先后研制出各自的翅片管生产线;60年代以来，美国的麦克埃洛依(Mc-ELROY)公司设计出了高速多功能翘片管生产线;联邦德国的巴尔克一杜尔公司对麦克埃洛依的设备进行了改造，各国对翅片管生产线也在不断改进和完善，即要求设备一机多能;美国Mc-ELROY的翘片管生产线，只要调换合适的工具或部件，便可在同一生产线上绕制单L、双L、KLM和镶嵌式等翅片管，使用管直径可在一定范围内任意选择，翘片用材料、翅片高度和翅片间距等传热性要求的参数均可进行调整，而且操作方便，工人劳动强度低，机器振动和噪音小等优点，并可实现程序管理、参数预设置、自动、手动等功能，并且加工零件的精度高、精度一致性好，加工质量稳定。
[0004]60年代初，兰州石油机械研究所和哈尔滨空调机厂共同研制成功了制造单L型翅片管的生产线，该生产线功能单一，只能绕制单一的L型翅片管，管径和片距均不能任意改变、且操作速度较低、工人劳动强度大；兰州石油机械研究所与兰州长征机械厂协作，于1982年制成DL25-38型高速多功能翅片管生产线，这台高速、多功能生产线通过更换少数零部件，也可绕制单L、双L、KLM和镶嵌等形式的翅片管;我国各企业，如开封市红日散热器厂、哈尔滨空调机厂等，都纷纷开始研制了适合本企业发展的设备，并取得了较好的经济效益，经过不断的改进和完善，翘片管生产设备的性能和各项参数都得到了很大的提高，但这些改进的多数都只限于对机械结构的改造，翅片管生产线自动控制生产的能力相对较低;近年来，个别企业研制了具有控制能力的翅片管生产线，但具有控制系统的翅片管生产线研制工作仍是一项具有很大开发潜力的项目。
[0005]现在国内市场上所用的翅片管主要有以下两种类型:一种是高频焊螺旋翅片管生产线，高频装置开启后，高频电流通过馈电系统在钢管和钢带很小的范围内流过，由于高频电流的作用，在极短的时间内，把电流经过区域的钢管和钢带加热到呈塑性流状态，两个待结合的金属表面在顶锻力的作用下形成牢固的焊缝，随着钢管连续不断地旋转和轴向移动，以及钢带的同步输入，钢带就形成绕焊在钢管上的翅片;第二种是在钢管外表面绕有连续的螺旋形的铝片，这种铝带翅片管是通过钢管转动使铝带变成螺旋状，进而靠铝带自身的张力紧紧地包裹在钢管上形成的，由于现在国内对铝带翅片管的加工技术还处于半机械半手工状态，因此所加工的翅片管的精度就相对比较低，而且加工出来的废品较多，从而浪费了大量的材料；以上两种翅片管生产线，在控制系统方面大多是采用继电器、接触器等强电的一般逻辑顺序控制，缠绕机头牵引运动和旋转运动合用一个电机驱动，电机旋转，有两个输出，一个是直接带动钢管旋转，一个是通过传动齿轮，拖动钢管及辅件做直线运动；螺距的变化调整，是通过很多组备用齿轮组及齿轮箱共同调节，而且，螺距受齿轮比的限制，不能达到无级设定，往往不能满足客户的需求，时常出现质量问题。
[0006]我国现有的翘片管生产设备多属于半机械、半手工的操作方式，效率低下、质量不稳定、规格少、不能满足用户对质量、品种和规格的要求，很有必要在翅片管生产中加强控制功能，提高控制精度，达到精确控制缠绕速度，提高功效，降低废品率保证产品质量以更好地满足客户对品种和规格的要求，因而，对自动铝带绕片机的开发就显得尤为迫切。
[0007]总之，现有技术中，国产翘片管生产线与进口设备有一定的差距，前者精度不高、自动化程度较差、调试困难、生产效率低、翅片管制造质量不易保证;故应对其进行技术改造;因此，针对我国企业的实际情况，引进国外先进技术，改造我国现有的翅片管生产设备，使其具有自动控制功能，是目前需要积极研发跟进的一项至关重要的工作。
[0008]
【发明内容】
:
本发明的目的在于提供一种翘片生产线，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种翘片生产线，包括床身、上料装置、托架装置、加工装置、下料装置和矫正装置，所述加工装置包括绕制机构，绕制机构采用两台独立电动机调速的传动链分别驱动，所述绕制机构包括主运动伺服电机、转动体、进给运动伺服电机、箱体、钢管、乳盘和进给轮，所述转动体设置在箱体内，钢管穿设在转动体内，转动体上均布设置有三个进给轮，箱体上位于钢管的出口处设有乳盘，所述矫正装置包括矫正弹簧、矫正轮、导片体和矫正液压缸，矫正液压缸的底端设置矫正弹簧，矫正轮与导片体连接，所述上料装置包括分料板、上料支架、导料板、可调支承座和上料液压缸，上料支架上设置导料板，上料支架底端设有可调支承座，上料液压缸与分料板连接，所述托架装置包括上导向体支座、V型座、摆动液压缸、升降液压缸和支承座体，上导向体支座设置在V型座上，摆动液压缸与上导向体支座连接，升降液压缸和支承座体连接。
[0010]作为本发明进一步的方案:还包括控制系统，控制系统分别与主运动伺服电机、进给运动伺服电机、矫正液压缸、上料液压缸、摆动液压缸和升降液压缸电连接。
[0011]作为本发明再进一步的方案:所述绕制机构的工作流程包括以下步骤:
(a)钢管由上料装置传动到与乳头轴心平行时，工作台开始运动；
(b)在钢管进入箱体的时候，工作台上的进给运动伺服电机开始工作并带动箱体上的齿轮转动，从而达到带动主动轮里的进给轮带动钢管旋转并进行进给运动；
(c)钢管进到露出乳头15-25mm，转动绕片；
(d)绕到钢管给定长度时，停机，自动剪断铝带，将料送入装置中。
[0012]作为本发明再进一步的方案:所述导片体包括内导片体和外导片体。
[0013]作为本发明再进一步的方案:所述托架装置还包括上半导向体和下半导向体，下半导向体固定在V型座上。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明在数字化平台上设计了一种新型翘片管生产线，开发后的设备功能齐全，能够实现自动上下料、自动加工和实现不同的螺距等功能，能完成不同管径和翅片螺距的绕片加工，实现螺距的无级调整，而且操作方便，可实现程序管理、自动、手动等功能，并且加工零件精度一致性好，加工的产品精度能达到更高水平，加工质量稳定，废品率降低，国内领先水平，将填补国内相关领域的空白，特别适合国内中小型企业使用，对提高我国企业科技含量和市场竞争力具有很大帮助;本发明具有广泛的市场前景，能为企业带来更大的经济效益和社会效益，与开发前的翘片管生产线相比，其生产率可在原基础上提高5倍以上，具有可观的经济效益和社会效益。
【附图说明】
[0015]图1为翘片生产线的结构示意图。
[0016]图2为翘片生产线中绕制机构的结构示意图。
[0017]图3为翘片生产线中图2的A-A剖视图。
[0018]图4为翘片生产线中矫正装置的结构示意图。
[0019]图5为翘片生产线中上料装置的结构示意图.图6为翘片生产线中托架装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]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，都属于本发明保护的范围。
[0021 ]请参阅图1?6，本发明实施例中，一种翘片生产线，包括床身、上料装置、托架装置、加工装置、下料装置、矫正装置、液压系统和控制系统；
所述加工装置包括绕制机构，绕制机构采用两台独立电动机调速的传动链分别驱动，该调速系统由数控系统来保证钢管与进给之间准确的速比关系，使钢管转动一周乳头准确地移动一个导程，所述绕制机构包括主运动伺服电机1、转动体2、进给运动伺服电机3、箱体
4、钢管5、乳盘6和进给轮7，翘片的绕制过程是由钢管5相对于绕头的轴向进给和钢管沿自身回转运动的合成，为了实现钢管5的轴向进给和自身回转设计了在一个圆周上均匀分布三组结构完全相同的的转轮构成进给轮系，进给轮7的表面带有一种防滑材料以增大进给轮与钢管之间的摩擦力，有效的驱动钢管进行轴向运动，从结构中知道，当外部给进给轮7一个转动力，由于钢管5被夹紧在三个进给轮7的中间，这组进给轮7就会带动钢管5以钢管5的中心作圆周运动，从而实现了钢管5的自身回转运动。而当进给轮7各自绕自身的中心转动的时候，就迫使钢管5在自身的轴向上作直线运动，这样就实现了钢管的轴向进给，绕制机构的工作流程如下:
(a)钢管5由上料装置传动到与乳头轴心平行时，工作台开始运动； (b)在钢管5进入主箱体的时候，工作台上的电机开始工作并带动主箱体上的齿轮转动，从而达到带动主动轮里的进给轮7带动钢管5旋转并进行进给运动；
(c)钢管5进到露出乳头约20mm左右，转动绕片；
(d)绕到钢管给定长度时，停机，自动剪断铝带，将料送入装置中。
[0022]所述矫正装置包括矫正弹簧11、矫正轮12、导片体13和矫正液压缸14，矫正轮12根据加工产品的实际需要进行更换，矫正液压缸14用来调整矫正轮的上下位置，导片体13包括内导片体和外导片体，灵活地将铝片导入矫正轮12的导槽中，该装置结构简单，操作简便，使用性强，并能保证加工质量。
[0023]所述上料装置包括分料板21、上料支架22、导料板23、可调支承座24和上料液压缸25，所述上料装置使用上料液压缸25跟摆轮结合，组成一个摆动机构，当第一根钢管5进入摆轮上，上料液压缸25拉动摆轮，这样摆轮的弧形面就能挡住后一根钢管5下来，当摆轮回到起始位置后，第二根钢管5才能够进入摆轮上，而摆轮所摆动得角度由上料液压缸25的行程来调节，因此这样循环运动，就能完成上料的整个过程，如果钢管5过长，就需一个上料液压缸25来控制多个摆轮，这样摆轮的同步性就能得到很好的保证。在结构中，为了让钢管5能够自由的在斜架上往下滚动，在结构中设计了一个可调斜度的支撑架，通过对斜架进行角度调整，从而找到适合于钢管往下滚动的角度(这个角度通过计算在8度到10度)。如果支撑斜架的倾斜角度过大，那钢管往下滚动的速度就会过大，这样就导致钢管会相继滚出摆动轮，相反，其倾斜角度过小，钢管往下滚动的速度会非常缓慢，甚至可能不会往下滚动，这样一来，就迫使钢管全部积压在斜架上，因此，这两种情况都不能达到所需要的上料过程，从而延误整个机构的运行状态。所以，调节斜架的倾斜角度尤为重要。钢管支架结构简单，其支架都是采用国家标准的槽钢材料，并且其斜度可以进行人工调节，这样既能简便机械结构，又能更好的达到预期效果。这样就避免了钢管在机构中由于挤压而堵塞通道。
[0024]所述托架装置包括上导向体支座31、V型座32、摆动液压缸33、升降液压缸34和支承座体35，托架装置上设置有两个半圆形的装置，即上半导向体和下半导向体。上半导向体能够在摆动液压缸33作用下转动而实现开合运动，下半导向体固定在V型座32上。当钢管5进入到半圆槽内后，升降液压缸34开始往上托起支架，等待钢管的加工，当钢管上被绕上翅片后，由于钢管的转动速度大，钢管自然就会产生挠度，并且根据钢管越长，速度越大，挠度就越大，这样容易将管上的翅片破坏掉，造成废品，因此这个时候摆动液压缸33工作，让两个半圆扣在一起，这样就使翅片管在这个圆形的槽里转动，防止了翅片管震动过大，起到了保护措施，这个浮动支承托架结构简单，容易加工，并且拆装方便。浮动支撑托架把上料装置中的钢管送到一定的高度，再让加工装置对钢管进行加工。
[0025]托架装置既起到传送作用，又能起到支撑作用，当绕制机构接近托架时，液压缸的活塞杆会自动下移，使绕制机构顺利通过。当整根钢管都加工完后，升降液压缸34工作，让托架下移，将翅片管带到下料装置。
[0026]由于钢管的直径不一样，所以每次传送的高度就会不一样，因此在每一次传送前，液压缸都要调节往上运动的行程，对于托架结构来说，所要完成的不止是要传送钢管进行加工，而且当加工完成后，还需将绕制后的钢管传送到下料机构中，因此速度快就会破坏钢管上的铝片，进而使整个翅片管报废。因而在传送过程中，传送速度缓慢，整个运动比较平稳。必须控制托架装置的运动速度来保证翅片管的加工质量。
[0027]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0028]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种翘片生产线，包括床身、上料装置、托架装置、加工装置、下料装置和矫正装置，其特征在于，所述加工装置包括绕制机构，绕制机构采用两台独立电动机调速的传动链分别驱动，所述绕制机构包括主运动伺服电机(I)、转动体(2)、进给运动伺服电机(3)、箱体(4)、钢管(5)、乳盘(6)和进给轮(7)，所述转动体(2)设置在箱体(4)内，钢管(5)穿设在转动体(2)内，转动体(2)上均布设置有三个进给轮(7)，箱体(4)上位于钢管(5)的出口处设有乳盘(6)，所述矫正装置包括矫正弹簧(11)、矫正轮(12)、导片体(13)和矫正液压缸(14)，矫正液压缸(14)的底端设置矫正弹簧(11)，矫正轮(12)与导片体(13)连接，所述上料装置包括分料板(21)、上料支架(22)、导料板(23)、可调支承座(24)和上料液压缸(25)，上料支架(22)上设置导料板(23)，上料支架(22)底端设有可调支承座(24)，上料液压缸(25)与分料板(21)连接，所述托架装置包括上导向体支座(31)、V型座(32)、摆动液压缸(33 )、升降液压缸(34)和支承座体(35)，上导向体支座(31)设置在V型座(32)上，摆动液压缸(33)与上导向体支座(31)连接，升降液压缸(34)和支承座体(35)连接。2.根据权利要求1所述的翘片生产线，其特征在于，还包括控制系统，控制系统分别与主运动伺服电机(I)、进给运动伺服电机(3)、矫正液压缸(14)、上料液压缸(25)、摆动液压缸(33 )和升降液压缸(34 )电连接。3.根据权利要求1所述的翘片生产线，其特征在于，所述绕制机构的工作流程包括以下步骤: (a)钢管由上料装置传动到与乳头轴心平行时，工作台开始运动； (b)在钢管进入箱体的时候，工作台上的进给运动伺服电机开始工作并带动箱体上的齿轮转动，从而达到带动主动轮里的进给轮带动钢管旋转并进行进给运动； (c)钢管进到露出乳头15-25mm，转动绕片； (d)绕到钢管给定长度时，停机，自动剪断铝带，将料送入装置中。4.根据权利要求1所述的翘片生产线，其特征在于，所述导片体(13)包括内导片体和外导片体。5.根据权利要求1所述的翘片生产线，其特征在于，所述托架装置还包括上半导向体和下半导向体，下半导向体固定在V型座(32)上。
【文档编号】B21D3/00GK106040779SQ201610536209
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月10日
【发明人】葛江华, 李文义, 王亚萍, 朱晓飞
【申请人】哈尔滨理工大学