[發明專利]內螺紋管脹管成形中內表面齒形幾何形狀變化測量裝置

有效

• 申請號: 200910047047.2
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101504284A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 唐鼎;李大永;彭穎紅;黃華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種計量技術領域的裝置，具體是一種內螺紋管脹管成形中內表面齒形幾何形狀變化測量裝置。

背景技術

內螺紋管是熱交換器所使用的首選高效節能管材，由于內壁具有一定高度、一定角度的螺旋形凸筋，不僅大大增加了內壁的接觸面積，而且使制冷介質在管內呈紊流狀態，令熱交換過程更加充分。試驗表明：內螺紋管較傳統的光管傳熱效率可提高4～8倍。ERW(電阻焊，Electric?Resistance?Weld)高頻焊接內螺紋管的生產，首先需要對帶狀材料進行壓紋，然后對壓紋帶材進行輥彎焊接成為管材。因此可以任意改變管內螺紋的方向，更增強管體液體的紊流效果，是空調與制冷行業管材的發展方向。

由于換熱器管內為氣液兩相流動換熱，內螺紋管的內流動和換熱機制則更為復雜，齒高的變化對管內部的內流動、壓力損失和換熱都會產生很大的影響。內螺紋管熱交換器需要經脹管成形工藝，使其與散熱翅片連接。該成形過程中，內螺紋受模具擠壓其齒高減小，原本在帶材上設計的壓紋齒形參數會發生變化，造成設計換熱效果與實際偏差較大。因此如果在帶材壓紋齒形設計階段，使用試驗的方法模擬每種齒形的脹管成形，并獲得成形后齒形幾何參數的變化量，可以對所設計的齒形進行合理的修正，減小脹管成形后實際齒形幾何參數與設計方案的誤差，對帶材壓紋齒形設計有重要意義。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利授權公告號為CN1945267，名稱為：一種力學試驗機。該設備包括液壓缸、內活塞、控制液壓缸內活塞運動的電動機、放置試件的上固定座和底座；力學實驗機的液壓缸通過其上、下部分分別連接的液壓傳動管控制第一液壓缸和第二液壓缸的運動，并且可通過壓力傳感器將壓力數值實時反饋至控制模塊，控制模塊再根據此反饋的壓力數值調整電動機的轉動方向及角度，以實現對試件上作用力的精確控制。同時，對試件進行拉、壓、彎、扭等參數進行測量的力學實驗機主體部分與液壓缸通過液壓傳動管軟連接，可自由移動。其不足之處在于：無法實現模擬脹管成形加工條件；液壓系統體積大，可能出現泄漏，兩液壓缸不同步運動等因素，影響運動平穩性和測量精確性；設備復雜，使用不便。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種內螺紋管脹管成形中內表面齒形幾何形狀變化測量裝置，使其利用先進的高精度三相動力儀模擬內螺紋管脹管成形過程——脹管壓力對管壁的作用，并用千分表測量齒高減少和回彈量，解決現有技術無法對內螺紋管脹管成形后齒高變化量有效獲取的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：三維坐標儀刀柄，脹管模具、試件粘接槽、粘接槽固定臺、三相動力儀壓電傳感器平臺、三維坐標儀工作臺、千分表。三相動力儀壓電傳感器平臺固定在三維坐標儀工作臺上，并通過信號線連接電荷放大器和A/D采集計算機。試件粘接在試件粘接槽內部。試件粘接槽固定在粘接槽固定臺上，粘接槽固定臺固定在三相動力儀壓電傳感器平臺上，保證好固定平臺的水平度。脹管模具緊固在三維坐標儀刀柄上，并將三維坐標儀刀柄的旋轉自由度鎖定。千分表以磁力座固定在三維坐標儀刀柄上。

所述三維坐標儀刀柄連接并控制脹管模具的運動。

所述脹管模具是一個帶柱狀柄的方形件，通過柄與三維坐標儀刀柄進行連接，脹管模具底部側面輪廓設計為與實際使用的圓錐形脹管模具輪廓相同的平底。

所述試件粘接槽，是一個帶有容納試件的凹槽的方形件。

所述粘接槽固定臺，其結構為帶有螺紋孔的矩形鐵塊，通過螺紋連接動力儀壓電傳感器平臺。

所述三相動力儀壓電傳感器平臺是長寬比試件固定臺長寬稍大的矩形塊，其內部裝有壓電傳感器，實時感應試件所受正壓力和切向力的作用，并在配有A/D采集卡的計算機實時顯示出來。