[發(fā)明專利]一種管材拉彎卷圓成形裝置及方法

有效

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• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN105964724B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉相華;祁俊龍;高海濤;張世龍;王賽;孫祥坤;付書濤
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 陳岑

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及材料成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管材拉彎卷圓成形裝置及方法。

背景技術(shù)：

高頻焊管因其強度高、抗彎截面模量大、易于裝備、美觀等諸多不可替代的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各類結(jié)構(gòu)、輸送流體和粉狀固體、交換熱能、制造機械零件和容器等方面。目前，傳統(tǒng)高頻焊管主要通過輥彎機組成形生產(chǎn)，具體是通過一系列輥子將金屬板材連續(xù)彎曲成一定形狀尺寸的空心管材，但在板材卷曲成形過程中，成形道次多、生產(chǎn)能耗大、設(shè)備投入和維護成本高，不能很好的適應(yīng)節(jié)能減排的需求。

在日常生活中，鋼管混凝土因其抗彎和抗壓潰性能好、成本低廉，而被廣泛運用于建筑、市政等領(lǐng)域中，但因為混凝土的空隙多結(jié)合強度低、生產(chǎn)效率低下且無法生產(chǎn)小斷面產(chǎn)品等缺點，致使其使用受到限制。通過外層金屬材料和內(nèi)層填芯料復合而成的填芯管則可以很好的克服上述的問題，目前現(xiàn)有技術(shù)是通過手動操作將填芯料灌入管材，生產(chǎn)效率低，很難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

因此，需要設(shè)計一種管材拉彎卷圓成形裝置及方法，能夠?qū)⒔饘賻Р睦瓘澗韴A制備為空心管或填芯管，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的是提供一種管材拉彎卷圓成形裝置及方法，只需要一道次拉拔就能生產(chǎn)出所需要的空心管或填芯管。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種管材拉彎卷圓成形裝置，用于將金屬帶材拉彎卷圓制備為空心管或填芯管，所述填芯管是在金屬帶材卷圓成形形成封閉管材之前，在管材中填裝填芯料，所述裝置包括：沿金屬帶材穿入方向依次設(shè)置的開卷裝置、摩擦阻尼裝置、導向輥、拉彎卷圓裝置、夾送輥、焊接裝置、軋制機組、退火裝置及收料裝置，所述拉彎卷圓裝置包括模具主體，所述模具主體一端開設(shè)有帶材進料口，模具主體另一端開設(shè)有定徑腔，在所述帶材進料口處設(shè)置有限位端蓋，用以限制金屬帶材進入所述拉彎卷圓裝置的位置，所述模具主體內(nèi)部沿軸向設(shè)置有回轉(zhuǎn)曲面工作腔，所述回轉(zhuǎn)曲面工作腔的軸截面為兩條關(guān)于軸線對稱的S型曲線組成的瓶形結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)曲面工作腔的大口端與所述帶材進料口連通，且其小口端與所述定徑腔連通，金屬帶材由所述帶材進料口進入所述回轉(zhuǎn)曲面工作腔，在回轉(zhuǎn)曲面工作腔內(nèi)壁的作用下，金屬帶材被卷圓制備成所述空心管，卷圓接口處由所述焊接裝置焊接形成管材，所述管材經(jīng)所述軋制機組軋制，經(jīng)所述退火裝置處理后，收集于所述收料裝置上。

所述模具主體上端開設(shè)有填料進口，所述填料進口靠近帶材進料口的一側(cè)安裝有擋料板，所述擋料板下端延伸至回轉(zhuǎn)曲面工作腔中，且所述擋料板下端為弧形，其弧度與回轉(zhuǎn)曲面工作腔的曲面弧度相配合。

所述填料進口上端安裝有進料斗，用以向拉彎卷圓裝置中卷圓管材添加填芯料制備所述填芯管。

所述填料進口軸向截面形狀為等腰梯形，且所述填料進口的位置位于所述拉彎卷圓裝置的帶材進料口與定徑腔之間。

所述退火裝置和收料裝置之間還設(shè)置有飛鋸，用以對管材進行鋸切；所述軋制機組由大于等于一臺的軋機組成。

所述焊接裝置和軋制機組之間還設(shè)置有去毛刺裝置。

所述收料裝置為收料架或卷筒，所述卷筒的筒軸通過聯(lián)軸器與減速機的輸出軸相連，且減速機的輸入軸通過聯(lián)軸器與電機的輸出軸連接，所述卷筒靠近減速機的一端設(shè)置有限位板，遠離減速機另一端為錐形落料段，所述限位板和錐形落料段之間為圓柱形拉拔段。

采用上述的一種管材拉彎卷圓成形裝置制備管材的方法，其具體步驟如下：

步驟一：穿帶

將金屬帶卷放置于開卷裝置中，修剪帶卷的頭部，將修剪后的金屬帶材頭部通過限位端蓋和帶材進料口穿過拉彎卷圓裝置，然后穿過軋制機組的輥縫；

步驟二：卷圓和焊接

啟動軋制機組、焊接裝置及退火裝置，金屬帶材在軋制機組的拉拔作用下，由限位端蓋和帶材進料口進入模具主體內(nèi)部沿軸向設(shè)置的回轉(zhuǎn)曲面工作腔，在所述回轉(zhuǎn)曲面工作腔內(nèi)壁的作用下卷圓為未封閉空心管材，并由定徑腔送出；

然后通過焊接裝置對由定徑腔送出的未封閉管材進行焊接，焊接為封閉管材；

步驟三：軋制

焊接好的管材通過軋制機組將管材軋制為需要的尺寸，通過退火裝置對軋制后管材進行退火處理；

步驟四：收料

通過收料裝置對退火后管材進行收料處理。