一种螺旋波纹换热管加工设备及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种螺旋波纹换热管加工设备及其加工方法，加工设备包括主机架、进料架、成型机、小车、链轮传送带、变频驱动装置、旋转卡紧装置和控制机柜；旋转卡紧装置在随小车向后移动时带动管坯使经过成型机的管坯在边旋转边移动的过程中加工成表面带有螺旋波纹线的螺旋波纹管；控制机柜中安装有PLC可编程控制器，PLC可编程控制器连接有人机界面HMI。其加工方法包括调整控制参数、穿装管坯和管坯加工。本发明专利技术操作容易、自动化程度及产品加工效率高、生产的管长不受自身机身长度限制，能满足绕管式换热器对超长螺旋波纹管的使用需求。

Spiral corrugated heat exchange tube processing equipment and processing method thereof

The invention discloses a spiral corrugated heat exchanger tube processing equipment and its processing method, which comprises a main frame, a feeding frame, a forming machine, a trolley, a chain wheel conveyor belt, a frequency conversion drive device, a rotating clamping device and a control cabinet; a rotating clamping device drives the tube billet to pass through the forming machine when the trolley moves backwards. The billet is processed into helical bellows with helical corrugated lines on the surface during the process of moving while rotating. PLC programmable controller is installed in the control cabinet, and the PLC programmable controller is connected with HMI. The processing methods include adjusting the control parameters, wearing the tube blank and processing the tube blank. The invention has the advantages of easy operation, high automation degree, high product processing efficiency, and the length of the tube produced is not limited by the length of the fuselage itself, and can meet the use demand of the super-long spiral bellows of the tube-wound heat exchanger.

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋波纹换热管加工设备及其加工方法
本专利技术涉及机械设备行业，特别是用于加工高效换热管的一种加工设备，具体地说是一种螺旋波纹换热管加工设备及其加工方法。
技术介绍
绕管式换热器属于一种高效节能的换热设备，符合当前节能、环保、可持续发展的科技发展方向，其在石油化工、煤化工等装置的节能减排中起到了明显的作用。目前，在装置大型化的趋势下，换热设备的超规格化已不可避免，但超规格的换热设备在一定程度上却受制于制造加工的技术水平。目前，具有强化传热意义的各种高效换热管在列管式换热器中的应用已日趋成熟，效果明显。其中螺旋波纹管是高效换热管的一种，如能将其与绕管式换热器进行有效的结合，那么绕管式换热器的结构将更加高效紧凑，换热效果也将显著提高。但是，由于绕管式换热器中的螺旋波纹管要求管路中不能有接头，必须是一根整管，因此这就需要生产绕管式换热器用螺旋波纹管的生产设备，必须突破只能生产在列管式换热器上使用的短管的技术缺陷，具备生产超长螺旋波纹管的能力。所谓的超长螺旋波纹管的长度至少大于15米。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供控制简单、加工效率高、生产的管长不受自身机身长度限制的一种螺旋波纹换热管加工设备及其加工方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种螺旋波纹换热管加工设备，包括主机架，主机架的前方设有用于使待加工成螺旋波纹管的管坯管在进料时沿直线方向向后输送的进料架，该主机架上的前端固定安装有通过对输送的管坯进行挤压使管坯表面形成具有一定深度波纹的成型机，并且主机架上在位于成型机的后方设有能移动的小车，主机架的后端安装有通过驱动链轮传送带带动小车沿主机架导向前后直线移动的变频驱动装置，小车上设置有能卡紧和带动管坯旋转的旋转卡紧装置，旋转卡紧装置在随小车向后移动时，带动管坯使经过成型机的管坯在边旋转边移动的过程中加工成表面带有螺旋波纹线的螺旋波纹管，旋转卡紧装置在随小车向前移动时松脱管坯；主机架旁设置有控制机柜，该控制机柜中安装有通过控制小车的移动方向速度或控制旋转卡紧装置的旋转方向速度来改变管坯表面螺旋波纹线螺距的PLC可编程控制器，PLC可编程控制器分别与变频驱动装置和旋转卡紧装置电信号控制相连接，并且所述的PLC可编程控制器通过RS232C串线接口连接有10.2寸用于向PLC可编程控制器输入控制指令信号的人机界面HMI。为优化上述技术方案，采取的措施还包括：上述的进料架的平台上固定安装有对管坯的直线输送起导向和保护作用的PVC保护管，管坯与PVC保护管穿设相配合；进料架上在位于PVC保护管的后端安装有管尾监测装置，管尾监测装置包括监测支座和用于监测管坯的管尾的管尾光纤传感器；监测支座成型有与PVC保护管同轴心能使管坯穿过的监测孔，管尾光纤传感器安装在该监测孔中，并且管尾光纤传感器与PLC可编程控制器电信号反馈相连接。上述的成型机由成型支座、成型模座、成型模、外转动圈、第一油缸和第一油压站组成；第一油压站设置于地面用于为第一油缸的伸缩提供液压动力，成型支座纵向安装在第一油压站上，并且成型支座通过螺栓与主机架固定相连接，成型模座固定安装在成型支座上，成型模定位安装在成型模座中，该成型模的中心设有能使管坯穿过的波纹型腔孔，第一油缸安装在成型支座的一侧，外转动圈的一端铰链在成型模座上，该外转动圈的另一端通过拉背机构与第一油缸的活塞杆相连接，外转动圈上设有与波纹型腔孔配合挤压管坯形成波纹的波纹型块，第一油缸通过带动外转动圈旋转收紧或松放实现对管坯表面波纹深浅的加工控制，所述的第一油压站与PLC可编程控制器电信号控制相连接，所述的成型模座上能位置调节地安装有两个用于控制外转动圈转动角度的电感式位置开关，所述的电感式位置开关与PLC可编程控制器电信号反馈相连接；外转动圈上设置有用于使电感式接近开关感应到的感应点。上述的主机架由长方形的矩形框体和多根用于支撑该矩形框体的支撑柱组成；两相邻的支撑柱间连接有用于提高主机架稳定性的加强杆；矩形框体上相平行安装有两根使小车沿直线前后横移的直线导轨，小车的车架底部安装有两对用于与相应侧的直线导轨滚动配合的滚轮；链轮传送带与小车的车架相连接，该链轮传动带通过前链轮转轴和后链轮转轴转动安装在主机架上。上述的旋转卡紧装置由齿轮箱、伺服电机、导向套、三爪液压卡盘、第二油缸和为第二油缸提供液压动力的第二油压站组成；齿轮箱固定安装在小车车架的前端，第二油压站固定安装在小车车架的后端，三爪液压卡盘固定套装在导向套上，导向套转动安装在齿轮箱上，第二油缸铰链在齿轮箱上部的支座上，该第二油缸通过拉动拉杆控制三爪液压卡盘的卡爪卡紧穿过导向套的管坯；伺服电机安装在齿轮箱的后部，该伺服电机通过齿轮箱带动导向套驱动被卡紧的管坯旋转；伺服电机和第二油压站均与PLC可编程控制器电信号控制相连接。上述进料架上PVC保护管的中心轴线、成型模中心波纹型腔孔的中心轴线以及导向套的中心轴线相重合；变频驱动装置包括变频电机和通过变频电机带动的变速装置，变速装置的动力输出端与链轮传送带驱动相连接，该变速装置安装有用于监测变速装置转速的增量式旋转编码器；增量式旋转编码器和变频电机均与PLC可编程控制器电信号控制相连接。上述的主机架中等间隔设有三个用于上升托住管坯中已加工成螺旋波纹管段的托管架，三个托管架由前向后依次为一号托管架、二号托管架和三号托管架；每一托管架均与PLC可编程控制器升降控制相连接。上述的主机架上设置有用于限定小车最大行程的挡板和用于反馈小车移动到位信号的行程开关；挡板包括用于限定小车向前移动最大行程的前端挡板和用于限定小车向后移动最大行程的末端挡板，行程开关包括位于前端挡板处设置的前端行程开关和位于末端挡板处设置的末端行程开关；所述的前端行程开关和末端行程开关均与PLC可编程控制器电信号控制相连接。上述的主机架上由前向后共安装有七个用于监测小车移动位置的电感式接近开关，每一电感式接近开关均与PLC可编程控制器电信号相连接；七个电感式接近开关中的第一电感式接近开关安装在一号托管架前部的主机架上，七个电感式接近开关中的第二电感式接近开关和第三电感式接近开关依次安装在一号托管架和二号托管架之间的主机架上，七个电感式接近开关中的第四电感式接近开关和第五电感式接近开关依次安装在二号托管架和三号托管架之间的主机架上，七个电感式接近开关中的第六电感式接近开关和第七电感式接近开关依次安装在三号托管架后部的主机架上。本专利技术还提供了一种螺旋波纹换热管加工设备的加工方法；该加工方法包括以下步骤：a)、根据螺旋波纹管的技术参数要求，将与该技术参数要求相适配的成型模安装到成型模座上，并通过人机界面HMI调整PLC可编程控制器的控制软件参数，使PLC可编程控制器的控制软件参数与螺旋波纹管的技术参数要求相一致；所述的技术参数包括螺旋波纹管的直径参数、旋向参数、螺旋角参数、螺距参数、头数参数和波纹深度参数；b)、将待加工成螺旋波纹管的管坯管子从进料架PVC保护管中穿入，管坯通过管尾监测装置的监测孔和成型机的波纹型腔孔进入旋转卡紧装置的导向套；c)、在控制机柜上按复位按钮后将自动/手动开关拔向自动档，再按下启动按钮，PLC可编程控制器自动控制旋转卡紧装置卡紧管坯并带动管坯开始转动，同时控制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺旋波纹换热管加工设备，包括主机架(1)，其特征是：所述的主机架(1)的前方设有用于使待加工成螺旋波纹管的管坯在进料时沿直线方向向后输送的进料架(2)，该主机架(1)上的前端固定安装有通过对输送的管坯进行挤压使管坯表面形成具有一定深度波纹的成型机(3)，并且主机架(1)上在位于成型机(3)的后方设有能移动的小车(4)，所述的主机架(1)的后端安装有通过驱动链轮传送带(5)带动小车(4)沿主机架(1)导向前后直线移动的变频驱动装置(6)，所述的小车(4)上设置有能卡紧和带动管坯旋转的旋转卡紧装置(7)，所述的旋转卡紧装置(7)在随小车(4)向后移动时，带动管坯使经过成型机(3)的管坯在边旋转边移动的过程中加工成表面带有螺旋波纹线的螺旋波纹管，所述的旋转卡紧装置(7)在随小车(4)向前移动时松脱管坯；所述的主机架(1)旁设置有控制机柜(8)，该控制机柜(8)中安装有通过控制小车(4)的移动方向速度或控制旋转卡紧装置(7)的旋转方向速度来改变管坯表面螺旋波纹线螺距的PLC可编程控制器(81)，所述的PLC可编程控制器(81)分别与变频驱动装置(6)和旋转卡紧装置(7)电信号控制相连接，并且所述的PLC可编程控制器(81)通过RS232C串线接口连接有10.2寸用于向PLC可编程控制器(81)输入控制指令信号的人机界面HMI(9)。...

【技术特征摘要】
1.一种螺旋波纹换热管加工设备，包括主机架(1)，其特征是：所述的主机架(1)的前方设有用于使待加工成螺旋波纹管的管坯在进料时沿直线方向向后输送的进料架(2)，该主机架(1)上的前端固定安装有通过对输送的管坯进行挤压使管坯表面形成具有一定深度波纹的成型机(3)，并且主机架(1)上在位于成型机(3)的后方设有能移动的小车(4)，所述的主机架(1)的后端安装有通过驱动链轮传送带(5)带动小车(4)沿主机架(1)导向前后直线移动的变频驱动装置(6)，所述的小车(4)上设置有能卡紧和带动管坯旋转的旋转卡紧装置(7)，所述的旋转卡紧装置(7)在随小车(4)向后移动时，带动管坯使经过成型机(3)的管坯在边旋转边移动的过程中加工成表面带有螺旋波纹线的螺旋波纹管，所述的旋转卡紧装置(7)在随小车(4)向前移动时松脱管坯；所述的主机架(1)旁设置有控制机柜(8)，该控制机柜(8)中安装有通过控制小车(4)的移动方向速度或控制旋转卡紧装置(7)的旋转方向速度来改变管坯表面螺旋波纹线螺距的PLC可编程控制器(81)，所述的PLC可编程控制器(81)分别与变频驱动装置(6)和旋转卡紧装置(7)电信号控制相连接，并且所述的PLC可编程控制器(81)通过RS232C串线接口连接有10.2寸用于向PLC可编程控制器(81)输入控制指令信号的人机界面HMI(9)。2.根据权利要求1所述的一种螺旋波纹换热管加工设备，其特征是：所述的进料架(2)的平台上固定安装有对管坯的直线输送起导向和保护作用的PVC保护管(21)，所述的管坯与PVC保护管(21)穿设相配合；所述的进料架(2)上在位于PVC保护管(21)的后端安装有管尾监测装置，所述的管尾监测装置包括监测支座(22)和用于监测管坯的管尾的管尾光纤传感器(23)；所述的监测支座(22)成型有与PVC保护管(21)同轴心能使管坯穿过的监测孔，所述的管尾光纤传感器(23)安装在该监测孔中，并且管尾光纤传感器(23)与PLC可编程控制器(81)电信号反馈相连接。3.根据权利要求2所述的一种螺旋波纹换热管加工设备，其特征是：所述的成型机(3)由成型支座(31)、成型模座(32)、成型模(33)、外转动圈(34)、第一油缸(35)和第一油压站(36)组成；所述的第一油压站(36)设置于地面用于为第一油缸(35)的伸缩提供液压动力，所述的成型支座(31)纵向安装在第一油压站(36)上，并且成型支座(31)通过螺栓与主机架(1)固定相连接，所述的成型模座(32)固定安装在成型支座(31)上，所述的成型模(33)定位安装在成型模座(32)中，该成型模(33)的中心设有能使管坯穿过的波纹型腔孔，所述的第一油缸(35)安装在成型支座(31)的一侧，所述的外转动圈(34)的一端铰链在成型模座(32)上，该外转动圈(34)的另一端通过拉背机构(37)与第一油缸(35)的活塞杆相连接，所述的外转动圈(34)上设有与波纹型腔孔配合挤压管坯形成波纹的波纹型块，所述的第一油缸(35)通过带动外转动圈(34)旋转收紧或松放实现对管坯表面波纹深浅的加工控制，所述的第一油压站(36)与PLC可编程控制器(81)电信号控制相连接，所述的成型模座(32)上能位置调节地安装有两个用于控制外转动圈(34)转动角度的电感式位置开关(38)，所述的电感式位置开关(38)与PLC可编程控制器(81)电信号反馈相连接；所述的外转动圈(34)上设置有用于使电感式接近开关(38)感应到的感应点。4.根据权利要求3所述的一种螺旋波纹换热管加工设备，其特征是：所述的主机架(1)由长方形的矩形框体(11)和多根用于支撑该矩形框体(11)的支撑柱(12)组成；两相邻的支撑柱(12)间连接有用于提高主机架(1)稳定性的加强杆(13)；所述的矩形框体(11)上相平行安装有两根使小车(4)沿直线前后横移的直线导轨，所述的小车(4)的车架底部安装有两对用于与相应侧的直线导轨滚动配合的滚轮(41)；所述的链轮传送带(5)与小车(4)的车架相连接，该链轮传动带(5)通过前链轮转轴(51)和后链轮转轴(52)转动安装在主机架(1)上。5.根据权利要求4所述的一种螺旋波纹换热管加工设备，其特征是：所述的旋转卡紧装置(7)由齿轮箱(71)、伺服电机(72)、导向套(73)、三爪液压卡盘(74)、第二油缸(75)和为第二油缸(75)提供液压动力的第二油压站(76)组成；所述的齿轮箱(71)固定安装在小车(4)车架的前端，所述的第二油压站(76)固定安装在小车(4)车架的后端，所述的三爪液压卡盘(74)固定套装在导向套(73)上，所述的导向套(73)转动安装在齿轮箱(71)上，所述的第二油缸(75)铰链在齿轮箱(71)上部的支座上，该第二油缸(76)通过拉动拉杆(77)控制三爪液压卡盘(74)的卡爪卡紧穿过导向套(73)的管坯；所述的伺服电机(72)安装在齿轮箱(71)的后部，该伺服电机(72)通过齿轮箱(71)带动导向套(73)驱动被卡紧的管坯旋转；所述的伺服电机(72)和第二油压站(76)均与PLC可编程控制器(81)电信号控制相连接。6.根据权利要求5所述的一种螺旋波纹换热管加工设备，其特征是：所述进料架(2)上PVC保护管(21)的中心轴线、成型模(33)中心波纹型腔孔的中心轴线以及导向套(73)的中心轴线相重合；所述的变频驱动装置(6)包括变频电机和通过变频电机带动的变速装置，所述的变速装置的动力输出端与链轮传送带(5)驱动相连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴通良，何永红，周耀，
申请(专利权)人：宁波东鼎特种管业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33