【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性管道加工，尤其涉及一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置及其方法。
技术介绍
1、不锈钢环形方波波纹管为小口径不锈钢金属软管的一种，通常由薄壁不锈钢通过卷圆焊接旋压而成。双波波纹管是一种具有环形大小波柔性金属软管，在弯曲过程中小波在大波的弯曲挤压过程中可以获得更小的弯曲半径，相对单一波波纹管具有更好的弯曲性能和疲劳寿命。因其具有柔性好、刚度强、耐压高、用料省的特点，或者用于柔性管路连接件承载各种脉冲、扭转和弯曲载荷。
2、现有技术中，“金属波纹管反复弯曲破坏机制及结构优化与性能控制研究”中披露了一种大小波纹相互交替分布的u形金属波纹管来满足极限弯曲的工况环境，其目的是：当波纹管发生大弯曲变形时，可以依据相邻波形不同的结构参数来增强波纹管的最大弯曲角位移补偿能力。但文中仅提及采用液压方式进行成型，未涉及相关机械辊轧成型手段和作用机理。
3、另外，公告号为cn112091027b的中国专利披露了一种定尺寸长度的无缝薄壁波纹管滚压成型机，包括机架、牵引机构、成型机构、出料机构、油箱、润滑箱和中控系统；牵引机构、成型机构等设置在机架上，成型机构位于牵引机构和送料机构之间，无缝薄壁管通过牵引机构进入成型机构旋压成型，成型后的波纹管通过出料机构导出成品。但是该技术方案仅适用于定尺长的无缝波纹管软管生产，由于采用单成型机构，成型效率低、无法实现连续生产，只能生产单波单一型号波纹管。
4、公告号为cn114589225a的中国专利披露了一种波纹管成型装置，包括支撑块、轴承、模具和紧固环；支撑块通
5、公告号为cn107755497b的中国专利披露了一种金属护套轧纹机，包括刀盘、导杆、滑动刀座、旋转轴、轧纹刀和推盘。电缆或者光缆护套通过导向机构进入轧纹机构中，成型刀盘在旋转电机的驱动下围绕电缆护套旋转，所述轧纹刀根据波纹深浅要求调节后，随着刀盘在电缆护套上轧出波纹管状的外形。但是该专利的技术方案也是采用单模内旋压模式进行波纹成型，主要针对的产品为电缆护套单波纹轧制，同样存在轧制精度不足问题。
6、公告号为cn113319149b的中国专利披露了一种生产环形金属波纹管的一体成型设备，包括依次放置的放料机、焊接机、牵引机、成型机、整形机、清洗机以及收料机。钢带放置在放料机上，经过卷圆装置后逐步卷成圆管，然后通过焊接机焊接成有缝焊管，经过牵引装置逐次进入成型机和整形机，并通过成品的清洗和收卷完成整个工艺流程，该方案前三道次采用内旋压成型，第四道次采用三辊外辊压整形。虽然该技术方案相比前序的技术方案进行了大幅度优化，实现了金属波纹管的在线连续成型和焊接，但依然没有提出或者解决双波波纹管生产方法和实现形式，并且也存在产品结构单一性问题。
7、公告号为cn215355623u的中国专利披露了一种用于生产环形金属波纹管的整形模具，包括壳体、卡盘、卡爪以及渐变螺距滚轴。环形初波波纹管进入整形模具后，经由三个渐变螺距滚轴旋压成标准的环形金属波纹管。该专利是公告号cn113319149b的一种生产环形金属波纹管的一体成型设备中国专利的一种结构补充，虽然该技术方案提出了渐变模具外旋压整形，但是并未给出具体的成型方法和产品结构，结构形式比较单一，适用于单一波形轧制。
8、公告号为cn114749555a的中国专利披露了一种金属软管成型装置及其成型方法，包括工作台、卷圆机构、钢管整圆机构、润滑机构、第一浅波成型机构、第二浅波成型机构、第三浅波成型机构、密波成型机构和高压清洗机构。该专利与文献cn113319149b公开的一种生产环形金属波纹管的一体成型设备原理一致，同样存在产品结构单一的问题，主要针对特定口径产品设计，无法满足多种规格的波纹管生产。
9、综上所述，现有技术中虽然分别从多个角度提出了有益的创新方案，但是大多采用内旋压、内外复合旋压工艺技术或者单波液压胀型技术，虽然能够在一定程度上解决普通单波波纹管旋压成型问题或者多波液压成型问题，但是未能实现双波波纹管一体化机械辊轧或旋压成型技术方案，也并未解决双波波纹管批量化生产核心制造工艺，而且设备或产品结构单一，无法兼容多型号产品，同时未考虑模具更换的便捷性。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置及其方法，首次提出了全道次外辊辊轧双波波纹管成型技术，可以高效优质的满足不同使用工况的双波波纹软管的生产和制造，具有成型效率高、产品精度好等特点，同时能够实现在线一体化连续成型和多种型号产品的切换。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术所提出的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，包括冷弯辊组、焊接机构、牵引机构和辊轧机构；所述焊接机构对应设置在冷弯辊组的出口侧上方；所述牵引机构对应设置在冷弯辊组出口侧前方；所述辊轧机构对应设置在牵引机构的出口侧前方；所述辊轧机构包括依次均匀排列的三组初轧机构和一组精轧机构。
4、进一步的，所述初轧机构和精轧机构均由三个圆周均布的圆环形辊轧模具构成，且辊轧模具的外侧包络有用于辊轧波纹管的平行双螺旋曲线螺齿；圆周均布的三个辊轧模具的轴心位置均同轴设置有辊轮轴，且各辊轮轴的尾端均同轴安装有同步齿轮，三个同步齿轮经由同步带连接，保证三个辊轧模具运转的同步；且各辊轮轴的前端分别连接有回转机构。
5、进一步的，所述初轧机构的辊轧模具外侧双螺旋曲线螺齿均采用1.5圈等螺距、等齿厚和等外径设计，相邻螺齿齿距分别为p′n1和p′n2。
6、进一步的，所述精轧机构的辊轧模具外侧双螺旋曲线螺齿分别采用4圈和3圈的变螺距、变齿厚和变外径组合设计；相邻螺齿齿距分别为p′41、p′42、p′43、p′44、p′45、p′46、p′47和p′48。
7、进一步的，所述初轧机构、精轧机构的入口侧和出口侧均设置有导向套。
8、一种环形双波波纹管连续辊轧成型方法，包括以下步骤：
9、s1、将不锈钢钢带依次经过冷弯辊组和焊接机构，在线预制获得薄壁不锈钢纵缝焊管；
10、s2、将薄壁不锈钢焊管经牵引机构送入第一组初轧机构中，按预定义的平行双螺旋曲线螺齿进行薄壁不锈钢管初始道次的三辊辊轧，预成型双波方形管坯；
11、s3、将步骤s2中预成型的双波方形管坯送入第二组初轧机构中，按预定义的平行双螺旋曲线螺齿进行波谷深入辊轧和波峰挤压，预成型出双波方形管坯；
12、s4、将步骤s3中预成型的双波方形管坯送入第三组初轧机构中，按预定义的平行双螺旋曲线螺齿再进一步压深波谷和挤压波峰，预成型出双波方形管坯；
13、s5、将步骤s4中预成型的双本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述装置包括冷弯辊组、焊接机构、牵引机构和辊轧机构；所述焊接机构对应设置在冷弯辊组的出口侧上方；所述牵引机构对应设置在冷弯辊组出口侧前方；所述辊轧机构对应设置在牵引机构的出口侧前方；所述辊轧机构包括依次均匀排列的三组初轧机构和一组精轧机构。
2.根据权利要求1所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述初轧机构和精轧机构均由三个圆周均布的圆环形辊轧模具构成，且辊轧模具的外侧包络有用于辊轧波纹管的平行双螺旋曲线螺齿；圆周均布的三个辊轧模具的轴心位置均同轴设置有辊轮轴，且各辊轮轴的尾端均同轴安装有同步齿轮，三个同步齿轮经由同步带连接，保证三个辊轧模具运转的同步；且各辊轮轴的前端分别连接有回转机构。
3.根据权利要求2所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述初轧机构的辊轧模具外侧双螺旋曲线螺齿均采用1.5圈等螺距、等齿厚和等外径设计，相邻螺齿齿距分别为P′n1和P′n2。
4.根据权利要求3所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述精轧机构的辊轧模具外
5.根据权利要求2所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述初轧机构、精轧机构的入口侧和出口侧均设置有导向套。
6.根据权利要求4所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种环形方波波纹管连续辊轧成型方法，其特征在于：三个圆周均布的辊轧模具围绕管坯波谷做纯滚动旋压成型，且成型速度、成型转速以及后一道次成型速度具有线性匹配关系。
8.根据权利要求6所述的一种环形方波波纹管连续辊轧成型方法，其特征在于：三个圆周均布的辊轧模具动态中心轴围绕管坯中心做周向公转旋转，同时围绕自身动态中心线做自转，即三个辊轧模具围绕管坯中心线做近似行星运动；当辊轧模具完成一圈自转后模具双螺牙就各前进一圈，同时完成两个波纹的旋压，依据此运动规律能够推导出关于成型头转速和成型速度的关系式：
9.根据权利要求8所述的一种环形方波波纹管连续辊轧成型方法，其特征在于：所述双波波纹管随着各道次辊轧成型推进，波纹管波距P1随着辊轧道次的进行而逐步缩小，形成成型速度V1、波距P1与后续道次的成型速度Vn、波距Pn的正比例关系：
...【技术特征摘要】
1.一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述装置包括冷弯辊组、焊接机构、牵引机构和辊轧机构；所述焊接机构对应设置在冷弯辊组的出口侧上方；所述牵引机构对应设置在冷弯辊组出口侧前方；所述辊轧机构对应设置在牵引机构的出口侧前方；所述辊轧机构包括依次均匀排列的三组初轧机构和一组精轧机构。
2.根据权利要求1所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述初轧机构和精轧机构均由三个圆周均布的圆环形辊轧模具构成，且辊轧模具的外侧包络有用于辊轧波纹管的平行双螺旋曲线螺齿；圆周均布的三个辊轧模具的轴心位置均同轴设置有辊轮轴，且各辊轮轴的尾端均同轴安装有同步齿轮，三个同步齿轮经由同步带连接，保证三个辊轧模具运转的同步；且各辊轮轴的前端分别连接有回转机构。
3.根据权利要求2所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述初轧机构的辊轧模具外侧双螺旋曲线螺齿均采用1.5圈等螺距、等齿厚和等外径设计，相邻螺齿齿距分别为p′n1和p′n2。
4.根据权利要求3所述的一种环形双波波纹管连续辊轧成型装置，其特征在于：所述精轧机构的辊轧模具外侧双螺旋曲线螺齿分别采用4圈和3圈的变螺距、变齿厚和变外径组合设计；相邻螺齿齿距分别为p′41、p′42、...
【专利技术属性】
技术研发人员：燕猛，刘永，黄华贵，王孟业，李坤，叶朝晖，朱广松，张焕超，关文涛，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：
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