[发明专利]一种自动胀接系统和自动胀接控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及壳管式换热器制造领域，更具体的说，是涉及一种自动胀接系统和自动胀接控制方法。

背景技术

随着各类传热设备工艺流程中对流体温度的规定日益严格，市面上用于将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的换热器也越来越多。当前最为广泛使用的为由壳体、换热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成的壳管式换热器。

目前，在壳管式换热器制造时，管板与换热管束的连接方式以强度胀接较为普遍。强度胀接是指保证换热管束与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。

在强度胀接过程中，将胀管机胀头插入换热管束中需要胀接的某一换热管管口旋转，使穿入管板孔内的换热管管端部胀大而达到塑性变形，同时，管板孔被胀大产生弹性变形。胀管机退出后，换热管的塑性变形不能恢复，而管板的弹性变形能够恢复，在管板的弹性变形恢复时，换热管与管板的接触表面产生很大的挤压力，使该换热管与管板牢固地结合在一起。当所有需要胀接的换热管胀接完毕后，就将换热管束固定在管板上，达到既密封又能抗拉脱力两个目的。

在现有技术中，常见的胀管机为电动胀管机和气动胀管机，且多为人工操作。虽然，采用上述电动胀管机和气动胀管机进行强度胀接能够实现壳管式换热器中管板与换热管束的连接，但是，由于人工操作带来的诸如劳动强度大、危险系数高、胀接准确率低的弊端以及上述胀管机自身的功能限制，胀接质量受到影响从而影响壳管式换热器的生产质量和生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自动胀接系统和自动胀接控制方法，以克服现有技术中由于人工操作的弊端以及胀管机自身的功能限制，影响胀接质量从而影响壳管式换热器的生产质量和生产效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动胀接系统，包括：

电脑集成控制显示子系统，用于存储、显示并打印壳管式换热器的产品相关信息、胀接相关信息、胀接孔位图、预先设置的胀管机伺服控制子系统的相关信息，并依据所述胀接相关信息和所述胀管机伺服控制子系统的相关信息控制胀管机胀接控制子系统和胀管机伺服控制子系统动作；

其中，所述胀接相关信息包括：胀接面、胀管器型号、胀管器编号、胀接长度、胀接力矩、胀接总孔数、胀接孔位、已胀接孔数和未胀接孔数；

所述壳管式换热器的产品相关信息包括：产品型号、产品批次和产品编号；

所述胀管机伺服控制子系统的相关信息包括空程速度Vxy、空程速度Vyz和空程速度Vzx。

所述胀管机伺服控制子系统，用于根据所述胀接孔位图确定需要胀接的孔，以及根据所述需要胀接的孔的位置坐标、所述胀管机伺服控制子系统的相关信息和所述胀接相关信息控制胀管机主轴执行各个方位的动作；

所述胀管机胀接控制子系统，用于根据所述胀接力矩控制所述胀管机主轴的扭矩，以及根据所述胀管机伺服控制子系统的相关信息控制胀管机主轴在壳管式换热器的换热管内正向旋扩和反向退出，使设置于所述胀管机主轴前端的胀管机胀头对所述壳管式换热器管板上需要胀接的孔和换热管束执行胀接。

其中，所述胀管机伺服控制子系统包括：支撑轴、支撑轴驱动、横梁、第三驱动和第四驱动；

其中，所述支撑轴与地面垂直，且与所述支撑轴驱动相连接，所述支撑轴驱动用于控制所述胀管机主轴沿所述支撑轴的垂直方向上、下移动；

所述胀管机主轴与所述第三驱动相连，所述第三驱动控制所述胀管机主轴沿换热管的水平方向前、后移动；

所述横梁与所述第四驱动相连，所述第四驱动控制所述胀管机主轴沿横梁的水平方向左、右移动。

其中，所述支撑轴包括单轴或双轴；所述支撑轴驱动包括第一驱动和/或第二驱动；

当所述支撑轴为单轴时，所述支撑轴与第一驱动或第二驱动相连；

当所述支撑轴为双轴时，所述双轴包括第一轴和第二轴，其中，所述第一轴与所述第一驱动相连，所述第二轴与所述第二驱动相连。

其中，所述胀管机胀接控制子系统包括：第五驱动；

所述第五驱动与所述胀管机主轴相连，用于驱动胀管机，控制所述胀管机主轴在换热管内的正向旋扩和反向退出。

其中，所述支撑轴驱动、第三驱动、第四驱动和第五驱动为电机驱动；或者，气体驱动；或者，液压驱动。

优选地，所述自动胀接系统还包括：

与所述电脑集成控制显示子系统连接的自润滑控制子系统，用于润滑所述胀管机胀头。

其中，所述自润滑控制子系统包括相连的储油装置和控制装置，其中：

所述储油装置用于存放润滑油；