[发明专利]一种管材拉弯卷圆成形装置及方法

说明书

技术领域：

本发明涉及材料成形技术领域，具体涉及一种管材拉弯卷圆成形装置及方法。

背景技术：

高频焊管因其强度高、抗弯截面模量大、易于装备、美观等诸多不可替代的优点，广泛应用于各类结构、输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器等方面。目前，传统高频焊管主要通过辊弯机组成形生产，具体是通过一系列辊子将金属板材连续弯曲成一定形状尺寸的空心管材，但在板材卷曲成形过程中，成形道次多、生产能耗大、设备投入和维护成本高，不能很好的适应节能减排的需求。

在日常生活中，钢管混凝土因其抗弯和抗压溃性能好、成本低廉，而被广泛运用于建筑、市政等领域中，但因为混凝土的空隙多结合强度低、生产效率低下且无法生产小断面产品等缺点，致使其使用受到限制。通过外层金属材料和内层填芯料复合而成的填芯管则可以很好的克服上述的问题，目前现有技术是通过手动操作将填芯料灌入管材，生产效率低，很难实现工业化生产。

因此，需要设计一种管材拉弯卷圆成形装置及方法，能够将金属带材拉弯卷圆制备为空心管或填芯管，以解决上述问题。

发明内容：

本发明目的是提供一种管材拉弯卷圆成形装置及方法，只需要一道次拉拔就能生产出所需要的空心管或填芯管。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种管材拉弯卷圆成形装置，用于将金属带材拉弯卷圆制备为空心管或填芯管，所述填芯管是在金属带材卷圆成形形成封闭管材之前，在管材中填装填芯料，所述装置包括：沿金属带材穿入方向依次设置的开卷装置、摩擦阻尼装置、导向辊、拉弯卷圆装置、夹送辊、焊接装置、轧制机组、退火装置及收料装置，所述拉弯卷圆装置包括模具主体，所述模具主体一端开设有带材进料口，模具主体另一端开设有定径腔，在所述带材进料口处设置有限位端盖，用以限制金属带材进入所述拉弯卷圆装置的位置，所述模具主体内部沿轴向设置有回转曲面工作腔，所述回转曲面工作腔的轴截面为两条关于轴线对称的S型曲线组成的瓶形结构，回转曲面工作腔的大口端与所述带材进料口连通，且其小口端与所述定径腔连通，金属带材由所述带材进料口进入所述回转曲面工作腔，在回转曲面工作腔内壁的作用下，金属带材被卷圆制备成所述空心管，卷圆接口处由所述焊接装置焊接形成管材，所述管材经所述轧制机组轧制，经所述退火装置处理后，收集于所述收料装置上。

所述模具主体上端开设有填料进口，所述填料进口靠近带材进料口的一侧安装有挡料板，所述挡料板下端延伸至回转曲面工作腔中，且所述挡料板下端为弧形，其弧度与回转曲面工作腔的曲面弧度相配合。

所述填料进口上端安装有进料斗，用以向拉弯卷圆装置中卷圆管材添加填芯料制备所述填芯管。

所述填料进口轴向截面形状为等腰梯形，且所述填料进口的位置位于所述拉弯卷圆装置的带材进料口与定径腔之间。

所述退火装置和收料装置之间还设置有飞锯，用以对管材进行锯切；所述轧制机组由大于等于一台的轧机组成。

所述焊接装置和轧制机组之间还设置有去毛刺装置。

所述收料装置为收料架或卷筒，所述卷筒的筒轴通过联轴器与减速机的输出轴相连，且减速机的输入轴通过联轴器与电机的输出轴连接，所述卷筒靠近减速机的一端设置有限位板，远离减速机另一端为锥形落料段，所述限位板和锥形落料段之间为圆柱形拉拔段。

采用上述的一种管材拉弯卷圆成形装置制备管材的方法，其具体步骤如下：

步骤一：穿带

将金属带卷放置于开卷装置中，修剪带卷的头部，将修剪后的金属带材头部通过限位端盖和带材进料口穿过拉弯卷圆装置，然后穿过轧制机组的辊缝；

步骤二：卷圆和焊接

启动轧制机组、焊接装置及退火装置，金属带材在轧制机组的拉拔作用下，由限位端盖和带材进料口进入模具主体内部沿轴向设置的回转曲面工作腔，在所述回转曲面工作腔内壁的作用下卷圆为未封闭空心管材，并由定径腔送出；

然后通过焊接装置对由定径腔送出的未封闭管材进行焊接，焊接为封闭管材；

步骤三：轧制

焊接好的管材通过轧制机组将管材轧制为需要的尺寸，通过退火装置对轧制后管材进行退火处理；

步骤四：收料

通过收料装置对退火后管材进行收料处理。