[发明专利]换热器内螺旋换热管芯的卷制装置及方法

权利要求书

1.一种换热器内螺旋换热管芯的卷制装置，其特征在于，包括机体、滚筒、主轴减速伺服电机、进给伺服电机、丝杠、螺母座、压辊框架底座、压辊框架、立柱、平轴、气缸、压辊、第一导轨、第二导轨、触摸控制屏和主控制器；所述滚筒的两端通过轴承座与机体连接，所述主轴减速伺服电机通过传动机构与滚筒的一端连接；所述丝杠的两端通过轴承座与机体连接，所述进给伺服电机的输出轴通过传动机构与丝杠连接，螺母座与丝杠连接；

所述压辊框架底座与螺母座固定连接，立柱与压辊框架底座固定连接，平轴与立柱固定连接，所述压辊框架的两侧分别设有调节圆孔，平轴穿过调节圆孔，所述气缸与压辊框架底座连接，所述压辊与压辊框架的前端连接，所述气缸的活塞杆与压辊框架的后端连接；第一导轨和第二导轨并排连接于机体上，压辊框架底座通过轴伸连接有第一滚动轴承和第二滚动轴承，第一滚动轴承和第二滚动轴承分别支撑在第一导轨和第二导轨上；压辊的圆周上设有螺纹槽；

所述触摸控制屏与和主控制器连接，所述主轴减速伺服电机和进给伺服电机分别与主控制器连接。

2.根据权利要求1所述的换热器内螺旋换热管芯的卷制装置，其特征在于，所述主轴减速伺服电机和滚筒之间的传动机构包括链条、卡盘和两个链轮，链条连接在两个链轮之间，其中一个链轮与主轴减速伺服电机的输出轴连接；另一个链轮的链轮轴通过轴承座与机体连接，卡盘与该链轮轴连接；滚筒的一端的端面上设有圆孔，卡盘上连接有圆导柱，圆导柱插入圆孔，进给伺服电机的输出轴通过同步带传动机构与丝杠连接。

3.一种使用如根据权利要求1所述的换热器内螺旋换热管芯的卷制装置的卷制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在触摸控制屏左侧参数赋值区域输入换热器的螺旋换热管芯总换热面积S₀、换热器主体长度L₀、换热器外径D₀、换热管径d、换热管间距σ、换热管层间距δ；

步骤2，在触摸控制屏左侧参数赋值区域输入第i层换热管根数N_i；

步骤3，主控制器中的程序根据下述公式(1)计算出第i层的导程P_i：

P_i＝N_iσ(1)

根据下述公式(2)计算出第i层的滚筒直径D_i：

D_i+1＝D_i+δ+d (2)

定义第1层的滚筒直径D₁＝A；

步骤4，定义螺旋换热管芯的端部长度为L_d，根据下述公式(3)计算出卷制部分长度L_j：

L₀＝L_j+2L_d (3)；

步骤5，根据下述公式(4)计算出第i层换热管匝数Z_i，

L_j＝(Z_i+1)P_i (4)；

步骤6，延时等待；

步骤7，判断是否有左回零按钮或右回零按钮被按下，如果左回零按钮被按下，则进入步骤8，如果右回零按钮被按下，则进入步骤9；

步骤8，主控制器控制进给伺服电机转动，进给伺服电机通过同步带传动机构带动丝杠转动，使螺母座移动到最左端，丝杠回至左旋绕制零点处，压辊框架底座随着螺母座移动到最左端；然后进入步骤10；

步骤9，主控制器控制进给伺服电机转动，进给伺服电机通过同步带传动机构带动丝杠转动，使螺母座移动到最右端，丝杠回至右旋绕制零点处，压辊框架底座随着螺母座移动到最右端；

步骤10，主轴回零过程，主控制器控制主轴减速伺服电机转动，使链轮的链轮轴回到初始位置；

步骤11，触摸控制屏右侧显示需要放置换热管的根数N_i和滚筒的直径D_i，操作者将相应的滚筒安装在机体上，将相应根数的换热管用卡子固定在滚筒上，将压辊的螺纹槽卡住各根换热管；

步骤12，延时等待；

步骤13，判断开始按钮是否按下，如果是，则进入步骤14，否则返回步骤12；

步骤14，双轴协作绕制过程：主轴减速伺服电机驱动滚筒转动，同时，进给伺服电机驱动压辊框架前端的压辊同步移动；

步骤15，当压辊移动L_j的距离时，主轴减速伺服电机和进给伺服电机停止转动。

4.根据权利要求3所述的卷制方法，其特征在于，所述步骤15完成后，进行以下步骤：

步骤16，根据下述公式(5)计算出已绕制换热面积S：

公式(5)中，S_i表示第i层总换热面积，其根据公式(6)计算得出：

m为自然数，π为圆周率；

步骤17，判断是否S₀-S≤0，如果是，则进入步骤18，否则跳转到步骤2，进行下一层换热管的卷制；

步骤18，结束。