专利名称：利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种管材弯曲装置及方法，具体涉及一种利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置及方法。
背景技术：
管材的弯曲常采用绕弯、压弯和推弯等方法。在弯曲过程中，管材零件常发生截面扁化的问题，即在弯曲时管材的圆截面变为椭圆形或其它形状。为提高管材弯曲零件的性能或质量，需要避免或减少管材的截面扁化程度。从管材内部施加一定的支撑力是控制管材截面扁化的常用方法。如现在的管材精密数控弯曲就是在管材内部放置球状的弯曲芯模，以控制弯曲过程中管材截面的变形。采用该方法可以有效控制管材弯曲过程中的截面扁化现象，但是所需设备复杂、成本高。实践中，也可在管材内部塞入具有超弹性的聚氨酯棒作为支撑，但是当零件形状复杂时，弯曲后难以从管中取出聚氨酯棒。此外，还有一种在待弯曲管材内注入低熔点合金进行弯曲，在弯曲结束后再熔化掉低熔点合金的方法，但是该方法效率低、低熔点合金的去除较难。近来，出现了一种向管材内部充入高压液体的所谓充液弯曲方法。管材内部均勻作用的高压液体可以对管材起到一定的支撑作用，可以有效防止管材弯曲时的截面扁化。 在管材充液弯曲过程中，由于管材的轴线发生变化，管材的两端将不再沿着同一轴线方向， 这给弯曲过程中管端的可靠密封带来了困难。现在常采用在管端焊接密封堵头，或在管端部加工螺纹的方式来固定密封堵头，效率很低。另外，当液体压力较大或管材直径较大时， 端部密封结构将受到很大的向外的推力，所以常出现管端密封结构被推出而导致密封失效。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的管材带内压弯曲成形过程中无法可靠密封以及成形效率低的问题，进而提供一种利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置及方法。本发明的技术方案是利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置包括增压缸、第一密封堵头、第二密封堵头、压板、拉紧绳、拉紧绳密封圈、拉紧扳手、转轴和两个管端密封圈，待弯曲管材的一端安装有第一密封堵头，待弯曲管材的端口与第一密封堵头之间通过一个管端密封圈密封，第一密封堵头上开有充注中心孔，增压缸连接在充注中心孔处， 待弯曲管材的另一端安装有第二密封堵头，待弯曲管材的端口与第二密封堵头之间通过一个管端密封圈密封，第二密封堵头上开有拉紧绳通过中心孔，第二密封堵头的外端面上开有沉孔，拉紧绳密封圈设置在沉孔内，拉紧绳密封圈的外端面上固定安装有压板，拉紧绳的一端固定连接在第一密封堵头的内端面上，拉紧绳的另一端由内到外依次穿过拉紧绳通过中心孔、拉紧绳密封圈及压板并与拉紧扳手连接，拉紧扳手通过转轴安装在压板上。本发明的技术方案是利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲方法的具体过程为
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步骤1、将内嵌有管端密封圈的第一密封堵头和第二密封堵头套在待弯曲管材的两端；步骤2、将拉紧绳的一端连接在第一密封堵头上，拉紧绳的另一端由内到外依次穿过拉紧绳通过中心孔、拉紧绳密封圈及压板并与拉紧扳手连接；步骤3、利用拉紧扳手张紧拉紧绳，使第一密封堵头和第二密封堵头压紧在待弯曲管材的端部，通过管端密封圈实现待弯曲管材两端的可靠密封，利用压板压缩拉紧绳密封圈实现拉紧绳通过中心孔的密封；步骤4、利用增压缸通过充注中心孔向待弯曲管材的内部充入压力为0.5_100MPa 的高压介质，然后对待弯曲管材进行弯曲；步骤5、放掉弯曲管材内部的高压介质，取出拉紧绳、第一密封堵头及第二密封堵头，完成管材弯曲成形。本发明与现有技术相比具有以下效果(1)采用结构简单、体积小的密封堵头密封在管材的端部，便于对管材进行弯曲成形；(2)内嵌有管端密封圈的密封堵头通过置于待弯曲管材内部的拉紧绳压靠在待弯曲管材的端部，从而实现管端密封，提高了成形效率，而且无需额外的压紧密封堵头的装置，降低了成形成本；(3)在弯曲成形过程中密封堵头及拉紧绳随管材一起移动和弯曲，并能始终保持管材的可靠密封状态；(4)本发明适用于横截面为圆形、椭圆形和矩形的管材。
图1是本发明未充入高压介质时的整体结构主剖视图，
图2是本发明充入高压介质时的整体结构主剖视图(图中箭头表示高压介质的流向)， 图3是本发明处于弯曲状态的整体结构主剖视图(图中箭头表示高压介质的流向)， 图4是待弯曲管材9的横截面为椭圆形时第一密封堵头1或第二密封堵头2与管端密封圈8的安装关系剖面图(管端密封圈8的横截面为圆形)，
图5是待弯曲管材9的横截面为矩形时第一密封堵头1或第二密封堵头2与管端密封圈8的安装关系剖面图(管端密封圈8的横截面为圆形)， 图6是图4的A-A剖视图， 图7是图5的B-B剖视图，
图8是待弯曲管材9的横截面为椭圆形时第一密封堵头1或第二密封堵头2与管端密封圈8的安装关系剖面图(管端密封圈8的横截面为凹字形)，
图9是待弯曲管材9的横截面为矩形时第一密封堵头1或第二密封堵头2与管端密封圈8的安装关系剖面图(管端密封圈8的横截面为凹字形)， 图10是图8的C-C剖视图，图11是图9的D-D剖视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1 图3说明本实施方式，本实施方式的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置包括增压缸10、第一密封堵头1、第二密封堵头2、压板3、拉紧绳4、拉紧绳密封圈5、拉紧扳手6、转轴7和两个管端密封圈8，待弯曲管材9的一端安装有第一密封堵头1，待弯曲管材9的端口与第一密封堵头1之间通过一个管端密封圈8密封，第一密封堵头1上开有充注中心孔1-1，增压缸10连接在充注中心孔1-1处，待弯曲管材9的另一端安装有第二密封堵头2，待弯曲管材9的端口与第二密封堵头2之间通过一个管端密封圈8密封，第二密封堵头2上开有拉紧绳通过中心孔2-1，第二密封堵头2的外端面上开有沉孔2-2，拉紧绳密封圈5设置在沉孔2-2内，拉紧绳密封圈5的外端面上固定安装有压板3，拉紧绳4的一端固定连接在第一密封堵头1的内端面上，拉紧绳4的另一端由内到外依次穿过拉紧绳通过中心孔2-1、拉紧绳密封圈5及压板3并与拉紧扳手6连接，拉紧扳手6通过转轴7安装在压板3上。
具体实施方式
二 结合图4和图8说明本实施方式，本实施方式的管端密封圈8为椭圆形密封圈。如此设置，适用于横截面为椭圆形的管材。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图6和图10说明本实施方式，本实施方式的椭圆形密封圈的横截面为圆形或凹字形。如此设置，密封效果好。其它组成及连接关系与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四结合图5和图9说明本实施方式，本实施方式的管端密封圈8为矩形密封圈。如此设置，适用于横截面为矩形的管材。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五结合图7和图11说明本实施方式，本实施方式的矩形密封圈的横截面为圆形或凹字形。如此设置，密封效果好。其它组成及连接关系与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六结合图1 图3说明本实施方式，本实施方式的增压缸10为液压增压缸。如此设置，适用于使用高压液体进行弯曲成形。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二、三、四或五相同。
具体实施方式
七结合图1 图3说明本实施方式，本实施方式的增压缸10为气压增压缸。如此设置，适用于使用高压气体进行弯曲成形。其它组成及连接关系与具体实施方式
一、二、三、四或五相同。
具体实施方式
八结合图1 图3说明本实施方式，本实施方式的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材充液弯曲方法的具体过程为步骤1、将内嵌有管端密封圈8的第一密封堵头1和第二密封堵头2套在待弯曲管材9的两端；步骤2、将拉紧绳4的一端连接在第一密封堵头1上，拉紧绳4的另一端由内到外依次穿过拉紧绳通过中心孔2-1、拉紧绳密封圈5及压板3并与拉紧扳手6连接；步骤3、利用拉紧扳手6张紧拉紧绳4，使第一密封堵头1和第二密封堵头2压紧在待弯曲管材9的端部，通过管端密封圈8实现待弯曲管材9两端的可靠密封，利用压板3 压缩拉绳密封圈5实现拉紧绳通过中心孔2-1的密封；步骤4、利用增压缸10通过充注中心孔1-1向待弯曲管材9的内部充入压力为 0. 5-100MPa的高压介质，然后对待弯曲管材9进行弯曲；步骤5、放掉弯曲管材内部的高压介质，取出拉紧绳4、第一密封堵头1及第二密封堵头2，完成管材弯曲成形。
具体实施方式
九本实施方式的步骤4中的增压缸10为液压增压缸，高压介质为高压液体，高压液体的压力为l.O-lOOMPa。其它条件和步骤与具体实施方式
八相同。
具体实施方式
十本实施方式的步骤4中的增压缸10为气压增压缸，高压介质为高压气体，高压气体的压力为0. 5-50MPa。其它条件和步骤与具体实施方式
八相同。
权利要求
1.一种利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置，它包括增压缸(10)，其特征在于管材弯曲装置还包括第一密封堵头(1)、第二密封堵头O)、压板(3)、拉紧绳、拉紧绳密封圈(5)、拉紧扳手(6)、转轴(7)和两个管端密封圈(8)，待弯曲管材(9)的一端安装有第一密封堵头(1)，待弯曲管材(9)的端口与第一密封堵头(1)之间通过一个管端密封圈(8)密封，第一密封堵头(1)上开有充注中心孔(1-1)，增压缸(10)连接在充注中心孔 (1-1)处，待弯曲管材(9)的另一端安装有第二密封堵头O)，待弯曲管材(9)的端口与第二密封堵头( 之间通过一个管端密封圈(8)密封，第二密封堵头( 上开有拉紧绳通过中心孔0-1)，第二密封堵头O)的外端面上开有沉孔0-2)，拉紧绳密封圈( 设置在沉孔0-2)内，拉紧绳密封圈( 的外端面上固定安装有压板(3)，拉紧绳的一端固定连接在第一密封堵头(1)的内端面上，拉紧绳的另一端由内到外依次穿过拉紧绳通过中心孔0-1)、拉紧绳密封圈( 及压板C3)并与拉紧扳手(6)连接，拉紧扳手(6)通过转轴 (7)安装在压板(3)上。
2.根据权利要求1所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置，其特征在于管端密封圈(8)为椭圆形密封圈。
3.根据权利要求2所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置，其特征在于椭圆形密封圈的横截面为圆形或凹字形。
4.根据权利要求1所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置，其特征在于管端密封圈(8)为矩形密封圈。
5.根据权利要求4所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置，其特征在于矩形密封圈的横截面为圆形或凹字形。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置， 其特征在于增压缸(10)为液压增压缸。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置， 其特征在于增压缸(10)为气压增压缸。
8.一种应用权利要求1所述的管材弯曲装置进行管材弯曲的方法，其特征在于管材弯曲方法的具体过程为步骤1、将内嵌有管端密封圈(8)的第一密封堵头(1)和第二密封堵头( 套在待弯曲管材(9)的两端；步骤2、将拉紧绳的一端连接在第一密封堵头(1)上，拉紧绳的另一端由内到外依次穿过拉紧绳通过中心孔0-1)、拉紧绳密封圈( 及压板C3)并与拉紧扳手(6)连接；步骤3、利用拉紧扳手(6)张紧拉紧绳G)，使第一密封堵头(1)和第二密封堵头(2) 压紧在待弯曲管材(9)的端部，通过管端密封圈(8)实现待弯曲管材(9)两端的可靠密封， 利用压板( 压缩拉紧绳密封圈( 实现拉紧绳通过中心孔的密封；步骤4、利用增压缸(10)通过充注中心孔(1-1)向待弯曲管材(9)的内部充入压力为 0. 5-100MPa的高压介质，然后对待弯曲管材(9)进行弯曲；步骤5、放掉弯曲管材内部的高压介质，取出拉紧绳0)、第一密封堵头(1)及第二密封堵头O)，完成管材弯曲成形。
9.根据权利要求8所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲方法，其特征在于步骤4中的增压缸(10)为液压增压缸，高压介质为高压液体，高压液体的压力为 1.O-IOOMPa0
10.根据权利要求8所述的利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲方法，其特征在于步骤4中的增压缸(10)为气压增压缸，高压介质为高压气体，高压气体的压力为 0.5-50MPa。
全文摘要
利用内置拉紧绳实现管端密封的管材弯曲装置及方法，它涉及一种管材弯曲装置及方法。本发明为了解决管材带内压弯曲成形过程中无法可靠密封以及成形效率低的问题。装置管材的两端安装有密封堵头，密封堵头与管材之间通过管端密封圈密封，拉紧绳密封圈设在沉孔内，拉紧绳密封圈的外端面上安装有压板，拉紧绳的一端连接在第一密封堵头的内端面上，另一端穿过拉紧绳通过中心孔、拉紧绳密封圈及压板并与拉紧扳手连接，拉紧扳手通过转轴安装在压板上。方法组装弯曲装置，利用拉紧扳手张紧拉紧绳；利用增压缸向管材的内部充入压力为0.5-100MPa的高压介质，对管材进行弯曲；放掉高压介质，取出拉紧绳及密封堵头，完成管材弯曲成形。本发明用于管材弯曲成形中。
文档编号B21D7/00GK102166592SQ201110005610
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者何祝斌, 林艳丽, 王志彪, 蔡洋 申请人:哈尔滨工业大学