一种钢管变曲率半径弯曲设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢管弯曲加工领域，特别是指一种钢管变曲率半径弯曲设备。
【背景技术】
[0002]塑料大棚现如今广泛应用于蔬菜、水果、花卉等作物的种植，大棚的骨架大部分是用钢管、方钢等制作而成。骨架的曲线形状是影响大棚功能的一个最重要的因素，把钢管弯曲成“弓”型是最为可取的，这不仅仅有利于采光、增加大棚强度，而且有利于冬季除雪。现在市面上也有对钢管进行弯曲成型的设备，但通常存在以下问题:
[0003]1.钢管的弯曲成型必须分段进行。也就是说在对钢管的第一段进行弯曲时，其曲率半径是不变的，对第二段进行弯曲时，首先要使钢管进给停止，然后根据曲线形状使压辊进给，压辊进给完成后，钢管继续进给，可见此段钢管的曲率半径也是固定的。依此类推，来完成整根钢管的成型。可见，在到达段与段交界处时，钢管要停止进给，严重的影响了生产效率。
[0004]2.在冷压弯曲成型过程中段与段交界处的钢管持续受力，在弯曲弧度较大时，钢管会出现起皱、凸起、托痕和压扁等缺陷，会严重影响骨架的质量，减少骨架的使用寿命。
【发明内容】
[0005]本发明提出一种钢管变曲率半径弯曲设备，其特殊之处是钢管的弯曲成型不需分段进行，而可以在同一钢管上进行不同曲率的弯曲加工。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种钢管变曲率半径弯曲设备，包括以下结构:
[0008]四个送管主动辊轮，以及与其一一相适配的送管从动辊轮；
[0009]所述送管主动辊轮连接减速器和齿轮机构，所述减速器连接变频调速电动机，用于输送待加工钢管；
[0010]压辊装置，包括:压辊及与其相适配的压辊支架，所述压辊支架连接有压辊丝杠机构，所述压辊丝杠机构连接减速器，所述减速器连接伺服电动机；
[0011 ] 所述压辊装置完成钢管的弯曲加工。
[0012]上述技术方案中，每个所述送管从动辊轮下设有相适配的从动辊轮支架，每个所述从动辊轮支架连接一套压紧丝杠机构；
[0013]所述每套压紧丝杠机构连接一个手轮。
[0014]上述技术方案中，变频调速电动机通过减速器和齿轮机构带动送管主动辊轮转动。钢管在主动辊和从动辊间，通过主动辊和从动辊压紧后产生的摩擦力向前运动。所述从动辊轮通过丝杠机构调整其与钢管间压紧力的大小。
[0015]上述技术方案中，使钢管弯曲的压辊，是由伺服电动机通过减速器的压辊丝杠机构实现前后的移动。
[0016]本领域技术人员可以理解，上述技术方案中，所述送管主动辊轮、送管从动辊轮和压辊装置均连接控制装置，由其调节送管速度及压辊的进给速度。即送管速度及压辊的进给速度是根据要求由控制系统实时调节，以实现不同曲率半径的要求。
[0017]上述技术方案中，所述送管主动辊轮优选为四个，也可以是其他数目，所述送管从动辊轮与所述送管主动辊轮个数相适应。
[0018]上述技术方案中，可以采用PLC控制器。由PLC控制器计算出压辊进给的位移及平均速度后，发出相应频率的脉冲信号给伺服驱动器来驱动伺服电动机运转。伺服电动机通过减速机带动丝杠机构转动，最终转换为压辊的进给。
[0019]上述设备在下述方法原理指导下进行生产。
[0020]若要进行钢管变曲率半径弯曲生产，需要先进行以下步骤方法计算，得出所需的参数，并输入设备控制系统。
[0021]S1)用制图软件做出符合要求的曲线；
[0022]S2)在步骤S1)所得的曲线中找出最小曲率半径R_和最大曲率半径R_;
[0023]S3)通过关系式S = a2/2R计算出1?_和R_对应的压辊移动的最大位移S_和最小位移S_，其中R为所需要的钢管弯曲半径，S为乳辊移动位移量，a为相邻两乳辊之间的距离长度；
[0024]S4)设送管速度为I，某段钢管长度为L，该段钢管送完所需时间为?\= L/Vi，使得压辊移动的位移S在时间?\内从S _勾速移动到S _。
[0025]上述技术方案中，钢管弯曲曲线曲率半径要求的是平滑的、较均匀过度的，所以当送管速度I一定的情况下，可求出管长L送完后的时间T L/V ρ只要保证压辊移动的位移S在时间?\内从S_^速移动到S_，就可以保证送出的管长范围内其曲率半径的变化是从最大曲率半径R_到最小曲率半径R_的平滑过度曲线，弯成的钢管和要求的曲线一致。
[0026]上述技术方案中，所述压辊进给平均速度为V = (S_-S_)/t ;其中，S-为在该段曲线的最大曲率半径点压辊的绝对位移，S-为在该段曲线的最小曲率半径点压辊的绝对位移。
[0027]由上可知，在钢管的弯曲成型过程中，成型曲线的半径是渐变的，钢管和压辊同时进给，生产具有连续性，提高了生产效率，且能有效避免钢管起皱、凸起、托痕和压扁等缺陷的产生。由于钢管和压辊的进给均采用PLC和伺服控制技术，钢管弯曲成型的曲线具有很尚的一致性。
[0028]综上所述，本发明采用变半径渐变弯曲技术，工作时钢管和压辊同时进给，可减少钢管在某一点的持续受力，使生产具有连续性，提高了生产效率，且能有效避免钢管起皱、凸起、托痕和压扁等缺陷的产生。
[0029]钢管和压辊的进给采用PLC和伺服控制技术，使钢管成型的曲线具有很高的一致性，且维护和保养方便省力。
【附图说明】
[0030]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本发明中钢管变曲率半径弯曲设备的结构示意图；
[0032]图2为本发明中钢管变曲率半径弯曲设备的送管主动辊传动示意图；
[0033]图3为本发明中钢管变曲率半径弯曲设备的压辊进给传动过程示意图；
[0034]图4为本发明中钢管变曲率半径弯曲方法原理示意图；
[0035]图中:1_钢管；2_送管主动辊轮；21_送管主动辊轮减速器；22_变频调速电动机；3-压辊；31_压辊支架；32_压辊丝杠机构；33_减速机；34_伺服电动机；4_送管从动辊轮；41-从动辊轮支架；42_压紧丝杠机构；43_手轮。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]首先，介绍本发明设备所依据的方法和实现原理。在生产前需要先根据以下步骤计算出必要的参数，输入控制系统，以调节设备运行，算法步骤如下:
[0038]S1)用制图软件做出符合要求的曲线；
[0039]S2)在步骤S1)所得的曲线中找出最小曲率半径R_和最大曲率半径R_;
[0040]S3)通过关系式S = a2/2R计算出1?_和R_对应的压辊移动的最大位移S_和最小位移S_，其中R为所需要的钢管弯曲半径，S为乳辊移动位移量，a为相邻两乳辊之间的距离长度；
[0041]S4)设送管速度为I，某段钢管长度为L，该段钢管送完所需时间为?\= L/Vi，使得压辊移动的位移S在时间?\内从S _勾速移动到S _。
[0042]上述技术方案中，钢管弯曲曲线曲率半径要求的是平滑的、较均匀过度的，所以当送管速度I一定的情况下，可求出管长L送完后的时间T L/V ρ只要保证压辊移动的位移S在时间?\内从S_^速移动到S_，就可以保证送出的管长范围内其曲率半径的变化是从最大曲率半径R_到最小曲率半径R_的平滑过度曲线，弯成的钢管和要求的曲线一致。