一种管材定型电动调节装置的制作方法

本发明涉及高分子材料加工成型技术领域，具体涉及一种管材定型电动调节装置。

背景技术：

与金属管道等传统管道比较，聚合物管道具有耐腐蚀、易安装、节能、输送流体阻力小、环保、输送热介质时热量损失小、使用寿命长且周期费用低等优点。因此，聚合物管道在给排水、天然气输送、建筑采暖、电力通信护套管、节水灌溉等领域得到广泛应用。

目前，可用来成型聚合物管道的工艺方法，除了挤出成型和缠绕熔接成型外，还有学者提出了聚合物熔体喷射堆砌成型工艺。该工艺原理为：首先，具有一定温度和粘度的塑料熔体在挤出机的挤出压力作用下，经预埋式喷嘴喷射到压延辊、挡块和上一层未完全凝固的管坯所形成的约束空间内并进行填充，然后经过牵引装置的直线及旋转牵引作用螺旋堆积在上一层管坯上，在从动压延辊和主动压延辊的压延作用下层与层之间的熔体紧密熔合在一起，最终成型具有一定形状、尺寸精度、连续致密、力学性能优异且不发生泄漏的大直径塑料管道。该学者同时提出了适用于该工艺的成型装置，但其在管径和壁厚调节方面仍有不足。现有的聚合物熔体喷射堆砌成型装置中，管径和壁厚的调节通过手动完成，具体来说，在成型过程中通过一系列的机械结构配合手轮的人工转动，实现管径和壁厚的放大或缩小。这一调节过程需要的劳动强度大，且调节精度低。

为此，针对聚合物熔体喷射堆砌成型装置中存在的问题，有必要开发一种适用于聚合物熔体喷射堆砌成型工艺的管材定型电动调节装置，实现管材成型过程中管径和壁厚的电动调节，提高管材成型效率，降低生产成本，达到管材柔性生产的效果。

技术实现要素：

为了克服现有技术中聚合物熔体喷射堆砌成型领域中的问题，本发明提供一种管材定型电动调节装置，实现管材成型过程中管径和壁厚的电动调节，提高管材成型效率，降低生产成本和劳动强度，达到管材柔性生产的效果。

本发明采用如下技术方案：

一种管材定型电动调节装置，包括机架板及安装在机架板上的管径调节机构和壁厚调节机构；

所述管径调节机构包括第一丝杆调节装置、定型轮支撑盘、平面螺旋驱动装置、支撑座定位盘、齿条、传动齿轮组、支撑座定位拉杆和支撑座，所述齿条固定在机架板上，所述支撑座定位拉杆依次穿过定型轮支撑盘、支撑座及支撑座定位盘通过第二螺钉固定在机架板上，所述平面螺旋驱动装置转动连接在支撑座上，所述齿条通过传动齿轮组与所述平面螺旋驱动装置驱动连接，所述第一丝杆调节装置固定在机架板上，用于调节定型轮支撑盘的上下位置；

所述壁厚调节机构包括第二丝杆调节装置、挡料块、从动压延辊和主动压延辊，所述从动压延辊和主动压延辊相对转动设置在机架板上，从动压延辊在机架板上下移动，所述第二丝杆调节装置固定在机架板上，用于调节从动压延辊和主动压延辊之间的距离，所述的挡料块固定在机架板上。

所述平面螺旋驱动装置包括管径调节盘，所述管径调节盘表面设置阿基米德螺旋槽。

所述定型轮支撑盘径向多个呈放射状的滑槽，所述滑槽内均布多对沿滑槽移动的内定型轮和外定型轮，所述内定型轮与外定型轮通过弹簧连接，每个内定型轮通过导杆与平面螺旋驱动装置相吻合。

所述传动齿轮组包括小主动齿轮、大主动齿轮及从动齿轮，所述小主动齿轮与大主动齿轮通过轴用卡簧同轴安装在支撑座上，所述从动齿轮与平面螺旋驱动装置通过轴用卡簧同轴安装在支撑座上，所述小主动齿轮与齿条啮合，大主动齿轮与从动齿轮啮合。

所述第一丝杆调节装置包括丝杆座、第一调节丝杆、管径调节电机、螺母梁及支撑盘定位拉杆，所述管径调节电机连接第一调节丝杆的一端，所述第一调节丝杆的另一端与螺母梁的中部连接，所述螺母梁的两端通过支撑盘定位拉杆与定型轮支撑盘相连接，所述丝杆座固定在机架扳上，丝杆座上安装第一调节丝杆和管径调节电机。

所述第二丝杆调节装置包括壁厚调节电机、第二调节丝杆及丝杆定位盘，所述壁厚调节电机与第二调节丝杆一端相连接，所述壁厚调节电机与第二调节丝杆安装在丝杆座上，第二调节丝杆的另一端通过支撑套与从动压延辊连接。

所述机架板上设有用于从动压延辊上下滑动的滑槽。

待加工管材内壁设置在内定型轮与主动压延辊的外圆内切。

本发明的有益效果：

本发明适用于聚合物熔体喷射堆砌成型工艺的管材定型电动调节装置，能通过管径调节机构和壁厚调节机构实现管材成型过程中管径和壁厚的实时准确调节，提高管材成型效率，降低生产成本和劳动强度，达到管材柔性生产的效果，机构简单、操作方便可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的管径调节结构示意图；

图3是本发明的平面螺旋驱动装置的主视结构示意图；

图4是本发明的平面螺旋驱动装置的右视结构示意图；

图5是本发明的平面螺旋驱动装置及传动齿轮组的结构示意图；

图6是本发明的壁厚调节装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种管材定型电动调节装置，包括机架板1及安装在机架板上的管径调节结构2和壁厚调节结构3。

如图2所示，所述管径调节机构包括第一丝杆调节装置、定型轮支撑盘208、平面螺旋驱动装置、支撑座定位盘206、齿条218、传动齿轮组、支撑座定位拉杆209和支撑座207，所述齿条218固定在机架板1上，所述支撑座定位拉杆209依次穿过定型轮支撑盘208、支撑座及支撑座定位盘通过第二螺钉205固定在机架板上，所述平面螺旋驱动装置转动连接在支撑座上，所述齿条218通过传动齿轮组与所述平面螺旋驱动装置驱动连接，所述第一丝杆调节装置固定在机架板上，用于调节定型轮支撑盘208的上下位置。

所述的定型轮支撑盘208上均匀地径向设置有若干呈放射状的滑槽，所述滑槽内周向均布多对沿滑槽移动的内定型轮210和外定型轮211，所述内定型轮210与外定型轮211通过弹簧212连接，弹簧212保证了内定型轮210与外定型轮211的相对位置，并在成型管材时使外定型轮211紧贴管材的外壁，每对内定型轮210通过导杆与平面螺旋驱动机构相配合；所述的第一丝杆调节装置固定在机架板1上用于调节定型轮支撑盘208上下位置。

如图3至5所示，所述的平面螺旋驱动机构包括管径调节盘215，所述的管径调节盘215表面设置有阿基米德螺旋槽，所述的导杆与所述阿基米德螺旋槽相配合。

所述的传动齿轮组包括小主动齿轮217、大主动齿轮216、从动齿轮219，所述小主动齿轮217与大主动齿轮216通过轴用卡簧同轴安装在支撑座207上；所述从动齿轮219与平面螺旋驱动机构通过轴用卡簧同轴安装在支撑座207上，所述小主动齿轮217与齿条218啮合，大主动齿轮216与从动齿轮219啮合。

所述的第一丝杆调节装置包括丝杆座202、第一调节丝杆214、管径调节电机201、螺母梁204、支撑盘定位拉杆213，所述的管径调节电机201连接第一调节丝杆214的一端，所述丝杆座202通过第一螺钉203固定在机架板1上，用于安装调节丝杆214和管径调节电机201；所述调节丝杆214的另一端与螺母梁204中部螺纹连接，所述螺母梁204的两端通过支撑盘定位拉杆213与定型轮支撑盘208相连接。

当需要调节管材内径时，首先松开第二螺钉205，然后启动管径调节电机201带动第一调节丝杆214转动；第一调节丝杆214转动时，螺母梁204在第一调节丝杆214上的运动带动管径调节机构2整体沿着机架板1中的滑槽作竖直方向的运动。与此同时，小主动齿轮217在管径调节机构2竖直位移的作用下沿着齿条218转动，然后依次带动大主动齿轮216、从动齿轮219、管径调节盘215转动。其中，所述内定型轮210的导柱与管径调节盘215的阿基米德螺旋槽配合(类似凸轮机构)，通过管径调节盘215的转动，使内定型轮210和外定型轮211在定型轮支撑盘208的多个滑槽中同时沿管材径向滑动。管径调节电机201的转动速度可调，其转动的角度可在控制面板中预先设定一个值，每个转动角度对应一个管材内径值，从而精确调节管材内径。

如图6所示，所述壁厚调节机构3包括第二丝杆调节装置、挡料块定位拉杆306、挡料块307、从动压延辊304和主动压延辊305，所述从动压延辊304和主动压延辊305相对转动设置在机架板1上，从动压延辊在机架板上下移动，所述机架板上设有滑槽供从动压延辊滑动，所述第二丝杆调节装置固定在机架板上，用于调节从动压延辊和主动压延辊之间的距离，所述的挡料块固定在机架板上，管材内壁与内定型轮210和主动压延辊305的外圆内切，从而确定管材内径。

所述的主动压延辊305通过前后的第二端盖311和螺钉安装在机架板1上；所述从动压延辊304通过支撑套303、前后的第一端盖309和螺钉安装在机架板1上。

所述的第二丝杆调节装置包括壁厚调节电机301、丝杆座202、第二调节丝杆302、丝杆定位盘310，所述的壁厚调节电机301直接与第二调节丝杆302连接，两者通过丝杆定位盘310和第三螺钉308安装在所述丝杆座202上；调节丝杆302另一端与所述支撑套303连接。

具有一定温度和粘度的塑料熔体在挤出机的挤出压力作用下，经预埋式喷嘴喷射到主动压延辊305、从动压延辊304、挡料块307和上一层未完全凝固的管坯所形成的约束空间内并进行填充。初步冷却后的管材会进入到内定型轮210与外定型轮211之间的空间，在弹簧212、内定型轮210和外定型轮211的作用下进一步压延，保证管材离开主动压延辊305和从动压延辊304后壁厚不再变化。因此，调节从动压延辊304与主动压延辊305之间的距离，即可以调节管材壁厚。当需要调节管材壁厚时，启动壁厚调节电机301，第二调节丝杆302随之转动，使得支撑套303在第二调节丝杆302的作用下上下运动，最后带动从动压延辊304竖直上下运动。壁厚调节电机301的转动速度可以调节，其转动的角度可在控制面板中预先设定一个值，每个转动角度对应一个从动压延辊304的位移量，从而精确调节管材壁厚。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。