一种液压动力胀管器的制造方法
【专利摘要】一种液压动力胀管器，涉及制造热交换设备用的胀管器，釆用胀杆、胀壳和胀子组成的胀管器组件、液压马达、液压缸，其特征是胀子成圆锥柱形，胀子的个数为三个或四个，胀子安装在胀壳槽中，胀壳槽的横断面两侧成内大外小夹角，纵向两侧锥度与胀子相同，胀壳槽与胀壳的轴线无倾斜角，胀子轴线与胀杆轴线无空间夹角，胀杆锥度是胀子锥度的两倍，胀子贴近管壁侧与胀杆轴线平行；胀管器安装在框架的前台支撑板上，框架由前台支撑板、后台支撑板、连杆组成，上连杆连接胀管器吊具；框架中安装液压马达，液压马达的输出轴连接心轴，心轴前端有锥孔，胀杆后端有锥柄插在心轴锥孔中，后台支撑板固定液压缸，液压缸活塞杆头部穿过后台支撑板连接液压马达。
【专利说明】-种液压动力胀管器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种制造热交换设备用的胀管器。
【背景技术】
[0002] 管壳式换热器是各行业中普遍使用的换热设备，它的换热管与管板的连接常采用 强度胀来保证密封性及拉脱强度，或者采用贴胀以消除管子与管板孔之间缝隙。胀接方式 主要有液压胀和机械胀两种型式。
[0003] 液压胀将高压液体通入胀头，胀头直接与被胀管内表面接触并传递压力达到胀接 目的，目前主要有袋囊式、〇型圈式和橡胶式胀头。液压胀的胀接质量与精度校高，可以实 现自动化控制，但液压胀投入高，设备复杂，辅助工作时间长，适用于批量大的产品以及厚 壁管的胀接。
[0004] 目前使用最多的还是机械胀接，根据使用动力不同主要分为电动胀接和手动胀 接。机械胀接方式机动灵活，操作方便，多用于薄壁管和小批量多品种产品。
[0005] 机械胀接无论是电动驱动还是手工驱动，只提供了使胀管器胀杆旋转的周向动 力，而胀杆轴向推进是靠胀壳槽内装胀子与胀壳轴线成Γ?2°倾斜角，即是胀子轴线与 胀杆轴线成Γ?2°空间交角，而产生的轴向力实现的。该倾角的存在，使换热管胀接部 位形成里小外大的锥度和曲面，由里向外分成欠胀、胀接和过胀三种状态；欠胀部分不能承 受工作压力；过胀部分失去了胀接强度并引起应力集中，且降低了耐腐性能，影响换热器的 使用寿命。
[0006] 随着制造业的创新发展，客户对换热器胀接质量的要求也在不断提高。研究发现， 胀子轴线与胀杆轴线无空间交角的平行头胀管器，胀子与管壁接触线与换热管中心线平 行，胀管器的周向和轴向动力由液压装置提供，可以避免产生机械胀接缺陷。
【发明内容】
[0007] 本实用新型为解决机械胀接技术存在的不足，提出一种胀子轴线与胀杆轴线无空 间夹角的液压动力胀管器。
[0008] 本实用新型的技术方案釆用胀杆、胀壳、胀子组成的胀管器组件和液压马达、液压 缸，胀子安装在胀壳的胀壳槽中，其特征是胀子成圆锥柱形，胀子的个数为3个或4个，胀壳 槽的两侧倾斜12°?15°，胀壳槽与胀壳的轴线无倾斜角，胀子轴线与胀杆轴线无空间夹 角，胀杆锥度是胀子锥度的2倍；胀管器安装在一个框架的前台支撑板上，框架由前台支撑 板、后台支撑板、上连杆、右连杆、左连杆组成，上连杆与悬吊胀管器的吊具连接；框架中安 装液压马达，液压马达的输出轴上连接一根心轴，心轴的前端有锥孔，胀杆的后端有锥柄插 在心轴的锥孔中，后台支撑板固定液压缸，液压缸的活塞杆头部穿过后台支撑板连接液压 马达；液压缸活塞杆推进时将液压马达、心轴和胀杆一起推进，使胀子向外扩张，达到胀接 目的，活塞杆作轴向退出时，拉动液压马达、心轴和胀杆一起退出，胀子也退出扩张。
[0009] 本实用新型由于液压马达，液压缸，胀杆，胀壳等零部件整合在一起，结构简单紧 凑，使用方便。胀管器的胀子轴线与胀杆轴线无空间交角，胀接时胀子与换热管内壁接触线 与胀杆轴线平行，胀接后在胀接部位的轴向内表面不存在里小外大的锥度和曲面，也不会 引起欠胀和过胀等缺陷，提高了胀接接头的强度和耐腐蚀性能。胀管器的胀杆旋转以及轴 向推进和退出由液压提供动力，胀杆可在行程内的任何位置停顿，操作容易，可实现自动控 制。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是液压动力平行头胀管器结构主视示意图；
[0011] 图2是图1的D-D剖视示意图；
[0012] 图3是图1的A-A剖视示意图；
[0013] 图4是图1的B-B剖视示意图；
[0014] 图5是图1的C-C剖视示意图；
[0015] 图6是图1的K向示意图；
[0016] 图7是胀壳零件主视示意图；
[0017] 图8是图7的俯视示意图；
[0018] 图9是图7的H-H剖面不意图；
[0019] 图10是心轴的剖视示意图；
[0020] 图11是图1的F-F剖视示意图；
[0021] 图12是胀子、胀壳和胀杆装配关系图；
[0022] 图13是图12的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0023] 实施例一：一种液压动力平行头胀管器(参见附图）由胀子1、胀壳2、定位套3、紧 定螺钉4、连接管5、螺纹套6、双向推力球轴承7、推力轴承套8、内外螺纹套9、衬套10、弹 簧挡圈11、圆螺母12、轴套13、胀杆14、压紧螺母15、心轴16、螺纹接头17、法兰盘18、前 台支撑板19、上连杆20、右连杆34、左连杆35、轴承套21、前单列球轴承22、中单列球轴承 24、后单列球轴承25、平键23、右拉杆26、左拉杆27、液压马达28、六角螺母29、连接板30、 后台支撑板31、液压缸32、定位圈33、后轴封36、前轴封37、手柄38、限位板39、左筋板40、 右筋板41、销轴42、开口销43组成，在胀壳2的每一个胀壳槽54中对应安装一个胀子1， 其特征是胀子成圆锥柱形，根据换热管直径和壁厚确定胀子的个数为3个或4个；胀壳槽在 胀壳的前段等角分布，胀壳槽的横断面两侧倾斜12°?15° (图2,图7,图9)，纵向两侧 锥度与胀子1锥度相同（图7,图8)，防止胀子从胀壳槽中由里向外脱落，胀壳槽与胀壳的轴 线无倾斜角，即胀子轴线与胀杆轴线无空间夹角，胀杆前段成圆锥柱形，胀杆插入胀壳圆筒 中，胀杆的锥度方向与胀子的锥度方向相反，胀杆锥度是胀子锥度的2倍；胀子工作时贴近 管壁侧与胀杆轴线平行，避免了通常胀管器胀接后在胀接部位存在锥度、曲面等引起的欠 账和过账缺陷。
[0024] 由三角状带孔的前台支撑板19,后台支撑板31，与两头带台阶，台阶小端为螺纹 的上连杆20,右连杆34,左连杆35用六角螺母连接固定组成框架，胀管器安装在框架前台 支撑板上，液压马达安装在框架中，液压缸固定在后台支撑板上，工作时起吊胀管器的吊具 连接在上连杆20上。
[0025] 液压马达的输出轴上连接一根心轴16,心轴前端有锥孔51，胀杆14前端为圆锥 体，中部为圆柱体，后端为锥柄52,胀杆后端的锥柄52插在心轴16的锥孔51中，由压紧螺 母15压紧，锥孔的小端有方孔50用于退出胀杆，心轴16与法兰盘18间有前轴封37密封， 心轴16通过内孔49套在液压马达的输出轴47上，心轴的外圈48装于前单列球轴承22、中 单列球轴承24和后单列球轴承25内圈，单列球轴承的外圈安装在轴承套21内，由定位圈 33轴向定位，心轴16与轴承套21间有后轴封36密封，单列球轴承承担胀杆推进或退出引 起的轴向力，轴承套21由螺栓螺母与液压马达28连接固定，液压马达通过输出轴47上的 平键23带动心轴和胀杆旋转，胀杆再带动胀子旋转，胀子在绕自身轴线旋转的同时围绕胀 杆轴线在换热管内壁作圆周运动并带动胀壳2和内外螺纹套9旋转，液压马达只能顺时针 旋转(侧视图方向）不能反转。
[0026] 液压缸32由六角螺栓和螺母固定在后台支撑板31上，液压缸32的活塞杆45头 部穿过后台支撑板31上的孔44,连接板30通过活塞杆杆端螺纹与活塞杆45连接，并用六 角螺母29压紧；左拉杆27和右拉杆26两头带台阶，台阶小端为螺纹，由六角螺母将连接板 30与轴承套21连接，液压缸32的活塞杆45作轴向推进时将液压马达28、心轴16和胀杆 14 一起推进，并使胀子1向外扩张，达到胀接目的，活塞杆45作轴向退出时，将拉动液压马 达28、心轴16和胀杆14 一起退出，胀子1也退出扩张；活塞杆45在作轴向推进或退出时 连接板30通过穿在右连杆34上的孔46上作滑动，起导向和支撑作用；胀杆14的旋转和轴 向运动互不干扰并可同时进行，液压缸32的活塞杆45可以在设定行程内的任何位置仃顿。
[0027] 胀壳2与内外螺纹套9通过螺纹连接，内外螺纹套9安装在双向推力球轴承7的 内圈，由衬套10定位，用圆螺母12固定，双向推力球轴承7的外圈安装在推力轴承套8内， 由弹簧挡圈11轴向定位，推力轴承套8与轴套13螺纹连接；轴套13与螺纹接头17螺纹连 接；螺纹接头17与法兰盘18螺纹连接；螺纹接头17与法兰盘18将前台支撑板19夹紧，以 上连接使双向推力球轴承7成为一个支点，胀壳2固定在双向推力球轴承7的内圈旋转，双 向推力球轴承7承担胀壳2的轴向力；定位套3通过紧定螺钉4固定在连接管5上，连接管 5与螺纹套6螺纹连接，螺纹套6与推力轴承套8螺纹连接，定位套3的端面55紧靠管板， 旋动螺纹套6和推力轴承套8可以单独或联合调整胀子1在换热管内的胀接位置；定位套 3上开有手柄槽口 58,其两侧焊有右筋板40,左筋板41，手柄38在右筋板40,左筋板41和 手柄槽口 58间通过，销轴42和开口销43将手柄38与右筋板40和左筋板41连接；正常位 置，拉动手柄38,其上的限位板39与定位套3接触，手柄38的顶面53与换热管外壁平行， 并留有间隙，胀接前将手柄38推向管板，顶面53卡住换热管，避免胀接初始阶段换热管出 现转动或晃动，定位套3的端部开有对称的左观察口 56、右观察口 57,用以观察胀接时管口 的变化情况。
[0028] 实施例二：按照实施例一的【具体实施方式】，胀壳上当设三个胀壳槽时，三个胀壳槽 在圆周的分布互成120° ;当胀壳上设4个胀壳槽时，四个胀壳槽在圆周的分布互成90°。
[0029] 实施例三：按照实施例一或实施例二的【具体实施方式】，胀杆锥度是胀子锥度的2 倍，即胀杆前段成圆锥柱形的锥度1: 20,胀子锥度1: 40。
[0030] 实施例四：按照实施例一或实施例二的【具体实施方式】，胀杆前段成圆锥柱形的锥 度1: 30,胀子锥度1: 60。
【权利要求】
1. 一种液压动力胀管器，由胀子、胀壳、定位套、紧定螺钉、连接管、螺纹套、双向推力球 轴承、推力轴承套、内外螺纹套、衬套、弹簧挡圈、圆螺母、轴套、胀杆、压紧螺母、心轴、螺纹 接头、法兰盘、前台支撑板、上连杆、右连杆、左连杆、轴承套、前单列球轴承、中单列球轴承、 后单列球轴承、平键、右拉杆、左拉杆、液压马达、六角螺母、连接板、后台支撑板、液压缸、定 位圈、后轴封、前轴封、手柄、限位板、左筋板、右筋板、销轴、开口销组成，胀壳的每一个胀壳 槽中对应安装一个胀子，其特征是胀子成圆锥柱形，胀子的个数为3个或4个；胀壳槽在胀 壳的前段等角分布，胀壳槽的横断面两侧倾斜12°?15°成内大外小夹角，纵向两侧锥度 与胀子锥度相同，胀壳槽与胀壳的轴线无倾斜角，胀杆插入胀壳圆筒中，胀杆的锥度方向与 胀子的锥度方向相反，胀杆锥度是胀子锥度的2倍；前台支撑板，后台支撑板，与两头带台 阶，台阶小端为螺纹的上连杆，右连杆，左连杆用六角螺母连接固定组成框架，胀管器安装 在框架前台支撑板上，液压马达安装在框架中，液压缸固定在后台支撑板上，起吊胀管器的 吊具连接在上连杆上；胀杆前端为圆锥体，中部为圆柱体，后端为锥柄，胀杆后端的锥柄插 在心轴的锥孔中，由压紧螺母压紧，心轴锥孔的小端有方孔用于退出胀杆，心轴与法兰盘间 有前轴封密封，心轴通过内孔套在液压马达的输出轴上，心轴的外圈装于前单列球轴承、中 单列球轴承和后单列球轴承内圈，单列球轴承的外圈安装在轴承套内，由定位圈轴向定位， 心轴与轴承套间有后轴封密封，轴承套由螺栓螺母与液压马达连接固定；液压缸的活塞杆 头部穿过后台支撑板上的孔，连接板通过活塞杆杆端螺纹与活塞杆连接，并用六角螺母压 紧；左拉杆和右拉杆由六角螺母将连接板与轴承套连接，轴承套与液压马达连接；液压马 达顺时针旋转，液压马达通过输出轴上的平键带动心轴和胀杆旋转；液压缸由六角螺栓和 螺母固定在后台支撑板上，液压缸的活塞杆头部穿过后台支撑板上的孔，连接板通过活塞 杆杆端螺纹与活塞杆连接，并用六角螺母压紧；左拉杆和右拉杆两头带台阶，台阶小端为螺 纹，由六角螺母将连接板与轴承套连接；胀壳与内外螺纹套通过螺纹连接，内外螺纹套安装 在双向推力球轴承的内圈，由衬套定位，用圆螺母固定，双向推力球轴承的外圈安装在推力 轴承套内，由弹簧挡圈轴向定位，推力轴承套与轴套螺纹连接；轴套与螺纹接头由螺纹连 接；螺纹接头与法兰盘由螺纹连接；螺纹接头与法兰盘将前台支撑板夹紧，胀壳固定在双 向推力球轴承的内圈；定位套通过紧定螺钉固定在连接管上，连接管与螺纹套螺纹连接，螺 纹套与推力轴承套由螺纹连接，定位套的端面紧靠管板，旋动螺纹套和推力轴承套可以单 独或联合调整胀子在换热管内的胀接位置；定位套上开有手柄槽口，其两侧焊有右筋板，左 筋板，手柄在右筋板，左筋板和手柄槽口间通过，销轴和开口销将手柄与右筋板和左筋板连 接；拉动手柄，限位板与定位套接触，手柄的顶面与换热管外壁平行，并留有间隙，手柄推向 管板，其顶面卡住换热管，避免胀接初始阶段换热管出现转动或晃动，定位套的端部开有对 称的左、右观察口，用以观察胀接时管口的变化情况。
2. 根据权利要求1所述的一种液压动力胀管器，其特征是胀壳上当设三个胀壳槽时， 三个胀壳槽在圆周的分布互成120°。
3. 根据权利要求1所述的一种液压动力胀管器，其特征是胀壳上设置四个胀壳槽时， 四个胀壳槽在圆周的分布互成90°。
4. 根据权利要求1所述的一种液压动力胀管器，其特征是胀杆前段成圆锥柱形的锥度 1: 20,胀子锥度1: 40。
5. 根据权利要求1所述的一种液压动力胀管器，其特征是胀杆前段成圆锥柱形的锥度 1: 30,胀子锥度1: 60。
【文档编号】B21D39/20GK203843029SQ201420208654
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】郑治, 刘汉龙, 殷者建, 刘江红, 程天 申请人:上海通华不锈钢压力容器工程有限公司