橢圓管聯(lián)合套片裝置的研制

何霞

摘 要：根據(jù)對(duì)橢圓管套片的生產(chǎn)實(shí)踐，提出了一種高效的橢圓管聯(lián)合套片裝置，用于散熱器上的橢圓管基管套片機(jī)。以橢圓管為基管，將一系列的機(jī)械結(jié)構(gòu)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，大大提高橢圓管套片的套片效率，取代老式人工橢圓管套片的生產(chǎn)方式，滿(mǎn)足了大批量生產(chǎn)的需求。

關(guān)鍵詞：散熱器；橢圓管；套片；輸送機(jī)；沖壓

引言

目前散熱器的種類(lèi)與形式正在不斷地進(jìn)行新老替換，越來(lái)越多的耐用、傳熱性能良好的鋼制散熱器出現(xiàn)。橢圓管就是其中一種比較優(yōu)良的類(lèi)型，其傳熱性能好、風(fēng)阻小、耐蝕性能好，肋片熱浸鋅與管接觸緊。但是橢圓管套片的制造工藝復(fù)雜，人工成本高，因此橢圓管套片機(jī)的研制對(duì)于橢圓管生產(chǎn)企業(yè)，甚至于加熱器制造企業(yè)來(lái)說(shuō)都是關(guān)注度比較高的課題。

1散熱器概述

我們國(guó)家是散熱器的使用及生產(chǎn)大國(guó)，隨著我國(guó)對(duì)于散熱器質(zhì)量和產(chǎn)量的提高，對(duì)散熱器的需求越來(lái)越多。散熱器有基本的三大性能，分別為耐壓性能、熱工性能和機(jī)械性能。其中散熱器最常用的性能是熱工性能，熱工性能決定散熱器的散熱效果。所以散熱器的熱工性能越高，則散熱器的換熱效率越好。而橢圓管型散熱器就是通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸得到熱工性能最好的散熱器。

2橢圓翅片管

散熱器翅片管，一般是為了提高換熱的效率，在換熱管的表面通過(guò)加翅片，加大換熱管的外表面積，然后達(dá)成提高換熱效率的目的的一種換熱管。而翅片的作用在于能夠使得散熱器的散熱面積得到增加，以加大與空氣的接觸面，這樣就可以提高翅片空氣散熱器的換熱效率，相比而言不經(jīng)繞翅片的光管的換熱效率就會(huì)大大的降低了，而支管水平截面的形狀為橢圓形的橢圓翅片管是屬于被優(yōu)化過(guò)的，性能相較其他鋼制圓管來(lái)說(shuō)，橢圓翅片管的介質(zhì)流量截面比圓管要來(lái)的大。因此，橢圓套片管是散熱器中性能較好的一種。

3人工橢圓翅片管套片的過(guò)程

人工橢圓管套片要先準(zhǔn)備原材料。第一個(gè)是鋁板，把鋁板按照規(guī)格加工出一批批的單個(gè)套片，形成鋁箔片；第二個(gè)是橢圓管，然后把之前的套片，用人工或者用機(jī)械的方式，按照一定的片距，片高和長(zhǎng)度，用過(guò)盈配合將翅片套裝在橢圓管的外表面上。由于人工套片壓入力量有限，一般一次只能套個(gè)6-8片，隨后用專(zhuān)用治具把套片壓緊。這是一種橢圓翅片管加工的常用方式，工藝簡(jiǎn)單，技術(shù)要求也不高，所以比較在小型企業(yè)中普遍存在。但這種用人工套裝翅片的方式有幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）壓入的力量有限制，并且力量不均，容易使得翅片間產(chǎn)生松動(dòng)的情況。（2）人工橢圓管套片量產(chǎn)很低，每個(gè)工人套片都有一定的差異，不能保證套片的一致性。（3）人工的上漲而使得橢圓管套片的成本加大，人工套片利潤(rùn)低。因此，大幅度提高橢圓管的套片效率的聯(lián)合套片機(jī)的研制是企業(yè)尋求突破的一個(gè)方向。

4橢圓管聯(lián)合套片機(jī)的研制

橢圓管聯(lián)合套片機(jī)不是一個(gè)孤立的結(jié)構(gòu)，而是由許多相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)聯(lián)系在一起，本文將按照橢圓管套片的工藝和所需的機(jī)械系統(tǒng)來(lái)介紹橢圓管聯(lián)合套片機(jī)的一些功用和注意點(diǎn)。

4.1送料系統(tǒng)

送料系統(tǒng)主要靠流水作業(yè)線(xiàn)比較常用的經(jīng)濟(jì)型輸送設(shè)備，皮帶輸送機(jī)。輸送機(jī)由送料架、冷卻液槽、輸送皮帶、皮帶輥筒以及張緊裝置和傳動(dòng)裝置組成。送料架采用高低架的方式，橢圓管翅片的送料主要是使用薄的鋁板，鋁板呈卷狀，把鋁板卷掛在送料架上，隨后將鋁板片送入冷卻液槽后，之后進(jìn)入輸送皮帶，鋁板依靠與皮帶之間的摩擦力隨著皮帶一起運(yùn)動(dòng)，使鋁板向前輸送，輸送皮帶的上方運(yùn)送鋁板，下方的皮帶為返回段。為了不使皮帶下垂，皮帶輸送段的下方采用間隔的托輥支撐。另外，由于輸送的終點(diǎn)是沖壓機(jī)，需要一定的精度及空間，所以在皮帶輸送機(jī)的兩端裝上定位擋板，使鋁板不跑偏。在皮帶運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的松弛，所以張緊裝置也能對(duì)皮帶的張力做一定的檢查。皮帶的傳動(dòng)裝置是由電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，是由電機(jī)經(jīng)過(guò)減速器減速后再通過(guò)齒輪傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)皮帶主輪。輸送機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，維護(hù)也方便，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，所以用皮帶輸送機(jī)的自動(dòng)化輸送是比較合適的。

4.2沖壓系統(tǒng)

鋁板在經(jīng)過(guò)送料系統(tǒng)之后直接輸送到?jīng)_壓系統(tǒng)，沖壓系統(tǒng)是相當(dāng)于一個(gè)專(zhuān)用的沖床，在模具里對(duì)輸送系統(tǒng)里過(guò)來(lái)的鋁板施加外力，把中心的孔產(chǎn)生形變分離，然后得到所需的橢圓孔形狀和尺寸的鋁翅片。沖壓系統(tǒng)采用的是金屬冷變形的加工方式，沖壓用的模具是橢圓管孔的專(zhuān)用模具，這個(gè)是沖壓系統(tǒng)中的關(guān)鍵，沖模沒(méi)有達(dá)到要求的話(huà)，沖壓批量生產(chǎn)就不能進(jìn)行。沖模生產(chǎn)有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）沖壓加工的生產(chǎn)效率比較高，而且生產(chǎn)工人比較容易接受，操作簡(jiǎn)單。相比于一般壓力機(jī)的話(huà)，沖壓的速度較快，而且每次沖壓就可以根據(jù)模具得到一個(gè)沖件。（2）沖壓的精度比較高，由于沖模的形狀和精度比較好，而且一般不會(huì)破壞沖壓件的表面質(zhì)量，所以沖模的壽命的也比較長(zhǎng)。（3）沖壓的可加工零件比較小，由于沖壓時(shí)鋁片是冷變形硬化效應(yīng)，所以沖壓后的強(qiáng)度和剛度也比較高。（4）沖壓切削碎料少，材料的消耗比較少，且不需要其他的輔助設(shè)備，加工成本比較低。

橢圓管孔鋁片沖模是并不是一個(gè)孤立的模具，而是一個(gè)復(fù)合沖裁，由幾個(gè)模具組合而成。沖壓系統(tǒng)首先是沖孔，在鋁板上沖橢圓管孔，隨后輸送機(jī)把沖孔板遷移，在沖裁，把片子落料，形成橢圓管孔鋁片，鋁片根據(jù)引導(dǎo)鉤子進(jìn)入套片系統(tǒng)。

4.3套片系統(tǒng)

套片系統(tǒng)主要由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和橢圓管定位裝置組成，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的主要功能元件是輸送鏈，輸送鏈有傳遞動(dòng)力的功能，也有一定的承載能力。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)是用鏈條牽引，然后用鏈條上安裝的板條、張緊裝置和輥筒及傳動(dòng)裝置構(gòu)成。傳動(dòng)裝置是輸送的原動(dòng)力，一般采用交流電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)即可，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后經(jīng)過(guò)減速機(jī)將動(dòng)力帶給裝有鏈輪的主軸，在鏈輪的帶動(dòng)下，鏈條上的板條緩慢的移動(dòng)，鋁翅片也被板條帶動(dòng)隨之慢慢往前輸送。在經(jīng)過(guò)沖壓系統(tǒng)后，原先的鋁板已經(jīng)直接成為橢圓孔的鋁翅片，沖壓系統(tǒng)及套片系統(tǒng)的中間關(guān)聯(lián)處是鉤狀引導(dǎo)管，鉤狀引導(dǎo)管的另一頭是橢圓管定位裝置，橢圓管先被安放在橢圓管定位裝置上，鋁翅片在下來(lái)之后直接被板條帶動(dòng)套進(jìn)橢圓管上，當(dāng)鋁翅片套至橢圓管固定端，板條隨著固定端的反力將板條下壓，下壓后的板條隨機(jī)往前輸送，就這樣子一片片套進(jìn)。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)相較于其他輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，鏈?zhǔn)捷斔土?zhǔn)定精準(zhǔn)，使得壓入的力量精準(zhǔn)，鋁翅片不宜產(chǎn)生間隙，使用壽命長(zhǎng)，用合金鋼材經(jīng)過(guò)熱處理加工而成的輸送鏈，它的一般壽命在五年，鏈上的滾子壽命普通材質(zhì)的話(huà)一般三年，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)布置比較方便，可以放架子；可以放地面；可水平或爬坡（小于15°）安裝；也可以同時(shí)水平加爬坡安裝的放置。鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)使用成本低，節(jié)電且耐用，維修比較少，維修費(fèi)用也低。套片系統(tǒng)中，機(jī)械套裝翅片是在翅片套裝機(jī)上進(jìn)行的。由于翅片壓入是靠機(jī)械沖擊力，壓入力大。所以，可采用較大的過(guò)盈量。翅片和管子之間的結(jié)合強(qiáng)度高，不易松動(dòng)。

4.4橢圓管聯(lián)合套片機(jī)展望

橢圓管聯(lián)合套片機(jī)能夠滿(mǎn)足橢圓管的制造工藝，且生產(chǎn)效率大大提高，克服人工套片的一系列缺點(diǎn)。鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)使得套片力量均等，量產(chǎn)也可以實(shí)現(xiàn)，相較于人工套片取決于工人熟練度的差異也可以避免，機(jī)器也能降低套片的人工成本。但橢圓管聯(lián)合套片也并不是完美的，沖壓系統(tǒng)在加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)比較大。不過(guò)，這些問(wèn)題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的。機(jī)械傳動(dòng)的套裝機(jī)生產(chǎn)率高，但噪音大。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)，機(jī)電一體化的進(jìn)步，這類(lèi)的問(wèn)題肯定會(huì)得到完善的解決。

5結(jié)語(yǔ)

橢圓管聯(lián)合套片裝置的研制雖然相對(duì)而言是個(gè)簡(jiǎn)單過(guò)程，但是內(nèi)含有很多比較復(fù)雜的工藝參數(shù)和不確定因素。所以，上面所闡述的各個(gè)系統(tǒng)中的因素，各個(gè)零部件上的因素必須在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)充分考慮。不然，不完善的設(shè)計(jì)會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，而且在后期技術(shù)改進(jìn)增加難度。所以設(shè)計(jì)橢圓管聯(lián)合套片裝置時(shí)，也要綜合考慮材料、壓力、溫度、壓差、流體狀態(tài)、應(yīng)用方式、檢修和清理等相關(guān)因素，才能設(shè)計(jì)出強(qiáng)度足夠、結(jié)構(gòu)合理，也能便于制造、安裝、檢修。

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