橢圓管聯(lián)合套片裝置的研制

何霞

摘 要：根據(jù)對橢圓管套片的生產實踐，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。以橢圓管為基管，將一系列的機械結構有機的結合起來，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方式，滿足了大批量生產的需求。

關鍵詞：散熱器；橢圓管；套片；輸送機；沖壓

引言

目前散熱器的種類與形式正在不斷地進行新老替換，越來越多的耐用、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)良的類型，其傳熱性能好、風阻小、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雜，人工成本高，因此橢圓管套片機的研制對于橢圓管生產企業(yè)，甚至于加熱器制造企業(yè)來說都是關注度比較高的課題。

1散熱器概述

我們國家是散熱器的使用及生產大國，隨著我國對于散熱器質量和產量的提高，對散熱器的需求越來越多。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優(yōu)化結構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加翅片，加大換熱管的外表面積，然后達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，相比而言不經繞翅片的光管的換熱效率就會大大的降低了，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)化過的，性能相較其他鋼制圓管來說，橢圓翅片管的介質流量截面比圓管要來的大。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程

人工橢圓管套片要先準備原材料。第一個是鋁板，把鋁板按照規(guī)格加工出一批批的單個套片，形成鋁箔片；第二個是橢圓管，然后把之前的套片，用人工或者用機械的方式，按照一定的片距，片高和長度，用過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6-8片，隨后用專用治具把套片壓緊。這是一種橢圓翅片管加工的常用方式，工藝簡單，技術要求也不高，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缺點：（1）壓入的力量有限制，并且力量不均，容易使得翅片間產生松動的情況。（2）人工橢圓管套片量產很低，每個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，人工套片利潤低。因此，大幅度提高橢圓管的套片效率的聯(lián)合套片機的研制是企業(yè)尋求突破的一個方向。

4橢圓管聯(lián)合套片機的研制

橢圓管聯(lián)合套片機不是一個孤立的結構，而是由許多相關機械結構聯(lián)系在一起，本文將按照橢圓管套片的工藝和所需的機械系統(tǒng)來介紹橢圓管聯(lián)合套片機的一些功用和注意點。

4.1送料系統(tǒng)

送料系統(tǒng)主要靠流水作業(yè)線比較常用的經濟型輸送設備，皮帶輸送機。輸送機由送料架、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動，使鋁板向前輸送，輸送皮帶的上方運送鋁板，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，由于輸送的終點是沖壓機，需要一定的精度及空間，所以在皮帶輸送機的兩端裝上定位擋板，使鋁板不跑偏。在皮帶運動的過程中，會產生一定的松弛，所以張緊裝置也能對皮帶的張力做一定的檢查。皮帶的傳動裝置是由電機來驅動，是由電機經過減速器減速后再通過齒輪傳動來驅動皮帶主輪。輸送機結構比較簡單，維護也方便，運動平穩(wěn)，所以用皮帶輸送機的自動化輸送是比較合適的。

4.2沖壓系統(tǒng)

鋁板在經過送料系統(tǒng)之后直接輸送到沖壓系統(tǒng)，沖壓系統(tǒng)是相當于一個專用的沖床，在模具里對輸送系統(tǒng)里過來的鋁板施加外力，把中心的孔產生形變分離，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用模具，這個是沖壓系統(tǒng)中的關鍵，沖模沒有達到要求的話，沖壓批量生產就不能進行。沖模生產有幾個優(yōu)點：（1）沖壓加工的生產效率比較高，而且生產工人比較容易接受，操作簡單。相比于一般壓力機的話，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，而且一般不會破壞沖壓件的表面質量，所以沖模的壽命的也比較長。（3）沖壓的可加工零件比較小，由于沖壓時鋁片是冷變形硬化效應，所以沖壓后的強度和剛度也比較高。（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備，加工成本比較低。

橢圓管孔鋁片沖模是并不是一個孤立的模具，而是一個復合沖裁，由幾個模具組合而成。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)引導鉤子進入套片系統(tǒng)。

4.3套片系統(tǒng)

套片系統(tǒng)主要由鏈式輸送機和橢圓管定位裝置組成，鏈式輸送機的主要功能元件是輸送鏈，輸送鏈有傳遞動力的功能，也有一定的承載能力。鏈式輸送機是用鏈條牽引，然后用鏈條上安裝的板條、張緊裝置和輥筒及傳動裝置構成。傳動裝置是輸送的原動力，一般采用交流電動機和減速機即可，電動機啟動后經過減速機將動力帶給裝有鏈輪的主軸，在鏈輪的帶動下，鏈條上的板條緩慢的移動，鋁翅片也被板條帶動隨之慢慢往前輸送。在經過沖壓系統(tǒng)后，原先的鋁板已經直接成為橢圓孔的鋁翅片，沖壓系統(tǒng)及套片系統(tǒng)的中間關聯(lián)處是鉤狀引導管，鉤狀引導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，鋁翅片在下來之后直接被板條帶動套進橢圓管上，當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，下壓后的板條隨機往前輸送，就這樣子一片片套進。鏈式輸送機相較于其他輸送機來說，鏈式輸送力準定精準，使得壓入的力量精準，鋁翅片不宜產生間隙，使用壽命長，用合金鋼材經過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的話一般三年，鏈式輸送機布置比較方便，可以放架子；可以放地面；可水平或爬坡（小于15°）安裝；也可以同時水平加爬坡安裝的放置。鏈式輸送機使用成本低，節(jié)電且耐用，維修比較少，維修費用也低。套片系統(tǒng)中，機械套裝翅片是在翅片套裝機上進行的。由于翅片壓入是靠機械沖擊力，壓入力大。所以，可采用較大的過盈量。翅片和管子之間的結合強度高，不易松動。

4.4橢圓管聯(lián)合套片機展望

橢圓管聯(lián)合套片機能夠滿足橢圓管的制造工藝，且生產效率大大提高，克服人工套片的一系列缺點。鏈式傳動使得套片力量均等，量產也可以實現(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)在加工時產生的噪音和振動比較大。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的。機械傳動的套裝機生產率高，但噪音大。

隨著科學技術的進步與發(fā)展，特別是計算機技術，機電一體化的進步，這類的問題肯定會得到完善的解決。

5結語

橢圓管聯(lián)合套片裝置的研制雖然相對而言是個簡單過程，但是內含有很多比較復雜的工藝參數(shù)和不確定因素。所以，上面所闡述的各個系統(tǒng)中的因素，各個零部件上的因素必須在設計時就應充分考慮。不然，不完善的設計會直接導致生產成本的增加，而且在后期技術改進增加難度。所以設計橢圓管聯(lián)合套片裝置時，也要綜合考慮材料、壓力、溫度、壓差、流體狀態(tài)、應用方式、檢修和清理等相關因素，才能設計出強度足夠、結構合理，也能便于制造、安裝、檢修。

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