阅读说明：本技术 一种旋转管材定型牵引装置及其方法 (Rotary pipe shaping and traction device and method thereof ) 是由 冯彦洪 李惠兰 殷小春 于 2020-04-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种旋转管材定型牵引装置及其方法,涉及管材生产设备领域,该装置包括套设于所述旋转管材上的牵引套,所述牵引套两端分别套设有紧箍装置,所述牵引套外壁上开设有键槽,所述键槽通过键固定连接有旋转轮,所述旋转轮啮合有主动轮,所述主动轮一端通过主动轴连接有电机；所述旋转轮和主动轮均通过轴承设置于传动箱体上,所述牵引套穿过所述旋转轮和所述传动箱体；所述牵引套内壁上均匀设置有摩擦块,所述摩擦块与所述旋转管材的外壁接触。采用本发明提供的旋转管材定型牵引装置的定型牵引方法,实现了管材轴向的螺旋状牵引,提高了牵引效率。(The invention discloses a rotary pipe shaping traction device and a method thereof, and relates to the field of pipe production equipment, wherein the device comprises a traction sleeve sleeved on a rotary pipe, two ends of the traction sleeve are respectively sleeved with a tightening device, the outer wall of the traction sleeve is provided with a key groove, the key groove is fixedly connected with a rotary wheel through a key, the rotary wheel is meshed with a driving wheel, and one end of the driving wheel is connected with a motor through a driving shaft; the rotating wheel and the driving wheel are arranged on the transmission box body through bearings, and the traction sleeve penetrates through the rotating wheel and the transmission box body; the inner wall of the traction sleeve is uniformly provided with friction blocks, and the friction blocks are in contact with the outer wall of the rotary pipe. By adopting the shaping traction method of the rotary pipe shaping traction device provided by the invention, the axial spiral traction of the pipe is realized, and the traction efficiency is improved.)

一种旋转管材定型牵引装置及其方法

技术领域

本发明涉及管材生产设备技术领域，特别是涉及一种旋转管材定型牵引装置及其方法。

背景技术

缠绕成型设备能够加工预先生产好的塑料片材/板材，通过卷绕、粘结、嵌钢、覆胶等工艺而制造出管材，再从机架上卸下管材，抽出芯模，得到管材制品。此外，还有超高分子量聚合物管材有源驱动脉动形变成型设备，可以利用挤出机主机将聚合物原料塑化挤出，预成型为片材，再将片材送入管材成型辅机中卷绕成型为管材，管材制品是边旋转边产出的。缠绕成型可以获得性能优异的复合材料，可以加工高粘度的材料，充分利用材料的优异性能。

常规的缠绕成型是非连续挤出生产的，无牵引装置。传统的超高分子量聚合物成型设备挤出速度慢，无需特殊的牵引和冷却。现有超高分子量聚合物管材缠绕成型方法及装置可以高效率地挤出管材，在生产过程中管材是边旋转边挤出的，如果没有牵引装置，则生产出来的管材成品只能依靠缠绕成型设备推出，会增大成型机所承受的载荷。常规的管材牵引机只能沿管道轴向进行牵引，无法进行螺旋状牵引。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转管材定型牵引装置及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现了管材轴向的螺旋状牵引，提高了牵引效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种旋转管材定型牵引装置，包括套设于所述旋转管材上的牵引套，所述牵引套两端分别套设有紧箍装置，所述牵引套外壁上开设有键槽，所述键槽通过键固定连接有旋转轮，所述旋转轮啮合有主动轮，所述主动轮一端通过主动轴连接有电机；所述旋转轮和主动轮均通过轴承设置于传动箱体上，所述牵引套穿过所述旋转轮和所述传动箱体；所述牵引套内壁上均匀设置有摩擦块，所述摩擦块与所述旋转管材的外壁接触。

可选的，还包括设置于所述牵引套一端的冷却装置；所述冷却装置包括套设于所述旋转管材上的冷却套，所述冷却套外壁上套设安装有机座，所述机座上穿设有调节块，所述调节块与所述冷却套垂直设置。

可选的，所述冷却套上开设有螺旋流道，所述冷却套内表面喷涂有低表面能的涂层。

可选的，所述牵引套内壁上开设有多个螺旋沟槽，所述摩擦块镶嵌于所述螺旋沟槽内。

可选的，所述螺旋沟槽具有角度α，角度α在45～80°之间。

可选的，所述摩擦块的高度大于所述牵引套的螺旋沟槽的深度；所述摩擦块采用耐磨材料制成。

可选的，所述摩擦块为橡胶和钢丝或橡胶和尼龙丝的混合材料制成。

可选的，所述旋转轮与主动轮为一对旋转方向相反的斜齿轮，其中所述旋转轮的齿形旋转方向与旋转管材的旋转方向相同。

可选的，所述旋转轮与主动轮为一对锥齿轮，其中所述旋转轮的齿形指向旋转管材的挤出方向。

本发明还提供一种旋转管材定型牵引方法，包括如下步骤：

步骤一，通过调节块调整冷却套，使其与缠绕成型机的口模的出口同轴；旋转管材进入定型装置，在冷却套内初步定型；

步骤二，旋转管材进入牵引套内，并与摩擦块接触；启动电机，牵引套旋转牵引旋转管材；牵引套做与旋转管材同步同方向的旋转运动，螺旋排布在牵引套上的摩擦块在螺旋管材上施加能够分解为环向的分力和轴向的分力，轴向分力驱动旋转管材做轴向运动；

步骤三，通过紧箍装置对旋转管材施加并调节预紧力，摩擦块的螺旋角调整牵引力的大小。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明通过调节块来调节定径套与挤出管材的同轴度，以保证缠绕成型设备的生产稳定性，获得厚度均匀的管材。通过控温箱控制水温，有利于调节管材制品性能，尤其是超高分子量的管材制品，获得内应力小、后期尺寸稳定的管材。牵引套做与管材同步同方向的旋转运动；螺旋排布在牵引套上的摩擦块在管材上施加可分解为环向的分力和轴向的分力，轴向分力驱动管材做轴向运动。通过摩擦块夹紧管材实现牵引，避免了管材牵引的打滑现象，保证缠绕成型机的管材的挤出速度与管材的牵引速度相配合，从而提高了管材的质量。减轻了缠绕成型设备的挤出负载，有利于实现管材的挤出稳定。旋转牵引装置的两端部位的大小可由紧箍装置调节预紧力，从而改变牵引力的大小。

附图说明

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。

图1为本发明旋转管材定型牵引装置的俯视图；

图2为本发明旋转管材定型牵引装置的冷却套截面示意图；

图3为本发明旋转管材定型牵引装置的牵引套截面示意图；

图4为本发明旋转管材定型牵引装置工作时的动力传递示意图；

其中，1为旋转管材、2为冷却套、3为机座、4为调节块、5为牵引套、6为旋转轮、7为紧箍装置、8为摩擦块、9为键、10为主动轮、11为主动轴、12为传动箱体、13为轴承、14为轴承盖、15为电机。

具体实施方式

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做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。

本发明的目的是提供一种旋转管材定型牵引装置及其方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现了管材轴向的螺旋状牵引，提高了牵引效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种旋转管材定型牵引装置及其方法；如图1-图4所示，该装置安装在缠绕成型设备挤出的旋转管材1的管材出口前，该装置包括冷却套2、机座3、调节块4、牵引套5、旋转轮6、紧箍装置7，摩擦块8、键9、主动轮10、主动轴11、传动箱体12、轴承13、轴承盖14、电机15、水泵及其控温系统、总控制系统。其中图1中的箭头方向分别为旋转管材1的旋转方向和挤出方向，以及电机的旋转方向。

参考图2，通过设置于机座3上的调节块4调节冷却套2的径向位置，使其与缠绕成型机的口模的出口同轴。旋转管材1进入定型装置，在喷淋系统控制温度的冷却套2内初步定型，得到表层熔体冷却至一定强度的管材。冷却套2内部喷涂有低表面能的PTFE涂层,缓解由冷却套2与物料高速摩擦所导致的表面磨损严重导致产品尺寸偏差的问题。牵引套5内部开设有螺旋沟槽，螺旋沟槽内嵌置有摩擦块8，紧箍装置7夹紧牵引套5而使得摩擦块8紧密贴合旋转管材1，使得牵引稳定。其中牵引套5可由两端的紧箍装置7调节得到所需预紧力。螺旋沟槽的螺旋角度α为60°，以保证轴向动力大于切向动力，有利于管材的牵引。牵引套5采用了多个爪盘的组合方式，所用摩擦块8为橡胶和钢丝或橡胶和尼龙丝的混合材料制作的橡皮带。爪盘两端由紧箍装置箍紧，通过螺栓调节预紧力，保证摩擦块8紧密贴合管壁，实现动力的有效传递。

牵引套5由旋转轮6驱动，牵引套5与旋转轮6通过键9连接。驱动系统包含旋转轮6、主动轮10、主动轴11和驱动主动轮10的电机15。主动轮10与旋转轮6啮合，牵引套5上开设有键槽，通过键9与旋转轮6连接，实现牵引套5的旋转运动。

进一步优选的，本发明采用一对斜齿轮传递动力，其中旋转轮6的齿形旋转方向与旋转管材1的旋转方向相同，而主动轮10的齿形则相反。旋转轮6做与旋转管材1同方向的同步旋转运动，螺旋排布在牵引套5上的摩擦块8在旋转管材1上施加可分解为环向的分力和轴向的分力，轴向分力驱动旋转管材1做轴向运动。旋转轮6和主动轮10由轴和轴承13支撑安装在传动箱体12内，传动箱体12两端设置有与轴承13连接的轴承盖14以减少生产危险和外部环境对驱动系统的损害。旋转轮6和主动轮10可以承受向后的轴向力，所选轴承组可以同时承受较大的径向力和轴向力。

本发明工作时，利用定径装置将熔融管坯的外部冷却得到有一定强度的管材，并将管材通过旋转牵引装置驱动前行。在该定径装置上开设有调节块来调节定径套与挤出管材同轴，以保证缠绕成型设备的生产稳定性。该旋转牵引装置内置有牵引套5，其中牵引套5内部开设有螺旋沟槽内，螺旋沟槽内部镶嵌有摩擦块8。该牵引套5外部由紧箍装置7卡紧而使得摩擦块8紧密贴合管材，保证牵引稳定。牵引套5做与管材同步同方向的旋转运动，螺旋排布在牵引套5上的摩擦块8在管材上施加可分解为环向的分力和轴向的分力，轴向分力驱动管材做轴向运动。其中牵引套的两端由紧箍装置调节得到所需预紧力。实现管材旋转挤出过程的定径与牵引功能，从而更加平稳高效地完成管材缠绕成型挤出过程。

冷却套装置上开设有螺旋流道，以实现管材的快速冷却，有利于管材后续的牵引，同时避免冷却介质流入牵引装置。冷却套内表面喷涂有低表面能的涂层或者经过表面热处理，以减少物料对零件的摩擦磨损、提高冷却套的寿命。

牵引套内部开设的螺旋沟槽具有一定的角度α，以保证轴向动力大于切向动力，有利于管材的牵引。所述牵引套的内径大于管材外径，以便摩擦块紧密贴合管材，保证力的有效传递。

本发明所采用的传动装置还可以是蜗杆与涡轮的组合，其中涡轮为旋转轮，蜗杆为驱动源，涡轮的齿形旋转方向与缠绕管材的旋转方向相同。旋转管材配套的定型装置还包括水泵和控温箱。冷却套2的回路内的水流循环由外部水泵提供动力，实现管材的初步冷却定型,以便后续的稳定牵引。该控温箱可以通过加热或制冷来控制冷却套的温度，以便调节最佳工艺，得到挤出稳定和制品性能良好的管材。旋转管材配套的定型和牵引成型装置还包括控制器，水泵、控温箱、主动轮、电机与控制器相连接。控制器根据不同的管材挤出速度，对牵引套转速进行控制。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。