[发明专利]内螺纹管胀管成形中内表面齿形几何形状变化测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种计量技术领域的装置，具体是一种内螺纹管胀管成形中内表面齿形几何形状变化测量装置。

背景技术

内螺纹管是热交换器所使用的首选高效节能管材，由于内壁具有一定高度、一定角度的螺旋形凸筋，不仅大大增加了内壁的接触面积，而且使制冷介质在管内呈紊流状态，令热交换过程更加充分。试验表明：内螺纹管较传统的光管传热效率可提高4～8倍。ERW(电阻焊，Electric Resistance Weld)高频焊接内螺纹管的生产，首先需要对带状材料进行压纹，然后对压纹带材进行辊弯焊接成为管材。因此可以任意改变管内螺纹的方向，更增强管体液体的紊流效果，是空调与制冷行业管材的发展方向。

由于换热器管内为气液两相流动换热，内螺纹管的内流动和换热机制则更为复杂，齿高的变化对管内部的内流动、压力损失和换热都会产生很大的影响。内螺纹管热交换器需要经胀管成形工艺，使其与散热翅片连接。该成形过程中，内螺纹受模具挤压其齿高减小，原本在带材上设计的压纹齿形参数会发生变化，造成设计换热效果与实际偏差较大。因此如果在带材压纹齿形设计阶段，使用试验的方法模拟每种齿形的胀管成形，并获得成形后齿形几何参数的变化量，可以对所设计的齿形进行合理的修正，减小胀管成形后实际齿形几何参数与设计方案的误差，对带材压纹齿形设计有重要意义。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利授权公告号为CN1945267，名称为：一种力学试验机。该设备包括液压缸、内活塞、控制液压缸内活塞运动的电动机、放置试件的上固定座和底座；力学实验机的液压缸通过其上、下部分分别连接的液压传动管控制第一液压缸和第二液压缸的运动，并且可通过压力传感器将压力数值实时反馈至控制模块，控制模块再根据此反馈的压力数值调整电动机的转动方向及角度，以实现对试件上作用力的精确控制。同时，对试件进行拉、压、弯、扭等参数进行测量的力学实验机主体部分与液压缸通过液压传动管软连接，可自由移动。其不足之处在于：无法实现模拟胀管成形加工条件；液压系统体积大，可能出现泄漏，两液压缸不同步运动等因素，影响运动平稳性和测量精确性；设备复杂，使用不便。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种内螺纹管胀管成形中内表面齿形几何形状变化测量装置，使其利用先进的高精度三相动力仪模拟内螺纹管胀管成形过程——胀管压力对管壁的作用，并用千分表测量齿高减少和回弹量，解决现有技术无法对内螺纹管胀管成形后齿高变化量有效获取的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：三维坐标仪刀柄，胀管模具、试件粘接槽、粘接槽固定台、三相动力仪压电传感器平台、三维坐标仪工作台、千分表。三相动力仪压电传感器平台固定在三维坐标仪工作台上，并通过信号线连接电荷放大器和A/D采集计算机。试件粘接在试件粘接槽内部。试件粘接槽固定在粘接槽固定台上，粘接槽固定台固定在三相动力仪压电传感器平台上，保证好固定平台的水平度。胀管模具紧固在三维坐标仪刀柄上，并将三维坐标仪刀柄的旋转自由度锁定。千分表以磁力座固定在三维坐标仪刀柄上。

所述三维坐标仪刀柄连接并控制胀管模具的运动。

所述胀管模具是一个带柱状柄的方形件，通过柄与三维坐标仪刀柄进行连接，胀管模具底部侧面轮廓设计为与实际使用的圆锥形胀管模具轮廓相同的平底。

所述试件粘接槽，是一个带有容纳试件的凹槽的方形件。

所述粘接槽固定台，其结构为带有螺纹孔的矩形铁块，通过螺纹连接动力仪压电传感器平台。

所述三相动力仪压电传感器平台是长宽比试件固定台长宽稍大的矩形块，其内部装有压电传感器，实时感应试件所受正压力和切向力的作用，并在配有A/D采集卡的计算机实时显示出来。