椭圆管联合套片装置的研制

何霞

摘 要：根据对椭圆管套片的生产实践，提出了一种高效的椭圆管联合套片装置，用于散热器上的椭圆管基管套片机。以椭圆管为基管，将一系列的机械结构有机的结合起来，大大提高椭圆管套片的套片效率，取代老式人工椭圆管套片的生产方式，满足了大批量生产的需求。

关键词：散热器；椭圆管；套片；输送机；冲压

引言

目前散热器的种类与形式正在不断地进行新老替换，越来越多的耐用、传热性能良好的钢制散热器出现。椭圆管就是其中一种比较优良的类型，其传热性能好、风阻小、耐蚀性能好，肋片热浸锌与管接触紧。但是椭圆管套片的制造工艺复杂，人工成本高，因此椭圆管套片机的研制对于椭圆管生产企业，甚至于加热器制造企业来说都是关注度比较高的课题。

1散热器概述

我们国家是散热器的使用及生产大国，随着我国对于散热器质量和产量的提高，对散热器的需求越来越多。散热器有基本的三大性能，分别为耐压性能、热工性能和机械性能。其中散热器最常用的性能是热工性能，热工性能决定散热器的散热效果。所以散热器的热工性能越高，则散热器的换热效率越好。而椭圆管型散热器就是通过优化结构尺寸得到热工性能最好的散热器。

2椭圆翅片管

散热器翅片管，一般是为了提高换热的效率，在换热管的表面通过加翅片，加大换热管的外表面积，然后达成提高换热效率的目的的一种换热管。而翅片的作用在于能够使得散热器的散热面积得到增加，以加大与空气的接触面，这样就可以提高翅片空气散热器的换热效率，相比而言不经绕翅片的光管的换热效率就会大大的降低了，而支管水平截面的形状为椭圆形的椭圆翅片管是属于被优化过的，性能相较其他钢制圆管来说，椭圆翅片管的介质流量截面比圆管要来的大。因此，椭圆套片管是散热器中性能较好的一种。

3人工椭圆翅片管套片的过程

人工椭圆管套片要先准备原材料。第一个是铝板，把铝板按照规格加工出一批批的单个套片，形成铝箔片；第二个是椭圆管，然后把之前的套片，用人工或者用机械的方式，按照一定的片距，片高和长度，用过盈配合将翅片套装在椭圆管的外表面上。由于人工套片压入力量有限，一般一次只能套个6-8片，随后用专用治具把套片压紧。这是一种椭圆翅片管加工的常用方式，工艺简单，技术要求也不高，所以比较在小型企业中普遍存在。但这种用人工套装翅片的方式有几个缺点：（1）压入的力量有限制，并且力量不均，容易使得翅片间产生松动的情况。（2）人工椭圆管套片量产很低，每个工人套片都有一定的差异，不能保证套片的一致性。（3）人工的上漲而使得椭圆管套片的成本加大，人工套片利润低。因此，大幅度提高椭圆管的套片效率的联合套片机的研制是企业寻求突破的一个方向。

4椭圆管联合套片机的研制

椭圆管联合套片机不是一个孤立的结构，而是由许多相关机械结构联系在一起，本文将按照椭圆管套片的工艺和所需的机械系统来介绍椭圆管联合套片机的一些功用和注意点。

4.1送料系统

送料系统主要靠流水作业线比较常用的经济型输送设备，皮带输送机。输送机由送料架、冷却液槽、输送皮带、皮带辊筒以及张紧装置和传动装置组成。送料架采用高低架的方式，椭圆管翅片的送料主要是使用薄的铝板，铝板呈卷状，把铝板卷挂在送料架上，随后将铝板片送入冷却液槽后，之后进入输送皮带，铝板依靠与皮带之间的摩擦力随着皮带一起运动，使铝板向前输送，输送皮带的上方运送铝板，下方的皮带为返回段。为了不使皮带下垂，皮带输送段的下方采用间隔的托辊支撑。另外，由于输送的终点是冲压机，需要一定的精度及空间，所以在皮带输送机的两端装上定位挡板，使铝板不跑偏。在皮带运动的过程中，会产生一定的松弛，所以张紧装置也能对皮带的张力做一定的检查。皮带的传动装置是由电机来驱动，是由电机经过减速器减速后再通过齿轮传动来驱动皮带主轮。输送机结构比较简单，维护也方便，运动平稳，所以用皮带输送机的自动化输送是比较合适的。

4.2冲压系统

铝板在经过送料系统之后直接输送到冲压系统，冲压系统是相当于一个专用的冲床，在模具里对输送系统里过来的铝板施加外力，把中心的孔产生形变分离，然后得到所需的椭圆孔形状和尺寸的铝翅片。冲压系统采用的是金属冷变形的加工方式，冲压用的模具是椭圆管孔的专用模具，这个是冲压系统中的关键，冲模没有达到要求的话，冲压批量生产就不能进行。冲模生产有几个优点：（1）冲压加工的生产效率比较高，而且生产工人比较容易接受，操作简单。相比于一般压力机的话，冲压的速度较快，而且每次冲压就可以根据模具得到一个冲件。（2）冲压的精度比较高，由于冲模的形状和精度比较好，而且一般不会破坏冲压件的表面质量，所以冲模的寿命的也比较长。（3）冲压的可加工零件比较小，由于冲压时铝片是冷变形硬化效应，所以冲压后的强度和刚度也比较高。（4）冲压切削碎料少，材料的消耗比较少，且不需要其他的辅助设备，加工成本比较低。

椭圆管孔铝片冲模是并不是一个孤立的模具，而是一个复合冲裁，由几个模具组合而成。冲压系统首先是冲孔，在铝板上冲椭圆管孔，随后输送机把冲孔板迁移，在冲裁，把片子落料，形成椭圆管孔铝片，铝片根据引导钩子进入套片系统。

4.3套片系统

套片系统主要由链式输送机和椭圆管定位装置组成，链式输送机的主要功能元件是输送链，输送链有传递动力的功能，也有一定的承載能力。链式输送机是用链条牵引，然后用链条上安装的板条、张紧装置和辊筒及传动装置构成。传动装置是输送的原动力，一般采用交流电动机和减速机即可，电动机启动后经过减速机将动力带给装有链轮的主轴，在链轮的带动下，链条上的板条缓慢的移动，铝翅片也被板条带动随之慢慢往前输送。在经过冲压系统后，原先的铝板已经直接成为椭圆孔的铝翅片，冲压系统及套片系统的中间关联处是钩状引导管，钩状引导管的另一头是椭圆管定位装置，椭圆管先被安放在椭圆管定位装置上，铝翅片在下来之后直接被板条带动套进椭圆管上，当铝翅片套至椭圆管固定端，板条随着固定端的反力将板条下压，下压后的板条随机往前输送，就这样子一片片套进。链式输送机相较于其他输送机来说，链式输送力准定精准，使得压入的力量精准，铝翅片不宜产生间隙，使用寿命长，用合金钢材经过热处理加工而成的输送链，它的一般寿命在五年，链上的滚子寿命普通材质的话一般三年，链式输送机布置比较方便，可以放架子；可以放地面；可水平或爬坡（小于15°）安装；也可以同时水平加爬坡安装的放置。链式输送机使用成本低，节电且耐用，维修比较少，维修费用也低。套片系统中，机械套装翅片是在翅片套装机上进行的。由于翅片压入是靠机械冲击力，压入力大。所以，可采用较大的过盈量。翅片和管子之间的结合强度高，不易松动。

4.4椭圆管联合套片机展望

椭圆管联合套片机能够满足椭圆管的制造工艺，且生产效率大大提高，克服人工套片的一系列缺点。链式传动使得套片力量均等，量产也可以实现，相较于人工套片取决于工人熟练度的差异也可以避免，机器也能降低套片的人工成本。但椭圆管联合套片也并不是完美的，冲压系统在加工时产生的噪音和振动比较大。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的。机械传动的套装机生产率高，但噪音大。

随着科学技术的进步与发展，特别是计算机技术，机电一体化的进步，这类的问题肯定会得到完善的解决。

5结语

椭圆管联合套片装置的研制虽然相对而言是个简单过程，但是内含有很多比较复杂的工艺参数和不确定因素。所以，上面所阐述的各个系统中的因素，各个零部件上的因素必须在设计时就应充分考虑。不然，不完善的设计会直接导致生产成本的增加，而且在后期技术改进增加难度。所以设计椭圆管联合套片装置时，也要综合考虑材料、压力、温度、压差、流体状态、应用方式、检修和清理等相关因素，才能设计出强度足够、结构合理，也能便于制造、安装、检修。

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