[发明专利]一种棘轮逆止转动变径的滑块式截面全支撑芯棒结构

说明书

本发明公开了一种棘轮逆止转动变径的滑块式截面全支撑芯棒结构。包括芯棒活节和直柄，芯棒活节和直柄之间通过快拆万向节连接，芯棒活节的转轴上依次装有连杆安装盘、棘轮、反向棘轮、轴承、限位卡圈，轴承外圈装有棘爪安装架，连杆安装盘和棘爪安装架分别与长、短连杆铰接，长、短连杆与外圈滑块部件铰接；通过棘爪安装架与转轴的相对转动驱动连杆机构运动，推动滑块部件运动实现变径，通过棘轮装置限制使用时直径变小；滑块部件由两层弧形块组成Z字型结构，一层装有滑块定位销，一层设有滑块定位销滑槽。本发明的芯棒直径可调，以适应不同尺寸圆截面管的加工需要，并且调整过程简便迅速，能在节约生产成本的同时提高效率。

技术领域

本发明属于圆截面管弯曲成形起皱及截面扁化畸变缺陷预防技术领域，尤其涉及一种棘轮逆止转动变径的滑块式截面全支撑芯棒结构。

背景技术

圆截面弯管具有截面空心、轻量化、低耗高效等的特点，被广泛应用于航天航空、船舶与汽车等产业中。复杂弯管(如薄壁、大直径、大弯曲角度等)的成形过程往往存在起皱、截面扁化畸变等缺陷，在待弯管坯内插入芯棒能有效降低弯管成形过程的起皱和截面扁化畸变，因此研究芯棒的结构和性能对提高管件弯曲成形质量和效率具有重大的意义。

目前在生产中成熟使用的芯棒包括刚性芯棒和柔性芯棒。刚性芯棒整体结构呈近似刚性、无运动副，一般由直柄部分和与弯曲部分接触的弧形端头组成，结构限制使之伸入弯曲部分的长度不宜过大，提供的支撑有限。柔性芯棒则具有可灵活活动的弯曲支撑部分，一般由直柄与单节至多节芯棒活节组成，活节能随管一同弯曲后再被取出，给易发生缺陷的弯曲部分提供更好的内部支撑。

现有芯棒主要存在以下不足：(1)实际生产中使用的芯棒径向尺寸固定，如需弯制不同直径的管件，就需要尺寸对应的芯棒，造成弯管的生产成本、芯棒的存放成本高昂。(2)针对(1)中提到的问题，许多人提出了实现芯棒变径的方案，这些方案普遍存在两个问题，一是变径(特别是直径变大)后，芯棒圆截面的外轮廓不再是一个完整的圆形，而是存在缺口，导致芯棒的支撑效果减弱；二是直径调整和固定的过程复杂，需要逐个拆下活节进行调整，每个活节都需要重新拆装限位的锁紧螺母、卡圈等部件，降低了芯棒的使用效率。(3)多节柔性芯棒的活节常采用铰链或球铰连接，仅具有一个自由度的铰链会限制芯棒的使用方向，导致芯棒磨损不均匀而缩短使用寿命；球铰的装配和拆卸难度较大，如需根据变化的弯曲参数添加或减少活节则极为不便。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明公开了一种棘轮逆止转动变径的滑块式截面全支撑芯棒结构，实现多节柔性芯棒直径的快速调节，有助于降低弯管(使用芯棒的圆截面管)加工成本，提高加工效率。

本发明采用的技术方案如下：

本发明包括直柄和单个或多个芯棒活节，直柄和芯棒活节之间、相邻两个芯棒活节之间均通过快拆万向节相连；芯棒活节内部为轴系结构，包括转轴、轴承、棘轮装置、连杆安装盘和滑块部件，棘轮装置主要由棘爪安装架、棘爪滑移轴、棘轮、反向棘轮、棘爪和反向棘爪组成；转轴主要由前轴段、中轴段和后轴段三段依次连接组成，中轴段为截面为正六边形的轴段，前轴段和后轴段为截面为圆形的轴段，前轴段和中轴段过渡处加工有轴肩，以轴肩作为转轴一端轴向定位，在中轴段上依次套装有与中轴段相配合中心孔均为正六边形孔的连杆安装盘、棘轮和反向棘轮；后轴段外径小于中轴段外径，后轴段上依次套装有轴承和限位卡圈，限位卡圈作为转轴另一端轴向定位，轴承位于反向棘轮和限位卡圈之间，且轴承与反向棘轮远离连杆安装盘一端端面紧密接触；轴承外圈安装有棘爪安装架，棘爪安装架外侧面周向均布有多个凸块，每个凸块靠近外端部位置处均开有安装孔，其中一个凸台靠近转轴的端部位置处开有四边形孔；连杆安装盘沿外边缘周向均布有多个通孔，连杆安装盘上开有与连杆安装盘外边缘同轴布置的弧形滑槽，弧形滑槽位于通孔和棘轮之间。