橡胶管总成接头的设计 (下)

(接上篇)

二、高压胶管接头的分类

高压胶管的工作压力一般为6.9-31.4mpa,而超高压胶管的工作压力则普遍在31.4MPa以上。为保证胶管在高压或超高压条件下具有良好的工作性能,胶管接头的设计、制造、装配工艺等都是很重要的技术关键。

高压胶管接头的形式通常以装配方式区分,有扣压式(不可拆卸)和装配式(可拆卸式)两种。

扣压式高压胶管接头由芯管、外套和连接件组成,有些接头的连接件与芯管合为一体,使接头只有芯管和外套两件组成。将接头各组合件和胶管装配以后,在专用的胶管接头扣压机上进行扣压,使接头组合件和胶管成为一个牢固的整体。这种形式的接头与装配式接头比较,具有体积小、重量轻、使用可靠、生产效率高和成本低的优点,但金属接头不能重复使用,还需要专用扣压、装配设备。

装配式接头是由芯管、外套和连接件组成的。但是,由于其装配方式与扣压式接头不同,所以这种形式的接头在芯管和外套的结构上是特殊的。装配时,首先将外套旋拧在胶管上,然后将带有螺纹和锥度的芯管在有轴向推力的条件下旋入胶管内,并使芯管和外套相互配合的螺纹连接在一起。这种形式的接头的优点主要是便于在使用现场随时用简单的手动工具进行装拆和更换,金属接头可以重复使用。但与扣压式接头比较,胶管与接头的密封性和可靠程度较差,接头装配的劳动强度大,生产效率低,且不易控制对胶管的压缩率。  


2  扣压式接头的设计

扣压式接头设计的重点在于芯管和外套的设计,连接部分则可根据使用要求和密封形式适当选择。

外套是应用较多的一种扣压式接头的外套,外表面为光滑的圆柱体,内表面为带有一定数量的锯齿形沟槽。锯齿的短边与轴线垂直,斜边与轴线的夹角为 25°-45°,而每一个锯齿之间为一个矩形槽,锯齿的顶端是1-2mm 宽的平面。该外套被扣压后,锯齿直接和胶管的钢丝层接触,这时由于扣压时产生的径向压缩力的作用,使胶管的壁厚在外套和芯管之间被压缩,则钢丝层和内胶层被挤压成波浪形,进入外套的锯齿形沟槽,从而使胶管接头获得应有的抗拔脱力。锯齿的数量和沟槽的深度与所承受的工作压力和所有胶管的规格、结构、骨架层层数、胶管壁厚、内胶层的物理机械性能等有着密切的关系,需根据设计的具体规格而定。一般内槽的个数,以液压管的中间规格来说,150MPa 以内的爆破压力用4个, 100MPa 以内的用 3个,50MPa 以内的用 2个。

芯管是扣压式接头的芯管。芯管表面有锯齿状的沟槽,锯齿的短边与芯管轴线垂直,斜边与轴线的夹角一般不超过20°,锯齿顶端为圆弧形或为一段平面,但此平面与锯齿短边所形成的夹角应为光滑的圆角,其圆角半径为 0.2-0.5mm,以防损伤胶管的内胶层。芯管表面的粗糙度和夹角的圆滑程度是胶管接头制造过程中至关重要的问题,必须严格控制。一般芯管表面的粗糙度在 $!/&"%/- 左右。在芯管的机加工中,用辊压法加工锯齿,不仅生产效率比车床加工高,而且尺寸精度和表面粗糙度也好,同时更有利于消除芯管表面的应力集中点,提高芯管的使用寿命。

通常芯管的外径应稍大于胶管的内径,根据内径的不同可在 )/&"$(( 之间选取。内径小的,芯管外径的增大值应适当减小;内径大的,可适当增加, 但最大不应超过$((。芯管表面锯齿形沟槽的深度根据内胶层的厚度选定,一般应为厚度的$!0" 1"0,即 )/-")/&((。对于内径较大、内胶层较厚的胶管,沟槽深度还可以适当增大,但必须以接头扣压后,内胶层能完全充满沟槽又不产生裂口为限。芯管插入胶管部分的长度 (包括引入段和密封段),根据胶管规格、结构、工作压力和内胶层确定。一般密封段的长度为胶管内径的 1/&"" 倍,内径大的胶管取低倍数,随着内径的减小而逐渐增加倍数。此外, 芯管插入胶管部分的长度还应与外套长度相配合, 一般在胶管扣压后应和外套等长。

(-)接头的连接、密封形式和连接件是多种多样,并且大多数形成了标准化和系列化,其中以螺母连接最为广泛。

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三、金属接头材料的选择和加工方法

胶管接头的金属材料有多种,如钢、不锈钢、黄铜、铜合金、铝合金等。其中,用于管接头的外套、芯管和连接件的材料主要是钢和黄铜。在选择材料时,应考虑它的机械强度,以及胶管的使用要求和输送介质的特性。通常情况下,胶管接头大多采用优质碳素结构钢。外套一般采用10、15和20号钢,它们有较好的延伸性能,芯管一般采用45号钢。

金属接头按形式和用途的不同可分为四种加工工艺方法。

a .金属切削 胶管接头的金属切削主要是车削。根据材料的不同和管接头的类型不同,还需要一些辅助的切削和加工工艺,如铣加工、磨加工等。

b .少无切削 为提高金属材料的利用率,节约原材料,胶管接头在加工中,应尽量减少金属切削量,采用冲压成型工艺,如芯管的沟槽用滚压成型法。外螺纹用滚丝机轧出成型,内螺纹用攻丝机攻出成型。空调管和中、低压油管接头管芯,应采用金属管材,用锻部成型机或模具成型管芯的密封端。

c .热处理 胶管接头一般不需要热处理,只要选择合适的金属材料便可。但管接头的个别零件或特殊要求的管接头有时需要对钢材在金属加工前后,进行淬火、退火或化学等的热处理。以改善材质,提高零件的使用寿命和安全性。薄板的冲压套筒,在冲压过程中往往经过几次拉伸。为消除材质的内应力,使金相晶粒细化,消除和减少组织的不均匀性,并适当降低硬度、提高塑性和韧性,一般在冲压后需进行退火处理。

d .接头金属件的表面处理 胶管接头的外套、芯管和连接件除用不锈钢和黄铜等不易锈蚀的材料加工外,都需要进行表面处理,以防止锈蚀。常见的处理方法有镀锌处理、镀隔处理、发黑和发蓝处理、化学镀镍处理、阳极氧化处理等。


 

 


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