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影響高壓液壓軟管接頭總成性能的因素
閱讀：929 發(fā)布時(shí)間：2013-10-12
隨著超高壓大功率液壓機(jī)械的發(fā)展，對(duì)超高壓鋼絲纏繞液壓軟管總成的需求量越來越大。
一般小通徑膠管總成采用鋼絲編織膠管，大、中通徑采用鋼絲纏繞管。超高壓鋼絲纏繞液壓軟管總成是指工作壓力高于31.5MPa，主要是25通徑以上的鋼絲纏繞軟管總成。理想的超高壓鋼絲纏繞軟管總成接頭必須與膠管之間、與設(shè)備之間有良好的密封性能，總成在使用過程中不得產(chǎn)生滲漏,管接頭與膠管無拔脫，管接頭必須具有良好介質(zhì)流通性能和較小的外形尺寸。
1影響超高壓鋼絲纏繞液壓軟管總成質(zhì)量的因素
影響總成質(zhì)量的因素是多方面的。在諸多因素中，膠管質(zhì)量的好壞是總成制造質(zhì)量的基礎(chǔ)。膠料的力學(xué)性能（高的硬度、較高的定伸強(qiáng)度，較低的壓縮*變形等）是確保總成質(zhì)量的先決條件。金屬管接頭的幾何形狀、與內(nèi)膠相配的壓縮量以及扣壓技術(shù)皆是決定總成質(zhì)量的重要因素。
2總成結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系
2.1鋼絲纏繞膠管
鋼絲纏繞膠管通常由內(nèi)膠層、內(nèi)保護(hù)層、中膠層、鋼絲纏繞層、外保護(hù)層和外膠層組成。現(xiàn)在大多數(shù)的鋼絲纏繞膠管都不用外保護(hù)層。
鋼絲纏繞膠管工作時(shí)由于承受壓力高、管路中有脈動(dòng)作用，要求內(nèi)膠有優(yōu)異的耐介質(zhì)性能，良好的耐脈沖疲勞性能以及耐熱性能。作為膠管總成，裝配金屬接頭與內(nèi)膠要有良好的密封性能，為此，它比一般的低壓膠管要有更大的扣壓量，這就要求內(nèi)膠應(yīng)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，高模量、高硬度和定伸強(qiáng)度,壓縮*變形小等。
實(shí)踐證明，在70～85邵氏硬度，壓縮*變形為50%時(shí)為，內(nèi)膠層厚度為1.5～2.5mm,太厚會(huì)在扣壓時(shí)增加其流動(dòng)量，造成多余的膠在接頭芯套與膠管的接觸端面內(nèi)堆積，減小流通截面（如圖3）；太薄會(huì)在扣壓時(shí)被壓裂。內(nèi)膠層壁厚均勻性也很重要。如果厚度不均勻，壓縮后很容易在內(nèi)膠層表面造成一面斷裂，一面堆膠。內(nèi)膠層表面出現(xiàn)麻坑也是影響性能質(zhì)量的重要因素。因此，膠管組裝之前應(yīng)對(duì)其內(nèi)膠層厚度、厚度均勻性、麻坑等問題進(jìn)行檢查篩選。
在裝配總成時(shí)，需剝?nèi)ゲ迦虢宇^套內(nèi)的膠管上的外膠層，使增強(qiáng)層與套筒的鋸齒槽直接接觸。套筒受外力作用而收縮時(shí)，就會(huì)牢牢地扣住增強(qiáng)層的鋼絲而防止被拔脫。
2.2膠管接頭
如圖1所示，膠管接頭由芯子、套筒、螺母組成。
2.2.1芯子
芯子形狀如圖4所示。根據(jù)內(nèi)膠的力學(xué)性能，選擇鋸齒槽結(jié)構(gòu)。一般來說，在管頭扣壓后內(nèi)膠能充滿表面的溝槽而不損壞內(nèi)膠的情況下，溝槽的寬度越窄、深度越深，其密封性能越好。所以，將其溝槽深度控制在內(nèi)膠厚度的12%～14%范圍之內(nèi)，寬度控制在7～9mm之間，槽數(shù)為4個(gè)以上。密封長度按BS3832規(guī)定，密封長度與內(nèi)徑之比為4∶1（6通徑膠管）～15∶1（25通徑膠管）。對(duì)于*變形大、壓力高的膠管，應(yīng)適當(dāng)提高其密封長度與膠管內(nèi)徑的比例。
芯子材料采用45號(hào)鋼。為了防止扣壓時(shí)芯子內(nèi)孔變形而增加液阻，芯子壁厚應(yīng)選為1.5～3.5mm。芯子外徑與膠管內(nèi)孔不應(yīng)有過大的過盈量。太大會(huì)損傷內(nèi)膠，裝配困難;芯子內(nèi)孔過小會(huì)增加液阻造成壓降損失。由于芯子內(nèi)外徑受上述限制而膠管本身的尺寸變化大，為了達(dá)到接頭總成性能zui小通過量的要求，必須通過優(yōu)化扣壓量來解決。
2.2.2套筒
通常套筒的內(nèi)表面有一定數(shù)量和尺寸的溝槽，溝槽的形狀有方槽形，梯形，波浪形和鋸齒形等多種。梯形溝槽的套筒與波浪形溝槽的套筒相比，能達(dá)到更高的抗拔脫力；與方槽形溝槽的套筒相比，扣壓時(shí)溝槽比較容易被填滿。
鋼絲纏繞膠管一般層數(shù)較多，增強(qiáng)層的單面厚度zui大為3.6mm，扣壓時(shí)要使增強(qiáng)層形成波紋狀變形而嵌入槽內(nèi)，因此采用梯形溝槽的套筒。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。該結(jié)構(gòu)在扣壓時(shí)溝槽容易被填滿，其抗拔脫力更強(qiáng)。套筒的材料一般是20號(hào)鋼。由于外膠層厚薄不均，加上與孔的同軸度偏差，致使剝膠后的斜面在圓錐上長短不一,扣壓后外觀不好，并且水份易于浸入而使增強(qiáng)層銹蝕,所以將套筒的大孔端加工成圓柱形結(jié)構(gòu)，以提高總成的質(zhì)量。
3扣壓工序是影響質(zhì)量的主要因素
正確掌握扣壓式管接頭適宜扣壓程度是保證軟管總成在使用中無拔脫和滲漏的關(guān)鍵。這里采用了徑向扣壓機(jī)進(jìn)行扣壓。
一般小通徑膠管總成采用鋼絲編織膠管，大、中通徑采用鋼絲纏繞管。超高壓鋼絲纏繞液壓軟管總成是指工作壓力高于31.5MPa，主要是25通徑以上的鋼絲纏繞軟管總成。理想的超高壓鋼絲纏繞軟管總成接頭必須與膠管之間、與設(shè)備之間有良好的密封性能，總成在使用過程中不得產(chǎn)生滲漏,管接頭與膠管無拔脫，管接頭必須具有良好介質(zhì)流通性能和較小的外形尺寸。
1影響超高壓鋼絲纏繞液壓軟管總成質(zhì)量的因素
影響總成質(zhì)量的因素是多方面的。在諸多因素中，膠管質(zhì)量的好壞是總成制造質(zhì)量的基礎(chǔ)。膠料的力學(xué)性能（高的硬度、較高的定伸強(qiáng)度，較低的壓縮*變形等）是確保總成質(zhì)量的先決條件。金屬管接頭的幾何形狀、與內(nèi)膠相配的壓縮量以及扣壓技術(shù)皆是決定總成質(zhì)量的重要因素。
2總成結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系
2.1鋼絲纏繞膠管
鋼絲纏繞膠管通常由內(nèi)膠層、內(nèi)保護(hù)層、中膠層、鋼絲纏繞層、外保護(hù)層和外膠層組成。現(xiàn)在大多數(shù)的鋼絲纏繞膠管都不用外保護(hù)層。
鋼絲纏繞膠管工作時(shí)由于承受壓力高、管路中有脈動(dòng)作用，要求內(nèi)膠有優(yōu)異的耐介質(zhì)性能，良好的耐脈沖疲勞性能以及耐熱性能。作為膠管總成，裝配金屬接頭與內(nèi)膠要有良好的密封性能，為此，它比一般的低壓膠管要有更大的扣壓量，這就要求內(nèi)膠應(yīng)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，高模量、高硬度和定伸強(qiáng)度,壓縮*變形小等。
實(shí)踐證明，在70～85邵氏硬度，壓縮*變形為50%時(shí)為，內(nèi)膠層厚度為1.5～2.5mm,太厚會(huì)在扣壓時(shí)增加其流動(dòng)量，造成多余的膠在接頭芯套與膠管的接觸端面內(nèi)堆積，減小流通截面（如圖3）；太薄會(huì)在扣壓時(shí)被壓裂。內(nèi)膠層壁厚均勻性也很重要。如果厚度不均勻，壓縮后很容易在內(nèi)膠層表面造成一面斷裂，一面堆膠。內(nèi)膠層表面出現(xiàn)麻坑也是影響性能質(zhì)量的重要因素。因此，膠管組裝之前應(yīng)對(duì)其內(nèi)膠層厚度、厚度均勻性、麻坑等問題進(jìn)行檢查篩選。
在裝配總成時(shí)，需剝?nèi)ゲ迦虢宇^套內(nèi)的膠管上的外膠層，使增強(qiáng)層與套筒的鋸齒槽直接接觸。套筒受外力作用而收縮時(shí)，就會(huì)牢牢地扣住增強(qiáng)層的鋼絲而防止被拔脫。
2.2膠管接頭
如圖1所示，膠管接頭由芯子、套筒、螺母組成。
2.2.1芯子
芯子形狀如圖4所示。根據(jù)內(nèi)膠的力學(xué)性能，選擇鋸齒槽結(jié)構(gòu)。一般來說，在管頭扣壓后內(nèi)膠能充滿表面的溝槽而不損壞內(nèi)膠的情況下，溝槽的寬度越窄、深度越深，其密封性能越好。所以，將其溝槽深度控制在內(nèi)膠厚度的12%～14%范圍之內(nèi)，寬度控制在7～9mm之間，槽數(shù)為4個(gè)以上。密封長度按BS3832規(guī)定，密封長度與內(nèi)徑之比為4∶1（6通徑膠管）～15∶1（25通徑膠管）。對(duì)于*變形大、壓力高的膠管，應(yīng)適當(dāng)提高其密封長度與膠管內(nèi)徑的比例。
芯子材料采用45號(hào)鋼。為了防止扣壓時(shí)芯子內(nèi)孔變形而增加液阻，芯子壁厚應(yīng)選為1.5～3.5mm。芯子外徑與膠管內(nèi)孔不應(yīng)有過大的過盈量。太大會(huì)損傷內(nèi)膠，裝配困難;芯子內(nèi)孔過小會(huì)增加液阻造成壓降損失。由于芯子內(nèi)外徑受上述限制而膠管本身的尺寸變化大，為了達(dá)到接頭總成性能zui小通過量的要求，必須通過優(yōu)化扣壓量來解決。
2.2.2套筒
通常套筒的內(nèi)表面有一定數(shù)量和尺寸的溝槽，溝槽的形狀有方槽形，梯形，波浪形和鋸齒形等多種。梯形溝槽的套筒與波浪形溝槽的套筒相比，能達(dá)到更高的抗拔脫力；與方槽形溝槽的套筒相比，扣壓時(shí)溝槽比較容易被填滿。
鋼絲纏繞膠管一般層數(shù)較多，增強(qiáng)層的單面厚度zui大為3.6mm，扣壓時(shí)要使增強(qiáng)層形成波紋狀變形而嵌入槽內(nèi)，因此采用梯形溝槽的套筒。其結(jié)構(gòu)如圖5所示。該結(jié)構(gòu)在扣壓時(shí)溝槽容易被填滿，其抗拔脫力更強(qiáng)。套筒的材料一般是20號(hào)鋼。由于外膠層厚薄不均，加上與孔的同軸度偏差，致使剝膠后的斜面在圓錐上長短不一,扣壓后外觀不好，并且水份易于浸入而使增強(qiáng)層銹蝕,所以將套筒的大孔端加工成圓柱形結(jié)構(gòu)，以提高總成的質(zhì)量。
3扣壓工序是影響質(zhì)量的主要因素
正確掌握扣壓式管接頭適宜扣壓程度是保證軟管總成在使用中無拔脫和滲漏的關(guān)鍵。這里采用了徑向扣壓機(jī)進(jìn)行扣壓。