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(接上篇)
二、高壓膠管接頭的分類
高壓膠管的工作壓力一般為6.9-31.4mpa,而超高壓膠管的工作壓力則普遍在31.4MPa以上。為保證膠管在高壓或超高壓條件下具有良好的工作性能,膠管接頭的設(shè)計(jì)、制造、裝配工藝等都是很重要的技術(shù)關(guān)鍵。
高壓膠管接頭的形式通常以裝配方式區(qū)分,有扣壓式(不可拆卸)和裝配式(可拆卸式)兩種。
扣壓式高壓膠管接頭由芯管、外套和連接件組成,有些接頭的連接件與芯管合為一體,使接頭只有芯管和外套兩件組成。將接頭各組合件和膠管裝配以后,在專屬的膠管接頭扣壓機(jī)上進(jìn)行扣壓,使接頭組合件和膠管成為一個(gè)牢固的整體。這種形式的接頭與裝配式接頭比較,具有體積小、重量輕、使用可靠、生產(chǎn)效率高和成本低的優(yōu)點(diǎn),但金屬接頭不能重復(fù)使用,還需要專屬扣壓、裝配設(shè)備。
裝配式接頭是由芯管、外套和連接件組成的。但是,由于其裝配方式與扣壓式接頭不同,所以這種形式的接頭在芯管和外套的結(jié)構(gòu)上是特殊的。裝配時(shí),首先將外套旋擰在膠管上,然后將帶有螺紋和錐度的芯管在有軸向推力的條件下旋入膠管內(nèi),并使芯管和外套相互配合的螺紋連接在一起。這種形式的接頭的優(yōu)點(diǎn)主要是便于在使用現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)用簡(jiǎn)單的手動(dòng)工具進(jìn)行裝拆和更換,金屬接頭可以重復(fù)使用。但與扣壓式接頭比較,膠管與接頭的密封性和可靠程度較差,接頭裝配的勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,且不易控制對(duì)膠管的壓縮率。
2 扣壓式接頭的設(shè)計(jì)
扣壓式接頭設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于芯管和外套的設(shè)計(jì),連接部分則可根據(jù)使用要求和密封形式適當(dāng)選擇。
外套是應(yīng)用較多的一種扣壓式接頭的外套,外表面為光滑的圓柱體,內(nèi)表面為帶有一定數(shù)量的鋸齒形溝槽。鋸齒的短邊與軸線垂直,斜邊與軸線的夾角為 25°-45°,而每一個(gè)鋸齒之間為一個(gè)矩形槽,鋸齒的頂端是1-2mm 寬的平面。該外套被扣壓后,鋸齒直接和膠管的鋼絲層接觸,這時(shí)由于扣壓時(shí)產(chǎn)生的徑向壓縮力的作用,使膠管的壁厚在外套和芯管之間被壓縮,則鋼絲層和內(nèi)膠層被擠壓成波浪形,進(jìn)入外套的鋸齒形溝槽,從而使膠管接頭獲得應(yīng)有的抗拔脫力。鋸齒的數(shù)量和溝槽的深度與所承受的工作壓力和所有膠管的規(guī)格、結(jié)構(gòu)、骨架層層數(shù)、膠管壁厚、內(nèi)膠層的物理機(jī)械性能等有著密切的關(guān)系,需根據(jù)設(shè)計(jì)的具體規(guī)格而定。一般內(nèi)槽的個(gè)數(shù),以液壓管的中間規(guī)格來(lái)說(shuō),150MPa 以內(nèi)的爆破壓力用4個(gè), 100MPa 以內(nèi)的用 3個(gè),50MPa 以內(nèi)的用 2個(gè)。
芯管是扣壓式接頭的芯管。芯管表面有鋸齒狀的溝槽,鋸齒的短邊與芯管軸線垂直,斜邊與軸線的夾角一般不超過(guò)20°,鋸齒頂端為圓弧形或?yàn)橐欢纹矫妫似矫媾c鋸齒短邊所形成的夾角應(yīng)為光滑的圓角,其圓角半徑為 0.2-0.5mm,以防損傷膠管的內(nèi)膠層。芯管表面的粗糙度和夾角的圓滑程度是膠管接頭制造過(guò)程中至關(guān)重要的問(wèn)題,必須嚴(yán)格控制。一般芯管表面的粗糙度在 $!/&"%/- 左右。在芯管的機(jī)加工中,用輥壓法加工鋸齒,不僅生產(chǎn)效率比車床加工高,而且尺寸精度和表面粗糙度也好,同時(shí)更有利于消除芯管表面的應(yīng)力集中點(diǎn),提高芯管的使用壽命。
通常芯管的外徑應(yīng)稍大于膠管的內(nèi)徑,根據(jù)內(nèi)徑的不同可在 )/&"$(( 之間選取。內(nèi)徑小的,芯管外徑的增大值應(yīng)適當(dāng)減小;內(nèi)徑大的,可適當(dāng)增加, 但極大不應(yīng)超過(guò)$((。芯管表面鋸齒形溝槽的深度根據(jù)內(nèi)膠層的厚度選定,一般應(yīng)為厚度的 $!0" 1"0,即 )/-")/&((。對(duì)于內(nèi)徑較大、內(nèi)膠層較厚的膠管,溝槽深度還可以適當(dāng)增大,但必須以接頭扣壓后,內(nèi)膠層能完全充滿溝槽又不產(chǎn)生裂口為限。芯管插入膠管部分的長(zhǎng)度 (包括引入段和密封段),根據(jù)膠管規(guī)格、結(jié)構(gòu)、工作壓力和內(nèi)膠層確定。一般密封段的長(zhǎng)度為膠管內(nèi)徑的 1/&"" 倍,內(nèi)徑大的膠管取低倍數(shù),隨著內(nèi)徑的減小而逐漸增加倍數(shù)。此外, 芯管插入膠管部分的長(zhǎng)度還應(yīng)與外套長(zhǎng)度相配合, 一般在膠管扣壓后應(yīng)和外套等長(zhǎng)。
(-)接頭的連接、密封形式和連接件是多種多樣,并且大多數(shù)形成了標(biāo)準(zhǔn)化和系列化,其中以螺母連接很為普遍。
三、金屬接頭材料的選擇和加工方法
膠管接頭的金屬材料有多種,如鋼、不銹鋼、黃銅、銅合金、鋁合金等。其中,用于管接頭的外套、芯管和連接件的材料主要是鋼和黃銅。在選擇材料時(shí),應(yīng)考慮它的機(jī)械強(qiáng)度,以及膠管的使用要求和輸送介質(zhì)的特性。通常情況下,膠管接頭大多采用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。外套一般采用10、15和20號(hào)鋼,它們有較好的延伸性能,芯管一般采用45號(hào)鋼。
金屬接頭按形式和用途的不同可分為四種加工工藝方法。
a .金屬切削 膠管接頭的金屬切削主要是車削。根據(jù)材料的不同和管接頭的類型不同,還需要一些輔助的切削和加工工藝,如銑加工、磨加工等。
b .少無(wú)切削 為提高金屬材料的利用率,節(jié)約原材料,膠管接頭在加工中,應(yīng)盡量減少金屬切削量,采用沖壓成型工藝,如芯管的溝槽用滾壓成型法。外螺紋用滾絲機(jī)軋出成型,內(nèi)螺紋用攻絲機(jī)攻出成型??照{(diào)管和中、低壓油管接頭管芯,應(yīng)采用金屬管材,用鍛部成型機(jī)或模具成型管芯的密封端。
c .熱處理 膠管接頭一般不需要熱處理,只要選擇合適的金屬材料便可。但管接頭的個(gè)別零件或特殊要求的管接頭有時(shí)需要對(duì)鋼材在金屬加工前后,進(jìn)行淬火、退火或化學(xué)等的熱處理。以改善材質(zhì),提高零件的使用壽命和安全性。薄板的沖壓套筒,在沖壓過(guò)程中往往經(jīng)過(guò)幾次拉伸。為消除材質(zhì)的內(nèi)應(yīng)力,使金相晶粒細(xì)化,消除和減少組織的不均勻性,并適當(dāng)降低硬度、提高塑性和韌性,一般在沖壓后需進(jìn)行退火處理。
d .接頭金屬件的表面處理 膠管接頭的外套、芯管和連接件除用不銹鋼和黃銅等不易銹蝕的材料加工外,都需要進(jìn)行表面處理,以防止銹蝕。常見(jiàn)的處理方法有鍍鋅處理、鍍隔處理、發(fā)黑和發(fā)藍(lán)處理、化學(xué)鍍鎳處理、陽(yáng)極氧化處理等。