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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,膠管接頭的設計、制造、裝配工藝等都是很重要的技術關鍵。
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,在專用的膠管接頭扣壓機上進行扣壓,使接頭組合件和膠管成為一個牢固的整體。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、生產效率高和成本低的優(yōu)點,但金屬接頭不能重復使用,還需要專用扣壓、裝配設備。
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構上是特殊的。裝配時,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,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)點主要是便于在使用現場隨時用簡單的手動工具進行裝拆和更換,金屬接頭可以重復使用。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,接頭裝配的勞動強度大,生產效率低,且不易控制對膠管的壓縮率。
2 扣壓式接頭的設計
扣壓式接頭設計的重點在于芯管和外套的設計,連接部分則可根據使用要求和密封形式適當選擇。
外套是應用較多的一種扣壓式接頭的外套,外表面為光滑的圓柱體,內表面為帶有一定數量的鋸齒形溝槽。鋸齒的短邊與軸線垂直,斜邊與軸線的夾角為 25°-45°,而每一個鋸齒之間為一個矩形槽,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,這時由于扣壓時產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,則鋼絲層和內膠層被擠壓成波浪形,進入外套的鋸齒形溝槽,從而使膠管接頭獲得應有的抗拔脫力。鋸齒的數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、結構、骨架層層數、膠管壁厚、內膠層的物理機械性能等有著密切的關系,需根據設計的具體規(guī)格而定。一般內槽的個數,以液壓管的中間規(guī)格來說,150MPa 以內的爆破壓力用4個, 100MPa 以內的用 3個,50MPa 以內的用 2個。
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20°,鋸齒頂端為圓弧形或為一段平面,但此平面與鋸齒短邊所形成的夾角應為光滑的圓角,其圓角半徑為 0.2-0.5mm,以防損傷膠管的內膠層。芯管表面的粗糙度和夾角的圓滑程度是膠管接頭制造過程中至關重要的問題,必須嚴格控制。一般芯管表面的粗糙度在 $!/&"%/- 左右。在芯管的機加工中,用輥壓法加工鋸齒,不僅生產效率比車床加工高,而且尺寸精度和表面粗糙度也好,同時更有利于消除芯管表面的應力集中點,提高芯管的使用壽命。
通常芯管的外徑應稍大于膠管的內徑,根據內徑的不同可在 )/&"$(( 之間選取。內徑小的,芯管外徑的增大值應適當減?。粌葟酱蟮?,可適當增加, 但最大不應超過$((。芯管表面鋸齒形溝槽的深度根據內膠層的厚度選定,一般應為厚度的$!0" 1"0,即 )/-")/&((。對于內徑較大、內膠層較厚的膠管,溝槽深度還可以適當增大,但必須以接頭扣壓后,內膠層能完全充滿溝槽又不產生裂口為限。芯管插入膠管部分的長度 (包括引入段和密封段),根據膠管規(guī)格、結構、工作壓力和內膠層確定。一般密封段的長度為膠管內徑的 1/&"" 倍,內徑大的膠管取低倍數,隨著內徑的減小而逐漸增加倍數。此外, 芯管插入膠管部分的長度還應與外套長度相配合, 一般在膠管扣壓后應和外套等長。
(-)接頭的連接、密封形式和連接件是多種多樣,并且大多數形成了標準化和系列化,其中以螺母連接最為廣泛。
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,應考慮它的機械強度,以及膠管的使用要求和輸送介質的特性。通常情況下,膠管接頭大多采用優(yōu)質碳素結構鋼。外套一般采用10、15和20號鋼,它們有較好的延伸性能,芯管一般采用45號鋼。
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。外螺紋用滾絲機軋出成型,內螺紋用攻絲機攻出成型??照{管和中、低壓油管接頭管芯,應采用金屬管材,用鍛部成型機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。但管接頭的個別零件或特殊要求的管接頭有時需要對鋼材在金屬加工前后,進行淬火、退火或化學等的熱處理。以改善材質,提高零件的使用壽命和安全性。薄板的沖壓套筒,在沖壓過程中往往經過幾次拉伸。為消除材質的內應力,使金相晶粒細化,消除和減少組織的不均勻性,并適當降低硬度、提高塑性和韌性,一般在沖壓后需進行退火處理。
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,都需要進行表面處理,以防止銹蝕。常見的處理方法有鍍鋅處理、鍍隔處理、發(fā)黑和發(fā)藍處理、化學鍍鎳處理、陽極氧化處理等。
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