一种钢丝增强液压胶管连接装置以及连接方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种钢丝增强液压胶管连接装置以及连接方法。包括套筒和芯筒，套筒沿轴向套装固定在芯筒上，套筒和芯筒之间嵌入液压胶管，液压胶管包括内胶层、钢丝增强层和外胶层；套筒内壁表面设置扣牙，套筒的最后一个扣牙处连接降低应力集中的内腔旋转曲面，内腔旋转曲面在包含套筒轴线的剖面上的曲线方程是：

A steel wire reinforced hydraulic rubber pipe connecting device and connecting method

【技术实现步骤摘要】
一种钢丝增强液压胶管连接装置以及连接方法
本专利技术属于钢丝增强液压胶管领域，具体涉及一种钢丝增强液压胶管连接装置以及连接方法。
技术介绍
钢丝增强液压胶管是液压系统中的关键零部件之一，它通过一种连接装置与机械工程连接在一起，使胶管成为机械设备中高压流体介质的通道，传递动力和能量，因此，液压胶管的连接系统在工程机械、石化、煤矿、交通运输及航天科技等工业领域都得到了广泛的应用。实践表明：液压胶管连接系统的耐疲劳性能是衡量机械设备产品质量的最核心因素，国标GB/T10544-2013中规定钢丝增强液压胶管脉冲疲劳试验次数必须超过50万次，国际标准ISO18752-2014.4448中则规定脉冲疲劳试验次数必须超过100万次。要把国产液压胶管的质量提升到国际一流水平，需要改进连接装置，提高液压胶管连接系统的脉冲疲劳试验次数。
技术实现思路
本专利技术提供一种钢丝增强液压胶管连接装置以及连接方法。本专利技术的目的是以下述方式实现的：包括套筒和芯筒，套筒沿轴向套装固定在芯筒上，套筒和芯筒之间嵌入液压胶管，液压胶管包括内胶层、钢丝增强层和外胶层；套筒内壁表面设置扣牙，套筒的最后一个扣牙处连接降低应力集中的内腔旋转曲面，内腔旋转曲面在包含套筒轴线的剖面上的曲线方程是：；其中原点是剖面上扣牙的牙顶与曲线的连接点，即曲线的起点；X轴平行套筒轴线，正向为最后一个扣牙右侧；Y轴垂直套筒轴线，正向为远离套筒轴线的方向。套筒沿轴向设置至少三个扣牙，扣牙的牙厚左侧高于右侧。套筒从左向右的设置三个牙厚一致的扣牙，牙顶圆直径为；第四个扣牙的牙厚小于前三个扣牙，牙顶圆直径为；第五个扣牙的牙厚小于第四个扣牙且与内腔旋转曲面相连，其扣牙的牙顶圆直径为；其中为钢丝增强层外径；∅为套筒直径扣压量；∆为液压胶管承载时钢丝增强层半径方向最大变形量，以上各量长度单位为毫米；牙顶圆直径即扣牙的牙顶所在圆的直径。芯筒插入液压胶管内孔时，以液压胶管内孔直径为基准设计加工芯筒外径，芯筒与液压胶管呈H7/s6过盈配合。液压胶管插入套筒内孔时，以液压胶管外径为基准设计加工套筒外径，使套筒与液压胶管呈K7/h6过渡配合。芯筒包括一体式的头部和连接部，连接部沿轴向依次设置有圆周槽和密封段；套筒一端沿径向设置一凸台，凸台卡入芯筒的圆周槽中。包括以下步骤：（1）使用剥管机将液压胶管与设备连接端的外胶层剥掉漏出钢丝增强层；（2）将液压胶管连接端钢丝增强层完全插入套筒内，其二者配合关系是K7/h6过渡配合；（3）将芯筒完全插入液压胶管连接端内孔中，其二者配合关系是H7/s6过盈配合；（4）通过扣压机对套筒圆周方向上向轴中心施加4.2—4.6mm的扣压位移，将套筒内的四个扣牙和液压胶管钢丝增强层发生相互接触后产生压缩和弯曲的组合塑性变形，使扣牙与钢丝增强层之间产生不可回弹的齿合接触的连接关系；使液压胶管与套筒成为一种传递液压载荷的整体结构；液压胶管钢丝增强层承受液压载荷后产生的径向变形后与套筒第五个扣牙及内腔旋转曲面发生均匀接触，降低了钢丝增强层和内胶层的弯曲应力。本专利技术的有益效果是：本专利技术的连接装置能够广泛地应用于各类型直径规格为25mm的钢丝增强液压胶管的连接，与传统连接装置相比，被扣压的液压胶管钢丝增强层在承受管腔内的交变压力载荷发生径向变形时，其径向位移变形被套筒的第五个扣牙限制在一个内腔旋转曲面上，从而使其径向的变形量在液压胶管轴向方向呈均匀分布，避免了挠度变形率过大造成弯曲应力集中，有效地降低了钢丝增强层和内胶层的应力集中现象，极大地提高了装置连接工作的可靠性。依据国家标准中对胶管产品进行型试实验的技术规范，通过疲劳实验测量出该装置的最小疲劳寿命可达124万次，性指标达到了国际标准的要求。附图说明图1是液压胶管连接装置示意图。图2是套筒示意图。图3是套筒第三、四、五扣牙部分放大示意图。图4是芯筒的一种实施例。图5是套筒第五扣牙以及内腔旋转曲面与液压胶管未扣压状态示意图。图6是图5扣压后示意图。其中，1是芯筒、11是头部、12是圆周槽、13是密封段、2是套筒、20是扣牙、21是内腔旋转曲面、22是凸台、3是液压胶管、30是外胶层、31是钢丝增强层、32是内胶层。具体实施方式传统的液压胶管连接装置存在的缺陷是：液压胶管3钢丝增强层31在承受压力载荷时会发生弯曲变形且变形量随着压力级别的增大而增大，在弯曲曲率最大的部位产生应力集中现象。随着交变压力载荷疲劳次数增加达到一定程度，经过大量的实验观察一般在30-40万次时，液压胶管3连接部位的内胶层会出现环形疲劳裂纹后发生漏液现象，导致液压胶管3的工作状态出现失效。通过对传统的液压胶管连接装置扣压过程和工作过程进行计算机仿真分析，结合胶管材料失效机理的实验，确定液压胶管3连接部位发生漏液现象的原因在于钢丝增强层31和内胶层32的材料在脉冲疲劳工作状态下产生应力集中现象，从而导致了内胶层32橡胶材料出现裂纹的产生与扩展演化，最后导致内胶层32橡胶材料裂纹贯穿出现漏液现象。计算机仿真分析和材料疲劳失效机理表明：降低内胶层材料承受载荷时的应力值能够明显提高材料疲劳失效的次数。以下结合附图以及具体实施例，对专利技术的技术方案进行详细描述。应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，既包括某一部件与另一部件直接连接，也包括某一部件通过其他部件与另一部件相连接。如图1-6所示，一种钢丝增强液压胶管连接装置，包括套筒2和芯筒1，套筒2沿轴向套装固定在芯筒1上，套筒2和芯筒1之间嵌入液压胶管3，液压胶管3包括内胶层32、钢丝增强层31和外胶层30。套筒2内壁表面设置扣牙20。套筒2的最后一个扣牙20处连接减小应力集中的内腔旋转曲面21，内腔旋转曲面21在包含套筒轴线的平面上的曲线方程是：；其中原点是剖面上扣牙20的牙顶线与曲线的连接点，即曲线的起点；X轴平行套筒2轴线，正向为最后一个扣牙20右侧；Y轴垂直套筒2轴线，正向为远离套筒2轴线的方向。扣牙20的牙顶是指扣牙20与套筒2轴线接近的一面。内腔旋转曲面21一端与扣牙20牙顶面相连，另一端向远离扣牙20的斜上方延伸，大体延伸方向类似于锥面，但是与普通的锥面不同。液压胶管3中流动的介质是一种高压流体，由于大多数机械装置传递的动力是一种交变脉冲载荷，因此，液压胶管3中介质流动的速度和加速度都比较大且变化频率较高，造成液压胶管3中的钢丝增强层31和内胶层32材料伴随脉冲载荷反复地出现扩张和收缩现象。传统的套筒2只有扣牙20结构，被扣压的钢丝增强层31和内胶层32材料承受交变压力载荷，其径向挠度变形率即指变形的变化程度“突变”而使液压胶管钢丝增强层31和内胶层32产生“集中”的弯曲应力，该集中弯曲应力长时间交变发生导致了连接装置断裂与失效。通过对连接装置进行应力分析，计算出最后扣牙20位置液压胶管3的变形量函数，从而设计出与之对应内腔旋转曲面21，从而有效的减小应力集中现象的发生。本专利技术的连接装置主动降低了“断裂”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢丝增强液压胶管连接装置，包括套筒和芯筒，套筒沿轴向套装固定在芯筒上，套筒和芯筒之间嵌入液压胶管，液压胶管包括内胶层、钢丝增强层和外胶层；套筒内壁表面设置扣牙，其特征在于：所述套筒的最后一个扣牙处连接降低应力集中的内腔旋转曲面，内腔旋转曲面在包含套筒轴线的剖面上的曲线方程是：

【技术特征摘要】
1.一种钢丝增强液压胶管连接装置，包括套筒和芯筒，套筒沿轴向套装固定在芯筒上，套筒和芯筒之间嵌入液压胶管，液压胶管包括内胶层、钢丝增强层和外胶层；套筒内壁表面设置扣牙，其特征在于：所述套筒的最后一个扣牙处连接降低应力集中的内腔旋转曲面，内腔旋转曲面在包含套筒轴线的剖面上的曲线方程是：；其中原点是剖面上扣牙的牙顶与曲线的连接点，即曲线的起点；X轴平行套筒轴线，正向为最后一个扣牙右侧；Y轴垂直套筒轴线，正向为远离套筒轴线的方向。


2.根据权利要求1所述一种钢丝增强液压胶管连接装置，其特征在于：所述套筒沿轴向设置至少三个扣牙，扣牙的牙厚左侧高于右侧。


3.根据权利要求2所述一种钢丝增强液压胶管连接装置，其特征在于：所述套筒从左向右的设置三个牙厚一致的扣牙，牙顶圆直径为；第四个扣牙的牙厚小于前三个扣牙，牙顶圆直径为；第五个扣牙的牙厚小于第四个扣牙且与内腔旋转曲面相连，其扣牙的牙顶圆直径为；其中为钢丝增强层外径；∅为套筒直径扣压量；∆为液压胶管承载时钢丝增强层半径方向最大变形量，以上各量长度单位为毫米；牙顶圆直径即扣牙的牙顶所在圆的直径。


4.根据权利要求1-3任一所述一种钢丝增强液压胶管连接装置，其特征在于：芯筒插入液压胶管内孔时，以液压胶管内孔直径为基准设计加工芯筒外径，芯筒与液压胶管呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴振亭，闫科，王子兴，张富宣，母春雷，鲍威，庞付林，
申请(专利权)人：河南亿博科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41