封堵管卡优化制作装置制造方法及图纸

一种封堵管卡优化制作装置，包括管卡件，以包裹在管道试件外侧壁上；管卡件两端具有管卡端部腔体，在管卡端部腔体具有内板牙件，以咬合在管道试件外侧壁上；在内板牙件与管卡端部腔体内腔壁之间轴向活动有外板牙件。一种封堵管卡优化制作装置，包括根部与外板牙件端部连接有外板牙连接架，外板牙连接架连接有外板牙胎具，以承载外板牙件。本实用新型专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。结构紧凑且使用方便。结构紧凑且使用方便。

【技术实现步骤摘要】
封堵管卡优化制作装置


[0001]本技术涉及封堵管卡优化方法、制作装置。

技术介绍

[0002]封堵管卡是高压管路破损的重要维修工具，锁紧机构其提供轴向承载能力的重要构件。机构包括内板牙、外板牙、顶进法兰和顶进螺栓，并需在管卡内壁加工供内外板牙移动的槽。机构工作过程包括端部顶进力的施加，内、外板牙间力的传递，内板牙对管道的咬入三个过程，其中端部顶进力的施加需要顶进螺栓、螺栓拉伸器、顶进法兰的配合；内、外板牙间力的传递依靠内板牙、外板牙的接触；内板牙对管道的咬入依靠板牙上的齿对管道的挤压。本技术机构的内容包括锁紧机构直接部件内板牙、外板牙，和为锁紧机构提供轴向顶进力的顶进螺栓。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种封堵管卡优化方法、制作装置及工艺。
[0004]为解决上述问题，本技术所采取的技术方案是：
[0005]一种封堵管卡优化方法，其特征在于：包括板牙优化方案和/或螺栓优化方案。
[0006]一种封堵管卡优化制作装置，包括管卡件，以包裹在管道试件外侧壁上；管卡件两端具有管卡端部腔体，在管卡端部腔体具有内板牙件，以咬合在管道试件外侧壁上；在内板牙件与管卡端部腔体内腔壁之间轴向活动有外板牙件。
[0007]一种封堵管卡优化制作装置，包括根部与外板牙件端部连接有外板牙连接架，外板牙连接架连接有外板牙胎具，以承载外板牙件。
[0008]一种封堵管卡优化制作装置，包括机床的加工床身；在加工床身两端设置有加工前机座及加工后机座。
[0009]一种封堵管卡优化制作装置，首先，包括制作齿间距系数试验装置，其包括模拟锁紧机构、外固定部、内板牙件制作的模拟内板牙及外板牙件制作的模拟外板牙、显微镜及压力机。
[0010]一种封堵管卡优化制作工艺，工艺如下，
[0011]S1，预制至少内壁各部加工余量且为回转体的管卡件、内板牙件及外板牙件，在管卡件、内板牙件及外板牙件外侧壁纵向设置分割线；然后，在管卡端部腔体端部焊接与内板牙件端部连接的内板牙连接架，在外板牙件端部焊接外板牙连接架，外板牙连接架连接有外板牙胎具，以承载外板牙件。
[0012]本技术设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
附图说明
[0013]图1是本技术的齿间距系数试验装置使用结构示意图。
[0014]图2是本技术的管卡件使用结构示意图。
[0015]图3是本技术的管卡端部腔体结构示意图。
[0016]图4是本技术的外板牙件结构示意图。
[0017]图5是本技术的内板牙安装尾座结构示意图。
[0018]图6是本技术的内板牙旋转齿轮盘使用结构示意图。
[0019]图7是本技术的加工床身结构示意图。
[0020]图8是本技术的加工升降V型座结构示意图。
[0021]图9是本技术的顶进余量结构示意图。
[0022]其中：1、管道试件；2、管卡件；3、管卡端部腔体；4、内板牙件；5、外板牙件；6、内板牙连接架；7、分割线；8、外板牙连接架；9、外板牙胎具； 10、外板牙安装尾座；11、外板牙定位内锥；12、外板牙固定座；13、外板牙连接螺栓；14、外板牙输入齿轮轴；15、外板牙前支撑架；16、外板牙旋转齿轮盘；17、外板牙旋转端面螺纹盘；18、外板牙径向通槽；19、外板牙导向滑块；20、外板牙咬合座；21、外板牙工艺托座；22、外板牙伸缩顶尖；23、加工床身；24、加工前机座；25、加工前顶尖；26、加工安装盘；27、加工夹持连接端；28、加工后机座；29、加工后顶尖；30、加工旋转拨杆；31、加工纵向滑动座；32、加工升降V型座；33、加工机头导轨；34、加工机头滑座；35、加工旋转机座；36、加工固定刀具；37、加工旋转刀具；38、加工升降刀具； 39、顶进余量；40、楔形角；41、顶角前角；42、顶角后角；43、齿顶角；44、套筒；45、挡板台阶；46、管道试件；47、外固定部。
具体实施方式
[0023]本技术包括板牙优化方案及螺栓优化方案；
[0024]针对板牙优化方案内容包括板牙材料、板牙齿齿顶角、板牙齿齿高、板牙齿齿间距、板牙对数、工作空间高度、板牙楔形角、板牙齿齿顶角的前后角组合、板牙齿数量及板牙初始位置；
[0025]优化方法如下：
[0026]其中，板牙优化方法如下，
[0027]S1.1，依据咬入深度要求，确定板牙材料、板牙齿顶角、板牙齿齿高、板牙齿齿间距；根据管径确定板牙对数；根据管卡壳体厚度确定工作空间高度；
[0028]S1.2，优化板牙楔形角；
[0029]首先，使用各待优化楔形角，按照等腰板牙齿优化三维板牙模型；
[0030]然后，使用ANSYS workbench软件计算并提取各楔形角方案的各齿接触应力；
[0031]其次，进行各齿接触应力标准差计算，保证板牙齿接触应力均匀性，完成最优楔形角的选择；通过满足板牙齿接触应力均匀性，板牙及板牙齿优化时应对参数进行优化，以提高各齿在咬入开始时接触应力的均匀程度，保证各齿咬入宽度相差不大，提高承载能力的稳定性。
[0032]S1.3，优化板牙齿齿顶角的前后角组合，前后角包括顶角前角41及顶角后角42；
[0033]首先，按照优化后的楔形角，使用待优化的齿顶角前后角组合，优化板牙三维模
型；然后，使用ANSYS workbench软件计算并提取各齿顶角前后角组合方案的各齿接触应力；其次，进行各齿接触应力标准差计算，保证板牙齿接触应力均匀性，完成最优齿顶角前后角组合的选择；
[0034]S1.4，计算板牙所需齿数m；
[0035]首先，前提是根据板牙齿抗剪承载力，在进行板牙齿优化时，保证板牙齿抗剪承载力大于完好管道抗拉承载力的一半；然后，取板牙齿优化抗剪承载力等于完好管道抗拉承载力的一半，计算锁紧机构的最小板牙齿数，其中，安全系数取1.5，公式为：
[0036][0037]其中，b为咬入宽度，tt为管道壁厚，σ
b
为管道抗拉强度，[τ]为板牙齿剪切强度，D
po
为管道外径；
[0038][0039]S1.5，外板牙初始位置优化；
[0040]首先，由于外板牙初始位置关系外板牙是否能完成轴向顶进过程，因此，外板牙与挡板间的距离应大于外板牙轴向顶进距离；然后，外板牙的顶进距离包括两部分，一是在内板牙完成对管道的对中过程中外板牙轴向运动的距离，二是内板牙完成对管道的咬入、外板牙完成对管卡壳体壁的咬入时外板牙轴向运动的距离；其次，外板牙与挡板间的距离的最小值即顶进余量39，应等于上述两距离之和；公式为：
[0041]其中，D
Ci
为管卡的内径，D
po
为管道外径，θ为板牙楔形角，b为咬入宽度，α为板牙齿顶角的前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封堵管卡优化制作装置，其特征在于：包括管卡件（2），以包裹在管道试件（1）外侧壁上；管卡件（2）两端具有管卡端部腔体（3），在管卡端部腔体（3）具有内板牙件（4），以咬合在管道试件（1）外侧壁上；在内板牙件（4）与管卡端部腔体（3）内腔壁之间轴向活动有外板牙件（5）；外板牙件（5）与内板牙件（4）通过斜楔咬合，外板牙件（5）以咬合在管...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾夏禹，杨家轩，石湘，张海鹏，吴猛猛，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：新型
国别省市：