扩口式管接头连接可靠性优化方法技术

本发明专利技术涉及汽车行业紧固连接领域，公开了一种扩口式管接头连接可靠性优化方法，包括如下步骤：制作测量传感器，并在其内壁沿周向粘贴电阻应变片；通过拉力试验机压头施加不同大小的轴向压载荷F，通过应变仪将电阻应变片的电阻R变化换算成电压V变化，获得F

【技术实现步骤摘要】
扩口式管接头连接可靠性优化方法


[0001]本专利技术涉及汽车行业紧固连接
，具体涉及一种扩口式管接头连接可靠性优化方法。

技术介绍

[0002]扩口式管接头广泛应用于汽车行业中以液体或气体为传输介质、且压力较低的管路系统，起到管路连接和密封的作用。其主要依靠拧紧螺母时产生轴向夹紧力，使钢管端部扩口面与接头体和螺母的锥面紧密贴合来实现密封，相关连接结构示例如图3所示。
[0003]为达到良好的密封效果，提升连接可靠性，行业内主流技术方案主要有：
[0004]1、优化连接部件尺寸加工精度及形位公差；
[0005]2、增加螺母拧紧扭矩；
[0006]3、基于连接体轴向夹紧力的拧紧质量管控策略。
[0007]一般来说，方案1可与方案2或方案3结合采用。
[0008]但是目前行业内提升扩口式管接头连接可靠性的主流技术方案均存在客观的缺点或难点。
[0009]1、部件尺寸加工精度及形位公差与其生产线的工艺能力及产品检测能力紧密相关，如专利CN 206056474 U提供了一种管接头锥面角度及交点直径的检测装置，但是其只能解决产品尺寸筛选的问题，且受限于生产及检测设备性能及成本管控等因素，该方案的实际提升效果有限。
[0010]2、螺母拧紧扭矩的增加依赖于拧紧扭矩
‑
轴向夹紧力关系式的准确获取，由于连接结构的封闭性，且不存在类似螺栓或螺母支承面的结构，上述关系式实际上难以测量，而有限元模拟的方法准确性不足，且无法验证模拟结果，因而在实际应用过程中由于拧紧不足或过度拧紧导致的连接失效问题频发。
[0011]3、根据螺纹连接理论可知，确保连接可靠性的关键在于拧紧后连接体轴向夹紧力达成设计要求，因此基于连接体轴向夹紧力的拧紧质量管控策略是目前理论上最有效的方案。实现该方案的基础在于扩口式管接头连接轴向夹紧力的准确测量。然而，连接结构的封闭性导致相关测量技术发展缓慢，极大的限制了该方案的应用。专利CN 105865665 A提供了一种扩口式管接头轴向夹紧力测量方法及装置。该专利所述方案中，预先在管接头螺母外部设置压电陶瓷片，由压电陶瓷片根据电压信号产生声波信号，通过螺母拧紧前后不同声波信号接收时间差换算为螺母长度的变化，再由预先获得的弹性系数获取其轴向夹紧力。上述专利方案可进行连接体轴向夹紧力的实时测量，但存在如下不足：1、拧紧前后螺母的长度变化量极小，由声波信号时间差间接换算长度变化量增加了测量误差；2、专用的检测设备导致应用门槛较高。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种扩口式管接头连接可靠性优化
方法，实现管接头连接轴向夹紧力的测量，结构简单，便于实施。
[0013]为实现上述目的，本专利技术所设计的扩口式管接头连接可靠性优化方法，包括如下步骤：
[0014]A)制作测量传感器：加工模拟管接头锥面端的测量传感器，并在其内壁沿周向粘贴若干个电阻应变片；
[0015]B)标定测量传感器：通过拉力试验机压头施加不同大小的轴向压载荷F，通过应变仪将测量传感器内的电阻应变片的电阻R变化换算成电压V变化，获得F
‑
V关系表达式；
[0016]C)测量：切除管接头成品件的锥面端，用测量传感器代替，模拟实际装配条件连接各部件，拧紧螺母至拧紧扭矩T，记录电压读数V，根据F
‑
V表达式计算得到此时的连接轴向夹紧力F1，进而得到连接轴向夹紧力F1‑
试验扭矩T的关系表达式；
[0017]D)连接可靠性优化策略：根据所述步骤C)获取的连接轴向夹紧力F1‑
拧紧扭矩T的关系表达式，结合不同扭矩时连接体密封性测试结果，建立扩口式管接头拧紧扭矩与连接轴向夹紧力及连接可靠性之间的量化关系。
[0018]优选地，所述步骤A)中，所述测量传感器可重复使用。
[0019]优选地，所述步骤A)中，所述测量传感器的锥面夹角及表面粗糙度与管接头技术要求保持一致。
[0020]优选地，所述步骤A)中，所述测量传感器的内壁光亮洁净，表面粗糙度Ra≤1.6。
[0021]优选地，所述步骤A)中，所述测量传感器的材质采用调制处理的低合金钢，以获得良好的力学性能，避免拧紧过程中出现明显的塑性变形。
[0022]优选地，所述步骤A)中，所述测量传感器的外径小于管接头螺纹小径，且在不影响后续测量的前提下尽可能减小其长度，以防止在螺纹副拧紧过程中出现干涉问题。
[0023]优选地，所述步骤A)中，所述电阻应变片的敏感栅与测量传感器的轴线平行，使其能够反映轴向的受力情况，所述电阻应变片具备良好的稳定性，且应变极限不小于测量传感器最大应变量。
[0024]优选地，所述步骤B)中，拉力试验机压头施加轴向压载荷的过程中不应出现偏载的情况，为保证测量精度及灵敏度，将电阻应变片形成半桥接线结构。
[0025]优选地，所述步骤C)中，所述管接头成品件的表面处理应在切除锥面端后进行，以避免其表面状态产生较大变化。
[0026]优选地，所述步骤C)中，使用的拧紧工具，其扭矩测量精度应与生产线实际装配条件保持一致。
[0027]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0028]1、利用扩口式管接头的特殊连接结构，设计了特殊的专用传感器，实现管接头连接轴向夹紧力的测量；
[0029]2、开发出扩口式管接头连接的拧紧扭矩与轴向夹紧力及密封性能之间量化关系的建立方法；
[0030]3、方案实施简便、设备投资少、结果可靠性高、可实现各种扩口式管接头连接轴向夹紧力测量，在连接结构设计、装配工艺制定、连接可靠性研究等方面有广泛的应用前景，具有显著的社会效益。
附图说明
[0031]图1为本专利技术扩口式管接头连接可靠性优化方法的流程示意图；
[0032]图2为本专利技术中使用的测量传感器的安装示意图；
[0033]图3为现有技术中钢管端部扩口面与接头体和螺母的安装示意图。
[0034]图中各部件标号如下：
[0035]管接头1、螺母2、测量传感器3、扩口钢管4。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0038]在本专利技术的描述中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩口式管接头连接可靠性优化方法，其特征在于：包括如下步骤：A)制作测量传感器：加工模拟管接头锥面端的测量传感器，并在其内壁沿周向粘贴若干个电阻应变片；B)标定测量传感器：通过拉力试验机压头施加不同大小的轴向压载荷F，通过应变仪将测量传感器内的电阻应变片的电阻R变化换算成电压V变化，获得F
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V关系表达式；C)测量：切除管接头成品件的锥面端，用测量传感器代替，模拟实际装配条件连接各部件，拧紧螺母至拧紧扭矩T，记录电压读数V，根据F
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V表达式计算得到此时的连接轴向夹紧力F1，进而得到连接轴向夹紧力F1‑
试验扭矩T的关系表达式；D)连接可靠性优化策略：根据所述步骤C)获取的连接轴向夹紧力F1‑
拧紧扭矩T的关系表达式，结合不同扭矩时连接体密封性测试结果，建立扩口式管接头拧紧扭矩与连接轴向夹紧力及连接可靠性之间的量化关系。2.根据权利要求1所述扩口式管接头连接可靠性优化方法，其特征在于：所述步骤A)中，所述测量传感器可重复使用。3.根据权利要求1所述扩口式管接头连接可靠性优化方法，其特征在于：所述步骤A)中，所述测量传感器的锥面夹角及表面粗糙度与管接头技术要求保持一致。4.根据权利要求1所述扩口式管接头连接可...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林昉，吴俊涛，田浩，谭必需，冯晓珂，周建刚，宋宏贵，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：