具有加固结构的耐压液压软管制造技术

本发明专利技术公开一种具有加固结构的耐压液压软管，包括由第二柔性材料制成的内层软管，卷绕在所述内层软管上的至少一组由第一耐压材料制成的丝线，和覆盖在所述丝线上的第三柔性材料，其中，所述至少一组由第一耐压材料制成的丝线至少确定一个加固层，所述加固层至少覆盖所述内层软管的７０％的外表面。本发明专利技术的具有加固结构的液压软管具有改良的密实度、柔韧性和抗压性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压软管，尤其是涉及一种采用至少一组耐压丝线进行加固的具 有加固结构的耐压液压软管。
技术介绍
众所周知，在工业和非工业系统中，在各种操作条件，如弯曲、扭曲、挤压(榨压) 和牵拉条件下，柔性液压软管能够经受内高压或者外高压的压力，得到广泛的应用。现有技术中的液压软管，其在柔性材料制成的核心内管外围，设置有浸埋在弹性 材料(elastomeric)中的至少一组耐压材料，并在其上覆盖一层柔性材料。该核心内管或者其外围的材料成分可以是下列成分中的任意组合弹性材料，聚 合材料，或者是两种材料的交迭层。柔性软管的主要特性是柔韧性，因此，与刚性的金属管相比，柔性软管可以在相互 移动的物体之间提供柔性连接，而且安装简便。为了满足这些要求，柔性液压软管需要具备 以下的基本功能1、承受内部压力和/或承受结合有附加负载的外部压力；以及2、提供令人满意的柔韧性和密实度(在本说明书中，密实度被定义为制造具有给 定的内径和减小的外径的软管的能力)。减小液压软管的外径尺寸可以减小软管的惯性矩，提高柔韧性，减小软管与配件 的联结点的单位面积的应力，并且可以节省弹性材料和金属材料。为了使用较少的材料消耗而获得更为密实和柔韧的软管，并使其具有不变的或改 进的耐破度(burst strength)和脉冲耐压度(pul se pressure resi stance)，现有技术中 的设计生产方式是1)提高圆截面的加固钢丝的抗拉力，同时减小钢丝的直径；2)加大非圆截面的加固钢丝的横截面面积，同时减小钢丝的径向尺寸。运用这两种方式，发展出利用高强度、超高强度、极高强度的扁平截面钢丝进 行加固的方案，该扁平截面钢丝是利用滚压工艺由传统圆截面钢丝制成(如专利申请 W02005/108846A1)。然而，第一种方式受限于圆截面钢丝材料的物理特性。通常地，现有技术中所使用 的圆截面钢丝材料，由于物理特性的限制，抗拉力极限为3050 3350MPa，当抗拉力值高于 其上时，材料会产生严重脆裂，从而无法获得更好的抗拉性。这极大地限制了圆截面钢丝材 料作为液压软管加固材料在提高抗压性、密实度和柔韧性方面的发展，特别是在大、中尺寸 的液压软管方面的应用。不同地，专利申请W02005/108846A1公开了一种扁钢丝，有两个平行边和两个具 有自然曲率的圆边，其优点是，在具有相同性能的同时结构更加密实；该专利申请还声称， 通过将圆截面钢丝碾压成扁横截面钢丝，可得到更大的展延性，其抗脆裂性能得以加强。在该专利申请中还声称具有另一个优点是，这种扁平横截面钢丝用于螺旋缠绕型(spiraled)或编织型(braided)结构时，由于钢丝的接触面增大，其有助于减少圆截面钢 丝常有的“摩擦腐蚀(fretting)”磨损。但是，上述解决方案由于其截面几何结构高度不对称而存在着一些缺陷，这种扁 平横截面钢丝在用于螺旋缠绕型和编织型结构时，当其被缠绕到被加固物体时，不可以均 勻分布动态耐压荷载，引起挠度(弯曲压)、牵引度(张应力)和扭曲度(扭应力)的联合 作用，与现有的几何结构均勻的圆截面钢丝相比，造成局部负荷超出达10%。此外，还有一个缺陷在于，由于钢丝外轮廓的不连续性，在其扁平表面和圆表面之 间形成的过渡线(其成为加固钢丝之间的接触界面)上，特别是在编制型结构中，会产生比 圆横截面钢丝更为严重的缺口效应(notch effect) 0更进一步地，当扁平横截面钢丝没有被放置到相对于内管的正确位置上时，即，当 扁平表面不是垂直于软管直径，而是几乎平行于软管时，高度较小的钢丝和/或所出现的 过渡线成为磨损弹性内管的缺口，在短时间内造成软管的破损，引起漏油。如果扁钢丝被扭 转，这种效应会由于覆盖率减小而变得更加严重。所述覆盖率是指，加固钢丝的内表面面积和需要加固的液压软管的全部外表面面 积之间的比率。这种加固结构的几何结构的另一个缺陷在于，它基本上具有两个有利的设置方 式1、使扁平侧面平躺在所缠绕的元件上(垂直于管径)；2、使扁平侧面垂直于所缠绕的元件(平行于管径)。在存在扭转的情况下，仅有四种可能的定向方案，相互之间为90度，扭力被集中 在一个很短的长度内，从而在加固结构中引起高于圆截面钢丝的额外的应力。作为一种可替代的方案，美国专利US 6，390，141公开了一种液压软管，其声称的 液压软管通过一螺旋加固层进行加固，该螺旋加固层被缠绕在第一层弹性材料上，并插入 在第一层和第二层弹性层之间。根据该专利技术，有可能获得能够承受更大外部压力的液压软 管，高达^Mpa;比前述软管，该专利技术的液压软管的抗压力大幅度提高。这种液压软管采用 一层或者有限几层嵌入在弹性材料之间的金属丝加固，但其并不能适用于要求液压管路承 受高压或者中压的环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种具有加固结构的耐压液压软 管，其能够较好地承受内压和/或结合有附加负载的外压，并且具有更好的柔韧度和密实度。本专利技术的目的还在于，提供一种高强度钢丝制成的加强结构，其几何结构可以更 有效地利用空间，增加接触面而不影响其连续性，并且使得在各种使用条件下所造成的负 荷组合得到更有效地分配。本专利技术的目的还在于，提供一种具有加固结构的耐压液压软管，在不减少加固材 料的情况下，具有较小的加固钢丝总厚度，其不需要增加加固钢丝的总厚度来提高其抗压 性。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的技术方案如下一种具有加固结构的耐压液压软管，包括由第二柔性材料制成的内层软管，卷绕 在所述内层软管上的至少一组由第一耐压材料制成的丝线，和覆盖在所述丝线上的第三柔 性材料，其特征在于，所述至少一组由第一耐压材料制成的丝线至少确定一个加固层，所述 加固层至少覆盖所述内层软管的70%的外表面。优选地，所述丝线的横截面为具有圆角的大致正方形截面，所述大致正方形截面 的纵横比等于或大于0. 95，所述圆角的半径Rl足够小以使得丝线横截面相比于不具有圆 角的同样尺寸的正方形，被减小的面积小于20%。可替换地，所述丝线横截面的边为半径R2 > L*0. 6的圆弧边，所述丝线横截面的 圆角半径Rl < L*0. 5，其中，所述丝线横截面内接于边长为L的正方形。优选地，所述丝线横截面为大致八角形截面，所述大致八角形截面的相邻边以圆 角相接，该圆角的半径为R3 < L*0. 25，所述丝线横截面相比于不具有圆角的边长为L的正 方形，被减小的面积小于20%。优选地，所述加固层的层数可以是在2至6层之间，每个所述加固层覆盖所述内层 软管的75%至95%的外表面(第一层覆盖内层软管，第二层覆盖第一层，依此类推)。优选地，所述制成内层软管的第二柔性材料，可以是弹性材料，或者是聚合物材料 或者是两种材料的组合连续层。优选地，覆盖在所述丝线上的第三柔性材料，可以是弹性材料，或者是聚合物材料 或者是两种材料的组合连续层。优选地，所述第一耐压材料为耐压范围在2200MPa至3350Mpa之间的钢丝。其中，所述丝线可以以螺旋缠绕的方式设置，从而使所述耐压液压软管成为螺旋 缠绕型液压软管；或者所述丝线以编织的方式设置，从而使所述耐压液压软管成为编织型 液压软管。实施本专利技术的具有加固结构的耐压液压软管，可以为液压软管提供最佳的耐压性 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有加固结构的耐压液压软管，包括由第二柔性材料制成的内层软管，卷绕在所述内层软管上的至少一组由第一耐压材料制成的丝线，和覆盖在所述丝线上的第三柔性材料，其特征在于，所述至少一组由第一耐压材料制成的丝线至少确定一个加固层，所述加固层至少覆盖所述内层软管的７０％的外表面。

【技术特征摘要】
1.一种具有加固结构的耐压液压软管，包括由第二柔性材料制成的内层软管，卷绕在 所述内层软管上的至少一组由第一耐压材料制成的丝线，和覆盖在所述丝线上的第三柔性 材料，其特征在于，所述至少一组由第一耐压材料制成的丝线至少确定一个加固层，所述加 固层至少覆盖所述内层软管的70%的外表面。2.根据权利要求1所述的耐压液压软管，其特征在于，所述丝线的横截面为具有圆角 的大致正方形截面，所述大致正方形截面的纵横比等于或大于0. 95，所述圆角的半径Rl足 够小以使得所述丝线的横截面相比于不具有圆角的同样尺寸的正方形，被减小的面积小于 20%。3.根据权利要求2所述的耐压液压软管，其特征在于，所述丝线的横截面的边为半径 R2 > L*0. 6的圆弧边，所述丝线的横截面的圆角半径Rl < L*0. 5，其中，所述丝线的横截面 内接于边长为L的正方形。4.根据权利要求1所述的耐压液压软管，其特征在于，所述丝线的横截面为大致八角 形截面，所述大致八角形截面的相邻边以圆角相接，该圆角的半径为R3 < L*0. 25，所述丝 线的横截面相比于不具有圆角的边长为L的正方形，被减小的面积小于20%。5.根据权利要求2或3或4所述的耐压液压软管，其特征在于，所述丝线的横截面的被 减小的面积小于10%。6.根据权利要求1-4中任一项所述的耐压液压软管，其特征在于，所述加固层的层数 在2至6层之间，在各个所述加固层之上均覆盖有所述第三柔性材料，每个所述加固层覆盖 所述内层软管的75%至95%的外表面。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：法布里齐奥苯蒂尼，保罗瑟吉奥，
申请(专利权)人：玛努利液压器材苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]