CN100398898C - 聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件及其装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件及其装配方法。由螺帽、接头、外套筒、内衬套、增强层和聚四氟乙烯内管组成，其装配方法为：切割软管组件，套筒套于增强层外，扩展抽拉模置于聚四氟乙烯内管中，内衬套推进至内管中，松散聚四氟乙烯内管端头部分的增强层，并用扩口模扩开，钳取被切割的聚四氟乙烯内管，接头推进至增强层内壁和聚四氟乙烯内管外壁之间，套筒由聚四氟乙烯内管中间推进到接头六角处，使两端面保持接触，通过牵引使内衬套进入接头中，调节扣压机扣压工艺尺寸，扣压套筒，收口螺帽，组装完毕。本发明不仅有效保证软管的最大通径，且使软管承受的内应力减小，具有使用寿命长，密封性强、操作方便的优点。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件及其装配方法。
背景技术
传统的聚四氟乙烯软管组件(以下简称“软管组件”)所用的金属连接件采用多槽扣压式结构形式，金属连接件由接头、外套筒和螺帽组成，其装配方法是通过把接头插入聚四氟乙烯软管，直接扣压外套筒、钢丝增强层和聚四氟乙烯内管进行组合装配和密封而成。这种形式的接头主要存在下列缺陷：1、结构简单，没有分离抗拉脱和密封性，一次加力扣压很难解决接头的密封，使软管组件接头有很高的抗拉脱性，同时又有很好的密封性和耐疲劳性。2、接头的密封面靠扣压套筒，使软管产生较严重的变形，内管变形量太大，对软管组件造成损害，导致密封性能降低。3、密封形式不能形成环状密封，使软管组件容易泄漏。4、软管组件抗拉脱效果不佳，耐冲击、耐高低温性能差。
因此，研究一种能降低软管组件接头端部的疲劳性开裂、内管变形量小，延长软管组件使用寿命、承受更高工作压力、密封性强的软管组件抽拉扣压式金属连接件及其装配方法是本领域人员的技术目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的抗拉脱、密封性强、使用寿命长、适用于承受更高工作压力和使用温度的软管组件抽拉扣压式金属连接件及其装配方法。
本发明提出的软管组件抽拉扣压式金属连接件，由螺帽1、接头2、外套筒3、内衬套4、增强层5和聚四氟乙烯内管6组成，其结构如图1所示，其中，接头1中的连接孔7呈圆柱状，连接孔7的孔壁上开有环形槽12，内衬套4一端设有凸缘13，内衬套4位于连接孔7内，内衬套4的凸缘13嵌于环形槽12内；通过扣压，使增强层5围着接头2的接头端的形状呈圆锥、圆柱形结构，由嵌入段8、扩口段10、收缩段9和稳定段11依次相连组成，嵌入段8、稳定段11呈圆柱形，收缩段9和扩口段10呈圆锥形，嵌入段8的直径大于稳定段11直径，使嵌入段8自身拉脱力大于稳定段11；增强层5套于聚四氟乙烯内管6外，增强层5的嵌入段8、扩口段10和收缩段9的内壁与聚四氟乙烯内管6外壁间形成空隙，该空隙构成接头体密封槽14，置于接头体密封槽14中的接头后端与接头体密封槽14匹配；聚四氟乙烯内管6套于内衬套4外，接头2前端外表面有弧形密封面，螺帽1套装在接头2前端，螺帽1内侧有连接螺纹，外套筒3扣压于增强层5外。
本发明中，增强层5是采用缠绕和编织相结合而成的钢丝层。
本发明提出的软管组件抽拉扣压式金属连接件的装配方法，其具体步骤如下：
1、按产品要求把软管组件切割成需要的长度，亦称“落料”，并切割内管；
2、将外套筒3套于软管组件的增强层5外；
3、将扩展抽拉模置于聚四氟乙烯内管6中；
4、将内衬套4推进至聚四氟乙烯内管6中；
5、松散聚四氟乙烯内管6端头部分的增强层5；
6、用扩口模扩开聚四氟乙烯内管6端头的增强层5；
7、钳取被切割的聚四氟乙烯内管6；
8、将接头2推进到增强层5内壁和聚四氟乙烯内管6外壁之间；
9、外套筒3由聚四氟乙烯内管6中间推进到接头2六角处，使外套筒3端面与接头2端面保持接触；
10、牵引扩展抽拉模，使内衬套4进入接头2中，并由扩展抽拉模扩展凸缘13，使凸缘13嵌入环形槽12中；
11、调节扣压机扣压工艺尺寸，扣压外套筒3；
12、收口连接螺帽1，组装完毕。
本发明中所使用的材料为金属连接件，这种结构的金属连接件在与增强层装配时，聚四氟乙内管的密封和增强层的扣压是分离的，不仅满足了密封的需要，同时可以提高接头和管体的连接强度，本发明制得的接头在结构设计上突出接头的抗拉脱和密封性两个关键点，并使之分离，套筒、接头锥体肩下之间是抗拉脱区，接头内侧、内衬外围是密封区。
本发明采用一系列的技术措施保证和强化拉脱区、密封区的功能效果：预置扩展抽拉模和内衬，牵引扩展抽拉模驱动内衬前进，使内衬由内向外地挤嵌聚四氟乙烯内管，在接头内侧形成能承受28MPa工作压力的高压密封区，模具继续前行将内衬端头扩展、定位，巩固密封区。不锈钢丝增强层与聚四氟乙烯内管分离，增强层插入套筒与接头外锥体之间，经扣压套筒压紧其间的增强钢丝，形成软管接头间的纵向抗拉脱区。
本发明在装配中采用数显游标卡，两个卡脚分别固定在类似车床尾架体和伸缩头上，测量、控制每道工序的工艺参数值；专用装配工具的设计，提高装配中软管与接头同心度；渐进扩展抽拉模的设计与制造，保证内衬的牵引、扩展，是形成软管与接头密封区的关键。
本发明提供的聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件是一种供航空航天飞行器使用的配套材料。使用抽拉扣压式金属连接件的聚四氟乙烯软管组件的性能指标为：最高工作压力28MPa，最高使用温度204℃，最低使用温度-55±5℃，高温爆破压力大于84MPa，室温爆破压力大于112MPa，脉冲试验超过10万次，高低温弯曲试验(-55℃～204℃)达到40万次。
本发明不仅有效地保证了软管的最大通径，而且使软管承受的内应力减小，具有使用寿命长，密封性强、操作方便的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示图。
图中标号：1为螺帽，2为接头，3为外套筒，4为内衬套，5为增强层，6为聚四氟乙烯内管，7为连接孔，8为增强层的嵌入段，9为增强层的收缩段，10为增强层的扩口段，11为增强层的稳定段，12为环形槽，13为凸缘，14为接头体密封槽。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：如图1所示，聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件由螺帽1、接头2、外套筒3、内衬套4、增强层5和聚四氟乙烯内管6组成，其中，接头1中的连接孔7呈圆柱状，连接孔7的孔壁上开有环形槽12，内衬套4一端设有凸缘13，内衬套4位于连接孔7内，其凸缘13嵌于环形槽12内；通过扣压，使增强层5围着接头端的形状呈圆锥、圆柱形结构，由嵌入段8、收缩段9、扩口段10和稳定段11依次相连组成，嵌入段8、稳定段11呈圆柱形，收缩段9和扩口段10呈圆锥形，嵌入段8的直径大于稳定段11直径，使嵌入段8自身拉脱力大于稳定段11；增强层5套于聚四氟乙烯内管6外，增强层5的嵌入段8、收缩段9和扩口段10的内壁与聚四氟乙烯内管6外壁间形成空隙，该空隙构成接头体密封槽14，置于密封槽14中的接头后端结构与密封槽14匹配；聚四氟乙烯内管6置于内衬套4外密封槽14中，接头2前端外表面有弧形密封面，螺帽1套装在接头2前端，螺帽1内侧有连接螺纹，增强层5外是套筒3。增强层5是采用缠绕和编织相结合而成的钢丝层。采用Φ6mm聚四氟乙烯软管：软管切割预留9mm，聚四氟乙烯内管切割长度5mm，内衬套推进预留41mm，内衬套推进深度21mm，接头推进预留20mm，松散深度2mm，扩口深度14mm，接头推进深度8.35mm，定位长度143mm，微调刻度1.25mm，螺帽扣压尺寸16.3mm，螺帽扣压高度4.5mm，扣压直径14.6mm，扣压长度12mm。
本发明的装配方法如下：
1、采用Φ6mm聚四氟乙烯软管，按产品要求把切割软管，软管切割预留9mm，并切割内管，切割长度为5mm；
2、把外套筒3套在软管组件外；
3、扩展抽拉模置于聚四氟乙烯内管6中；
4、将内衬套4推进至内管腔中，内衬套推进预留41mm；
5、松散软管端头部分增强层，松散深度为2mm；
6、用扩口模扩开软管端头不锈钢丝增强层5，扩口深度14mm；
7、钳取被切割的聚四氟乙烯内管6；
8、把接头2推进到增强层5和聚四氟乙烯内管6中间，接头推进深度为8.35mm，定位长度143mm，微调刻度1.25mm；
9、套筒3由软管中间推进到接头2六角处，使两端面保持接触；
10、牵引扩展抽拉模，使内衬套4进入接头2中，内衬套推进深度21mm，并由扩展抽拉模扩展凸缘13，使凸缘13嵌入环形槽12中；
11、调节扣压机扣压工艺尺寸，扣压套筒3；
12、收口连接螺帽1，组装完毕。螺帽扣压尺寸16.3mm，扣压高度4.5mm，扣压直径14.6mm，扣压长度12mm。
将所得抽拉组装扣压式金属连接件用于航空航天飞行器使用的配套材料，其性能指标可达：最高工作压力28.0MPa，使用温度-55℃～+204℃，高温爆破压力大于84MPa，室温爆破压力大于112MPa，脉冲试验超过10万次，高低温弯曲试验(-55℃～204℃)达到40万次。
实施例2：如图1所示，聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件由螺帽1、接头2、外套筒3、内衬套4、增强层5和聚四氟乙烯内管6组成，其中，接头1中的连接孔7呈圆柱状，连接孔7的孔壁上开有环形槽12，内衬套4一端设有凸缘13，内衬套4位于连接孔7内，其凸缘13嵌于环形槽12内；通过扣压，使增强层5围着接头端的形状呈圆锥、圆柱形结构，由嵌入段8、收缩段9、扩口段10和稳定段11依次相连组成，嵌入段8、稳定段11呈圆柱形，收缩段9和扩口段10呈圆锥形，嵌入段8的直径大于稳定段11直径，使嵌入段8自身拉脱力大于稳定段11；增强层5套于聚四氟乙烯内管6外，增强层5的嵌入段8、收缩段9和扩口段10的内壁与聚四氟乙烯内管6外壁间形成空隙，该空隙构成接头体密封槽14，置于密封槽14中的接头后端结构与密封槽14匹配；聚四氟乙烯内管6置于内衬套4外密封槽14中，接头2前端外表面有弧形密封面，螺帽1套装在接头2前端，螺帽1内侧有连接螺纹，增强层5外是套筒3。增强层5是采用缠绕和编织相结合而成的钢丝层。采用Φ8mm聚四氟乙烯软管：软管组件切割预留11mm，聚四氟乙烯内管切割9.7mm，内衬套推进预留44mm，内衬套推进深度23mm，接头推进预留22mm，松散深度2mm，扩口深度12mm，接头推进深度10mm，定位长度141mm，微调刻度1.6mm，螺帽扣压尺寸19.3mm，螺帽扣压高度4.5mm，扣压直径16.6mm，扣压长度15mm。
本发明的装配方法如下：
1、采用Φ8mm聚四氟乙烯软管，按产品要求把软管组件切割成需要的长度，软管组件切割预留11mm，并切割内管，聚四氟乙烯内管切割9.7mm，；
2、把外套筒3套于软管组件的增强层5外；
3、将扩展抽拉模置于聚四氟乙烯内管6中；
4、将内衬套4推进至内管腔中，内衬套推进预留44mm；
5、松散软管端头部分增强钢丝层，松散深度为2mm；
6、用扩口模扩开软管端头不锈钢丝增强层5，扩口深度12mm；
7、钳取被切割的聚四氟乙烯内管6；
8、把接头2推进到软管增强层5和聚四氟乙烯内管6中间，接头推进深度为10mm，定位长度141mm微调刻度1.6mm；
9、套筒3由软管中间推进到接头2六角处，使两端面保持接触；
10、牵引扩展抽拉模，使内衬套4进入接头2中，内衬套推进深度23mm，并由扩展抽拉模扩展凸缘13，使凸缘13嵌入环形槽12中；
11、调节扣压机扣压工艺尺寸，扣压套筒3；
12、收口连接螺帽1，组装完毕。螺帽扣压尺寸19.3mm，螺帽扣压高度4.5mm，扣压直径16.6mm，扣压长度15mm。
将所得抽拉组装扣压式金属连接件用于航空航天飞行器使用的配套材料，其性能指标可达：最高工作压力28.0MPa，使用温度-55℃～+204℃，高温爆破压力大于84MPa，室温爆破压力大于112MPa，脉冲试验超过10万次，高低温弯曲试验(-55℃～204℃)达到40万次。
实施例3，如图1所示，聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件由螺帽1、接头2、外套筒3、内衬套4、增强层5和聚四氟乙烯内管6组成，其结构如图1所示，其中，接头1中的连接孔7呈圆柱状，连接孔7的孔壁上开有环形槽12，内衬套4一端设有凸缘13，内衬套4位于连接孔7内，其凸缘13嵌于环形槽12内；通过扣压，使增强层5围着接头端的形状呈圆锥、圆柱形结构，由嵌入段8、收缩段9、扩口段10和稳定段11依次相连组成，嵌入段8、稳定段11呈圆柱形，收缩段9和扩口段10呈圆锥形，嵌入段8的直径大于稳定段11直径，使嵌入段8自身拉脱力大于稳定段11；增强层5套于聚四氟乙烯内管6外，增强层5的嵌入段8、收缩段9和扩口段10的内壁与聚四氟乙烯内管6外壁间形成空隙，该空隙构成接头体密封槽14，置于密封槽14中的接头后端结构与密封槽14匹配；聚四氟乙烯内管6置于内衬套4外密封槽14中，接头2前端外表面有弧形密封面，螺帽1套装在接头2前端，螺帽1内侧有连接螺纹，增强层5外是套筒3。增强层5是采用缠绕和编织相结合而成的钢丝层。采用Φ18mm聚四氟乙烯软管：软管组件切割预留21mm，聚四氟乙烯内管切割长度18.3mm，内衬套推进预留69mm，内衬套推进深度36mm，接头推进预留35mm，松散深度10mm，扩口深度20mm，接头推进深度18mm，定位长度131mm，微调刻度1.3mm，螺帽扣压尺寸28.7mm，螺帽扣压高度6mm，扣压直径30mm，扣压长度25mm。
本发明的装配方法如下：
1、采用Φ18mm聚四氟乙烯软管，按产品要求把软管切割成需要的长度，软管组件切割预留21mm，并切割内管，聚四氟乙烯内管切割长度18.3mm；
2、把外套筒3套于软管组件的增强层5外；
3、将扩展抽拉模置于聚四氟乙烯内管6中；
4、将内衬套4推进至内管腔中，内衬套推进预留69mm；
5、松散软管端头部分增强钢丝，松散深度10mm；
6、用扩口模扩开软管端头不锈钢丝增强层5，扩口深度20mm；
7、钳取被切割的聚四氟乙烯内管；
8、把接头2推进到增强层5和聚四氟乙烯内管6中间，接头推进深度18mm，定位长度131mm，微调刻度1.3mm；
9、套筒3由软管中间推进到接头2六角处，使两端面保持接触；
10、牵引扩展抽拉模，使内衬套4进入接头2中，内衬套推进深度36mm，并由扩展抽拉模扩展凸缘13，使凸缘13嵌入环形槽12中；
11、调节扣压机扣压工艺尺寸，扣压套筒3；
12、收口连接螺帽1，组装完毕。螺帽扣压尺寸28.7mm，螺帽扣压高度6mm，扣压直径30mm，扣压长度25mm。
将所得抽拉组装扣压式金属连接件用于航空航天飞行器使用的配套材料，其性能指标可达：最高工作压力28.0MPa，使用温度-55℃～+204℃，高温爆破压力大于84MPa，室温爆破压力大于112MPa，脉冲试验超过10万次，高低温弯曲试验(-55℃～204℃)达到40万次。
Claims (3)
1.一种聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件，由螺帽(1)、接头(2)、外套筒(3)、内衬套(4)、增强层(5)和聚四氟乙烯内管(6)组成，其特征在于接头(2)中的连接孔(7)呈圆柱状，连接孔(7)的孔壁上开有环形槽(12)，内衬套(4)一端设有凸缘(13)，内衬套(4)位于连接孔(7)内，内衬套(4)的凸缘(13)嵌于环形槽(12)内；增强层(5)围着接头(2)的接头端的形状呈圆锥、圆柱形结构，由嵌入段(8)、扩口段(10)、收缩段(9)和稳定段(11)依次相连组成，嵌入段(8)、稳定段(11)呈圆柱形，收缩段(9)和扩口段(10)呈圆锥形，嵌入段(8)的直径大于稳定段(11)直径，使嵌入段(8)自身拉脱力大于稳定段(11)；增强层(5)套于聚四氟乙烯内管(6)外，增强层(5)的嵌入段(8)、扩口段(10)和收缩段(9)的内壁与聚四氟乙烯内管(6)外壁间形成空隙，该空隙构成接头体密封槽(14)，置于接头体密封槽(14)中的接头后端与接头体密封槽(14)匹配；聚四氟乙烯内管(6)套于内衬套(4)外，接头(2)前端外表面有弧形密封面，螺帽(1)套装在接头(2)前端；螺帽(1)内侧有连接螺纹，外套筒(3)扣压于增强层(5)外。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件，其特征在增强层(5)是采用缠绕和编织相结合的钢丝层。
3.一种如权利要求1所述的聚四氟乙烯软管组件抽拉扣压式金属连接件的装配方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)、按产品要求把软管组件切割成需要的长度，并切割内管；
(2)、将外套筒(3)套于软管组件的增强层(5)外；
(3)、将扩展抽拉模置于聚四氟乙烯内管(6)中；
(4)、将内衬套(4)推进至聚四氟乙烯内管(6)腔中；
(5)、松散软管组件的聚四氟乙烯内管(6)端头部分的不锈钢丝的增强层(5)；
(6)、用扩口模扩开软管组件的聚四氟乙烯内管(6)端头的不锈钢丝增强层(5)；
(7)、钳取被切割的聚四氟乙烯内管(6)；
(8)、将接头(2)推进到软管增强层(5)内壁和聚四氟乙烯内管(6)外壁中间；
(9)、外套筒(3)由软管聚四氟乙烯内管(6)中间推进到接头(2)六角处，使外套筒(3)端面与接头(2)端面保持接触；
(10)、牵引扩展抽拉模，使内衬套(4)进入接头(2)中，并由扩展抽拉模扩展凸缘(13)，使凸缘(13)嵌入环形槽(12)中；
(11)、调节扣压机扣压工艺尺寸，扣压外套筒(3)；
(12)、收口连接螺帽(1)，组装完毕。
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