CN103433395A - 一种形状记忆合金管接头扩径装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及形状记忆合金管接头扩径技术，特别是一种形状记忆合金管接头的扩径装置。其包含装有液氮的保温桶、导向底座、扩孔主推杆和径向扩孔套管，所述径向扩孔套管套在所述扩孔主推杆上，在所述扩孔主推杆上端部设有锥形凸台，在所述径向扩孔套管上，沿两端端口方向分别开有若干条左向开口通槽和右向开口通槽，将所述径向扩孔套管的壁身分割成若干块弹片。其目的是为了设计一种能够对形状记忆合金管接头进行整体扩径的形状记忆合金管接头扩径装置。与现有技术相比，具有径向伸缩幅度大且均匀，扩径大小控制容易等优点，同时采用本装置加工的管接头残余应力小，轴向对称性好，连接强度和整体性能得到大大提高，可以用于小口径接头的扩径。

Description

一种形状记忆合金管接头扩径装置

技术领域

本发明涉及形状记忆合金管接头扩径技术，特别是一种形状记忆合金管接头的扩径装置。

背景技术

形状记忆合金是一种能够记忆原有形状的智能材料。在形状记忆效应方面最典型的应用就是形状记忆合金管接头。

形状记忆合金管接头能够实现两个管道的连接，这种连接方式既不同于螺纹机械连接，也不同于焊接。形状记忆合金管接头为简单的圆柱体，在母相状态下进行机械加工，其内径比被连接件的外径略小，内径加工有凸脊。应用时，将形状记忆合金管接头冷却到马氏体状态，用机械力对管接头扩径，使得管接头的内径比被接管外径稍大。低温状态下将被连接管道和管接头装配到一起，然后再将装配好的形状记忆管接头整体加热到某一温度，使形状记忆合金管接头发生相变，其内径尺寸因为形状记忆效应而恢复到变形前的尺寸，但是在形状恢复的过程中由于受到被连接管道的限制而对其产生约束力，从而使两个被连接管道紧密地连接到一起。

形状记忆合金制造的各类管接头具有可靠性高、不易发生渗漏、结构简单、安装方便和节省装配空间等优点，因而在航空、航天和船舶等领域得到了广泛的应用。但目前形状记忆合金管接头的扩径都是采用刚性的锥形冲头从管道内穿过来实现扩径的，由于锥形冲头从管接头内穿过时与管接头的内壁是局部接触的，因此管接头在扩径过程中并不是发生整体变形，因而该工艺生产出来的管接头内部会存在很大的残余应力。这些残余应力不但会影响管接头的尺寸精度，甚至还可能会在装配后的形状恢复过程中继续存在，影响连接性能，而且会使管接头的抗应力腐蚀性能下降，因而降低其使用寿命。另外，在用锥形冲头对形状记忆管接头进行机械扩径时，经常会造成管接头内表面的局部塑性变形或划伤，从而会影响形状记忆合金管接头的形状记忆效应和紧固力。

发明内容

本发明的目的是设计一种能够对形状记忆合金管接头进行整体扩径的形状记忆合金管接头扩径装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术解决方案：一种形状记忆合金管接头扩径装置，其包含装有液氮的保温桶、导向底座和扩孔主推杆，在所述导向底座上设有推杆导向孔和形状记忆合金管接头的第一定位孔，所述扩孔主推杆上端通过过渡连杆连接压力机输出轴，其特征在于在所述扩孔主推杆上还设有径向扩孔套管，在所述推杆导向孔的上部设有所述径向扩孔套管的第二定位孔，所述径向扩孔套管套在所述扩孔主推杆的杆身上，所述扩孔主推杆的下端支称在所述推杆导向孔内，在所述扩孔主推杆上端部的杆身上设有锥形凸台，在所述径向扩孔套管的壁身上，沿两端端口方向分别开有若干条左向开口通槽和右向开口通槽，将所述径向扩孔套管的壁身分割成若干块弹片。

本发明为了使管体在扩径时，在同一截面各质点向外胀力均匀，各质点径向伸缩均匀，对上述技术方案进行进一步设置：所述的左向开口通槽或所述的右向开口通槽均匀设置在所述管体的壁身上，使分割的所述弹片大小均匀。

本发明为了使管体两边在扩径时，整体向外胀力均匀，整体径向伸缩均匀，保证轴向的对称性，对上述技术方案进行进一步设置：所述的左向开口通槽和右向开口通槽交叉排列设置，使所述左向开口通槽或所述右向开口通槽设置在另一侧的所述弹片上。

本发明为了在形状记忆合金管接头的扩径中，防止对形状记忆合金管接头内的环形凸台处的扩径量过大，避免在形状记忆合金管接头凸台区域产生超出材料的最大可回复应变量，产生永久残余形变，影响形状记忆合金管接头的整体性能，对上述技术方案进行进一步设置：在所述管体的外壁上设有与形状记忆合金管接头管壁内的环形凸台相匹配的环形凹槽。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果：由于可以对形状记忆合金管接头进行整体扩径，因此可提高形状记忆合金管接头的连接强度；同时可避免产生永久残余形变，保证整体性能；径向伸缩幅度大且均匀，对形状记忆合金管接头的扩径大小容易控制；可以用于小口径形状记忆合金管接头的扩径。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图。

图2为图1中径向扩孔套管的立体结构示意图。

图3为扩径对象形状记忆合金管接头的结构示意图。

图4为图1中推杆导向孔、径向扩孔套管和形状记忆合金管接头配合放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本实施例包含装有液氮5的保温桶3、导向底座4、扩孔主推杆7和径向扩孔套管8，所述扩孔主推杆7上端通过过渡连杆10连接压力机输出轴1，所述导向底座4固定在所述保温桶3底部的支撑座(6)上，其中：

如图4所示，在所述导向底座4上设有推杆导向孔11、径向扩孔套管8的第二定位孔17和形状记忆合金管接头9的第一定位孔18，所述径向扩孔套管8套在所述扩孔主推杆7的杆身上，所述扩孔主推杆7的下端支称在所述推杆导向孔11内，在所述扩孔主推杆7上端部的杆身上设有锥形凸台2。

如图2所示，在所述径向扩孔套管8的壁身上，沿两端端口方向分别开有若干条左向开口通槽14和右向开口通槽12，将所述径向扩孔套管8的壁身分割成若干块弹片16、15。

所述的左向开口通槽14或所述的右向开口通槽12均匀设置在所述径向扩孔套管8的壁身上，使分割的所述弹片15或所述弹片16大小均匀，使管体在扩径时，在同一截面各质点向外胀力均匀，各质点径向伸缩均匀。

所述的左向开口通槽14和右向开口通槽12交叉排列设置，使所述左向开口通槽14或所述右向开口通槽12设置在另一侧的所述弹片15上或所述弹片16上，使管体两边在扩径时，整体向外胀力均匀，整体径向伸缩均匀，保证轴向的对称性。

此外，如图2、图3所示，为了在形状记忆合金管接头9的扩径中，防止对形状记忆合金管接头内的环形凸台19处的扩径量过大，避免在形状记忆合金管接头凸台区域产生超出材料的最大可回复应变量，产生永久残余形变，影响形状记忆合金管接头的整体性能，在所述径向扩孔套管8的外壁上设有与形状记忆合金管接头管壁内的环形凸台19相匹配的环形凹槽13。

再如图1所示，本实施例在对形状记忆合金管接头进行扩径时，在装有液氮5的保温桶3外，首先利用径向扩孔套管上的环形凹槽13与形状记忆合金管接头的环形凸台19将径向扩孔套管8和形状记忆合金管接头9进行配合组装，再将径向扩孔套管8套在扩孔主推杆7上，然后在压力机的带动下，压力机输出轴1通过过渡连杆10带着扩孔主推杆7、径向扩孔套管8、形状记忆合金管接头9一起进入装有液氮5的保温桶3内，将形状记忆合金管接头9和径向扩孔套管8的下端面分别定位在导向底座4上的第一定位孔18和第二定位孔17上，然后在压力机的作用下，压力机输出轴1继续带着扩孔主推杆7沿着推杆导向孔11向下推进，当扩孔主推杆7上的锥形凸台2进入径向扩孔套管8内，径向扩孔套管8径向均匀胀开，同时径向扩孔套管8对形状记忆合金管接头9也进行径向扩径，随着扩孔主推杆7上的锥形凸台2不断向下推进，形状记忆合金管接头9的管径得到整体扩径。当锥形凸台2被推出径向扩孔套管8后，径向扩孔套管8径向伸缩复位，同时在扩孔主推杆7向上归位时，形状记忆合金管接头9从径向扩孔套管8上脱落，留在装有液氮的保温桶3内，使形状记忆合金管接头9扩径后至安装前被保存在液氮中，完成一个形状记忆合金管接头9的扩径。

Claims (4)

1.一种形状记忆合金管接头扩径装置，其包含装有液氮(5)的保温桶(3)、导向底座(4)和扩孔主推杆(7)，在所述导向底座(4)上设有推杆导向孔(11)和形状记忆合金管接头(7)的第一定位孔(18)，所述扩孔主推杆(7)上端通过过渡连杆(10)连接压力机输出轴(1)，其特征在于在所述扩孔主推杆(7)上还设有径向扩孔套管(8)，在所述推杆导向孔(11)的上部设有所述径向扩孔套管(8)的第二定位孔(17)，所述径向扩孔套管(8)套在所述扩孔主推杆(6)的杆身上，所述扩孔主推杆(7)的下端支称在所述推杆导向孔(11)内，在所述扩孔主推杆(7)上端部的杆身上设有锥形凸台(2)，在所述径向扩孔套管(8)的壁身上，沿两端端口方向分别开有若干条左向开口通槽(14)和右向开口通槽(12)，将所述径向扩孔套管(8)的壁身分割成若干块弹片(15)、(16)。

2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金管接头扩径装置，其特征在于所述的左向开口通槽(14)或所述的右向开口通槽(12)均匀设置在所述径向扩孔套管(8)的壁身上，使分割的所述弹片(16)或所述弹片(15)大小均匀。

3.根据权利要求2所述的一种形状记忆合金管接头扩径装置，其特征在于所述的左向开口通槽(14)和所述的右向开口通槽(12)交叉排列设置，使所述左向开口通槽(14)或所述右向开口通槽(12)设置在另一侧的所述弹片(15)上或所述弹片(16)上。

4.根据权利要求3所述的一种形状记忆合金管接头扩径装置，其特征在于在所述径向扩孔套管(8)的外壁上设有与形状记忆合金管接头管壁内的环形凸台相匹配的环形凹槽(13)。

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