CN113944816B - 一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制动软管技术领域，具体地说是一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法。一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，其特征在于：在橡胶软管上套设有金属接头，位于金属接头的上部设有具有密封设计的第一铆接环槽；位于金属接头的下部设有具有抗拉强度设计的第二铆接环槽。同现有技术相比，对橡胶液压制动软管的铆接密封连接采用分离式的设计方法：通过对第一，第二道铆接分别采用不同的铆接参数设计，其中第一道铆接主要确保密封性能，第二道铆接以提高抗拉强度为主，密封为辅，通过该组合设计的方法既确保了连接的密封性及抗拉强度的特性，同时降低了铆接的对软管产品的敏感性，更加便于生产控制。

Description

一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法
技术领域
本发明涉及制动软管技术领域，具体地说是一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法。
背景技术
目前制动软管的铆接结构，第一，第二道铆接采用相同铆接设计，该两道铆接均承担同等的密封及抗拉强度要求，不适合不同加强层材料设计的软管，且铆接也非常敏感，尺寸难以控制，同时容易造成加强成材料的应力集中。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，采用分离式的设计方法：通过对第一，第二道铆接分别采用不同的铆接参数设计，其中第一道铆接主要确保密封性能，第二道铆接以提高抗拉强度为主，密封为辅，通过该组合设计的方法既确保了连接的密封性及抗拉强度的特性，同时降低了铆接的对软管产品的敏感性。
为实现上述目的，设计一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，包括金属接头、橡胶软管，其特征在于：在橡胶软管上套设有金属接头，位于金属接头的上部设有具有密封设计的第一铆接环槽；位于金属接头的下部设有具有抗拉强度设计的第二铆接环槽。
所述的第一铆接环槽的铆接深度D1＝9mm，第二铆接环槽的铆接深度D2＝9.35～9.65mm，金属接头底部至第一铆接环槽的距离L＝25～31mm，第一铆接环槽的密封角度α＝15°，第一铆接环槽与第二铆接环槽的深度差Δ＝0.15～0.4mm。
所述的第二铆接环槽的铆接深度D2＝d+2*T1*(1-K1)+T2*2*K2-2*T3*K3-2*T4*K4；其中，T1为金属接头的金属壁厚，K1为挤压变形参数，T2为橡胶软管的外层橡胶壁厚，K2为橡胶软管的外层橡胶的压变比，T3为橡胶软管的编织层的厚度，K3为橡胶软管的编织层断裂延伸系数，T4为橡胶软管的内层橡胶壁厚，K4为橡胶软管的内层橡胶的压变比，d为骨架外径。
所述的密封角度α的计算公式为T4*K4*cosα*es1≤σ，其中，σ为橡胶软管的内层橡胶的密封变形量，es1为经验修正参数。
所述的第一铆接环槽与第二铆接环槽的深度差Δ＝es2*T3*K3*kf/2，其中，es2为经验修正系数，kf为铆接刀具的宽度。
本发明同现有技术相比，提供一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，对橡胶液压制动软管的铆接密封连接采用分离式的设计方法：通过对第一，第二道铆接分别采用不同的铆接参数设计，其中第一道铆接主要确保密封性能，第二道铆接以提高抗拉强度为主，密封为辅，通过该组合设计的方法既确保了连接的密封性及抗拉强度的特性，同时降低了铆接的对软管产品的敏感性，适合各种加强层材料的软管的设计，更加便于生产控制。
本发明相对目前市场的单铆接设计，其设计为一道铆接，该铆接既确保密封又需要保证抗拉特性，所以铆接变形尺寸大，单铆接比较敏感，且紧紧适合特定加强层材料的设计，比较容易造成加强层材料的应力集中，对生产设备要求控制精度高，成本高。
附图说明
图1、图2为本发明的液压制动软管的结构示意图。
图3为图1中A-A向剖视图。
图4为图1中F的放大示意图。
图5为单铆接形式的拉脱力曲线图。
图6为本发明双铆接形式的拉脱力曲线图。
图7为单铆接形式及双铆接形式的脉冲耐久试验曲线图。
参见图1，1为金属接头，2为橡胶软管，3为第一铆接环槽，4为第二铆接环槽。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1至图4所示，在橡胶软管2上套设有金属接头1，位于金属接头1的上部设有具有密封设计的第一铆接环槽3；位于金属接头1的下部设有具有抗拉强度设计的第二铆接环槽4。
第一铆接环槽3的铆接深度D1＝9mm，第二铆接环槽4的铆接深度D2＝9.35～9.65mm，金属接头1底部至第一铆接环槽3的距离L＝25～31mm，第一铆接环槽3的密封角度α＝15°，第一铆接环槽3与第二铆接环槽4的深度差Δ＝0.15～0.4mm。
第二铆接环槽4的铆接深度D2＝d+2*T1*(1-K1)+T2*2*K2-2*T3*K3-2*T4*K4；其中，T1为金属接头1的金属壁厚，K1为挤压变形参数，T2为橡胶软管2的外层橡胶壁厚，K2为橡胶软管2的外层橡胶的压变比，T3为橡胶软管2的编织层的厚度，K3为橡胶软管2的编织层断裂延伸系数，T4为橡胶软管2的内层橡胶壁厚，K4为橡胶软管2的内层橡胶的压变比，d为骨架外径。
密封角度α的计算公式为T4*K4*cosα*es1≤σ，其中，σ为橡胶软管2的内层橡胶的密封变形量，es1为经验修正参数。
第一铆接环槽3与第二铆接环槽4的深度差Δ＝es2*T3*K3*kf/2，其中，es2为经验修正系数，kf为铆接刀具的宽度。
实施例：
第二铆接环槽4的铆接深度D2＝d+2*T1*(1-K1)+T2*2*K2-2*T3*K3-2*T4*K4，T1＝1.2mm，K1＝0.00015，T2＝0.85mm，K2＝45％，T3＝2.95，K3＝11％，T4＝0.8mm，K4＝30％，d＝7.5mm。
因此，D2＝7.5+2*1.2*(1-0.00015)+0.85*2*45％-2*2.95*11％-2*0.8*30％＝9.50846＝9.5；D＝d+2*T2＝7.5+2*0.85＝9.2。
密封角度α的计算公式为T4*K4*cosα*es1≤σ，σ＝0.15，es1＝2.5，因此，α＝15°。
第一铆接环槽3与第二铆接环槽4的深度差Δ＝es2*T3*K3*kf/2＝1.05*2.95*11％*1.39/2＝0.23。
调整第一铆接环槽3的深度既铆接变形的轮廓参数，确保连接处在各种工况下的密封特性：包括高低温交变下因金属非金属材料的膨胀系数不同工况下的密封性；第二铆接环槽4，通过调整铆接尺寸的深度及铆接轮廓形状及铆接变形的时差，确保第二道铆接后加强层不破环，且能提高铆接的整体抗拉强度。
橡胶软管2和金属接头1经过双铆接优化设计，在密封性能上有明显的提升，温度交变疲劳耐久试验、脉冲耐久试验等结果明显优于现有市场铆接产品，同时降低了铆接尺寸对软管加强层材料破坏的敏感性。
如图5所示，为单铆接形式的拉脱力曲线图，单铆接拉脱力:1922.18～2542.78N。
如图6所示，为本发明双铆接形式的拉脱力曲线图，双铆接拉脱力:2278.91～2485.32N。
如图7所示，双铆接设计的软管在脉冲耐久试验中的表现明显优于现有单铆接设计，铆接的稳定性和可靠性得到大幅提升。
综上，通过该双铆接的优化设计，解决了金属与非金属铆接连接的稳定性，大大降低了生产的报废率。

Claims (3)

1.一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，包括金属接头、橡胶软管，其特征在于：在橡胶软管(2)上套设有金属接头(1)，金属接头(1)上包括具有密封设计的第一铆接环槽(3)、具有抗拉强度设计的第二铆接环槽(4)，所述的第一铆接环槽(3)靠近金属接头(1)的顶部开口处；第二铆接环槽(4)靠近金属接头(1)的底部；所述的第一铆接环槽(3)的铆接深度D1＝9mm，第二铆接环槽(4)的铆接深度D2＝9.35～9.65mm，金属接头(1)底部至第一铆接环槽(3)的距离L＝25～31mm，第一铆接环槽(3)的密封角度α＝15°；所述的第二铆接环槽(4)的铆接深度D2＝d+2*T1*(1-K1)+T2*2*K2-2*T3*K3-2*T4*K4；其中，T1为金属接头(1)的金属壁厚，K1为挤压变形参数，T2为橡胶软管(2)的外层橡胶壁厚，K2为橡胶软管(2)的外层橡胶的压变比，T3为橡胶软管(2)的编织层的厚度，K3为橡胶软管(2)的编织层断裂延伸系数，T4为橡胶软管(2)的内层橡胶壁厚，K4为橡胶软管(2)的内层橡胶的压变比，d为骨架外径；T1为金属接头(1)的金属壁厚，其相对位置是从金属接头(1)的内径至金属接头(1)的外径之间的距离；T2为橡胶软管(2)的外层橡胶壁厚，其相对位置是从橡胶软管(2)的外层橡胶的内径至橡胶软管(2)的外径之间的距离；T3为橡胶软管(2)的编织层的厚度，其相对位置是从橡胶软管(2)的外层橡胶的内径至橡胶软管(2)的内层橡胶的外径之间的距离；T4为橡胶软管(2)的内层橡胶壁厚，其相对位置是从橡胶软管(2)的内层橡胶的内径至橡胶软管(2)的内层橡胶的外径之间的距离；橡胶软管(2)的内层橡胶外套设有橡胶软管(2)的编织层，橡胶软管(2)的编织层外套设有橡胶软管(2)的外层橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，其特征在于：所述的密封角度α的计算公式为T4*K4*cosα*es1≤σ，其中，σ为橡胶软管(2)的内层橡胶的密封变形量，es1为经验修正参数。
3.根据权利要求1所述的一种针对液压制动软管铆接连接可靠性的设计方法，其特征在于：所述的第一铆接环槽(3)与第二铆接环槽(4)的深度差Δ＝es2*T3*K3*kf/2，其中，es2为经验修正系数，kf为铆接刀具的宽度。
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