CN215293983U - 一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管，包括前端一体挤压成型有凸肩部的钢管，凸肩部包括环形凸台、定位凸肩和承压斜面；位于环形凸台前端的钢管段形成了插接到标准接头体的连接孔中的连接插嘴，连接孔由圆柱孔和锥形孔组成；定位凸肩前端面形成的环形定位面与锥形孔的孔口端面定位配合；连接插嘴上套装有弹性体密封圈，环形凸台与锥形孔的内壁紧密相贴合形成了金属硬密封；钢管上套配有与标准接头体螺旋相配合用于锁紧固定钢管的螺母，螺母中成型有与凸肩部的承压斜面压紧配合的施压斜面；其成形工艺经选料、下料、倒角、清洗、成型和成型检查及密封圈安装步骤；装配简单、拆装性好，能在保证密封性能和耐压等级的同时，提高钢管的抗拉性能。

Description

一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管

技术领域

本实用新型涉及液压管路的技术领域，特别是涉及一种成型钢管，具体地说是一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管。

背景技术

钢管作为压力传输在各行各业中都有着广泛的应用，目前最常见的连接方式普遍有三种：分别是焊接式连接、扩口式连接和卡套式连接，但是这几种连接都有其各自不可避免的缺陷。图9为焊接式连接的结构示意图，如图所示，钢管1的前端挤压成型有连接凸咀13，连接凸咀13伸入到管接头6的连接孔中，然后通过螺母5将接头体与钢管1锁紧后，再通过焊接进行密封。这种连接方法属于永久连接，不可拆卸，并且焊接处容易泄漏。图 10为扩口式连接的结构示意图，图中可以看出钢管1的前端具有扩口14，扩口14与接头体6的外口锥面密封贴合，然后通过螺母5和衬套7将钢管1与管接头6连接在一起，这种连接方法采用金属硬密封，抗振性能一般，耐压等级低，虽然能拆卸，但是次数有限，并且其装配要求还很高。图11为卡套式连接的结构示意图，如图所示，钢管1伸入到管接头6的连接孔中，然后通过卡套8卡住钢管1，再利用螺母5锁紧卡套8将管接头6与钢管1连接在一起。这种连接方法同样属于金属硬密封，抗振性能一般，虽然耐压等级相对较高，但是其装配要求依然很高，并且容易出现过度装配或装配不足的问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，而提供拆装性好、耐压等级高、装配简单，并且能利用金属和橡胶双重密封的一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种具有减振抗拉结构的一体式成型钢管，包括采用成型机成型的钢管，钢管上在靠近前端处一体挤压成型有环状的凸肩部，凸肩部包括中间部分的定位凸肩和成型在该定位凸肩前端的环形凸台以及成型在该定位凸肩后端的承压斜面；位于环形凸台前端的钢管段形成了用于插接到标准接头体的连接孔中的连接插嘴，连接孔由内端的直径略大于钢管直径的圆柱孔和向外开口渐大的锥形孔组成；定位凸肩的直径大于环形凸台的直径，该定位凸肩前端面形成的环形定位面与锥形孔的孔口端面定位配合；连接插嘴上套装有与锥形孔的内壁相配合用以实现橡胶密封的弹性体密封圈，环形凸台的外环周面与锥形孔的内壁紧密相贴合形成了金属对金属的金属硬密封结构；钢管上套配有与标准接头体螺旋相配合用于锁紧固定钢管的螺母，该螺母中成型有与凸肩部的承压斜面压紧配合的施压斜面。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的承压斜面与钢管的连接间成型有用于防止应力集中的环形凹弧。

上述的螺母成型有与钢管相套配合的套孔，该套孔与钢管的外周面间留有避免螺母与钢管发生相互干涉的活动间隙，并且该套孔与螺母施压斜面的连接间成型有用于防止对钢管产生咬合或剪切作用的R弧导角。

上述弹性体密封圈的横截面呈等腰三角形结构，并且弹性体密封圈的三个角均为抹角的圆弧角；弹性体密封圈压装在由连接插嘴、锥形孔和环形凸台三者所围形成的三角形密封填充区内；环形凸台的前端面形成了用于防止弹性体密封圈在安装时被挤出连接孔的止退面。

上述定位凸肩由前端的大定位凸肩和后端的小定位凸肩组成；环形凸台成型在大定位凸肩的前端，承压斜面成型在小定位凸肩的后面。

与现有技术相比，本实用新型直接在钢管的前端一体挤压成型有凸肩部，凸肩部由依次相连的环形凸台、定位凸肩和承压斜面组成，位于环形凸台前端的钢管段形成了连接插嘴，该连接插嘴能直接插接到标准接头体的连接孔中。所谓的标准接头体为ISO 8431-1标准的接头体，标准接头体的连接孔由圆柱孔和锥形孔组成。钢管上套装有螺母，螺母与标准接头体螺旋相连接，从而将能钢管与标准接头体固定相连接。连接插嘴上套装有弹性体密封圈，通过弹性体密封圈能实现标准接头体与钢管间的橡胶密封，环形凸台在安装后其外环周面与锥形孔的内壁紧密相配合还能形成金属与金属的金属硬密封结构，从而使本实用新型能具有金属对金属和橡胶的双重密封结构。承压斜面与施压斜面顶接压紧相配合，保证了钢管与标准接头体的连接还具有很高的抗拉性能。

本实用新型装配简单、拆装性好，能在保证密封性能和耐压等级的同时，提高钢管的抗拉性能，确保脉冲应用时钢管不会被拉出。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中Ⅰ处的局部放大示意图；

图3是图1拆除弹性体密封圈后的结构示意图；

图4是图3中Ⅱ处的局部放大示意图；

图5是本实用新型标准接头体的结构示意图；

图6是本实用新型弹性体密封圈的结构示意图；

图7是本实用新型钢管的结构示意图；

图8是本实用新型螺母的结构示意；

图9是现有技术中焊接连接的结构示意图；

图10是现有技术中扩口式连接的结构示意图；

图11是现有技术中卡套式连接的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

图1至图8是本实用新型的结构示意图。

其中的附图标记为：三角形密封填充区K、活动间隙S、钢管1、连接插嘴11、环形凹弧12、凸肩部2、定位凸肩21、环形定位面21a、环形凸台22、承压斜面23、标准接头体3、圆柱孔3a、锥形孔3b、孔口端面3c、弹性体密封圈4、圆弧角41、螺母5、施压斜面5a、R弧导角5b、管接头6、衬套7、卡套8。

现有技术中，钢管应用在高压力、高脉冲液压管路系统中时，其普遍都存在连接处耐压等级不理想，抗振性能一般、装配要求高等缺陷。为此，本实用新型公开了一种具有减振抗拉结构的一体式成型钢管，该一体式成型钢管包括采用成型机成型的钢管1以及标准接头体3和螺母5。实施例采用WALFORM成型机加工。标准接头体3为ISO 8431-1标准的接头体，钢管1保持与ISO 8434-1标准接头体和螺母5的通用性，避免市场适配性问题。钢管1采用WALFORM成型机及模具挤压成型后具有特定的空间走向形态，并且钢管1在靠近前端处还一体挤压成型有环状的凸肩部2，螺母5在钢管1成型前就先套装在钢管1上，螺母5成型有与钢管1相套配合的套孔，套孔的直径略大于钢管1的直径，使螺母5的套孔与钢管1的外周面间留有一定的活动间隙S，以避免螺母5与钢管1发生相互干涉。如图5所示，标准接头体3的两端均成型有连接孔，两端的连接孔通过中心的通孔相连通，标准接头体3两端的外周面上还成型有能与螺母5螺旋相连接的外螺纹。标准接头体3的连接孔由两段孔组成，即由内端的直径略大于钢管直径的圆柱孔3a和向外开口渐大的锥形孔3b组成。钢管1前端一体成型的凸肩部2包括中间部分的定位凸肩21和成型在该定位凸肩21前端的环形凸台22以及成型在该定位凸肩21后端的承压斜面23。由图7可以清楚的看到，定位凸肩21由前端直径相对较大的大定位凸肩和后端直径相对较小的小定位凸肩组成，并且大定位凸肩和小定位凸肩间还成型有过渡斜面。环形凸台22成型在大定位凸肩的前端，位于环形凸台22前端的钢管段则形成了用于插接到标准接头体3的连接孔中的连接插嘴11。定位凸肩21的大定位凸肩的直径和小定位凸肩的直径均大于环形凸台22的直径，大定位凸肩的前端面形成有环形定位面21a，该环形定位面21a在钢管1与标准接头体3连接到位后，能与锥形孔3b的孔口端面3c定位相配合。承压斜面23成型在小定位凸肩的后面，承压斜面23实质上是钢管1扩径形成的锥形孔的外周面。如图1所示，连接插嘴11上套装有一个具有特殊截面的弹性体密封圈4，该弹性体密封圈4在钢管1安装后通过挤压变形能与锥形孔3b的内壁相配合，实现橡胶密封的技术效果。环形凸台22在钢管1与标准接头体3连接过程中也伸入到标准接头体3的锥形孔3b中，该环形凸台22的外环周面能与锥形孔3b的内壁紧密相贴合，从而使二者间形成了金属与金属的金属硬密封结构。如图8所示，本实用新型的螺母5中成型有施压斜面5a，该施压斜面5a的倾斜角度与凸肩部2的承压斜面23的倾斜角度相适配，如图1所示，螺母5在与标准接头体3螺旋拧紧时，螺母5的施压斜面5a与凸肩部2的承压斜面23压紧相配合，将钢管1和标准接头体3锁紧相连在一起。

本实用新型在利用弹性体密封圈4实现橡胶软密封的同时，还利用环形凸台22与锥形孔3b实现金属硬密封，从而形成了橡胶弹性密封和金属对金属硬密封的双重密封结构，保证了钢管的密封性能和耐压等级，同时利用螺母5的施压斜面5a与凸肩部2的承压斜面2配合，还提高了钢管的抗拉性能，确保脉冲应用时钢管不会被拉出。

实施例中，如图4和图7所示，为了防止在承压斜面23与钢管1的连接处形成应力集中区，本实用新型在承压斜面23与钢管1的连接间成型有环形凹弧12，通过成型的环形凹弧12可以有效地防止该处形成应力集中，从而保证钢管应用在振动和冲击环境时，不会出现该处开裂的问题。

实施例中，本实用新型螺母5的套孔与螺母5的施压斜面5a的连接间成型有R弧导角5b，R弧导角5b能够防止钢管1在强力振动场合应用下螺母5对钢管产生咬合或剪切效果。

实施例中，本实用新型的弹性体密封圈4的横截面为特殊结构设计，如图6所示，弹性体密封圈4的横截面呈等腰三角形结构，并且弹性体密封圈4的三个角均为抹角的圆弧角41。弹性体密封圈4压装在三角形密封填充区K内，三角形密封填充区K为由如图3所示的由连接插嘴11、锥形孔3b和环形凸台22三者所围的区域构成。从图2可以看出，特殊结构的弹性体密封圈4在三角形密封填充区K内受压变形，能呈现出最佳的密封填充效果。环形凸台22使弹性体密封圈4完全处于封闭的空间内，环形凸台22的前端面形成了避免了弹性体密封圈4在高压力高脉冲应用时被挤出连接孔的止退面。

一种具有减振抗拉结构的一体式成型钢管成形工艺，成形工艺步骤：

步骤一是选料步骤：选择尺寸公差对应的标准的正火状态的碳钢钢管或金属光亮退火状态的不锈钢钢管；

其中碳钢钢管为符合DIN 1630(1984-10)标准的ST37.4和ST52.4正火状态的碳钢钢管，尺寸公差符合DIN 2391-1-C(1994-09)；或符合GB/T 3639-2009标准的10#和20#正火状态的碳钢钢管，尺寸公差符合GB/T 3639-2009；

不锈钢钢管为符合EN 10216-5:2013标准的1.4301、1.4401、1.4435以及1.4571金属光亮退火的状态的不锈钢钢管，尺寸公差符合EN 10305-4；

步骤二是下料步骤：使用锯床下料，禁用砂轮机切割；考虑到钢管成型后长度会缩短，在下料时需提前留出缩短的余量；精度保证在下料后的钢管端面与轴线垂直，偏差控制在0.5°以内；

步骤三是倒角步骤：对管端内外边缘倒角去毛刺，最大0.2 × 45°。

步骤四是清洗步骤：对钢管进行清洗去除内外表面油污和铁屑；

步骤五是成型步骤： 首先根据钢管的直径和壁厚选择对应的夹紧模具和成型模具，并安装在专用的成型设备中；其次将钢管一端插入设备模具中，使钢管端面与成型模具孔底端面贴合；再次启动成型，设备先通过夹紧模具夹紧钢管使其固定后，再推动成形模具沿轴线与夹紧模具端面贴合，从而使得钢管受挤压成型，达到机器预定的压力后，成形模具回退，夹紧模具松开，完成管子的成形加工；

步骤六是成型检查及密封圈安装步骤：检查成型后的尺寸，同时确认成型钢管外表面清洁；将胶垫装在钢管连接插嘴上，确保密封圈的边缘与钢管台阶底部完全靠接，以保证在钢管安装时密封圈不被扭曲破坏。

本实用新型的优点在于：

1、弹性体密封圈采用了特殊的截面设计，提升了弹性体密封圈的耐久性并实现了最佳的密封填充效果。

2、环形凸台使弹性体密封圈处于完全封闭的空间内，避免了弹性体密封圈在高压力高脉冲应用时被挤出，同时环形凸台还可以配合标准连接体的锥形孔形成一道金属对金属的密封结构。

3、定位凸肩的环形定位面在连接时与标准接头体的孔口端面完全贴合，有效的控制了螺纹的旋合长度，以及明显的扭矩变大，大大降低了安装时的劳动强度，提高效率。同时，还能有效的防止过度装配。

4、承压斜面与钢管连接间的环形凹弧设计很大程度上消除了钢管成型的应力集中问题，同时避免了钢管与螺母的干涉以及在强力振动应用场合时螺母与钢管咬合或剪切。

5、凸肩部承压斜面的设计确保了钢管与螺母的压紧区域和受力位置处于最佳。

本实用新型的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本实用新型的范围。

Claims (5)

1.一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管，包括采用成型机成型的钢管(1)，其特征是：所述钢管(1)上在靠近前端处一体挤压成型有环状的凸肩部(2)，所述的凸肩部包括中间部分的定位凸肩(21)和成型在该定位凸肩(21)前端的环形凸台(22)以及成型在该定位凸肩(21)后端的承压斜面(23)；位于所述环形凸台(22)前端的钢管段形成了用于插接到标准接头体(3)的连接孔中的连接插嘴(11)，所述的连接孔由内端的直径略大于钢管直径的圆柱孔(3a)和向外开口渐大的锥形孔(3b)组成；所述的定位凸肩(21)的直径大于环形凸台(22)的直径，该定位凸肩(21)前端面形成的环形定位面(21a)与锥形孔(3b)的孔口端面(3c)定位配合；所述的连接插嘴(11)上套装有与锥形孔(3b)的内壁相配合用以实现橡胶密封的弹性体密封圈(4)，所述的环形凸台(22)的外环周面与锥形孔(3b)的内壁紧密相贴合形成了金属对金属的金属硬密封结构；所述的钢管(1)上套配有与标准接头体(3)螺旋相配合用于锁紧固定钢管(1)的螺母(5)，该螺母(5)中成型有与凸肩部(2)的承压斜面(23)压紧配合的施压斜面(5a)。

2.根据权利要求1所述的一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管，其特征是：所述的承压斜面(23)与钢管(1)的连接间成型有用于防止应力集中的环形凹弧(12)。

3.根据权利要求2所述的一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管，其特征是：所述的螺母(5)成型有与钢管(1)相套配合的套孔，该套孔与钢管(1)的外周面间留有避免螺母(5)与钢管(1)发生相互干涉的活动间隙(S)，并且该套孔与螺母(5)施压斜面(5a)的连接间成型有用于防止对钢管(1)产生咬合或剪切作用的R弧导角(5b)。

4.根据权利要求3所述的一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管，其特征是：所述弹性体密封圈(4)的横截面呈等腰三角形结构，并且弹性体密封圈(4)的三个角均为抹角的圆弧角(41)；所述的弹性体密封圈(4)压装在由连接插嘴(11)、锥形孔(3b)和环形凸台(22)三者所围形成的三角形密封填充区(K)内；所述的环形凸台(22)的前端面形成了用于防止弹性体密封圈(4)在安装时被挤出连接孔的止退面。

5.根据权利要求4所述的一种具有减振抗拉结构的一体成型钢管，其特征是：所述定位凸肩(21)由前端的大定位凸肩和后端的小定位凸肩组成；所述的环形凸台(22)成型在大定位凸肩的前端，所述的承压斜面(23)成型在小定位凸肩的后面。

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