喷砂胶管接头扣压成型的力学分析

喷砂胶管接头压缩量大小,直接影响着接头连接性能。高压胶管由含有钢丝增强层、内外橡胶层组成,具有正交各向异性。本文采用橡胶复合体理论,将胶管视为异性圆筒壳,并考虑扣压力,研究由多种材料组成的层合圆管中的应力分析方法,建立复合管的力学模型,从理论上得出胶管变形规律,推导出扣压力与扣压量关系,同时通过ANSYS有限元进行了模拟分析,最后通过实验进行了论证。

冷连接技术中,以胶管连接最为普遍。接头与胶管连接形式有两种:扣压式和可拆式。扣压式胶管接头结构简单、使用可靠、外形尺寸小、加工方便,采用扣压机进行扣压。扣压式胶管接头压缩量大小,直接影响着接头连接性能。这种扣压式胶管组合件是不可拆卸的固定管接头结构, 这种结构能在橡胶层和接头间形成很大的夹紧力, 接头的密封是由胶管的内胶层借助于外套和芯子使内胶层变形来完成的。连接强度是利用直接加压外套使胶管得到一定的压缩量 , 从而紧固编织层 (或缠绕层) 的钢丝来保证的。

高压胶管由内胶层、增强层和外胶层三个主要部分组成 , 这三部分对胶管的使用性能和寿命都有重要影响 ,它们保证了高压胶管的强度、密封性和稳定性。内胶层处于胶管最里层,保证了高压胶管的密封性 , 并保护承载增强层 (钢丝) 免受工作液体的浸浊。增强层由数层钢丝编织(或缠绕)构成 ,位于内、外胶层之间, 保证高压胶管的强度稳定性和良好的抗拉性能; 外胶层保护高压胶管不受外部因素影响。

首批问世的钢丝编织橡胶液压软管是美国橡胶公司在 1938年生产的 , 英国邓录普公司在 1939年也开始生产。70年代末期, 钢丝编织和缠绕增强的软管在国内少数厂家生产并开始投入市场 [1]。然而对其扣压过程, 一般都把只针对套筒建模进行力学分析 ,一直没有一个较为完整的力学模型来描述。本文经过理论推导,得出了总的力学模型,并通过 AN2SYS有限元模拟、实验论证对整个胶管接头扣压过程进行了模拟和计算。从而有利于确定合理的扣压量 ,提高胶管接头的综合性能。