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编织管的基本结构和设计

发表时间:2019-12-11 10:09
钢丝编织胶管( 编织管) 作为柔性连接管,主要用于角阀与龙头、热水器、煤气灶、洗碗机、座便器、净身盆、按摩浴缸及整体淋浴房的连接。编织管一旦出现质量问题,发生破损、脱落、介质泄漏,将造成严重后果,甚至产生安全问题。因此有必要对编织管的结构设计作进一步的研究。
1 编织管的基本结构
编织管的类型很多,其基本组成结构如图1 所示。编织管的密封性能、拉伸性能、耐压性能等,主要是由压接后的钢套内孔与芯体牙形大径之间的间隙决定。编织后的胶管在芯体、钢套的共同作用下,产生塑性变形和锁紧力,从而保证介质的安全流通。钢丝是编织管中承受流体压强、保证胶管强度的骨架层[1],通常按平衡角( 54°44') 铺设而成[2]。芯体起着连接胶管与螺母,保障压紧量的重要作用,其结构和形状直接决定了编织管的性能。
编织管发生质量问题的原因很多,有的是胶管的质量问题,有的是金属芯体的结构设计问题,也有的是加工质量问题,也有使用不合理( 如安装时胶管弯曲半径过小、有扭折现象) ,使用环境条件恶劣等原因。这里主要论述设计方面需注意的事项。

2 编织管芯体结构设计
编织管芯体结构与密封性能的研究工作,早在1972 年就开始了[3],足见人们对芯体设计的重视程度。目前为止,芯体
的牙形结构已多种多样,如沟槽形( 图2. a) 、锯齿形( 图2. b) 、波浪形( 图2. c) 、圆弧形( 图2. d) 等。沟槽形的结构,胶管承受的锁紧力大,并且有防倒滑齿,芯体一般不易脱落,具有很高的强度。锯齿形的结构,相对来说结合力要小一些儿,优点是方便芯体插入胶管内部,装配效率高。波浪形、圆弧形的结构,由于各个齿形都过渡圆滑,没有应力过度集中点,装配时更加省力,但也正因为如此,编织管的结合力相对更低。实际生产时,究竟选用哪种结构形式才能达到密封性能最好、抗拔脱强度最高、脉冲寿命最长的目的,主要根据使用压力和工作条件、胶管的结构、内管的力学性能等进行选择和确定。
尽管芯体的牙形结构各异,但组成要素却基本相同,主要有牙形大径d 和牙形底径d1,如图3 所示。牙形大径的确定原则是: 在保证芯体方便插入胶管的情况下尽量大。牙形大径的取值,一定要慎重。取值过大,会增加装配难度; 取值过小,会影响编织管的性能。一般情况下,牙形大径要比钢丝胶管的内孔略大0. 2 ~ 0. 3mm。齿高大小对编织管的性能影响也很大。齿高越大,对胶管的锁紧力就越大,同时对胶管的割破风险也越大; 齿高过小,对胶管的锁紧力就会比较低。通常,齿高取0. 5mm 为宜,即“d1 = d - 1mm”。

此外,为了保证编织管的性能,以及组装、使用便捷,设计芯体时还要考虑下面几点:
芯体的内孔大小( d2) 。在保证芯体最薄壁厚的情况下( 一般黄铜材质的最薄壁厚要求大于0. 8mm) ,通水孔越大越
好。最小不能小于5mm。
芯体倒向角( α) 。为了方便芯体插入钢丝胶管,芯体一般都设有倒向角。倒向角越小,芯体插入钢丝胶管时轴向阻力
就越小。一般取30°的倒向角,倒向长度3mm 左右。
芯体的台阶直径及长度( d3、a) 。芯体的台阶是重要的配合尺寸。为了保证编织管能够灵活装拆,芯体的台阶尺寸需
要满足下面两个式子:
d3 = D1 + ( 0. 5 ~ 1mm) ………①
a = c + ( 0. 3 ~ 0. 5mm) ……………②
芯体的法兰位( d4、b) 。法兰直径通常比螺母底径小1mm左右。法兰壁厚根据编织管规格大小而不同,一般常规编织管法兰壁厚b≥1. 2mm。

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