基于滚压式组合导管的系统管路及其装配方法
技术领域
本发明涉及液压管路
技术领域
,具体涉及基于滚压式组合导管的系统管路及其装配方法。背景技术
目前,国内飞机管路主要使用的是扩口式管路连接件。
扩口式管路连接件的结构为导管两端扩口,导管端头通过扩口成型机加工成一定角度,大约为74°。由于对导管端头进行扩口处理后,产生了大形变而容易出现裂纹,导致组合导管的疲劳性能下降,且在密封性能方面由于扩口的加工误差,经常出现跑冒滴漏的现象。同时,扩口式管路连接件组成的系统管路,其结构的刚性、轴向抗拉性能差,管材的极限强度低,导致工作压力小,并不能满足所有飞机管路的应用需求。
因此,亟需实现对现有飞机管路结构的转换升级,避免现有扩口式结构或无扩口式结构的技术缺陷。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种基于滚压式组合导管的系统管路及其装配方法,以提高组合导管的疲劳性能、密封性能,同时简化装配的工艺流程,增加连接强度,减少磨损,满足飞机管路的多种应用需求。
为此,本发明提供了一种基于滚压式组合导管的系统管路,包括:
至少一个无扩口-扩口组合导管和至少一个无扩口组合导管;
所述无扩口组合导管包括:第一导管;所述第一导管的第一端通过滚压连接的形式与第一轻型直通接头固定;所述第一导管的第二端为挤压式结构组件、密封式结构组件、卡套式结构组件或滚压式结构组件;
所述无扩口-扩口组合导管包括:第二导管;所述第二导管的第一端通过滚压连接的形式与第二轻型直通接头固定,所述第二导管的第二端以扩口的形式与平管嘴和扩口螺母装配。
进一步地,所述第一导管在所述第一轻型直通接头内有限位台阶,用于固定所述第一导管的伸入长度;
所述第二导管在所述第二轻型直通接头内有限位台阶,用于固定所述第二导管的伸入长度。
进一步地,所述第一轻型直通接头的螺纹端向外,且所述螺纹端有外螺纹;
所述第二轻型直通接头的螺纹端向外,且所述螺纹端有外螺纹。
进一步地,所述第二导管的第二端以导管74°的扩口形式与平管嘴装配,所述平管嘴大端向外。
进一步地,所述扩口螺母穿过所述第二导管且螺纹端向外,且所述螺纹端有内螺纹。
进一步地,所述导管为定长直导管,或弯曲导管。
进一步地,所述内螺纹为MJ螺纹;所述外螺纹为MJ螺纹。
进一步地,导管为钛合金或不锈钢材质制成,管套为不锈钢材质制成,轻型直通接头为钛合金或不锈钢材质制成。
本发明还提供了一种基于滚压式组合导管的系统管路的装配方法,采用无扩口式结构装配形式和无扩口-扩口式结构装配形式对组合导管进行装配,形成系统管路;
其中,无扩口式结构装配形式,包括:
将轻型直通接头装配于导管的无扩口端,轻型直通接头可以在导管的外侧轴向移动;
导管端头置于轻型直通接头内,伸入轻型直通接头的长度为10~30mm;
用使用内旋挤压成型机将轻型直通接头与导管连接固定,装配后滚压连接成型;
无扩口-扩口式结构装配形式,包括:
按照无扩口式结构装配形式进行导管的无扩口端的装配;
预先将扩口螺母装配在扩口端的导管上,扩口螺母能够在导管外侧轴向移动;
将平管嘴装配于导管的扩口端,平管嘴能够在导管外侧轴向移动;
使用扩口成型机对导管的端头进行扩口处理,导管端头距平管嘴的端面处有0.4~2mm的距离。
本发明上述技术方案中,多种基于滚压连接形式的组合导管增加了管路组合导管的连接形式,丰富了管路的设计思路,由于涵盖了扩口组合导管,可进行扩口组合导管与无扩口组合导管之间的相互转换,如果应用于飞机管路系统中,其结构的刚性、轴向抗拉性能好,管材的极限强度高,提高了管路系统的工作压力,解决了目前管路系统中普遍存在的跑冒滴漏问题,改善了管路连接处的密封性能和疲劳性能,其组合导管连接形式牢固,装配形式简便,提升了导管的生产效率的同时,能够减轻飞机管路整体的重量。
上述技术方案中的系统管路因刚性好、密封性好、抗疲劳振动性能好等特点适用于高压管路;具体地,目前飞机管路的工作压力一般为21MPa,基于滚压连接形式的组合导管的工作压力可达到28MPa(工作压力P=Pmin/4,其中,Pmin为最小爆破压力,单位是MPa;最小爆破压力的计算公式如下:
其中,σb为极限强度,单位是MPa;DN为导管的公称外径,单位是mm;dN为导管的公称内径,单位是mm;emin是导管的最小壁厚(公称壁厚的95%),单位是mm。)。
上述技术方案中,管套弧面与接头内锥的密封连接结构简单(如图14),且装配方便,不同类型的组合导管之间可拆卸更换,确保互换性。
上述技术方案中,基于滚压连接形式的组合导管的密封原理如下:24°滚压式无扩口连接方式先通过滚压将管套与导管连接在一起形成可靠的连接,并安装外套螺母形成组合导管;之后将管接头24°锥面与管套弧面接触形成线密封,再将组合导管上的外套螺母与接头螺纹配合拧紧,使组合导管上的管套与接头体形成紧密、连续、可靠的密封。管套密封弧面的每一点都与接头的24°锥面相切,能实现连续密封,无论高压还是低压,都具备良好的密封性能,即使卸压后,在管路最低压力状态下仍然能保持良好的密封状态,避免跑冒滴漏现象产生。密封结构如图14。其具有高密封性、自锁抗振性、重量轻及钛合金材料重量轻、寿命高等特点。
基于上述理由本发明可在管路领域广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种无扩口组合导管结构示意图;
图2为本发明实施例中又一种无扩口组合导管结构示意图;
图3为本发明实施例中又一种无扩口组合导管结构示意图;
图4为本发明实施例中又一种无扩口组合导管结构示意图;
图5为本发明实施例中又一种无扩口组合导管结构示意图;
图6为本发明实施例中一种滚压式无扩口-扩口组合导管结构示意图;
图7为本发明实施例中又一种滚压式无扩口-扩口组合导管结构示意图;
图8为本发明实施例中一种基于滚压式组合导管的系统管路的结构示意图;
图9为本发明实施例中轻型直通接头的滚压连接区域剖视图;
图10为本发明实施例中管套的滚压连接区域剖视图;
图11为本发明实施例中扩口式导管装配示意图;
图12为本发明实施例中无扩口式导管装配示意图;
图13为本发明实施例中又一种基于滚压式组合导管的系统管路的结构示意图;
图14为本发明实施例中基于滚压连接形式的组合导管的密封结构示意图,其中,1401为管接头,1402为外套螺母,1403为管套,1404为导管。
具体实施方式
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当清楚,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任向具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制:方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明提供了基于滚压式组合导管的系统管路,包括:至少一个无扩口-扩口组合导管和至少一个无扩口组合导管。
组合导管由导管、管套、轻型直通接头、平管嘴、扩口式螺母、无扩口式螺母和导管组合而成,可以组合成不同的形式,进行相互连接与转换,组合导管可以为直导管形式或弯管形式,与泵、阀和接头等附件连接形成管路系统,满足各种应用需求。其中,管套或轻型直通接头通过滚压连接的方式与导管固定,滚压连接通过专用的工具及工艺方法实现,专用工具能够伸入导管内腔;平管嘴、扩口式螺母以扩口的形式装配在导管的扩口端,导管的扩口端呈喇叭口,无扩口式螺母装配在导管的无扩口端,导管、管套、轻型直通接头、平管嘴、扩口式螺母、无扩口式螺母均装配于导管外侧。
具体地,无扩口组合导管中,导管第一端为通过滚压连接的形式与轻型直通接头相连接,导管第二端可以为多种形式,如挤压式结构组件、密封式结构组件、卡套式结构组件或滚压式结构组件,从而形成多种结构的无扩口组合导管:
参见图1,其示出了本发明实施例中导管第二端为挤压式结构组件的无扩口组合导管结构;该无扩口组合导管100包括导管101、轻型直通接头102和挤压式结构组件103;轻型直通接头102通过滚压连接的形式与导管101的第一端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管101在轻型直通接头102内有限位台阶,用于固定导管101的伸入长度,导管101的第一端端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm;轻型直通接头102的螺纹端向外,且螺纹端有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;
挤压式结构组件103包括导管101、接头体103-1和挤压环103-2,导管101的第二端通过挤压环103-2以挤压的形式与接头体103-1固定连接。
参见图2,其示出了本发明实施例中导管第二端为密封式结构组件的无扩口组合导管结构;该无扩口组合导管200包括导管201、轻型直通接头202以及密封式结构组件203;轻型直通接头202通过滚压连接的形式与导管201第一端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管201在轻型直通接头202内有限位台阶,用于固定导管201的伸入长度,导管端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm,轻型直通接头202有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;
密封式结构组件203包括接头体203-1、螺母203-2、钢丝203-3、密封端头203-4和导管201,导管201的第二端插入密封端头203-4,经钢丝203-3和螺母203-2通过密封形式与接头体203-1固定连接。
参见图3,其示出了本发明实施例中导管第二端为卡套式结构组件的无扩口组合导管结构;该无扩口组合导管300包括导管301、轻型直通接头302以及卡套式结构组件303;轻型直通接头302通过滚压连接的形式与导管301第一端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管301在轻型直通接头302内有限位台阶,用于固定导管301的伸入长度,导管端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm,轻型直通接头302有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;
卡套式结构组件303包括接头303-1、卡套303-2、螺母303-3以及导管301,导管301的第二端插入卡套303-2,卡套303-2外侧通过螺母303-3与接头303-1固定连接。
参见图4,其示出了本发明实施例中导管第二端为滚压式结构组件的无扩口组合导管结构;该无扩口组合导管400包括导管401、轻型直通接头402以及滚压式结构组件403;轻型直通接头402通过滚压连接的形式与导管401第一端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管401在轻型直通接头402内有限位台阶,用于固定导管401的伸入长度,导管端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm,轻型直通接头402有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;
滚压式结构组件403包括:管套403-1通过滚压连接的形式与导管401第二端固定,管套403-1内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管端头距管套的弧形端头处有1~2mm的距离;导管401第二端端头有伸出长度,导管401第二端外侧有螺母403-2,螺母403-2内径与导管外径的配合间隙0.1~1mm,螺母405外侧有螺纹端,螺纹端有内螺纹,用于与接头的螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接。
参见图5,其示出了本发明实施例中导管第二端为滚压式结构组件的无扩口组合导管结构;该无扩口组合导管500包括导管501、轻型直通接头502以及滚压式结构组件503;轻型直通接头502通过滚压连接的形式与导管501第一端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管501在轻型直通接头502内有限位台阶,用于固定导管501的伸入长度,导管端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm,轻型直通接头502有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;
滚压式结构组件503包括:轻型直通接头503-1通过滚压连接的形式与导管501第二端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管501在轻型直通接头503-1内有限位台阶,用于固定导管501的伸入长度,导管端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm,轻型直通接头503-1有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接。
无扩口-扩口组合导管也可以是多种结构。
参见图6,其示出了本发明实施例中导管一端为平管嘴另一端为管套的一种无扩口-扩口组合导管结构;该无扩口-扩口组合导管600包括导管601、无扩口螺母602、扩口螺母603、管套604以及平管嘴605;管套604通过滚压连接的形式与导管601的一端固定,管套内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管端头距管套的弧形端头处有1~2mm的距离;导管601的一端端头有伸出长度,导管601一端外侧有无扩口螺母602,螺母内径与导管外径的配合间隙0.1~1mm,该无扩口螺母602的螺纹端向外,螺纹端有内螺纹,用于与接头的螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;导管601的另一端以导管74°的扩口形式与平管嘴605装配,平管嘴的喇叭口与导管的喇叭口有相似的锥度,约为74°,平管嘴内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管端头距平管嘴的端面处有0.4~4mm的距离,导管601的另一端外缘有0.2-2mm的伸出长度,导管601另一端外侧有扩口螺母603,扩口螺母603外侧有螺纹端,螺纹端有内螺纹,用于与接头的螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接。
参见图7,其示出了本发明实施例中导管一端为平管嘴另一端为轻型直通接头的一种无扩口-扩口组合导管结构;该滚压式无扩口-扩口组合导管700包括导管701、扩口螺母702、平管嘴703以及轻型直通接头704;轻型直通接头704通过滚压连接的形式与导管701的一端固定,轻型直通接头内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管701的一端在轻型直通接头704内有限位台阶,用于固定导管701的伸入长度,导管端头伸入轻型直通接头的长度为10~30mm,轻型直通接头704的螺纹端向外,螺纹端有外螺纹,用于与螺母的内螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接;导管701的另一端以导管74°的扩口形式与平管嘴703装配,平管嘴的喇叭口与导管的喇叭口有相似的锥度,约为74°,平管嘴内径与导管外径的配合间隙0.02~0.2mm,导管端头距平管嘴的端面处有0.4~4mm的距离,导管701的另一端外缘有0.2-2mm的伸出长度,导管701另一端外侧有扩口螺母702,该扩口螺母702的螺纹端向外,螺纹端有内螺纹,用于与接头的螺纹装配,以实现与其他组合导管的连接。上述各个组合导管中的螺母内螺纹与轻型直通接头外螺纹均为MJ螺纹,MJ螺纹为航空航天结构专用、牙型角为60°、螺纹牙底形状为大圆弧的米制对称螺纹,具有较高的疲劳强度。
上述各个组合导管中的导管与管套、导管与轻型直通接头存在强度差,管套、平管嘴和轻型直通接头的强度约为900~1300MPa,导管的强度约为600~1000MPa。
上述各个组合导管中的导管为钛合金或不锈钢材质制成,管套为不锈钢材质制成,轻型直通接头为钛合金或不锈钢材质制成。
上述各个组合导管中的导管为定长直导管,或为弯曲导管。
上述各个组合导管中的导管外径不超过32mm。
滚压连接工艺具有高密封性、重量轻、防震自锁、不用打保险、方便维护等特点,其将管接头与导管通过滚压的方式连接后,利用压力越高密封越好的自密封原理,解决高压导管的跑冒滴漏问题。
通过组合上述无扩口组合导管和扩口-无扩口组合导管,可以形成多种系统管路。
实施例1
参见图8,其示出了本发明实施例中又一种基于滚压式组合导管的系统管路的结构示意图。该系统管路800提供了液压管路载体,传输压力介质,保证系统功能的正常实施。同时将扩口转换为无扩口结构,也减轻了系统重量,提高了系统的密封性能,满足了轻量化、高压化设计要求。其包括图5示出的无扩口组合导管500和图6示出的扩口-无扩口组合导管600。
按装配的螺纹接口,再通过转换接头组合而成的系统管路800,其中导管81材质为钛合金,牌号Ti-3Al-2.5V,轻型直通接头82材质为钛合金,牌号为TC4,导管81与轻型直通接头82通过专用工具以滚压连接的形式装配,滚压连接见图9,管套83材质为15-5PH,导管84材质为1Cr18Ni10Ti,管套83与导管84通过专用工具以滚压连接的形式装配,滚压连接见图10,管套83与轻型直通接头82通过螺母85以MJ螺纹连接,装配形式见图12,平管嘴87与导管84的扩口端装配后,通过扩口螺母86以MJ螺纹连接,装配形式见图11,以此类推,如滚压连接的组合导管与标准的管接头相互连通形成整套的管路部件,见图8,右侧由管套和导管通过滚压连接形式组成的滚压式导管组件,端头用24°无扩口塞子拧紧,最后与其它的执行元件、控制元件进行适当地组合成不同功能的液压系统。
实施例2
参见图13,其示出了本发明实施例中又一种基于滚压式组合导管的系统管路的结构示意图。该系统管路为某机型的应急放系统管路,是应急放能源组件与应急转换阀之间的系统连接管路,主要功能为在起落架正常放下失效状态下,为应急放能源系统提供液压管路载体,保证系统应急放的正常实施。
图13说明:代表不同外径规格(6~50mm)的导管,通过a1、a2轻型直通接头组件,b1、b2、b3、b4变径直通接头组件,c1、c2三通接头组件,d1弯通接头组件组合而成,其中为无扩口组合导管400,即导管401、轻型直通接头402以及滚压式结构组件403,为无扩口组合导管500,即导管501、轻型直通接头502以及滚压式结构组件503,为扩口-无扩口组合导管600,导管601、无扩口螺母602、扩口螺母603、管套604以及平管嘴605,其余均为滚压式结构导管组件。
诸如以上的航空液压管接头及其组件通过管路将液压泵、阀、缸、油箱等液压元件联结起来,组成液压系统。
与上述基于滚压式组合导管的系统管路相对应的,本发明实施例中还提供了一种基于滚压式组合导管的系统管路的装配方法,采用了无扩口式结构装配形式和无扩口-扩口式结构装配形式;无扩口式结构使用内旋挤压成型机将管套或轻型直通接头装配在导管上,装配后滚压连接成型,连接前先预装无扩口螺母;扩口式结构使用扩口成型机将平管嘴装配在导管上,装配后扩口成型,扩口前先预装扩口螺母。
具体地:
无扩口式结构装配形式,包括:
S1、预先将无扩口螺母装配在导管上,无扩口螺母能够在导管外侧轴向移动;
S2、将管套或轻型直通接头装配于导管的无扩口端,管套或轻型直通接头可以在导管的外侧轴向移动;
S3、管套置于导管端头处,导管端头距管套的弧形端头处有1~2mm的距离;
S4、导管端头置于轻型直通接头内,伸入轻型直通接头的长度为10~30mm;
S5、用使用内旋挤压成型机将管套或轻型直通接头与导管连接固定,装配后滚压连接成型,完成无扩口式结构组合导管的装配。
其中,管套部分,其接触面由两个锥面和中间弧面组成,弧面与接头锥面接触,起密封作用,接触线是一个圆。接头部分包括24°的锥面,当管套装入接头时,管套的密封面与接头的锥面接触,以达到密封,密封处是线接触,接触线是一个圆。螺母用与连接管套和接头。
无扩口-扩口式结构装配形式,包括:
S6、按照无扩口式结构装配形式进行导管的无扩口端的装配;
S7、预先将扩口螺母装配在扩口端的导管上,扩口螺母能够在导管外侧轴向移动;
S8、将平管嘴装配于导管的扩口端,平管嘴能够在导管外侧轴向移动;
S9、使用扩口成型机对导管的端头进行扩口处理,导管端头距平管嘴的端面处有0.4~2mm的距离,完成无扩口-扩口式结构组合导管的装配。
其中,扩口螺母装配在导管上,螺母转动灵活,不紧涩;且平管嘴在导管上转动灵活,不紧涩。
无扩口螺母装配在导管上,螺母转动灵活,不紧涩,且螺母与管套配合无干涉。
导管与管套或轻型直通接头滚压连接区域的间隙,由导管材料径向扩张后填充,并伴随导管材料的轴向流动,滚压前后的长度差值为0.2~2mm,导管与管套或轻型直通接头同轴,且无明显形变,变形量在0.2mm以内。滚压区域呈0.5~2°的锥度,锥度末端尺寸等于导管内径。滚压区域的锥度起始端在导管的内壁呈环形的压痕,压痕深度0.1~1mm。滚压区域的环形压痕不超过管套,外露边缘的导管与管套过渡处的管壁无明显凸带,即导管材料没有延伸到管套外。
滚压连接工艺具有高密封性、重量轻、防震自锁、不用打保险、方便维护等特点,其将管接头与导管通过滚压的方式连接后,利用压力越高密封越好的自密封原理,解决高压导管的跑冒滴漏问题。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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