薄壁不銹鋼管環(huán)壓連接加載裝置

齊秀麗　李兆杰　王漢文

摘要：對比了環(huán)壓式和卡壓式兩種薄壁不銹鋼管連接方式的特點，并且針對環(huán)壓式連接設(shè)計了一種薄壁不銹鋼管環(huán)壓連接加載裝置，對其結(jié)構(gòu)和工作原理進行了詳細的說明。在實際裝配中證明了此裝置降低了勞動強度，提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：薄壁不銹鋼管連接方式；環(huán)壓連接；環(huán)壓鉗；環(huán)壓鉗頭

引言

薄壁不銹鋼管因為其安全可靠、環(huán)保衛(wèi)生等諸多優(yōu)點已在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)于薄壁不銹鋼管的連接方式多種多樣，目前薄壁不銹鋼管件連接方式主要是卡壓式連接，將所要連接的管件插進連接接頭內(nèi)后，利用卡鉗擠壓接頭的承口處，使該部位發(fā)生塑性變形，通過變形在六邊形（或八邊形）的6個（或8個）角點產(chǎn)生強大的抱緊力，這6個（或8個）方向的抱緊力讓管材頂住管件實現(xiàn)連接。由于卡壓式連接主要是6個（或8個）點處產(chǎn)生抱緊力，其它部位無抱緊力，這樣會導(dǎo)致薄壁不銹鋼管件在震動過程中連接不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)松動現(xiàn)象，從而導(dǎo)致密封效果下降，出現(xiàn)漏水、滲水現(xiàn)象。因此，現(xiàn)在的管道連接方式還存在著許多的不足，還有待于改進和發(fā)展。

環(huán)壓式連接是薄壁不銹鋼管連接方式的一種，是將預(yù)先套上矩形密封圈的管材插入接頭管件的承口，從外部對承口的穩(wěn)定段和密封段沿圓周方向施壓。壓制中，承口的穩(wěn)定段連同插入的管材一起下凹變形后被抱死鎖緊；對密封段兩端的施壓使得密封材料在腔體內(nèi)變形移動以充分填充管材與管件之間的縫隙，從而實現(xiàn)管材與管件的有效密封。環(huán)壓式連接具有連接可靠安全、施工便利快捷、適合嵌入式安裝、免維護更新、經(jīng)濟性相對優(yōu)越等特點。在保證密封性能可靠的前提下避免使用了法蘭、螺栓等器件，使工作強度降低了許多，提高了工作效率。同時，使管道連接更加美觀，適合廣泛推廣應(yīng)用，具有很好的市場經(jīng)濟效益。

1.環(huán)壓加載裝置的設(shè)計

環(huán)壓加載裝置由壓鉗鉗頭和壓鉗兩部分組成。

1.1壓鉗鉗頭的設(shè)計

壓鉗鉗頭屬于加載裝置的工作部分，如圖1所示，包括上鉗頭1、3，下鉗頭2，壓塊7，固定銷4、6以及軸向彈簧擋圈5。壓鉗鉗頭結(jié)構(gòu)可以分為內(nèi)外兩層：上鉗頭1、3和下鉗頭2通過銷軸6連接組成壓鉗鉗頭的外層骨架結(jié)構(gòu)；八個壓塊7通過銷軸4均布分別連接在上下鉗頭上，組成壓鉗鉗頭的內(nèi)層結(jié)構(gòu)。為了避免在夾緊過程中各部件之間發(fā)生干涉，導(dǎo)致零件的損壞和夾緊力的不足。上鉗頭1和3之間在閉合狀態(tài)下留有4到5mm的間隙，壓塊7和上下鉗頭之間在徑向方向上留有2到3mm的間隙，以及各壓塊之間也留有2到3mm的間隙，既保證了各部件之間不相互干涉，又能使得整個壓鉗鉗頭結(jié)構(gòu)比較緊湊。

連接時將被連接薄壁不銹鋼管分別插進接頭管件兩端，將上鉗頭1、3分別打開，把接頭放到鉗口處，使接頭中的金屬環(huán)對應(yīng)到壓塊7擠壓部位的溝槽中，再將兩片上鉗頭合并，利用壓鉗夾緊上鉗頭，直至接頭管件發(fā)生塑性變形。在兩片上鉗頭合并的過程中，壓塊7可繞固定銷4小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，這樣使得由八個壓塊7組成的360度環(huán)面具有自動對中的功能，使壓塊7的擠壓面與接頭表面緊緊貼合，使接頭和管件達到可靠和密封的連接效果。

1.2壓鉗的設(shè)計

如圖2左圖所示，壓鉗是對稱式結(jié)構(gòu)，左右方向?qū)ΨQ。由鉗臂1，銷釘2、5，連接板3以及拉板4構(gòu)成。壓鉗利用曲柄滑塊機構(gòu)，來實現(xiàn)鉗臂的轉(zhuǎn)動并工作的，壓鉗鉗口夾緊壓鉗鉗頭的A處，使得壓鉗鉗頭夾緊擠壓接頭管件。

壓鉗具體工作原理：鉗臂1通過銷釘5與拉板4相連，連接板3在最外側(cè)通過銷釘2與鉗臂1連接，銷釘2為鉗臂的旋轉(zhuǎn)中心。拉板4下方的銷孔與液壓動力源連接，受力下移時，與拉板通過銷釘5連接的鉗臂繞銷釘2轉(zhuǎn)動，尺寸B減小，從而實現(xiàn)壓鉗的夾緊動作。拉板受力上移時完成松開動作。圖3中尺寸B的設(shè)計值受壓鉗鉗頭A處環(huán)頸尺寸的影響，壓鉗處于松開狀態(tài)時，尺寸B應(yīng)該大于環(huán)頸尺寸，便于夾緊時壓鉗的安放。而夾緊狀態(tài)時，B的尺寸值應(yīng)盡可能小，以實現(xiàn)足夠的夾緊力。

2.結(jié)束語

該加載裝置采用分體式設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單易于操作，與卡壓鉗相比，環(huán)壓鉗可以對接頭管件施加360度的擠壓力，接頭在整個周向方向上抱緊被連接管道，使連接處具有更好的抗拉和抗壓性能，并且在震動過程中，使管件具有良好的抗沖擊特性，有效的避免了管道連接接頭在使用過程中出現(xiàn)的松動現(xiàn)象，提高了薄壁不銹鋼管件的密封性能。由于壓鉗鉗頭壓塊可以更換不同大小規(guī)格，適用范圍廣，提高了薄壁不銹鋼管的連接效率。

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