膠管總成出廠檢驗(yàn)方法及試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

李再有

（中國(guó)煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司，山西 太原030006）

隨著液壓傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)λ膽?yīng)用也日益廣泛，比如航空航天、采礦、石油及鋼鐵行業(yè)等，對(duì)液壓系統(tǒng)的可靠性和使用性能的要求也會(huì)越來(lái)越高。膠管總成作為液壓系統(tǒng)中最基本的輔助元件，它的質(zhì)量好壞直接影響著整個(gè)液壓系統(tǒng)的可靠性與使用性能，一旦有損壞，就會(huì)造成系統(tǒng)滲漏油，更嚴(yán)重的可導(dǎo)致液壓元件損壞致使整個(gè)液壓系統(tǒng)故障而無(wú)法實(shí)現(xiàn)各種功能。本文結(jié)合膠管總成在實(shí)際使用中出現(xiàn)的典型問(wèn)題并對(duì)問(wèn)題有針對(duì)性進(jìn)行分析，提出了膠管總成的出廠檢驗(yàn)方法并設(shè)計(jì)出了能夠?qū)ζ溥M(jìn)行壓力試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)，以解決膠管總成的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

1 膠管總成出現(xiàn)的典型問(wèn)題及出廠檢驗(yàn)方法

1.1 典型問(wèn)題

膠管總成是由鋼絲編織或纏繞膠管管體及扣壓式膠管接頭經(jīng)專用扣壓設(shè)備扣壓而成的組合件，其中扣壓式膠管接頭又包括安裝螺母、接頭芯子以及套筒，膠管總成的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，扣壓剖面如圖2 所示。

圖1 膠管總成的結(jié)構(gòu)組成

圖2 扣壓剖面

膠管總成在實(shí)際使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的典型問(wèn)題主要以下幾種情況。

1．1．1 膠管接頭拔脫

膠管總成的膠管接頭出現(xiàn)拔脫現(xiàn)象除了與自身的膠管原材料的質(zhì)量有關(guān)外，膠管接頭的扣壓量是否合理準(zhǔn)確也是關(guān)鍵因素之一。

如果扣壓量太小，套筒的齒不能夠扣壓到鋼絲增強(qiáng)層而使其達(dá)到一定的變形量，不足以形成對(duì)膠管的咬合力，使膠管總成在液壓系統(tǒng)的工作中出現(xiàn)拔脫現(xiàn)象。

1．1．2 膠管接頭扣壓處滲漏

膠管總成在使用一段時(shí)間后，在膠管接頭的扣壓處偶爾會(huì)有滲漏油情況，如果將該膠管接頭剖切開(kāi)會(huì)發(fā)現(xiàn)，與接頭芯子接觸的膠管內(nèi)膠發(fā)生破損或堆積，此種現(xiàn)象除了與內(nèi)膠層的橡膠材質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)外，還與生產(chǎn)膠管總成時(shí)扣壓量的合理性有關(guān)，若扣壓量過(guò)大，會(huì)造成內(nèi)膠過(guò)度壓縮而失去塑性，一旦經(jīng)過(guò)液壓系統(tǒng)中高壓油液長(zhǎng)期沖洗，會(huì)出現(xiàn)破損，最終導(dǎo)致滲漏油。

1．1．3 外膠破損

膠管總成在液壓系統(tǒng)安裝時(shí)有交叉或者在工作時(shí)與設(shè)備的機(jī)械表面有摩擦，長(zhǎng)期相互運(yùn)動(dòng)造成外膠破損。如果不及時(shí)更換破損的液壓膠管總成，一旦裸露在外的鋼絲增強(qiáng)層受到外部環(huán)境的影響出現(xiàn)銹蝕或損傷，會(huì)導(dǎo)致液壓膠管的承壓能力大大降低而發(fā)生爆裂。

1．1．4 液壓膠管爆裂

產(chǎn)生爆裂的原因可能有四種：①膠管自身制造質(zhì)量問(wèn)題；②外膠破損最終導(dǎo)致爆裂；③膠管總成選型錯(cuò)誤，未達(dá)到液壓系統(tǒng)的承壓要求；④膠管總成在安裝或者使用過(guò)程中發(fā)生過(guò)度彎曲或扭轉(zhuǎn)，在使用一段時(shí)間后引起鋼絲增強(qiáng)層結(jié)構(gòu)改變，鋼絲間出現(xiàn)相互摩擦而產(chǎn)生間隙，降低了承壓能力而產(chǎn)生爆裂。

1．1．5 膠管接頭的密封損壞

液壓系統(tǒng)在使用過(guò)程中如果頻繁拆卸膠管總成或安裝螺母的擰緊力過(guò)大，均會(huì)造成密封損壞，主要表現(xiàn)形式為O型圈失去彈性壓縮量和錐面密封損壞，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)滲漏。

1.2 出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目與檢驗(yàn)方法

針對(duì)膠管總成出現(xiàn)的問(wèn)題，在膠管總成生產(chǎn)完工出廠前為保證其質(zhì)量，有必要進(jìn)行出廠檢驗(yàn)，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定出符合實(shí)際需要的出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目與檢驗(yàn)方法。

1．2．1 外觀檢驗(yàn)

膠管總成在扣壓前要檢驗(yàn)?zāi)z管、扣壓式膠管接頭的出廠合格證，確保原材料的入廠質(zhì)量合格?？蹓和瓿珊竽繙y(cè)檢查膠管、芯子和外套的連接處。芯子、外套不得有裂紋及有害傷痕，芯子內(nèi)孔不得產(chǎn)生異常變形；膠管、芯子和外套的連接處不得裸露鋼絲，外膠不允許離層；膠管總成與中間接頭連接處的密封面鍍層、O 型密封圈不得有損傷或脫落。

1．2．2 孔內(nèi)清潔度

扣壓完成的膠管總成孔內(nèi)應(yīng)保持清潔，不得有膠沫和其他雜物。用專用氣槍進(jìn)行清洗，清除膠管孔內(nèi)的雜物。

1．2．3 壓力試驗(yàn)

此項(xiàng)試驗(yàn)為抽檢。壓力試驗(yàn)包括膠管總成的靜壓力試驗(yàn)、爆破試驗(yàn)、脈沖試驗(yàn)三項(xiàng)，其中靜壓力試驗(yàn)為必檢項(xiàng)目，對(duì)同一公稱內(nèi)徑及相同工作壓力的膠管總成進(jìn)行抽檢做壓力試驗(yàn)，抽檢比例每批不少于5%，不足20 根時(shí)至少抽檢1根，每批數(shù)量不得多于500 根。做壓力試驗(yàn)的壓力值不得低于膠管總成額定工作壓力的1.5 倍，保壓時(shí)間為1 min，在膠管總成保壓的過(guò)程中不得出現(xiàn)滲漏。膠管總成的脈沖試驗(yàn)在該出廠檢驗(yàn)的方法中非必檢項(xiàng)目，要根據(jù)膠管總成在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中是否更換膠管接頭、膠管生產(chǎn)廠家、扣壓量與扣壓工藝的調(diào)整變化情況而定，以此驗(yàn)證調(diào)整后的膠管總成接頭抗拔脫能力。

1．2．4 長(zhǎng)度和包裝

膠管總成兩端必須用塑料堵或塑料帽封堵，用鋼卷尺測(cè)量膠管總成長(zhǎng)度，長(zhǎng)度公差如表1 所示，每根膠管總成都必須有標(biāo)識(shí)標(biāo)記。

表1 膠管總成長(zhǎng)度公差（單位：mm）

當(dāng)膠管總成的所有出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目全部檢驗(yàn)合格后，方可判定本批次為合格品，允許出廠；若有一項(xiàng)不合格，則判定本批次為不合格品，不允許出廠。

2 膠管總成液壓試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

膠管總成的靜壓力試驗(yàn)是出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目中的必檢項(xiàng)目之一，為保證膠管總成的扣壓質(zhì)量，需要設(shè)計(jì)一種液壓試驗(yàn)臺(tái)，檢測(cè)其承壓能力、密封效果等性能，避免在使用過(guò)程中由于出現(xiàn)膠管總成的問(wèn)題引起液壓系統(tǒng)故障而造成損失。

2.1 試驗(yàn)臺(tái)的組成及主要元件功能

膠管總成試驗(yàn)臺(tái)主要由高壓氣驅(qū)動(dòng)液壓泵、氣動(dòng)注液泵、高壓針閥、高壓壓力表、氣壓調(diào)節(jié)器、球閥、油水分離器、液箱（介質(zhì)可選擇水或乳化液）、高壓鋼管、測(cè)試連接塊等組成。高壓氣驅(qū)動(dòng)液壓泵是一種柱塞式容積泵，將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成液體壓力能，利用液壓泵結(jié)構(gòu)中的大面積活塞端的低氣壓推動(dòng)小面積活塞端，使注入的液體產(chǎn)生試驗(yàn)時(shí)所需的高壓。氣動(dòng)注液泵是一種隔膜泵，利用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)膜片往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生真空后實(shí)現(xiàn)液體的吸入與排出功能，在試驗(yàn)過(guò)程中只起到向管路加注液體的作用。

2.2 試驗(yàn)臺(tái)的工作原理

膠管總成試驗(yàn)臺(tái)的工作原理如圖3 所示。試驗(yàn)臺(tái)的壓縮空氣氣源由空壓機(jī)提供，當(dāng)需要進(jìn)行膠管總成壓力試驗(yàn)時(shí)，將被試膠管總成連接到測(cè)試連接塊，打開(kāi)氣體球閥，氣動(dòng)注液泵開(kāi)始動(dòng)作并向被試件注液，當(dāng)被試件注滿液體達(dá)到氣動(dòng)注液泵的壓力限值后注水動(dòng)作緩慢，然后打開(kāi)氣體球閥，高壓氣驅(qū)動(dòng)液壓泵開(kāi)始動(dòng)作并將被試件內(nèi)的液體增壓，同時(shí)緩慢調(diào)節(jié)氣壓調(diào)節(jié)器，直至達(dá)到被試件所需的測(cè)試壓力。當(dāng)試驗(yàn)完畢后，打開(kāi)高壓針閥，被試膠管總成完成泄壓。

圖3 試驗(yàn)臺(tái)工作原理圖

2.3 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)參數(shù)

最大工作壓力為160 MPa，氣源調(diào)節(jié)壓力為0 ～0.7 MPa，流量為15 L/min，液箱容積為90 L。

2.4 運(yùn)行效果

此試驗(yàn)臺(tái)經(jīng)設(shè)計(jì)投入使用后，能夠完成對(duì)常用膠管總成出廠前的靜壓力試驗(yàn)，不但滿足了出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法的要求，而且由于試驗(yàn)臺(tái)的高壓設(shè)計(jì)，還可以對(duì)部分規(guī)格的膠管總成進(jìn)行爆破試驗(yàn)，同時(shí)測(cè)試連接塊設(shè)計(jì)成了快插接頭的連接方式，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行安全可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。

3 結(jié)語(yǔ)

膠管總成出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法的確定，為生產(chǎn)加工完的膠管總成進(jìn)行出廠檢驗(yàn)提供了依據(jù)，同時(shí)通過(guò)液壓試驗(yàn)臺(tái)對(duì)其進(jìn)行壓力試驗(yàn)，能夠檢驗(yàn)?zāi)z管總成的承壓、密封等性能，對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用可靠性起到了關(guān)鍵性的作用，從而使出廠后的膠管總成在實(shí)際使用過(guò)程中的故障率大大降低。