專利名稱：耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種超高壓鋼絲纏繞液壓膠管，具體的說是涉及ー種長壽命的高壓鋼絲纏繞膠管。
背景技術(shù)：
隨著我國及世界礦山工程機(jī)械的不斷發(fā)展，對(duì)傳遞液壓動(dòng)カ的高壓液壓膠管要求進(jìn)ー步提高，該膠管要求在高溫液壓油的脈沖高壓下，并且在露天環(huán)境下，因此需要有較長的使用壽命。因此，對(duì)該產(chǎn)品的相應(yīng)各部位膠料及骨架結(jié)構(gòu)要求較高，只有合理的膠料性能及骨架鋼絲的排列，優(yōu)化開發(fā)出用于生產(chǎn)高性能鋼絲纏繞液壓膠管最為合理的各層骨架鋼絲的纏繞角度和纏繞方式，保證產(chǎn)品的脈沖試驗(yàn)達(dá)到90萬次以上，保證高性能產(chǎn)品的同時(shí) 使生產(chǎn)廠家得到較大的產(chǎn)品利潤。目前的鋼絲纏繞一超高壓液壓膠管，管體在脈沖壓力作用下容易發(fā)生長度及直徑的變化，同時(shí)體積大，鋼絲纏繞液壓膠管的各層骨架鋼絲的纏繞角度和纏繞方式不同，部分靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定鋼絲骨架纏繞角度及各層鋼絲角度的匹配，其鋼絲纏繞膠管的生產(chǎn)不盡合理，通過成品脈沖試驗(yàn)30萬次一50萬次，膠管在內(nèi)壓作用下管體的骨架層容易發(fā)生位移。從而嚴(yán)重影響液壓膠管的質(zhì)量與壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服上述不足提供一種耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管。本實(shí)用新型的目的可通過以下措施來實(shí)現(xiàn)一種耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，包括內(nèi)層胚管和外層保護(hù)層，在內(nèi)層胚管的外壁上纏繞有鋼絲骨架，鋼絲骨架由內(nèi)向外依次有四層鋼絲及中膠片螺旋纏繞構(gòu)成，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的外徑不同，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的角度也各不相同。上述耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，所述第一層鋼絲的螺旋線角度al是54. 7度，第ニ層鋼絲的螺旋線角度a2是54. 5度，第三層鋼絲的螺旋線角度a3是55度，第四層鋼絲的螺旋線角度a4是55. 4度。上述耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，所述內(nèi)層胚管內(nèi)徑為25mm，第一層鋼絲的螺旋線角度是54. 7度，外徑是31. 1mm，行程68mm，第二層鋼絲的螺旋線角度是54. 5度，外徑是32. 6mm，行程72mm，第三層鋼絲的螺旋線角度是55度，外徑是34. 1mm，行程74mm，第四層鋼絲的螺旋線角度是55. 4度，外徑是35. 6mm,行程76mm。采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型針對(duì)耐熱油超高壓纏繞膠管的鋼絲骨架的排列方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，擺脫以往的部分靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定鋼絲骨架纏繞角度及各層鋼絲角度的匹配，保證鋼絲纏繞膠管的生產(chǎn)更加合理，使該產(chǎn)品的質(zhì)量與壽命得以大幅度提高。通過應(yīng)用該技術(shù)的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，使原有的耐熱油超高壓纏繞膠管鋼絲骨架結(jié)構(gòu)更加合理，致使膠管的壽命有大幅度的提高，通過成品脈沖試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由原設(shè)計(jì)的30萬次一50萬次，提高到優(yōu)化設(shè)計(jì)后的90萬次以上。大大提高耐熱油高性能鋼絲纏繞膠管產(chǎn)品的使用壽命。

圖I是實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型產(chǎn)品在一個(gè)脈沖周期內(nèi)的壓カ試驗(yàn)曲線圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示的一種耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，包括內(nèi)層胚管I和外層保護(hù)層6，在內(nèi)層胚管I的外壁上纏繞有鋼絲骨架，鋼絲骨架由內(nèi)向外依次有四層鋼絲及中膠片螺旋纏繞構(gòu)成，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的外徑不同，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的角度也各不相同。本實(shí)用新型以內(nèi)層胚管內(nèi)直徑為25mm為例進(jìn)行說明所述內(nèi)層胚管I內(nèi)徑為25mm,第一層鋼絲2的螺旋線角度al是54. 7度，外徑是31. Imm,行程68mm，第二層鋼絲3的螺旋線角度a2是54. 5度，外徑是32. 6mm,行程72mm，第三層鋼絲4的螺旋線角度a3是55度，外徑是34. Imm,行程74臟，第四層鋼絲5的螺旋線角度a4是55. 4度，外徑是35. 6mm,行程 76mm。圖2中X軸是ー個(gè)脈沖S，Y軸是壓強(qiáng)，Ibar=O. IMPaa,曲線bl和b3是鋼絲纏繞液壓膠管的標(biāo)準(zhǔn)曲線，b2是本實(shí)用新型產(chǎn)品在一個(gè)脈沖周期內(nèi)的的壓カ曲線，b3是ー個(gè)脈沖下壓カ的最高標(biāo)準(zhǔn)線。鋼絲纏繞液壓膠管的壓カ曲線只有在bl和b3之間才是合格的。本實(shí)用新型能夠保證產(chǎn)ロ的脈沖試驗(yàn)達(dá)到90萬次以上。本實(shí)用新型在橡膠及復(fù)合材料有限元理論的指導(dǎo)下，應(yīng)用國際先進(jìn)的大型有限元分析軟件，建立不同規(guī)格的膠管的管體的幾何模型，結(jié)合大量配方試驗(yàn)，對(duì)耐熱油高性能鋼絲纏繞膠管用高分子材料(膠管相應(yīng)各部位混煉膠)性能進(jìn)行測試(模量試驗(yàn))，得到各部位材料的材料特性參數(shù)，形成管體的材料模型，應(yīng)用計(jì)算工作站結(jié)合美國MSC公司的大型非線性FEA軟件MARC或ABQUS，對(duì)關(guān)心的管體的骨架角度排列、壓カ下管體材料受力、管體安全倍數(shù)、接頭部位不同扣頭量與內(nèi)膠的接頭應(yīng)カ分布、膠管扣頭部位失效仿真、鋼絲排布優(yōu)化后管體壓力作用下的變形仿真等進(jìn)行仿真和計(jì)算，以指導(dǎo)高壓鋼絲液壓纏繞膠管的エ藝參數(shù)的精確制定，提高產(chǎn)品質(zhì)量。I.本實(shí)用新型通過對(duì)不同規(guī)格耐熱油超高壓纏繞膠管內(nèi)、中、外膠料的應(yīng)力-一應(yīng)變曲線的測定，設(shè)置管體幾何模型和材料模型的制定；2.該實(shí)用新型中應(yīng)用相應(yīng)的大型非線性有限元軟件對(duì)不同規(guī)格耐熱油超高壓纏繞膠管各層鋼絲纏繞角度改變從50°到60°，考察管體受カ關(guān)系及優(yōu)化；3.不同規(guī)格耐熱油超高壓纏繞膠管管體各層鋼絲的受カ及安全倍數(shù)計(jì)算；4.不同規(guī)格耐熱油超高壓纏繞膠管接頭部位不同扣頭量(2mm-5mm)與內(nèi)膠的接頭應(yīng)カ分布及接頭部位失效的仿真；5.不同規(guī)格耐熱油超高壓纏繞膠管鋼絲排布優(yōu)化后管體壓力作用下的變形仿真。
權(quán)利要求1.一種耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，包括內(nèi)層胚管(I)和外層保護(hù)層(6)，其特征在干在內(nèi)層胚管(I)的外壁上纏繞有鋼絲骨架，鋼絲骨架由內(nèi)向外依次有四層鋼絲及中膠片螺旋纏繞構(gòu)成，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的外徑不同，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的角度也各不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，其特征在于所述第一層鋼絲(2)的螺旋線角度是54. 7度，第二層鋼絲(3)的螺旋線角度是54. 5度，第三層鋼絲(4)的螺旋線角度是55度，第四層鋼絲(5)的螺旋 線角度是55. 4度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，其特征在于所述內(nèi)層胚管(I)內(nèi)徑為25mm，第一層鋼絲(2)的螺旋線角度是54. 7度，外徑是31. 1mm，行程68mm，第二層鋼絲(3)的螺旋線角度是54. 5度，外徑是32. 6mm，行程72mm，第三層鋼絲(4)的螺旋線角度是55度，外徑是34. 1mm，行程74mm，第四層鋼絲(5)的螺旋線角度是55. 4度，外徑是35. 6mm，行程 76mm。
專利摘要一種耐脈沖性鋼絲纏繞液壓膠管，包括內(nèi)層胚管和外層保護(hù)層，在內(nèi)層胚管的外壁上纏繞有鋼絲骨架，鋼絲骨架由內(nèi)向外依次有四層鋼絲及中膠片螺旋纏繞構(gòu)成，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的外徑不同，四層鋼絲螺旋纏繞層的螺旋線的角度也各不相同。所述第一層鋼絲的螺旋線角度a1是54.7度，第二層鋼絲的螺旋線角度a2是54.5度，第三層鋼絲的螺旋線角度a3是55度，第四層鋼絲的螺旋線角度a4是55.4度。本發(fā)明針對(duì)耐熱油超高壓纏繞膠管的鋼絲骨架的排列方式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，擺脫以往的部分靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)確定鋼絲骨架纏繞角度及各層鋼絲角度的匹配，保證鋼絲纏繞膠管的生產(chǎn)更加合理，使該產(chǎn)品的質(zhì)量與壽命得以大幅度提高。通過應(yīng)用該技術(shù)的分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，使原有的耐熱油超高壓纏繞膠管鋼絲骨架結(jié)構(gòu)更加合理，致使膠管的壽命有大幅度的提高，通過成品脈沖試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由原設(shè)計(jì)的30萬次—50萬次，提高到優(yōu)化設(shè)計(jì)后的90萬次以上。大大提高耐熱油高性能鋼絲纏繞膠管產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號(hào)F16L11/08GK202451996SQ201120570068
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者張勇, 楊繼周, 蔣利輝, 鄧濤 申請(qǐng)人:漯河市利通橡膠有限公司