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鋁塑管卡壓式接頭的密封可靠性分析
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鋁塑復(fù)合管自94年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái),已有十年的發(fā)展史,其間經(jīng)歷了大起大落的發(fā)展過(guò)程,既有投資上一哄而起的因素,也有技術(shù)上不夠成熟的因素,尤其是連接技術(shù)的不成熟。這十年來(lái),行業(yè)內(nèi)也在不斷探索和研究鋁塑管的連接技術(shù)。從《鋁塑復(fù)合管承插式銅制管接頭》(CJ/T110-1999),到《鋁塑復(fù)合管用卡套式銅制管接頭》(CJ/T111-2000),再到《鋁塑復(fù)合管用卡壓式銅制管接頭》(CJ/T190-2004)。鋁塑管的連接技術(shù)在一步一步走向成熟,目前,日豐鋁塑管采用的卡壓式管件技術(shù),系引進(jìn)歐洲廣泛應(yīng)用的成熟技術(shù),已完全解決了接頭漏水的問(wèn)題。本文對(duì)卡壓式管件的密封原理予以介紹并提出設(shè)計(jì)選用的建議。
1. 卡壓式管件的結(jié)構(gòu)
如圖2, 卡壓式接頭與鋁塑管的連接是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的:通過(guò)專(zhuān)用鉗壓工具,讓套于鋁塑管外層的不銹鋼套產(chǎn)生收縮、塑性變形,迫使鋁塑管內(nèi)壁塑料層收縮并咬合至接頭芯體外圓表面上的鋸齒形環(huán)槽中,由于兩只O型橡膠密封圈設(shè)計(jì)線徑大于芯體外徑D2(見(jiàn)圖1)25%。因此,在鋁塑管內(nèi)層收縮后,兩只O型密封圈將始終處于壓縮狀態(tài),從而提供持久的密封性能。
2. O型密封圈的自密封作用
O型圈在使用過(guò)程中因受壓力作用變形而產(chǎn)生密封作用,因此在裝配時(shí)O型圈和被密封面之間就要保持一定的壓縮量。橡膠受壓產(chǎn)生的反彈力始終給予被密封面一初始?jí)嚎s應(yīng)力,從而起到預(yù)密封作用,如圖3所示。
當(dāng)受預(yù)密封作用的O型圈受流體壓力作用時(shí),O型圈被擠向溝槽一側(cè)。當(dāng)壓力增大,O型圈變形成D形,并把壓力傳遞給接觸面,隨流體壓力增大,傳遞壓力越大,密封作用越大。這種由液壓流體自動(dòng)增強(qiáng)密封效果的作用叫做自密封作用,如圖4所示。
決定O型圈預(yù)密封作用和自密封作用的主要參數(shù)是壓縮量,對(duì)靜密封條件下,壓縮量一般取20%,考慮到管件和密封圈生產(chǎn)過(guò)程中的尺寸公差和熱脹冷縮的影響,卡壓式管件O型圈平均壓縮量設(shè)計(jì)為25%。
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