膠管總成出廠檢驗方法及試驗臺的設計

李再有

（中國煤炭科工集團太原研究院有限公司，山西 太原030006）

隨著液壓傳動技術的發(fā)展，各個領域?qū)λ膽靡踩找鎻V泛，比如航空航天、采礦、石油及鋼鐵行業(yè)等，對液壓系統(tǒng)的可靠性和使用性能的要求也會越來越高。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液壓系統(tǒng)的可靠性與使用性能，一旦有損壞，就會造成系統(tǒng)滲漏油，更嚴重的可導致液壓元件損壞致使整個液壓系統(tǒng)故障而無法實現(xiàn)各種功能。本文結(jié)合膠管總成在實際使用中出現(xiàn)的典型問題并對問題有針對性進行分析，提出了膠管總成的出廠檢驗方法并設計出了能夠?qū)ζ溥M行壓力試驗的試驗臺，以解決膠管總成的產(chǎn)品質(zhì)量問題。

1 膠管總成出現(xiàn)的典型問題及出廠檢驗方法

1.1 典型問題

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

膠管總成在實際使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的典型問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)量有關外，膠管接頭的扣壓量是否合理準確也是關鍵因素之一。

如果扣壓量太小，套筒的齒不能夠扣壓到鋼絲增強層而使其達到一定的變形量，不足以形成對膠管的咬合力，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間后，在膠管接頭的扣壓處偶爾會有滲漏油情況，如果將該膠管接頭剖切開會發(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)量有關外，還與生產(chǎn)膠管總成時扣壓量的合理性有關，若扣壓量過大，會造成內(nèi)膠過度壓縮而失去塑性，一旦經(jīng)過液壓系統(tǒng)中高壓油液長期沖洗，會出現(xiàn)破損，最終導致滲漏油。

1．1．3 外膠破損

膠管總成在液壓系統(tǒng)安裝時有交叉或者在工作時與設備的機械表面有摩擦，長期相互運動造成外膠破損。如果不及時更換破損的液壓膠管總成，一旦裸露在外的鋼絲增強層受到外部環(huán)境的影響出現(xiàn)銹蝕或損傷，會導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)量問題；②外膠破損最終導致爆裂；③膠管總成選型錯誤，未達到液壓系統(tǒng)的承壓要求；④膠管總成在安裝或者使用過程中發(fā)生過度彎曲或扭轉(zhuǎn)，在使用一段時間后引起鋼絲增強層結(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)在使用過程中如果頻繁拆卸膠管總成或安裝螺母的擰緊力過大，均會造成密封損壞，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，導致液壓系統(tǒng)滲漏。

1.2 出廠檢驗項目與檢驗方法

針對膠管總成出現(xiàn)的問題，在膠管總成生產(chǎn)完工出廠前為保證其質(zhì)量，有必要進行出廠檢驗，依據(jù)國家標準確定出符合實際需要的出廠檢驗項目與檢驗方法。

1．2．1 外觀檢驗

膠管總成在扣壓前要檢驗膠管、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)應保持清潔，不得有膠沫和其他雜物。用專用氣槍進行清洗，清除膠管孔內(nèi)的雜物。

1．2．3 壓力試驗

此項試驗為抽檢。壓力試驗包括膠管總成的靜壓力試驗、爆破試驗、脈沖試驗三項，其中靜壓力試驗為必檢項目，對同一公稱內(nèi)徑及相同工作壓力的膠管總成進行抽檢做壓力試驗，抽檢比例每批不少于5%，不足20 根時至少抽檢1根，每批數(shù)量不得多于500 根。做壓力試驗的壓力值不得低于膠管總成額定工作壓力的1.5 倍，保壓時間為1 min，在膠管總成保壓的過程中不得出現(xiàn)滲漏。膠管總成的脈沖試驗在該出廠檢驗的方法中非必檢項目，要根據(jù)膠管總成在實際生產(chǎn)過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，以此驗證調(diào)整后的膠管總成接頭抗拔脫能力。

1．2．4 長度和包裝

膠管總成兩端必須用塑料堵或塑料帽封堵，用鋼卷尺測量膠管總成長度，長度公差如表1 所示，每根膠管總成都必須有標識標記。

表1 膠管總成長度公差（單位：mm）

當膠管總成的所有出廠檢驗項目全部檢驗合格后，方可判定本批次為合格品，允許出廠；若有一項不合格，則判定本批次為不合格品，不允許出廠。

2 膠管總成液壓試驗臺的設計

膠管總成的靜壓力試驗是出廠檢驗項目中的必檢項目之一，為保證膠管總成的扣壓質(zhì)量，需要設計一種液壓試驗臺，檢測其承壓能力、密封效果等性能，避免在使用過程中由于出現(xiàn)膠管總成的問題引起液壓系統(tǒng)故障而造成損失。

2.1 試驗臺的組成及主要元件功能

膠管總成試驗臺主要由高壓氣驅(qū)動液壓泵、氣動注液泵、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、測試連接塊等組成。高壓氣驅(qū)動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小面積活塞端，使注入的液體產(chǎn)生試驗時所需的高壓。氣動注液泵是一種隔膜泵，利用壓縮空氣驅(qū)動膜片往復運動產(chǎn)生真空后實現(xiàn)液體的吸入與排出功能，在試驗過程中只起到向管路加注液體的作用。

2.2 試驗臺的工作原理

膠管總成試驗臺的工作原理如圖3 所示。試驗臺的壓縮空氣氣源由空壓機提供，當需要進行膠管總成壓力試驗時，將被試膠管總成連接到測試連接塊，打開氣體球閥，氣動注液泵開始動作并向被試件注液，當被試件注滿液體達到氣動注液泵的壓力限值后注水動作緩慢，然后打開氣體球閥，高壓氣驅(qū)動液壓泵開始動作并將被試件內(nèi)的液體增壓，同時緩慢調(diào)節(jié)氣壓調(diào)節(jié)器，直至達到被試件所需的測試壓力。當試驗完畢后，打開高壓針閥，被試膠管總成完成泄壓。

圖3 試驗臺工作原理圖

2.3 試驗臺設計參數(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 運行效果

此試驗臺經(jīng)設計投入使用后，能夠完成對常用膠管總成出廠前的靜壓力試驗，不但滿足了出廠檢驗項目和檢驗方法的要求，而且由于試驗臺的高壓設計，還可以對部分規(guī)格的膠管總成進行爆破試驗，同時測試連接塊設計成了快插接頭的連接方式，操作簡單，運行安全可靠，達到了設計的預期目的。

3 結(jié)語

膠管總成出廠檢驗項目和檢驗方法的確定，為生產(chǎn)加工完的膠管總成進行出廠檢驗提供了依據(jù)，同時通過液壓試驗臺對其進行壓力試驗，能夠檢驗膠管總成的承壓、密封等性能，對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和使用可靠性起到了關鍵性的作用，從而使出廠后的膠管總成在實際使用過程中的故障率大大降低。