擴(kuò)口式管接頭密封淺淅

赫建利

中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院飛豹公司 陜西 西安 710089

擴(kuò)口式管接頭其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重復(fù)使用性好，適用于薄壁管件連接，一般不超過8MPa的中低壓系統(tǒng)。在高科技發(fā)展的今天，機(jī)械產(chǎn)品的表面必然存在各種缺陷以及形狀和尺寸偏差。因此在機(jī)械零件的裝配處不可遲免地會(huì)產(chǎn)生微小的間隙，當(dāng)存在壓力差式濃度差時(shí)，工作介質(zhì)就會(huì)通間隙泄漏。

1 泄露原因分析

航空產(chǎn)品中有的電子產(chǎn)品的集成電路單元需要降溫，選用液冷方式。擴(kuò)口式管路連接，在管子擴(kuò)口端與直通接頭集成電路單元的連接過程中，密封處漏液。

根據(jù)泄漏情況，松開管路處的外套螺母，觀察管子擴(kuò)口與直通接頭的同軸度，74°擴(kuò)口面一周與直通接頭的間隙是否均勻。由于管子是熱彎，空間三維立體，擴(kuò)口與直通接頭不同心，周圍間際不均勻，安裝過程中強(qiáng)制對(duì)接，集成電路單元的是鋁直通接頭，由于多次的安裝，直通接頭的螺紋嚴(yán)重的損壞，直通接頭的表面粗糙度，螺紋的粗糙度降底，造成密封處泄漏。(見圖1)

2 密封管路材料的選擇

導(dǎo)管:公稱外徑DN＝φ18mm，材料5A02－O防銹型鋁合金；

平管嘴:內(nèi)徑d＝18mm，d1＝20mm，材料1Cr17Ni2不銹鋼；

外套螺母:導(dǎo)管公稱外徑DN＝φ18mm，d2M27×1.5mm，材料1Cr17Ni2不銹鋼；

擴(kuò)口式直通管接頭:導(dǎo)管的公稱外徑DN＝φ18mm，D＝M27×1.5mm，

材料1Cr18Ni9Ti。

導(dǎo)管與接頭裝配示例（圖1）

3 管子的校正

3.1 校正管子的二類工裝

找兩根鋼管或壁厚≥1mm的鋁管，直徑φ18mm，長(zhǎng)度一般為300mm，管子的一端按導(dǎo)管擴(kuò)口規(guī)范，套上平管嘴擴(kuò)74°喇叭口，在兩根管子的擴(kuò)口端各裝配一個(gè)直通管接頭，管子三維空間校正的時(shí)候，兩根管子的直通管接頭安裝在校正管子的兩端，直接搬動(dòng)兩根加長(zhǎng)桿就可以在空間中校正了。

3.2 管子三維空間的校正

固定好電子產(chǎn)品的位置，校正擴(kuò)口管子與直通接頭的位置，觀察管子74°擴(kuò)口與直通接頭一周的間隙是否均勻，間隙0.3mm的時(shí)候，可以安裝外套螺母，連接應(yīng)先用手?jǐn)Q幾扣，再用扳手?jǐn)Q緊，不準(zhǔn)帶附加力臂的扳手。導(dǎo)管擴(kuò)口部分的錐面軸線相對(duì)導(dǎo)管中心線的角度偏差不應(yīng)超過1°30′.達(dá)到管子在三維空間的修正要求。

4 擴(kuò)口的著色檢驗(yàn)

4.1 擴(kuò)口管子74°的表面粗糙度

在擴(kuò)口管路裝配的表面粗糙度，螺紋牙形粗糙度Ra3.2，錐形表面租糙度Ra0.8，為改善密封性，對(duì)DN≥16mm的接頭，錐面表面粗糙度可以為Ra0.4。導(dǎo)管擴(kuò)口部分錐體內(nèi)表面不應(yīng)有縱向劃傷、環(huán)形劃傷、擦傷、壓傷和裂紋。(見圖2)

圖2

拆卸掉修正好的擴(kuò)口子，發(fā)現(xiàn)74°擴(kuò)口像喇叭花一樣，與不銹鋼直通接頭的安裝中，沿管子紋路方向磨出多條研磨出的痕跡，徑向磨出一條條溝槽，管子的表面粗糙度從Ra0.4直接降下來(lái)，多次不同軸心的安裝，造成了管子擴(kuò)口密封磨損加劇，表面粗糙度的降底，密封處的泄漏。預(yù)緊力矩過大會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)口管表面塑性變形過度，破壞接觸表面，影響管接頭的重復(fù)裝配和密封性能。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)的著色檢驗(yàn)

著色檢驗(yàn)用專用量規(guī)進(jìn)行錐面的著色檢查，印痕應(yīng)分布在垂直于錐面編線的一個(gè)平面上，形成一個(gè)無(wú)間斷的完整周，印痕寬度不限；組合導(dǎo)管內(nèi)錐表面使用專用量規(guī)進(jìn)行著色檢查，檢查時(shí)量規(guī)和組合導(dǎo)管應(yīng)按最小擰緊力矩43.10N.m或按最大擰緊力矩58.50N.m的力矩?cái)Q緊，印痕應(yīng)分布在垂直于錐面軸線的一個(gè)平面上，形成 一個(gè)無(wú)間斷的完整周，印痕寬度不限。(見圖3)

圖3

4.3 簡(jiǎn)易的著色檢驗(yàn)

一般通過外套螺母施加一定的擰緊力矩，外套螺母在軸向上壓緊平管嘴，平管嘴的內(nèi)側(cè)與導(dǎo)管的外側(cè)緊密貼合，進(jìn)而形成可靠密封。密封處泄露時(shí)，在直通接頭的錐面上均勻涂上厚為1微米到3微米的紅丹粉(或藍(lán)油)，再與被測(cè)工件配合轉(zhuǎn)動(dòng)幾周后取下，若直通接頭的錐面上著色均勻的擦去，說(shuō)明被測(cè)工件錐角合格。印痕沿圓周不間斷，印痕連續(xù)寬度以不小于1.5mm為宜。

5 管子錐面粗糙度的修正

5.1 管子擴(kuò)口

找出74°擴(kuò)口有嚴(yán)重環(huán)形波紋和徑向有劃傷管子，平管嘴敲離管子錐面1mm，管子擴(kuò)口端面修銼掉0.5mm，端面修銼的尺寸大于錐面劃傷的深度尺寸，清除毛刺不允許有裂紋。導(dǎo)管放在兩個(gè)半卡板的中心孔，導(dǎo)管被夾緊固定，定位完成后。擴(kuò)口機(jī)上安裝有三針滾壓盤，三針滾壓盤設(shè)置74°的錐角，用于從內(nèi)管頭端伸入，逐漸滾壓擴(kuò)展為74°擴(kuò)口。錐面管口端面高于平管嘴端面的尺寸，不小于0.4mm。三針滾壓盤高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給量最小，機(jī)油潤(rùn)滑，達(dá)到表面粗糙度。

5.2 擴(kuò)口旋壓修光

鋁管擴(kuò)口時(shí)，三針滾壓盤高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給過大，鋁管的強(qiáng)度小，三個(gè)滾針順間把擴(kuò)口的錐面旋壓成了如圖2的波紋形狀。圓度誤差較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接觸面上密封環(huán)的某些區(qū)域接觸應(yīng)力過小甚至不接觸，無(wú)法達(dá)到理想的密封效果。正確的進(jìn)給方式是，進(jìn)給量開始的時(shí)間可以大一些，導(dǎo)管擴(kuò)口端面距離平管嘴1mm時(shí)，三個(gè)滾針要緊貼擴(kuò)口錐面，幾乎沒有進(jìn)給量，滾針高速轉(zhuǎn)動(dòng)，旋壓修正錐面的波紋，加適量的機(jī)油，增力擴(kuò)口錐面的表面粗糙度。錐面表面粗糙度為Ra.4以上。

導(dǎo)管擴(kuò)口部分的內(nèi)錐表面向圓柱表面的過渡，應(yīng)光滑無(wú)環(huán)形波紋。允許有未形成環(huán)形波紋的急劇過渡。DN≤10mm的鋁合金制導(dǎo)管，允許有不明顯的環(huán)形波紋。校正時(shí)，內(nèi)外錐形部分向圓柱表面的過渡應(yīng)光滑。

6 擰緊程度的控制

為了保證連接件的密封性，根據(jù)導(dǎo)管接頭和外套螺母中任何一種是鋁制品的規(guī)定，直通管接頭與外套螺母的擰緊力矩在43.10N.m至最大擰緊力矩58.50N.m的力矩之間。軸向預(yù)緊力過時(shí)，密封區(qū)域的接觸應(yīng)力不足，喇叭口軸向有較小的波浪紋，徑向錐面上有細(xì)小的旋壓紋路，粗糙度較低不能實(shí)現(xiàn)有效的密封。產(chǎn)品在 振動(dòng)過程中，外套螺母容易松動(dòng)，發(fā)生漏液。軸向預(yù)緊力過大時(shí)，過度的接觸應(yīng)力會(huì)超過材料的承載極限，管子擴(kuò)口容易發(fā)生塑性變形，刺叭口摩擦出傷痕，粗造度降底，直通管接頭螺紋精度較底時(shí)和外套螺母的螺紋容易發(fā)生亂扣，破壞結(jié)構(gòu)的完整性，導(dǎo)致泄漏的發(fā)生。因此，對(duì)于擴(kuò)口式管接頭，軸向預(yù)緊力必須控制在最小擰緊力矩至最大擰緊力矩之間，才能保證可靠的密封性能。

7 管路的清洗

在液壓系統(tǒng)的使用過程中，液壓系統(tǒng)油液清潔及管路的清洗技術(shù)，這對(duì)于液壓系統(tǒng)的運(yùn)行具有十分重要的意義。

所有導(dǎo)管在安裝前應(yīng)拆下導(dǎo)管兩端堵蓋或包扎物，檢查導(dǎo)管不允許有裂紋，毛刺，壓坑，銹蝕及其它機(jī)械損傷，表面漆層不允許脫落，絕緣層，包敷保護(hù)層不允許破損。導(dǎo)管喇叭口是否有切屑，焊接過程中產(chǎn)生的渣體，還有灰塵以及鑄造時(shí)產(chǎn)生的沙粒，導(dǎo)管旋壓修光時(shí)的冷卻液。這些直接影響擴(kuò)口管接頭的密封和喇叭口的表面粗糙度。

直通接頭、轉(zhuǎn)接管接頭和導(dǎo)管在YPM5004汽油中清洗，清洗后使用壓縮空氣或者YPM1009工業(yè)用氣態(tài)氮吹。在使用壓縮空氣之前，應(yīng)先排氣約180S，以排放風(fēng)管中的污染物。然后將上述壓縮氣體出口對(duì)準(zhǔn)潔凈的YPM8011棉本色布表面，持續(xù)噴射25S～30S，YPM8011棉本色布表面上無(wú)可見水汽沉淀及污染物方可使用。

8 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)管路泄漏處密封問題，通過對(duì)管路中管子連接處三維空間的校正，擴(kuò)口管子74°的表面粗糙度的分析，進(jìn)行簡(jiǎn)單的著色檢查，擴(kuò)口機(jī)修正喇叭口的表面光潔度，實(shí)現(xiàn)管路的重新密封。