RU2156396C2 - Method of connection of pressure hose with nipple - Google Patents

Abstract

FIELD: hydraulic systems of machines. SUBSTANCE: collet bush is mounted at the end of pressure hose provided with load-bearing braiding on inner surface with nipple inside it. Clamping members of joint are mounted on the outside. Axial force of internal pressure of medium is taken up by collet distance piece of load-bearing braiding inside hose beyond zone of compression by external clamping members. EFFECT: enhanced reliability of connection. 2 dwg

Description

Изобретение относится и области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в гидросистемах машин для соединения рукавов высокого давления с ниппелем. The invention relates to the field of engineering hydraulics and can be used in hydraulic systems of machines for connecting high pressure hoses with a nipple.

Известны способы соединения рукавов высокого давления с ниппелем, в которых для восприятия осевой силы при нагружении соединения внутренним давлением среды применяется обжатие рукава с некоторым меньшим или большим встречным распором, например, натягом рукава на ниппеле. При этом доминирующими остаются сжимающие нагрузки. Known methods for connecting high pressure hoses with a nipple, in which to compress the sleeve with an internal pressure of the medium, the sleeve is crimped with some smaller or greater counter thrust, for example, by tightening the sleeve on the nipple. At the same time, compressive loads remain dominant.

Между тем, рукава изготавливаются из композитных материалов. Для таких материалов высокая прочность в направлении армирования сочетается с весьма большой чувствительностью к отклонениям от проектных нагрузок. Такими проектными нагрузками для рукава являются растягивающие, а не сжимающие нагрузки. При доминировании сжимающих нагрузок напряженно-деформированное состояние соединений не оптимально и резервы прочности рукава используются некорректно. Meanwhile, the sleeves are made of composite materials. For such materials, high strength in the direction of reinforcement is combined with a very high sensitivity to deviations from design loads. These design loads for the sleeve are tensile rather than compressive loads. Under the dominance of compressive loads, the stress-strain state of the joints is not optimal and the strength reserves of the sleeve are used incorrectly.

Сжатие рукава наружными элементами соединения возможно лишь при его некотором распоре. При встречном сжатии и растяжении силы направлены в противоположные стороны, причем при доминировании сжимающих сил силовая оплетка стремится "выключится" и сопротивляется внешним силам в низкомодульном режиме, т.е. требует для достижения необходимых удельных контактных давлений больших перемещений. В таких конструкциях велика концентрация напряжений, и надежность, следовательно, снижается. Соединения, такие как с опрессовкой муфты, перенапряжены и сложны технологически, а соединения многоразового использования массивны и сложны конструктивно. The compression of the sleeve by the external elements of the connection is possible only with some expansion. In counter compression and tension, the forces are directed in opposite directions, and when the compressive forces dominate, the power braid tends to “turn off” and resist external forces in the low-modulus mode, i.e. requires large displacements to achieve the required specific contact pressures. In such structures, the stress concentration is high, and reliability is therefore reduced. Connections, such as crimping a sleeve, are overstressed and technologically complex, and reusable joints are massive and structurally complex.

Наиболее близко к заявленному техническому решению по способу наружного сжатия служат конструкции соединения напорных рукавов с ниппелем при помощи наружной цанговой втулки (См. SU 1753168, A1, 1992). Closest to the claimed technical solution for the external compression method are the structures for connecting the pressure hoses to the nipple using the external collet sleeve (See SU 1753168, A1, 1992).

Сущность изобретения: на конце напорного с силовой оплеткой рукава на внутренней поверхности устанавливают тонкостенную цанговую втулку с распором ниппелем изнутри, а на наружной поверхности - обжимающие элементы соединения. Для оптимизации напряженно-деформированного состояния соединения, в котором доминирующими являются растягивающие нагрузки, восприятие осевой силы от внутреннего давления среды достигается цанговым распором изнутри силовой оплетки рукава за пределами зоны сжатия наружными обжимающими элементами. SUMMARY OF THE INVENTION: At the end of a pressure-braided sleeve with a power braid, a thin-walled collet sleeve with a nipple on the inside is installed on the inner surface, and compression elements of the connection are installed on the outer surface. To optimize the stress-strain state of the joint, in which tensile loads are dominant, the perception of axial force from the internal pressure of the medium is achieved by a collet spread inside the sleeve’s power braid outside the compression zone by external crimping elements.

Заявленное техническое решение направлено на разработку тонкостенной конструкции многоразового применения на основе оптимизации напряженно-деформированного состояния соединения, в котором доминирующими являются нагрузки растяжения. Конструкция соединения предполагает восприятие осевой силы от внутреннего давления среды (срывающих усилий) независимо от усилий и способа герметизации соединения наружными обжимающими элементами. The claimed technical solution is aimed at developing a reusable thin-walled structure based on optimization of the stress-strain state of the joint, in which tensile loads are dominant. The design of the connection involves the perception of axial force from the internal pressure of the medium (tearing forces), regardless of the efforts and method of sealing the connection with external crimping elements.

Согласно заявленному способу соединение напорного рукава с ниппелем содержит (см. фиг. 1) ниппель 3 с конической шейкой, внутреннюю тонкостенную втулку 4, один конец этой втулки с коническим (под шейку ниппеля) раструбом, другой - цанговый с наружной цилиндрической поверхностью и утолщением лепестков по внутреннему конусу и наружные обжимающие элементы: тонкостенную втулку 1 с цилиндрической внутренней поверхностью и цанговым окончанием с утолщением лепестков по наружному конусу и натяжное кольцо 2. According to the claimed method, the connection of the pressure hose with the nipple contains (see Fig. 1) a nipple 3 with a conical neck, an internal thin-walled sleeve 4, one end of this sleeve with a conical (under the neck of the nipple) socket, the other a collet with an outer cylindrical surface and a thickening of the petals along the inner cone and the outer crimping elements: a thin-walled sleeve 1 with a cylindrical inner surface and a collet end with thickening of the petals along the outer cone and a tension ring 2.

Предлагаемый способ реализуется при помощи монтажного, например винтового, устройства с захватами соединения и сменными упорными головками. The proposed method is implemented using a mounting, for example screw, device with a gripper connection and interchangeable thrust heads.

На фиг. 2 показаны этапы сборки соединения. In FIG. 2 shows the steps for assembling a connection.

Сборка соединения приводится в следующей последовательности: 1) на конец рукава 5 надевается наружная втулка 1, а на нее свободно (без натяга) кольцо 2 (фиг. 2, а); 2) рукав фиксируется с некоторым усилием цангами втулки 1 с помощью зажимов 6 монтажного устройства, в рукав вставляется внутренняя втулка 4 и распирается конической сменной головной 7 монтажного устройства (фиг. 2, б); 3) на цанги наружной втулки 1 натягивается кольцо 2 с помощью сменной головки 8 монтажного устройства (фиг. 2,в); 4) рукав распирается цангами втулки 4 при монтаже ниппеля 3 (фиг. 2,г). Цанговый распор втулки 4 осуществляется за пределами зоны сжатия наружными обжимающими элементами. Проводится подтяжка соединения с учетом явления реалаксации. The assembly of the connection is given in the following sequence: 1) the outer sleeve 1 is put on the end of the sleeve 5, and the ring 2 is freely (without interference) on it (Fig. 2, a); 2) the sleeve is fixed with some effort by the collets of the sleeve 1 using the clamps 6 of the mounting device, the inner sleeve 4 is inserted into the sleeve and the conical interchangeable head 7 of the mounting device is bursting (Fig. 2, b); 3) the collet 2 is pulled onto the collets of the outer sleeve 1 by means of a replaceable head 8 of the mounting device (Fig. 2, c); 4) the sleeve is bursting with collets of the sleeve 4 when mounting the nipple 3 (Fig. 2, g). The collet spacer of the sleeve 4 is carried out outside the compression zone by external crimping elements. The connection is tightened taking into account the phenomenon of re-relaxation.

Создается значительное усилие распора, воспринимаемое с одной стороны силовыми оплетками рукава 5, работающими на растяжение и контактирующими поверхностями ниппеля 3 и цангами втулки 4 с другой стороны. A significant thrust force is created, perceived on the one hand by the power braids of the sleeve 5, working in tension and in contact with the surfaces of the nipple 3 and the collets of the sleeve 4 on the other hand.

Конический раструб втулки 4, вставляемый в распор внутренней поверхности рукава 5, служит целям герметизации и для защиты внутреннего слоя от разрушения монтажным напором ниппеля 3. The conical socket of the sleeve 4, inserted into the spacer of the inner surface of the sleeve 5, serves the purpose of sealing and to protect the inner layer from destruction by the mounting pressure of the nipple 3.

При нагружении соединения внутренним давлением среды возникает осевое усилие срыва, воспринимаемое силами трения. Эти силы трения связаны с контактными силами от распора рукава цангами и раструбом внутренней втулки 4, посадки ниппеля 3 и внутренней втулки 4 и, наконец, от сжатия цангами наружной втулки 1. When the compound is loaded with the internal pressure of the medium, an axial stall force arises, which is perceived by the friction forces. These friction forces are associated with contact forces from the sleeve expanding collets and the bell of the inner sleeve 4, the fitting of the nipple 3 and the inner sleeve 4, and finally, from the compression of the outer sleeve 1 by the collets.

Claims (1)

Способ соединения напорного с силовой оплеткой рукава с ниппелем, включающий надевание наружной цанговой втулки и наружного обжимающего элемента на конец рукава, сжатие наружной втулки и монтаж ниппеля, отличающийся тем, что в рукав вставляют внутреннюю цанговую втулку и осуществляют распор силовой оплетки рукава при монтаже ниппеля за пределами зоны сжатия наружными обжимающими элементами. A method of connecting a pressure hose with a power braid of a sleeve with a nipple, including putting on an external collet sleeve and an external compressing element on the end of the sleeve, compressing the external sleeve and mounting the nipple, characterized in that the inner collet sleeve is inserted into the sleeve and the sleeve is braided when installing the nipple for outside the compression zone by external crimping elements.

Images