基于有限元分析的钢丝缠绕胶管协调优化

高压胶管在使用过程中,易出现疲劳损坏问题;同时受压后易在轴向伸长或缩短,使其不能满足胶管的使用。针对高压胶管出现的疲劳损坏和长度上的变化,在结构设计时使用有限元分析的方法,通过正交实验进行优化设计,研究了高压工况下四层钢丝缠绕角度对钢丝缠绕胶管的疲劳寿命和伸长率变化。结果表明,优化后的方案相对于原始设计方案,最大轴向位移减小了76%,应变能密度最大值减小了63%,较大幅度降低了胶管的轴向长度变化率,同时提升了疲劳耐久性能,达到了协调优化的目的。通过仿真分析结果对设计方案进行了快速的筛选和优化,为高压胶管的结构设计提供了新的思路,对提高胶管耐久性有一定的指导意义。

钢丝缠绕胶管伸长率和应变能密度协调设计

基于ABAQUS有限元分析软件,建立Φ152mm 4层钢丝缠绕胶管的有限元模型,得到5MPa内压作用下管体的最大轴向伸长率和最大应变能密度,利用正交设计对胶管由内到外1~4层钢丝缠绕角度进行优化,找出最佳角度排列。结果表明:正交设计优化后胶管的最佳角度排列为40°,-35°,25°,-15°,与原设计胶管相比,最大轴向伸长率减小52.08%且成功控制在0.3%以内,最大应变能密度仅增加2.5%,胶管的轴向伸长和使用寿命得到协调控制。

基于断裂力学的钢丝缠绕胶管疲劳寿命分析

建立钢丝缠绕胶管的三维有限元模型,基于橡胶材料疲劳裂纹扩展理论,选取钢丝缠绕角度、钢丝层间距、钢丝层数、钢丝直径4个结构参数,采用正交试验法,以橡胶材料疲劳寿命为依据,分析在交变负荷下胶管的疲劳寿命和最大轴向位移。结果表明:钢丝层间距对胶管疲劳寿命的影响最大,其次是钢丝缠绕角度,再次是钢丝层数,最小是钢丝直径;钢丝层数对胶管最大轴向位移的影响最大,其次是钢丝缠绕角度,再次是钢丝层间距,最小是钢丝直径。

缠绕胶管的生产工艺及产品性能

概述缠绕胶管发展史,从胶片胶布缠绕工艺参数的确定,产品性能和质量等方面阐明缠绕胶管的优越性。

高压钢丝缠绕胶管内剥胶工艺结构的受力分析

大流量高压钢丝缠绕胶管接头扣压后抗压、抗拉强度偏低,在煤矿井下使用过程中经常出现胶管接头抽头胶套破损现象。经采用胶管内剥胶生产工艺,提高了扣压后的胶管接头抗压、抗拉强度,生产使用可靠性显著提高,故障率、材料消耗降低,保障了正常生产。

强振动环境下缠绕式液压胶管流固耦合特性

针对TBM破岩过程产生基础振动对液压胶管内流体动态特性影响,根据层合板理论建立缠绕式液压胶管振动梁模型,并结合轴向流固耦合模型建立胶管轴向振动动力学模型。运用特征线法求解该数学模型,研究基础振动参数和胶管结构参数对流体响应特性影响,发现胶管出口压力波动幅值随基础振动振幅呈线性增加的趋势,随振动频率增加,在40 Hz左右达到最大,此时振动频率接近系统固有频率;胶管出口压力峰值随液压胶管长度增加而减小,胶管内径在8 mm到30 mm变化时,其先增大后减小,随泊松比增大而增大。研究结果表明振动沿胶管轴向分量加强了流体与胶管互动效应,可为TBM液压管系设计和抗振提供理论依据。

钢丝绳缠绕蒸汽胶管的研制

介绍180℃级钢丝绳缠绕蒸汽胶管的研制。胶管内径为32 mm,最大工作压力为1.0 MPa。胶管内外层胶生胶以EPDM为主,并用少量氯磺化聚乙烯橡胶(CSM),以提高耐热性。内层胶采用过氧化物硫化体系,补强体系为炭黑N550/白炭黑,防护体系为防老剂MMBI(2-巯基甲基苯丙咪唑)/RD。外层胶采用硫给予体/低硫/高促硫化体系,补强体系以白炭黑为主,其余组分选择与内层胶基本相同。所生产的钢丝绳缠绕蒸汽胶管耐高压蒸汽性能优良、承压性好、管体柔软、使用效果好。

轴向基础振动对缠绕式液压胶管沿程压力衰减特性影响

液压胶管在硬岩掘进机(TBM)液压系统中大量使用,管内流体动力学行为影响系统的安全可靠性。为了得到振动环境下管内流体压力沿管长方向的衰减特性,基于复合材料经典层合板理论和流固耦合理论,建立缠绕式胶管轴向振动的流固耦合模型,得到沿胶管管长方向压力损失的数值计算公式,通过仿真与实验研究振动参数、结构参数和流体参数对压力衰减特性的影响,研究结果表明:沿程压力损失的幅值随着基础振动振幅的增加呈线性增长,随振动频率的增加而增加;随胶管管长和管径的增加,沿程损失波动的程度减弱;随流速的增加,沿程压力损失的波动比减小,流体黏度对沿程压力损失波动的影响较小。研究结果可为TBM管系设计和抗振设计提供理论依据。

钢丝缠绕液压胶管优化设计有限元分析

采用有限元分析方法,对4层钢丝缠绕胶管的钢丝缠绕角度进行独立优化。结果表明,每层角度变化对各层应力分布均有影响,某层钢丝缠绕角度增大,本层应力随之提高,而其他3层应力随之降低。利用这一规律,可以实现对钢丝缠绕胶管缠绕角度的优化,使爆破压力和变形都达到使用要求。已证明分析结果与工程试验有很好的相关性。

钢丝缠绕液压胶管内压下的有限元分析

采用Abaqus非线性有限元分析软件对Φ19mm钢丝缠绕液压胶管受内压过程进行模拟。通过改变内外层钢丝角度,得到一定长度的钢丝缠绕胶管受内压后管体形变及钢丝所受拉力和钢丝层应力分布情况。结果表明:钢丝角度排列一定且内压大于10MPa时,管体形变和钢丝所受拉力随内压增大趋于线性增加;内两层钢丝角度固定时,管体形变及钢丝所受拉力随外两层钢丝角度增大而减小。

石煤机公司发明风动胶管保护套缠绕器

冀中装备集团石煤机公司在缠绕胶管螺旋保护套时用上了小发明——风动胶管保护套缠绕器,使工作效率提高了10倍左右。石煤机公司在组装掘进机、专用车等产品过程中,其液压驱动需使用一些液压胶管进行连接。为保护胶管外皮不受磨损,延长胶管使用寿命,胶管的表皮需要缠绕塑料螺旋保护套。

耐磨纤维缠绕喷砂胶管的研制

介绍耐磨纤维缠绕喷砂胶管的结构及内胶层配方设计.耐磨纤维缠绕喷砂胶管内胶层的厚度为6～7 mm,各纤维缠绕层采用角度搭配设计;内胶层主体材料采用NR/BR并用胶(并用比为50/50),硫化体系为硫黄/促进剂CZ/促进剂M(并用比为1.8/1/0.5),补强体系为白炭黑/炭黑N220/炭黑N330(并用比为12/50/20).采用该结构和配方生产的纤维缠绕喷砂胶管耐磨性能良好,综合性能基本达到进口同类产品水平.

我国胶管行业发展概况及市场分析(二)

2.上海尚翔汽车胶管有限公司采用德国大众公司TL-52424标准,开发出汽车电喷双层复合燃油胶管。这种胶管内胶层耐油、耐渗透,第二层橡胶耐高温,第三层橡胶耐热辐射、耐臭氧老化。采用多层橡胶复合结构,不同橡胶层间粘合强度达到性能要求。使用特殊配方。采用两层橡胶一次挤出工艺成型。汽车用化油器已被禁止使用,因此符合环保要求的发动机电喷系统用胶管需求大增。目前,这种胶管已为桑塔纳、奥迪、捷达、富康、POLO汽车所采用。3.南京7425厂已经研制出符合SAE

振动环境下液压胶管疲劳寿命分析

在硬岩掘进机(TBM)掘进过程中,液压胶管长期处于振动环境会引起胶管的疲劳破坏,因此液压胶管的选型对TBM设计及施工具有重要意义。运用经典层合板理论建立缠绕式和编织式两种液压胶管在振动载荷和油压载荷下的数学模型。仿真试验研究得到了油压及振动参数对胶管疲劳寿命的影响,结果表明:(1)在无基础振动环境下,缠绕式胶管疲劳寿命优于编织式胶管;在有基础振动条件下,编织液压胶管疲劳寿命优于缠绕液压胶管;(2)当胶管发生疲劳破坏后,胶管疲劳寿命与振幅呈近似线性关系,振动频率越靠近胶管共振频率,胶管寿命越低;可知在同等基础振动条件下,编织式液压胶管的疲劳寿命均高于缠绕式液压胶管的疲劳寿命。

液压胶管失效原因及典型案例分析

液压胶管总成又叫胶管组合件，由钢丝缠绕胶管、扣压芯子、扣压外套和螺母组装而成。液压胶管必须具备2个基本要求，即连接牢固与密封可靠。液压胶符的连接效果及密封性能取决于橡胶摩擦力和形状摩擦力。其中，橡胶摩擦力取决于扣压力，形状摩擦力取决于扣压件的形状。液压胶管失效形式及其失效原冈女口卜：

冀州胶管厂开发出输油管新工艺

经过近5年的自主研发，河北冀州市工程机械胶管厂开发出一种全新的工程机械液压系统用高性能高温低压输油缠绕胶管的生产新工艺，并已获得国家发明专利。用该工艺建成的年产50万标米生产线现已投产，专家称该产品已达到国际同类产品先进水平，可替代进口。