液压缩管机的结构及其工作原理.doc

液压缩管机的结构及其工作原理
1液压缩管机的结构

本设计为径向压块压缩式缩管机设计，所以主要介绍径向压块压缩式缩管机的结构。该缩管机主机和液压系统设计为集中组装箱体式结构，在箱体上留有可与液压站管路相连的胶管管接头插孔。箱体内可存放备用模具、常用工具及其它零配件等。。
该缩管机的主机为液压缸1，锥套8和活塞杆5用背帽6联接为一体，冲块9和中心套10用螺母与后定位板11联为一体，工作时液压系统的高压液体从口进入活塞腔，推动活塞杆向外伸出，通过锥套8的内锥面压迫冲块的外锥面，使模具弹性径向收缩，压缩金属接头使其产生一定量的径向塑性变形，达到金属接头与液压胶管相连接的目的。反向油口供油时，活塞杆回缩，锥套解除对冲块的压缩，冲块因弹簧弹性恢复，完成接头的一个压接循环。
液压缩管机的主机结构图
1-外缸体； 2-活塞杆；3-定位伴；4-缸套；5-活塞杆；6-背帽；
7-定位栓；8-锥套；9-冲块；10-中心套；11-定位板；12-螺帽

为便于说明其液压系统，将其液压系统中的工作元件—主机，用机构简图的形式表示出来。。缩管机由主机和液压站2部分组成，其中主机由缸体1，；液压站由液泵9、过滤器11和液箱12等组成。为适应井下工作面作业的配套要求，液压站设计初选齿轮泵站提供液压动力。也可根据现场作业情况，匹配其他液压站。[8]
缩管机工作原理与液压系统图
1-外缸体； 2-活塞杆；3-锥套；4-管接头；5-冲块；6-液压胶管；
7-操作阀；8-压力表；9-溢流阀；10-油泵；11-滤油器；12-油箱；13-电动机
2液压缩管机的工作原理
工作时，先将液压胶管的端头与金属管接头4套装好，插人冲块内孔预定位置。再把操作阀7打到左位，此时主机A腔为高压腔，B腔为低压腔。活塞在液体压力的作用下向右运动，活塞杆带动锥套向右轴向运动压缩冲块。这样，迫使冲块径向收缩，压接金属管接头，直至达到预先设定的压缩量为止。这个过程叫做压缩过程。
再将操作阀打到中间位置，停顿一定时间（约1 min）。这时，A， B腔分别被封闭而处于保压状态，液泵排出的液体经操作阀返回液箱。这个过程叫做保压过程。
接着，将操作阀打到右位。此时，A腔变为低压腔，B腔变为高压腔。活塞在液体压力的作用下向左运动，活塞杆带动锥套反向退回。冲块解除压迫后在弹簧作用下张开，直至锥套回退到原始位置。这时，把压接好的液压胶管从模具中拔出。这个过程叫做回退过程。
经过压缩、保压和回退3个过程，则完成接头压接的一个循环。主机在设计技术参数状态下，每完成一个压接循环最多约3 min。[8]
液压缩管机主机的设计
1中心套及盖的结构设计

中心套是是一个圆套，其上有轴肩，轴肩上有螺纹孔，通过螺纹孔把中心套固定在固定板上。由于中心套和锥套是通用的，它要同时满足压缩管径为6㎜、8㎜、10㎜、16㎜、19㎜、25㎜、32㎜的管的要求，所以现以压缩管径最大的32㎜管时的中心套为基准设计中心套，然后再分别设计不同管径时冲块的尺寸。
中心套结构尺寸图

盖是连接在中心套上，用于防止冲块从中心套槽中滑出的一个构件，它的尺寸是根据中心套来确定的，。盖的材料选用Q235。圆柱面上的孔是弹簧孔，而端面上的沉头孔用于螺钉和中心套连接。
盖的结构尺寸图
２冲块的结构设计
冲块是缩管机中最重要的零件，也是缩管机设计的核心零件，现有的结构设计大多是按传统的设计方法进行的，即以满足实际工况要求为目的进行结构设计，然后根据现场实际工作条件进行试验和测试，再作设计修改，
和中心套的装配图，从图中可以看出，冲块共有8块，分别镶嵌在中心套的8个槽中，其两端由两个弹簧支撑，这样冲块可以在径向自动向外移动。
冲块和中心套的装配图



缩管机压缩运行图

（1）压缩内径为32㎜的管时的冲块尺寸设计
冲块的结构和尺寸图
（2）压缩内径为25 mm的管时的冲块的设计：
（3）压缩内径为19 mm的管时的冲块的设计：
（4）压缩内径为16㎜的管时的冲块的设计：
（5）压缩内径为10㎜的管时的冲块的设计：
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