Facteurs affectant la qualité de l'assemblage des flexibles hydrauliques

1. Composition et classification des joints de flexibles hydrauliques

L'assemblage de raccord de flexible hydraulique se compose de deux parties : un flexible en caoutchouc et un raccord métallique. Il est principalement classé en fonction de la plage de pression de service et du type de raccordement du flexible et du raccord.

Classification par plage de pression de travail

Basse pression : la pression de travail est inférieure à 3 MPa, principalement le tuyau hydraulique tissé avec du fil de coton (fibre). Principalement utilisé dans le circuit d'huile de contrôle, la canalisation de frein automobile et certaines machines-outils hydrauliques .

Moyenne pression : La pression de service est comprise entre 3 et 10 MPa. Il s'agit principalement de flexibles hydrauliques tressés en fil d'acier de grand diamètre (supérieur à 25 mm). Ils sont principalement utilisés pour les circuits d'huile moyenne et basse pression et les circuits de retour d'huile.

Haute pression : La pression de travail est comprise entre 10 et 31,5 MPa, principalement les tubes d'enroulement de type I, II, III et de fil d'acier avec fil d'acier tressé en dessous de h25. Principalement utilisé dans les systèmes à haute pression .

Ultra-élevé : La pression de travail des machines haute pression est supérieure à 31,5 MPa, principalement pour les tubes d'enroulement de fils d'acier de diamètre inférieur à h31,5. Avec le développement des machines hydrauliques à ultra-haute pression et à haute puissance, la demande pour ces machines augmente.

Classification selon la méthode de connexion du tuyau et du joint

L'ensemble de joint de tuyau serti utilise une force externe pour forcer la gaine du joint à se rétrécir vers l'intérieur jusqu'à une certaine taille à froid, de sorte que le tuyau et le joint puissent être connectés de manière fiable.

Pour l'assemblage détachable, le joint et le tuyau sont comprimés à travers le noyau avec un cône extérieur pour comprimer la couche de caoutchouc intérieure du tuyau pour le rendre proche du cône intérieur du manchon de joint.

Autrement dit, la connexion est assurée par l'espace conique inversé formé entre le noyau et le manchon, tout en comprimant les couches de caoutchouc intérieure et extérieure du tuyau. Cependant, la qualité de la connexion est instable. C'est pourquoi les fabricants professionnels chinois utilisent généralement le type à retenue.

2. Relation entre la structure et les performances des assemblages de flexibles hydrauliques

1. Tuyau

Le tuyau hydraulique est composé d'une couche de caoutchouc intérieure, d'une couche de renfort et d'une couche de caoutchouc extérieure La couche intérieure de caoutchouc est en contact direct avec l'huile. Elle doit donc résister à la corrosion du fluide lors de conditions de fonctionnement prolongées et prévenir les fuites. Grâce à la couche de renfort, elle peut résister à une certaine pression.

Il est donc conseillé d'utiliser du caoutchouc nitrile. Outre le composé de caoutchouc, les principaux facteurs influençant les performances sont la dureté, l'épaisseur et la déformation permanente de la couche interne de caoutchouc. La dureté et la déformation permanente ont une grande influence sur les performances d'étanchéité. En général, une dureté élevée, une faible déformation permanente après compression et une meilleure étanchéité sont optimales. En général, une dureté de 70 à 85 Shore et une déformation rémanente après compression de 50 % sont optimales.

L'épaisseur de la couche intérieure de caoutchouc est de préférence comprise entre 1,5 et 2,5 mm. Une épaisseur excessive augmente l'écoulement lors de la rétention, ce qui entraîne une accumulation excessive de colle sur la face de contact du manchon de l'âme de joint et du tube en caoutchouc, réduisant ainsi la section d'écoulement ; rupture lors de la rétention.

Parallèlement, l'uniformité de l'épaisseur de la couche de caoutchouc interne est également essentielle. Une épaisseur inégale peut provoquer des fissures sur un côté et un empilement sur l'autre après compression. Les piqûres à la surface de la couche de caoutchouc interne sont également un facteur important affectant la qualité des performances.

Les flexibles hydrauliques reposent principalement sur des couches de renfort pour résister à la pression. Le flexible tressé est collé aux couches intérieure et extérieure.

En raison du contact mutuel entre les fils d'acier dans la même couche tressée, lorsqu'ils sont soumis à une pression dynamique, le frottement entre les fils d'acier affectera leur durabilité en raison de leur dilatation et de leur contraction différentes.

Le tube d'enroulement est composé de deux couches avec des directions d'enroulement différentes pour former une couche de travail, et il y a une colle intermédiaire entre les deux couches, il n'y a donc pas d'intersection entre les deux couches de fils d'acier dans la même couche de travail.

Par conséquent, il n'entraîne ni concentration de contraintes, ni frottement, ni usure dus à la flexion croisée des fils sous pression dynamique. Il offre ainsi une bonne durabilité et résiste aux fortes pressions.

La couche extérieure en caoutchouc du flexible hydraulique adhère à la couche de renfort, généralement en néoprène, pour la protéger. Il convient de veiller à ce qu'elle ne vieillisse pas et ne se fissure pas, ce qui pourrait compromettre la durée de vie du flexible.

2. Articulation

Le joint de tuyau serti se compose d'un noyau de joint, d'un écrou et d'une gaine.

Les principaux facteurs affectant les performances du noyau de joint sont la longueur de la tige, la forme structurelle, l'épaisseur de la paroi et le matériau. Du point de vue de l'étanchéité et de la prévention de l'arrachement, plus le mandrin est long, mieux c'est, mais une longueur excessive entraîne un gaspillage de matière et une augmentation des coûts de fabrication.

De plus, afin d'éviter que l'extrémité du noyau ne s'empile lors de son sertissage, la conception générale exige que sa longueur soit légèrement supérieure à celle de la gaine.

Il existe de nombreuses formes structurelles de tiges centrales, notamment des rainures en R et en zigzag, qui augmentent la surface de frottement et facilitent l'écoulement du caoutchouc. Actuellement, les tubes tressés en fil d'acier utilisent des rainures en R, tandis que les tubes d'enroulement à haute pression utilisent des rainures en zigzag.

Matériau : Le noyau du joint est généralement en acier au carbone de construction de calibres 20, 35 et 45. Afin d'éviter toute déformation du trou intérieur du noyau et d'augmenter la résistance aux liquides lors de la rétention, l'épaisseur de la paroi du noyau doit être soigneusement choisie, généralement entre 1,5 et 3,5 mm. Plus le diamètre est grand, plus la valeur est élevée.

Il est interdit d'interférer excessivement entre le cercle extérieur du noyau et l'orifice intérieur du tuyau, car cela endommagerait le caoutchouc intérieur et rendrait difficile l'assemblage de la cavité. Un orifice intérieur du noyau trop petit augmenterait la résistance du liquide et entraînerait une perte de charge.

Le diamètre extérieur du noyau étant limité par ces contraintes, la taille du tuyau lui-même varie considérablement. Pour répondre aux exigences de débit minimal de l'assemblage, il est nécessaire d'optimiser la rétention.

Gaine de joint : la taille du trou intérieur doit être convenablement plus grande que la taille de la couche de renfort, sinon elle ne peut pas être installée et même la couche de renfort sera complètement dispersée.

L'écartement général est de 1 à 1,5 mm. La forme de la rainure à l'intérieur de la chemise influence directement la qualité de l'assemblage. Il existe actuellement des modèles à trou droit sans rainure, à rainure crantée et à rainure combinée annulaire et crantée.

3. Le processus de sertissage est le facteur le plus important affectant la qualité

Le facteur technologique le plus important affectant la qualité d'un assemblage de flexible serti est le procédé de sertissage. Il existe actuellement deux méthodes principales de retenue : l'une est le type à insertion axiale, qui peut être réalisé à l'aide d'un moule spécial sur une presse universelle. La retenue est difficile à ajuster et la surface extérieure de la gaine est facilement endommagée lors du processus de retenue. Pour retirer le clip, procédez comme suit :

Le moule doit être de type fendu. Cela crée une couture qui altère l'aspect du produit fini. L'autre type est de type à retenue radiale, et ses moules sont divisés en moules fendus, à trois lobes, à six lobes et à huit lobes.

Il est adapté à la production en série de moules à six et huit lobes. La qualité du sertissage repose sur une bonne maîtrise de la compression du caoutchouc intérieur du tuyau et du sertissage de la gaine extérieure.

Selon les pratiques de production, il est relativement simple d'utiliser une formule empirique pour calculer la compression du caoutchouc intérieur.

t=(B-e+f)×x

t-quantité de compression du caoutchouc intérieur (ou quantité de retenue de la gaine, unilatérale) mm, B-épaisseur unilatérale du caoutchouc intérieur, mm ; (B peut être mesuré directement ou calculé par la formule suivante)

B=(d2-d)/2-nt1

d- le diamètre extérieur de la couche de fil d'acier du tuyau, mm d- le diamètre intérieur du tuyau, mm

n - le nombre de couches de caoutchouc moyen (deux couches de fil d'acier, une couche de caoutchouc moyen ; trois couches de fil d'acier et deux couches de caoutchouc moyen)

t- l'épaisseur de la couche de caoutchouc, sa valeur est de 0,3 mm

e- l'expansion du noyau du joint jusqu'au trou intérieur du tuyau mm, e=(d2-d)/2

d1 - diamètre extérieur du noyau, mm

f- l'écart entre le manchon de joint et le diamètre extérieur de la couche de fil d'acier du tuyau, mm f=(d3-d2)/2

d3 - diamètre intérieur du manchon de joint, mm

x —le pourcentage de compression de la couche intérieure de caoutchouc (40-50 % pour le tuyau tressé en fil d'acier, 42 % pour une couche de fil d'acier ; 44 % pour le fil d'acier à deux couches ; 48 % pour le fil d'acier à trois couches ; 55-65 % pour le tube d'enroulement en fil d'acier % ; le tube tressé en fibre de coton prend environ 20 %.)

Pour un tube tressé en fibre sans décollement du caoutchouc extérieur, B = (diamètre extérieur du tube en caoutchouc - diamètre intérieur du tube en caoutchouc) / 2. Le diamètre extérieur du manchon après retenue est D = D - 2t.