液压连接

2024-05-28

液压连接（共3篇）

液压连接篇1

0引言

在送电线路施工中,架空线连接是必不少的工序,包括架空线与压接式耐张管的连接,架空线之间的直线连接,导线与跳线间的连接,导线因损伤需要压接修补等施工内容。而在众多的架空线连接方法中,液压连接是最稳定可靠的一种施工方法,且施工方便,在张力架线中便于进行高空塔上平衡挂线耐张管连接作业,因此在送电线路施工中广泛应用。本文就架空线的液压连接施工谈一些个人观点和想法。

1 架空线液压连接施工方法

架空线液压连接施工主要由液压连接材料检查及管线清洗,定位画印,割线,穿管,液压操作及压后质量检查等工序组成。

1.1 材料检查及管线清洗

架空线连接前首先应进行线管的检查,核对符合设计要求。导线和避雷线主要检查其外径和股数,以及每股股径,必要时还应测量单位长度的重量和直流电阻等参数。连接管主要检查其长度,内外径等。直线管一般以导线或避雷线的自然线头进行连接,如自然线头质量有散股等情况不能满足要求,则应根据情况进行切除处理。其目的在于核查确认管线符合设计和出厂管线型号要求,确认管线匹配,选择相应的压接模具,为填写《导地线液压施工隐蔽记录》、《导、地线耐张液压管施工检查及评级记录》、《导、地线直线液压管施工检查及评级记录》中相关记录提供实测原始数据。

管线检验后应进行管线清洗,清理管内外部污物和线外部污物及影响接触电阻的氧化膜、防腐剂。一般以棉纱蘸少量汽油清洗,对于铝股还应涂以电力导电脂,以降低其接触电阻。清洗完后管线均应妥善保管或保护。

1.2 导线及避雷线切割前的定位画印

避雷线直线连接管,一般为对接,其画印一般以其自然线头为起点,每根线画印一次长度为其连接管长的一半。避雷线耐张管一般以避雷线插入其内空管并露出管底5,在其管出口处画印。导线直接连接管,每根线应画印两次。对接管,一印长度为其内部对接钢管长度的一半,以其自然线头为起点 ;另一印为其外部铝管长度的一半,以压后钢管长度一半处(与铝管长度一半处重合,即两管中心重合)为起点。对于搭接管,一印长度为其内部搭接钢管的长度,以其自然线头为起点 ;另一印为其外部铝管长度的一半,以压后钢管长度一半处(与铝管长度一半处重合,即两管中心重合)为起点。耐张管的切割长度,是根据测控放样所确定的最终弧垂所画印记减去耐张绝缘子金具串实际长度确定的。导线需画印一次,为钢芯插入钢锚的内空长度。实践中还应考虑液压过程中导线和避雷线施压过程中的伸长,画印时应进行预留,一般钢芯伸长按5 ~ 10㎜预留,铝股按10 ~ 15㎜预留考虑压后钢管和铝股的相互伸长影响。耐张管和直接连接管,还要进行铝管外部画印,以确定外部施压区和长度。定位画印目的是保证穿线到位,保证内部钢管中心与外部铝管中心重合,保证压模落位正确。

1.3 导线及避雷线按印割线

割线应按定位画印严格进行,导线铝股割线时应逐层进行,用手锯切断外层及中层铝股,切割内层铝股时,只割到每股直径的3/4处,然后将铝股逐股掰断,不得割伤钢芯。割线前定位印外侧10 ~ 20㎜处应进行绑扎,防止散股,如图1所示 :

1 -钢芯 2 -铝股 3 -铝管 P -绑线N -割线点

搭接直线接续管的穿管操作顺序如下 :a. 套铝管,自导线的一端先套入 ;b. 穿钢管,一端先穿入钢管 ;另一端与已穿入的钢芯相对搭接穿入(不是对接),钢锚管口与铝股割线处间距应为伸长预留长,如图3 ;c. 穿铝管,将铝管顺铝线绞制方向,向另一侧旋转推入,直至两端管口与铝线上两端定位印记A重合为止。对接直线接续管操作顺序基本与搭接管相似,不同的是搭接时其钢芯需略露出管口约5㎜,而对接两线钢芯均位于对接钢管管长中心处,类似于图3中避雷线对接。

1—钢芯 ;2—钢管 ;3—铝线 ;4—铝管

2 架空线液压连接施工质量影响因素

架空线的液压连接施工质量的影响因素主要有“人、材料、方法”三大方面,施工过程中对这五方面的因素进行严格控制,是保证施工质量的关键工作。

2.1 人的因素

人是架空线的液压连接施工的直接参与施工的组织者、指挥者和操作者。人的因素是其质量管理中的第一因素,起决定性作用。因此抓液压连接质量应以控制人的因素为基本出发点。作为控制对象,人应避免产生失误 ;作为控制动力,应充分调动人的积极性,发挥人的主导作用。

2.2 材料的因素

导地线、连接管等材料质量是液压连接质量的基础,材料质量不符合要求,工程质量就不可能符合要求。所以加强材料质量控制,是提高液压连接质量的重要保证。压接施工人员的技术水平再高,压接设备再好,没有一个好的接线管,压后的接头也会是不合格的。如果压接管内径过小,导线穿管就很困难。连接后的握着强度,在架线施工前应进行试件试验,导线或避雷线必须使用与现行的电力金具配套的接续管及耐张管进行连接。各种型号的试件不得少于3组(允许直线接续管与耐张管合为一组试件),其试验握着强度,对液压不得小于导线或避雷保证计算拉断力的95% 。

2.3 方法的因素

施工方法是实现工程建设的重要手段,采用科学合理的施工方法有利于保证液压连接的质量。液压连接较钳压、爆压连接是最稳定可靠的一种施工方法。合理的施工方法,不仅能提高施工质量,还有提高施工作业工效。比如,进行搭接式直线液压连接时,为满足其搭接钢芯连接强度,一般有两种方案,一种是两线芯搭接后再加入2 ~ 3股钢芯,另一种是选用比管径小2㎜的压模,比如,搭接钢管外径如为18毫米,则选择压模为Φ16的模具进行压接(不同于一般液压多大外径管就选择对应模具进行施压,如外径如为18毫米,则选择压模为Φ18的模具),后一种方法实践中实施容易得多,不仅各项指标均符合设计要求,操作时间只有前种的二分之一到三分之二,大大节省了施工时间。还应编制详细,可操作有针对性的液压连接专项施工作业指导书、施工作业技术方案、质量计划书并进行交底。

液压连接篇2

1 下横梁的受力分析

下横梁的刚度比较大,可以按照简支梁进行计算,支点间距离为窄边力柱中心距。根据液压机的工况进行分析,图2(a)为中心锻造工况,此时下横梁中性轴以下部分受拉,中性轴以上部分受压。螺栓结合面处的弯矩为:

图2(b)为马架锻造工况,此时下横梁中性轴以上部分受拉,中性轴以下部分受压。螺栓结合面处的弯矩为:

式中,P-锻造力,N;L-马架中心距离,mm;l-液压机窄边力柱中心距离,mm。

2 螺栓组的受力分析

组合下横梁的两个半梁在螺栓预紧力F0的作用下均匀地压缩,螺栓有均匀的伸长。下横梁在锻造力的作用下,在螺栓结合面产生最大的弯矩,对于连接的螺栓组,相当于倾覆力矩的作用。半梁绕中性轴Z-Z有倾转的趋势,结合面中性轴Z-Z分成两个区域,受拉区域和受压区域,受拉区域的螺栓被进一步拉伸,半梁结合面被放松;受压区域的螺栓被放松,半梁结合面被进一步压缩。

假设结合面始终保持平面,半梁的受力情况如图3所示。

为计算简便,受拉区域的相互作用力以作用在各螺栓中心的集中力代表,受压区域的相互作用力以作用在受压区域形心的集中力代表。螺栓作用在半梁上产生的弯矩和半梁受压作用面产生的弯矩与锻造力产生在结合面处的弯矩平衡,即:

式中:Fi-受拉区域各螺栓的受力,N;Li-受拉区域各螺栓中心到结合面中性轴Z-Z的距离,mm;Fy、σy、Ay分别为受压区域形心处的作用力(N)、应力(MPa)、受压区域面积(mm2);ay-受压区域形心到结合面中性轴Z-Z的距离,mm;n-受拉区域螺栓的数量。

根据受倾覆力矩的螺栓连接的受力规律,距中性轴越远螺栓受力也越大,以Fmax代表最大螺栓负荷,Lmax代表该螺栓到中性轴的距离。并且有螺栓的工作负荷与螺栓中心到中性轴的距离成正比。即:。代入上式得到距离中性轴最远端的受拉螺栓的工作负荷。

根据各螺栓的工作负荷关系可求出各个螺栓的工作负荷。

3 螺栓直径的确定

单个预紧螺栓的受力符合力-变形三角函数关系,如图4所示。螺栓在受到工作载荷之前,受到预紧力F0的作用,螺栓受拉,半梁受到压缩。当受到工作载荷F后,螺栓被进一步拉伸,半梁结合面受压减少,残余压力为F1,为了保证结合面不开缝,必须保证F1≥0。对于工作载荷不稳定的一般连接,推荐F1=(0.6~1.0)F。这样螺栓工作时受到的总拉力F2=F+F1。

或者根据变形关系得到F2=F0+KF。其中K为螺栓的相对刚度,一般取K=0.2~0.3。

求得F2值后可进行螺栓的强度计算,确定螺栓的直径。考虑到螺栓在总拉力F2的作用下可能需要补充拧紧,所以将总拉力增加30%,用来考虑扭转切应力的影响,得到螺栓危险截面的直径为:

式中,[σ]为螺栓材料的许用应力。

按照螺纹的标准可以根据d1确定螺栓的直径。然后可以校核螺栓的预紧力是否合适,校核受压面是否压溃,校核受拉面是否开缝。

4 实例

下面以100MN液压机的组合下横梁为例计算连接螺栓。根据下横梁的结构设计有3排螺栓,每排5个,从上到下为1、2、3排列。在中心锻造时,结合面中性轴以下部分受拉,以上部分受压,根据前述可以确定2、3排螺栓的直径。在马架锻造时,结合面中性轴以上部分受拉,以下部分受压,根据前述可以确定1排螺栓的直径。计算结果见表1。

螺栓的校核从略。

5 结语

组合下横梁的设计,应使固定键完全承受锻造力引起的剪力,避免螺栓受剪,使螺栓只承受由锻造力引起的绕结合面中性轴转动的倾覆力矩。在计算过程中应首先对下横梁进行受力分析,计算出螺栓结合面的弯矩和结合面中性轴的位置。然后根据下横梁的结构确定螺栓的位置和数量,进而计算并确定螺栓的直径,最后校核结合面受拉区域的开缝情况、受压区域的压溃情况,校核螺栓是否符合预紧力的要求。

参考文献

[1]俞新陆.液压机的设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2007:156-169.

[2]濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,1992.

液压连接篇3

关键词：连接头,断裂,液压支架,推移连接头

液压支架是煤矿综采设备系列中的支护设备,其作用是支护和控制顶板,防止它冒落,为工作面设备和人员提供安全的作业空间,具备支撑、切顶、移架、推移输送机等一系列功能。推移连接头作为连接液压支架和刮板输送机的连接部件,在工作面的推进过程中与推杆一起起到了推溜和拉架的作用,故其性能的好坏对于工作面的正常推进起到了至关重要的作用。

郑州煤矿机械集团股份有限公司生产制造的ZZ9200/25/50支撑掩护式液压支架于2008年11月开始下井试用,在使用约3个月时,部分推移连接头陆续发生断裂,给安全生产带来隐患。为保证工作面的安全生产及正常推进,需在对断裂连接头进行检测的基础上,查明连接头断裂的原因,以采取相应改进措施,从而避免断裂现象的发生。

1 断裂连接头检测

1.1 化学成分

按照GB/T 1467—1978《冶金产品化学分析方法标准的总则及一般规定》对该连接头进行材质分析,连接头材料为ASTM.A148,结果见表1(该化验结果由郑州煤矿机械集团股份有限公司铸造化学试验室提供)。从该连接头化学成分来看,碳含量偏高,其余正常。

1.2 硬度测试

硬度试验在HDL-1875型布洛维硬度计试验机上进行。把试样用预磨机对测试表面进行处理,使试样上下表面平行,且测试面无划痕,表面粗糙度Ra值不大于0.2 μm,然后进行硬度测试。从一边到另一边每隔3 mm测量1次,每处测量3个点,试验力的保持时间为15～20 s。将每处3个点的硬度值取平均值作为该处的硬度实验值,硬度值沿截面的分布如图1所示。

由图1可以看出,连接头截面硬度值分布梯度较陡,表面与心部相差较大,淬透层较浅。

1.3 宏观组织检验

(1)低倍放大镜检测。

连接头断口表面粗糙,无明显的断裂源,某些部位的分离面光滑。心部呈碎石状,周边为裂纹快速发展的撕裂棱。断口处无塑性变形痕迹。由断口形貌看来,工件的塑性、韧性差,在受载、尤其受动载荷时,容易发生断裂。

(2)低倍显微镜检验。

该检测按照《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法》(GB/T 226—1991)进行。将在连接头上所取得的试样表面加工到粗糙度Ra值不大于1.6 μm,用汽油将表面油污清除干净,然后用硝酸水溶液进行浸蚀,去除表面氧化膜,并冲洗吹干。

在该酸蚀的试片上距周边2～4 mm处,有2个直径约2 mm的砂眼。心部点状疏松,有几处呈5～6 mm的链珠状。夹杂物多为脆性,且量较多,有的块较大,心部发现的最大块尺寸为0.8 mm×2.0 mm。

1.4 金相组织检测

该检测按照GB/T 13298—1991《金属显微组织检验方法》进行。将准备好的试块用2%～4%的硝酸酒精溶液浸蚀,从检测表面边缘到中心进行观察。表面总脱碳约0.75 mm,向里约2 mm为回火索氏体+少量铁素体,再向里2～3 mm为铁素体+回火索氏体+珠光体,再向里15～20 mm为铁素体+珠光体,其余为魏氏体+珠光体+铁素体。

2 断裂分析

(1)从断口的形貌上来讲,属于脆性断裂。通过低倍放大镜检测未发现明显的裂纹扩展痕迹,宏观断口上呈粗瓷状,断裂机理应为沿晶脆性断裂。从宏观上来说,材料机体中分布较多的杂质;从微观上来说,S、P等杂质在晶界聚集较多,脆性较大,且分布较多,导致连接头在承受较大外力时没有产生塑性变形直接断裂。另外,磷含量偏高也容易引起沿晶界分离,含碳量高也降低了它的塑性和韧性。

(2)材料心部砂眼与链球状点状疏松的存在为连接头的断裂提供了充分的裂纹源,由于晶界聚集的脆性杂质较多,裂纹沿晶界快速扩展,使得材料内部晶粒无法产生滑移,也就产生了脆性断裂的断口形貌。

(3)从金相组织检测结果来看,表层为回火索氏体+铁素体,内部为铁素体+珠光体+少量的魏氏体,由此可以看出:①此铸件材料成分偏析较为严重,心部含碳量较高;②淬火效果不理想,从心部组织看,淬火时材料心部没有达到淬火温度。

引起断裂的原因主要是夹杂物量多而且块大,但是其他原因也不应当忽视。从推移连接头断裂处的支架工作面地质条件来看,倾斜角度较大,且底板较为松软,故连接头在推拉时不仅受到推溜力和拉架力,另外还受到较大的扭转力,这也是引起断裂的主要原因之一。

3 改进意见

(1)应当提高冶炼质量,减少成分偏析材料的内部缺陷,如砂眼、气孔等。

(2)冶炼时严格控制化学成分,使脆性增加的碳和杂质的含量更应该得到严格控制。

(3)由于连接头在工作时受到的力较为复杂,可以适当采用机械性能及淬透性更好的材料,以适应井下的地质条件。

(4)铸件淬火加热时,应适当延长保温时间,并减少每次的装炉活件量,以保证调质后各成分均匀。

(5)增加铸后活件的探伤工序。

4 结语

针对检测分析结果,对原工艺进行了改进:在为用户提供补制件时,将材料由ASTM.A148改为综合机械性能更好的ZG30Cr06A,并严格控制冶炼过程中各种杂质的含量,对每件活件均进行超声波探伤,以确保内部无缺陷,同时在热处理调质时将淬火保温时间提高1 h。

按照改进工艺措施生产出的连接头,于2009年3月在井下使用,至今尚未发现断裂现象。