卡套式管接頭在內燃機車上應用的工藝研究

摘要：內燃機車中卡套式管接頭的連接工藝對制動系統(tǒng)管路的密封性和安全性有著重要的影響。本文介紹了卡套式管接頭的原理，優(yōu)化了裝配工藝，對一些重要裝配參數(shù)給出了明確的指導數(shù)值。通過機理分析和現(xiàn)場試驗，找出了泄漏產(chǎn)生的主要原因，并給出了防治措施。

關鍵詞：卡套式管接頭;內燃機車;泄漏;防治措施

1 ?卡套式管接頭的選用及作用原理

按可承受的壓力，卡套式管接頭可分為：LL系列、L系列、S系列。按結構，卡套式管接頭可分為：漸進式和EO-2兩種。我公司采用L系列漸進式卡套式管接頭，選用的管接頭分別和？準10X1.5、？準18X1.5、？準22X1.5、？準28X1.5、？準35X2的鋼管相匹配，此種管接頭不帶橡膠密封圈，耐低溫性好，可以多次裝拆。

漸進式卡套式管接頭由接頭體、卡套、外套螺母三部分組成。漸進式卡套式管接頭（以下簡稱為卡套式管接頭）為剛性密封，卡套在受控壓力下產(chǎn)生了變形，其刃口向內收縮并逐漸切入鋼管，與鋼管外壁形成密封副AB，當A、B刃口切入到設計深度時，止動邊C可限制刃口的過量切入，從而避免對鋼管造成損傷;擰緊外套螺母時，卡套E點和接頭體內錐面緊密接觸，F(xiàn)段彈性隆起形成龜背，與接頭體內錐貼合，形成密封。

2 ?卡套式管接頭裝配工藝

2.1 卡套式管接頭的預裝

預裝為卡套式管接頭裝配中最重要的部分，直接關系到制動系統(tǒng)密封的可靠性。預裝通?？梢苑譃轭A裝機預裝和手動預裝兩種。

2.1.1 預裝機預裝

①將卡套、螺母裝在管子外壁，卡套和螺母安裝方向，卡套裝反則無效。

②壓裝前，在預壓模具內錐孔上涂少許潤滑油，用以有效延長模具的使用壽命?？ㄌ讐貉b過程中，應保證管子端部與預壓模具內錐孔底部相貼。

2.1.2 手動預裝

如無卡套預裝機或相應壓裝模具，也可采用手動預裝，預裝要求所示：在接頭體絲扣表面涂少許潤滑油，將鋼管插入接頭體底部，用一把開口扳手固定住接頭器中部，另一把開口扳手擰緊外套螺母，到擰緊力矩激增時，再擰緊1.5圈。預裝后，確認卡套刃口，標準同預裝機預裝。

2.2 卡套式管接頭的正式裝配

對于已完成預裝的卡套式管接頭，正式裝配相對簡單，其具體步驟如下：①正式裝配前檢查預裝好的鋼管和卡套，確認狀態(tài)良好無破損。②在接頭體內錐面和外絲扣及卡套密封錐面處涂少量的潤滑油，以防緊固外套螺母時損壞密封面。③鋼管插入接頭體時，用力不得過大，以免損傷預裝好的卡套刃口。④擰緊外套螺母時，當力矩突然激增時，使用記號筆畫記號，再擰緊外套螺母 1/6～1/4圈即可。擰緊力矩不能過大或過小，否則均可能引起泄漏。

3 ?卡套式管接頭泄漏原因分析及防治措施

在實際使用過程中，卡套式管接頭時常出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。對此，通過對卡套式管接頭的泄漏機理進行分析和結合現(xiàn)場實際運用經(jīng)驗，總結出以下幾點產(chǎn)生泄漏的主要原因，并給出了相應的防治措施。

①原因分析：裝配使用的原材料鋼管質量不合格?？ㄌ椎度星腥氲匿摴芡獗砻娲嬖谌毕?，其表現(xiàn)為管口位置存在傷痕，且傷痕深度大于刀刃的切入深度，導致密封副AB雖已形成，但有缺陷;鋼管內、外徑公差范圍太大。

②原因分析：下料后的鋼管端面質量不合格，例如鋼管端面變形、端面損壞等。

防治措施：鋼管下料應采用刀具切割或激光切割的方法，下料后，應去除端面的毛刺飛邊，管端需進行倒角。鋼管端面與鋼管軸線的垂直度應小于±0.5°?？捎媒浅吆腿哌M行檢測，通過計算得出，管路外壁與角尺最大間隙應符合要求。

③原因分析：當管子彎制完畢后，鋼管任意端的折彎圓弧處斷面都會產(chǎn)生橢圓，卡套壓裝在橢圓處則無法形成有效密封。

防治措施：管路設計和現(xiàn)場配制管路時，必須保證最短端長度大于管道的彎曲半徑與鋼管半徑之和（即直線段長度必須大于與之相配合的管接頭裝配所需長度）。

④原因分析：卡套預裝后，鋼管管口受壓產(chǎn)生變形。

防治措施：當鋼管外徑>15mm時，宜在鋼管端口處添加襯套。襯套安裝方法：根據(jù)襯套大小選用相應的襯套模具，將襯套裝入模具內;將襯套連同襯套模具一起裝入管子內壁;使用橡膠錘將襯套敲入鋼管內，保證襯套與管口齊平。

⑤原因分析：外套螺母擰緊程度不合適，擰得太松或者太緊導致接頭產(chǎn)生泄漏。

防治措施：使用扭矩扳手進行擰緊，擰緊到力矩突然增大時，使用記號筆在鋼管和外套螺紋上畫標記，再將螺母擰緊1/4圈，試驗時如發(fā)現(xiàn)泄漏，可再擰緊1/4圈，若再次擰緊1/4圈后還是漏風，拆下檢查，確認卡套無損壞后重新安裝進行泄漏試驗，若卡套損壞則報廢。用扭力扳手測無泄漏時的擰緊力矩值，記下此時的數(shù)據(jù)。通過多次連續(xù)試驗。？準20以上規(guī)格管路力矩過大，人力難以達到，可采用加長套管的方式來延長力臂。套管參考長度：？準22 400mm;？準28 500mm;？準35 900mm。嚴格按數(shù)據(jù)進行執(zhí)行，可有效減少泄漏，提高生產(chǎn)效率。

⑥原因分析：卡套質量不合格。防治措施：首次使用卡套時應進行工藝評定?？ㄌ资焦芙宇^供應商變更或卡套、襯套、管路原材料、預裝設備變更時徐進行工藝評定。工藝評定流程包括：卡套預裝設備及模具的選用、試件制作（管路制作、卡套式接頭檢查、卡套預裝）、試件裝配、試驗驗證、評定報告。每次工藝評定的試件數(shù)量不應少于5件。

⑦原因分析：卡套式接頭重復拆裝性差，多次拆裝容易產(chǎn)生泄漏。由于卡套式管接頭在裝配后，卡套與鋼管產(chǎn)生了永久變形，而非彈性變形，再次裝配時，卡套與接頭體內錐度間再無法產(chǎn)生第二次變形量;多次拆裝后，因卡套與接頭體沒有裝配補償量，易出現(xiàn)泄漏。由于接頭體熱處理后硬度不夠，多次拆卸后接頭體內錐面上會產(chǎn)生傷痕，影響密封性能;而接頭體的連接螺紋、螺母的螺紋均為精度不高的普通級細牙螺紋，后一次裝配螺母要比前一次多旋緊一點點，多次拆裝后，易造成接頭體上的連接螺紋和螺母變形，脫絲，造成接頭體、螺母報廢。

防治措施：操作者需進行專業(yè)培訓，嚴格按照操作要求進行，盡可能一次裝配成功。

⑧原因分析：與電力機車相比，內燃機車振動較大，長時間運行后，卡套式管接頭容易應振動而導致密封失效，從而產(chǎn)生泄漏，其中以直角型管接頭發(fā)生泄漏的情況居多。

防治措施：在設計和管路布置時，在管接頭附近合適位置增加管卡。建議管卡的安裝位置離鋼管端部的距離 h的取值范圍為：1.5L≤h≤4L ，所示（如為直接頭， h的長度可適當放大）。通過管卡的壓緊力，抵消卡套式接頭受到的沖擊力，以此保證管接頭的密封性。

4 ?結束語

卡套式管接頭作為一種先進的管路連接方式，在內燃機車上推廣運用有著積極的意義。卡套式管接頭在內燃機車上應用的過程中，如按上文進行裝配操作和查找問題點，則可取得良好的效果，避免大量的返工，提高生產(chǎn)效率，對生產(chǎn)起到較大的促進作用。

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作者簡介：陳超（1986-），男，江蘇常州人，工程碩士，工程師，主要從事機車制動系統(tǒng)組裝及試驗等方面的工藝研究。