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摘要：液压软管总成作为液压系统的重要组成部分，在实际应用中经常出现扣压处漏油现象。本文阐述了不同软管类型的接头结构形式及其特点，针对不同接头类型采取不同扣压工艺方法，并对其失效模式进行分析。
关键词：软管接头；接头结构；失效模式
0引言
液压软管总成主要失效模式可归纳为两大类，一是由于胶管本身原材料缺陷引起的质量问题，二是软管总成生产过程中工序原因造成失效，主要表现为扣压处漏油。本文主要针对扣压部位的接头结构类型进行分析讨论，如果扣压部位结构设计不合理，在使用过程中极易出现扣压处漏油等质量问题，甚至接头拔脱或断裂造成人员伤害的安全事故。
1软管接头类型
与扣压部位有关的软管接头主要由接头芯、套筒及连接件组成。根据软管接头与胶管可靠性连接方式的不同可分为分体式接头与一体式接头。分体式接头的接头芯、套筒、螺母是分开的，装配后通扣压与软管构成不可拆分的整体。而一体式接头在软管总成扣压前，通扣预扣压结构和预扣压工艺将套筒与接头芯、螺母连成一个整体。
1.1分体式软管接头
用于分体式接头的胶管，扣压工艺可分为剥外胶扣压和内外剥胶扣压两种类型。
剥外胶扣压工艺：在软管下料后，需将胶管两端外胶层剥去一定长度，以便钢丝增强层与套筒齿槽更好地接触，当套筒受扣压机外力作用发生永久性塑性变形时，齿顶与钢丝增强层牢牢的咬合在一起，防止接头受高压冲击拔脱。此工艺方法适用于钢丝编织管和配套不带内锁式结构芯子的钢丝缠绕管。
剥内外胶扣压工艺：软管下料后需剥去一定长的内、外胶剥，此工艺方法适用于带有防拔脱结构的内锁式接头芯。通常用于超高压的钢丝缠绕管。
1.2一体式软管接头
一体式接头主要用于不剥胶扣压工艺。软管下料后无需剥内外胶，装配后扣压即可，加工工艺简单。但对胶管尺寸的稳定性要求较高，通常适用于尺寸稳定的进口编织管。
2软管接头扣压部位结构
无论是分体式接头还是一体式接头，软管接头扣压部位的关键在于芯子的齿形和套筒内齿结构，决定了扣压后软管总成的密封性能和扣压强度，软管总成失效模式大多数也集中表现为软管扣压处渗油、爆管或接头拔脱。
2.1接头芯
接头芯的外圆齿形轮廓和结构尺寸，不同企业结构设计也各式各样。根据内胶的力学性能，通常设计成锯齿槽结构（如图1），芯子外圆斜边与轴线夹角一般不超过20°。因接头芯与胶管为过盈配合，芯子与内胶接触的部位不应有尖角毛刺，因此齿顶与齿底处通过倒圆角平滑过渡，圆角半径为0.2mm-0.5mm。在芯子端面处倒圆角可以适应大一些，以防止芯子装配与扣压时，尖锐棱角损伤胶管内胶层。此种类型接头芯通常用于钢丝编织软管。
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图1 锯齿形接头芯
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图2 内锁式接头芯
对于钢丝缠绕管，更多的使用内锁式结构的接头芯（如图2）。这种类型的接头芯专门设计了一个半圆弧的防拔脱槽，以防止接头在高压冲击作用下从胶管内拔脱。这种类型的软管接头可靠性高，使用寿命长，主要应用于超高压大通径的钢丝缠绕管及恶劣工况下的缠绕管上。
2.3套筒
套筒外表面为光滑的圆柱体，内表面为一定数量的梯形齿槽。为保证套筒的内齿能穿透软管的外胶层，进入钢丝增强层，套筒的齿顶尺寸设计较窄，宽度为1-2mm。锐角处用R0.2mm的圆弧平滑过渡。接头与软管装配后，套筒的内齿在扣压外力作用下与钢丝层牢牢的咬合在一起，起到密封作用。
2.4套筒的工艺要求
1）、套筒齿顶应做成圆弧形，避免齿顶尖锐而操作钢丝增强层；
2）、在靠近软管端的第一齿齿顶直径应比其他齿齿顶的直径要大，避免扣压后内胶堆积造成应力集中（如图3所示）；
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图3
3）、套筒内圆轮廓与外圆同轴度控制在0.1mm以内；
3、扣压参数确定
扣压参数是软管成总中的关键因子，直接影响到软管总成的可靠性和安全性。扣压量不足，可导致软管接头拔脱或漏油，扣压过大，则会使内胶过分压缩导致内胶硬化的，失去弹性而渗油。
对于软管总成的整体质量，扣压参数的确定是十分重要的。根据现有扣压理论计算公式，套筒扣压前后外径的变化量Δ：
Δ=T·δ+（D2 – D1）+（d2 – d1）
式中：T—内胶层厚度，T= D1–d2–A·d3
δ—内胶压缩比；
D1—钢丝外径；
D2—套筒内径；
d1—接头芯外径；
d2—胶管内径；
d3—钢丝直径；
A—钢丝层数。
由公式可知，内胶压缩比δ设计是否合理是衡量这内胶压缩量的重要参数。通过多次性能试验，内胶压缩比在40%-55%较为理想。
上述公式对扣压参数的计算只是一个参考值，在实际工作中，要根据不同类型的软管结构参数和套筒、芯子的结构类型进行修正，行业内常用的方法是根据理论计算参考值后再通过性能试验（包括耐压试验、爆破试验、脉冲试验）加以验证，进一步修订和确定最终的扣压参数值。
4失效模式分析
4.1故障类型：由软管接头结构与扣压工艺产生的主要失效模式有：扣压处渗油、软管接头拔脱及扣压根部鼓包、爆管。
4.2故障原因：
1）扣压处渗油是液压软管总成常见的失效模式，产生的原因主要有胶管内径、钢丝层外径尺寸偏差大，内胶层厚度不均，内胶老化弹性变差、管接件尺寸不合格、胶管与管接头不匹配等诸多因素；
2）管接头在高压下拔脱是非常危险的质量事故，严重时会造成人员伤害和财产损失。造成接头拔脱的主要原因有：扣压参数设计不合理、接头与套筒齿形结构设计不合理，扣压量过小，钢丝增强层不能与芯子、套筒的齿端紧紧的咬合在一起。
3）扣压根部鼓包与爆管，可能原因有系统压力高于软管的承压能力、软管总成扭曲安装或扣压根部长期处于反复的频繁折弯状态。
5解决方法
对于胶管尺寸波较大胶管，采购分组扣压的方式，针对不同的钢丝层外内径的直径差采取不同的扣压参数，减少因尺寸偏差造成对扣压效果的影响。其次不同类结构型的接头需选择合理的扣压量，不宜过大或过小。扣压产品要在相关行业标准的支撑下通过各种性能试验，如耐压、爆破、脉冲等试验进行充分的验证。
6结束语
文中讨论了软管接头中芯子与套筒的结构类型和液压软管总成主要失效模式，分析了产生的原因及如何选择适宜的扣压量以避免软管总成性能偏低的问题。对液压软管总成可靠性提升和控制提供有力支撑。
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