[发明专利]基于液体介质的形状记忆合金管接头扩径装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种扩径装置，特别是一种用于形状记忆合金管接头扩径的装置。

背景技术

形状记忆合金因为具有形状记忆效应而在工程领域得到了广泛的应用。形状记忆合金的形状记忆效应是指在某一低温相下进行塑性变形，再将其加热到某一温度，材料发生相变而能够恢复到塑性变形前的状态。形状记忆合金在形状记忆效应方面最典型的应用就是形状记忆合金管接头。形状记忆合金管接头能够实现两个管道的连接，这种连接方式既不同于螺纹机械连接，也不同于焊接。形状记忆合金管接头在应用时，先将内径尺寸略小于被连接管道外径的管接头在低温相下进行扩径变形，使其内径大于被连接管道的外径，低温状态下将被连接管道和管接头装配到一起，然后再将装配好的形状记忆管接头整体加热到某一温度，使形状记忆合金管接头发生相变，其内径尺寸因为形状记忆效应而恢复到变形前的尺寸，但是在形状恢复的过程中由于受到被连接管道的限制而对其产生约束力，从而使两个被连接管道紧密地连接到一起。形状记忆合金制造的各类管接头具有可靠性高、不易发生渗漏、结构简单、安装方便和节省装配空间等优点，因而在航空、航天和船舶等领域得到了广泛的应用。但目前形状记忆合金管接头的扩径都是采用刚性的锥形冲头从管道内穿过来实现扩径的，由于锥形冲头从管接头内穿过时与管接头的内壁是局部接触的，因此管接头在扩径过程中并不是发生整体变形，因而该工艺生产出来的管接头内部会存在很大的残余应力。这些残余应力不但会影响管接头的尺寸精度，甚至还可能会在装配后的形状恢复过程中继续存在，影响连接性能，而且会使管接头的抗应力腐蚀性能下降，因而降低其使用寿命。另外，在用锥形冲头对形状记忆管接头进行机械扩径时，经常会造成管接头内表面的局部塑性变形或划伤，从而会影响形状记忆合金管接头的形状记忆效应和紧固力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能在普通压力机上使用，且能高效率地成形出变形均匀、残余应力小和尺寸精度高的基于液体介质的形状记忆合金管接头扩径装置。

本发明的目的是这样实现的：

包括上模、液压装置和下模三部分；

所述上模包括垫板1、固定板2、聚胺酯橡胶环3、上压头4、密封圈14、冲头15、阶梯螺栓16和固定螺栓17，垫板1上带有凸缘并开有台阶孔，所述阶梯螺栓16嵌装在台阶孔中、且阶梯螺栓16与垫板1之间间隙配合，固定板2中心开设阶梯孔，冲头15上的台阶嵌入所述阶梯孔中，垫板1与固定板2之间通过固定螺栓17固定，固定板2的有用于阶梯螺栓16的穿过的通孔、且所述通孔与阶梯螺栓16之间采用间隙配合，聚胺脂橡胶环3套在阶梯螺栓16的光面部分，阶梯螺栓16的螺纹一端与上压头4相联，上压头4中心处还开有通孔、且所述通孔与冲头15之间有用于液压装置嵌入的空隙，冲头15上设置密封圈14；

液压装置包括固定管5、下固定管7、液压缸9、软胶袋12，上固定管5和下固定管7分别将软胶袋12的上、下端与液压缸9固定在一起，液压缸9的内孔为盲孔、下端为盲端、侧壁上开有小孔，液压缸及软胶袋中注有液体介质11；

下模由下压头8和导柱10组成，下压头8的下半部分带有凸缘，下压头8中心开有一盲孔；

形状记忆合金管坯6安装于液压装置的软胶袋12外，液压装置的上端嵌入上压头4中心处的通孔，液压装置的下端嵌入下压头8中心的盲孔。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、在上压头4上以过盈配合的方式对称装有两个导套13，下压头8上设置两个导柱10，导柱10与导套13之间滑动配合。

2、上压头4与形状记忆合金管坯6的接触面为斜面。

3、冲头15的外壁上开有一环形凹槽，密封圈14的嵌入环形凹槽中。

本发明与已有技术相比，具有以下优点：

1.不需要专用的实验设备，在普通的单动压力机上便可实现单动双压的功能，完成形状记忆合金管接头的扩径成形。

2.装置结构简单，易于制造，因胀开后软胶袋的形状尺寸随管坯尺寸可变，只需一套装置，便可完成多种直径形状记忆合金管接头的扩径成形，故通用性强。

3.本装置不需单独的增压系统，通过调节压力机行程即可实现自增压，因此使用方便，造价低，且工作效率高。

4.用本装置生产的形状记忆合金管接头在液体压力下整体变形，变形均匀，尺寸精度高，残余应力小，连接性能更好。

5.本装置通过液体介质对形状记忆合金管接头静力加载变形，避免了传统冲头机械扩径对管接头内壁的损伤，有利于制造高性能的形状记忆合金管接头。

附图说明