毕业论文--一种承压式集热器快速连接扣件.doc

XXXXX学校 毕业论文 姓 名： XXX 学 号 XXXXXXXX 学 院： XXXXXXXXXX 专 业： XXXXXXXXXXXX 论文题目: 一种承压式集热器快速连接扣件 XXXX年月日 图1 图2 二、研发过程 （一）研发一阶段 1.设计思路 根据上面介绍的情况研发一种新型的连接方法，为了防止老化，增加使用寿命，以及能够承压，新连接方法就不能再采用橡胶连接而应该采用金属连接，在网上查阅大量的资料后，发现在石油化工设备和管道连接中应用最为广泛的密封连接形式是螺栓法兰连接。螺栓法兰连接结构具有可靠性高，承载能力强的特点，被广泛应用于航空航天、化工机械、核能、国防等领域的连接结构中。典型的螺栓法兰连接由螺栓组件，对接法兰盘及垫圈等组成。在载荷作用下，连接结构通过各组件之间的相互接触和摩擦传递力。 借鉴工业上的法兰连接，公司技术人员开始着手设计一种承压式集热器快速连接件。这种连接件由法兰片，螺栓，橡胶垫圈组成。接下来就是选材的问题，考虑到螺栓法兰连接件在集热器上载荷的压力远远小于航空航天、化工机械上所载荷的压力，以及便于成型，我们选用的材料是铝合金。接下来的工作就是做模具，购置冲床。做好法兰片得模具就开始冲压成型。法兰片上均匀的分布着三个光孔，整个组件由，法兰片、螺栓、螺帽、垫圈组成（见图3）。还有很重要的一点，就是使用这种连接扣件，集热器的翼管边缘需要用翻边机翻边，这样才能扣住接连扣件。所以在施工过程中，就需要把法兰片套进翼管后再用翻边机把翼管的边缘翻边，以致能够紧紧卡住法兰片不会脱落，在翼管中间放置一片橡胶垫圈，防止漏水。最后在通过螺栓把两片法兰片连接起来（如图4）。 图3 图4 2.使用情况 这种连接扣件在公司做实验后效果很好，几乎不存在漏水问题，使用寿命也增强了，纯金属连接增强了外观的美观。这种连接方式解决了很多以前采用橡胶管连接时存在的问题，一是增加了连接扣件的耐用性不存在老化漏水的问题；二是解决了承压漏水的问题；三是改善了外观的问题。四是使用起来很方便，能够实现快速连接，提高了工作效率。小范围使用后效果很好，接着就开始在工程上大规模推广使用。 3.优缺点 使用一段时间后才发现新的问题又来了。螺栓法兰连接件是解决了密封性不好漏水，老化漏水，以及不能承载高负荷压力的问题，但是使用这种连接扣件必需要施工工程中，把翻边机带到现场，可是现场环境下使用翻边机很不方便，有些工地甚至不具备使用翻边机的条件。在使用一段时间后发现，维修相当的麻烦。大规模生产后有些螺栓法兰连接扣件在冲压成型时误差过大，或者冲压时工艺不对，或者时间长了模具磨损严重，导致冲压出来的法兰片质量不好，不同心，或者厚薄不一致，以致在高负荷的条件下使用一段时间后就出现漏水现象，出现误差在加工过程中是很难避免的，这就需要跟换连接扣件。还有一种情况就是，现场条件不好，或者操作翻边机得工作人员技术不好，会造成翻出来的边缘质量不过关，时间一长就会造成老化出现漏水，维修的时候也是很麻烦。可是翼管一端是翻过边的，一端是集热板，无法取出要跟换的法兰片，必须得用锯子翻出来的边缘锯掉，换上新的法兰片再进行翻边。这样不仅相当麻烦，跟换次数多以后，锯断的翼管太长，以致长度不足带来更多的麻烦问题。这样看来这样的方法不是万能之策，还存在很多问题，还需要改进。 （二）研发二阶段 1.设计思路 根据螺栓法兰连接在实际应用中存在的问题，公司技术人员聚集在一起开会讨论研究，在仔细研究过这种连接扣件后，发现了问题的关键点，那就是法兰片的连接扣件是死的，要解决根本的问题就要让法兰片变得灵活，能够方便拆装。找到问题的关键就好办了，接下来的工作就是对法兰片进行改装，使其变得灵活便于拆卸。在找到问题关键后，对法兰片进行了改装，法兰片组被分成四个部分，仍然由螺栓来连接。这种连接扣件虽然能够方便的拆卸，但是法兰片与法兰片间的间隙太大，扣不紧，容易漏水。这是一个很难解决的问题，公司的技术员陷入了困境。 在一次又一次的实验，及查阅大量的资料后，在原来的基础上增加了一道工序，用冲床在法兰片的一段折弯一段，这样就能扣紧了，间隙也减少了。连接扣件由两个半圆弧连接扣与螺栓构成，连接扣的内壁为凹状“U”形，连接扣的外壁两端各有一个连接耳，连接耳上开有连接用螺孔，连接用螺孔的轴线与管道轴线互相垂直；组合为一个连接扣件的两个半圆弧连接扣之间存有间隙S;连接扣内壁凹状为“U”形形状，“U”形形状的横截面包括等腰梯形或者圆弧形（如图5，图6）。连接扣件的工艺是这样的，共有两套模具，一套是半圆弧形的模具，一套是在半圆弧形的模具上均匀布置着三个通孔。第一步，把铝合