多路气动接头的技术综述

 RonWang   2019-06-28 16:22   313 人阅读  0 条评论

本文综合研究了气动管接头的标准和多路气动接头的技术发展现状。阐述多路气动管接头技术应用在自动化领域的重要性;介绍了现有的各种多路管接头的连接方式,技术特点,重点对矩形和圆形布置的两类多路气动管接头进行研究、分析和评价。《多路气动接头的技术综述》一文发表在中国科技纵横 China Science & Technology Overviewe 2019年第6期文献索引页面

0 引言

随着工业自动化的精细化和精密制造的发展需求,气动设备单位空间布置产品的数量呈现出集约化、模块化和高度密集化趋势,在这样的背景下国内外的气动连接件制造商设计了多种产品应对市场发展的需求。重点研究、分析和评价矩型布置多路气动管接头和圆型布置多路气动管接头的结构形式及其优缺点。

1 气动管接头的重要性

气动管路和气动管接头是属于气动系统的辅助元件,但是在保证气动系统的正常工作中起着非常关键的作用。《JB/T 7056-2008气动管接头 通用技术条件》(现行)对气动管接头产品标识、技术要求、测试方法及典型气动管接头结构及工作原理进行规范。

2 气动管接头的相关标准

气动系统的压力范围根据《GB/T 7937-2008液压气动接头及其相关元件 公称压力系列》(现行)与《ISO 4399:1995 Fluid power systems and components -Connectors and associated components-Nominal pressures》等同,JB/T 7056-2008规定气动系统中最高压力不大于2.5Mpa。《GB/T14038-2008气动连接气口和螺柱端符合》对气动连接的气口和螺柱端的尺寸要求、性能要求、测试方法和标志进行了规范。《GB/T22076-2008气动圆柱形快换接头 插头连接尺寸、技术要求、应用指南和试验》主要是针对气动圆柱形快换接头的连接尺寸、技术要求、应用指南和测试标准进行了规范。《GB/T 14514-2013气动管接头实验方法》对气动管接头相关的试验测试方式进行了规范。《GB/T 2351-2005 液压气动系统用硬管外径和软管内径》对与气动管接头直接连接的管路的内径和外径进行了规范。

《GB/T 33636-2017气动用于塑料管的插入式管接头》(现行)与ISO14743-2004国际标准《ISO 14743:2004 Pneumatic fluid power — Push-in connectors for thermoplastic tubes》的内容等效。该标准的气动接头下文简称为接头。GB/T 33636-2017和等同的ISO 14743:2004国际标准规定了接头的适用压力、温度和管子外径尺寸范围,对接头材料、结构特征和具体设计由各制造商自行选定。

3 多路气动管接头的发展现状

多路气动管接头在国内外的产品和设备中应用广泛,国内外的标准仅对通用的气动管接头进行了规范,目前尚没有相应标准对多路气动管接头进行规范和介绍。提供相应产品的有美国的TWINTEC专业多路气动管接头的制造商,美国派克(Parker)旗下品牌乐可利(Legris)的33系列产品,德国的费斯托(FESTO)的KSV系列和KDVF系列,日本SMC的KDM系列、DM和DMK系列等,国内主要的气动产品的制造商没有多路管接头产品提供,2017年国内专利CN201721206482对矩形式的多路气动管接头的连接方式进行了专利化。最新,2019年国内专利CN201821518919X对圆形多路气动接头进行申请和技术公布。

4 多路气动接头的两类典型结构

目前,多路气动管接头的产品根据布置的方式可以分为矩形布置和圆周布置两种类型。无论采用那种布置的方式,接头都由公接头端和母接头端两个部分组成,公接头端和母接头端都由两个部分端口部分,一端是与多路气管连接的部分,另一端分别是公接头的多路插头端和母接头的配合插孔端,公母接头在连接配合时采用弹性密封体密封的方式。公母接头端设置有相应的定位销和销孔,定位销一方面可以保证接头配对连接的准确性和方便性,同时,还保证接头配对的防错性。

圆形布局,多路气动接头,多孔接头,12孔接头

第一类 是采用矩形排列的方式布置的多路气动管接头,矩形排列的接头一般横向布置两排,纵向布置成多列,图1给出了典型矩形多路气动接头的实物和平面图。目前单一产品最多布置到10或11列。也有将产品设计成模块,多模块可以横向拼接延伸,这样单一模块体积小,用户可以根据设计需要完成自由组合。

采用矩形布置的产品如FESTO的KM-KDV系列多路管接头,Legris的3300系列模块化多路管接头,SMC的KDM系列,国内专利CN201721206482的布置都是采用矩形布置和模块设计的结构,国内CN201721206482专利的产品与FESTO的KM-KDV系列产品结构基本类似。

矩形布局,多路气动接头,多孔接头

图1 矩形布置多路气动管接头实物和平面图

第二类 是采用圆周方式布置的圆形多路气动接头,该系列的接头多气路布置圆周面上,图2给出12孔圆形气路接头的产品实物图和平面示意图。提供圆形多路气动接头的公司如TWINTEC的所有多路接头产品均是圆周布置方式,FESTO的KSV和KDV系列接头,Legris的332系列多路管接头,SMC的DM和DMK系列多路管接头均采用此种方式。国内专利CN201821518919X的技术信息就是采用圆周布局方式和结构的,该专利对圆周布局的多气路接头进行了技术公布和介绍。

圆形布局,多路气动接头,多孔接头,12孔接头

图2 圆形多路气动接头实物和平面图

5 矩形和圆形多路接头的优缺点

表1 矩形和圆形多路气动管接头优缺点对比

特点矩形多路气动管接头 圆形多路气动管接头
优点 设计方便,制造简单
方便实现模块化设计
可设计成DIN导轨安装
公母接头配对采用固定螺栓或专用卡子
方便实现不同管径的多气路连接
节约空间,圆形可以在单位空间布置更多气路
可结合多束管方式连接
公母接头配对可以采用手轮螺纹安装和法兰安装两种
方便实现相同管径多气管路连接
缺点 管路不易布置,空间利用率低
螺栓固定存在多管路接头的受力不均匀
不适合模块设计
不能实现不同管径管路的气路连接

从表1中对比分析得出,矩形多路气动接头在模块设计、DIN导轨安装方式及多种管径连接的场合非常具有优势,而圆形的多路气动管接头在数量多,相同尺寸管路连接,空间布置小的场合使用优于矩形接头。两种产品各有优缺点,两种产品结合使用可以实现优势互补,完美的解决工业设计中遇到的各种挑战和问题。

6 结论

多管路气动管接头的应用对多路气体连接的工况非常方便和实用,圆形和矩形两种产品优势互补,很好的解决气动流体多管路设计遇到的问题。

参考文献:

[1] 左健民.液压与气压传动[M]北京:机械工业出版社,2016:219

[2] 成大先.机械设计手册:第五卷.流体传动与控制[M].北京:化学工业出版社,2007:457

[3] 王旭东.一种多管路输送式多孔接头.ZL201821518919,北京,2018


多路气动接头的技术综述

王旭东1   王卫东2

(1.北京威士乐机电设备有限公司,北京  100172; 2.石家庄北方众城机电设备有限公司,河北石家庄  050011)

摘  要 :综述气动管接头的标准和多路气动接头的技术发展现状。阐述多路气动管接头技术应用在自动化领域的重要性;介绍了现有的各种多路管接头的连接方式,技术特点,重点对矩形和圆形布置的两类多路气动管接头进行研究、分析和评价。

关键词:气动接头;多路气动插头;模块化

中图分类号:THl38 文献标识码:A    文章编号:1671-2064(2019)10-0000-00

Multi-Connectors Pneumatics Technology:a Review

WANG Xu-dong1,WAGN Wei-dong2

(1.Beijing Vexroth M & E Equipment Co.,Ltd.,Beijing  100172;2.Shijiazhuang North Zhong Cheng M & E Equipment Co.,Ltd.,Shijiazhuang 050011)

Abstract: The standard of pneumatic pipe connector and the technical development status of multi-connectors pneumatic are reviewed. Explain the importance of the application of multi-connectors pneumatic technology in the field of automation; introduce the existing connection modes and technical features of various multi-channel pipe connectors, and focus on the research of two types of multi-channel pneumatic connector with rectangular and circular arrangement, analysis and evaluation.

Key Words: Pneumatics connector;Multi-Connector Plug; Modular

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