在流体输送、小型气动回路以及传感检测单元的布设场景里,这类带安装底座与侧孔的管状构件,是兼顾管路导通与点位固定的常用结构件。日常做设备布局时,常遇到需要在管路中段预留检测接口、同时要把管路牢靠固定在设备机架或安装面板上的需求,这类构件就是为解决这类复合需求设计的,不用额外搭配管夹和外接三通接头,能减少装配环节的零件数量,降低管路泄漏的风险点。
从结构功能上看,主体的贯通管腔是核心导通通道,内壁做了均匀的壁厚处理,既保证流体或压缩气体通过时的流道顺畅,不会出现突兀的截面突变造成压损,也能满足常规工况下的承压要求,适配低压气动回路、小流量液体输送的使用场景。管身两侧伸出的带孔吊耳结构,是专门为辅助挂载或铰接设计的,当管路需要随执行件做小角度摆动、或是需要挂载小型检测元件时,这两个吊耳可以作为铰接支点或是安装位,不用额外在管身焊接支架,避免焊接变形影响管腔的圆度,也省去了后续焊后打磨、校正的工序。
底部的两个安装底座是整个构件的固定核心,每个底座上都开有贯通的安装孔,孔位做了沉台设计,装配时内六角螺栓的头部可以完全沉入沉台内,不会突出底座平面,保证构件安装后和安装面完全贴合,不会出现螺栓头干涉导致的安装翘曲。两个底座的间距是经过匹配计算的,刚好适配常用的20系、30系工业铝型材的槽距,不用额外做转接板,直接就能通过T型螺栓固定在铝型材机架上,也可以通过膨胀螺栓固定在混凝土墙面、或是通过自攻螺丝固定在非金属安装面板上,安装适配性很强。
管身上的小孔是功能拓展位,这个小孔的轴线和主管腔轴线垂直相交,孔口做了倒角处理,既可以安装小型压力传感器、温度传感器来实时监测管内介质的参数,也可以作为旁通回路的取气、取液口,或是作为排气、排液的排空口使用。做结构设计时,小孔和主管腔的相贯线位置做了圆角过渡处理,避免应力集中,因为在管路承压时,相贯线位置是应力集中的高发区,圆角过渡可以有效分散应力,避免长期承压后出现裂纹,延长构件的使用寿命。
建模过程中,首先要确定主管腔的通径,根据常规的小流量管路需求选定适配的通径尺寸,再根据承压要求计算管壁厚度,保证壁厚均匀,避免出现局部过薄导致的承压不足。之后确定底部安装底座的位置,两个底座对称分布在管身的轴向两侧,保证安装后整个构件的重心落在两个安装孔的连线范围内,不会出现偏载导致的固定螺栓受力不均。侧部吊耳的位置要避开底部安装座的安装空间,同时要保证吊耳上的铰接孔有足够的壁厚,避免铰接受力时出现孔位变形。管身小孔的位置要选在管身的平直段,避开和底座、吊耳的连接位置,保证相贯线处的结构强度,同时小孔的直径要适配常用的小型传感器安装螺纹,不用额外做攻丝工序就能直接拧入标准规格的传感器接头。
实际装配使用时,要注意主管腔的两端连接方式,这里的结构可以适配快插接头、卡套接头或是焊接连接,根据不同的使用场景选择对应的连接方式,两端的管口端面都做了平切处理,保证和接头连接时的端面密封效果。底部安装时要先把一侧的螺栓预紧,调整好整个构件的水平度之后再拧紧另一侧的螺栓,避免强行装配导致管身出现内应力,长期使用后出现变形。侧孔安装传感器时,要在传感器螺纹上缠绕适量的生料带或是搭配密封垫圈,保证接口处的密封性能,不会出现介质泄漏的情况。侧部吊耳如果作为铰接使用,要搭配对应的销轴和轴套,减少铰接处的磨损,延长构件的使用寿命。
这类构件常应用在小型自动化设备的气动回路里,用来固定气管同时预留压力检测位,也会用在小型实验设备的流体管路中,作为管路固定和介质取样的接口,在一些传感检测支架的布设中,也可以作为穿线护管同时固定传感器的安装位置,应用场景覆盖了轻工机械、实验仪器、小型气动设备等多个领域,结构紧凑,集成度高,比传统的管夹加三通的组合方案节省至少三分之一的安装空间,同时减少了两个连接点,降低了管路泄漏的概率。
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