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弧形双孔冷却结构支撑连接件

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2022-04-11 ID:605198
  • 弧形双孔冷却结构支撑连接件

  在工业冷却回路的配套结构设计中,这类弧形双孔结构件常被用在狭小安装空间的管路衔接与支撑场景,区别于常规的直角支架或者直连接头,它的弧形外轮廓能够完美贴合弧形布置的冷却管路外壁,避免安装时出现结构干涉,同时自身的实体结构可以承担管路固定、分流导向的双重作用。从实际使用场景来看,这类零件多应用在传感器配套的冷却回路中,因为工业现场的测温、测压传感器往往需要在高温工况下保持稳定工作,必须搭配紧凑的冷却结构带走周边传导的热量,避免传感器核心元件因超温出现测量漂移或者损坏。

  从功能特性上看,该零件采用等厚的弧形板状结构,主体厚度均匀,在保证结构强度的前提下尽可能压缩了安装占用的空间,两个贯穿的通孔分别承担不同的作用:直径稍大的通孔作为冷却介质的主流道,允许冷却液以较低的流阻穿过,带走周边的热量;直径稍小的孔作为定位或者辅助流道使用,既可以穿入定位销实现零件在安装基座上的精准定位,也可以作为旁通流道连接小口径的冷却支管,满足局部点位的冷却需求。零件底部的弧形内凹面是核心的安装贴合面,加工时需要保证该面的弧度与被贴合的管路或者安装基座的外圆弧度完全匹配,安装后能够实现面接触,既可以提升热传导的效率,也能避免点接触或者线接触带来的应力集中,防止长期受振动后出现连接松动。

  设计思路上,这类零件没有采用多余的加强筋或者冗余结构,完全依靠等厚的实体结构承担载荷,弧形的外轮廓是根据安装空间的边界做的随形设计,在布置冷却回路时,如果遇到圆形的设备外壁或者弧形的安装基面,常规的方形连接件会出现边角突出、无法贴紧的问题,而这种随形的弧形结构可以顺着基面的弧度布置,最大化利用有限的安装空间。两个孔的位置排布经过了受力校核,大孔的中心与零件弧形轮廓的曲率中心保持固定的偏心距,保证流道的壁厚均匀,不会出现局部壁厚过薄导致强度不足,或者壁厚过厚导致冷却效率下降的问题;小孔的位置设置在大孔与零件端部之间,既不会削弱大孔周边的结构强度,也能保证定位销或者支管安装时有足够的操作空间。

  从安装边界来看,零件的两个端面都是平直的切面,能够与相邻的管路接头或者密封垫片实现平面贴合,安装时不需要额外加工适配的斜面,降低了配套零件的加工难度。零件的整体宽度与配套的冷却管路通径匹配,安装后不会超出管路的外径范围,在密集排布的管路组中不会和相邻的管路产生碰撞。厚度方向的尺寸经过优化,既能够承受1MPa以内的冷却介质压力而不出现变形,也不会因为过厚导致整体重量过大,增加安装基座的承载负担。在实际装配时,只需要将零件的内凹弧面贴紧安装基面,在小孔中穿入定位销完成周向定位,再在大孔的两端接入冷却管路,就可以完成安装,不需要复杂的调校步骤,能够大幅提升现场装配的效率。

  这类结构的冷却件在实际使用中,因为没有复杂的曲面或者薄壁结构,不管是采用机加工还是注塑成型的方式生产,都能保证较高的成品率,机加工时可以直接采用弧形坯料铣削成型,两个通孔可以一次钻削完成,加工工序少,生产成本可控。在冷却回路工作时,冷却液从大孔中持续流过,零件整体会保持均匀的温度,不会出现局部过热的情况,同时实体结构可以阻挡外部的热量直接传导到后端的传感器元件,起到隔热与冷却的双重作用,有效提升传感器在高温工况下的工作稳定性,延长传感器的使用寿命。

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