本发明属于液压管路密封技术，具体涉及一种大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法及胶管接头。
背景技术：
1、在液压系统中，胶管接头作为连接液压元件的重要组件，用以连接两根胶管或将胶管连接到其他设备，其主要作用是传输液体或气体，同时还起防止液体或气体泄漏等作用。其性能直接影响到整个系统的稳定性和安全性。在胶管接头相关研究中，将设置有管芯扣压槽的接头芯杆和设置有外套扣压部的外套作为主体的胶头接管专利(cn107420671a)中，其胶管接头设计在一定程度上解决了连接的紧密性和密封性问题。该专利通过在接头芯杆上设置管芯扣压槽，并在外套上设置扣压部，通过扣压过程实现接头芯杆与外套的紧密连接。特别是，该专利通过设计管芯扣压槽的锥度和圆弧r角，优化了接头的扣压效果，减少了因公差造成的间隙和松动，提高了接头的密封性和耐用性。
2、然而，现有技术仍有其局限性。在实际应用中，现有的接头设计可能无法保证在对于大内径、高流量工作条件下的稳定性。同时，长芯管的设计在接头的响应速度和体积方面不具有优势，需要更为精确的扣压工艺来保证连接的可靠性。针对上述问题，应提出一种改进的大内径、短芯管的胶管接头设计。
技术实现思路
1、针对以上情况，本发明提供一种大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法及胶管接头，该胶管接头可用于较大内径胶管密封，芯管较短便于加工，成本低，扣压后有效防止胶管连接处发生泄漏，确保管道系统运行的稳定性和安全性。
2、具体地，本发明的第一方面提供一种大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法，其包括以下步骤：
3、s1、确定胶管基础参数：根据所需密封或连接的胶管内径d确定胶管接头芯管的外径d芯，根据胶管外径d芯确定套筒的内径d套，以及芯管和套筒的齿数n；
4、s2、确定待优化的芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部锯齿的齿形参数：芯管锯齿形扣压部锯齿的齿形所需优化参数为单个齿长l芯、齿高h芯、第一侧斜面与轴线之间的夹角a以及第二侧斜面与轴线之间的夹角b；套筒锯齿形扣压部锯齿的齿形所需优化参数为单个齿长l套、齿高h套以及齿顶平面宽度w；
5、s3、建立胶管接头的物理模型，采用解析法建立胶管接头性能指标并确立优化目标函数，优化目标函数包括芯管轴向应力优化函数、套筒轴向应力优化函数、芯管环向应力优化函数以及套筒环向应力优化函数，具体地优化目标函数如下：
6、芯管轴向应力σ轴芯的计算公式为：
7、σ轴芯＝(fasin a+fb sinb)/πn(d芯h芯-h芯2)
8、套筒轴向应力σ轴套的计算公式为：
9、σ轴套＝6h套(fasina–fb sinb)/πnl套(d套+h套)
10、芯管环向应力σ环芯的计算公式为：
11、σ环芯＝(facosa +fbcos b)/πnd套w
12、套筒环向应力σ环套的计算公式为：
13、σ环套＝(facosa+fbcos b)/πnl套(d套+h套)
14、其中，fa为胶管接头装配后在工作条件下胶管对芯管锯齿形扣压部锯齿第一侧斜面的力，fb为胶管接头装配后在工作条件下胶管对芯管锯齿形扣压部锯齿第二侧斜面的力；
15、s4、根据胶管接头尺寸以及胶管尺寸建立约束条件，其中，芯管插入胶管部分长度应为胶管内径的1.5～3倍且不低于套筒长度，即d≤nl芯≤2d；
16、s5、利用步骤s3中的目标优化函数对胶管接头进行优化，得到接头环向应力最大且接头轴向应力最小的最优解集；其中，接头环向应力为芯管环向应力σ环芯与套筒环向应力σ环套之和，接头轴向应力为芯管轴向应力σ轴芯与套筒轴向应力σ轴套之和；
17、s6、对优化后的胶管接头进行校正，以胶管所承载的最大压力为条件，判断优化后的胶管接头参数性能是否满足需求，若是则输出尺寸参数，若否则返回步骤s5重新对胶管接头进行优化。
18、优选地，步骤s1中d芯的值等于d+1.0mm，d套的值等于d+1.5mm，其中，d为胶管内径，d为胶管外径。
19、优选地，步骤s3中优化目标函数通过matlab软件进行迭代求解。
20、优选地，步骤s6中判断优化后的胶管接头参数性能是否满足需求具体方法为：根据优化后的参数得到产品后进行破坏性实验或利用力学分析软件进行仿真测试。
21、另一方面，本发明提供一种大内径扣压式短芯管胶管接头，其包括接头芯管以及套筒，所述接头芯管包括芯管锯齿形扣压部和插入端，所述套筒包括套筒锯齿形扣压部；借助于相互配合的芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部能够将接头芯管以及套筒连接；
22、所述芯管锯齿形扣压部的第一侧设置有限位凸台，所述套筒锯齿形扣压部的第一侧与所述接头芯管限位凸台的第二侧配合；
23、所述套筒锯齿形扣压部锯齿的齿顶与所述芯管锯齿形扣压部锯齿的齿底对齐，芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部的锯齿的齿数相等。
24、优选地，芯管锯齿形扣压部锯齿第一侧斜面与轴线夹角为10°～30°，第二侧斜面与轴线夹角为20°～40°，齿顶设置有圆角，圆角半径为0.5mm。
25、优选地，套筒锯齿形扣压部锯齿第一侧斜面与轴线夹角为30°～60°，锯齿第二侧为直角，齿顶为一平面，平面宽度为1.0mm～3.0mm。
26、优选地，所述接头芯管的第二侧设置所述插入端，插入端锥度与锯齿第二侧锥度相同，插入端长度为6.0mm～10.0mm。
27、优选地，芯管锯齿形扣压部锯齿的齿高为1.5mm-2.5mm；套筒锯齿形扣压部锯齿的齿高为2.0mm-3.0mm。
28、优选地，所述芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部的锯齿的齿数为5-10个。
29、与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
30、(1)本发明提供的一种大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法能够根据胶管的基础参数，确定待优化的芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部锯齿的齿形参数，建立胶管接头的物理模型，采用解析法建立胶管接头性能指标并确立优化目标函数，并建立胶管接头尺寸以及胶管尺寸的约束条件，对胶管接头进行优化，得到接头环向应力最大且接头轴向应力最小的最优解集，经过校正后输出最优尺寸参数，整个方法简单易行，准确度高，能够得到性能最佳的大内径扣压式短芯管胶管接头。
31、(2)本发明提供的大内径扣压式短芯管胶管接头，其包括接头芯管以及套筒，接头芯管包括芯管锯齿形扣压部和插入端，套筒包括套筒锯齿形扣压部；借助于相互配合的芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部能够将接头芯管以及套筒连接，该胶管接头整体结构简单、成本低、便于加工与安装，接头芯管以及套筒扣压后能够有效防止胶管连接处发生泄漏，确保管道系统运行的稳定性和安全性，不需要频繁维护或更换，大幅减小了人力物力的浪费。
32、(3)本发明提供的大内径扣压式短芯管胶管接头，在接头芯管锯齿形扣压部锯齿顶端设置有圆角，一方面，圆角的设计能够大幅度避免损伤胶管的内胶层，另一方面，足够的让位空间避免了扣压安装时对外筒扣压部的集中应力过大造成的损伤。
1.一种大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法，其特征在于：其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法，其特征在于：步骤s1中d芯的值等于d+1.0mm，d套的值等于d+1.5mm，其中，d为胶管内径，d为胶管外径。
3.根据权利要求1所述的大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法，其特征在于：步骤s3中优化目标函数通过matlab软件进行迭代求解。
4.根据权利要求1所述的大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法，其特征在于：步骤s6中判断优化后的胶管接头参数性能是否满足需求具体方法为：根据优化后的参数得到产品后进行破坏性实验或利用力学分析软件进行仿真测试。
5.一种基于权利要求1所述的大内径扣压式短芯管胶管接头优化方法的大内径扣压式短芯管胶管接头，其特征在于：其包括接头芯管以及套筒，所述接头芯管包括芯管锯齿形扣压部和插入端，所述套筒包括套筒锯齿形扣压部；借助于相互配合的芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部能够将接头芯管以及套筒连接；
6.根据权利要求5所述的大内径扣压式短芯管胶管接头，其特征在于：芯管锯齿形扣压部锯齿第一侧斜面与轴线夹角为10°～30°，第二侧斜面与轴线夹角为20°～40°，齿顶设置有圆角，圆角半径为0.5mm。
7.根据权利要求5所述的大内径扣压式短芯管胶管接头，其特征在于：套筒锯齿形扣压部锯齿第一侧斜面与轴线夹角为30°～60°，锯齿第二侧为直角，齿顶为一平面，平面宽度为1.0mm～3.0mm。
8.根据权利要求5所述的大内径扣压式短芯管胶管接头，其特征在于：所述接头芯管的第二侧设置所述插入端，插入端锥度与锯齿第二侧锥度相同，插入端长度为6.0mm～10.0mm。
9.根据权利要求5所述的大内径扣压式短芯管胶管接头，其特征在于：芯管锯齿形扣压部锯齿的齿高为1.5mm-2.5mm；套筒锯齿形扣压部锯齿的齿高为2.0mm-3.0mm。
10.根据权利要求5所述的大内径扣压式短芯管胶管接头，其特征在于：所述芯管锯齿形扣压部和套筒锯齿形扣压部的锯齿的齿数为5-10个。
