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論閥門密封面研磨的基本原理及閥門研磨的發展歷程

[2015-1-19] 點擊:

每臺閥門在出廠前都必需進行密封性檢驗,閥門的密封是靠閥座與閥瓣實現的,因此,閥門中閥瓣與閥座的加工,是閥門生產中的關鍵。為了確保閥門的密封性能,要求閥座與閥瓣在加工中具有較高的表面粗糙度和平面度,因此需要對其密封面進行研磨。研磨加工的質量和效率,將直接影響閥門的質量和生產效率。因此,要合理的設計使用研磨工具! 

1 閥門密封面研磨的基本原理  基本原理包括研磨過程、研磨運動、研磨速度、研磨壓力及研磨余量五個方面! 

1.1 閥門研磨過程  

研具與密封圈表面很好的貼合在一起,研具沿貼合表面作復雜的研磨運動。研具與密封面表面間放有研磨劑,當研具與密封圈表面相對運動時,研磨劑中的部分研粒在研具與密封圈表面間滑動或滾動,切去密封圈表面上很薄的一層金屬! ∶芊馊Ρ砻嫔系耐狗宀糠质紫缺荒ト,然后漸漸達到要求的幾何形狀。研磨不僅是磨料對金屬的機械加工過程,同時還有化學作用。研磨劑中的油脂能使被加工表面形成氧化膜,從而加速了研磨過程! 

1.2 閥門研磨運動  

研具與密封圈表面相對運動時,密封圈表面上每一點對研具的相對滑動路程都應該相同。并且,相對運動的方向應不斷變更。運動方向的不斷變化使每一磨粒不會在密封圈表面上重復自己運動的軌跡,以免造成明顯的磨痕而增高密封圈表面的粗糙度。此外,運動方向的不斷變化還能使研磨劑分布得比較均勻,從而較均勻地切去密封圈表面的金屬。研磨運動盡管復雜,運動方向盡管在變化,但研磨運動始終是沿著研具與密封圈表面的貼合表面進行的,無論是手工研磨或機械研磨,密封圈表面的幾何形狀精度則主要受研具的幾何形狀精度及研磨運動的影響! 

1.3 閥門研磨速度  

研磨運動的速度越快,研磨的效率也越高。研磨速度快,在單位時間內工件表面上通過的磨粒比較多,切去的金屬也多。閥門密封面的研磨速度與密封面的材料有關,銅及鑄鐵密封面的研磨速度為10~45m/min;淬硬鋼及硬質合金密封面為25~80m/min;奧氏體不銹鋼密封面為10~25m/min! 

1.4 閥門研磨壓力  

研磨效率隨研磨壓力的增大而提高,研磨壓力不能過大,一般為0.01~0.1MPa。研磨鑄鐵、銅及奧氏體不銹鋼材料的密封面時,研磨壓力為0.1~0.3MPa;淬硬鋼和硬質合金密封面為0.15~0.4MPa,粗研時取較大值,精研時取較小值! 

1.5 閥門研磨余量  

由于研磨是光整加工工序,故切削量很小。研磨余量的大小取決與上道工序的加工精度和表面粗糙度。在保證去除上道工序加工痕跡和修正密封圈幾何形狀誤差的前提下,研磨余量愈小愈好。密封面研磨前一般應經過精磨。經精磨后的密封面可直接精研,其研磨余量為:直徑余量為0.008~0.020mm;半面余量為0.006~0.015mm。手工研磨或材料硬度較高時取小值,機械研磨或材料硬度較低時取大值。閥體密封面不便磨削加工,可采用精車,精車后的密封面須粗研后才能進行精研,其平面余量為0.012~0.050mm! 

2 研磨工具的初期改進 

閥門研磨初期改進

結構圖1   

初期的研磨加工采用手工研磨的方式,其研磨工具由研磨盤和手柄組成(結構如圖1所示)。研磨盤1是用鑄鐵制成,在其上裝有手柄2,用手搬動手柄進行研磨。這種研磨方式具有勞動強度大、生產效率低的缺點,是最初級的研磨方法。 

閥門研磨發展2

結構圖2   

針對初級研磨方法的缺點,特別是針對大口徑閥門密封面的特點,進而研制了機械研磨工具。其結構由錐柄傳動軸1、過渡盤2、研磨盤3組成(結構如圖2所示)。錐柄傳動軸1與搖臂鉆床主軸相連接。傳動軸軸線與過渡盤軸線是偏心的,其偏心量根據密封面的大小而定。當鉆床主軸轉動時,帶動錐柄傳動軸1及過渡盤2進行旋轉。過渡盤2通過摩擦力帶動研磨盤旋轉使之對工件進行研磨。由于偏心的作用,研磨盤產生轉動與擺動量種運動。形成非圓軌跡,有利于研磨加工! 

這種研磨工具具有研磨質量好,效率高等優點,并且大大減輕了勞動強度。但這種研磨方式存在一些缺點:  

1)過渡盤與研磨盤之間相對運動較大,因而會產生較大的摩擦力,致使過渡盤與研磨盤磨損嚴重! 
2)如果被加工的工件安裝水平度不高,導致研磨盤與工件接觸面積小,研磨效率下降。因此要求工件具有較高的安裝精度! 

3 研磨工具進一步的改進 

閥門研磨改進3

結構圖3   

將研磨工具做進一步的改進(結構如圖3所示)。其工作原理為:在錐柄殼體1與套4之間有一彈簧2,使研磨的壓力可調。偏心軸5與偏心套4的孔都加工成偏心結構。當偏心方向一致時,可以達到偏心量,反之則偏心量最小。偏心量可在大與小之間無級的調節! ≌{節完后用螺釘6鎖緊。過渡盤9帶動活絡盤10轉動。實現研磨加工。由于摩擦盒8與研磨盤之間的相對速度比前一種方式小得多,有效地減小了摩擦盒與研磨盤之間的磨損。過渡盤9用青銅制造,增強了過渡盤與活絡盤之間的磨合性減小了它們之間的磨損。因為過渡盤9不直接與工件接觸,可減小由于工件安裝不水平,而給研磨加工帶來的不良影響。因此對工件的裝卡精度要求較低! 

4 進一步改進后的研磨工具克服了前兩種研磨工具的缺點,使研磨加工的質量和生產效率有了很大地提高。

(來源:閥門研磨機生產廠家-華沃電力)

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