1 三偏心蝶閥密封面加工工藝概述
三偏心金屬硬密封蝶閥的密封面是斜錐面,閥體密封圈(圖1)與蝶板組合件密封圈(圖2)的接觸為面接觸,其工作原理是靠驅動裝置扭力直接帶動蝶板組合件,使蝶板組合件密封圈與閥體密封圈充分接觸后產生彈性變形而密封。三偏心金屬硬密封蝶閥作為一種高性能閥門,具有耐腐蝕性好、密封可靠、開啟力矩小等優點。三偏心硬密封電動蝶閥DN1200,其中閥體密封圈材料為1Cr18Ni9Ti,蝶板組合件密封圈材料為復合的不銹鋼板與石棉板夾層組合件,閥體密封圈與蝶板組合件密封圈的加工質量直接決定蝶閥密封性能。
三偏心蝶閥的原理與作用:
I)原理:
偏心:閥桿中心與密封面中心偏離;
第二偏心:閥桿中心與閥體中心偏離;
這兩個偏心的作用,是使閥門在開啟和關閉時產生“凸輪”效應,使閥辨密封面與閥座密封面在關閉時實現壓緊密封,從而改變了原中線蝶閥密封的擠壓型,變為緊貼型,在開啟時能使閥板的密封面迅速*脫離,消除了密封面之間的相互磨擦而產生的磨損,因而抗磨損度高。
第三偏心:密封面為偏心錐:
由于偏心錐角的合理取值,使密封面的壓力角大于其磨損角,保證閥門在啟閉過程中密封面之間不產生磨擦,避免了密封面在開關轉動時損傷。使閥門的壽命大大提高,且閥門的密封面是被斜切了圓錐的一段,從而使閥辨在關閉時,越關越緊,易于達到零泄漏。
II)彈性密封付的使用:
在我們的蝶閥的構造上,對密封面又進一步的改進,增加了彈性密封付。
1) 彈性密封付可以消防因為機械加工的誤差,所造成的對密封性能的影響進行自動消確,保證良好的密封效果。
2) 當密封面受到圓周力后,可以自動調整,使整個密封面受力均勻,確保密封度。
3) 在閥門使用過程中,由于不同材料在低溫收縮和高溫膨脹的系數不一致,那么彈性密封付可以補償不同工況的冷縮和熱脹變形量,保證閥門的密封性能。
4) 彈性密封付為要拆卸的結構,便于維修和更換。
5) 彈性密封付的材料,可根據不同工況的要求采用:金屬對金屬,聚四氟乙稀對金屬,橡膠對金屬,及由橡膠、四氟乙稀、柔性石墨燒鑄的耐高溫材料對金屬等。
III)三偏心蝶閥的特點:
1) 結構簡單,零件數量少容易保證質量,提高產品可靠性;
2) 體積小、重量輕:三偏心蝶閥在與同規格的閘閥截止閥相比時,體積和重量僅為1/3左右,從而節省了安裝的空間,易于保證安裝的質量,降低安裝成本,并且安裝和更換十分方便。
3) 使用壽命長,操作省力:由于偏心產生“凸輪效應”使閥門在關閉瞬間,閥座與蝶板形成壓緊密封,開啟時密封面迅速脫開,消除了密封面的磨損;另外,閥門在關閉時,由于閥座的彈性作用,自身調節密封面的比壓,使周圍上的受力均勻,從而大大提高了密封面的使用壽命。
4) 啟閉迅速:閥門開啟和關閉行程為轉90度,所以操作的時間短,啟閉快捷方便。
5) 良好的自潔,閥座凸于閥體通道,當閥門啟閉時,由于流體,沿閥座周圍放射狀流出,并且使瞬間的流速加快,帶走和吹掃了沉積于閥座前后的固體雜質,避免了啟閉時雜質對密封面的損傷,延長密封面的使用壽命。
2 三偏心蝶閥密封面加工工藝加工工藝
從三偏心金屬硬密封蝶閥的結構特點分析,蝶板組合件密封圈為不銹鋼板與石棉板的組合件,閥體密封圈為硬質合金,硬度很高,進刀量很難控制,不易一次加工成型,而且加工面的粗糙度要求很高。為保證加工要求,工藝過程為閥體或蝶板組合件粗加工—閥體密封圈堆焊硬質合金—保溫12h—熱處理消除熱應力—上工裝粗車密封面—上工裝精車密封面—上磨頭磨削密封面—閥體與蝶板組合件合鏜軸孔—強度試驗—密封試驗。
3 三偏心蝶閥密封面加工工藝加工工裝
蝶板組合件密封圈與閥體密封圈密封面(加工面)均為斜錐面。閥體密封圈的錐體中心線與空間垂線夾角為8°,蝶板組合件密封圈的錐體中心線與空間垂線夾角為8°,為此設計閥體密封圈加工工裝(圖3)與蝶板組合件密封圈加工工裝(圖4)。
4 三偏心蝶閥密封面加工工藝閥體密封圈加工
閥體起密封作為的為密封圈,焊接在閥體內(圖5)。在2.5m立車上將組焊好的閥體裝夾在閥體密封圈加工工裝上,將立車刀桿旋轉8°,根據圖紙設計要求,找正后沿圓錐母線方向走刀,車至未焊不銹鋼前的尺寸。然后堆焊不銹鋼,zui后將焊好不銹鋼的閥體重新上立車,按上述方法車閥體密封圈至圖紙要求尺寸。zui后在立車刀架上裝磨頭,對閥體密封圈進行磨削處理,使其達到圖紙設計粗糙度要求。
5 蝶板組合件密封圈加工
蝶板組合件起密封作用的零件是密封圈,密封圈為斜錐結構,其錐頂角為16°,厚度為13.5mm,由5層石棉板及4層不銹鋼板復合而成(圖6)。密封圈必須與蝶板和壓環等組裝在一起,加工時才能防止密封圈夾層中的不銹鋼板及石棉板翹曲變形。根據其結構特點,對蝶板組合件密封圈采用以下加工方法:(1)先在2.5m立車上分別把蝶板和壓環上的各止口加工到圖紙要求尺寸,外圓不加工;(2)按圖紙要求對壓環鉆孔,蝶板鉆孔攻絲;(3)壓環、密封圈和蝶板按圖紙裝配,將蝶板組合件工裝用螺栓緊固在閥體工裝上,然后再將蝶板組合件裝夾其上。立車刀桿旋轉8°車壓環、密封圈和蝶板至磨削尺寸;⑷用同樣厚度鋼板替下密封圈,車壓環、蝶板各錐面至圖紙尺寸;(5)工裝不動,將壓環、密封圈、蝶板重新按要求組裝,然后在立車刀架上裝磨頭,對密封圈進行磨削處理,使其達到圖紙設計粗糙度要求。
6 閥桿軸孔加工
將蝶板組合件放入閥體內,調整好蝶板組合件與閥體的相對位置后,倒入皂化液,5分鐘之內無滲漏,將蝶板組合件壓緊,合鏜閥體與蝶板的軸孔。
采用此工藝方法加工閥體密封圈與蝶板組合件密封圈,便于操作,工作效率高,能夠很好的保證密封面的幾何精度,其強度試驗及密封試驗均達了設計要求,具有良好的實用價值及推廣價值。
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