大型剛性密封蝶閥如何加工

    一、大型剛性密封蝶閥如何加工前言 

大型剛性密封蝶閥是重油催化裂化裝置上的關(guān)鍵設(shè)備之一。它集調(diào)節(jié)閥和平板閘閥的優(yōu)點(diǎn)與一體，有雙重作用：一是密封作用；二是起調(diào)節(jié)催化劑流量的作用。剛性密封蝶閥是在閥板關(guān)上后，通過(guò)閥體密封圈的密封而和閥板密封圈的密封面成線接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)密封的。由于閥的兩個(gè)密封圈直徑都比較大，極容易變形，而且尺寸公差、形位公差和表曲粗糙度要求都很高，這就給加工帶來(lái)了困難。如何解決密封圈的加工問(wèn)題成了制造該類型閥門的重點(diǎn)。
  二、大型剛性密封蝶閥如何加工密封圈的結(jié)構(gòu) 

閥體密封圈(見(jiàn)圖1)和閥板密封圈(見(jiàn)圖2)的結(jié)構(gòu)如下所示。由于設(shè)備密封性要求很高，所以密封圈的表面粗糙度要求也很高，要求達(dá)到Ra1.6µm，而且該閥又是在高溫(600℃左右)下工作，常受高速催化劑的沖刷，因此，密封圈需要堆焊硬質(zhì)合金以起到耐沖蝕的作用。 

從圖中可看出，大型剛性密封蝶閥密封圈有以下特點(diǎn)： 

1. 密封圈的密封面是一個(gè)弧形面； 

2. 密封面要求堆焊硬質(zhì)合金； 

3. 密封面的表面粗糙度要求較高，要求達(dá)到Ra1.6µm。

密封圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了大型剛性密封碟閥密封圈加工的難度。

三、大型剛性密封蝶閥如何加工密封圈的加工工藝 

從大型剛性密封蝶閥的閥體密封圈和閥板密封圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)看，其密封面上堆焊了硬質(zhì)合金，硬度很高，加工時(shí)進(jìn)刀量很難把握，實(shí)際生產(chǎn)中就很難一次加工成形；密封面帶有一定的弧度，加工過(guò)程中需要制作特殊樣板，以隨時(shí)在加工中檢驗(yàn)密封面的弧形；密封面的表面粗糙度要求很高，必須有相應(yīng)的加工工裝來(lái)保證。為此，我們結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采取了以下兩方面措施來(lái)保證加工要求：①改進(jìn)了加工工藝，進(jìn)行了特殊加工；②制作特殊的工裝，保證密封面的加工。生產(chǎn)加工工藝如下： 

a. 閥體部分(閥體和密封圈的組焊結(jié)構(gòu))預(yù)熱。 

b. 密封面堆焊硬質(zhì)合金。 

c. 保溫12h。 

d. 熱處理消除熱應(yīng)力。 

e. 粗車密封面。 

f. 半精車密封面。 

g. 精車密封面。 

h. 密封面磨削(磨頭工裝的制作)。 

i. 研磨密封面(制作研磨工裝)。

1. 加工過(guò)程中的特殊處理及說(shuō)明 

a. 在工藝b的過(guò)程中，堆焊合金前須經(jīng)預(yù)熱處理以減少應(yīng)力的產(chǎn)生，堆焊后要進(jìn)行退火以去除應(yīng)力。同時(shí)，為防止堆焊合金時(shí)產(chǎn)生熱裂紋，采用胎具固定基體和對(duì)稱焊接的方法以平衡熱應(yīng)力。 

b. 在工藝d的過(guò)程中，為預(yù)防堆焊合金后，密封圈收縮變形，消除熱應(yīng)力時(shí)胎具與工件一起進(jìn)爐進(jìn)行熱處理，這樣，釋放應(yīng)力后的上件就基本保持了原有的形狀，徑向變形小于3mm,經(jīng)輕微校正即可滿足加工要求。 

c. 在工藝f的半精車過(guò)程中，除密封面外其余部分尺寸均要車削加工至成品尺寸，密封合金面留磨量0.6mm。做一檢查樣板隨時(shí)檢驗(yàn)合金面，以保證密封面的弧度。另外，在此工序中出現(xiàn)的由于堆焊合金而形成的少量的收縮氣孔，可采取補(bǔ)焊的方法子以修補(bǔ)。 

d. 在工藝g精車密封面時(shí)，先用螺栓緊固閥板密封圈和閥板體，并將閥體密封圈和閥體焊接在一起，然后做滲透試驗(yàn)，試驗(yàn)后組合件無(wú)滲漏再進(jìn)行精車密封面工序。組焊后再加工密封面的目的是為了保證成品的形位公差，消除組焊造成的變形。

2. 特殊工裝的制作 

a. 磨頭工裝在工藝h的過(guò)程中，由于不具備如此大型的磨床，為便于加工，我們自制了砂輪磨頭工裝，如圖3所示。

1.車床立柱 2.電動(dòng)機(jī) 3.軸承箱 4.導(dǎo)桿 5.金剛石 6.滑塊 7.碗形砂輪 8.軻
圖3 砂輪磨頭工裝圖4 研配工裝圖5 研配工裝

b. 將磨頭安裝于立架上，磨頭砂輪采用碳化硅砂輪，砂輪粒度要適中，砂輪安裝后先要進(jìn)行修正，然后才能用它進(jìn)行磨削加工。修正砂輪有兩種方法:一種是手工修砂輪，可以自制一套修砂輪的工裝，如圖3所示。在砂輪高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，上下移動(dòng)滑塊(手動(dòng))，靠砂輪與滑塊的摩擦進(jìn)行修正。采用這種方法所修砂輪精度不高，只能是在工期緊張時(shí)采用，是一種簡(jiǎn)便的修正方法，它的優(yōu)點(diǎn)是效率較高。第二種方法是利用機(jī)床的自動(dòng)走車削砂輪，將金剛石具裝夾于立車其中的一立柱上，轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪并對(duì)刀后，利用車床立柱的自動(dòng)走車削砂輪，這種方法精度較高，但速度慢，效率低。 

c. 砂輪修正完畢后即可磨削，磨削過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)： 

i. 背吃量不能過(guò)大，一次進(jìn)給量0.1mm左右，因?yàn)槊芊馊τ幸欢ǖ膹椥?，背吃量過(guò)大會(huì)引起變形，影響磨削精度 

ii. 需要不斷冷卻砂輪和工件、可采用人工噴水或乳化液的方法降溫。

由于砂輪硬度的不均勻性及脫粒的不均勻性，磨削過(guò)程中易造成砂輪形狀不規(guī)則，因此，可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整磨頭工裝，使設(shè)計(jì)工裝的架沿斜度方向走，消除砂輪變形引起的偏差。 

d. 手工研配工裝在工藝i的過(guò)程中，因閥體密封圈與閥板密封圈上都堆焊了硬質(zhì)合金，所以不能直接對(duì)研，這樣容易咬死，因此，需要自制研配工裝。 

i. 工裝制作用HT 200的材料，做了工裝Ⅰ(圖4)和工裝Ⅱ(圖5)2套研磨工裝 

ii. 研配 

A. 用工裝Ⅰ與閥體密封圈對(duì)研。在閥體密封圈上涂上金剛粉(600目)，將工裝Ⅰ水平放人閥體密封圈中，用力均衡并均勻轉(zhuǎn)動(dòng)工裝Ⅰ來(lái)對(duì)研閥體密封圈。 

B. 同上法，將閥板密封圈放入工裝Ⅱ中轉(zhuǎn)動(dòng)工裝Ⅱ研磨閥板密封圈。 

C. 研配一段時(shí)間后，取出工裝Ⅰ，用工裝Ⅰ與工裝Ⅱ?qū)ρ?，以保證密封面的*貼合。 

D. 然后再重復(fù)A～C過(guò)程。 

E. 閥板放入閥體中，密封面上涂上金剛粉，水平輕轉(zhuǎn)數(shù)圈。 

F. 重復(fù)A～E過(guò)程，直至達(dá)到要求。

四、工藝效果 

采用以上工藝加工的密封圈，徑向圓跳動(dòng)不小于0.05mm，表面粗糙度在Ra1.6µm以下，*裝配要求。如還想了解更多蝶閥的資料，請(qǐng)點(diǎn)擊蝶閥查看。