三偏心蝶閥加工工裝的改進(jìn)
三偏心金屬硬密封蝶閥是石化裝置中目前比較先進(jìn)的一種蝶閥,該類型蝶閥與傳統(tǒng)蝶閥相比,具有耐高溫、操作輕便、零泄漏、啟閉無摩擦、關(guān)閉時(shí)隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的力矩增大來補(bǔ)償密封等優(yōu)點(diǎn)。
1、基本加工原理
三偏心蝶閥密封面用兩個(gè)垂直于圓錐母線的平行平面截切圓錐,取兩平面中間的實(shí)體部分,其外表面即為三偏心蝶閥密封面,圓錐頂角為α。閥體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1,閥門中心與密封面所在圓錐中心交點(diǎn)為O1,根據(jù)三偏心蝶閥的基本特征,一般通用加工方法是:利用工裝斜度盤(如圖2),其定位止口中心與底圓中心交點(diǎn)為O2,將工件與工裝組合后,整體放置于車床工作臺(tái),找正斜度盤底圓,使密封面所在圓錐中心與立車回轉(zhuǎn)中心重合,車削密封面。
斜度盤是加工最初第一臺(tái)閥門時(shí)定制的,加工其他閥門時(shí),由于每臺(tái)閥門的規(guī)格不同,所以其密封面的大小及法蘭的大小均不同,O1與閥門下法蘭平面的距離也不同。我們利用定位體來調(diào)節(jié)密封面相對(duì)斜度盤定位面的距離,使O1與O2重合,加工閥體密封面,由于閥門的參數(shù)不同,決定了定位體的高度及定位止口也不同,這樣加工每臺(tái)閥門均需特制一個(gè)定位體(圖3)。
2、改進(jìn)思路
由于每生產(chǎn)一臺(tái)閥門都需要重做一個(gè)定位體,基本上不能通用,不僅工裝成本高,生產(chǎn)周期長,而且這種方法只能加工H1<H2的一類閥。如果我們不用定位體直接將閥門與斜度盤組裝后,就發(fā)現(xiàn)密封面所在圓錐中心與立車回轉(zhuǎn)中心會(huì)有一定的偏心,且閥體法蘭與定位盤定位止口大小一般情況下不同,因此我們考慮在閥門的下法蘭處增加余量,用它來調(diào)節(jié)調(diào)整閥門與斜度盤的偏心,各參數(shù)的確定如下:
2.1、斜度盤的偏心
從圖2所示方向看:在已知斜度盤定位止口定位斜面Ⅰ上,定位止口中心偏向斜度盤底圓中心左側(cè),即偏向密封面直邊側(cè),偏心e2確定。
2.2、閥門的偏心
閥門中心與密封面所在圓錐中心交點(diǎn)O1距離閥體下法蘭平面的距離為H1,可由計(jì)算得出,在下法蘭平面兩中心偏離e1=H1tan(α/2),閥門中心偏向密封面所在圓錐中心密封面直邊側(cè)。
2.3、法蘭余量的確定
若在下法蘭底部焊接一工藝法蘭,不僅存在焊接應(yīng)力,且給加工帶來難度,因此我們可以考慮設(shè)計(jì)下法蘭的時(shí)候,底面留10mm余量來作為定位止口。
如圖4所示,為方便區(qū)分,假定工藝止口部分與下法蘭為兩部分。假定定位止口與法蘭同心,定位止口的厚度為15,則在定位止口下平面上,則閥門與定位止口總偏心e3=(H1+15)×tan(α/2),同理,定位止口中心偏向圓錐中心的密封面直邊側(cè)。閥門與斜度盤組裝后,在定位止口定位面上密封面所在圓錐中心與立車回轉(zhuǎn)中心偏離為e3-e2,為調(diào)整兩者偏心,使立車回轉(zhuǎn)中心與圓錐中心重合(圖5),特將定位止口設(shè)計(jì)為偏心止口,其偏心為e3-e2。
若e3-e2為正值,則止口中心(相對(duì)于閥門中心)偏向密封面的斜邊側(cè);若e總-e2為負(fù)值,則止口中心偏向密封面的直邊側(cè)。通過偏心止口調(diào)整,立車回轉(zhuǎn)中心與閥門密封面所在圓錐中心重合。
3、結(jié)語
通過偏心的調(diào)整來完成三偏心蝶閥密封面的加工,僅僅增加了10mm的余量,但是節(jié)約了工裝成本,縮短了加工周期,而且使斜度盤的加工范圍增大,不僅能加工H1小于H2的閥門,且能加工H1大于H2的閥門。這種靈活的加工思路對(duì)降低生產(chǎn)成本,縮短加工周期具有借鑒意義。