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[推荐]三偏心硬密封蝶阀技术分析过程
1概述
三偏心硬密封蝶阀近几年发展很快,其密封圈从早期的多层构造发展到密封效果非常好,使用寿命更长的全体式金属构造。
2构造特色
三偏疼蝶阀(图1)密封圈通常选用多层构造(图2,带夹层或不带夹层),其单层厚度仅2~3mm,然后具有了必定的弹性,但这种构造也存在缺陷。󰀂多层之间不易完结紧密贴合。 因为硬密封蝶阀需求较大的力矩才干完结气泡级密封,而单层厚度较薄,尽管简单完结密封,但层与层之间简单发作翘曲。!尽管选用的是多层构造,但真实起密封效果的只要其间一层。因而,对于一些请求苛刻的工况,选用了全体密封圈构造。尽管全体密封圈在必定程度上下降了弹性,但提升了阀门的使用寿命,在循环动作上千次的状况下仍能坚持较好的密封功能。
3受力剖析
从密封圈的受力剖析(图3)能够看出,无论是多层密封圈,还是全体密封圈都存在密封圈周边受力不均和变形不均的疑问,然后影响密封性。因为密封圈周边相对支承边伸出的长度不一样(类似于悬臂长度不相等),即X1#X2。别的,阀杆轴线径向偏疼B的影响,在阀杆力矩的效果下,密封圈周边的密封力和发作的应力不等,有高压力区和低压力区,致使密封圈周边的变形不共同。这种沿周边不共同的变形,影响了阀门的密封效果。为了使低压力区域发作满足的密封比压,需求更大的力矩才干使阀门密封,可是加大力矩会致使高压力区域的比压超越密封面许用比压,致使阀门的密封功能逐步下降。
4等强度密封圈规划
对于三偏疼蝶阀密封圈受力不均影响密封功能的状况,以及全体密封圈弹性缺乏的缺陷,规划了一种新的高弹性等强度全体密封圈(图4),使X1=X2,并相应改变蝶板和压板的外形使其与密封圈边际的距离根本相等,以及尽量减小阀杆轴的径向偏疼值B。密封圈与阀座触摸起密封效果的厚度仍为2~3mm,这么在确保密封圈具有高弹性的一起,在密封圈周边构成均匀共同的应力和变形量,以到达非常好的密封效果。
5选材及加工
三偏心硬密封蝶阀的密封圈通常选用304或304L奥氏体不锈钢,钢材强度较低。当密封圈厚度较薄时(等强度密封圈的密封唇厚度通常为2~3mm),简单发作弹性,但也简单发作塑性变形和翘曲,致使密封功能下降。因而,为了使等强度密封圈取得较好的密封功能,选用17-4PH或17-7PH沉积硬化钢,其时效后硬度为32~36HRC,屈服强度>860MPa,并在阀座密封面上堆焊钴基硬质合金,
硬度为38~43HRC,两个密封面之间存在6~10HRC的硬度差,密封圈具有高弹性的一起不简单发作翘曲,这些办法都为取得杰出的长期密封功能供给了确保。
等强度密封圈的构造特别,要经过机加工均匀的去掉X尺度有些的金属(图5),需求铣床一层一层的加工,取得近似曲面的等强度密封圈,或许经过5轴加工基地进行该曲面的加工。一起,与密封圈触摸的类似于悬壁梁长度的零件,如蝶板及压板的外形规划和机加工,也是确保取得等强度密封圈的要害。
6工装规划
为了确保等强度密封构造的密封功能,规划了确保阀座密封面和蝶板密封面(即密封圈)精度的加工设备(图6、图7),其阀座密封面和蝶板密封面的加工选用了一样的底部斜板,确保两工件的视点共同。并经过选用一样的工装进行磨削加工,以进一步进步密封面的外表精度。
7密封面加工
        经过专用工装能够确保两个密封面取得完全一样的视点,并取得必定的外表精度。因为密封面是一个锥面体的斜切有些,在车、磨等切削加工反转360∃时,大有些行程中刀具空转,没有与工件触摸切削金属,只要一小有些行程中刀具与工件触摸切削金属,构成了断续的加工进程。工件在脱离切削和渐入切削的刹那间,会遭到瞬时的冲击,这些要素致使加工后的曲面存在不行修正的细小尺度误差和细小尺度的不规则变形。
因为密封面是一个锥面体的斜切有些,使得阀座密封面和蝶板密封面不能进行研磨。所以密封面的细小尺度误差和微观不平整度只能经过密封圈本身的变形来消除,这需求加大阀杆的力矩。可是在力矩超出极限后,阀门密封功能会下降。恰是因为这个因素,三偏心硬密封蝶阀的密封实验中正向实验压力添加到一个临界数值时会致使走漏(理论上正向压力是协助阀门密封的,压力越高越简单密封),这个临界压力与密封面的微观不平度及尺度误差等有关。经过剖析,密封圈毛坯(图8)选用了掩盖原斜锥尺度的构造。这么在进行密封圈的车、磨等加工时,刀具都处于切削加工状况,避免了不接连切削,能够极好地确保密封圈的密封面尺度精度请求。
假如阀座密封面在加工进程中也处于接连切削状况,需调整阀体的有些尺度,但这也许致使阀体质量添加(图9)。在全部加宽的阀座密封面范围内堆焊硬质合金,在车削和磨削进程中,尽管在开端和最终有一段还是处于不接连切削,可是在与密封圈相
合作的全部有用密封区域内是接连切削。
         因为机加工进程中选用加宽的密封面毛坯,还需求改进阀体和密封圈的工装,才干确保顺利加工和确保加工精度的请求。在完结车削和磨削后对阀座和密封圈的密封面进行研磨,以消除微观的外表不平度,取得近似于镜面的外表精度,然后确保优秀的密封功能。在进一步按图纸尺度加工,去掉此技术办法致使的剩余金属之前,进行密封实验。此技术办法本钱较高,如钴基硬质合金的堆焊用量添加等。
8结语
三偏心硬密封蝶阀的高弹性等强度密封圈改进了密封圈的受力分布,使密封圈周边在阀杆力矩的效果下有根本上均匀共同的应力和变形。对于在加工进程中的不接连切削和无法研磨疑问,提出了在
制作进程中技术加宽阀座密封面和密封圈的办法,以使密封面在加工进程中处于接连切削状况,改进切削加工条件,改进刀具和工件的受力状况,取得非常好的外表尺度精度,并能够完结阀座密封面和蝶板密封面的研磨。经过这些办法取得三偏心硬密封蝶阀优良的密封功能和长期的使用寿命。


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