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閥門(mén)研磨，在閥門(mén)制造過(guò)程中是其密封面常用的一種光整加工方法。研磨可以使閥門(mén)密封面獲得很高的尺寸精度、幾何形狀精度及表面粗糙度，但不能密封面各表面間的相互位置精度。研磨后的閥門(mén)密封面通常可以達(dá)到的尺寸精度為0.001mm~0.003mm；幾何形狀精度（如不平度）為0.001mm。研磨工程中，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(fù)雜的研磨運(yùn)動(dòng)。研具和密封圈表面間放有研磨劑，當(dāng)研具與密封圈表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，研磨劑中的部分磨粒在研具與密封圈表面間滑動(dòng)或者滾動(dòng)，切去密封圈表面上很薄的一層金屬。密封圈表面上表面上凸峰部分首先被磨去，然后漸漸的達(dá)到要求的幾何形狀。

 

研磨不僅是磨料對(duì)金屬的機(jī)械加工過(guò)程，同時(shí)還有化學(xué)作用。研磨劑中的油脂能是被加工的表面形成氧化膜，從而加速了研磨過(guò)程。

 

 

閥門(mén)密封面研磨的基本原理

 

密封面研磨的基本原理包括研磨過(guò)程、研磨運(yùn)動(dòng)、研磨速度、研磨壓力及研磨余量五個(gè)方面。

 

1.研磨過(guò)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(fù)雜的研磨運(yùn)動(dòng)。研具和密封圈表面間放有研磨劑，當(dāng)研具與密封圈表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，研磨劑中的部分磨粒在研具與密封圈表面間滑動(dòng)或者滾動(dòng)，切去密封圈表面上很薄的一層金屬。密封圈表面上表面上凸峰部分首先被磨去，然后漸漸的達(dá)到要求的幾何形狀。

 

研磨不僅是磨料對(duì)金屬的機(jī)械加工過(guò)程，同時(shí)還有化學(xué)作用。研磨劑中的油脂能是被加工的表面形成氧化膜，從而加速了研磨過(guò)程。

 

2.研磨運(yùn)動(dòng)

 

研具與密封圈表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封圈表面上每一點(diǎn)對(duì)研具的相對(duì)滑動(dòng)路程都應(yīng)該相同。并且，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向應(yīng)不斷變更。運(yùn)動(dòng)方向的不斷變化使每一磨粒不會(huì)在密封圈表面上重復(fù)自己運(yùn)動(dòng)的軌跡，以免造成明顯的劃痕而增高密封圈表面的粗糙度。此外，運(yùn)動(dòng)方向的不斷變化還能使研磨劑分布得比較均勻，從而較均勻的切去密封圈表面的金屬。

 

研磨運(yùn)動(dòng)盡管復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)方向盡管在變化，但研磨運(yùn)動(dòng)始終是沿著研具與密封圈表面的貼合表面進(jìn)行的。無(wú)論是手工研磨還是機(jī)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(yùn)動(dòng)的影響。

 

3.研磨速度

 

研磨運(yùn)動(dòng)速度越快，研磨的效率也越高。研磨速度快，在單位時(shí)間內(nèi)工件表面上通過(guò)的磨粒比較多，切去的金屬也多。

 

研磨速度通常為10m/min~240m/min。研磨精度要求比較高的工件，研磨速度一般不超過(guò)30m/min。閥門(mén)密封面的研磨速度與密封面的材料有關(guān)，銅及鑄鐵密封面的研磨速度為10m/min~45m/min；淬硬鋼及硬質(zhì)合金密封面為25m/min~80m/min；奧氏體不銹鋼密封面為10m/min~25m/min。

 

4.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(guò)大一般為0.01MPa~0.4MPa。研磨鑄鐵、銅及奧氏體不銹鋼材料的密封面時(shí)研磨壓力為0.1MPa~0.3MPa；淬硬鋼和硬質(zhì)合金密封面為0.15MPa~0.4MPa。粗研時(shí)取較大值，精研時(shí)取較小值。

 

5.研磨余量

 

由于研磨石光整加工工序，故切削量很小。研磨余量的大小取決于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。

 

密封面研磨前一般經(jīng)過(guò)精磨。經(jīng)精磨后的密封面可直接精研，其最小的研磨余量為：直徑余量為0.008mm~0.020mm；平面余量為0.006mm~0.015mm。手工研磨或材料硬度較高時(shí)取小值，機(jī)械研磨或材料硬度較低時(shí)取大值。

 

 

密封面的研磨方法

 

一、閥門(mén)密封面的材料

 

閥門(mén)密封面的材料可以分為軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料兩大類(lèi)。軟密封面材料有：丁晴橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯等。硬密封材料：銅合金、鉻不銹鋼、司太立合金、鎳基合金、鐵基合金等。

 

二、密封面損壞的原因

 

(1) 密封面的加工質(zhì)量不好。

(2) 造型不當(dāng)和操作不良所引起的損壞。

(3) 介質(zhì)的化學(xué)腐蝕。

(4) 介質(zhì)的沖蝕。

(5) 電化學(xué)腐蝕。

(6) 機(jī)械損傷。

(7) 疲勞損壞。

(8) 安裝不正和維修不力導(dǎo)致密封面工作不正常，閥門(mén)帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，過(guò)早的損壞了密封面。

 

三、靜密封面損壞的原因

 

(1) 靜密封面的表面粗糙度過(guò)高，主要原因是使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，介質(zhì)侵蝕，維修欠佳。

(2) 靜密封面有明顯的壓痕選用墊片硬度過(guò)高或者是混入了沙粒焊瘤等物所致。

(3) 靜密封面有劃痕和鏟傷，主要原因是拆卸和清洗過(guò)程中違反操作規(guī)程，用力不當(dāng)引起的。

(4) 靜密封面嚴(yán)重銹蝕，主要是介質(zhì)的腐蝕和選用閥門(mén)不當(dāng)。

(5) 靜密封面有明顯的溝槽，主要是因?yàn)殪o密封面產(chǎn)生泄漏后維修不及時(shí)引起的。

(6) 靜密封面產(chǎn)生變形，剛度不夠，連接力過(guò)大，高溫下產(chǎn)生熱蠕變引起。

(7) 靜密封面有泄露孔，主要是制造質(zhì)量不好，引起皺折等缺陷所致。

(8) 靜密封面有裂紋，主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理，制造質(zhì)量差，安裝或者操作不當(dāng)，長(zhǎng)期處于交變載荷下引起。

 

四、靜密封面維修研磨的方法

 

平面靜密封面的研磨。平面靜密封面的研磨方法一般采用刮研。刮研的效率較低，但密封面修復(fù)可靠性好。平面靜密封面的刮研很方便，特別是光滑面更容易實(shí)現(xiàn)。先將標(biāo)準(zhǔn)平板與清洗后的平面靜密封面進(jìn)行著色檢查，如果所接觸的印痕均勻分布，表面無(wú)明顯缺陷，說(shuō)明該密封面基本上是合格的。如果印痕不均說(shuō)明不平整，或者密封面平整而有缺陷，需要進(jìn)行刮研。方法是用顯示劑涂密封面，使密封副密合，產(chǎn)生影印后根據(jù)影印分布情況用鏟到刮研密封面上的高點(diǎn)處，保留低點(diǎn)處，進(jìn)過(guò)多次刮研，使密封面得到應(yīng)有的平整度和粗糙度。

 

1.錐面靜密封面的研磨：

 

錐面靜密封面是閥門(mén)靜密封面的另一種形式，它比平面靜密封面要求嚴(yán)格，不但對(duì)表面粗糙度有較高要求，而且對(duì)密封副的同軸度、圓度和錐度有較高的要求。

 

錐面靜密封面研磨時(shí)，錐面研具水平放置，均勻的涂上一層研磨劑或者粘貼一層砂紙，研件垂直放入研具中，為了保證同軸度，最好使用導(dǎo)向工具。研件插入錐面研具后作徑向來(lái)回旋轉(zhuǎn)，動(dòng)作一次轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，注意研件錐面靜密封面研磨的幾率均等。這樣旋轉(zhuǎn)4到5次以后，將研件稍微提起一點(diǎn)，調(diào)換研件的旋轉(zhuǎn)方向，然后繼續(xù)研磨。研磨一段時(shí)間后，取出研件，擦干研件和研具上的研磨劑，檢查研件研磨的質(zhì)量，如果缺陷未及時(shí)消除，應(yīng)重新涂抹研磨劑研磨，知道缺陷完全消除為止。

 

由于某些條件的限制和修理工藝的需要，維修靜密封面也可采用局部研磨的方法，局部研磨有三種形式：

 

(1) 把要研磨的工件與標(biāo)準(zhǔn)研具著色檢查，局部研磨工件。

(2) 旋轉(zhuǎn)錐或旋塞體中，有一件是完好的，以此為標(biāo)準(zhǔn)，著色檢查，局部研磨另一密封面。

(3) 旋塞錐和旋塞體兩者都有一定的缺陷，互為基準(zhǔn)，兩者著色檢查后，各自研磨各自的高點(diǎn)位，這種方法情況復(fù)雜，靠豐富的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷和修復(fù)。

 

2.梯形槽靜密封面的研磨：

 

梯形槽表面輕微的磨損和銹跡，用金剛砂布沾機(jī)油均勻在密封面上打磨就可以了。研磨量超過(guò)0.03mm的，應(yīng)用研具研磨。研具應(yīng)制成梯形槽界面一樣，其夾角為分角46°。研具可分梯形研磨塊、梯形整圓研具。研磨時(shí)將研具包砂紙或者涂布研磨劑，在整個(gè)槽內(nèi)均勻地、往復(fù)地研磨，也可以將梯形槽密封件加持在低轉(zhuǎn)速的機(jī)械上，用梯形研磨塊進(jìn)行研磨，研磨中要注意經(jīng)常檢查，更換研磨劑，直至其缺陷研磨掉，有色檢查合格為止。

 

3.透鏡墊靜密封面研磨

 

透鏡墊靜密封面與端面夾角為20°，應(yīng)制作夾角為140°的錐面研具貼上砂紙或涂布研磨劑進(jìn)行研磨。研磨時(shí)，研具上最好裝上導(dǎo)向器，以免研具偏斜影響精度。將缺陷研磨掉后，應(yīng)著色檢查合格為止。

 

4.O形圈槽和自緊靜密封面的研磨

 

O形圈槽靜密封面比動(dòng)密封面粗糙度低一些。如果槽面磨損，可將金剛砂布粘一點(diǎn)油均布磨掉缺陷即可，也可以?shī)A持在車(chē)床上，用金剛砂布研磨。研磨時(shí)注意槽面角和槽面不能成銳棱，以免劃傷橡膠O形圈。

 

自緊密封面有2個(gè)密封面，一是錐面，可參考錐面靜密封面的研磨方法進(jìn)行研磨，二是內(nèi)圓柱面，該面與自緊密封環(huán)的圓柱表面間隙配合一般為H8/H9。內(nèi)圓密封面一般不用研磨，只要提高表面加工精度和降低表面粗糙度的值就可以達(dá)到密封要求。如果內(nèi)圓柱密封面的間隙過(guò)大，容易與自緊密封環(huán)密封不嚴(yán)，這時(shí)應(yīng)相應(yīng)增加自緊密封環(huán)的外徑來(lái)補(bǔ)償，或增大預(yù)緊力。

 

五、研磨中常見(jiàn)的缺陷產(chǎn)生的原因和防止辦法

 

研磨中常見(jiàn)的缺陷形式、缺陷產(chǎn)生的原因和防止辦法見(jiàn)表所示