閥門研磨工具磨料及研磨方法

1、閥門研磨工具、磨料及研磨方法第一節(jié)閥門研磨工具一、研磨頭與研磨座閥門檢修時(shí),大量而重要的工作是進(jìn)行閥瓣和閥座密封面的研磨.開始研磨密封面時(shí),不能將門芯與門座直接對(duì)磨,因其損壞程度不一致,直接對(duì)磨既浪費(fèi)材料,又易將門芯、門座磨偏,故在粗磨階段應(yīng)采用胎具分別與門座、門芯研磨.研磨頭和研磨座不但應(yīng)數(shù)量足夠,尺寸和角度也都要與閥瓣、閥座相符,所用材料的硬度應(yīng)比閥座、閥瓣略小,一般用普通碳素鋼和鑄鐵制成.常用的研磨頭和研磨座如圖3-1所示.手工研磨時(shí),研磨頭或閥瓣要配置各種研磨桿圖3-2.研磨頭與研磨桿裝配到一起置于閥座中,可對(duì)閥座進(jìn)行研磨；閥瓣與研磨桿裝配到一起置于研磨座中,可對(duì)閥瓣進(jìn)行研磨.研磨桿與

2、研磨頭或閥瓣用固定螺栓連接,要裝配得很直,不能歪斜.使用時(shí)最好按順時(shí)針方向轉(zhuǎn),以免螺栓松動(dòng).研磨桿的尺寸根據(jù)實(shí)際情況來定,較小閥門用的研磨桿長(zhǎng)度為150mm,直徑為20mm左右；4050mm閥門用的研磨桿長(zhǎng)度為200mm,直徑為25mm左右.為便于操作常把研磨桿頂端做成活動(dòng)頭如圖3-2a.研磨桿的頭部也可安裝錐度銃刀頭5一般根據(jù)門座結(jié)構(gòu)進(jìn)行配制,直接對(duì)門座進(jìn)行銃削,以提升研磨效率,如圖3-2b圖所示圖3-1研磨頭和研磨座(a)研磨小型節(jié)流閥用的研磨頭；(b)研磨斜口閥門用的研磨頭;(c)研磨平口閥門用的研磨頭；(d)研磨小型節(jié)流閥用的研磨座;(e)研磨斜口閥門用的研磨座；研磨平口閥門用的研磨座

3、；(g)研磨平安閥用的研磨座圖3-2研磨桿1-活動(dòng)頭2-研磨頭3-絲對(duì)4-定心板5-洗刀頭在研磨過程中,研磨桿與門座要保持垂直,不可偏斜.圖3-2(b)所示的研磨桿用一嵌合在閥體上的導(dǎo)向定心板進(jìn)行導(dǎo)向,使研磨桿在研磨時(shí)不發(fā)生偏斜.如發(fā)現(xiàn)磨偏時(shí),應(yīng)及時(shí)糾正(圖3-3)%與附體止口配合a圖3-3研磨時(shí)的磨偏現(xiàn)象二、電鉆式研磨工具為了減輕研磨閥門的勞動(dòng)強(qiáng)度,加快研磨速度,對(duì)小型球形閥常用手電鉆帶動(dòng)研磨桿進(jìn)行研磨.用這種方法研磨,速度較快,如閥座上有深0.20.3mm的坑,用研磨砂或自粘砂紙只需幾分鐘就可磨平,然后再用手工稍加研磨即可到達(dá)質(zhì)量要求.第二節(jié)研磨材料一、研具材料研具材料應(yīng)有研磨件的材質(zhì)及其

4、性能而定.研具材料應(yīng)具有：組織細(xì)密均勻,嵌沙性能好,有良好的耐磨性,足夠的硬度,不變形,其硬度比研磨件要軟的特性.通常作研具的材料有如下幾種：鑄鐵、低碳鋼、銅、鋁、鉛、巴氏合金、玻璃、瀝青、皮革等.常用的研具材料：鑄鐵.鑄鐵含有片狀石墨,其耐磨性和潤(rùn)滑性能好,強(qiáng)度也高；它還具有本錢低,易加工等優(yōu)點(diǎn).因此,鑄鐵研具居于研磨像硬質(zhì)合金、淬硬鋼、有色金屬等多種材料的工作,也適用于敷沙研磨、嵌沙研磨和加砂布研磨.鑄鐵研具使用的材料有灰口鑄鐵和球墨鑄鐵,一般硬度有HB120220O鑄鐵研具能保證質(zhì)量,同時(shí)研磨的效率高,使用普遍.銅.銅韌性大耐磨性好,適于加工余量大,粗糙度要求低的工作粗研,能起低碳鋼研具

5、的作用,但是本錢較高,一般極少采用.低碳鋼.低碳鋼的韌性比鑄鐵大,能適應(yīng)鑄鐵難于研磨的細(xì)長(zhǎng)圓孔,圓錐孔,螺紋等工作,低碳鋼一般用作粗研材料.鋁.鋁質(zhì)地比銅軟,適用于銅等軟金屬的.鉛、巴氏合金.適用于拋光和研磨軟鋼或其他軟質(zhì)材料的工作.玻璃.玻璃質(zhì)地硬脆,適用于工件的研磨和拋光,特別是淬硬鋼的精研.皮革、毛氈、滌綸織物.質(zhì)地柔軟常用于拋光工件,滌綸織物平整均勻,襯墊在平整的研具上,精研和拋光的效果好.瀝青.瀝青質(zhì)地軟,使用與玻璃,水晶燈脆硬材料的研磨和拋光,也適用于淬硬鋼的精拋光加工,瀝青對(duì)工件適應(yīng)性強(qiáng).二、研磨劑研磨劑是用磨料、分散劑又稱研磨液和輔助材料制成的混合劑,習(xí)慣上也列為磨具的一類.研

6、磨劑用于研磨和拋光,使用時(shí)磨粒呈自由狀態(tài).由于分散劑和輔助材料的成分和配合比例不同,研磨劑有液態(tài)、膏狀和固體的3種.液態(tài)研磨劑不需要稀釋即可直接使用.膏狀的常稱作研磨膏,可直接使用或加研磨液稀釋后使用用油稀釋的稱為油溶性研磨膏；用水稀釋的稱為水溶性研磨膏.固體研磨劑研磨皂常溫時(shí)呈塊狀,可直接使用或加研磨液稀釋后使用.研磨劑中的磨料起切削作用,常用的磨料有剛玉、碳化硅、碳化硼和人造金剛石等.精研和拋光時(shí)還用軟磨料,如氧化鐵、氧化銘和氧化鈾等.研磨劑材料的種類：氧化鋁AI2O3.氧化鋁又稱剛玉,其硬度較高,使用很普遍,一般用于研磨鑄鐵、銅、鋼及不銹鋼等材料的工作.碳化硅SiC.碳化硅有綠色及黑色兩

7、種,具硬度比氧化鋁高.綠色氧化硅適用于研磨硬質(zhì)合金,黑色氧化硅適用于研磨脆性材料及軟材料工件,如鑄鐵、黃銅等.碳化硼B(yǎng)4C.硬度僅次于金剛石粉末而比碳化硅硬,主要用來代替金剛石粉末研磨硬質(zhì)合金,研磨鍍硬銘的外表.氧化銘Cr2O3.氧化銘是一種硬度高和極細(xì)的磨料,淬硬鋼精研時(shí)常使用氧化銘,一般也用它來拋光.氧化鐵Fe2O3.氧化鐵也是一種極細(xì)的磨料,但是硬度及研磨效果均較氧化銘差,用途與氧化銘相同.金剛石粉末.即結(jié)晶碳,它是最硬的磨料,切削性能較好,特別適用于研磨硬質(zhì)合金.備注：密封面粗研時(shí)的磨料粒度一般為120#240#;精研時(shí)為W4014.調(diào)制研磨劑時(shí),通常是往磨料里直接參加煤油和機(jī)油,用1

8、/3的煤油加2/3的機(jī)油與磨料調(diào)和成的研磨劑適用于粗研；用2/3的煤油與1/3的機(jī)油與磨料調(diào)和成的研磨劑可以用于精研,當(dāng)研磨硬度較高的工件時(shí),使用上述研磨劑的效果就不夠理想,可采用三份磨料加一份加熱的豬油調(diào)和起來,冷卻后形成糊狀,使用時(shí)再加些煤油或汽油調(diào)勻.三、磨料的分類和應(yīng)用范圍研磨材料主要用于研磨管道附件及閥門的密封面.常用的研磨材料有砂布、研磨砂和研磨膏等.1,砂布它是用布料作襯底,在其上面膠粘砂粒而成.根據(jù)砂粒的粗細(xì)分為00、0、1、2等號(hào).00號(hào)最細(xì),以后每一i號(hào)都粗于前一i號(hào),2號(hào)最粗.2 .研磨砂研磨砂的規(guī)格是按其粒度大小編制的.分為：10,12,14,16,20,24,30,3

9、6,46,54,60,70,80,90,100,120,150,180,220,240,280,320,M28,M20,M14,M10,M7和M5等號(hào).其中1090號(hào)稱為磨粒；100320號(hào)稱為磨粉；M28M5稱為微粉.管道附件或閥門的密封面研磨,除個(gè)別情況用280、320號(hào)磨粉外,主要是用微粉.為了加快研磨速度,有時(shí)先采用粗磨.粗磨可用大粒度320號(hào)磨粉顆粒尺寸4228微米；細(xì)磨可采用小粒度的M28M14微粉顆粒尺寸2810微米；最后可采用M7微粉顆粒尺寸75微米.系列磨料名稱代號(hào)特點(diǎn)應(yīng)用范圍氧化鋁棕剛玉GZ棕褐色,硬度較高,韌性好,價(jià)格低適于粗研鑄碳化物金剛石白剛玉單晶剛玉銘鋼玉黑碳化硅綠

10、碳化硅GBGDGGTH白色,硬度較棕剛玉高,韌性較差淺黃色或白色,顆粒呈球狀,硬度和韌性均較白剛玉高玫瑰紅或紫紅色,韌性比白剛玉好有黑色光澤,硬度比白剛玉高,韌性較差TL綠色,硬度僅次于碳化硼和金剛石鐵、青銅、鋼及不銹鋼等要求不高時(shí)也可作精研用適于研磨鑄鐵、黃銅、青銅適于研磨硬質(zhì)合金碳化硼人造金剛石天然金剛石氧化銘氧化鐵TPJRJT黑色,硬度僅次于金剛石,耐磨性好,價(jià)格高,可局部替代金剛石適于研磨硬質(zhì)合金及鍍硬銘外表淺綠色,黑色或者白色,硬度高,價(jià)適于研磨硬格貴質(zhì)合金及玻灰色,淺黃色,硬度最高,價(jià)格昂貴深綠色,硬度較高深紅色,較氧化銘軟璃等高硬材料適于鋼、不銹鋼的精研及拋光表3-1常用研磨砂金

11、剛砂不宜用于研磨閥門密封面3 .研磨膏研磨膏是用油脂類石蠟、甘油、三硬脂酸等和研磨微粉合成的.它是細(xì)研磨料,分為M28、M20、M14、M10、M7、M5等,有黑色、淡黃色和綠色的常用研磨膏有:剛玉類研磨膏一一主要用于鋼鐵件研磨；碳化硅一一碳化硼類研磨膏,主要用于硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷和半導(dǎo)體等研磨；氧化銘類研磨膏一一主要用于精細(xì)拋光或非金屬類的研磨；金剛石類研磨膏,主要用于硬質(zhì)合金等高硬度材料的研磨第三節(jié)閥門的研磨原理閥門的研磨：研磨,在閥門制造過程中是其密封面常用的一種光整加工方法.研磨可以使閥門密封面獲得很高的尺寸精度、幾何形狀精度及外表粗糙度,但不能密封面各外表間的相互位置精度.研磨后的

12、閥門密封面通?？梢缘竭_(dá)的尺寸精度為0.001mm0.003mm;幾何形狀精度如不平度為0.001mm.研磨工程中,研具與密封圈外表很好的貼合在一起,研具沿貼合外表作復(fù)雜的研磨運(yùn)動(dòng).研具和密封圈外表間放有研磨劑,當(dāng)研具與密封圈外表相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),研磨劑中的局部磨粒在研具與密封圈外表間滑動(dòng)或者滾動(dòng),切去密封圈外表上很薄的一層金屬.密封圈外表上外表上凸峰局部首先被磨去,然后漸漸的到達(dá)要求的幾何形狀.研磨不僅是磨料對(duì)金屬的機(jī)械加工過程,同時(shí)還有化學(xué)作用.研磨劑中的油脂能是被加工的外表形成氧化膜,從而加速了研磨過程.一、密封面研磨的根本原理密封面研磨的根本原理包括研磨過程、研磨運(yùn)動(dòng)、研磨速度、研磨壓力及研磨

13、余量五個(gè)方面.1 .研磨過程研具與密封圈外表很好的貼合在一起,研具沿貼合外表作復(fù)雜的研磨運(yùn)動(dòng).研具和密封圈外表間放有研磨劑,當(dāng)研具與密封圈外表相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),研磨劑中的局部磨粒在研具與密封圈外表間滑動(dòng)或者滾動(dòng),切去密封圈外表上很薄的一層金屬.密封圈外表上外表上凸峰局部首先被磨去,然后漸漸的到達(dá)要求的幾何形狀.研磨不僅是磨料對(duì)金屬的機(jī)械加工過程,同時(shí)還有化學(xué)作用.研磨劑中的油脂能是被加工的外表形成氧化膜,從而加速了研磨過程.2 .研磨運(yùn)動(dòng)研具與密封圈外表相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),密封圈外表上每一點(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)在密封圈外表上重復(fù)自己

14、運(yùn)動(dòng)的軌跡,以免造成明顯的劃痕而增高密封圈外表的粗糙度.止匕外,運(yùn)動(dòng)方向的不斷變化還能使研磨劑分布得比擬均勻,從而較均勻的切去密封圈外表的金屬.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外表的貼合外表進(jìn)行的.無論是手工研磨還是機(jī)械研磨,密封圈外表的幾何形狀精度那么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)工件外表上通過的磨粒比擬多,切去的金屬也多.研磨速度通常為10m/min240m/min.研磨精度要求比擬高的工件,研磨速度一般不超過30m/min.閥門密封面的研磨速度與密封面的材料有關(guān),銅

15、及鑄鐵密封面的研磨速度為10m/min45m/min;淬硬鋼及硬質(zhì)合金密封面為25m/min80m/min;奧氏體不銹鋼密封面為10m/min25m/min.4 .研磨壓力研磨效率隨研磨壓力的增大而提升,研磨壓力不能過大一般為0.01MPa0.4MPa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0.1MPa0.3MPa;淬硬鋼和硬質(zhì)合金密封面為0.15MPa0.4MPa.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外表粗糙度.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

16、磨前一般經(jīng)過精磨.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0.008mm0.020mm;平面余量為0.006mm0.015mm.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.第四節(jié)密封面的研磨方法一、閥門密封面的材料閥門密封面的材料可以分為軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料兩大類.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、銘不銹鋼、司太立合金、銀基合金、鐵基合金等.、密封面損壞的原因:(1)密封面的加工質(zhì)量不好.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.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

17、力導(dǎo)致密封面工作不正常,閥門帶病運(yùn)轉(zhuǎn),過早的損壞了密封面.三、靜密封面損壞的原因：(1)靜密封面的外表粗糙度過高,主要原因是使用時(shí)間過長(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)的腐蝕和選用閥門不當(dāng).(5)靜密封面有明顯的溝梢,主要是由于靜密封面產(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

18、要是由于設(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,外表無明顯缺陷,說明該密封面根本上是合格的.如果印痕不均說明不平整,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,保存低點(diǎn)處,進(jìn)過屢次刮研,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

19、：錐面靜密封面是閥門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)外表粗糙度有較高要求,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盤旋轉(zhuǎn),動(dòng)作一次轉(zhuǎn)過一個(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

20、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)來判斷和修復(fù).2 .梯形梢靜密封面的研磨：梯形梢外表稍微的磨損和銹跡,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0.03mm的,應(yīng)用研具研磨.研具應(yīng)制成梯形梢界面一樣,其夾角為分角46o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)梢內(nèi)均勻

21、地、往復(fù)地研磨,也可以將梯形梢密封件加持在低轉(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形圈梢和自緊靜密封面的研磨O形圈梢靜密封面比動(dòng)密封面粗糙度低一些.如果梢面磨損,可將金剛砂布粘一點(diǎn)油均布磨掉缺陷即可,也可以?shī)A持在車床上,用金剛砂布研磨.研磨時(shí)注意梢面角和梢面不能成銳棱,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)的圓柱外表間隙配合一般為H8/H9.內(nèi)圓密封面一般不用研磨,只要提升外表加工精度和降低外表粗糙度的值就可以到達(dá)密封要求.如果內(nèi)圓柱密封面的間隙過大,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)的外徑來補(bǔ)償,或