120型空氣控制閥模塊式滑閥座的分析

1、120型空氣控制閥模塊式滑閥座的分析 介紹了120型貨車空氣控制閥模塊式滑閥座的構(gòu)造特點(diǎn)、鎖緊原理、試驗(yàn)等，指出采用分體式滑閥座構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)將加工檢測(cè)合格的滑閥座在主閥體組成上開展組裝、拆卸及更換，實(shí)現(xiàn)換件修，同時(shí)結(jié)合我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)水平，將成熟的外平面研磨技術(shù)應(yīng)用于滑閥、滑閥座的制造及檢修上，使之突破研磨工藝瓶頸，極大地提高120型貨車空氣控制閥的制造、檢修水平，從而提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩煽啃浴?1、滑閥、滑閥座構(gòu)造零部件的制造及檢修現(xiàn)狀 對(duì)于我國(guó)現(xiàn)有的風(fēng)源和橡膠件等技術(shù)適應(yīng)水平來(lái)說(shuō)，120型貨車空氣控制閥(以下簡(jiǎn)稱120閥)主控機(jī)構(gòu)采用滑閥、滑閥座構(gòu)造是適宜的。滑閥、滑閥座構(gòu)造具有功能集成緊湊

2、、可有效防止異物侵入的良好性能。但研磨工藝復(fù)雜、技術(shù)難度較大，對(duì)操作者的個(gè)人技能要求高，檢修質(zhì)量波動(dòng)較大，檢修周期短。根據(jù)鐵路長(zhǎng)期的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，滑閥、滑閥座的研磨質(zhì)量是影響120閥使用壽命的關(guān)鍵因素之一。有必要對(duì)相應(yīng)構(gòu)造及工藝開展研究、改良，研制模塊式滑閥座。 滑閥與滑閥座之間是一種金屬平面密封構(gòu)造，目前的制造及檢修技術(shù)是采用研磨工藝。其主要工藝流程是：采用人工刮研或用平面磨床加工出高精度的鑄鐵平板采用平板人工校對(duì)油石用油石研磨滑閥座平面。從研磨的原理上來(lái)說(shuō)就是用刮研或磨床加工出高精度平板將平板的平面度復(fù)制到油石上再將油石的平面度復(fù)制到滑閥座平面上。這相當(dāng)于復(fù)印了3次的文件，其帶來(lái)的系統(tǒng)誤差及其

3、他因素誤差可想而知，同時(shí)在其整個(gè)工藝過(guò)程中，有大量手工操作，因受作業(yè)者個(gè)人技藝、身體狀況、工作時(shí)的心情等因素影響，其質(zhì)量是非常不穩(wěn)定的。再者，因是內(nèi)表面加工，目前沒(méi)有檢測(cè)手段，加工過(guò)程不受控。 長(zhǎng)期以來(lái)，由于研磨質(zhì)量波動(dòng)較大，同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)手段，須在主閥完成裝配后，經(jīng)試驗(yàn)臺(tái)的檢測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。這不但使一次交驗(yàn)合格率低下，同時(shí)有一部分產(chǎn)品是在試驗(yàn)臺(tái)上“修”出來(lái)的，在產(chǎn)品質(zhì)量低下的同時(shí)也表現(xiàn)出產(chǎn)品構(gòu)造的工藝性較差。 這種情況對(duì)于技術(shù)力量相對(duì)薄弱的用戶來(lái)說(shuō)更是帶來(lái)檢修的困難，導(dǎo)致檢修水平不高，使控制閥的使用可靠性及壽命大為降低，影響運(yùn)輸安全。 2、模塊式滑閥座設(shè)計(jì)原則 模塊式滑閥座構(gòu)造應(yīng)能適應(yīng)國(guó)內(nèi)成熟可

4、靠的平面加工及檢測(cè)技術(shù)，既能適應(yīng)新造，也適用于現(xiàn)有120閥的檢修改造。根據(jù)以上原則，將滑閥座設(shè)計(jì)從一個(gè)整體內(nèi)平面轉(zhuǎn)化成可拆卸的、模塊式活動(dòng)閥板，從而將內(nèi)平面研磨轉(zhuǎn)換成外平面研磨，降低檢修難度。 3、模塊式滑閥座構(gòu)造 因滑閥在滑閥座上運(yùn)動(dòng)，且這對(duì)滑閥副是120閥中最為核心的關(guān)鍵部件，故滑閥座與體組成的連接必須為剛性連接，可更換的滑閥座的安裝定位及緊固構(gòu)造是模塊式滑閥座構(gòu)造設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。因安裝空間狹小，在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮制造和改造的工藝性。經(jīng)過(guò)對(duì)多個(gè)方案的充分論證，最終決定采用將滑閥座向安裝面垂直壓緊安裝的形式，其優(yōu)點(diǎn)是滑閥座與滑閥套的滑閥座面貼合嚴(yán)密，是剛性連接，安裝過(guò)程中對(duì)橡膠件無(wú)損傷，

5、安裝可靠，工藝合理易于實(shí)現(xiàn)。真空技術(shù)網(wǎng)(http:/)認(rèn)為其缺點(diǎn)是零部件相對(duì)較多，但方案可行。 120閥模塊式滑閥座組成主要由主要閥體組成(帶滑閥套)、模塊式滑閥座(以下簡(jiǎn)稱滑閥座)、緊固零件(上、下鎖緊塊、螺釘及止動(dòng)銷)、半圓鍵、異形密封圈等組成(見圖1)，主閥體組成可由既有零件改制，與其配合的滑閥在原根底上減薄、新制。 圖1 模塊式滑閥座組成 3.1、主閥體組成 用專用拉刀在原主閥體組成上加工出容納鎖塊的長(zhǎng)槽(見圖2)。新制主閥體組成也按此加工，所有加工尺寸新造與改造是完全一致的。拉削完成后在其平面的下部銑削出半圓鍵槽，用于模塊式滑閥座安裝定位。 圖2 主閥體組成 3.2、滑閥 滑閥各聯(lián)絡(luò)

6、槽位置不變，為適應(yīng)新增加的模塊式滑閥座，只在原根底上減薄，滑閥各聯(lián)絡(luò)槽的深度不變，不影響其檢修限度。 3.3、新增零部件 采用模塊式滑閥座，滑閥座可在新制或改造后的主閥體組成中實(shí)現(xiàn)互換。 (1)模塊式滑閥座 新的滑閥座構(gòu)造采用了分體模塊式構(gòu)造(見圖3)，可將加工檢測(cè)合格的滑閥座簡(jiǎn)單地在主閥體組成上開展拆卸及更換，實(shí)現(xiàn)換件修。該構(gòu)造可實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)，提高制造質(zhì)量，易于檢測(cè)，并可簡(jiǎn)化制造和檢修工藝。 圖3 模塊式滑閥座 模塊式滑閥座為平板構(gòu)造，上面構(gòu)造與原滑閥座構(gòu)造相同;下面加工出與滑閥套對(duì)應(yīng)的用于安裝異形密封圈的溝槽及用于安裝定位半圓鍵的鍵槽;其兩側(cè)面設(shè)有用于與鎖塊配合的鎖緊槽，可將螺釘?shù)臋M向力

7、轉(zhuǎn)化為放大數(shù)倍的垂直力，緊固可靠，自鎖力強(qiáng)。 滑閥座的設(shè)計(jì)同時(shí)還充分考慮盡可能地滿足加工工藝的要求。鍵槽及鎖緊槽的構(gòu)造不僅是安裝構(gòu)造，同時(shí)也可作為精加工平面的定位夾緊構(gòu)造。 (2)半圓鍵 用于滑閥座在安裝時(shí)的縱向定位，同時(shí)可承受縱向力。 (3)異形橡膠密封圈 采用整體異形密封圈用于滑閥座與滑閥套安裝面之間的密封，使滑閥座的構(gòu)造及加工工藝簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)操作方便。 (4)鎖塊 通過(guò)斜楔增力原理，將鎖緊螺釘?shù)乃嚼Ψ糯髷?shù)倍，使滑閥座牢固地鎖緊在滑閥套安裝面上(見圖4)。 圖4 鎖塊 (5)鎖緊螺釘和止動(dòng)銷 鎖緊螺釘將鎖塊向內(nèi)拉緊，形成鎖緊力。為防止螺釘松動(dòng)，新設(shè)計(jì)了止動(dòng)銷，并在鎖緊螺釘上設(shè)計(jì)止動(dòng)槽，并

8、設(shè)計(jì)了圓環(huán)構(gòu)造用于方便安裝和拆卸止動(dòng)銷。 4、模塊式滑閥座鎖緊原理 裝配對(duì)(見圖5)，將鎖塊分別從模塊式滑閥座左右端安裝并稍稍向內(nèi)推緊，將鎖緊螺釘從右端裝入并旋緊，此時(shí)，左右2個(gè)鎖塊同步且均衡地向內(nèi)移動(dòng)，其上的凸起構(gòu)造沿滑閥座兩側(cè)的斜槽由低向高移動(dòng)，因鎖塊的上平面在滑閥套的槽內(nèi)移動(dòng)，受約束而不能向上移動(dòng)，故產(chǎn)生經(jīng)斜面放大的向下力，從而將滑閥座牢固地鎖緊在滑閥套安裝面上。在鎖緊的過(guò)程中，對(duì)滑閥座只有向下的力而沒(méi)有其他方向的外力。 圖5 模塊式滑閥座組裝圖 5、計(jì)算分析及試驗(yàn)驗(yàn)證 在滑閥套上加工容納鎖塊的長(zhǎng)槽是否會(huì)對(duì)原有的體套過(guò)盈配合產(chǎn)生影響，開展了強(qiáng)度分析計(jì)算。由最終的分析可知，最大應(yīng)力為258

9、MPa，小于黃銅的強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度)700MPa，滿足強(qiáng)度要求。 將試制完成的2套樣機(jī)在120閥微機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上通過(guò)試驗(yàn)后，20*年12月上旬在原鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)視檢驗(yàn)中心低溫試驗(yàn)站，分別開展了-50C保溫48h的低溫性能試驗(yàn)，以及110C恒溫3h工況下的高溫解凍庫(kù)試驗(yàn)，其結(jié)果均符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。 20*年12月中旬，在原鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)視檢驗(yàn)中心機(jī)車車輛檢驗(yàn)站按GB/T21563-20*軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)開展了提高隨機(jī)振動(dòng)量級(jí)的模擬長(zhǎng)壽命試驗(yàn)及沖擊試驗(yàn)。振動(dòng)及沖擊試驗(yàn)完成后，對(duì)被試驗(yàn)的120閥按TB/T1492-20*鐵道車輛制動(dòng)機(jī)單車試驗(yàn)方法完成了性能試驗(yàn)，結(jié)果符合要求。性能試驗(yàn)后將控制閥解體，模塊式滑閥座的相關(guān)零部件完好，無(wú)松動(dòng)。 6、結(jié)束語(yǔ) 20*年在新造C70車上共安裝了5套模塊式滑閥座的120閥開展運(yùn)用考驗(yàn)，到目前為止，各部件狀態(tài)良好，性能一切正常，甚至到達(dá)優(yōu)良水平。由此得出以下結(jié)論： (1)滑閥座的模塊化構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了滑閥