三偏心蝶阀加工工装的改进

2013-07-20 张春景兰州石油化工机械厂

　　三偏心金属硬密封蝶阀是石化装置中目前比较先进的一种蝶阀，该类型蝶阀与传统蝶阀相比，具有耐高温、操作轻便、零泄漏、启闭无摩擦、关闭时随着传动机构的力矩增大来补偿密封等优点。

1、基本加工原理

　　三偏心蝶阀密封面用两个垂直于圆锥母线的平行平面截切圆锥，取两平面中间的实体部分，其外表面即为三偏心蝶阀密封面，圆锥顶角为α。阀体的结构示意图如图1，阀门中心与密封面所在圆锥中心交点为O1，根据三偏心蝶阀的基本特征，一般通用加工方法是：利用工装斜度盘(如图2)，其定位止口中心与底圆中心交点为O2，将工件与工装组合后，整体放置于车床工作台，找正斜度盘底圆，使密封面所在圆锥中心与立车回转中心重合，车削密封面。

　　斜度盘是加工最初第一台阀门时定制的，加工其他阀门时，由于每台阀门的规格不同，所以其密封面的大小及法兰的大小均不同，O1与阀门下法兰平面的距离也不同。我们利用定位体来调节密封面相对斜度盘定位面的距离，使O1与O2重合，加工阀体密封面，由于阀门的参数不同，决定了定位体的高度及定位止口也不同，这样加工每台阀门均需特制一个定位体(图3)。

2、改进思路

　　由于每生产一台阀门都需要重做一个定位体，基本上不能通用，不仅工装成本高，生产周期长，而且这种方法只能加工H1<H2的一类阀。如果我们不用定位体直接将阀门与斜度盘组装后，就发现密封面所在圆锥中心与立车回转中心会有一定的偏心，且阀体法兰与定位盘定位止口大小一般情况下不同，因此我们考虑在阀门的下法兰处增加余量，用它来调节调整阀门与斜度盘的偏心，各参数的确定如下：

　　2.1、斜度盘的偏心

　　从图2所示方向看：在已知斜度盘定位止口定位斜面Ⅰ上，定位止口中心偏向斜度盘底圆中心左侧，即偏向密封面直边侧，偏心e2确定。

　　2.2、阀门的偏心

　　阀门中心与密封面所在圆锥中心交点O1距离阀体下法兰平面的距离为H1，可由计算得出，在下法兰平面两中心偏离e1=H1tan(α/2)，阀门中心偏向密封面所在圆锥中心密封面直边侧。

　　2.3、法兰余量的确定

　　若在下法兰底部焊接一工艺法兰，不仅存在焊接应力，且给加工带来难度，因此我们可以考虑设计下法兰的时候，底面留10mm余量来作为定位止口。

　　如图4所示，为方便区分，假定工艺止口部分与下法兰为两部分。假定定位止口与法兰同心，定位止口的厚度为15，则在定位止口下平面上，则阀门与定位止口总偏心e3=(H1+15)×tan(α/2)，同理，定位止口中心偏向圆锥中心的密封面直边侧。阀门与斜度盘组装后，在定位止口定位面上密封面所在圆锥中心与立车回转中心偏离为e3-e2，为调整两者偏心，使立车回转中心与圆锥中心重合(图5)，特将定位止口设计为偏心止口，其偏心为e3-e2。