一種超硬密封球閥的加工方法
2023-09-18 04:02:35
專利名稱：一種超硬密封球閥的加工方法
技術領域：
本發明屬於設備安全技術領域，涉及一種超硬密封球閥的加工方法背景技術眾所周知，閥門功能是流體輸送系統中控制元件，具有導流、截流、分流等功能，球閥具有流阻小，開啟迅速，是國內外專家公認最有發展前途的換代產品。長期以來國內外專家致力於球閥的開發研究，但由於受球體密封圈材料、球閥結構、製造工藝條件所限使球閥的開發研究受到限制。長期以來，球閥的球體通常採用碳鋼、合金鋼、不鏽鋼材料，而密封圈通常採用回氟乙烯、尼龍等非金屬材料，在高壓下難以承受高比壓，只能在200℃以下溫度範圍內使用；進入七○年代則採用球體分體式、軌道式球閥，目的是使閥門在高溫高壓條件下擺脫高壓造成球體與密封圈的擦傷而形成的密封面洩漏，但結構複雜並未達到預想的效果。
進入八○年代，國內外閥門專家對球閥研究做了大量工作，如球閥球體、密封閥採用整體陶瓷材料，即浪費大量昂貴合金材料，同時陶瓷材料脆性較大，不耐衝擊而出現脆性裂紋，球閥使用條件受到限制；有的球體則採用軟氮化工藝密封面氮化處理，密封圈的密封面則採用堆焊CoCrw硬質合金，硬度達到HRC55，氮化後球體表面硬度雖然較高，但氣體軟氮化，氮化層太薄，球閥開啟幾次密封面及球面就會造成擦傷，傷痕累累，更主要的是不能輸送顆粒性、粉塵性介質。
發明內容
為了克服目前球閥中金屬對金屬密封面在高溫、高壓、高流速、劇烈衝刷，磨損、腐蝕情況下，閥門使用壽命低、洩漏量大、質保期短的弊病，本發明提出一種超硬密封球閥的加工方法，可以滿足球閥密封的參數性能要求。耐高溫，耐衝擊，耐衝蝕，壽命長。
本發明的技術方案是一種超硬密封球閥的加工方法，工藝步驟是(一)加工球體，具體步驟為1、夾緊毛坯，按球體通道孔找正，加工通道孔、錐面、倒園角，2、以加工後的球體通道為定位基準，銑加工球體，精加工後的球體光潔度不低於Ra1.6，同軸度小於0.05，不園度小於0.01，3、將加工後的球體，裝夾在專用夾具上，(如圖2所示)使用專用凹圓形磨具及60#單晶剛玉磨加工到設計尺寸，表面光潔度不低於Ra 0.08，同軸度小於0.03，不園度小於0.006，4、球體外表面噴塗W.C、噴塗厚度為0.3-0.5mm，硬度為Hv900--1200(HRC68-73)，5、噴塗後的球體裝夾在專用夾具上，使用專用凹球形磨具加工，光潔度不低於Ra3.2，同軸度為0.03，不園度小於0.006，粗磨，金剛石粉M40、粗磨後光潔度不低於Ra0.08、同軸度小於0.03、不園度小於0.004，精磨，金剛石粉M15，精磨後光潔度不低於Ra0.2-0.4，同軸度小於0.03，不園度小於0.004；6、研磨，加工好的球體與專用凹球形磨具對研，研磨粉分別為M15、M5金剛石粉，不園度要小於0.0025；(二)加工密封圈，具體步驟為1、按設計要求加工，保證密封圈球面和外園的同軸度小於0.03，2、密封圈球面噴塗W、C，噴塗厚度為0.3-0.5mm，3、噴塗後的密封圈在專用夾具上使用專用凸球形磨具進行加工磨削(如圖3所示)①粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低於Ra0.8②精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低於Ra0.4，4、研磨加工好的密封圈與專用凸球形磨具對研，研磨粉為M15、M5，光潔度為Ra0.2--0.4；(三)球閥的裝配，具體步驟為1、將球體與密封圈球面進行2-3次人工對研，使用的研磨液依次如下①用W40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為甘油+水、研磨液配比1∶1，②用W10金剛石研磨膏配置研磨液，油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，③用W5金剛石研磨膏研配置研磨液，油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，研磨後，用清洗液或90#汽油將球體清洗10-15分鐘；2、研磨球面及密封圈閥口，將球體與密封圈閥口對研，研磨程序及參數要求與球體研磨相同，3、檢驗球體與密封圈閥口吻合度將球體、密封圈裝入閥體中把緊螺柱，旋轉球體與密封圈球面形成光亮球型帶，加水試驗不得有洩漏，在安裝閥蓋到閥體上時，調整好密封圈與球閥球體的位置，調整調整墊和調整閥座寬度，保證裝配完球的中心與閥杆軸同心，4、球體與閥密封圈裝配完後再擰緊填料壓蓋螺母，整機裝配後，關閉開啟閥5、整機按標準進行殼體試驗，密封試驗。
本發明的有益效果是耐高溫，耐衝擊，耐衝蝕，壽命長。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明的球閥結構示意圖。
圖2是本發明加工球體的專用夾具結構示意圖。
圖3是本發明加工密封圈的專用夾具結構示意圖。
圖中，1.閥杆，2壓蓋，3.左閥體，4.左密封圈，5.球體，6.右密封圈，7.中法蘭墊片，8.螺栓，9.螺母，10.右閥體，11.左密封塗層，12.右密封塗層，13.球體塗層，14.專用凹球形磨具，15.專用凸球形磨具。
具體實施例方式
1、將球體5粗加工成型(不圓度達到0.05)，採用加工球體5的專用夾具，(如圖2所示)使用專用凹球形磨具14加工球體5，精加工後的球體5光潔度不低於Ra1.6，同軸度小於0.05，不園度小於0.01，在球體5表面噴塗WC塗層，噴塗13厚度為0.3-0.5mm，硬度為Hv900--1200(HRC68-73)，噴塗後的球體5在專用夾具和專用金剛石磨頭下加工，光潔度不低於Ra3.2，同軸度為0.03，不園度小於0.006，粗磨，金剛石粉M40、粗磨後光潔度不低於Ra0.08、同軸度小於0.03、不園度小於0.004，精磨，金剛石粉M15，精磨後光潔度不低於Ra0.2-0.4，同軸度小於0.0不園度小於0.004；採用M15、M5不同粒度級別金剛石粉末研磨球體5表面塗層，然後進行球面拋光，不園度要小於0.0025；使用專用球形刀14加工左右密封圈4、6，確定左密封塗層11.，右密封塗層12，表面噴塗WC塗層，塗層厚度為0.3-0.5mm，用金剛石粉末研磨，然後進行球面拋光，加工好的球體5與專用凹球形磨具對研，研磨粉分別為M15、M5金剛石粉，不園度要小於0.0025，；2、加工密封圈4、6，保證密封圈4、6球面和外園的同軸度小於0.03，密封圈4、6球面噴塗W、C，確定左密封塗層11，右密封塗層12，噴塗厚度為0.3-0.5mm，噴塗後的密封圈4、6分別在專用夾具上使用專用凸球形磨具15上加工，(如圖3所示)磨削粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低於Ra0.8精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低於Ra0.4，研 磨加工好的密封圈4、6與球體5對研，研磨粉為M15、M5，光潔度為Ra0.2--0.4；3、安裝超硬密封球閥，將加工好的球體5與密封圈4、6球面進行2-3次人工對研，使用的研磨液依次如下①用W40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為甘油+水、研磨液配比為1∶1，②用W10金剛石研磨膏配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，③用W5金剛石研磨膏研配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，研磨後，用清洗液或90#汽油將球體清洗10-15分，研磨球面及密封圈4、6閥口，將加工好的球體5與密封圈4、6閥口對研，研磨程序及參數要求與球體研磨相同，左右密封圈4、6裝在左右閥體3、10上，左右閥體3、10由螺栓8和螺母9連接固定。保證與球體5中心軸線的絕對對稱度。中法蘭墊片7採用柔性石墨夾不鏽鋼板，累計誤差採取調整中法蘭墊片7，以保證閥杆與球體同心度及與左右密封圈的對稱度。在組裝時選定零件，優先測量零件尺寸，調整左右金屬密封圈4、6的厚度。球閥是關閉件球體圍繞垂直通道中心線旋轉90°的閥門，在管線上主要作關閉、切斷介質用。流體沿管線從閥門一端流入另一端，當管線需要切斷時，通過手柄1或氣動、電動裝置將扭杆傳遞給閥杆1，閥杆1帶動球體5與密封圈4、6相對磨擦旋轉90°，球體與密封圈之間在高比壓條件下形成密封，開啟時，球體在手柄閥杆作用下反向旋轉90°。
權利要求
1.一種超硬密封球閥的加工方法，其特徵在於，工藝步驟是(一)加工球體具體步驟為1、夾緊毛坯，按球體通道孔找正，加工通道孔、錐面、倒園角，2、以加工後的球體通道為定位基準，銑加工球體，精加工後的球體光潔度不低於Ra1.6，同軸度小於0.05，不園度小於0.01，3、將加工後的球體裝夾在專用夾具上，使用專用凹球形磨具使用60#單晶剛玉磨加工，表面光潔度不低於Ra 0.08，同軸度小於0.03，不園度小於0.006，4、球體外表面噴塗W.C，噴塗厚度為0.3-0.5mm，硬度為Hv900-1200(HRC68-73)，5、噴塗後的球體裝夾專用夾具上，使用專用凹球形磨具加工，光潔度不低於Ra3.2，同軸度為0.03，不園度小於0.006，粗磨，金剛石粉為M40、粗磨後光潔度不低於Ra0.8、同軸度小於0.03、不園度小於0.004，精磨，金剛石粉為M15，精磨後光潔度不低於Ra0.2-0.4，同軸度小於0.03，不園度小於0.004，6、研磨，加工好的球體與專用凹球形磨具對研，研磨粉分別為M15、M5，不園度要小於0.0025；(二)密封圈的加工具體步驟為1、加工密封圈球面和外園的同軸度小於0.03，2、密封圈球面噴塗W、C，噴塗厚度為0.3-0.5mm，3、噴塗後的密封圈裝夾在專用設備夾具上，使用專用凸球形磨具上加工，磨削①粗加工，磨料為M40金剛石粉，光潔度不低於Ra0.8②精加工，磨料為M15金剛石粉，光潔度不低於Ra0.4，4、 研磨加工好的密封圈與專用凸球形磨具對研，研磨粉為M15、M5，光潔度為Ra0.2--0.4；(三)球閥的裝配具體步驟為1、將加工好的球體和密封圈球面進行2-3次人工對研，使用的研磨液依次如下①用W40金剛石研磨膏，配置研磨液，研磨液為∶甘油+水、研磨液配比為1∶1，②用W10金剛石研磨膏配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，③用W5金剛石研磨膏研配置研磨液，配比為油脂22.4％，混合脂31.5％，煤油1.1％，研磨後，用清洗液或90#汽油將球體清洗10-15分，
2.研磨球面及密封圈閥口，將加工好的球體與密封圈閥口對研，研磨程序及參數要求與球體研磨相同，
3.在安裝閥蓋到閥體上時，調整好密封圈與球體的位置，調整調整墊和調整密封圈寬度，保證裝配完球的中心與閥杆軸同心，球體與密封圈裝配完後再擰緊填料壓蓋螺母，整機裝配完畢。
全文摘要
本發明屬於設備安全技術領域，涉及一種超硬密封球閥的加工方法，工藝步驟是，球體和密封圈裝夾在專用夾具上，使用專用凹，凸球形磨具進行加工、研磨，磨料為M40、M15金剛石粉，M5，表面噴塗W.C，噴塗厚度為0.3 0.5mm，球體及密封圈密封面經噴塗後硬度達到HV900－1200(HRC69－73)。球閥裝配時，將加工好的球體和密封圈球面用研磨液進行2－3次人工對研，球體不圓度達到0.002－0.004，光潔度達到Ra0.2－0.4，球體與密封圈吻合度95％以上。本發明耐高溫，耐衝擊，耐衝蝕，壽命長。可廣泛應用於工業設備流體輸送系統中。
文檔編號F16K5/06GK1546893SQ200310119180
公開日2004年11月17日 申請日期2003年12月17日 優先權日2003年12月17日
發明者楊安生, 楊文安 申請人:楊安生, 楊文安