雙偏心半球閥球體研磨工藝介紹

雙偏心半球閥是為解決“氣-固”或“液-固”兩相混流介質輸送中帶有沉淀、結垢和結晶析出介質的技術難題而研制開發的新型偏心半球閥。 因為在常用閥門使用過程中，閥門的磨損和結垢是影響其使用壽命的主要因素，雙偏心式半球閥以其獨有的啟閉方式與偏心結構、硬密封的特點，關閉切除結垢， 刮凈密封面上的附著物，從而順利地實現開啟與關閉，磨損自行補償，開辟了解決常用閥門存在問題的新途徑。但由于此種閥的核心部件—閥芯，其密封面堆焊了 耐磨合金，在研磨成一定要求的球面時采用的加工手段是手工研磨，制約了產品質量的提高和產量的批量化。為此，本文對閥芯加工中的研磨工藝進行了分析研究， 設計出一種新穎可靠的自動研磨機構，滿足了生產要求。

研磨實驗表明：平面量塊及圓柱量規研磨時，當其軌跡為正弦波時，其幾何精度、表面粗糙度很高。通過對半球閥閥芯研磨過程和研磨機理的研究，在球面上進行模擬操作實驗證明：軌跡若為正弦波軌跡時，其幾何精度、表面粗糙度亦可以達到較高的水平；研磨速度(0.33～1.54mPmin)增大使研磨效率提高；但當速度過高(0.5～100mPmin)時，由于離心力作用，使研磨劑甩出工作區，研磨運動平穩性降低，研具磨損加快，從而降低研磨加工精度，在一定范圍內(0.1～0.3MPa)增 加研磨壓力可提高研磨效率。當壓力大到一定值時，由于磨粒破碎及研磨接觸面積增加，實際接觸點的接觸壓力不成正比增加，研磨效率提高并不明顯；另一方 面，對于同樣的磨粒，研磨壓力減小對提高表面粗糙度有利。一般粗研多用較低速、較高壓力；精研多用低速、較低壓力。為此，在設計偏心球面研磨機構時，著 重考慮了正弦波軌跡的實現、研磨速度和研磨壓力的控制。

研磨機的運動原理如圖1所示，n1是研具的轉速，n2是閥芯的轉速，兩者方向相反同軸(z軸)，另外，閥芯繞y軸擺動，往復轉速為n3。在水平面上，閥芯球面上任一磨粒在水平面(xy平面)內的合速度為(v1-v2)， 如圖2所示。在xz平面內，設磨粒的速度為v3，則磨粒的實際速度v=v1-v2+v3。當擺動按正弦波規律運動，v1、v2與之合理匹配時，其磨粒軌 跡類似于振動衰減的正弦波，如圖2所示。在n點處，其速度為v1+v2，v3=0。由圖2可看出，若閥芯只作往復擺動，在m點與n點處的研磨軌跡就有很 大差別，其去除材料量、磨損、磨削等產生嚴重不均勻，閥芯的球面度、表面粗糙度就很難達到均勻一致，不能滿足要求，為此應使閥芯有一轉速n2，不斷連續 變動閥芯位置，使整個球面的研磨、磨損等均勻一致。