旋启式止回阀密封面手工研磨工艺研究

1 概述

阀门的密封性能是衡量阀门功能和质量的重要指标之一，阀座的密封能力又是决定金属阀门密封性的重要因素，对阀座密封面的研磨是决定阀座密封性能的重要工艺。旋启式止回阀通过阀板和阀座接触形成的密封副实现密封，采用合理的手工研磨工艺对密封面进行研磨，能够保证密封性能和使用寿命。

2 旋启式止回阀密封面的手工研磨

2.1 研磨的特点

研磨具有以下特点：

(1)研磨是在良好的预加工基础上进行的，加工余量小；

(2)研磨过程中工件与研具的接触是随机的，可使用高点相互修整，容易修正精度，且对降低表面粗糙度效果显著；

(3)不需要复杂和高精度设备，研磨工装简单，方法简便可靠，质量有保障；

(4)经研磨后的零件能提高表面的耐磨性、抗腐蚀能力及疲劳强度，延长了零件的使用寿命。

2.2 影响旋启式止回阀密封面研磨质量的因素

影响密封面研磨质量的因素很多，主要有以下方面：

密封面的堆焊材料；密封面堆焊质量；密封面加工质量；研磨工装的设计；研具材料的选择；研磨方法。

2.2.1 密封面的堆焊材料

旋启式止回阀密封面堆焊材料应具有耐高温、耐磨损、耐冲蚀、易堆焊、易加工、尺寸稳定性高等特点。经综合考虑，选择D507或D802合金。

2.2.2 密封面堆焊质量

为了达到理想的研磨及密封效果，密封面堆焊后不应有裂纹、气孔、硬点等缺陷。传统的手工工艺堆焊后容易产生硬点，不利于研磨，对阀门密封效果有影响。采用先进的机器人堆焊，堆焊后组织均匀、无缺陷，堆焊质量较为理想。

2.2.3 密封面加工质量

密封面的加工质量直接影响研磨效率及研磨质量。加工质量包括密封面的尺寸精度、形位精度和粗糙度，采用数控机床并选用合适的刀具对密封面进行精加工，不仅能够保证密封面的尺寸，还能达到研磨前较为理想的粗糙度Ra1.6。

2.2.4 研磨工装的设计

研磨工装应保证：

(1)传动杆要能伸出阀体，实现手动操作；(2)确保密封圈受力均匀，保证研磨精度；(3)研磨过程中对传动杆两端合理定位，保证研磨过程的稳定性；(4)方便可靠，降低劳动强度；(5)具有通用性、重复使用性。、

研磨工装如图1所示，在原传动杆（传动杆A）的顶端增加一个新传动杆（传动杆B），传动杆B伸出止回阀出口。两传动杆通过万向节连接，从而实现转动传动杆B即能转动研磨板研磨阀座圈密封面的目的。由于不同型号的止回阀，其阀座密封面与阀体水平面夹角不同，采用此工装可保证传动杆能伸出阀体，实现研磨工装的通用。

图1 止回阀研磨工装

图2 研磨工装压板

图3 研磨工装研磨板

该工装的核心是在传动杆之间增加了一个万向节，可改变力矩便于手动研磨。研磨过程的实质是一个切削过程，在一个质量均匀的研磨板转动研磨时，研磨精度取决于密封圈的受力均匀与否，因此不论万向节如何连接，只要保证传动杆A垂直于研磨压板中心旋转，就不会影响研磨精度，因此将传动杆A垂直焊接在研磨板中心，并在研磨板上增加重物以提高研磨效率。

为了确保研磨过程研磨板的稳定性，在研磨压板上加装一个环形压板如图2，压板外圆尺寸与阀座内孔尺寸配合，间隙要求0.3mm，通过内六角螺栓固定在研磨板（如图3）止口处，起固定砂纸与定位研磨板的作用。传动杆A的位置在研磨板中心，传动杆B和万向节的位置却是不固定的，需要在阀体出口增加一个定位板如图5，定位板上加工一个大小适当的通孔以便传动杆B伸出，从而固定住传动杆B。当传动杆A、B位置确定，稳定性问题也就解决了。

因是手动研磨，为了防止出现转不动的情况，需要考虑工装在实际研磨时的受力问题。传动杆B需要伸出阀体手动转动，因此传动杆B必须垂直于出口处的定位板。对于双传动十字轴万向节，当主动轴匀速转动时，从动轴的瞬间角速度是变化的。万向节传动的不等速特性将使从动轴及与其相连的传动部件产生扭转振动。为使处于同一平面的输出轴与输入轴等速旋转，必须保证同传动轴相连的两万向节叉在同一个平面内，且使两万向节夹角相等。当万向节与两传动轴如图4连接时，夹角均为170°，并且整个传动系统均在阀体中分面上，此时可以视主动轴、万向节、从动轴等角速度转动，在附加弯矩较小的情况下力矩平衡。此时研磨较为省力。最终选择开孔位置如图4所示。

图4 万向节连接示意图

图5 研磨工装定位板

2.2.5 研磨方法

研磨止回阀密封面可分两步进行：(1)用研磨工装对阀座密封面进行单独研磨；(2)阀板和阀座进行配研。

(1)单独研磨

图6 阀座密封面研磨图

单独研磨阀座密封面（如图6所示）时，先在研磨工装上均布装夹8-12片较粗的砂纸，砂纸粒度可选择60-120目。研磨前先将阀座密封面清理干净，防止铁屑等杂质划伤密封面。轻轻用手压并旋转研具，研磨一段时间后，由于砂纸磨损，更换新的砂纸后再进行研磨。当密封表面无可见刀纹后，可更换800-1200目的细砂纸继续研磨，直到表面粗糙度达到图纸要求。

(2)配研

对经过单独研磨后的密封面进行配研，一是可以检验单独研磨的效果是否理想，二是可以对阀座和阀板密封面的形状和角度进行细微修正。配研时，将阀座与阀板密封面用较细研磨膏轻轻对研，用红丹粉检测密封面表面贴合度，直到表面贴合度达到90%以上并无纵向空白带方可停止研磨。

3 结语

本手工研磨工艺结合旋启式止回阀的特点，具有投资小、易操作、研磨效果好等特点，非常适合研磨小批量旋启式止回阀使用。