阀门密封面的机械研磨技术优化

阀门制造企业主要使用机械来研磨密封面。机械研磨的效率高、品质稳定，不像手工研磨那样要有较高技术的工人来操作。

各阀门制造企业使用的研磨机大多使用自制的研磨机，型状繁多，研磨效果也有很大的差异。个别制造企业由于应用了研磨运动不合理的研磨机，使阀门密封面长期达不到规定的几何形状精度，而造成阀门品质低劣。因此，在选用阀门研磨机时，至关重要的是：首先考虑研磨轨迹复杂、运动合理的问题，其次才是研磨效率。

现将常用的几种阀门密封面研磨机介绍如下：

1.轴摆式研磨机

轴摆式研磨机是专为研磨阀体平面密封面而设计的，也可以用来研磨闸板、阀座、阀瓣的平面密封面。这种研磨机具有结构紧凑、体积小、质量轻、研磨轨迹比较理想及适用范围广等优点，所以特别适合于小型阀门制造企业及阀门维修部门使用。德国、日本、法国普遍使用这种研磨机来研磨阀门。近几年来，轴摆动式研磨机已在我国使用，并取得良好效果。图13⁃5为这种研磨机的外观图。

摆动式研磨机是由支承座、主轴箱及研磨头三部分组成。

图13⁃5 摆动式研磨机的外观图

图13⁃6 轴摆动式研磨机传动系统图

1—电动机 2、3—带轮 4—蜗杆 5—蜗轮 6、7—齿轮 8、14—传动套 9—主轴 10—把手 11、12—齿轮 13—偏心套 15—定位销 16—压缩弹簧 17—摇臂 18—球节头 19—接盘 20—研磨盘 21—立柱 22、23—圆锥齿轮 24—手柄 25—丝杠 26—底座 27—工作台 28—刻度板

主轴箱固定在摇臂17上，如图13⁃6所示。摇动手手柄24通过圆锥齿轮23、22及丝杠25使摇臂连同主轴箱沿立柱21上下移动，以调整主轴箱与工作台27之间的距离，来研磨不同高度的零件。为了便于装卸零件，摇臂17可绕立柱作水平旋转。在研磨楔式闸阀的阀体与闸板时，工作台27需旋转一定的角度，使被研磨表面与机床轴线垂直。旋转的角度值可由工作台上的刻度板28上读出。

主轴带动研磨盘作旋转运动的同时还作偏摆运动，所以研磨盘上每一磨粒的轨迹均为网状，如图13⁃7所示。因此，零件的研磨和研磨工具的磨损都较均匀，效率也较高。

主轴的这种复合运动是这样来实现的：电动机1通过带轮2、3经过蜗杆副4、5使传动轴旋转。传动轴上端的齿轮6通过齿轮端面上的拨销，拨动传动套8使主轴9旋转。同时，传动轴下端的齿轮11通过齿轮12使偏心套13转动（偏心套与齿轮12是用插销连接的）。偏心套的转动使主轴作绕机床轴线的摆动运动。

图13⁃7 轴摆动式研磨机的轨迹

图13⁃6上的主轴位置是偏心量为零时的情况，此时主轴轴线与研磨机轴线重合。研磨前，应拔起插销将偏心套13在齿轮12孔内旋转一个角度使传动套14偏心，于是主轴9倾斜（图13⁃6中双点划线所示），这时开动研磨机就可获得旋转和偏心的复合运动。偏心量的大小取决于偏心套13在齿轮12孔内回转角度的大小。为适应主轴复合运动的形式，传动套8及14均安装在关节轴承上。

研磨压力是依靠压缩弹簧16来获得的，改变弹簧的压缩量可调节研磨压力的大小。

固定在主轴端部的球节头18用圆柱销带动接盘19，接盘用两支拨销带动研磨盘20进行研磨。研磨盘与主轴采用球节头连接，所以被研密封面的形状公差和方向公差不会被破坏。

当研磨阀瓣等较小零件时，可将研磨盘固定在工作台27上，将接盘19更换成具有多个通孔的大隔盘，阀瓣则放置在隔盘孔内，这样一次可研磨多个零件。

图13⁃8 YYM型液压阀门研磨机结构图

1—主柱 2、10—刹紧手柄 3—按钮 4—液压马达 5—板杆 6—横梁 7—活动拖架 8—手柄 9—升降液压缸 11—喷管头 12—工作灯 13—工作盘 14—研磨杆 15—夹紧液压缸 16—油位计 17—放油螺塞 18—翻转液压缸 19—放水螺塞 20—油箱 21—液压泵电动机 22—输液泵 23—电气系统 24—液压系统

研磨大型阀门的阀体密封面时，可先在阀体相应的法兰端面安一长方形钢板，而后将研磨机的主轴箱卸下直接安装在该钢板上，用“蚂蚁啃骨头”的办法来进行研磨。

另外一种由上海增欣机电设备制造有限公司生产的YYM型液压阀门密封面研磨机如图13⁃8所示。

2.行星式研磨机

行星式研磨机适用于研磨阀瓣、阀座和闸板等平面密封面。这种研磨机的结构简单，使用方便，可同时研磨几个零件，因而效率较高，研磨后零件的形状公差和方向公差数值及表面粗糙度Ra值较低。

这种研磨机的结构如图13⁃9所示，由底座1、蜗轮、蜗杆减速器2、研磨盘3、限制滚轮（包括支座、挡叉和滚柱）4以及研磨液排出管5等部分组成。

其工作原理如图13⁃10所示，电动机通过蜗轮蜗杆减速器带动研磨盘1旋转。由于沿研磨盘直径方向的各点线速度不等，置于研磨盘上的圆环2受两只滚柱3的限制被迫绕定点D₁旋转。圆环2内的零件4在研磨盘及圆环的拖动下，一方面自转，同时并绕圆环中心D₁摆动。这样就得到比较复杂的研磨轨迹。当圆环内同时放置几个圆形零件时，由于零件间相互碰撞和干扰，研磨轨迹更为复杂。

研磨压力一般是靠零件的自重获得的。楔式闸阀闸板的质量在密封面圆周上分布不均，为避免产生研磨不均的现象可使用图13⁃11所示的工具。

图13⁃9 行星式研磨机

1—底座 2—减速器 3—研磨盘 4—滚轮（支座挡叉、滚柱） 5—研磨液排出管

图13⁃10 行星式研磨机的工作原理

1—盘磨盘 2—圆环 3—滚柱 4—零件

图13⁃11 研磨楔式闸板的工具(www.xing528.com)

由于研磨盘内、外圈的线速度相差较大，研磨盘磨损不匀，长期使用将产生形状公差和方向公差。因此，应经常对研磨盘进行检查、修理，以免影响研磨的品质。

图13⁃12为上海增欣机电设备制造有限公司生产的XM型行星研磨机的结构简图。

3.振动研磨机

振动研磨机适合研磨中、小型截止阀、安全阀、止回阀阀瓣的平面密封面。这种研磨机结构简单，工作可靠，可一次研磨几十个零件，所以具有较高的生产效率。由于研磨盘振动的频率高，振幅小，零件与研磨盘相对运动的方向在不断变更，因而不仅零件研磨后的形状公差数值及表面粗糙度Ra值较低。研磨盘的磨损也比较均匀。

图13⁃12 XM型行星研磨机

1—研磨盘 2—罩架 3—减速器 4—机架 5—大阀瓣挡圈 6—周向挡板 7—电动机 8—小带轮 9—V带 10—大带轮

图13⁃13为振动研磨机的结构示意图。研磨机是由电动机1，研磨盘2、偏心轮3、弹簧4、支架5及底座6等部分所组成。

当固定在研磨盘上的电动机转动时，由于电动机轴上偏心轮的作用，使安装在一组弹簧4上的研磨盘产生振动。自由放置在研磨盘上的零件因其自身的惯性与振动的研磨盘间产生了短暂的相对滑动。零件在研磨盘上的相对滑动是没有规律的，加上零件间常常发生碰撞而使研磨运动更加复杂，所以零件的研磨和研磨盘的磨损都比较均匀。

零件的研磨压力（零件的自重）不大，振幅也小，每颗磨粒连续切削的路程不长，零件表面上的磨痕短而紊乱，很少出现一般研磨中常见的划痕，因此，使用振动研磨机可以得到较低的表面粗糙度Ra值。

使用振动研磨机时，零件研磨前的加工品质应较高，平面度公差值更不能过大，否则研磨的时间将会太长。此外，这种研磨机不适用于研磨重心高或在圆周上重量分布不均匀的零件。

4.多轴阀体研磨机

图13⁃13 振动研磨机示意图

1—电动机 2—研磨盘 3—偏心轮 4—弹簧 5—支架 6—底座

图13⁃14所示为多轴阀体研磨机的结构简图。适用于研磨小型截止阀的平面密封面。这种研磨机可同时研磨20件阀体，具有效率高、操作方便、研磨运动比较合理等特点。

图13⁃14 多轴阀体研磨机

1—研磨机架 2—曲柄连杆 3—传动盘 4—研磨主轴

研磨机长方形的工作台上对称地安装着20个研磨头。固定在底座上的电动机通过一对皮带轮减速后带动转动盘3旋转。传动盘上装有曲柄连杆机构2，通过四根连杆来带动20根研磨主轴作正反向的回转运动。

研磨头的结构如图13⁃15所示。曲柄1带动主轴2正方向旋转，主轴上端的偏心孔内装有可换研磨杆4，研磨盘5安装在研磨杆的球形顶端。当研磨杆4上的圆柱销带动研磨盘正反向旋转时，自由放置在研磨盘5上的阀体6也被带动旋转。由于阀体自身惯性的作用，它在正反向旋转时，总是滞后于研磨盘5，这样，研磨盘与阀体密封面间就产生了相对运动。

图13⁃15 多轴阀体研机的研磨头

1—曲柄 2—主轴 3—端面凸轮 4—研磨杆 5—研磨盘 6—阀体

主轴2的上部与端面凸轮3相接合。主轴每正反向回转一次，端面凸轮3就迫使主轴作一次轴向跳动，受主轴跳动的影响，零件6亦瞬时与研磨盘跳离，由于研磨盘仍在继续旋转，当零件落在研磨盘上时，已不是原来的位置了。

多轴阀体研磨机的研磨运动是模仿手工研磨的。由于研磨过程自动进行，并能同时研磨20个阀体，因此它具有较高的生产率。

图13⁃16所示为上海增欣机电设备制造有限公司生产的QDM型球体多头研磨机。该型球体研磨机有QDM—200型、QDM—400型、QDM—600型，其主要技术参数如表13⁃4所示。

图13⁃16 DQM型球体多头研磨机

1—升降减速机组 2—立柱摇头 3—铜套4—键 5—刹车 6—立柱 7—减速器 8—轧盘 9—调节锥套 10—轴承 11—升降丝杆 12—升降螺母 13—横梁 14—内六角螺母 15—万向联轴器 16—研磨盘 17—夹盘 18—夹盘调节螺母 19—夹具轴 20—托盘 21—回液管 22—磨头减速机组 23—调节手轮 24—轴承 25—七字托 26—小手轮 27—小杠 28—小丝杠螺母 29—零件（球体） 30—夹盘调节柄 31—顶针 32—刹车 33—尾座 34—机架 35—喷液管

表13⁃4 QDM型球体多头研磨机主要技术参数

5.旋塞阀研磨机

如图13⁃17所示为旋塞阀研磨机。它可用来研磨旋塞阀阀体和旋塞的圆锥形密封面。这种研磨机是由机座1、立柱2、上箱12及工作台21等四部分组成。其工作原理如下：电动机9经带轮10、11带动传动轴3旋转，轴3上的圆锥齿轮7通过圆锥齿轮8带动双联齿轮13、15使曲轴14获得两种转速。曲轴14经连杆16带动滑枕17作往复直线运动。夹持被研磨旋塞的卡盘19与滑枕滑动连接，但滑枕上、下运动时，卡盘也随之作往复直线运动。旋塞的研磨压力由弹簧18获得。

传动轴3下部的齿轮4带动端面有离合爪的齿轮5、6使工作台21旋转。安装在夹具20上的旋塞阀阀体亦被带动旋转，从而进行研磨运动。

摇动手轮23，通过圆锥齿轮22、24使丝杆25旋转，可调节工作台的高度，以研磨不同规格的旋塞。

这种旋塞阀研磨机利用旋塞与旋塞阀阀体进行配研，结构简单，操作方便，其研磨运动与手工研磨相似。由于该研磨机效率高，研磨品质较好，所以应用比较普遍。