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摘要:现阶段,随着社会的发展,我国的科学技术的发展也越来越迅速。承压阀门是石化装置中十分重要的控制部件,其基本功能是接通或者切断设备中介质的流通,改变介质的流动方向,因此承压阀门的质量对装置的运行安全具有较大影响,与企业的安全生产息息相关。
关键词:承压阀门;试验工装;夹具设计
引言
随着工业发展的需要,特别是汽车制造业等特殊行业的发展,给数控加工带来了前所未有的挑战,对机床的要求越来越高。自然,对夹具的要求也是越来越苛刻了。其复杂性,专用性也逐步体现出来。现在的夹具,已经开始朝着模块化,一体化,多功能的方向发展了。工艺水平也越来越集中。为了适应现代化水平的需要,夹具的定位基准和抗疲劳强度的要求都变的更加严格。具体的说,现在的高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm,这在以前是想都不敢想的。现在随着纳米技术的发展,相信不久的将来,机床的加工和夹具的定位都可以达到纳米的级别。这样的加工就更加精细,原部件更加精密,工业水平将更加提高。
1阀门的瑕疵和形成原因
阀门产品制造涉及毛坯的铸锻成型、机械加工、堆焊或焊接、热处理、无损检测、装配和试验检验,由于铸钢件材料的成分组成、铸件的设计造型、炼钢的工艺、选型、型砂、精整、焊补和热处理等等诸多道工序的因素,铸件经过冷却收缩后,铸件会受到阻力,然后将会发生应力;一般来说,钢的液体也就是“钢液”在某一特定的温度下存在极限强度和塑性极限,如果铸件所承受的应力越过了在那个温度下的极限,裂纹就产生了;这时候的铸件将会发生一系列的凝固和收缩反应,但与此同时它又无法得到充足的钢铁的融化液体,也就是“钢液”的及时补充,而会发生“缩孔”与“缩松”;如果没有办法控制好铸件的原始材料和铸炼钢铁的过程,或者是在浇注铸件的过程中,钢包中气体与钢液、砂石类型的互相的作用而反应残留下的金属杂质物体不幸地遗落在铸钢件的内部;或者因为型砂中的水的成分过于高,但是对于涂冷铁是的涂料没有处理好,砂子类型的不良透气性,导致浇注铸件的控制系统和型体空腔在浇注的过程中吸入或者混入了气体却不能好好地及时排放,于是在铸钢铁铸件的过程中就会出现气孔等,这些统统是由目前的承压阀门阀体铸钢件的缺陷而引起的,而且目前我国没有在对阀门进行射线穿透照射时规范的一套工艺用于检测,检测人员无法对阀门进行合格地检验,所以使用阀门的人员就存在的安全隐患还不小。
2工装的设计
2.1材料的选择
该工装夹具主要是用来配合阀门法兰面,并能确保密封可靠、良好,该夹具可选用Q235碳素钢,另外,每一个金属与金属的接触面上应垫一块PVC软玻璃,以确保密封效果。
2.2样图设计
(1)壳体试验夹具阀门壳体试验主要是对阀体和阀帽联结而成的整个阀门外壳进行的压力强度试验,为了检查阀体和阀帽是否存在泄漏以及测试包括阀体、阀帽连接处在内的整个阀门壳体的耐压能力,试验介质一般为水,试验的压力通常为1.5倍的阀体公称压力。试验时,需要将阀门的两侧进行可靠的密封,并将试验介质注入阀体内,保证试验介质充满整个壳体,随后将阀门进口和出口密封并保压一定时间,确认阀门是否泄漏。基于壳体试验的步骤,具体尺寸需参照阀门实物。(2)密封试验夹具阀门的密封试验可分为高压密封试验、低压密封试验和上密封试验。其中高、低压密封试验为单向加压试验,可用工装夹具将待试验阀门的一侧固定在试验台上,并保持良好的密封性能;上密封试验可参照壳体试验,但在进行上密封试验时,需将阀门完全开启,松开填料压盖,而壳体试验需压紧填料压盖。(3)强度校核当阀体公称压力为2.0MPa时,壳体试验压力为3.0MPa,即阀体内部的介质对阀门进出口盖板的压力为3.0MPa:N/A=3.0MPa。其中,N为介质对工装盲板的压力,A为接触横截面的面积。阀门材料为Q235碳素钢,该钢材的许用应力[τ]为190MPa,壳体试验时材料强度满足要求。
对同一阀门进行密封试验时,高压密封试验压力为2.2MPa,低压密封试验压力和上密封试验压力为0.6MPa,小于材料的许用应力[τ],可满足强度要求。
2.3承压阀门简介
(1)闸阀:闸阀的启闭件是闸板,其运动方向与流体方向垂直,关启闸板使其与阀座接触进行密封。(2)截止阀:截止阀的启闭件是塞形的阀瓣,密封面呈平面或海锥面,阀瓣沿阀座的中心线作直线运动。(3)球阀球阀的启闭件是球体,球体由阀杆带动,并绕阀门的中心轴线作旋转运动。(4)止回阀止回阀是一种自动阀门,其启闭件为圆形阀瓣,是靠自身重量及介质压力产生动作来阻断介质倒流的一种阀门。(5)蝶阀蝶阀的密封件为圆盘,是通过围绕阀门的中心轴旋转来实现开启与关闭的一种阀门。(6)阀门试验台阀门试验台是由法兰端面定位,液压爪夹紧阀门的法兰处,并保持可靠、良好的密封,左右两向工作台可进行径向和轴向移动,右向工作台可旋转控制;各项功能均由右侧控制台上的按钮控制,增压、保压泄压功能则由手动针阀控制,可通过观察压力表读数来读取相应的压力值。试验台配有电接点压力表,在测试阀门的时候,当达到设置的所需压力值时,系统会自动停止升压,并进行保压。
3夹具的简述及设计的基本原理
一般来说,不同的工件所涉及的工序是不同的,在实际过程中运用到机械加工上的要求也是千差万别的。因此再利用工装夹具对机械进行加工前需要对机床与刀具上的工件位置进行精准的定位,以此来提高加工标准。在机械加工的整个过程中,重点工作应该放在夹具的组装和去误差以及要完成的夹装任务上,这样才能高精度的完成机械加工。在定位工件时,工作人员需要首先测量出高精度的数据,因为工件最终的精度会直接影响成品的质量,定位工件时存在着三种相对位置情况:其一,工件的定位是相对于夹具来定位的;其二工件的定位是相对于机床来定位的;其三,夹具的定位是相对于机床来定位的。根据实际的加工经验来看,工件的定位要比机床定位的精度更高。随着机械自动化产业的壮大,其机床的制造水平也越来越高,人们对产品的要求也越来越高,因此,为了满足用户的需求,对夹具的要求也水涨船高,现代工装夹具的发展方向大致有四点:(1)标准化,所有的工装夹具都必须严格的遵守国家标准,这样做才能确保机械在加工过程中能够适应不同产品的加工,通过机械业内制定统一的标注,这样工装夹具在生产时才能更加的快捷,标准化的意义在于通过统一了标准,全面提高了标准件的市场适应性,可以产生跟完备的体系,便于后期的管理和维修,实现了产品成产的商业化、加快了自动化,提高了生产效率,降低了时间成本。(2)紧密化,随着科学技术水平的不断提升,人们对机械产品的质量要求越来越高,其中包括了使用寿命和精度要求,所以对于工装夹具的精度要求也越来越高,紧密型的工装夹具的种类和数量在逐步增加,未来的市场对产品的需求只会越来越高。(3)高效化,使用工具进行机械产品的加工就是企业提高生产效率的一种有效手段,高效化是必不可少的一点,夹装工具做到高效化和自动时,可以分担很大一部分工人的工作强度,切削速度更快精确度更高,从而可以提高生产效率。(4)柔性化,柔性化指的是在面对不同产品的成产要求时可以通过对工装夹具进行适当的调整和有效的组合方法来解决,这种组合涉及到了许多工艺的可变性。为了做到可以加工不同的机械产品的效果,夹具的柔性是必须提升的点,需要将其不可拆分的结构转变为可以拆调重组的结构,以适应不同情况的工作环境。
结语
如果选择合适的检测手段,准确地检测出出阀门体的内部缺陷就是可能的了,这样一来就可以有效地判断阀门是不是与使用要求相符合。工装夹具作为生产环节中用来提高精度的设备,可以使得产品的误差减小、质量提升的同时减轻工人工作强度,它的研究和创新在提高效率和经济效益方面非常具有现实意义。阀门的验是进行阀门质量检验,既保证了阀门出厂时的性能指标,也保证了阀门在日常使用中的功能性和安全性,可靠及便于操作的夹具能确保试验工作有效、安全地进行。
参考文献:
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