高爐用旋塞閥研磨工裝的設計

旋塞閥    時間:2014-03-12 17:28:55
高爐用旋塞閥研磨工裝的設計簡介
高爐冶鍊系統的機械垂直探料設備中的旋塞閥,是通過關閉件(塞子)繞塞體中心線旋轉來開啟和關……
高爐用旋塞閥研磨工裝的設計正文

高爐冶鍊系統的機械垂直探料設備中的旋塞閥,是通過關閉件(塞子)繞塞體中心線旋轉來開啟和關閉的一種閥門,由於結構簡單、開閉迅速(塞子旋轉四分之一圈就能完成開閉動作)、操作方便、流體阻力小,其在高爐上仍廣泛使用。旋塞閥的塞子和塞體的密合面是一個配合很好的圓錐體,錐度為1:6,密封性能完全取決於塞子和塞體之間吻合度的好壞。為使其密封面達到較好的密合效果,在製造時需對塞子和塞體進行研磨。但此密封閥尺寸較大,塞子直徑尺寸達到φ500,若手工研磨,不但勞動強度大,且生產效率低下、密合質量不理想,為此設計一台此大型旋塞閥研磨用的專門研具來解決這一問題。
  1 設計原理
  對於互研的塞體和塞子,要想使它們之間的研磨劑產生切削、刮擦和擠壓作用,達到研磨效果,需使互研的塞體和塞子之間產生相對的旋轉運動,並在研磨面之間施加一定的壓力,來提高塞體和塞子的相互擠壓併產生研磨切削的效果。
  2 結構特點分析
  該大型旋塞閥研磨用專用研具的機構示意圖如圖1 所示。
  減速電機為塞子的旋轉提供動力,使其繞塞體中心線旋轉;塞體由夾爪固定在基架上。電機動作時,通過連接軸,將動力傳給塞子,在塞體與塞子之間便產生相互的旋轉運動,從而使研磨劑在塞體與塞子之間進行研磨切削。為提高研磨效率,須在塞體和塞子之間施加相互擠壓力,考慮到壓力空氣在工廠較易獲得,且不需要專門的動力系統,所以採用氣缸來提供源動力。在氣缸的作用下,活塞桿帶動槓桿動作,槓桿的左端鉸接在橫樑筋板上,槓桿的右端作用在球形墊圈上,球形墊圈壓在推力軸承上,而推力軸承又壓在接軸上(接軸上端為矩形花鍵,可與接軸產生相互的上下運動),將氣缸的動力傳遞給塞子,塞子壓在塞體上,從而使塞體和塞子之間產生相互擠壓力。

  為便於檢查研磨效果和工件的安裝及拆卸,將電機旋轉組件和氣缸擠壓組件均安裝在橫樑上,橫樑可升降和旋轉,且在工作位置可實現夾緊。其中升降運動是通過人工轉動手輪,帶動一對絲杠絲母副來實現,絲母固定在底座的立柱上,靜止不動,而絲杠帶動橫樑實現升降動作。橫樑內孔與立柱的配合面為間隙配合,可形成相互的旋轉動作,這一過程需人工完成。另外為實現對橫樑進行夾緊和鬆開,可通過旋轉夾緊手輪,由一對絲杠絲母副帶動夾緊塊,對立柱進行壓緊或鬆開,而立柱固定不動,從而使橫樑能夠實現夾緊和鬆開。為防止接軸在橫樑升降過程中下滑,設計了彈簧卡圈進行限位。球面墊圈起到均衡塞子圓周擠壓力的作用。
  3 氣缸控制系統圖設計
  為提高研磨生產效率,需增加研磨壓力,但當壓力超過3 kgf/cm2時,生產率反而呈下降趨勢。因此在粗研磨時應選取較大的壓力,而在精研磨時應選取較小的壓力。這樣不但提高了生產效率,同時還保證了工件表面的研磨性要求。為此設計了如圖2
  所示的氣缸壓力控制迴路,來實現壓力在粗研磨和精研磨時壓力的變化要求。此壓力設計迴路簡單,但能滿足半自動研磨的要求。當氣缸需要動作時,通過手工打開截至閥,使壓力空氣進入氣缸左腔,從而推動活塞桿帶動圖1
  中的槓桿工作。
  為控制氣缸的工作氣壓,在迴路中接入了溢流閥控制迴路壓力,通過調節溢流閥的彈簧的彈力大小,實現控制迴路空氣壓力的大小,進而控制粗研磨和精研磨所需的研磨壓力。
  為便於直觀地掌握迴路的調定壓力,接入了壓力表,來顯示迴路的壓力值。
  另外,為使氣缸在研磨停止后快速卸荷,在迴路中接入了手動二位二通換向閥。當氣缸工作時,此閥的右腔作用,使之處於關斷狀態;當氣缸需要卸載時,在人工作用下,截至閥關斷,二位二通閥的左腔作用,使氣缸左腔的壓力空氣快速排出。氣缸左右腔均處在大氣壓環境中,實現快速卸荷。

4 結論
  此研磨工裝,結構簡單,工作可靠。通過氣缸的作用提供研磨壓緊力,並通過氣缸控制迴路中的溢流閥的調定壓力,獲得粗、精研磨所需的不同研磨壓力,具有較高的生產效率。另外,整個研磨動力系統可以通過手工作用繞立柱旋轉,便於工件的拆卸和檢查。此外,通過更換連接軸和改變介面尺寸,可加工一系列大直徑的錐面密封閥、球面密封閥,具有較好的通用性和實用性。

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