Основные принципы шлифования уплотнительных поверхностей клапанов

Основной принцип шлифования уплотнительных поверхностей клапанов заключается в устранении микроскопических дефектов, таких как неровности, царапины и коррозия, на уплотнительной поверхности посредством механического трения и удаления материала. Это позволяет добиться идеально ровной и гладкой поверхности, плотно прилегающей к сопрягаемой уплотнительной поверхности. Это гарантирует эффективное предотвращение утечки рабочей среды в закрытом состоянии.

1. Принцип сглаживания поверхности

Устранение микроскопических дефектов: В процессе изготовления, эксплуатации или обслуживания на уплотнительных поверхностях клапанов могут образовываться микроскопические дефекты, такие как царапины, раковины и точки коррозии. Шлифование постепенно удаляет эти дефекты за счет микрорежущего воздействия абразивных частиц, достигая макроскопической плоскостности уплотнительной поверхности.
Снижение шероховатости поверхности: Во время шлифования абразивные частицы непрерывно обрабатывают уплотнительную поверхность под давлением, сглаживая неровности и впадины, в конечном итоге формируя гладкую поверхность. Как правило, шероховатость шлифованной уплотнительной поверхности может достигать Ra 0,2 мкм, что соответствует требованиям к уплотнению.

2. Принцип восстановления точности формы

Коррекция геометрической формы: Уплотнительные поверхности клапанов могут иметь отклонения формы (например, чрезмерную конусность или округлость) из-за износа, деформации или погрешностей обработки. Шлифование включает в себя подгонку формы специально изготовленных шлифовальных инструментов (таких как шлифовальные диски и шлифовальные стержни) к уплотнительной поверхности, постепенно корректируя погрешности формы в процессе шлифования для восстановления требуемой конструкции геометрической точности.
Контроль соосности и перпендикулярности: Для задвижек и шаровых кранов соосность или перпендикулярность уплотнительной поверхности напрямую влияет на эффективность уплотнения. В процессе шлифования используются точное позиционирование и равномерное усилие для обеспечения симметрии уплотнительной поверхности и осевой линии корпуса клапана.

3. Принцип оптимизации контактной поверхности

Регулировка ширины контакта: Эффективная ширина контакта уплотнительной поверхности является ключевым параметром, влияющим на эффективность уплотнения. Шлифовка контролирует степень шлифования, чтобы обеспечить ширину контакта в заданном диапазоне (например, 1,5–3 мм для клапанов с мягким уплотнением и более широкую для клапанов с жестким уплотнением), обеспечивая равномерное контактное поле на уплотнительной поверхности под давлением.
Повышение твердости поверхности: Некоторые процессы шлифования (например, сверхточное шлифование) могут образовывать упрочненный слой на поверхности, повышая износостойкость и коррозионную стойкость уплотнительной поверхности и продлевая ее срок службы.

4. Принципы удаления материала и модификации поверхности

Абразивное резание: Абразивные частицы (например, оксид алюминия и карбид кремния) в шлифовальной жидкости под давлением создают микроразрезы на уплотнительной поверхности, удаляя излишки материала. Чем меньше размер абразивных частиц, тем мельче следы резания и выше качество поверхности.
Химическое вспомогательное действие: Добавление химических компонентов (таких как смазочные вещества и ингибиторы коррозии) в некоторые шлифовальные жидкости может снизить тепловыделение, предотвратить окисление поверхности и способствовать равномерному распределению абразивных частиц, повышая эффективность шлифования.

5. Принцип согласования парных уплотнительных поверхностей

Взаимная полировка: Для сопряженных уплотнительных поверхностей (например, седел клапанов и дисков клапанов) используется метод взаимной полировки: седло клапана фиксируется, а диск клапана вращается для полировки, или наоборот. Благодаря многократной полировке микроскопические выступы двух уплотнительных поверхностей совмещаются, образуя плотный зеркальный контакт.
Постоянство гладкости: В процессе взаимной полировки одновременно улучшаются шероховатость и точность формы двух уплотнительных поверхностей, что обеспечивает равномерное распределение контактного давления в закрытом состоянии и предотвращает локальные утечки.

6. Принципы управления давлением и движением

Оптимизация распределения давления: Во время шлифования давление шлифования регулируется прижимным устройством (например, пружиной или гидравлическим прессом) для обеспечения равномерного распределения усилия на всех участках уплотняемой поверхности и предотвращения локальных перегрузок, приводящих к деформации.
Проектирование траектории движения: Траектория движения шлифовального инструмента (например, вращение, колебание или линейное возвратно-поступательное движение) влияет на качество поверхности. Например, планетарное шлифование позволяет добиться равномерного покрытия и исключить пропуски.