填料箱壓蓋的加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)[填料箱蓋]
喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有,,請(qǐng)放心下載,,有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有,,請(qǐng)放心下載,,有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ========================
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
1 緒論
隨著社會(huì)的發(fā)展,能源問(wèn)題成為全球共同的話題,而石油作為不可再生能源,一直是各個(gè)國(guó)家最為關(guān)注的。世界各國(guó)在努力尋求解決石油緊缺問(wèn)題的方法。其實(shí)石油問(wèn)題的解決不外乎兩點(diǎn),一是開(kāi)發(fā)新能源,二是減少資源的浪費(fèi)。如何解決石油的泄漏問(wèn)題是本設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵。汽車(chē)中石油的泄漏主要體現(xiàn)在填料箱蓋上。本設(shè)計(jì)的課題將就填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計(jì)。
當(dāng)今國(guó)內(nèi)的工業(yè)社會(huì),尚處于發(fā)展階段,制造工業(yè)占主導(dǎo)地位。而在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品的加工路線的確定對(duì)企業(yè)的生存有著至關(guān)重要的影響。隨著三維建模軟件的日益廣泛的應(yīng)用,產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期明顯縮短,且工件報(bào)廢率明顯下降,本設(shè)計(jì)對(duì)填料箱蓋工藝路線以及夾具的設(shè)計(jì)正是基于目前廣泛的Unigrafics軟件,通過(guò)本軟件的建模和工程圖功能,能有效地提高生產(chǎn)率,更形象地反映工藝夾具的工作情況。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
零件的制造工藝方法可以分為材料成形法,材料去除法以及材料累加法。根據(jù)零件的特性以及從經(jīng)濟(jì)性的角度分析,經(jīng)過(guò)一系列的性能比較,HT200是相對(duì)適合的材料,毛壞的成型方法為鑄造。
本設(shè)計(jì)是首先對(duì)零件進(jìn)行分析,確定零件加工的工藝規(guī)程,設(shè)計(jì)加工工序,然后根據(jù)要求設(shè)計(jì)夾具,利用UG的建模功能設(shè)計(jì)夾具的各個(gè)組件,最后將各組件組裝成裝配圖,最后導(dǎo)出工程圖。
題目所給定的零件是汽車(chē)的填料箱蓋如圖2.1所示,其主要作用是保證對(duì)箱體起密封作用,使箱體在工作時(shí)不致讓油液滲漏。填料箱主要由填料,水封環(huán),填料筒,填料壓蓋,水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙,不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來(lái)也不讓外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空。當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻,保持水泵的正常運(yùn)行。
圖2.1 填料箱蓋三維圖
2 .2 零件的工藝分析
填料箱蓋的零件圖中規(guī)定了一系列技術(shù)要求,如圖2.2所示: ,
1.以ф65H5()軸為中心的加工表面。
包括:尺寸為ф65H5()的軸,表面粗糙度為1.6, 尺寸為ф80的與ф65H5()相接的肩面, 尺寸為ф100f8()與ф65H5()同軸度為0.025的面. 尺寸為ф60h5()與ф65H5()同軸度為0.025的孔。
2.以ф60h5()孔為中心的加工表面。
尺寸為78與ф60H8()垂直度為0.012的孔底面,表面粗糙度為0.4,須研磨。
3. 以ф60H8()孔為中心均勻分布的12孔,6-ф13.5,4-M10-6H深20孔深24及4-M10-6H。
4.其它未注表面的粗糙度要求為6.3,粗加工可滿足要求。
圖2.2填料箱蓋零件圖
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 毛坯的制造形式
零件材料為HT200,考慮到零件材料的綜合性能及材料成本和加工成本,保證零件工作的可靠,采用鑄造。由于年產(chǎn)量為1000件,屬于中批生產(chǎn)的水平,而且零件輪廓尺寸不大,故可以采用鑄造成型,這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。
3.2 基準(zhǔn)面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,基面選擇的正確與合理,可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高。否則,加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出,更有甚者,還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于一般軸類(lèi)零件而言,以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)的粗基準(zhǔn)選擇原則(保證某重要表面的加工余量均勻時(shí),選該表面為粗基準(zhǔn)。若工件每個(gè)表面都要求加工,為了保證各表面都有足夠的余量,應(yīng)選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。),所以本設(shè)計(jì)選擇軸的ф65的外圓面作為粗基準(zhǔn)。
3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇
按照有關(guān)的精基準(zhǔn)選擇原則(基準(zhǔn)重合原則;基準(zhǔn)統(tǒng)一原則;可靠方便原則),對(duì)于本零件,有中心孔,可以以中心孔作為統(tǒng)一的基準(zhǔn),但是隨便著孔的加工,大端的中心孔消失,必須重新建立外圓的加工基面,一般有如下三種方法:
當(dāng)中心孔直徑較小時(shí),可以直接在孔口倒出寬度不大于2MM的錐面來(lái)代替中心孔。若孔徑較大,就用小端孔口和大端外圓作為定位基面,來(lái)保證定位精度。
采用錐堵或錐套心軸。
精加工外圓亦可用該外圓本身來(lái)定位,即安裝工件時(shí),以支承軸頸本身找正。
3.3 制訂工藝路線
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為中批生產(chǎn)的條件下,考慮采用普通機(jī)床以及部分高效專(zhuān)用機(jī)床,配以專(zhuān)用夾具,多用通用刀具,萬(wàn)能量具。部分采用專(zhuān)用刀具和專(zhuān)一量具。并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝線路方案一
工序Ⅰ 銑削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車(chē)ф65,ф85,ф75,ф155,ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔,锪ф43孔。
工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅴ 精車(chē)ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8(孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面
工序Ⅷ 磨ф60孔底面。
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 去毛刺,終檢。
3.3.2 工藝路線方案二
工序Ⅰ 車(chē)削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車(chē)ф65,ф85,ф75,ф155外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔,锪ф43孔。
工序Ⅳ 精車(chē)ф65外圓及與ф80相接的端面.
工序Ⅴ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8(孔。
工序Ⅵ 銑ф60孔底面
工序Ⅶ 磨ф60孔底面。
工序Ⅷ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅸ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅺ 去毛刺,終檢。
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于:方案一是采用銑削方式加工端面,且是先加工12孔后精加工外圓面和ф60H8(孔。;方案二是使用車(chē)削方式加工兩端面,12孔的加工放在最后。兩相比較起來(lái)可以看出,由于零件的端面尺寸不大,應(yīng)車(chē)削端面,在中批生產(chǎn)中,綜合考慮,我們選擇工藝路線二。
但是仔細(xì)考慮,在線路二中,工序Ⅳ 精車(chē)ф65外圓及與ф80相接的端面。
然后工序Ⅹ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋。
這樣由于鉆孔屬于粗加工,其精度要求不高,且切削力較大,可能會(huì)引起已加工表面變形,表面粗糙度的值增大。因此,最后的加工工藝路線確定如下:
工序Ⅰ 車(chē)削左右兩端面。
工序Ⅱ 粗車(chē)ф65,ф85,ф75,ф155,ф100外圓及倒角。
工序Ⅲ 鉆ф30孔、擴(kuò)ф32孔,锪ф43孔。
工序Ⅳ 鉆6-ф13.5孔,2-M10-6H,4-M10-6H深20孔深24的孔及攻螺紋
工序Ⅴ 精車(chē)65外圓及與80相接的端面.
工序Ⅵ 粗、精、細(xì)鏜ф60H8(孔。
工序Ⅶ 銑ф60孔底面
工序Ⅷ 磨ф60孔底面。
工序Ⅸ 鏜ф60孔底面溝槽。
工序Ⅹ 研磨ф60孔底面。
工序Ⅺ 去毛刺,終檢。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“填料箱蓋”零件材料為HT200,硬度為HBS190~241,毛坯質(zhì)量約為5kg,生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn),采用機(jī)器造型鑄造毛坯。
根據(jù)上述材料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下:
(1)外圓表面(ф65、ф80、ф75、ф100、ф91、ф155)考慮到尺寸較多且相差不大,為簡(jiǎn)化鑄造毛坯的外形,現(xiàn)直接按零件結(jié)構(gòu)取為ф84、ф104、ф160的階梯軸式結(jié)構(gòu),除ф65以外,其它尺寸外圓表面粗糙度值為R6.3um,只要粗車(chē)就可滿足加工要求,以ф155為例,2Z=5mm已能滿足加工要求。
(2)外圓表面沿軸線長(zhǎng)度方向的加工余量及公差。鑄件輪廓尺寸(長(zhǎng)度方向>100~160mm,故長(zhǎng)度方向偏差為 mm,其余量值規(guī)定為3.0~3.5 mm.現(xiàn)取3.0 mm。
(3)內(nèi)孔。毛坯為實(shí)心。兩內(nèi)孔精度要求自由尺寸精度要求,R 為
6.3,鉆——擴(kuò)即可滿足要求。
(4)內(nèi)孔ф60H8()。要求以外圓面ф65H5()定位,鑄出毛坯孔ф30。
粗鏜ф59.5 2Z=4.5
精鏜 ф59.9 2Z=0.4
細(xì)鏜ф60H8() 2Z=0.1
(5) ф60H8()孔底面加工[10]。
1. 研磨余量 Z=0.010~0.014 取Z=0.010
2. 磨削余量 Z=0.2~0.3 取Z=0.3
3. 銑削余量 Z=3.0—0.3—0.01=2.69
(6)底面溝槽,采用鏜削,經(jīng)過(guò)底面研磨后鏜可保證其精度。Z=0.5
(7) 6—孔及2—M10—6H孔、4—M10—6H深20孔。均為自由尺寸精度要求。
1.6—孔可一次性直接鉆出。
2.攻螺紋前用麻花鉆直徑為ф8.5的孔。
鉆孔 ф8.5 ,攻螺紋 M10。
3.5 確定切削用量及基本工時(shí)
3.5.1 工序Ⅰ:車(chē)削端面、外圓
本工序采用計(jì)算法確定切削用量、加工條件。
工件材料:HT200,鑄造。
加工要求:粗車(chē)ф65、ф155端面及ф65、ф80、ф75、ф100,ф155外圓,表面粗糙度值R 為6.3。
機(jī)床:C620—1臥式車(chē)床。
刀具:刀片材料為YG6,刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90°,r=15°=12 r=0.5mm。
計(jì)算切削用量。
(1)粗車(chē)ф65、ф155兩端面
確定端面最大加工余量:已知毛坯長(zhǎng)度方向單邊余量為3mm,則毛坯長(zhǎng)度方向的最大加工余量為4.25mm,分兩次加工,a=2mm計(jì)。長(zhǎng)度加工方向取IT12級(jí),取mm。確定進(jìn)給量f當(dāng)?shù)稐U16mmX25mm, a<=2mm時(shí),以及工件直徑為ф160時(shí)。
f=0.5~0.7mm/r
按C620—1車(chē)床說(shuō)明書(shū)取f=0.5 mm/r計(jì)算切削速度 ,切削速度的
計(jì)算公式為
V=(m/min) (3.1)
式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2修正系數(shù)k 見(jiàn),即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97
所以
V=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
n===253(r/min)
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)與253r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速有230r/min及305r/min?,F(xiàn)選取305r/min。如果選230m/min,則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=80m/min
計(jì)算切削工時(shí),取
L==42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.59(min)[4]
(2)粗車(chē)ф160端面
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===133(r/min)
取133r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速有120r/min及150r/min?,F(xiàn)選取150r/min。如果選120m/min,
則速度損失較大。所以實(shí)際切削速度 V=75.4m/min
計(jì)算切削工時(shí),取
L==80mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==2.21(min)
L==28mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm
t==0.82(min)
3.5.2 工序Ⅱ:粗車(chē)65,80,75,100外圓以及槽和倒角
切削深度:先84車(chē)至80以及104車(chē)至100。
進(jìn)給量:
V=(m/min)
=
=66.7(m/min)
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:
n===204(r/min)
按機(jī)床選取n=230 r/min。所以實(shí)際切削速度
V===75.1 m/min檢驗(yàn)機(jī)床功率: 主切削力
F=CFafvk (3.2)
式中:CF=900, x=1.0 , y=0.75 , n=-0.15
k=(
k=0.73
所以
F=900
切削時(shí)消耗功率
P=
C630-1機(jī)床說(shuō)明書(shū)可知[4], C630-1主電動(dòng)機(jī)功率為7.8KW,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為230r/min時(shí),主軸傳遞的最大功率為2.4KW,所以機(jī)床功率足夠,可以正常加工。
檢驗(yàn)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)強(qiáng)度:已知主切削力F=598N,徑向切削力F
F=CFafVk (3.3)
式中: CF530, x=0.9, y=0.75, n=0
k=(
k=0.5
所以
F=530
而軸向切削力
F=CFafvk
式中: CF=450, x=1.0, y=0.4, n=0
k=(
k=1.17
軸向切削力
F=450
取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為3550N,故機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。
切削工時(shí):
t=
式中: L=105mm, L=4mm, L=0
所以
t=
(1)粗車(chē)65外圓
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時(shí),取
L=17mm, L=3mm, L=0mm
t=
(2)粗車(chē)75外圓
取 n=305r/min
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時(shí)[16],取
L=83mm, L=3mm, L=0mm
t=
(3)粗車(chē)100外圓
取 n=305r/min
實(shí)際切削速度
V==
計(jì)算切削工時(shí)[4],取
L=15mm, L=3mm, L=0mm
t=
(4)車(chē)槽.采用切槽刀,r=0.2mm
取 f=0.25mm/r
n=305r/min
計(jì)算切削工時(shí)
L=9mm, L=3mm, L=0mm
t=
3.5.3 工序Ⅲ 鉆擴(kuò)mm、及锪孔。轉(zhuǎn)塔機(jī)床C365L
(1)鉆孔
f=0.41mm/r
r=12.25m/min[5]
按機(jī)床選?。?
=136r/min所以實(shí)際切削速度
切削工時(shí)計(jì)算:
, =10mm, =4mm
=
(2)鉆孔mm
根據(jù)有關(guān)資料介紹,利用鉆頭進(jìn)行擴(kuò)鉆時(shí),其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔的進(jìn)給量與切削速度之關(guān)系為
f=(1.2~1.3)
v=()
公式中、為加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量
得 =0.56mm/r
=19.25m/min
并令: f=1.35
=0.76mm/r
按機(jī)床取f=0.76mm/r
v=0.4=7.7m/min
按照機(jī)床選取
所以實(shí)際切削速度:
切削工時(shí)計(jì)算:
, ,
=
(3)锪圓柱式沉頭孔
根據(jù)有關(guān)資料介紹,锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2~1/3,故
f=
按機(jī)床取f=0.21mm/r
r=
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為:
切削工時(shí)計(jì)算:
, ,
=
3.5.4 工序Ⅳ 鉆6—13.5, 2-M10-6H, 4-M10-6H深孔深24
(1)鉆6-13.5
f=0.35mm/r
V=17mm/min
所以 n==401(r/min)
按機(jī)床選?。?
所以實(shí)際切削速度為:
切削工時(shí)
, , 則:
=
t=6t=60.157=0.942min
(2)鉆2底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時(shí)
, , 則:
=
(3)4深20,孔深24,底孔Φ8.5
f=0.35mm/r
v=13m/min
所以 n==487r/min
按機(jī)床選取
實(shí)際切削速度
切削工時(shí)
, , 則:
=
(4)攻螺紋孔2
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則
實(shí)際切削速度
計(jì)算工時(shí)
, , 則:
=
(5)攻螺紋4-M10
r=0.2m/s=12m/min
所以
按機(jī)床選取
則
實(shí)際切削速度
計(jì)算工時(shí)
, , 則:
=
3.5.5 工序Ⅴ:精車(chē)Φ65mm的外圓及與Φ80mm相接的端面
車(chē)床:C616
(1)精車(chē)端面
Z=0.4mm
計(jì)算切削速度[19],切削速度的計(jì)算公式為(壽命選T=90min)
式中,,
根據(jù)1023r/min。如果選995r/min,則速度損失較大。
所以實(shí)際切削速度:
計(jì)算切削工時(shí)
, , , 則:
=
(2)精車(chē)Φ65外圓
2Z=0.3
f=0.1mm/r
式中,
所以實(shí)際切削速度
計(jì)算切削工時(shí)
, , 則:
=
(3)精車(chē)外圓Φ100mm
2Z=0.3mm Z=0.15mm f=0.1mm/r
取
實(shí)際切削速度
計(jì)算切削工時(shí)
, , 則:
=
3.5.6 工序Ⅵ:精、粗、細(xì)鏜mm孔
(1)粗鏜孔至Φ59.5mm
2Z=4.5mm則
Z=2.25mm
查有關(guān)資料,確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min,f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉(zhuǎn)數(shù)為無(wú)級(jí)調(diào)數(shù),故以上轉(zhuǎn)數(shù)可以作為加工時(shí)使用的轉(zhuǎn)數(shù)。
, , 則:
=
(2)精鏜孔至Φ59.9mm
2Z=0.4mm, Z=0.2mm
f=0.1mm/r
v=80m/min
計(jì)算切削工時(shí)
, , 則:
=
(3)細(xì)鏜孔至mm
由于細(xì)鏜與精鏜孔時(shí)共用一個(gè)鏜桿,利用金剛鏜床同時(shí)對(duì)工件精、細(xì)鏜孔,故切削用量及工時(shí)均與精樘相同。
f=0.1mm/r
=425r/min
V=80m/min
3.5.7 工序Ⅶ:銑Φ60孔底面
銑床:X63
銑刀:選用立銑刀 d=10mm L=115mm 齒數(shù)Z=4
切削速度:參照有關(guān)手冊(cè),確定v=15m/min
=477.7r/min
采用X63臥式銑床,根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)
取 =475r/min
故實(shí)際切削速度為:
當(dāng)時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為
查機(jī)床說(shuō)明書(shū),剛好有故直接選用該值。
計(jì)算切削工時(shí)
L=(60mm-30mm)=30mm
倒角1x45°采用90°锪鉆。
3.5.8 工序Ⅷ:磨Φ60孔底面
(1) 選擇磨床:
選用MD1158(內(nèi)圓磨床)
(2) 選擇砂輪:
結(jié)果為A36KV6P 20x6x8mm
(3)切削用量的選擇:
砂輪轉(zhuǎn)速 ,m/s
軸向進(jìn)給量
徑向進(jìn)給量
(4)切削工時(shí)計(jì)算:
當(dāng)加工一個(gè)表面時(shí)
式中 L:加工長(zhǎng)度 L=30mm
b:加工寬度 b=30mm
:?jiǎn)挝患庸び嗔? =0.2mm
K: 系數(shù) K=1.1
r: 工作臺(tái)移動(dòng)速度(m/min)
:工作臺(tái)往返一次砂輪軸向進(jìn)給量
: 工作臺(tái)往返一次砂輪徑向進(jìn)給量
則 。
3.5.9 工序Ⅸ: 鏜Φ60mm孔底溝槽
內(nèi)孔車(chē)刀 保證t=0.5mm,d=2mm。
3.5.10 工序Ⅹ: 研磨Φ60mm孔底面
采用手工研具進(jìn)行手工研磨:Z=0.01mm。
4 基于UG專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。經(jīng)過(guò)各方面的比較,決定設(shè)計(jì)圖中的孔、螺紋的銑床專(zhuān)用夾具。本夾具將用于數(shù)控加工中心或數(shù)控銑床,刀具為麻花鉆,立銑刀,絲錐。
4.1 問(wèn)題的指出
本夾具主要用來(lái)加工孔及螺紋,由于工藝要求不高,因此,在本道工序加工時(shí),主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2 夾具設(shè)計(jì)
4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知,12孔中,6—13.5在圓周上均勻分布,2—M10,4—M10也為對(duì)稱(chēng)分布,尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱(chēng)孔中心距,由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一,只能以65外圓面作為定位基準(zhǔn)。
為了提高加工效率及方便加工,決定鉆頭材料使用高速鋼,用于對(duì)12孔進(jìn)行加工。同時(shí),為了縮短輔助時(shí)間,準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。
4.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具:高速鋼麻花鉆頭,尺寸為13.5。
則軸向力:
F=Cdfk (4.1)
式中: C=420, Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉(zhuǎn)矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計(jì)算切削力時(shí),必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù),1.5;
K—加工性質(zhì)系數(shù),1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
氣缸選用。當(dāng)壓縮空氣單位壓力P=0.6MP,夾緊拉桿。
N=
N>F
鉆削時(shí) T=17.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,鉆削時(shí)工件不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),故本夾具可安全工作。
4.3 定位誤差的分析
定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為止口,而該定位元件的尺寸公差為,而孔徑尺寸為自由尺寸精度要求,可滿足加工要求。
4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,應(yīng)首先著眼于機(jī)動(dòng)夾具,本道工序的鉆床夾具選用氣動(dòng)夾緊方式。本工序由于是粗加工,切削力較大,為了夾緊工件,勢(shì)必要增大氣缸直徑,而這將使整個(gè)夾具過(guò)于龐大。因此,應(yīng)設(shè)法降低切削力。目前采取的措施有兩個(gè):一是提高毛坯精度,使最大切削深度降低,以降低切削力;二是在可能的情況下,適當(dāng)提高壓縮空氣的工作壓力(由0.5M增至0.6 M)以增加氣缸推力。結(jié)果,本夾具結(jié)構(gòu)比較緊湊。
4.5 基于UG的夾具建模過(guò)程概述
根據(jù)上述計(jì)算與設(shè)計(jì),確定的夾具的夾具體的設(shè)計(jì),最終確立夾具的結(jié)構(gòu)[17]。
基于UG的夾具體的建模過(guò)程:
第一步,新建一個(gè)文件名為“jiajuti"文件類(lèi)型為(*prt),單位:mm的文件如圖4.1所示:
圖4.1 創(chuàng)建新文件
第二步,插入一個(gè)長(zhǎng)為310mm,寬280mm,25mm的長(zhǎng)方體。生成實(shí)體模型如圖4.2所示:
圖4.2 長(zhǎng)方體特征
第三步,選擇成形特征下的凸墊,選擇生成長(zhǎng)方體的一個(gè)棱邊為水平參考,凸墊的長(zhǎng)250mm,寬310mm,高度為185mm。生成特征如下4.3圖示:
圖4.3 凸墊特征
第四步,創(chuàng)建長(zhǎng)210mm,寬度190mm,深度310mm腔體特征如下4.4圖所示:
圖4.4 腔體特征
第五步,創(chuàng)建拉伸異形定位孔,具體做法如下
(1)在草繪環(huán)境下,繪出孔的草圖;
(2)進(jìn)入建模環(huán)境下,拉伸草繪完成的草圖剖面完成結(jié)果如下4.5圖所示:
圖4.5 異形孔特征
第六步,創(chuàng)建夾具體的其他的三個(gè)異形定位孔,具體做法如下:
1.創(chuàng)建XOZ和YOZ平面;
2.點(diǎn)擊UG菜單中的插入命令中的關(guān)聯(lián)復(fù)制中鏡像特征;
3.選擇上一步生成的異形定位孔,然后選擇鏡像平面XOZ,確定完成;
4.選擇生成的兩個(gè)異形定位孔,選擇鏡像平面YOZ,確定完成四個(gè)定位孔的繪制如4.6圖所示:
圖4.6 異形孔特征
第七步,生成夾具體的四個(gè)夾緊定位孔并插入螺紋特征。
1.利用UG中的簡(jiǎn)單孔功能,根據(jù)孔的定位參數(shù)繪制一個(gè)孔;
2.在繪制好的孔中插入螺紋特征;
3.插入基準(zhǔn)軸Z軸;
4.利用UG工具欄中的環(huán)形特征生成其余3個(gè)孔,選擇生成的孔簡(jiǎn)單孔和孔內(nèi)螺紋,
選擇Z軸,輸入數(shù)量4,角度為90度,生成4個(gè)螺紋孔如4.7圖示。
圖4.7 螺紋孔特征
第八步,在夾具體上創(chuàng)建一個(gè)夾緊拉桿的了孔創(chuàng)建如4.8圖所示。
圖4.8 拉桿孔特征
最后創(chuàng)建完成的實(shí)體模型如圖4.9所示:
圖4.9 夾具體型特征
經(jīng)過(guò)一系列的設(shè)計(jì)和零件裝配,最終夾具與零件的裝配圖如圖4.10所示:
圖4.10 裝配圖
爆炸組件如圖4.11所示:
圖4-11 爆炸圖
全文總結(jié)
本文是針對(duì)如何提高填料箱蓋的加工質(zhì)量以及如何縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期提出的基于UG的填料箱蓋的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)。本文的重點(diǎn)是對(duì)填料箱蓋加工路線的確定,制定工序卡片,然后對(duì)工序4中的鉆12孔進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。最后利用UG的建模功能對(duì)零件以及夾具零件進(jìn)行建模,最后進(jìn)行夾具與零件進(jìn)行裝配,生成爆炸圖。在本次設(shè)計(jì)中,我主要從以下方面得到了收獲:
(1) 在工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的方面,對(duì)基準(zhǔn)面的選擇是十分重要的,正確合理的基準(zhǔn)面對(duì)加工質(zhì)量的保證,生產(chǎn)率的提高有很大的作用。最終經(jīng)過(guò)多方面的比較最終確定零件的粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn),在工藝路線的確定方面,我設(shè)計(jì)出了兩個(gè)不同的方案,兩個(gè)方案的不同之處在于對(duì)零件加工的順序不一樣,經(jīng)過(guò)多方面的分析,我最終選擇了工藝路線方案二,并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。
(2) 在確定工藝路線后,對(duì)工件的加工余量以及工時(shí)的確定也是十分重要的,我查閱了《工藝手冊(cè)》及《切削手冊(cè)》,對(duì)切削力進(jìn)行計(jì)算,對(duì)工件的強(qiáng)度進(jìn)行校核,最終確定零件的切削用量以及各工序的工時(shí)。
(3) 在進(jìn)行對(duì)工序4的加工12孔進(jìn)行專(zhuān)業(yè)夾具設(shè)計(jì),由于12孔中6-φ13.5,
2-M10,4-M10,為平均分布,尺寸精度為自由尺寸精度要求。其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為兩對(duì)稱(chēng)孔中心距,由于難以使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一,選擇以φ65外圓面作為定位基準(zhǔn)。在選定定位基準(zhǔn)后,夾緊方式的選擇成了重點(diǎn),考慮到夾具的體積和夾緊裝卸的方便性,所以采用氣動(dòng)夾緊。最終確定夾具的結(jié)構(gòu)。
(4)在對(duì)零件和夾具進(jìn)行UG的建模時(shí),我對(duì)UG的軟件的認(rèn)識(shí)及應(yīng)用又有了一個(gè)新提高。
參考文獻(xiàn)
[1]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[S].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.1994
[2 楊叔子.工藝師手冊(cè)[S].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2006
[3]El wakil,S.D.,Processes and Design for Manufacturing加工工序設(shè)計(jì).Prentice-Hill.1998
[4]曾東?。?chē)制造工藝學(xué)[M].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2006
[5] 張世昌.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].第1版.高等教育出版社.2006
[6]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].第1版.遼寧電子出版社.1995
[7]李旦 .機(jī)床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].第2版.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .1998
[8]鄒慧君.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].第1版.高等教育出版社 .1998
[9]上海市金屬切削手冊(cè) .上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)[S].第3版.上??茖W(xué)技術(shù)出版社.2000
[10]甘永立.幾何量公差與檢測(cè)[M].第8版.出版單位.2008
[11]朱煥池 .機(jī)械制造工藝學(xué)[M].第1次.機(jī)械工業(yè)出版社.2006
[12]王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[S].第2版.哈爾濱工業(yè)大學(xué) .2006
[13]楊黎明 .機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].第1版.國(guó)防工業(yè)出版社.1993
[14]Norton,R.l.,Design of Machinery機(jī)械裝置的設(shè)計(jì).McGraw-Hill.1992
[15]肖繼德 . 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[S].第2版.機(jī)械工業(yè)出版社.2004
[16]唐藝.汽車(chē)構(gòu)造與修理圖解[M].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.1994
[17]Dimarogonas,A.D.,Machine Design for Manufacturing,Prentice-Hall,1998
[18]]孫麗媛.機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].第2次.冶金工業(yè)出版社.2002
[19]Dimmarogonas,A.D.,Machine Design for Manufacturing制造機(jī)械設(shè)計(jì), McGraw-Hill,1998
[20]2000Goetsch,D.L.,Advanced Maufacturing Technology先進(jìn)制造技術(shù),Delar Publishers Inc.1990
[21]王光斗.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[S].第3版.上海科技出版社.
[22]夏德偉.UG NX4.0中文版機(jī)械設(shè)計(jì)典型范例教程[M].第1版.電子工業(yè)出版社.2006
[23]Dorf,R.C.and Kuisiak,A.,Handbook of Design Manufacturing and Automation制造業(yè)和自動(dòng)化設(shè)計(jì)手冊(cè) ,John Wiley &Sons,1994
[24]鄒青.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2007
[25]零點(diǎn)工作室.輕松跟我學(xué)UG NX4.0中文版[M].第1版.電子工業(yè)出版社.2007
[26]江洪.UG NX4.0基礎(chǔ)教程[M].第2版.機(jī)械工業(yè)出版社.2007
[27]宋振會(huì).UG NX4.0工程制圖基礎(chǔ)教程[M].第1版.清華大學(xué)出版社.2006
[28]Goetsch,D.l.,Advanced Manufactureing Technology先進(jìn)制造技術(shù),Delmar Pulisher Inc,1990
[28]付本國(guó).UG NX3.0三維機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2005
[29]王彥武.UG NX3-中文版基礎(chǔ)入門(mén)篇[M].第1版.中國(guó)青年電子工業(yè)出版社.2006
[30]王樹(shù)勛.UG NX3.0實(shí)操訓(xùn)練教程[M].第1版.華南理工大學(xué)出版社.2006
[31]袁鋒.UG機(jī)械設(shè)計(jì)工程范例教程[M].第1版.機(jī)械工業(yè)出版社.2006
致謝
經(jīng)近三個(gè)月的時(shí)間,我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落了。一路走來(lái),這三個(gè)月的時(shí)間可以算是我大學(xué)三年來(lái)最充實(shí)的一段生活。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅讓我把三年所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通,達(dá)到專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的要求,而且在通過(guò)在解決遇到困難時(shí)與老師同學(xué)的共同探討,最后將問(wèn)題、疑點(diǎn)逐個(gè)解決我深切地體會(huì)到合作精神的重要性。更明白了學(xué)無(wú)止境的道理,人只有在不停地探索和解決問(wèn)題中才能進(jìn)步。
在此,我要特別感謝陳志剛老師的對(duì)我的教導(dǎo)和幫助,他總是不厭其煩地指出我設(shè)計(jì)中的問(wèn)題,耐心地幫我解決設(shè)計(jì)中的問(wèn)題;另外我還要感謝在工廠實(shí)習(xí)時(shí)領(lǐng)導(dǎo)和同事們的幫助,他們豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及在公司的一些資料給了設(shè)計(jì)很大的幫助;另外還有在我遇到困難時(shí)在一直鼓勵(lì)我支持我的室友們。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也預(yù)示我的大學(xué)生活就將劃上一個(gè)句號(hào),我的人生又將迎來(lái)一個(gè)嶄新的起點(diǎn)。大學(xué)生活結(jié)束了,但畢業(yè)設(shè)計(jì)的一點(diǎn)一滴將永遠(yuǎn)留在我的心里。畢業(yè)后,我將用自己的滿腔熱誠(chéng)迎接挑戰(zhàn),把三年所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到工作中,不斷完善自我,努力做好工作。
32
****學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)
專(zhuān)業(yè)班級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
課題名稱(chēng)
基于UG填料箱蓋機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)(論文)
起止時(shí)間
年 月 日至 年 月 日
課題類(lèi)型
設(shè)計(jì)改進(jìn)、軟件應(yīng)用
課題性質(zhì)
真實(shí)、模擬、虛擬
一、 課題研究的目的與主要內(nèi)容
研究目的:設(shè)計(jì)計(jì)算一基于UG填料箱蓋的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì),達(dá)到提高生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)周期,降低成本的工作要求。
主要內(nèi)容:
1:填料箱蓋的零件分析。
2:填料箱蓋的加工工序分析。
3:基于UG夾具設(shè)計(jì)。
二、 基本要求
1:必須獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。
2:按制圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)填料箱蓋的夾具圖和有關(guān)零件的零件圖,圖紙比例
1:畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖紙總工作量不少于3張零號(hào)圖紙。
3:按學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)的書(shū)寫(xiě)格式要求,撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)不少于10000字。
4:每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的3000-5000個(gè)文字的外文資料翻譯,譯文要求準(zhǔn)確,文字流暢。
注:1、此表由指導(dǎo)教師填寫(xiě),經(jīng)各系、教研室主任審批生效;
2、此表1式3份,學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。
三、課題研究已具備的條件(包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備、參考資料)
1.自備的有關(guān)教材。
2.邵陽(yáng)學(xué)院圖書(shū)館。
3. 輔導(dǎo)老師提供的一定學(xué)術(shù)論文和相關(guān)資料等。
4.自備的計(jì)算機(jī)。
(1)UG建模 (2)切削手冊(cè) (3)機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)
四、設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度表
***年***月***日至***月***日 搜集資料,完成開(kāi)題報(bào)告
***年***月***日至***月***日 填料箱蓋的數(shù)據(jù)的計(jì)算及工藝規(guī)程的確定。
****年**月**日至***月***日 部分填料箱蓋工藝有關(guān)夾具圖和總工程圖。
***年**月***日至**月**日 外文資料翻譯,完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
***年***月***日至***月 ***日 畢業(yè)設(shè)計(jì)文件打印, 畢業(yè)答辯。。
五、教研室審批意見(jiàn)
教研室主任(簽名) 年 月 日
六、院(系)審批意見(jiàn)
院(系)負(fù)責(zé)人(簽名) 單位(公章) 年 月 日
指導(dǎo)教師(簽名) 學(xué)生(簽名)
The packing box divulges reason analysis and countermeasure
Abstract:
The packing box divulges which through the analysis
Petrochemistry enterprise each kind of adjustment valve in, as well as the adjustment valve divulges the harm which brings to the environment and the production, proposed some solution countermeasures. Guan Jianci: Adjusts the valve; The packing box divulges; Seal; Countermeasure
1.foreword adjustment: valve is the petroleum chemical industry refines oil in the installment the essential part, its use adjustment valve type many, quantity big, in the chemical production medium many is corrosiveness strong, virulent or is flammable explosive, when adjusts the valve divulges, not only can create the serious raw material, the energy and the product waste, moreover also has the serious influence to the environment, even causes the serious security accident.
Therefore, we have the necessity also to have to take in the petroleum chemical industry production process to adjust the valve to divulge the question. Under causes the reason on the petroleum chemical industry installment in which the adjustment valve packing box divulges as well as prevented divulges the countermeasure, the method with the elimination makes the key discussion.
2.Adjustments valves packing box divulges the reason analysis
adjustment valve divulges divides into two kinds, namely outside divulges with the interior divulges. In the majority situation, outside divulges the consequence which creates, often divulges compared to the interior seriously.
In the industrial production, adjusts the valve outside to leak not only creates the raw material and the energy waste, but also can directly pollute the environment, even causes the fire, the detonation, is poisoned and so on the harm safety significant accident, the national economy creates the heavy loss for. Outside but the packing box divulges also belongs leaks.
The packing box divulges reason: The packing box by the stuffing box, the padding, the padding pad as well as the padding contracts the organization and so on to be composed. The stuffing box sets on the valve body or the valve cover, plays holds the padding the role. The padding pad sets to the stuffing box base, plays the strut padding role. The padding divides the soft nature sealing compound and takes shape the padding two kinds. Takes shape the padding take the elastic material quality as the raw material, uses the mould pressing to take shape or the turning processing makes each kind of joiner curtain under, compares, takes shape the padding structure compact, sealing property good, the serviceability is stronger.
The medium divulges in the sealing compound place, the reason becomes less crowded, the sealing compound for the padding gland is not strict, the padding variety or the quality does not conform to the requirement, the padding gets older or by the valve lever attrition.
3.adjusts the loss which the valve divulges creates
Divulging causes which by the above situation, creates the economic loss and further because the medium characteristic different has differently to the environment pollution degree. If is the gas medium, then very easily proliferates the dissemination in the air, its pollution radius can be bigger. The liquid medium can through have the pollution to the ground seepage, also possibly or the exile expels flood water the ditch through the open ditch, pollutes the rivers and streams lake and other environment. Former Soviet Union's nuclear power station because adjusts the valve the question to breed the unprecedented disaster, not only has caused the significant personnel casualty, creates direct and the indirect economic loss and the environment destroy also with difficulty estimates. The statistical data indicated that, in the production unit approximately 20% adjustment valve existence divulges the question, creates the direct economic loss approximately composes the total losses 5%0 in the petrified profession, take a set of 5000kt/a scale often the decompressor as the example, in the ordinary circumstances has 5,000 about the adjustment valve, divulges the economic loss by 20% adjustment valve which creates and the pollution which creates to the environment indeed may not belittle, if looked from the entire petrified profession, the situation was more serious.
4.Packing boxes divulge the countermeasure because the adjustment valve packing box seals divulging, as well as valve body connection spot seal divulging, is creates adjusts the key which outside the valve leaks to be at, therefore needs specially to take.
The traditional soft nature padding seal, is depends on the padding gland the thrust, causes it between the valve lever and the padding as well as the padding and the stuffing box sidewall, has the certain radial direction contact stress to achieve the seal. Therefore, the gland axial force must be quite big, this creates between the padding and the valve lever rubs the torque to increase, the attrition increases, the soft nature sealing compound wears quickly, thus must frequently screw tight the packing bolt or the replacement padding, can guarantee the better seal effect.
Uses the appropriate padding seal and the padding seal combination, may enhance adjusts the reliability which the valve uses, lengthens the service life. If the flexible graphite link padding combination use, only uses the flexible graphite link padding the seal effect to be better than. At present in domestic uses the sole flexible graphite link padding the situation quite to be many; But in overseas, uses the flexible graphite link padding combination the application method to start popularly, and has obtained the good effect.
5.Concluding remark
In summary, adjusts the valve in the petrification industrial production divulging is the not allow to neglect question, it to the production efficiency, the security as well as can bring the significant influence to the environment. The elimination adjustment valve divulges the key lies in the optimized adjustment valve structure the design, adjusts the valve according to the different craft condition reasonable choice the material, enhances adjusts the valve in production process quality control level, as well as adjusts the valve according to the craft operating system optimization the shaping. Along with the science and technology progress, specially the new material appearance, some new structures adjustment valves put into the use, their performance good, the life is long, may satisfy production the need to develop.
Reference:
1 Wang Xunju Valve use maintenance handbook [S] Beijing: Chinese petrochemistry publishing house, 1999
2 German ginger The petroleum chemical industry installment process tube installs design handbook second [S] Beijing: Chinese petrochemistry publishing house, 1998
3 Lu Peiwen The valve selects the handbook [S] Beijing: Mechanical industry publishing house,2001
中文譯文
填料函泄漏的原因分析及對(duì)策
?摘要:通過(guò)分析石化企業(yè)各種調(diào)節(jié)閥門(mén)中填料函泄漏的原因,以及調(diào)節(jié)閥門(mén)泄漏對(duì)環(huán)境和生產(chǎn)所帶來(lái)的危害,提出了一些解決對(duì)策。
關(guān)健詞:調(diào)節(jié)閥門(mén);填料函泄漏;密封;對(duì)策
1前言
調(diào)節(jié)閥門(mén)是石油化工煉油裝置中不可缺少的部分,其使用的調(diào)節(jié)閥門(mén)種類(lèi)多、數(shù)量大,化工生產(chǎn)中的介質(zhì)多是腐蝕性強(qiáng)、有毒或易燃易爆的,當(dāng)調(diào)節(jié)閥門(mén)泄漏時(shí),不僅會(huì)造成嚴(yán)重的原材料、能量和產(chǎn)品的浪費(fèi),而且對(duì)環(huán)境也造成嚴(yán)重的影響,甚至引起嚴(yán)重的安全事故。因此,我們有必要也應(yīng)當(dāng)重視石油化工生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)節(jié)閥門(mén)的泄漏問(wèn)題。下面就石油化工裝置中引起調(diào)節(jié)閥門(mén)填料函泄漏的原因以及防止和消除泄漏的對(duì)策、方法做重點(diǎn)探討。
2 調(diào)節(jié)閥門(mén)填料函泄漏的原因分析
調(diào)節(jié)閥門(mén)泄漏分為兩種,即外部泄漏和內(nèi)部泄漏。在大多數(shù)情況下,外部泄漏所造成的后果,往往比內(nèi)部泄漏更加嚴(yán)重。在工業(yè)生產(chǎn)中,調(diào)節(jié)閥門(mén)的外漏不但造成原材料及能源的浪費(fèi),還會(huì)直接污染環(huán)境,甚至引起火災(zāi)、爆炸、中毒等危害生命安全的重大事故,給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重?fù)p失。而填料函泄漏又屬于外漏。
填料函泄漏的原因:填料函由填料箱、填料、填料墊以及填料壓緊機(jī)構(gòu)等組成。填料箱置于閥體或閥蓋上,起容納填料的作用。填料墊置于填料箱底部,起支撐填料的作用。填料分軟質(zhì)密封填料和成型填料兩種。成型填料以彈性材質(zhì)為原料,采用模壓成型或車(chē)削加工制成各種環(huán)形密封圈,相比之下,成型填料結(jié)構(gòu)緊湊,密封性能好,適用性更強(qiáng)。
介質(zhì)在密封填料處泄漏,原因?yàn)樘盍蠅荷w松動(dòng)、密封填料不嚴(yán)密、填料品種或質(zhì)量不符合要求、填料老化或被閥桿磨損。
3調(diào)節(jié)閥門(mén)泄漏造成的損失
由以上情況引起的泄漏,所造成的經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)環(huán)境的污染程度又因介質(zhì)的特性的不同而有所不同。如果是氣體介質(zhì),則很容易在空氣中擴(kuò)散傳播,其污染半徑就會(huì)較大。液體介質(zhì)則會(huì)通過(guò)對(duì)地面的滲透產(chǎn)生污染,也可能通過(guò)明溝或暗溝流人排洪渠,污染江河湖泊及其他環(huán)境。前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站因?yàn)橐粋€(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)的問(wèn)題而釀成空前的災(zāi)難,不僅造成了重大的人員傷亡,所造成的直接和間接的經(jīng)濟(jì)損失及環(huán)境破壞也難以估量。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,工業(yè)裝置中約20%的調(diào)節(jié)閥門(mén)存在泄漏問(wèn)題,所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約占總損失的5%0在石化行業(yè)中,以一套5000kt/a規(guī)模的常減壓裝置為例,一般情況下有5000個(gè)左右的調(diào)節(jié)閥門(mén),由其中20%的調(diào)節(jié)閥門(mén)泄漏所造成的經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)環(huán)境造成的污染的確不可小覷,如果從整個(gè)石化行業(yè)來(lái)看,情況就更嚴(yán)重了。
4填料函泄漏對(duì)策
由于調(diào)節(jié)閥門(mén)填料函密封的泄漏,以及閥體連接部位密封的泄漏,是造成調(diào)節(jié)閥門(mén)外漏的關(guān)鍵所在,所以需要特別重視。
????傳統(tǒng)的軟質(zhì)填料密封,是靠填料壓蓋的軸向壓力,使之在閥桿與填料以及填料與填料箱側(cè)壁之間,產(chǎn)生一定的徑向接觸應(yīng)力而達(dá)到密封的。因此,壓蓋的軸向力必須相當(dāng)大,這就造成填料與閥桿之間摩擦轉(zhuǎn)矩增大、磨損增加、軟質(zhì)密封填料磨損快,因而須經(jīng)常擰緊壓蓋螺栓或更換填料,才能保證較好的密封效果。
采用合適的填料密封及填料密封組合,可提高調(diào)節(jié)閥門(mén)使用的可靠性,延長(zhǎng)使用壽命。如柔性石墨環(huán)填料的組合使用,比只用柔性石墨環(huán)填料的密封效果好。目前在國(guó)內(nèi)采用單一柔性石墨環(huán)填料的情況比較多;而在國(guó)外,采用柔性石墨環(huán)填料組合的使用方法已開(kāi)始流行,并且取得了良好的效果。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在石化工業(yè)生產(chǎn)中調(diào)節(jié)閥門(mén)的泄漏是不容忽視的問(wèn)題,它對(duì)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及對(duì)環(huán)境都會(huì)帶來(lái)重大的影響。消除調(diào)節(jié)閥門(mén)泄漏的關(guān)鍵在于優(yōu)化調(diào)節(jié)閥門(mén)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),根據(jù)不同的工藝條件合理選擇調(diào)節(jié)閥門(mén)的材料,提高調(diào)節(jié)閥門(mén)在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制水平,以及根據(jù)工藝操作系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)節(jié)閥門(mén)的選型。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,特別是新材料的出現(xiàn),一些新結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥門(mén)已投入使用,它們性能好、壽命長(zhǎng),可滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。
參考文獻(xiàn):
1王訓(xùn)拒.閥門(mén)使用維修手冊(cè)[s].北京:中國(guó)石化出版社.1999
2張德姜.石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)第二篇[S].北京:中國(guó)石化出版社.1998.
3 陸培文.閥門(mén)選用手冊(cè)[S].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2001.
7
收藏