蝶閥加工及立式裝配分析

蝶閥加工及立式裝配分析一、前言

水輪機(jī)組進(jìn)水管道上一般安裝進(jìn)口閥門(mén)，作為水輪機(jī)組的啟閉機(jī)構(gòu)，是水輪機(jī)很重要的輔助設(shè)備。進(jìn)口閥門(mén)有四個(gè)作用：①作為事故停機(jī)裝置。②在停機(jī)檢修水輪機(jī)時(shí)，不需要放掉壓力管道內(nèi)的壓力水，就可以安全地開(kāi)展檢修。③在較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)情況下，可以減少導(dǎo)葉縫隙漏水。④分叉管道供水的電站，每臺(tái)水輪機(jī)上的進(jìn)口閥門(mén)，可以使一臺(tái)機(jī)組的停機(jī)或檢修，不影響其他機(jī)組的運(yùn)行。水輪機(jī)行業(yè)目前常用的進(jìn)口閥門(mén)有蝶閥、球閥、針閥、閘閥和筒閥。蝶閥是中、低水頭，大、中型水輪機(jī)常用的一種進(jìn)口閥，比其他形式的進(jìn)口閥門(mén)外形尺寸小，重量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，操作方便。二、研究?jī)?nèi)容

1)蝶閥閥體加工工藝。

2)活門(mén)加工工藝。

3)通用水壓工具的提制及水壓試驗(yàn)。

4)立式裝配及操作試驗(yàn)。三、研究方法

1、蝶閥閥體加工工藝的研究

閥體是蝶閥的主要部件，通過(guò)水流，承受水壓力；支持蝶閥的全部部件，承受操作力和操作力矩，有足夠的剛性。一般采用鑄焊構(gòu)造。加工難點(diǎn)：

(1)如何保證閥體兩端軸孔的同軸度

蝶閥閥軸軸孔是蝶閥上最重要的配合部位，閥軸軸孔與閥軸的配合情況，直接影響到活門(mén)的旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟動(dòng)作是否靈活。為解決這一問(wèn)題，采用在五坐標(biāo)數(shù)控鏜銑床上用小直角銑頭走圓弧插補(bǔ)加工找正段，再單鏜閥軸軸孔的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體步驟為：①工件立放，地腳朝上，帶密封槽端法蘭面朝向鏜床，地腳下面墊方箱，背靠彎板，找正工件后將工件壓牢。②工件如圖1所示，先銑A端平面及內(nèi)孔。③滑枕退回，移動(dòng)立柱到C端，滑枕伸出同樣的長(zhǎng)度，加工C端平面及內(nèi)孔。④直角銑頭旋轉(zhuǎn)180°，用千分表測(cè)銑頭上的找正基準(zhǔn)全長(zhǎng)為零，鏜B端平面及內(nèi)孔。⑤滑枕退回，移動(dòng)立柱到D端，銑D端平面及內(nèi)孔。

圖1蝶閥閥軸軸孔加工示意圖

采用上述方案，可保證閥體閥軸軸孔的同軸度及軸孔端面的平面度符合圖樣要求，保證閥體加工精度。

(2)如何保證密封座與橡膠密封條的配合尺寸

中、小機(jī)組閥體密封面一般為堆焊不銹鋼構(gòu)造。對(duì)于大中型機(jī)組，不宜采用，大堆焊量容易導(dǎo)致閥體焊接變形過(guò)大，加工精度不好控制。大型機(jī)組多采用把合密封座，再與閥體同加工密封面的方法。優(yōu)點(diǎn)是加工后的密封面尺寸精度高;密封座為可更換件，磨損后易于更換。密封座上的把合孔難加工，要求分度準(zhǔn)確，在數(shù)控立車(chē)上加工密封座。依靠數(shù)控立車(chē)卡盤(pán)的分度精度來(lái)保證把合孔的分度精度。密封座把合到閥體上后，數(shù)控編程加工密封面，保證密封面直線段與圓弧段的準(zhǔn)確過(guò)渡。

2、活門(mén)加工工藝的研究

活門(mén)在全關(guān)位置時(shí)承受全部水壓，在全開(kāi)位置，處在水流中心，因此要有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且要有良好的水力性能。大、中型活門(mén)一般為中空殼體?；铋T(mén)一般為鑄焊構(gòu)造。加工難點(diǎn)如下。

(1)保證活門(mén)閥軸軸孔與蝶閥的閥軸、軸孔的同軸度

閥軸、軸孔的同軸度，工藝上采用同鏜的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)閥體、活門(mén)把合螺孔的位置，專(zhuān)門(mén)制作了一套固定工具用來(lái)把合閥體、活門(mén)，具體操作步驟如下(見(jiàn)圖2)：①將閥體組合成整圓，用固定工具將閥體、活門(mén)分別通過(guò)閥體、活門(mén)上的把合螺孔把合在一起，用定位塊搭焊牢固。②將閥體、活門(mén)的組合體吊在鏜床工作臺(tái)上，按閥體上的一端軸孔平面及內(nèi)孔找正工件后夾緊工件。③按閥體的閥軸、軸孔找正鏜桿，再單鏜活門(mén)閥軸軸孔，因閥體、活門(mén)閥軸軸孔找正基準(zhǔn)相同，故兩閥軸軸孔同軸度好。

1.閥體2.定位塊3.固定工具4.活門(mén)

圖2閥體與活門(mén)加工圖

(2)保證把合螺孔的分度精度

在數(shù)控立車(chē)上加工把合螺孔，依靠數(shù)控立車(chē)卡盤(pán)的分度精度來(lái)保證把合螺孔的分度精度。

3、通用水壓工具的提制及水壓試驗(yàn)的研究

閥體是承受水壓的部件，加工后應(yīng)作水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)蝶閥強(qiáng)度及水力性能的一項(xiàng)重要檢測(cè)手段。工藝提制閥體上、下法蘭悶頭及兩閥軸軸孔蓋板作為水壓試驗(yàn)工具，與閥體把合后形成一個(gè)封閉的空間，在此空間內(nèi)注入壓力水，在檢測(cè)時(shí)間內(nèi)觀察蝶閥閥體的泄漏情況，對(duì)于大型蝶閥，水壓試驗(yàn)蓋相對(duì)尺寸大，造價(jià)高，故提制水壓蓋時(shí)，將水壓試驗(yàn)蓋作了改良，在每個(gè)水壓蓋上開(kāi)了幾排螺孔，每個(gè)項(xiàng)目蝶閥打壓時(shí)，用不上的把合螺孔堵上。

4、立式裝配及操作試驗(yàn)的研究

蝶閥試驗(yàn)操作是蝶閥廠內(nèi)試驗(yàn)的重要項(xiàng)目，操作試驗(yàn)的完成情況是決定蝶閥能否正常啟閉的關(guān)鍵，因大型蝶閥裝配尺寸高，裝配難度大。傳統(tǒng)的操作試驗(yàn)是將蝶閥臥放，用起重機(jī)拉動(dòng)轉(zhuǎn)臂重錘，觀察轉(zhuǎn)臂重錘的旋轉(zhuǎn)角度與活門(mén)旋轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系。這種方法接力器不參加操作試驗(yàn)，無(wú)法保證接力器行程與轉(zhuǎn)臂重錘、活門(mén)之間的連接開(kāi)啟動(dòng)作一致，操作試驗(yàn)可能成功完成，但在電站實(shí)際安裝過(guò)程中，卻無(wú)法保證接力器行程的問(wèn)題。對(duì)大型蝶閥采用立式裝配及操作試驗(yàn)，優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)位置即為蝶閥的工作位置，試驗(yàn)成功可保證蝶閥在工作過(guò)程中接力器行程、轉(zhuǎn)臂重錘與活門(mén)之間的開(kāi)啟動(dòng)作更和諧。但由于蝶閥尺寸大，裝配不便，根據(jù)這一情況，制訂了合理的裝配工藝，完全能順利地完成裝配工作。

5、具體工藝過(guò)程

(1)清理裝配平臺(tái)在裝配平臺(tái)上放兩組等高方箱并找方箱水平，找正后將方箱壓牢在裝配平臺(tái)上。

(2)在大方箱上放置小方箱保證兩組方箱之間的距離與蝶閥地腳支腿的距離相等。將方箱全部固定不可松動(dòng)。

(3)兩個(gè)支承架放置到方箱的同側(cè)用螺釘、壓板壓牢，下墊墊板。然后將支承架彎板安放在支承架上，測(cè)量?jī)蓮澃逯行陌押峡组g距，符合要求后將彎板固定。

(4)閥體上劃線通過(guò)閥軸中心劃水平、垂直中心線，劃重錘全關(guān)、全開(kāi)位置線(在兩軸端面上、指示裝置底板上)，盡量使其延長(zhǎng)，以便于裝配過(guò)程中觀察。

(5)將閥體活門(mén)組合體翻轉(zhuǎn)90°垂直吊放到裝配平臺(tái)的方箱上，對(duì)正彎板的把合孔用螺釘將閥體和彎板把合在一起，然后將組合體把緊、壓牢在方箱上。

(6)用小起重機(jī)吊另外兩個(gè)支承架至裝配平臺(tái)平靠在閥體端面上，不允許超出軸頭端面，用螺釘、壓板將其固定在平臺(tái)上，支承架底部墊墊板。吊支承架彎板至支承架上，貼合閥體端面，對(duì)正把合孔擰上螺釘(與閥體和支承架)。

(7)在轉(zhuǎn)臂上劃出中心線并引至大孔外圓上在全關(guān)位置裝轉(zhuǎn)臂重錘，按線對(duì)正后用搭焊板將轉(zhuǎn)臂與閥軸搭焊在一起，焊時(shí)注意不應(yīng)使轉(zhuǎn)臂與閥軸有相對(duì)位置移動(dòng)。

(8)劃定位銷(xiāo)孔加工線用可移式鏜床鉆、擴(kuò)、鉸定位銷(xiāo)孔并裝銷(xiāo)。

(9)裝銷(xiāo)后將搭焊塊磨平端面及搭焊處磨平后裝壓蓋。

(10)鎖錠接力器裝配打壓試驗(yàn)完畢。

(11)鎖錠鉤壓瓦后檢查內(nèi)徑尺寸合格研配鎖錠鉤，按實(shí)際位置配鉆、攻把鎖錠接力器螺孔，裝接力器，將接力器與鎖錠鉤連在一起。

(12)接力器裝配完畢運(yùn)至總裝現(xiàn)場(chǎng)。

(13)按圖樣尺寸裝接力器和支座注意先將支座裝于根底板上，再裝在接力器上。全關(guān)位置調(diào)整后將根底板固定在裝配平臺(tái)上。在裝配平臺(tái)上放置墊片，然后將接力器與轉(zhuǎn)臂裝在一起。

(14)割去活門(mén)、閥體上的搭焊拉筋。

(15)裝蝶閥操作接力器油管路系統(tǒng)接力器內(nèi)充油。

(16)用鎖錠接力器打開(kāi)鎖錠鉤，操作蝶閥接力器作活門(mén)開(kāi)關(guān)試驗(yàn)，記錄油壓按接力器行程鉆底板上的安裝孔，并裝刻度板及行程開(kāi)關(guān)。配裝蝶閥指示裝置。在蝶閥全開(kāi)位置劃定位銷(xiāo)孔加工線，吊可移式鏜床至裝配現(xiàn)場(chǎng)鉆、鏜定位銷(xiāo)孔。

(17)在設(shè)計(jì)油壓范圍內(nèi)時(shí)，接力器能靈活操作活門(mén)開(kāi)關(guān)。

(18)在全開(kāi)位置，鎖錠接力器鎖錠重錘，逐步卸油壓，當(dāng)主接力器油壓為零時(shí)，用起重機(jī)吊重錘，打開(kāi)鎖錠鉤，緩慢落下重錘，做重錘自關(guān)閉試驗(yàn)。

實(shí)際操作試驗(yàn)過(guò)程中，完全能到達(dá)接力器行程與轉(zhuǎn)臂重錘及活門(mén)旋轉(zhuǎn)角度之間的聯(lián)系關(guān)系符合設(shè)計(jì)要求。具體蝶閥加工工藝如圖3所示。

(a)蝶閥加工工藝(b)轉(zhuǎn)臂重錘及活門(mén)旋轉(zhuǎn)角度

1.大方箱2.小方箱3.支撐架4.閥體5.閥體活門(mén)6.定位銷(xiāo)7.轉(zhuǎn)臂8.轉(zhuǎn)臂中心線9.接力器10.裝配平臺(tái)

圖3蝶閥加工工藝圖四、結(jié)語(yǔ)

實(shí)