高炉用旋塞阀研磨工装的设计

高炉用旋塞阀研磨工装的设计
  高炉冶炼系统的机械垂直探料设备中的旋塞阀，是通过关闭件（塞子）绕塞体中心线旋转来开启和关闭的一种阀门，由于结构简单、开闭迅速（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作）、操作方便、流体阻力小，其在高炉上仍广泛使用。旋塞阀的塞子和塞体的密合面是一个配合很好的圆锥体，锥度为1：6，密封性能完全取决于塞子和塞体之间吻合度的好坏。
  为使其密封面达到较好的密合效果，在制造时需对塞子和塞体进行研磨。但此密封阀尺寸较大，塞子直径尺寸达到φ500，若手工研磨，不但劳动强度大，且生产效率低下、密合质量不理想，为此设计一台此大型旋塞阀研磨用的专门研具来解决这一问题。
  1 设计原理
  对于互研的塞体和塞子，要想使它们之间的研磨剂产生切削、刮擦和挤压作用，达到研磨效果，需使互研的塞体和塞子之间产生相对的旋转运动，并在研磨面之间施加一定的压力，来提高塞体和塞子的相互挤压并产生研磨切削的效果。
  2 结构特点分析
  该大型旋塞阀研磨用专用研具 减速电机为塞子的旋转提供动力，使其绕塞体中心线旋转；塞体由夹爪固定在基架上。电机动作时，通过连接轴，将动力传给塞子，在塞体与塞子之间便产生相互的旋转运动，从而使研磨剂在塞体与塞子之间进行研磨切削。为提高研磨效率，须在塞体和塞子之间施加相互挤压力，考虑到压力空气在工厂较易获得，且不需要专门的动力系统，所以采用气缸来提供源动力。在气缸的作用下，活塞杆带动杠杆动作，杠杆的左端铰接在横梁筋板上，杠杆的右端作用在球形垫圈上，球形垫圈压在推力轴承上，而推力轴承又压在接轴上（接轴上端为矩形花键，可与接轴产生相互的上下运动），将气缸的动力传递给塞子，塞子压在塞体上，从而使塞体和塞子之间产生相互挤压力。
  为便于检查研磨效果和工件的安装及拆卸，将电机旋转组件和气缸挤压组件均安装在横梁上，横梁可升降和旋转，且在工作位置可实现夹紧。其中升降运动是通过人工转动手轮，带动一对丝杠丝母副来实现，丝母固定在底座的立柱上，静止不动，而丝杠带动横梁实现升降动作。横梁内孔与立柱的配合面为间隙配合，可形成相互的旋转动作，这一过程需人工完成。
  另外为实现对横梁进行夹紧和松开，可通过旋转夹紧手轮，由一对丝杠丝母副带动夹紧块，对立柱进行压紧或松开，而立柱固定不动，从而使横梁能够实现夹紧和松开。为防止接轴在横梁升降过程中下滑，设计了弹簧卡圈进行限位。球面垫圈起到均衡塞子圆周挤压力的作用。
  3 气缸控制系统图设计
  为提高研磨生产效率，需增加研磨压力，但当压力超过3 kgf/cm2时，生产率反而呈下降趋势。因此在粗研磨时应选取较大的压力，而在精研磨时应选取较小的压力。这样不但提高了生产效率，同时还保证了工件表面的研磨性要求。气缸压力控制回路，来实现压力在粗研磨和精研磨时压力的变化要求。此压力设计回路简单，但能满足半自动研磨的要求。当气缸需要动作时，通过手工打开截至阀，使压力空气进入气缸左腔中的杠杆工作。
  为控制气缸的工作气压，在回路中接入了溢流阀控制回路压力，通过调节溢流阀的弹簧的弹力大小，实现控制回路空气压力的大小，进而控制粗研磨和精研磨所需的研磨压力。
  为便于直观地掌握回路的调定压力，接入了压力表，来显示回路的压力值。
  另外，为使气缸在研磨停止后快速卸荷，在回路中接入了手动二位二通换向阀。当气缸工作时，此阀的右腔作用，使之处于关断状态；当气缸需要卸载时，在人工作用下，截至阀关断，二位二通阀的左腔作用，使气缸左腔的压力空气快速排出。气缸左右腔均处在大气压环境中，实现快速卸荷。
  此研磨工装，结构简单，工作可靠。通过气缸的作用提供研磨压紧力，并通过气缸控制回路中的溢流阀的调定压力，获得粗、精研磨所需的不同研磨压力，具有较高的生产效率。
  另外，整个研磨动力系统可以通过手工作用绕立柱旋转，便于工件的拆卸和检查。此外，通过更换连接轴和改变接口尺寸，可加工一系列大直径的锥面密封阀、球面密封阀，具有较好的通用性和实用性。

 

关键词：旋塞阀
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