钢背复合轴套在蝶阀上的应用.pdf

1 9 9 3 年第 3 期 阀 门 系数可以取得小一些， 一般 1 ． 1 。对于闸板 T形槽 的抗剪安全系数 和抗组合弯力的安 全系数 考虑与阀杆梯形螺纹部分是不同工 件 ， 热处理后 易产生误差 ， 安垒 系数可适 当选 取大一些 ， 一般 №一m一1 ． 3 ～1 ． 。 这样既可确 保符合标准的要求 ， 又不致于使结构尺寸过于 庞大 ， 造 成不必要的浪费。 5 ． 结语 经过理论计算和试验论证， 我们认为公式 F 寻 计 算 梯 形 螺 纹 抗 拉 截 面 积 是 准确的， 可信的， 尤其对小规格梯形螺纹阀杆的 承力计算是非常必要的。 ‘ 一7 钢背复合轴套在蝶阀上的应用 槲搁门 厂 丁 7 弓 摘要论述 了低压大 口径蝶阀轴套由原来铜材料改为 G S 材料的可行性， 提 出了选配 G S 材 料 轴套尺寸公差 和安装过 程 中应注意的 问题及解决办法 。 主 题 词 塑 堕 蔓 窒 塞鲤 纽 配 合 蒜l词 近些年 ， 钢背复合材料 国内G S 2 、 F z和国 外 D X是同一种材料 在我 国机械装置上应用 的相 当广泛。 它是以低碳钢板为基体 ， 青铜粉或 青铜网为中间层 ， 工程塑料为表面层 ， 通过烧结 使之牢固地结合为一体的三层复合材料。它具 备了金属和塑料的优点， 既具有优 良的耐学陛， 又具有较高的承载能力， 较好的尺寸稳定性 ， 较 低的摩擦系数 ， 是一 讲 理想的新型轴承材料 表 1 。 几年来， 我厂将 G S 2 材料 中闻层为青铜粉， 表面塑料层为聚 甲醛的钢 背复台材料 应用在 低压大 口径蝶 阀上取得成功， 并就 G S 2 材料能 否替代铜材料这个问题傲了大量的试验， 进行 了比较和可行性分析。 。 毒 1 D X类材料的物理机j Ij c性能 性能项目 数 值 性能项目 数 值 抗压强度 M P a ≥ 2 9 4 磨损系数 l 干摩蔫 ． 3 6 l O 一 6 线胀系数 1 ／ C ≤ 土3 l 0 5 c m s ／ 3 ≤l 脂润精 l 3 4 1 0 1 热导率E w／ c m -c ] ≥ 咀0 0 4 j 1 8 ． 6 8 投限P 值 I 干摩擦 1 5 7 ～l _ 9 6 出岫 虬 I 干岸擦 0 ． 1 0 ～0 ． 2 5 M P a m ／ s ≥I 脂润惜 9 ． e 1 ～l 5 ． 7 l 脂澜滑 0 3 ～ 1 0 使用温度C C 一j 0 ～1 ∞ 一 、G s z 材料的特 性 蝶阀在工况使用中由于管道内有压力介质 流通 ， 电动或手动 阀门都不需要开关的很迅速 特殊要求除外 ， 因过快要产生水锤 ， 对管路及 设备有破坏作用 。一般转速在 O 1 ～O ． 1 m／ s 。 介质 压力对 开关 阀门力矩 影响很大 ． 即使是 I MI 的低压介质对大 口径蝶阀轴套也将产生 很大压力。蝶阀这种操作特性正适合 G 材料 轴套使用特性 G s 2 材料的动静摩擦系数相等 ， 低转时不会出现爬行。G 岛 材料在承载压缩载 荷时， 由于钢板 限制了塑料层的横向流动， 使塑 料表面层处于三 向压缩状态。因此它比纯塑料 承载能力提高 2 倍以上。低压蝶阀一般轴套承 载能力为 2 O 一3 O 咖 ． 而 G s 材料承载能力在 4 4 M I 以上 ， 完全能够适应蝶阀的低转数重载 荷要求 表 2 。 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 阀 r J 表 2 D X类材料的最高承载能力 4 0 C 以下 1 9 9 3年鹅 3 刺 裁 荷 形 式 - 转 条 件 润 惜 条 件 极哦 P瓶 MP a 稳定载荷 极微量连续旋转 脂或汕 1 3 ． 3 稳定载衍 连续旋转 脂或油l j 盘 辱 楫’ e 8 ． 7 稳定或动载荷 连续旋转 流悼动力润滑 4 1 1 稳定拽荷 摇摆 脂 或油 随要求寿命的增加而 牮 1 0 s 周 1 3 7 ． 3 l O 周 1 9 ． 6 动载荷 连续旋转 腊或 油 边界润滑 如 周4 ． 9 表 3 不同材料的摩擦系数对比 摩擦系数 类 别 强 尼龙 1 0 1 0 锅 青 铜 干摩擦 0 ． 2 ～ 0 ． 2 5 0 ． 1 5 ～ U∞ 0 2 5 ～0 ． 5 0 脂洞滑 0 ． 0 ～O ． 0 6 1 5 ～0 0 8 0 ． 0 7 ⋯0 1 1 滴油滑臂 吼0 3 ～0 ． 0 e 0 ． 0 5 D ． 0 7 0 ． 1 1 ～0 ． 1 3 水润蒲 0 ． 1 7 咀2 3 ～0 ． 3 5 咀 5 低压蝶阔经常应用 在电厂循 环水冷却 系 统， 水厂及引水工程的输 送水管线， 介质为清 水。以往用铜材质做轴套 ， 内外表面需加 O形 密封圈， 以防止水进入阀轴与铜套之间， 增加阀 轴转动时的摩擦力矩 同时还要设注油杯， 定期 加注润滑油。 应用G s 。 材料轴套后， 介质水作为 润滑剂， 水分子对聚甲醛有较强的渗逮 陛， 当阀 轴与 G S 材料轴套相对运动时摩擦系数低 表 3 ， 操作力矩可相应减小 ， 又省去了密封和注油 设施 ， 降低了成本。 油分子对聚甲醛的吸附能力 也大于铜材料． 由于吸附膜强度较高 ， 边界润滑 条件下减摩性能好 ， 因此摩擦系数比锕低 二、 G S 2 材料的耐磨性能好 聚甲醛具有较高的 陛， 较低的流动极限 ， 当水做为润滑剂发生摩擦行为时， 将有较大的 接触面积 ， 较小的接触应力， 较好的减摩特性 。 使得摩擦表面温度降低， 粘附磨损会得到较大 表 4 D X 改善。 由于接触面积大， 聚 甲醛又能向阀轴表面 转移， 填补阀轴表面微观凸凹， 提高对应偶件光 洁度， 增强耐磨性 表 。 由于 G 材料有很好 的镶嵌性 ， 硬质颗粒极易压入塑料表面 ， 避免或 削弱了磨粒磨损 表 5 、 6 ， 图 1 图 1 不同条件下的 曲线 a ． 干摩擦b滴诎润罱c脂润滑d ． 水润滑 1 ． 锡青铜善G s 2 3尼龙 1 0 1 0 *在 P V值宣4 7 Ⅱ m ， 的条怍 F 表 5 水润滑磨 损系数 材 料 l 蛳 l 尼龙 1 O l 0 }锝青铜 K值 c m I N ． m l l 0 1 0 一 l 2 1 2 1 0 一 I 7 7 1 0 ～ 注 P1 0 0 N t 1 8 0 mi n 表 6 脂j 闯臂 謇损系数 材 斟 l G s I尼龙1 0 1 0 l锡青铜 K值 c m S N ． ml 1 ． 8 2 1 0 一 I ＆0 8 X1 0 ～ l 土3 l 0 一 注 P2 0 O N t 1 8 0 mi n 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 1 9 9 3年第 3期 阀 三 、 尺寸稳定 可靠 G S 材料的塑料表层为 0 ． 3 ～0 ． 5 ra m， 具有 轻微的吸水性。比如 ， 聚 甲醛浸入 8 0 C的水中 蝶阀使用最高介质温度 ． 吸水率为 1 ． 5 ． 尺 寸增 加 I ． 3 若 a 材料塑料层取 0 ． 5 ra m 厚， 则厚度增加 0 ． 5 I ． 3 一0 ． 0 0 6 5 m m 这么 小的增值， 可以弥补 G S z 材料的磨损量． 使尺寸 相对稳定。 四、 G S 2 材 料轴套装配 G S 。 材料轴套是开 口薄壁件。 装 配时极易 变形和错位 ． 装配中应用专用的工具 图 2 。 ’ 裁 ⑦7 一 J。 兽 自上海宝钢 1 号高炉竣工以来 ， 全国冶金 系统 各设计部门先后参照宝钢 1 号高炉阀门结 构设计出新型炼铁高炉 阀门。经过几年的研制 和生产实践 ， 对这些阀门的设计结构有了粗浅 的认识和体会 ， 现仅就楔式闸阀 图 1 系列介 绍如下． 供大家参考 1 ． 定位桂与定位孔端面之间加刚性调整垫 该阀各种设计方案的各相同部位公差精度 套的一端， 然后轻轻打入或压入阀门座孔。 装配 前． G S 。 材料轴套的棱角毛刺要修光， 端部要倒 角。装配后孔内抹均黄干油 ． 已备装 阀轴后整 机调试时做预润滑用。 G S 材料的摩擦 系数 比金属材料小． 轴套 内表面与阀轴外径之间为润滑状态， 而 G S 2 轴 套外径和阀体座孔之间近 于干摩擦 ， 两者的摩 擦 系数相差好儿倍。当钢背为 0 8 钢板 ， 屈服极 限较低， 过大的过盈配合安装会使材料屈服 ． 产 生较大的挤压变形， 内表面的光洁度将受到破 坏 ． 影响轴套的使用性能。 我厂选取 了介于过渡 配合和间隙配合之间的配合方式， 因为开口的 G S 轴套装配后对座孔内表面有“ 贴服性” ． 不 会出现转动。 G S 2 材料轴套与闷轴的配合间隙应考虑塑 料的受热膨胀和吸水膨胀。 实践证明， 取单方 向 间隙 0 ． 0 5 ～0 ． 1 2 ra m， 装配 阀轴省力， 操作阀轴 轻松 自由， 不影响阀门使用性能． 是较理想的配 合间隙。 五 、 结论 钢背复合轴套为薄壁件， 体积小， 重量轻， 结构紧凑， 用材省， 价格低 通过原铜套材料与 加工工时的成本计算， 成品铜背复合材料轴套 是同种规格阀门用铜套成本的 1 ／ 3 ～l ／ 4 。 将 G S e 材料应用在 阀门产品上． 通过几年 的应用和用户反映， 效果较好， 具有推广价值 。 楔 式 闸 阀 登生 丁F - 7 3 等级基本相近。这里仅以宝钢 2号高炉 , ,1 7 0 0 煤切阀为铡， 对设计允差 表 造成的密 封面间 隙积累误差进行探讨。 煤切阀闸板和定位柱配合面为垂直方向 1 8 。 角， 水平方向 2 3 。 角的复合楔面 图 2 l 。 垂直 方向误差可通过装配工艺配钻定位柱法兰与阀 体的连接孔来消除， 所以计算时仅考虑水平方 向的误差 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载