機(jī)械密封密封面研磨技術(shù)——手工研磨和機(jī)械研磨

手工研磨主要用于單件小批量生產(chǎn)和修理工作。手工研磨勞動(dòng)強(qiáng)度大并且要求操作者技術(shù)熟練，技藝水平高。機(jī)械研磨用于大批量生產(chǎn)中。

　　一、手工研磨手工研磨一般采用平板，材質(zhì)為高碳鑄鐵材料，平板一般為三個(gè)一組，平板的平面度允許偏差。

　　1、鑄鐵研磨平板的嵌砂嵌砂（壓砂）是將磨料的顆粒先嵌入到研磨平板表面上。嵌砂是一項(xiàng)很難掌握的技藝，是保證工作質(zhì)量的關(guān)所在，可用手工方法進(jìn)行，也可用機(jī)械方法進(jìn)行，但機(jī)械方法很難保證嵌砂的質(zhì)量，所以手工嵌砂方法很常見。

　　在嵌砂工作進(jìn)行之前，要進(jìn)行‘趕砂’工作。趕砂工作是將研磨平板上已用過失去切削作用的磨料從研磨平板表面去除掉，為嵌砂進(jìn)行準(zhǔn)備工作。趕砂就是在一塊研磨平板上用硬脂酸劃上直徑約為10mm的兩個(gè)小圓圈，然后滴上8~10滴煤油并用手工涂勻，將兩塊平板合在一起，由一個(gè)人用雙手按“∞”字形晃動(dòng)上面的平板，使煤油均布整個(gè)板面，之后再由兩人往復(fù)推拉并間斷的轉(zhuǎn)動(dòng)180°。研磨平板間的油膜厚度為0.005~0.007mm，磨料砂粒在油層給予的方向不斷改變的力作用下，被驅(qū)趕到游離平板的板面。取下上研磨平板后，用脫脂棉擦凈板面。

　　2、嵌砂的程序以W1的金剛砂為例說明嵌砂的程序。

　　①用脫脂棉將兩塊研磨平板擦凈。

　?、谕縿澯仓?。

　　③將配制好的研磨混合劑（剛玉+硬脂酸+航空汽油）放到研磨平板表面上，用量為15~20ml。

　?、苡檬滞磕ň鶆颍⒋屯耆珦]發(fā)。

　　⑤滴加煤油3~5滴，并涂抹均勻。

　?、迣⒁粔K研磨平板扣在另一塊研磨平板上，由兩個(gè)人用手按“∞”字形均勻柔和地晃動(dòng)上平板，并間斷地旋轉(zhuǎn)180°。往復(fù)推拉數(shù)次（5~10次）。

　?、叽窖心テ桨迕鏋鹾诎l(fā)亮?xí)r，取下上面研磨平板并用脫脂棉擦凈。

　?、嘤脤?shí)驗(yàn)塊檢查，如切削力強(qiáng)、條紋致密、均勻粗細(xì)即完成嵌砂。一般嵌砂要進(jìn)行4~5遍。

　　二、機(jī)械研磨機(jī)械研磨是將工件放在旋轉(zhuǎn)的磨具上進(jìn)行研磨，磨具一般為圓形研磨盤。

　　機(jī)械研磨的磨盤材質(zhì)通常為鑄鐵，拋光盤為鋼盤、銅盤。絨面、綢面盤常用于拋光堆焊硬質(zhì)合金、銅合金、不銹鋼等密封環(huán)。

　　金屬研磨盤的表面要平整，無瑕疵，平面度需要修整到0.05/1000mm以下。盤的半徑至少要設(shè)計(jì)成被加工工件直徑的兩倍以上。其直徑范圍一般為305~1620mm（16~64in），厚度大致是直徑的1/10~1/6。盤面開有溝槽，開槽的目的是減少盤面應(yīng)力變形、易于散熱，研磨中便于除去廢磨料和容納磨屑。

　　表面放射性、菱形塊多用于粗研用，同心圓多用于精研用，端面螺紋（阿基米德螺旋線）多為拋光用。

　　研磨機(jī)是機(jī)械密封制造行業(yè)中使用的研磨設(shè)備。它由床身、底座、減速箱體、研磨盤、控制環(huán)(亦稱擋圈或修正環(huán))、限位支承架等組成。

　　研磨時(shí)，工件放在控制環(huán)內(nèi)，用塑料隔離環(huán)把工件均勻排布在控制環(huán)內(nèi)，通過壓重施加研磨壓力，當(dāng)研磨盤旋轉(zhuǎn)時(shí)控制環(huán)在限位支承架內(nèi)旋轉(zhuǎn)，工件除了自轉(zhuǎn)外還隨同控制環(huán)在研磨盤上公轉(zhuǎn)，在磨料作用下，不斷研磨表面。

　　下面介紹常用的幾種類型的研磨機(jī)。

　　1、M650型重塊式平面研磨機(jī)這是一種單面研磨機(jī)，采用壓重來施加研磨壓力，控制環(huán)共有3個(gè)研磨劑采用人工加入，研磨工件加壓采用上件上加重塊方式，操作人員體力消耗大。一般用于中型密封環(huán)的研磨加工，是一種使用較多的研磨機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)為：研削工件直徑可達(dá):240mm。

　　工件薄厚度:1 mm。

　　工件加工精度平面度0.03μm，粗糙度Ra0. 05μm。

　　研磨盤直徑650mm，轉(zhuǎn)速10~60r/min，變速，電動(dòng)機(jī)功率1. 5~2. 2kW。

　　控制環(huán)直徑X內(nèi)圈直徑:280mm X 240mm。

　　外形尺寸(長(zhǎng)X寬X高):900mmX1000mmX 800mm。

　　質(zhì)量：1200kg。

　　2、M650c型氣壓式研磨機(jī)這種研磨機(jī)具有如下特點(diǎn)：①研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)通過變頻電機(jī)及減速器來調(diào)速，體積小、效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小。變速比為1:20，研磨盤轉(zhuǎn)速為150r/min控制板上顯示為電機(jī)轉(zhuǎn)速。

　　②本機(jī)有運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間調(diào)節(jié)功能，設(shè)定時(shí)間為100min，當(dāng)設(shè)定了研磨機(jī)時(shí)間后，啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)到設(shè)定時(shí)間，研磨機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行，研磨操作更為方便簡(jiǎn)單。

　?、垩心┘尤胝{(diào)節(jié)功能完善，配好的研磨劑放入儲(chǔ)罐后，通過電磁攪拌可防止研磨劑中磨料沉淀，儲(chǔ)罐內(nèi)采用氣加壓及電磁閥可控制研磨劑加人時(shí)間間隔，時(shí)長(zhǎng)可達(dá)為100min，同時(shí)也可控制每次研磨劑的時(shí)間。控制板上顯示“分/次”為加研磨劑時(shí)間間隔。

　?、鼙緳C(jī)的氣壓加壓氣缸內(nèi)徑為∮50mm，可調(diào)節(jié)氣壓大小來改變研磨壓重力大小。氣缸的活塞桿端部有一自動(dòng)找正平板直接壓在研磨工件上，使用時(shí)每個(gè)控制環(huán)的工件厚度要一致。上面再墊上軟橡膠墊與活塞桿端部平板接觸，這樣可避免研磨偏斜及不均勻現(xiàn)象。三個(gè)氣缸可分別或同時(shí)控制壓下及抬起操作方便。

　?、菘刂骗h(huán)共有3個(gè)，通過支承架可向圓心方向和研磨盤邊緣方向移動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)修盤作用?？刂骗h(huán)的支承架里外及上下均可調(diào)節(jié)，使控制環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)自如。

　　本機(jī)另外隨機(jī)附帶三個(gè)修整研磨盤的控制環(huán)，可用粗、細(xì)金剛砂磨料來研磨修盤。

　?、蘅刂骗h(huán)的位置變動(dòng)時(shí)，加壓氣缸也可通過螺釘調(diào)節(jié)相應(yīng)位置，使氣缸加壓始終在控制環(huán)中間。

　?、哐心U液接料呈傾斜流道排料方便。

　　磨削直徑可達(dá):240mm。

　　工件薄厚度：1mm。

　　工件加工精度平面度0.03μm，粗糙度Ra0.05μm。

　　研磨盤直徑650mm，轉(zhuǎn)速10~60rmin，變速，電動(dòng)機(jī)功率2. 2kW。

　　控制環(huán)直徑X內(nèi)圈直徑:280mmX 240mm。

　　氣缸壓力：0. 2~0. 6MPa。

　　外形尺寸(長(zhǎng)X寬X高):900mm X 1000mm X 800mm。

　　質(zhì)量:1450kg。

　　3、雙面研磨機(jī)該研磨機(jī)主要特點(diǎn)如下:①該機(jī)為四動(dòng)作雙面高速研磨設(shè)備。上、下兩研磨盤作相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以對(duì)工件上、下兩面同時(shí)進(jìn)行均勻研磨。工件在游星輪(相當(dāng)于上面所講的控制環(huán))內(nèi)既作公轉(zhuǎn)又作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡均勻，加工精度及生產(chǎn)效率高。

　?、谟涡禽喛魁X輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，磨損量比普通研磨機(jī)少。

　?、墼摍C(jī)游星輪自轉(zhuǎn)方向可以改變，這樣上下研磨盤的平面度可以自動(dòng)修正，不需要像普通研磨機(jī)那樣，工作到一定時(shí)間，就要將盤拆下進(jìn)行加工修正。

　?、芟卵心ケP可以上下升降，這樣，一是工件容易取下，二是游星輪的位置可以上下移動(dòng)，使游星輪和太陽(yáng)輪得以均勻磨損。

　　⑤上研磨盤升降由氣缸帶動(dòng)，工件壓重大小的改變也可由改變氣缸壓力獲得，同時(shí)下研磨盤的拆裝也可利用氣缸進(jìn)行。

　　⑥電機(jī)采用無級(jí)調(diào)速電機(jī)，啟動(dòng)、停車平穩(wěn)，可以選擇理想的磨削速度。

　　該機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下:設(shè)備外形尺寸(長(zhǎng)X寬X高)為1200mm X800mmX2350mm;研磨盤尺寸外徑為670mm；可同時(shí)安裝游星輪個(gè)數(shù)為5個(gè)；加工零件外徑尺寸為220mm；加工零件厚度尺寸為2. 5mm;加工零件表面粗糙度可達(dá)Ra0. 1μm以上；功率3000kW。

　　4、研磨機(jī)在使用中注意的幾個(gè)問題①研磨盤及時(shí)修正。研磨面的平面度主要取決于研磨盤的精度及研磨運(yùn)動(dòng)。在研磨時(shí)，研磨盤平面的磨損是不均勻的，通常情況下，研磨盤的磨損大部分發(fā)生在盤面中間，即研磨盤表面中間低。這是由于中間部位與工件接觸的概率高。當(dāng)工件的運(yùn)動(dòng)遍及研磨盤各處而不超出邊緣時(shí)，磨盤的磨損趨勢(shì)仍是中間部分多于邊緣，如此不斷延續(xù)，磨盤不均勻的磨損就會(huì)使工件表面形成中間凸起。研磨盤中間高時(shí)，研磨出產(chǎn)品表面中間凹下。

　　對(duì)于四動(dòng)作雙面研磨機(jī)可通過中間的太陽(yáng)輪來改變控制環(huán)的轉(zhuǎn)向達(dá)到修盤的目的，對(duì)于單面研磨機(jī)可改變控制環(huán)的位置來進(jìn)行修盤。

　　研磨盤中間高時(shí)，應(yīng)使3個(gè)控制環(huán)盡可能地靠近中間安裝。

　　研磨盤中間低時(shí)，將兩個(gè)控制環(huán)向外移。

　　當(dāng)磨盤平直時(shí)，要把三個(gè)控制環(huán)擺在正常的位置。

　　研磨盤的平而度和直線性，采用光隙量法檢查較為方便，且測(cè)量精度較高。檢查方法是:先將研磨盤被檢部位洗凈，并用溶劑擦去油膜，再將刀口尺的刀口與被檢平面接觸；在刀口尺的后面放一光源，然后從刀口尺的前面觀察被檢平面與刀口之間的漏光間隙，可以由漏光間隙大小來確定，如果用塞尺檢查，一般應(yīng)小于0.02mm。

　?、诳刂骗h(huán)內(nèi)的工件之間的間隙要合適。間隙過大則造成研磨時(shí)工件互相撞擊產(chǎn)生劃傷或破裂，間隙過小則使工件不能隨控制環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，工件表面的每個(gè)點(diǎn)在研磨盤上的摩擦軌跡就會(huì)疏密不等，影響密封環(huán)的平面度，有時(shí)甚至?xí)构ぜ斊?，造成研磨表面偏斜。只有使工件在控制環(huán)中平穩(wěn)靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)，才能使工件在研磨盤上獲得均勻的摩擦軌跡，保證工件的加工質(zhì)量。

　?、圩龅窖心ケP專盤專用。研磨機(jī)在使用中，注意保持清潔，特別是在拋光及研磨的后幾步工序中，因?yàn)榫信c拋光磨料粒徑不一樣，要防止精研的磨料帶入拋光研磨盤上，否則拋光時(shí)會(huì)出現(xiàn)劃道，因此要把拋光、精研加工分開，沒臺(tái)研磨機(jī)固定使用。拋光欠要將精研的工件清洗干凈，用超聲波清洗器清洗、晾干后再進(jìn)行拋光。

　?、懿捎盟苄匝心r(shí)，要防止研磨盤表面生銹。此時(shí)每天工件結(jié)束時(shí)，要將控制環(huán)從研磨盤上取出，將研磨盤洗干凈、吹干。下一天使用時(shí)要擦掉銹跡再使用。

　　⑤經(jīng)常清潔研磨機(jī)出料流道，防止堆積磨料溢流到減速箱軸承座內(nèi)。

　?、扪心┮獢噭?dòng)呈懸浮狀態(tài)，以防堵塞電磁閥。