三偏心蝶阀加工工装的改进

张春景 仲生元 张银

摘 要：简单地说明三偏心蝶阀的加工原理和目前采用阀体密封面加工工装的现状，提出了应用偏心工艺法兰的新方法。

关键字：三偏心 密封面 工艺法兰

三偏心金属硬密封蝶阀是石化装置中目前比较先进的一种蝶阀，该类型蝶阀与传统蝶阀相比，具有耐高温、操作轻便、零泄漏、启闭无摩擦、关闭时随着传动机构的力矩增大来补偿密封等优点。

1 基本加工原理

三偏心蝶阀密封面用两个垂直于圆锥母线的平行平面截切圆锥，取两平面中间的实体部分，其外表面即为三偏心蝶阀密封面，圆锥顶角为α。阀体的 结构示意图如图1，阀门中心与密封面所在圆锥中心交点为O1，根据三偏心蝶阀的基本特征，一般通用加工方法是：利用工装斜度盘（如图2），其定位止口中心 与底圆中心交点为O2，将工件与工装组合后，整体放置于车床工作台，找正斜度盘底圆，使密封面所在圆锥中心与立车回转中心重合，车削密封面。

斜度盘是加工最初第一台阀门时定制的，加工其他阀门时，由于每台阀门的规格不同，所以其密封面的大小及法兰的大小均不同，O1与阀门下法兰 平面的距离也不同。我们利用定位体来调节密封面相对斜度盘定位面的距离，使O1与O2重合，加工阀体密封面，由于阀门的参数不同，决定了定位体的高度及定 位止口也不同，这样加工每台阀门均需特制一个定位体（图3）。

2 改进思路

由于每生产一台阀门都需要重做一个定位体，基本上不能通用，不仅工装成本高，生产周期长，而且这种方法只能加工H1<H2的一类阀。如果我们不用定 位体直接将阀门与斜度盘组装后，就发现密封面所在圆锥中心与立车回转中心会有一定的偏心，且阀体法兰与定位盘定位止口大小一般情况下不同，因此我们考虑在 阀门的下法兰处增加余量，用它来调节调整阀门与斜度盘的偏心，各参数的确定如下：

2.1 斜度盘的偏心

从图2所示方向看：在已知斜度盘定位止口定位斜面Ⅰ上，定位止口中心偏向斜度盘底圆中心左侧，即偏向密封面直边侧，偏心e2确定。

2.2 阀门的偏心

阀门中心与密封面所在圆锥中心交点O1距离阀体下法兰平面的距离为H1，可由计算得出，在下法兰平面两中心偏离e1＝H1tan（α/2），阀门中心偏向密封面所在圆锥中心密封面直边侧。

2.3 法兰余量的确定

若在下法兰底部焊接一工艺法兰，不仅存在焊接应力，且给加工带来难度，因此我们可以考虑设计下法兰的时候，底面留10mm余量来作为定位止口。

如图4所示，为方便区分，假定工艺止口部分与下法兰为两部分。假定定位止口与法兰同心，定位止口的厚度为15，则在定位止口下平面上，则阀 门与定位止口总偏心e3＝（H1＋15）×tan（α/2），同理，定位止口中心偏向圆锥中心的密封面直边侧。阀门与斜度盘组装后，在定位止口定位面上密 封面所在圆锥中心与立车回转中心偏离为e3－e2，为调整两者偏心，使立车回转中心与圆锥中心重合（图5），特将定位止口设计为偏心止口，其偏心为 e3－e2。

若e3－e2为正值，则止口中心（相对于阀门中心）偏向密封面的斜边侧；若e总－e2为负值，则止口中心偏向密封面的直边侧。通过偏心止口调整，立车回转中心与阀门密封面所在圆锥中心重合。

3 结语

通过偏心的调整来完成三偏心蝶阀密封面的加工，仅仅增加了10mm的余量，但是节约了工装成本，缩短了加工周期，而且使斜度盘的加工范围增 大，不仅能加工H1小于H2的阀门，且能加工H1大于H2的阀门。这种灵活的加工思路对降低生产成本，缩短加工周期具有借鉴意义。