石墨密封環(huán)的珩磨工藝技術(shù)

（沈陽(yáng)黎明航空零部件制造有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

石墨密封環(huán)的珩磨工藝技術(shù)

劉明銘

（沈陽(yáng)黎明航空零部件制造有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

石墨密封環(huán)，是當(dāng)今最先進(jìn)的機(jī)械密封形式，是機(jī)械密封中的關(guān)鍵零件之一。石墨密封環(huán)的加工質(zhì)量直接影響主機(jī)的密封性能，影響機(jī)械密封的使用性能及安全。本文主要介紹了石墨密封環(huán)的珩磨加工，其中包括加工原理、工裝結(jié)構(gòu)、加工運(yùn)動(dòng)等方面。為提高石墨密封環(huán)的加工質(zhì)量，保證石墨密封環(huán)生產(chǎn)，做好技術(shù)儲(chǔ)備。

石墨密封環(huán)；珩磨頭；扇形塊

前言

隨著制造技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的石墨密封環(huán)應(yīng)用到先進(jìn)的機(jī)械密封中，提高了機(jī)械密封的性能，降低了使用成本。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)還存在較多加工難題，石墨密封環(huán)的珩磨加工就是加工難題之一，為了解決這一問題，對(duì)石墨密封環(huán)進(jìn)行分析、研究。通過(guò)多次的試驗(yàn)加工，完成了項(xiàng)目要求的內(nèi)容，并進(jìn)行批量驗(yàn)證，得到穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量，證明改進(jìn)后的工藝方法的可行性、可靠性，從而提高石墨密封環(huán)的加工質(zhì)量，保證密封性能。

1 研制目標(biāo)

任務(wù)來(lái)源及目標(biāo)

在機(jī)械密封備件加工中，發(fā)現(xiàn)石墨密封環(huán)珩磨加工中，質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。按技術(shù)部門要求立項(xiàng)研究，解決生產(chǎn)實(shí)際問題。研究目標(biāo)為保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。

2 零件分析

2.1 零件結(jié)構(gòu)分析

圖1為FY520.80.002石墨密封環(huán)，該套石墨密封環(huán)是由三個(gè)環(huán)組成。左端為內(nèi)外環(huán)組成，右端為后環(huán)。在外圓處用彈性元件圍緊，內(nèi)孔處為密封面，與主軸緊密接觸，實(shí)現(xiàn)密封的要求。除右端面外，各端面為密封面，相互形成密封副，共同完成密封的目的。石墨扇形塊的間隙是用于熱補(bǔ)償，防止密封失效。

2.2 工藝技術(shù)分析

2.2.1 石墨密封環(huán)的材料

石墨材料為M205K，是典型的不透性石墨材料，并浸漬樹脂材料，提高材料的綜合性能。石墨材料相對(duì)強(qiáng)度較低，尤其是抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度更低，加工中極易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象。

2.2.2 加工設(shè)備

加工設(shè)備為專用石墨珩磨機(jī)。

2.2.3 設(shè)計(jì)要求

（1）圓柱度：0.005

（2）圓度：0.01

（3）粗糙度：Ra0.2

（4）尺寸精度：0.024

2.3 珩磨原理

若干珩磨砂條作徑向漲縮，并以一定的壓力與內(nèi)孔表面接觸，珩磨頭的砂條做3種運(yùn)動(dòng)，即旋轉(zhuǎn)、往復(fù)和加壓運(yùn)動(dòng)。切削軌跡交叉又不重合的網(wǎng)紋，砂條從工件上去除極薄的材料，被加工表面交叉而不重合的網(wǎng)紋切痕，使工件表面易形成一層油膜，從而減少工件間的表面磨損。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)問題

表現(xiàn)為氣密性檢查的一次合格率較低，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

（1）多個(gè)扇形塊結(jié)構(gòu)，無(wú)法正確定位工件。

（2）珩磨頭軸向尺寸小，影響加工質(zhì)量。

3 問題的解決

3.1 改進(jìn)石墨密封環(huán)的裝夾方式

利用工作狀態(tài)進(jìn)行石墨密封環(huán)的裝夾，解決了石墨環(huán)的定位難的問題，從而提高了珩磨加工的質(zhì)量，經(jīng)過(guò)氣密性檢查驗(yàn)證，合格率顯著提升。

3.2 改進(jìn)珩磨頭

珩磨頭軸向尺寸小，影響珩磨質(zhì)量和加工效率。通過(guò)重新設(shè)計(jì)，增加珩磨頭軸向尺寸，改善裝夾方式，提高定位精度，提高了加工質(zhì)量，如圖2和圖3所示。

4 珩磨加工改進(jìn)效果

通過(guò)對(duì)珩磨加工過(guò)程的分析和研究，找出了影響珩磨加工的問題。并及時(shí)對(duì)工裝結(jié)構(gòu)和工件的裝夾方式進(jìn)行改進(jìn)和完善，從而提高了珩磨加工的質(zhì)量，解決了氣密性檢查的一次提交合格率低的問題，同時(shí)提高了加工效率，經(jīng)過(guò)多批次的生產(chǎn)驗(yàn)證，改進(jìn)效果顯著，見表1。

結(jié)語(yǔ)

表1 改進(jìn)效果對(duì)比表

圖1

圖2

圖3

通過(guò)對(duì)石墨密封環(huán)珩磨加工的多項(xiàng)改進(jìn)，全面提高了石墨環(huán)珩磨加工質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，解決了生產(chǎn)實(shí)際問題，圓滿完成了項(xiàng)目規(guī)定的要求，改進(jìn)后制造的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)多批次的驗(yàn)證，證明該套工藝方法的可靠性和穩(wěn)定性，為后續(xù)的工藝改進(jìn)積累了經(jīng)驗(yàn)，可以推薦到新型機(jī)械密封的研制中。

[1] 顧永泉.機(jī)械密封實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

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