螺紋裝配安全閥裝配夾具設(shè)計(jì)

(安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院， 安徽 合肥 230000)

危險(xiǎn)化學(xué)品罐車運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)毒性大、腐蝕性強(qiáng)[1-4]，其配套的螺紋裝配安全閥在使用中容易發(fā)生密封圈被侵蝕或密封面夾雜異物導(dǎo)致的泄漏[5-11]，因此在依據(jù)TSG R0005—2011《移動(dòng)式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[12]規(guī)定進(jìn)行每年1次的檢驗(yàn)時(shí)，通常需要先進(jìn)行解體、清洗和重裝[13-15]。螺紋裝配安全閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其解體和組裝需要專業(yè)工具才能實(shí)現(xiàn)，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)通常將這部分工作委托給閥門廠家。閥門廠家一般利用機(jī)床進(jìn)行閥門的解體和組裝。機(jī)床解體閥門時(shí)，一端固定閥座，一端旋松閥蓋，需同時(shí)克服螺紋摩擦力與彈簧彈力，才可緩慢旋出閥蓋。組裝時(shí)，同樣需克服螺紋摩擦力與彈簧彈力，并保持同軸裝配。此種操作方法需多人配合操作，效率低，裝配精度低，對(duì)部件磨損大，用于雙彈簧安全閥操作更加困難，并存在部件控制不好崩彈傷人的可能。另外，寄回閥門廠家也會(huì)使檢驗(yàn)時(shí)間和用戶檢驗(yàn)成本增加。文中介紹了一種針對(duì)螺紋裝配安全閥解體和組裝操作而設(shè)計(jì)的專用夾具。

1 螺紋裝配安全閥結(jié)構(gòu)組成

螺紋裝配安全閥結(jié)構(gòu)示意見圖1，主要由閥蓋、閥蓋定位凹槽、彈簧、閥瓣、閥座等部件組成。

圖1 螺紋裝配安全閥結(jié)構(gòu)示圖

螺紋裝配安全閥的閥蓋與閥座之間采用螺紋裝配，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺紋改變彈簧伸縮量實(shí)現(xiàn)開啟壓力的調(diào)整，閥蓋、壓縮彈簧、閥瓣、彈性密封圈與閥座共同作用實(shí)現(xiàn)閥門的密封。

2 安全閥解體和組裝專用夾具設(shè)計(jì)思路

獨(dú)立的螺紋安全閥零部件(圖2)及其易變形特性構(gòu)成螺紋安全閥解體和組裝操作的不利環(huán)境。這種不利環(huán)境主要表現(xiàn)為解體和組裝過(guò)程中旋轉(zhuǎn)螺紋時(shí)需要同時(shí)克服周向螺紋摩擦力和軸向彈簧的彈力，還表現(xiàn)為組裝時(shí)需要保證彈簧、閥瓣與閥桿同軸裝配。因此，專用夾具的功能設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮將閥蓋、彈簧、閥瓣連為一個(gè)整體，然后作為一個(gè)整體與閥座裝配，從而克服旋轉(zhuǎn)螺紋時(shí)彈簧軸向回彈力不利因素，保證安全閥具備完好的開啟、回座以及密封功能。

圖2 螺紋裝配安全閥解體圖

設(shè)計(jì)的專用夾具應(yīng)該具有以下幾個(gè)特征：①能夠?qū)踩y的閥蓋、彈簧以及閥瓣連為一個(gè)整體，能夠克服彈簧軸向回彈產(chǎn)生的不利因素，解決螺紋裝配的強(qiáng)制解體與組裝的危險(xiǎn)性以及咬合損傷大的難題。②能夠?yàn)榘踩y的組裝提供精確導(dǎo)向，防止閥蓋在螺紋旋進(jìn)組裝過(guò)程中因傾斜導(dǎo)致卡澀，大大降低組裝的難度。③能夠解決安全閥組裝時(shí)彈簧因回彈作用難以與閥瓣保持較高同軸度的問(wèn)題，對(duì)雙彈簧及三彈簧的效果更為明顯。④具有制造成本低廉、易于加工、操作方便、裝配效率高及安全性能高等特點(diǎn)。

3 安全閥解體和組裝專用夾具結(jié)構(gòu)組成

安全閥解體和組裝夾具結(jié)構(gòu)示意見圖3，主要包括下壓板、調(diào)整絲桿、上壓板、卡具及壓緊螺栓等部件。其中下壓板包括下壓板主體、開設(shè)在下壓板主體兩端的2個(gè)螺紋連接孔及開設(shè)在下壓板主體中段的壓緊螺栓安裝孔。調(diào)整絲桿螺紋連接在上、下壓板之間，包括全螺紋螺桿和螺紋連接在全螺紋螺桿上的2個(gè)螺母，全螺紋螺桿上連接有背帽。

圖3 安全閥解體和組裝夾具結(jié)構(gòu)示圖

上壓板(圖4)包括上壓板主體、分別開設(shè)在上壓板主體兩端的2個(gè)螺紋連接孔、開設(shè)在上壓板中段的長(zhǎng)方形貫穿孔及沿貫穿孔外沿頂部設(shè)置的滑軌?；壯亻L(zhǎng)方形貫穿孔的兩條長(zhǎng)邊對(duì)稱設(shè)置，形狀為楔形。

圖4 上壓板結(jié)構(gòu)示圖

卡具(圖5)包括與滑軌滑動(dòng)配合使用的卡盤及若干定位銷，卡盤為開口向下的U型槽。釘位銷螺紋貫穿安裝在卡盤上。

圖5 卡具結(jié)構(gòu)組成示圖

4 安全閥解體和組裝專用夾具使用方法

4.1 解體螺紋裝配安全閥

解體螺紋裝配安全閥時(shí)，將待校驗(yàn)安全閥置于專用夾具上、下壓板之間，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整絲桿使上壓板壓緊閥蓋，下壓板貼近閥座，旋進(jìn)壓緊螺栓直至其頂住閥瓣，繼續(xù)緩慢推進(jìn)壓緊螺栓，直至閥瓣脫離閥座，此時(shí)閥蓋、彈簧、閥瓣連接為一個(gè)整體。使用卡具，將其卡盤扣接在上壓板的滑軌上，左右移動(dòng)至合適位置，使定位銷對(duì)準(zhǔn)閥蓋定位凹槽，擰緊定位銷固定閥蓋，保持閥蓋不旋轉(zhuǎn)。逆時(shí)針旋松閥座，完成安全閥的解體。

4.2 組裝螺紋裝配安全閥

組裝螺紋裝配安全閥時(shí)，將待校驗(yàn)安全閥置于上、下壓板之間，通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)整絲桿使上壓板壓緊閥蓋，下壓板頂緊閥座，對(duì)稱擰緊2根絲桿的螺母，使閥蓋緩慢靠近閥座。操作過(guò)程中要保證彈簧被壓縮的同時(shí)閥蓋、閥瓣及彈簧同軸，直至閥蓋接觸閥座，停止絲桿螺母的擰緊。旋進(jìn)壓緊螺栓直至頂住閥瓣，繼續(xù)緩慢推進(jìn)壓緊螺栓，直至閥瓣脫離閥座，此時(shí)閥蓋、彈簧、閥瓣連接為一個(gè)整體。移動(dòng)卡具至合適位置，擰緊定位銷固定閥蓋，順時(shí)針旋緊閥座，完成閥門的組裝。組裝好的安全閥要進(jìn)行校驗(yàn)，若整定壓力不合適，可多次使用夾具旋緊或旋松閥蓋，調(diào)整彈簧的壓縮量，直至校驗(yàn)合格。

5 結(jié)語(yǔ)

本夾具解決了螺紋安全閥解體或裝配時(shí)需克服彈簧軸向回彈帶來(lái)的不利因素，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。近年多次用在液氯、環(huán)氧乙烷等罐車安全閥裝配上，共計(jì)解體、組裝罐車上螺紋安全閥100多只，解決了液氯等罐車上螺紋裝配安全閥每年需返廠檢修的問(wèn)題，節(jié)約了檢驗(yàn)時(shí)間和檢驗(yàn)成本，是一種高效率、高安全性的螺紋安全閥校驗(yàn)解體和組裝專用夾具。