СПОСОБ ОБРАБОТКИ СОПРЯГАЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗАПОРНОГО УСТРОЙСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF PROCESSING MATING SURFACES OF SHUTOFF DEVICE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении запорных устройств, например, для нефтегазовых магистралей.
Известен способ [1] безабразивной зачистки деталей шероховатой стороной стружки в процессе точения. Недостатком способа является низкая точность обработки сопрягаемых поверхностей, появление заусенцев на кромках контактных участков, возможность чистовой обработки сопрягаемых деталей только на оборудовании после разборки узлов.
Известен способ [2], стр. 222, безабразивной полировки диэлектрическим притиром и металлическим катодом-инструментом, позволяющий получить высокую чистоту каждого из сопрягаемых элементов.
Недостатком способа является низкая точность сопрягаемых поверхностей и необходимость разборки узлов для обработки сопрягаемых деталей.
Известен способ и устройство [3], стр. 416, для притирки сопрягаемых поверхностей с применением абразива.
К недостаткам способа и устройства относится шаржирование сопрягаемых поверхностей, что вызывает нарушение работоспособности сопрягаемых деталей, появление заусенцев на кромках, возможность притирки сопрягаемых деталей только после разборки узла, что нарушает точность сопряжения и увеличивает трудоемкость операции притирки.
В качестве прототипа принимаем [3].
Предложенный способ и устройство гарантируют отсутствие на сопрягаемых поверхностях абразивных частиц, заусенцев, позволяют проводить обработку сопрягаемых поверхностей и их восстановление без переборки узлов, что повышает точность сопряжения.
Способ обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства в виде расположенного между щеками шибера включает обработку шибера в рабочем положении низковольтными импульсами переменного тока в воздушной среде с возвратно-поступательным перемещением шибера относительно щек и вибрацией щек относительно шибера, при этом наибольшие амплитуды импульсов переменного тока совмещают с периодом сближения упомянутых сопрягаемых поверхностей и обработку ведут до достижения стабильной величины тока. Устройство для обработки сопрягаемых поверхностей запорного устройства в виде расположенного между щеками шибера, который содержит привод для перемещения шибера между щеками, которые подпружинены упругими элементами, и электромагниты, выполненные с возможностью неподвижного закрепления на корпусе запорного устройства с наружной стороны щек и соединенные с синхронизатором импульсов, подключенным к низковольтному источнику переменного тока.
На фиг. 1 приведена схема устройства и взаимодействия его элементов при описании способа.
Шибер 1 расположен между щеками 2 и 3, имеющими общее с шибером 1 отверстие 4 для пропускания жидкой или газовой среды. Шибер 1 имеет возможность передвижения между щеками 2 и 3 от привода 5. Для обеспечения герметичности между шибером 1 и щеками 2; 3 путем удаления неровностей с поверхности сопряженных деталей щеки 2 и 3 подпружинены упругими элементами 6 и 7. В корпусе 8 запорного устройства с внешней стороны щек 2; 3 с зазором закреплены электромагниты 9 и 10, соединенные с синхронизатором 11, к которому подводится ток от низковольтного источника переменного тока 12.
Способ осуществляют следующим образом: без переборки запорного устройства приводом 5 перемещают шибер 1 в щеках 2; 3 в крайнее положение (на фиг. 1 положение «открыто»). От низковольтного источника постоянного тока 12 ток подают на синхронизатор 11, откуда он поступает на электромагниты 9; 10, установленные в корпусе 8 с возможностью неподвижного закрепления на корпусе 8 запорного устройства с наружной стороны щек 2 и 3, со смещением по фазе тока так, чтобы при вибрации щек направления движения щек 2; 3 было в одном направлении относительно шибера 1. Одновременно приводом 5 осуществляют перемещение шибера 1 между щеками 2 и 3 в крайние рабочие положения («открыто», «закрыто») с предельной скоростью, допустимой при эксплуатации запорного устройства. Упругие элементы 6 и 7 воздействуют на щеки 2 и 3 с целью прижатия их к шиберу 1. Ток от синхронизатора 11 поступает на щеки 2; 3 и шибер 1 таким образом, чтобы импульс тока на одну из щек 2; 3 и шибер 1 совмещался с движением этой щеки под действием магнита к шиберу 1, когда при подходе этой щеки к шиберу 1 возникают импульсы тока, которые совмещены с периодом сближения сопрягаемых поверхностей шибера 1, щек 2 и 3, вызывающие локальный съем материала с сопрягаемых поверхностей. При соприкосновении в процессе вибрации щек 2 и 3 с шибером 1 через них проходит ток, величина которого зависит от площади контакта между щекой и шибером 1. Наибольшие амплитуды импульсов тока совмещают со сближением сопрягаемых поверхностей шибера 1 и щек 2 и 3. После удаления неровностей на шибере 1 и щеках 2; 3 ток при соприкосновениях шибера 1 и щеки 2 становится одинаковым с током через шибер 1 и щеку 3 и имеет стабильную величину. После этого магниты снимают, контролируют величину сопротивления движению шибера 1 в щеках 2; 3, герметичность сопрягаемых поверхностей шибера 1 и щек 2; 3. Способ позволяет обеспечить герметичность соединения в процессе изготовления и восстановления запорного устройства без его снятия с изделия.
2
Пример осуществления способа. Шибер и щеки из стали 12Х13 с отверстием круглого сечения диаметром 150 мм необходимо обработать по каждой сопрягаемой поверхности площадью 80000 мм с погрешностью не более 0,005 мм. Толщина шибера 52 мм, скорость перемещения шибера между щеками до 50 мм/с. Магниты устанавливают в корпусе на зажимы, после чего подключают их к источнику переменного тока с частотой 5 Гц и напряжением 8 В. Сила тока, поступающего на щеку, прижатую к шиберу, составляет 80 А. Включают перемещение шибера вдоль щек. Через 40 секунд обработки ток вырос до 87 А и стабилизировался. Съем металла с шибера составил 0,29 мм, с каждой щеки - 0,15 мм. Осмотр шибера и щек не выявил абразивных частиц и заусенцев в зоне сопряжения, а испытания на сопротивление к перемещению шибера в щеках и герметичность при давлении 40 МПа показали, что запорное устройство отвечает эксплуатационным требованиям.
Источники информации
1. Патент РФ 2243064.
2. Прогрессивные машиностроительные технологии. / Под ред. А.В. Киричика. М.: Издательский дом «Спектр». Том 1. 2012 г. - 334 с.
3. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки. / Под ред. В.Л. Волосатого. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1988 г. - 719 с.