PFF65-70手动平板阀的结构设计与装配工艺论文

11PFF65-70 手动平板阀的结构设计与装配工艺系 部： 学生姓名： 专业班级： 学 号： 指导教师： 声 明本人所呈交的 PFF65-70 手动平板阀的结构设计与装配工艺，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 【摘要】石油是世界上最重要的一次能源之一，它被用作燃油和汽油，在我们生活中起着很大的作用。平板闸阀作为石油的开采井口装置，控制着介质的启闭及调节，是在石油工业中一种很受欢迎的新式阀门，在石油开采中是不可替代的工具。它的构造比较创新，操作又很简单，密封性也非常好，具有较强的耐磨、耐冲蚀、防腐等性能，在油田上有着广泛的应用。本论文介绍了平板闸阀的分类、工作原理、结构和适用环境，主要阐述了关于 PFF65-70 平板闸阀的安装和设计工艺。【关键词】：平板闸阀；结构原理；使用环境；组装与设计AbstractOil is one of the worlds most important primary energy, it is used as fuel and gasoline. And it plays a very important role in our life. Flat gate valve for wellhead of oil exploitation, control theopening and closing and the regulation of media in the oil industry, is a very popular new valve, the oil is an irreplaceable tool. The structure of innovation, the operation is very simple,the sealing performance is also very good, strong wear resistance, erosion resistance,corrosion resistance, is widely used in oil field. This paper introduces the classification, flat gate valve working principle, structure and application environment, mainly describes thedesign and installation of process on the PFF65-70 flat gate valve.keyword: Flat gate valve ; structure; environment; assembly and design 引言 .1一、平板闸阀的概述 .2（一） 平板闸阀的结构及组成 .2（二） 平板闸阀的分类、适用环境及优缺点 .31.平板闸 阀的分类 .32.平板闸阀的使用环境 .33.平板闸阀的优缺点 .3（三） 平板闸阀的应用 .3二、平板闸阀各部件的设计及加工工艺 .3（一）阀体的作用及设计加工工艺 .41.阀体的作用 .42.阀体 的工艺分析 .43.阀体的工艺设计 .5（二）阀盖的作用及设计加工工艺 .51.阀盖的作用 .52.阀盖的工艺分析 .53阀盖的工艺设计 .6（三）阀杆的作用及其设计加工工艺 .71.阀杆的作用 .72.阀杆的工艺分析 .73阀杆的工艺设计 .8三、平板闸 阀的装配工艺 .8（一）平板闸阀装配的技术要求及重要性 .81阀门正确装配的重要性 .92.装配阀门时的技术要求 .9（二）关于平板闸阀的清洗及其他要求 .91.平板闸阀在装配前的清洗 .92.平板闸阀其他要求 .10四、平板闸阀的维护与保养 .10（一）进行阀门维护保养的目的和重要性 .10（二）平板闸阀维护的具体措施 .101.阀门的保管 .102.阀门各部件的维护 .103. 填料的维护保养 .11总结 .12参考 文献 .13谢辞 .14 11引言阀 门 是 在 流 体 管 路 出 现 的 时 候 就 有 了 。 人 类 在 很 早 以 前 就 使 用 阀 门 了 。 中 国古 代 用 卤 水 制 盐 时 ， 就 用 木 塞 阀 来 控 制 制 盐 。 在 公 元 前 一 千 多 年 ， 古 老 的 埃 及 人也 想 到 了 木 制 旋 塞 的 原 理 控 制 水 流 的 不 同 的 流 向 ， 防 止 尼 罗 河 泛 滥 。 这 些 都 是 阀门 的 初 始 的 样 子 。 阀 门 在 工 业 中 得 到 很 多 应 用 ， 成 了 人 们 在 生 产 生 活 中 很 重 要 的机 械 工 具 。 二 十 世 纪 初 出 现 了 很 多 种 材 质 的 阀 门 。 生 活 中 许 多 行 业 和 产 品 中 都 用到 了 阀 门 。 随 着 人 们 对 阀 门 的 需 求 ， 阀 门 行 业 的 不 断 兴 起 ， 这 个 行 业 竞 争 也 会 越来 越 激 烈 ， 而 制 造 商 势 必 也 会 提 高 对 产 品 品 质 的 要 求 。 因 此 产 品 只 有 不 断 提 高 技术 ， 增 强 产 品 参 数 ， 提 高 它 的 耐 强 腐 蚀 能 力 ， 延 长 它 的 寿 命 方 向 发 展 ， 不 断 进 行技 术 的 创 新 ， 产 品 才 能 在 行 业 中 站 稳 脚 跟 。 PFF65-70 平 板 闸 阀 就 是 一 种 目 前 比 较受 欢 迎 的 新 式 阀 门 ， 目 前 在 石 油 的 开 采 中 ， 有 着 广 泛 的 应 用 。 下 面 就 让 我 们 讨 论 一下 关 于 该 型 号 平 板 闸 阀 的 优 越 性 及 安 装 设 计 工 艺 。- -22一、平板闸阀的概述平板闸阀是一种目前很受欢迎的新型阀门，在石油工业中的到了热捧。一般阀门都没有像平板闸阀一样的耐腐蚀，防腐的性能。并且该阀门操作十分简便，简单易学，因此在许多石油设备制造加工公司都在制造，以方便油田上的需求。图 1-1 平 板 闸 阀（一） 平板闸阀的结构及组成平板闸阀主要由阀体、阀杆、阀座、闸板、阀门等组成。（1）阀体：有铸造和焊接这两种构造的方法 （2）阀杆：采用销钉和焊接的方法，有很长的螺纹，因此稳定性很强。（3）阀座：密封结构应该具有弹性并且有预紧力，上、下两个油密封座能一起密封的结构。阀座与密封物间应形成面对面的密封。它也具有自清洗的功能，气流的冲刷对于阀门开启或关闭并不受影响，因此能保护阀体。（4）闸板：经过了特殊工艺处理，是喷焊硬质合金，十分牢固，又用了耐磨四氟，完成了双重保险，密封性很强。还可进行油脂密封，密封更可靠，延长使用寿命。（5）阀门：填料结构的密封能力十分强，不需要经常调节，开、关非常轻便，密封性也非常可靠，填料函处将密封油脂注入，密封性能可靠，几乎不泄漏；解决了一般阀门填料处外漏的毛病。- -33（二） 平板闸阀的分类、适用环境及优缺点1.平板闸阀的分类（1）按驱动方式 可分为手动平板闸阀、 电动平板闸阀和气动平板闸阀。（2）按用途和使用场合可分为导流孔平板闸阀、油田平板闸阀、无导流孔平板闸阀、燃气平板闸阀及管线平板闸阀等。2.平板闸阀的使用环境平板闸阀的使用环境十分多。它 广 泛 应 用 于 燃 料 运 输 中 ， 是 石 油 、 城 市 煤 气的 输 送 管 线 。 它 还 是 成 品 油 的 输 送 管 线 和 贮 存 设 备 ， 为 汽 油 的 运 送 及 贮 存 提 供了 极 大 的 方 便 。 平 板 闸 阀 也 是 石 油 、 天 然 气 的 开 采 井 口 装 置 ， 在 石 油 开 采 中 有积 极 作 用 。 带 有 悬 浮 颗 粒 的 介 质 也 可 以 通 过 它 进 行 流 通 。3.平板闸阀的优缺点（ 1） 平 板 闸 阀 的 优 点 ： 流动阻力小，方便带有悬浮颗粒的介质流通。特别是带导流孔的平板闸阀放置在管道通路上的话，就可直接清管，十分方便。因为闸板是在两个阀座面上滑动，所以带悬浮颗粒的介质通过平板闸阀液进行流通就不成问题，这是其他阀门难以有的好处。平板闸阀的密封面其实是自动定位的，因此比普通阀门密封性更强。并且无论在冷的情况下还是热的情况下，阀门密封面都不会受到影响。并且当阀门关闭的时候，无导流孔的平板闸阀就算闸板的关闭位置没有很高的精度也没关系，这大大方便了阀门在设计时的过程。（ 2） 平 板 闸 阀 的 缺 点 ： 当流通的介质压力比较低的时候，密封面的密封能力可能就不足以达到令人满意的密封，可能产品就达不到生产要求。当介质压力高时，还不用系统介质或外来介质来润滑密封面时，经常去开启或关闭阀门，就可能导致密封面磨损。并且，当平板闸阀处在阀门关位置的 50%时，在圆形流道上横向运动的圆形闸板，这种阀门对流量才比较好控制。另外，闸板在高速和高密度介质流时，会产生强烈的振动，影响生产。（三） 平板闸阀的应用平板闸阀广泛应用于工业生产中：1、它是石油、城市煤气的输送管线 2、它可以的运输和贮存成品油。3、它是用于石油运输的管道 4、它是用于开采石油、天然气的井 口 装 置 。4、它是带有悬 浮 颗 粒 的介质的管道。二、平板闸阀各部件的设计及加工工艺 该平板阀在设计时主要用到了 AutoCAD2009，该软件是计算机绘图和设计软件，- -44用于绘制二维零件图十分方便。该平板闸阀主要应用于石油工业上，对于阀的密封性要求十分高，因此在设计时要十分严密，达到阀的技术要求来方便加工。在设计时要注意阀门每个零部件的尺寸、技术要求，只有严格规定每个零件的规格，才能方便组装，保证阀门的密封性。在设计阀杆、阀杆螺母等零件的规格均要达到国家及生产要求，各部件的技术要求也需注明，方便加工。 图 2-1 阀体（一）阀体的作用及设计加工工艺1.阀体的作用阀体是阀门身上的一个很重要的零件，它是阀的重要组成部分，因此再设计加工时要求也很严格。我这次要介绍的是平板闸阀，其实阀的工作原理很简单，就是阀芯在阀体内做上下移动来打开或关闭阀门。2.阀体的工艺分析阀门的材料采用 35CrMo，由于制造条件的要求，阀体采用锻造技术。如上图所示，阀体上、下面外径都为 230，上面都均匀的分布着 8 个 25 的孔，孔心离阀体中心的中心距为 184.2。阀体上部开了两个 27 的螺纹孔，用于螺母来紧固阀体的。阀体的内径为 56.6，上方有波形弹簧，并连接着 4 个垫圈。该法阀体零件的主要加工面有两个 230 的圆，两个 27 的孔，一个 56.6 的孔，16 个 25 的孔。- -5556.6 的孔连接着阀盖，上面也要装波形弹簧，直接影响阀体与阀盖的密封性。27 的孔为螺纹孔，影响螺母在连接时的摩擦力和密封性。16 个 25 的孔影响阀体连接时的密封性。3.阀体的工艺设计零件的结构工艺性的好坏对其工艺过程影响非常大，结构不同、使用性能相同的两个零件，它们的制造成本上就会有很大的差别。良好的结构工艺性，就是在满足使用性能的情况下，能够以较高的生产率和较低的生产成本将零件方便的加工出来。阀体的工艺设计是一项复杂而细致的工作，要凭借丰富的实践理论和理论知识。因此应设计该阀体的工艺如下：工序 0 粗车 230 外圆工序 05 粗车 230 上、下端面工序 10 钻、扩、粗铰 25 孔工序 15 钻、扩、粗铰 27 孔工序 20 调质:工序 25 攻 27 螺纹孔工序 30 粗磨 56 孔工序 35 清洗工序 40 检查入库（二）阀盖的作用及设计加工工艺1.阀盖的作用阀盖是给阀杆定位的零件，它保证了阀杆的正常传动开关。它还有密封的作用，并且具有一定的强度，能不让内部的流体流出来。平板闸阀之所以现在很受欢迎，就是因为它的密封性很好，操作简便。阀盖作为平板闸阀的重要部件，起着不可替代的作用。2.阀盖的工艺分析阀盖的材料采用的是 35CrMo，由于制造条件的要求，阀体采用锻造技术。阀盖零件的加工主要加工表面主要为孔和外圆表面。外圆加工表面根据精度要求可以选择车削和磨削。孔的加工方法比较复杂，需要考虑零件的结构特点，孔的孔径大小、长径比、精度和粗糙度要求以及生产规模等各个因素。根据精度要求不同的孔，加- -66工方法不一样，有的精度要求高的孔需要几种不同的方法，顺次进行加工。图 2-2 阀盖如图所示，阀盖上有 230 的外圆及其倒角，有 105 的内孔，42 的内孔。阀盖的右面有 18.3 的孔，上方需要用到 M27 的螺母， M27x113 的螺柱和 M8x12 的螺钉。这些孔的精度直接影响着阀盖的产品品质。3阀盖的工艺设计首先要给阀盖定一个工艺基准，来方便阀盖的加工。定位基准分为粗基准和精基准：用毛坯上未经加工的表面作为定位基准叫粗基准；用经过加工后的表面作为定位基准叫精基准。选择粗基准时，应该考虑保证加工表面与不加工表面的要求和加工面的加工余量这两个原则。选择经济准时，应考虑加工精度和弓箭装夹方便这两个原则。根据该阀盖的结构特征，做了以下工艺设计。根据机械加工时应该注意的顺序和该阀盖的特点，先安排外圆、内孔、端面的加工，因为内孔和螺纹孔的要求精度比较高，如果用螺纹孔作为定位基准，会破坏它的机构。应先车出阀盖的表面作为定位基准，方便下面孔的加工。所以制定工艺路线如下：- -77工序 0 粗车外圆 230 表面，倒角工序 05 镗 105、42 等孔工序 10 调质处理工序 15 检验工序 20 精车圆的端面和表面工序 25 钻 18.3 的孔工序 30 清洗工序 35 终检工序 40 防锈入库（三）阀杆的作用及其设计加工工艺1.阀杆的作用阀杆分为铸式阀门阀杆和焊接阀门阀杆。阀杆既是运动件、受力件，在阀门的运动过程中还充当了密封件。阀杆是比较容易受到损伤的阀门零件，因此，应该选择抗腐蚀、有韧性的阀杆。同时，也要注意在进行其他机械加工时保护阀杆。图 2-3 阀杆2.阀杆的工艺分析要加工阀门上的各部分的零件，就要用到金属切削机床。金属切削机床就是用来加工金属毛坯的。它的先进速度直接影响了机器制造工业。不同的机床对及其零件的功用不同，所以在选择机床时，应该用方便零件加工，效率高的机床。要加工该阀杆就主要用到了车床、铣床，车床主要用来车阀杆的表面，铣床主要用来铣键- -88槽的。根据阀杆的产品要求和技术支持，该阀杆的加工应分为三个阶段:粗加工阶段（粗加工各外圆）、半精加工阶段（半精车各外圆和台阶面等）、精加工阶段（粗精磨各外圆）该阀杆必须表面高频淬火，去除毛刺及螺纹牙头，探伤也应该达到技术要求。如图所示，阀杆的大直径为 41，有两个台阶分别为 35、25.5，铣两个键槽，阀杆两端进行倒角处理。3阀杆的工艺设计从阀杆的工艺分析中，我们可以知道，阀杆加工时主要要注意阀杆是易受损伤的零件，因此加工时热处理特别重要。同时，我们应该注意阀杆的精度，在车铣时要达到技术要求。工序 0 粗车大直径端端面，粗车外圆 41工序 05 调质处理 197235HB工序 10 半精车各外圆、倒角工序 15 划键槽工序 20 铣键槽工序 20 粗磨 35、25.5 两个台阶面工序 25 进行热处理工序 30 检查入库三、平板闸阀的装配工艺（一）平板闸阀装配的技术要求及重要性- -99图 3-11阀门正确装配的重要性任何机器都是由许多零件和部件装配而成的，装配时的质量直接决定了机器最终的质量。而平板闸阀对装配时的要求非常高，要求阀门的密封性达到技术要求。如果把不合格的阀门安装在管路上，会导致管路的泄露，从而引起严重的后果图 3-2 装配示意图2.装配阀门时的技术要求（1）装配车间要求干净整洁，装配工人戴好安全帽、手套等工具（2）首先应该检查阀门各部件是否有磨损或缺陷（3）像手轮、手柄或者传动机构都不可以作起吊用，不能让它们之间产生碰撞。（4）阀盖与阀体应该结合良好，应该达到密封要求。（5）阀杆与阀芯的连接应该十分灵活并且牢靠。（6）阀体、阀座、阀芯都应该结合牢固。（二）关于平板闸阀的清洗及其他要求1.平板闸阀在装配前的清洗（1）根据各零件的技术要求不同，对部分零件进行去毛刺、抛光等处理。（2）将平板闸阀上各部件进行脱脂处理。- -1010（3）进行酸化，之后用纯净水冲净。（4）用无纺布擦干各个零件，并用氮气进行吹干。（5）用精密滤纸沾纯酒精擦拭阀门的各部件，直到擦拭干净。2.平板闸阀其他要求（1）当平板闸阀装配完成时，至少要用氮气进行吹扫。（2）应当保证阀门不受损，用真空袋进行密封。（3）对阀门应定期进行检查，以保证阀门的工作效率。（4）密封性对阀门十分重要，应该定期检查更换阀门的密封面。（5）检查阀杆和阀杆螺母的受损情况，必要时进行更换。（6）在恶劣的环境中，阀门容易受风雨等污物的打击，这时应该为阀杆安装保护罩。四、平板闸阀的维护与保养（一）进行阀门维护保养的目的和重要性和其他的机械产品一样，对阀门进行维护保养是十分重要的。对阀门进行维护保养可以延长阀门的使用寿命，保证阀门的运动正常，这样就能使生产正常，避免出现阀门损坏而停止工作的情况，从而提高效率，保证经济收益。对阀门的保养是一件需要认真对待的事，必须用科学严谨的方法进行操作，这样才能是维护达到理想的目的和效果。（二）平板闸阀维护的具体措施1.阀门的保管（1）将大小阀门有序的放置好，一般情况下小阀门可以放在货架上，大阀门则直接放在仓库中，阀门之间应留有一段距离，避免碰坏。（2）在搬运阀门的过程中应该小心谨慎，防止碰歪阀杆，使固定螺母松掉。（3）对于近期用不到的阀门，应该取出填料，因为阀杆是十分易损坏的，应避免电化学的腐蚀作用。（4）在阀门进库之前，应该检查阀门中有没有进入雨水或污物，有的话，应该擦拭干净在入库。（5）对放置在外面的阀门应涂防锈油或用防雨物品等遮盖，防止阀门受损。2.阀门各部件的维护（1）阀杆螺纹要经常与阀杆螺母摩擦，因此要经常涂润滑油进行润滑。- -1111（2）要定期转动手轮，检查手轮的固定螺母有没有脱落。（3）阀杆是易受损的零件，对于阀杆应该特别加保护套。（4）如果阀门需要启动，应该要按时对变速箱添加润滑油（5）对于阀门的传动部分应该经常加润滑油，防止传动不灵或卡住。3. 填料的维护保养填料是阀门启闭事是否发生外漏的重要密封零件。如果填料失去作用，那么可能直接导致阀门失效。如果加强维护，就能延长阀门寿命。（1）为了保证填料的弹性，阀门在出厂时应进行试压，保证填料在不动时能不泄露。填料压盖两边的螺母需要拧着，防止外漏，但也不要拧死，这样会使填料失去弹性，也就没意义了。（2）在阀门经过一段使用后，应及时加入润滑油，当发现填料不够时，应该及时添加，保证阀门的密封性。- -1212总结经过几个月的努力，在宋冬萍老师的谆谆教导和同学们热心的帮助下，我的毕业论文即将结束了，基本完成了老师所规定的各项任务。本论文主要阐述了平板闸阀的设计、组装和工作原理，介绍了平板闸阀在我们生活中的应用，阐述了平板闸阀的优缺点和怎么进行阀门的维护。在还没有做毕业论文之前，我认为毕业论文很简单，只不过是我大学学习 3 年来的一个总结罢了，但当我开始接触毕业论文的时候，我才