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密封技术资料 |
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缠绕垫片生产新技术与装备<二>
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| http://www.chinaseal.cn/ (2004-9-13 12:24:46) 中德密封技术 |
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2.缠绕式垫片生产工艺参数
除了缠绕式垫片的结构参数外，生产过程中的工艺参数对垫片的性能影响很大。工艺参数主要是指绕制垫片时的压紧力和钢带所需的拉紧力，通过调节气缸内气体压力p和施加于电磁离合器上的激磁电压U就可分别调整它们的大小。设压紧轮上的压紧力为Fc则
Fc=πD2p/4 (1)
式中 D——气缸活塞直径。
由文献[1]得到电磁离合器的扭矩T为
T=KμRmU2 (2)
式中 K——与电磁离合器结构有关的常数;
μ——摩擦片间的动摩擦系数;
Rm——摩擦面的平均直径。
对于选定的电磁离合器，其K、μ、Rm均不变。若成型钢带盘直径为D ′，则钢带的切向拉紧力Fp为
Fp=2KμRmU2/D′ (3)
改变激磁电压U即可调节钢带上拉紧力的大小。
3.结构与工艺参数的最优化
缠绕式垫片的结构和工艺参数直接影响垫片的性能。笔者对表1所列三种不同结构参数的成型钢带，对应于不同的工艺参数，以自行研制的新型缠绕机绕制出的垫片作为试验样品，在多功能全自动垫片综合性能试验机[2]上进行力学性能(压缩率、回弹率)和密封性能试验。试样为DN80、PN5.0的内外环型柔性石墨缠绕式垫片，试验条件为：预紧比压70MPa，试验介质99.9%氮气，介质压力5.5MPa，室温，加载、卸载速度0.5MPa/s。采用三因子三水平正交试验，即根据L9(34)安排试验，以寻求最佳结构参数与工艺参数的匹配。
试验用垫片的结构和工艺参数为
α——成型带半角，α1=49.6°，α2=42.1°，α3=34.2°;
Fp——缠绕拉紧力，Fp1=11.8N，Fp2=14.7N，Fp3=17.6N;
Fc——缠绕压紧力，Fc1=251.3N，Fc2=314.2N，Fc3=377.0N。
做了9组不同结构和工艺参数组合的垫片性能试验[3]，对其中泄漏率数据进行方差分析后列于表2中。可以看出成型钢带角度2α与缠绕压紧力Fc对垫片的密封性能有显著影响。根据GB4622.3—93《缠绕式垫片技术条件》中的技术指标，柔性石墨缠绕式垫片的压缩率为18%～30%，回弹率≥17%，泄漏率≤1.0×10-4(石化行业推荐)。而优化的目标就是要在满足国标规定要求的前提下，泄漏率最小，回弹率最高。试验中的α2Fp2Fc3组合[3]虽满足泄漏率最小的要求，但回弹率不达标。因此，在Fp水平不变的情况下，改变对性能影响显著的两水平α和Fc，再进行垫片性能试验，得出的结果如表3所示。
表2 泄漏率数据[3]方差分析
| 方差
来源 |
偏差平
方和S |
自由度
f |
均方
S/f |
F比 |
显著度
β |
| α |
8.02 |
2 |
4.01 |
24.83 |
0.01 显著 |
| F |
0.91 |
2 |
0.45 |
2.81> |
|
| F |
5.31 |
2 |
2.66 |
16.43 |
0.1
显著 |
| 误差 |
0.32 |
2 |
0.16 |
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表3 垫片性能试验数据 |
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