研磨盘对精密密封环质量的影响(罗登银论文)解读.doc

研磨盘对精密密封环平面度和粗糙度的影响 罗登银( （自贡硬质合金有限责任公司 四川自贡 643011） 摘 要：本文以硬质合金密封环研磨过程中的研磨盘为研究对象，分析研磨盘的球面半径和硬度怎样影响密封面的平面度、粗糙度，确定出合理的研磨盘球面半径和材质。 关键词：精密密封环、研磨盘、球面半径、平面度、粗糙度、硬质合金、滚动、滑动、 0 前言 精密密封环是一种对密封面的平面度和粗糙度要求很高的密封环，平面度0.0006mm，密封面为凹球面，粗糙度Ra0.03~0.06，Rz0.5max；而普通的密封环的密封面为平面或凸面，密封面的粗糙度Ra≤0.02，对Rz没有要求，只要求密封面上没有明显的划痕；目前世界上使用的密封环95%以上为普通密封环，由于密封面的接触面积大，水泵工作介质中的杂质容易进入密封面内，使密封面磨损变形，导致密封失效，其平均寿命只有0.8万小时，水泵启动前密封面间有较大的吸附力，启动负荷大；而精密密封环的密封面为凹球面，粗糙度Ra0.03~0.06、Rz0.5max，启动负荷小，水泵工作介质中的杂质不易进入密封面内，密封环的磨损小，使用寿命达到2万小时以上。 在精密密封环生产过程中，密封面的平面度和粗糙度与研磨机运转的平稳性、研磨盘、研磨膏、研磨压力、研磨时间、转速等有较大关系；本篇文章单独讨论研磨盘，重点分析研磨盘的球面半径和硬度对密封环的平面度和粗糙度的影响。 1 研磨盘球面半径对平面度的影响 在密封环研磨过程中，研磨盘是研磨剂的载体，用来涂敷和镶嵌磨料，使游离磨粒嵌入研磨盘起切削作用，同时也把本身的几何形状精度传递给被研工件和磨粒。为了研磨出合格的凹球密封面，应根据密封面内、外径和平面度值计算密封环的球面半径，密封环产品图如1所示；将密封面球面进行放大，将球心分别与密封面内、外径连接，形成两个直角三角形ABO、CDO，如图2所示，图中AO、CO为球面半径R，BD为密封环的平面度值f，从图2可以得到两个方程式 AO2=BO2+AB2 （1） CO2=DO2+CD2 （2） 图1 精密密封环产品图 图2 密封环球面半径计算 由（1）式可得 BO=√AO2-AB2 （3） 由（2）式可得 DO=√CO2-CD2 （4） BD=DO-BO =√CO2-CD2 -√AO2-AB2 （5） 将密封面尺寸代入（5）式 f=√R2-（d/2）2 -√R2-（D/2）2 （6） R=√[（D2-d2）/f/8-f/2] 2 +D2 /4 （7） =√[（342-242）/0.0006/8-0.0006/2] 2 +342 /4 =120833mm≈121m 计算出密封环球面半径后，按产品的球面半径值将研磨盘加工成凸球面，这样就能够将密封面加工成凹球面。 研磨盘的形状如图3所示；从（7）式可以看出，在密封环内、外径一定时，球面半径增大，密封环的平面度将减小，球面半径过大，密封面上不出现光环，无法判断球面形状和平面度值；球面半径过小，密封面上的光环数过多，平面度超差，在实际的加工过程中密封面上曾出现4~5条光环。 图3 球面半径为SR121m研磨盘 用平面平晶测定密封环平面度的计算公式为： Δ=0.5Nλ （8） 式中：Δ—平面度的测定值 N —干涉光谱带数 λ—单色光波波长 在测试过程中光源采用钠光灯光源，其光波波长为589nm，将平面度值0.0006代入（8）式，0.0006=0.5×0.000589N，得出 N=2，即用平面平晶检测时应出现2条（或1条）光带；又因为密封面为凹球面，其光带为同心圆环，在观察光环时，用手压住产品，光环向密封面的圆心移动。 将图1所示产品用图3所示研磨盘研磨后，在平面平晶上检测出现1条光环，如图4所示