趙鳳鳴　王赫

摘 要：安全閥是氣路系統(tǒng)上的重要部件，其性能的可靠性直接影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品的分解再裝、試驗(yàn)驗(yàn)證、性能分析等來(lái)確定和找到影響安全閥的重要因素，從而在裝配過(guò)程中將其避免。此次工藝優(yōu)化設(shè)定了兩種試驗(yàn)方案，采用合理的工藝安排來(lái)改進(jìn)裝配質(zhì)量，提高產(chǎn)品依次合格率，對(duì)后續(xù)類(lèi)似產(chǎn)品的裝配有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：安全閥 開(kāi)啟壓力 摸索試驗(yàn) 垂直度

中圖分類(lèi)號(hào)：U261 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0064-02

安全閥是氣路系統(tǒng)上的重要組成部件之一。該產(chǎn)品研制以來(lái)，每批生產(chǎn)數(shù)量較少，期間各方面人員變化較大，產(chǎn)品裝配試驗(yàn)質(zhì)量情況沒(méi)有詳細(xì)記載和總結(jié)。在后續(xù)安全閥生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品交收試驗(yàn)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，即高溫工作打開(kāi)壓力試驗(yàn)過(guò)程中，安全閥流量異常不穩(wěn)定，超出流量范圍，并且伴有活門(mén)組件與殼體之間摩擦沖擊的響聲。針對(duì)此情況開(kāi)展工藝攻關(guān)工作，對(duì)安全閥零組件的加工質(zhì)量、裝配試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了分析，在采取控制措施后安全閥一次試驗(yàn)合格率有了明顯提高，但與工藝優(yōu)化的預(yù)期目標(biāo)還有一定的差距，還需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工藝，以使產(chǎn)品試驗(yàn)合格率得到進(jìn)一步提升。

1 存在的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)

1.1 安全閥結(jié)構(gòu)與難點(diǎn)分析

安全閥為活塞式結(jié)構(gòu)，主要由殼體、彈簧、座盤(pán)、活門(mén)組件、活門(mén)座等組成[1]，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但以往生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量不穩(wěn)定的情況，如“漏氣量超標(biāo)”問(wèn)題、“打開(kāi)壓力不穩(wěn)定”問(wèn)題。初始裝配時(shí)，彈簧自由狀態(tài)下活門(mén)組件與殼體定位面只有0.7 mm，此時(shí)活門(mén)座與殼體剛剛接觸，處于旋入狀態(tài)，因此活門(mén)組件、活門(mén)座處于不定位狀態(tài)。如果彈簧垂直度偏差較大，裝入活門(mén)座壓縮彈簧時(shí)，會(huì)使彈簧與座盤(pán)、活門(mén)組件以及殼體之間處于非同軸狀態(tài)，造成活門(mén)組件與殼體之間運(yùn)動(dòng)不靈活。軸系零件的尺寸精度以及與殼體之間的匹配是關(guān)鍵技術(shù)之一。

1.2 高溫工作打開(kāi)壓力及流量的穩(wěn)定性

經(jīng)過(guò)對(duì)高溫工作試驗(yàn)不合格的安全閥分解檢查，發(fā)現(xiàn)活門(mén)組件非金屬面存在一定深度的壓痕，造成配套裝配狀態(tài)的彈簧出現(xiàn)伸長(zhǎng)情況，進(jìn)而造成打開(kāi)壓力的變化。因此控制高溫工作試驗(yàn)安全閥打開(kāi)壓力以及流量的穩(wěn)定性是又一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[2]。

2 攻關(guān)技術(shù)方案和措施

2.1 零組件加工質(zhì)量控制

殼體內(nèi)孔與活門(mén)組件外圓的配合尺寸對(duì)安全閥動(dòng)作的靈活性和工作的穩(wěn)定性有重要影響，因此需嚴(yán)格控制零件的加工質(zhì)量，使尺寸滿足裝配要求。彈簧的垂直度直接影響裝配零件的軸向位置關(guān)系，垂直度偏差大容易造成座盤(pán)以及活門(mén)組件與殼體不同軸，影響產(chǎn)品性能。

安全閥性能調(diào)試時(shí)，打開(kāi)壓力靠活門(mén)座旋入旋出進(jìn)行調(diào)解，利用彈簧壓縮到一定位置來(lái)保證打開(kāi)壓力滿足規(guī)定要求，控制彈簧的垂直度是必要的。

2.2 裝配調(diào)試過(guò)程控制

測(cè)量并記錄殼體與活門(mén)組件配合部位尺寸，記錄實(shí)測(cè)值，進(jìn)行必要地選配，保證配合間隙的一致性；對(duì)彈簧進(jìn)行檢測(cè)，使用塞尺，水平臺(tái)和直角尺測(cè)量彈簧的垂直度。將彈簧緊靠直角尺，測(cè)量過(guò)程使用塞尺進(jìn)行檢查，要求彈簧的垂直度為0.2 mm，對(duì)垂直度不合格的彈簧進(jìn)行篩選。裝配彈簧、座盤(pán)時(shí)，目視與殼體同軸。

裝配活門(mén)組件時(shí)，殼體豎直放置，使活門(mén)組件自由狀態(tài)與座盤(pán)接觸，用手輕壓活門(mén)組件，感覺(jué)其靈活引入殼體，此時(shí)保持活門(mén)組件位置不動(dòng)，通過(guò)活門(mén)座壓緊活門(mén)組件并旋入殼體螺紋1～2扣，然后在臺(tái)鉆上正式通過(guò)芯棒壓活門(mén)組件與活門(mén)座脫離，保證活門(mén)座旋入到位后再松開(kāi)活門(mén)組件至其與活門(mén)座密封面接觸。整個(gè)操作過(guò)程可保證活門(mén)組件始終保持豎直狀態(tài)，保證安全閥內(nèi)的所有組件處于豎直狀態(tài)。

高溫工作試驗(yàn)的產(chǎn)品，對(duì)做試驗(yàn)后的活門(mén)組件壓痕進(jìn)行分析和測(cè)量。對(duì)所有試驗(yàn)更換下的活門(mén)組件壓痕測(cè)量統(tǒng)計(jì)，壓痕深度均在0.35 mm左右。由于活門(mén)組件產(chǎn)生壓痕，在活門(mén)座位置不變的情況下，活門(mén)組件整體向活門(mén)座方向移動(dòng)約0.3 mm，即彈簧相應(yīng)地伸長(zhǎng)，造成彈簧壓縮量變小，從而使安全閥打開(kāi)壓力下降。又經(jīng)過(guò)對(duì)彈簧進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)變形位移與力值變化呈線性關(guān)系，通過(guò)計(jì)算初步得出規(guī)律：彈簧在工作區(qū)域內(nèi)每變形0.3 mm，打開(kāi)壓力變化0.03 MPa左右。因此為滿足高溫試驗(yàn)指標(biāo)下限要求，安全閥常溫調(diào)試打開(kāi)壓力應(yīng)控制在中上限。

3 攻關(guān)過(guò)程、主要工藝試驗(yàn)及取得的效果

3.1 攻關(guān)摸索試驗(yàn)情況

此次對(duì)已加工完配套零件的安全閥產(chǎn)品進(jìn)行工藝研究，根據(jù)之前安全閥高溫試驗(yàn)存在的問(wèn)題，經(jīng)研究決定先選取已配套的部分安全閥進(jìn)行摸索試驗(yàn)。此次摸索試驗(yàn)隨機(jī)選取3臺(tái)已配套的安全閥，分別標(biāo)記為1#、2#、3#，更換了活門(mén)組件，對(duì)相關(guān)零部件進(jìn)行檢測(cè)，3臺(tái)產(chǎn)品裝配過(guò)程中，彈簧、座盤(pán)和活門(mén)組件均保持豎直狀態(tài)裝入，進(jìn)行常溫調(diào)試。

首次摸索試驗(yàn)3臺(tái)產(chǎn)品，2臺(tái)合格，高溫試驗(yàn)合格率試驗(yàn)66.7%。試驗(yàn)結(jié)束后將3臺(tái)進(jìn)行分解檢查，發(fā)現(xiàn)2#產(chǎn)品的殼體內(nèi)孔一側(cè)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，3#產(chǎn)品的殼體內(nèi)孔未出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，1#產(chǎn)品的殼體內(nèi)孔一側(cè)出現(xiàn)輕微的磨損現(xiàn)象，分解下的活門(mén)組件均存在明顯的壓痕。

由于首次摸索試驗(yàn)數(shù)量較少，因此繼續(xù)進(jìn)行加倍摸索試驗(yàn)。重新隨機(jī)選取3臺(tái)已配套的安全閥，共計(jì)6臺(tái)，分別標(biāo)記為：4#、5#和6#，另外將第1次的3臺(tái)產(chǎn)品更換磨損件，6臺(tái)產(chǎn)品裝配過(guò)程中，彈簧、座盤(pán)和活門(mén)組件均保持豎直狀態(tài)裝入，對(duì)6臺(tái)進(jìn)行常溫調(diào)試，常溫調(diào)試合格后，驗(yàn)證高溫工作試驗(yàn)對(duì)安全閥性能的影響，對(duì)另外3臺(tái)產(chǎn)品4#，5#和6#，先進(jìn)行高溫保溫，恢復(fù)至常溫后進(jìn)行漏氣量和打開(kāi)壓力試驗(yàn)，若打開(kāi)壓力偏低，則重新進(jìn)行調(diào)試至0.91～0.92 MPa，合格后進(jìn)行高溫工作試驗(yàn)。

從上述試驗(yàn)情況可以看出，該批安全閥試驗(yàn)不穩(wěn)定，經(jīng)分解檢查統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)該批彈簧力值及垂直度存在一定散差[3]；經(jīng)研究決定對(duì)活門(mén)組件加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，采用磨加工的方法重新加工一批；對(duì)彈簧垂直度進(jìn)行加嚴(yán)控制、力值按中上限加工，為后續(xù)安全閥配套裝配及試驗(yàn)所用。

3.2 產(chǎn)品裝配試驗(yàn)情況

經(jīng)過(guò)優(yōu)化裝配安全閥在調(diào)試過(guò)程進(jìn)行加嚴(yán)控制，有聲響出現(xiàn)的產(chǎn)品同樣視為調(diào)試不合格，進(jìn)行分解再裝。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品的一次裝調(diào)調(diào)試合格率為83%。

將調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)聲響的安全閥進(jìn)行分解，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，活門(mén)組件外徑處潤(rùn)滑脂的涂抹對(duì)調(diào)試過(guò)程中的聲響出現(xiàn)存在影響，潤(rùn)滑脂對(duì)活門(mén)組件與殼體內(nèi)孔的間隙產(chǎn)生影響。重新裝配過(guò)程中對(duì)潤(rùn)滑脂的涂抹進(jìn)行加嚴(yán)控制，涂抹均勻的一薄層，涂抹后用手將多余潤(rùn)滑脂擦掉。由于潤(rùn)滑脂的涂抹無(wú)法量化要求，要求操作者涂抹后觀察活門(mén)組件的外端面，潤(rùn)滑脂要求不能產(chǎn)生堆積和突起，保持均勻狀態(tài)。對(duì)剩余7發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行再調(diào)試，合格率達(dá)到100%。

產(chǎn)品一次裝調(diào)后的高溫工作試驗(yàn)合格23臺(tái)，合格率為56.1%。對(duì)安全閥高溫試驗(yàn)，低溫試驗(yàn)及振動(dòng)試驗(yàn)不合格的產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)行返修，同樣使用以上方法對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)行控制。對(duì)常溫調(diào)試試驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共返修產(chǎn)品65臺(tái)次，一次調(diào)試合格率均達(dá)到100%；每次返修的不同數(shù)量產(chǎn)品高溫工作試驗(yàn)合格率呈上升趨勢(shì)，約在60%～80%左右。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)采取措施，常溫調(diào)試達(dá)到了合格率100%的指標(biāo)要求；交收試驗(yàn)合格率較100%的預(yù)期目標(biāo)還有一定差距，還需不斷優(yōu)化和改進(jìn)。此次工藝優(yōu)化工作，歷時(shí)半年多的時(shí)間，期間多次召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)該批產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)踐證明，確定的零組件加工以及裝配過(guò)程控制等工藝優(yōu)化措施是有效的，工藝優(yōu)化取得了一定的效果，但交收試驗(yàn)合格率較100%的預(yù)期目標(biāo)還有一定差距，后續(xù)還需進(jìn)一步研究和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

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