机械密封密封面研磨技术——手工研磨和机械研磨

手工研磨主要用于单件小批量生产和修理工作。手工研磨劳动强度大并且要求操作者技术熟练，技艺水平高。机械研磨用于大批量生产中。

　　一、手工研磨手工研磨一般采用平板，材质为高碳铸铁材料，平板一般为三个一组，平板的平面度允许偏差。

　　1、铸铁研磨平板的嵌砂嵌砂（压砂）是将磨料的颗粒先嵌入到研磨平板表面上。嵌砂是一项很难掌握的技艺，是保证工作质量的关所在，可用手工方法进行，也可用机械方法进行，但机械方法很难保证嵌砂的质量，所以手工嵌砂方法很常见。

　　在嵌砂工作进行之前，要进行‘赶砂’工作。赶砂工作是将研磨平板上已用过失去切削作用的磨料从研磨平板表面去除掉，为嵌砂进行准备工作。赶砂就是在一块研磨平板上用硬脂酸划上直径约为10mm的两个小圆圈，然后滴上8~10滴煤油并用手工涂匀，将两块平板合在一起，由一个人用双手按“∞”字形晃动上面的平板，使煤油均布整个板面，之后再由两人往复推拉并间断的转动180°。研磨平板间的油膜厚度为0.005~0.007mm，磨料砂粒在油层给予的方向不断改变的力作用下，被驱赶到游离平板的板面。取下上研磨平板后，用脱脂棉擦净板面。

　　2、嵌砂的程序以W1的金刚砂为例说明嵌砂的程序。

　　①用脱脂棉将两块研磨平板擦净。

　　②涂划硬脂酸。

　　③将配制好的研磨混合剂（刚玉+硬脂酸+航空汽油）放到研磨平板表面上，用量为15~20ml。

　　④用手涂抹均匀，并待汽油完全挥发。

　　⑤滴加煤油3~5滴，并涂抹均匀。

　　⑥将一块研磨平板扣在另一块研磨平板上，由两个人用手按“∞”字形均匀柔和地晃动上平板，并间断地旋转180°。往复推拉数次（5~10次）。

　　⑦待到研磨平板面乌黑发亮时，取下上面研磨平板并用脱脂棉擦净。

　　⑧用实验块检查，如切削力强、条纹致密、均匀粗细即完成嵌砂。一般嵌砂要进行4~5遍。

　　二、机械研磨机械研磨是将工件放在旋转的磨具上进行研磨，磨具一般为圆形研磨盘。

　　机械研磨的磨盘材质通常为铸铁，抛光盘为钢盘、铜盘。绒面、绸面盘常用于抛光堆焊硬质合金、铜合金、不锈钢等密封环。

　　金属研磨盘的表面要平整，无瑕疵，平面度需要修整到0.05/1000mm以下。盘的半径至少要设计成被加工工件直径的两倍以上。其直径范围一般为305~1620mm（16~64in），厚度大致是直径的1/10~1/6。盘面开有沟槽，开槽的目的是减少盘面应力变形、易于散热，研磨中便于除去废磨料和容纳磨屑。

　　表面放射性、菱形块多用于粗研用，同心圆多用于精研用，端面螺纹（阿基米德螺旋线）多为抛光用。

　　研磨机是机械密封制造行业中使用的研磨设备。它由床身、底座、减速箱体、研磨盘、控制环(亦称挡圈或修正环)、限位支承架等组成。

　　研磨时，工件放在控制环内，用塑料隔离环把工件均匀排布在控制环内，通过压重施加研磨压力，当研磨盘旋转时控制环在限位支承架内旋转，工件除了自转外还随同控制环在研磨盘上公转，在磨料作用下，不断研磨表面。

　　下面介绍常用的几种类型的研磨机。

　　1、M650型重块式平面研磨机这是一种单面研磨机，采用压重来施加研磨压力，控制环共有3个研磨剂采用人工加入，研磨工件加压采用上件上加重块方式，操作人员体力消耗大。一般用于中型密封环的研磨加工，是一种使用较多的研磨机。其主要技术参数为：研削工件直径可达:240mm。

　　工件薄厚度:1 mm。

　　工件加工精度平面度0.03μm，粗糙度Ra0. 05μm。

　　研磨盘直径650mm，转速10~60r/min，变速，电动机功率1. 5~2. 2kW。

　　控制环直径X内圈直径:280mm X 240mm。

　　外形尺寸(长X宽X高):900mmX1000mmX 800mm。

　　质量：1200kg。

　　2、M650c型气压式研磨机这种研磨机具有如下特点：①研磨盘转动通过变频电机及减速器来调速，体积小、效率高、运转平稳、噪声小。变速比为1:20，研磨盘转速为150r/min控制板上显示为电机转速。

　　②本机有运转时间调节功能，设定时间为100min，当设定了研磨机时间后，启动运转到设定时间，研磨机自动停止运行，研磨操作更为方便简单。

　　③研磨剂加入调节功能完善，配好的研磨剂放入储罐后，通过电磁搅拌可防止研磨剂中磨料沉淀，储罐内采用气加压及电磁阀可控制研磨剂加人时间间隔，时长可达为100min，同时也可控制每次研磨剂的时间。控制板上显示“分/次”为加研磨剂时间间隔。

　　④本机的气压加压气缸内径为∮50mm，可调节气压大小来改变研磨压重力大小。气缸的活塞杆端部有一自动找正平板直接压在研磨工件上，使用时每个控制环的工件厚度要一致。上面再垫上软橡胶垫与活塞杆端部平板接触，这样可避免研磨偏斜及不均匀现象。三个气缸可分别或同时控制压下及抬起操作方便。

　　⑤控制环共有3个，通过支承架可向圆心方向和研磨盘边缘方向移动，从而达到自动修盘作用。控制环的支承架里外及上下均可调节，使控制环运转自如。

　　本机另外随机附带三个修整研磨盘的控制环，可用粗、细金刚砂磨料来研磨修盘。

　　⑥控制环的位置变动时，加压气缸也可通过螺钉调节相应位置，使气缸加压始终在控制环中间。

　　⑦研磨剂废液接料呈倾斜流道排料方便。

　　磨削直径可达:240mm。

　　工件薄厚度：1mm。

　　工件加工精度平面度0.03μm，粗糙度Ra0.05μm。

　　研磨盘直径650mm，转速10~60rmin，变速，电动机功率2. 2kW。

　　控制环直径X内圈直径:280mmX 240mm。

　　气缸压力：0. 2~0. 6MPa。

　　外形尺寸(长X宽X高):900mm X 1000mm X 800mm。

　　质量:1450kg。

　　3、双面研磨机该研磨机主要特点如下:①该机为四动作双面高速研磨设备。上、下两研磨盘作相反方向转动，可以对工件上、下两面同时进行均匀研磨。工件在游星轮(相当于上面所讲的控制环)内既作公转又作自转运动，运动轨迹均匀，加工精度及生产效率高。

　　②游星轮靠齿轮带动转动，磨损量比普通研磨机少。

　　③该机游星轮自转方向可以改变，这样上下研磨盘的平面度可以自动修正，不需要像普通研磨机那样，工作到一定时间，就要将盘拆下进行加工修正。

　　④下研磨盘可以上下升降，这样，一是工件容易取下，二是游星轮的位置可以上下移动，使游星轮和太阳轮得以均匀磨损。

　　⑤上研磨盘升降由气缸带动，工件压重大小的改变也可由改变气缸压力获得，同时下研磨盘的拆装也可利用气缸进行。

　　⑥电机采用无级调速电机，启动、停车平稳，可以选择理想的磨削速度。

　　该机主要技术参数如下:设备外形尺寸(长X宽X高)为1200mm X800mmX2350mm;研磨盘尺寸外径为670mm；可同时安装游星轮个数为5个；加工零件外径尺寸为220mm；加工零件厚度尺寸为2. 5mm;加工零件表面粗糙度可达Ra0. 1μm以上；功率3000kW。

　　4、研磨机在使用中注意的几个问题①研磨盘及时修正。研磨面的平面度主要取决于研磨盘的精度及研磨运动。在研磨时，研磨盘平面的磨损是不均匀的，通常情况下，研磨盘的磨损大部分发生在盘面中间，即研磨盘表面中间低。这是由于中间部位与工件接触的概率高。当工件的运动遍及研磨盘各处而不超出边缘时，磨盘的磨损趋势仍是中间部分多于边缘，如此不断延续，磨盘不均匀的磨损就会使工件表面形成中间凸起。研磨盘中间高时，研磨出产品表面中间凹下。

　　对于四动作双面研磨机可通过中间的太阳轮来改变控制环的转向达到修盘的目的，对于单面研磨机可改变控制环的位置来进行修盘。

　　研磨盘中间高时，应使3个控制环尽可能地靠近中间安装。

　　研磨盘中间低时，将两个控制环向外移。

　　当磨盘平直时，要把三个控制环摆在正常的位置。

　　研磨盘的平而度和直线性，采用光隙量法检查较为方便，且测量精度较高。检查方法是:先将研磨盘被检部位洗净，并用溶剂擦去油膜，再将刀口尺的刀口与被检平面接触；在刀口尺的后面放一光源，然后从刀口尺的前面观察被检平面与刀口之间的漏光间隙，可以由漏光间隙大小来确定，如果用塞尺检查，一般应小于0.02mm。

　　②控制环内的工件之间的间隙要合适。间隙过大则造成研磨时工件互相撞击产生划伤或破裂，间隙过小则使工件不能随控制环转动，工件表面的每个点在研磨盘上的摩擦轨迹就会疏密不等，影响密封环的平面度，有时甚至会使工件顶起，造成研磨表面偏斜。只有使工件在控制环中平稳灵活的转动，才能使工件在研磨盘上获得均匀的摩擦轨迹，保证工件的加工质量。

　　③做到研磨盘专盘专用。研磨机在使用中，注意保持清洁，特别是在抛光及研磨的后几步工序中，因为精研与抛光磨料粒径不一样，要防止精研的磨料带入抛光研磨盘上，否则抛光时会出现划道，因此要把抛光、精研加工分开，没台研磨机固定使用。抛光欠要将精研的工件清洗干净，用超声波清洗器清洗、晾干后再进行抛光。

　　④采用水溶性研磨剂时，要防止研磨盘表面生锈。此时每天工件结束时，要将控制环从研磨盘上取出，将研磨盘洗干净、吹干。下一天使用时要擦掉锈迹再使用。

　　⑤经常清洁研磨机出料流道，防止堆积磨料溢流到减速箱轴承座内。

　　⑥研磨剂要搅动呈悬浮状态，以防堵塞电磁阀。