Трубопроводная арматура

Арматурой называют устройства, предназначенные для управления потоками жидкостей и газов, движущихся по трубопроводам. В зависимости от назначения различают: арматуру запорную, предназначенную для полного перекрытия потока, и регулирующую, предназначенную для регулирования расхода или давления передаваемой среды; клапаны предохранительные и перепускные, служащие для выпуска избытка среды при повышении давления, и обратные, назначение которых – не допускать движения среды в обратном направлении; специальную арматуру – указатели уровня, конденсатоотводчики, пробно-спускные краны и др.

Арматуру устанавливают на трубопроводах, непосредственно на аппаратах, в некоторых случаях оно является неотъемлемой составной частью аппарата.

Запорная арматура. Она наиболее широко применяется. В зависимости от принципа действия и формы запорного устройства различают вентили, краны и задвижки. В вентилях рабочим элементом является клапан, совершающий возвратно-поступательное движение. В кранах перекрытие потока осуществляется при повороте пробки с отверстием. В задвижке запирание происходит при выдвижении диска поперек потока. (рис.3.4).

Вентили. Это наиболее распространенная арматура. Ее применяют для самых различных сред в широком диапазоне давлений и температур.

В зависимости от направления движения среды различают вентили прямые (проходные), угловые и косые (прямоточные). На рисунке 3.5 показан наиболее распространенный прямой вентиль. Он состоит из литого корпуса 7 и крышки 4, через которую проходит шпиндель 3, уплотненный в крышке с помощью сальника 1. Осевое перемещение шпинделя осуществляется за счет его вращения в ходовой гайке 2. Уплотнение вентиля осуществляется с помощью клапана 5 и седла 6. Многочисленные типы вентилей весьма разнообразны по конструкции, однако все они имеют те же основные детали, что и вентиль; изображенный на рис.3.5.

Угловые вентили (рис.3.6) имеют меньшее гидравлическое сопротивление, но они могут быть установлены только на поворотных участках трубопровода.

Наиболее ответственная часть вентиля – узел уплотнения. Уплотнительные поверхности (рис.3.7) изготовляют в зависимости от условий работы из стали, цветных металлов, пластмасс, кожи или резины. В уплотнении участвуют две детали – клапан и седло клапана. По форме уплотнительных поверхностей различают плоское, конусное кольцевое (с касанием по площади), конусное линейное (с касанием по кольцевой линии) и ножевое уплотнения. Уплотнение с плоскими прокладками из кожи, резины и мягкого пластика применяют для воды, воздуха и других нейтральных сред при давлении 1,0 МПа и сравнительно невысоких температурах.

Уплотнения из пластмассовых или гуммированных деталей применяют при работе с коррозийными средствами. Для пара используют уплотнения с кольцами из стали и медных сплавов.

а - плоская прокладка из мягких материалов; б - кольца, запрессованные в клапан; в - уплотнительные поверхности, выполненные из пластмасс; г -конусное уплотнение по поверхности; д конусное линейное уплотнение; е - ножевое уплотнение Рисунок 3.7.Типы уплотнительных поверхностей вентилей

Конусные уплотнения применяют обычно для арматуры высоких давлений, ножевые – для вязких жидкостей и сред со взвешенными частицами. Уплотнительные поверхности тщательно обрабатывают и притирают.

Краны. Рабочим элементом крана является притертая пробка со сквозным отверстием. Наиболее широко применяют пробки конической формы. По способу прижима пробки к гнезду различают сальниковые и натяжные краны. В сальниковых (рис.3.8) имеется крышка, затягивающая сальниковую набивку и одновременно прижимающая пробку к гнезду. Сальник обеспечивает уплотнение в месте выхода оси пробки. В натяжных кранах уплотнение обеспечивается затяжкой гайки на конце пробки. Натяжные краны не обеспечивают хорошей герметичности, поэтому их применяют только при низких давлениях на линиях малого диаметра.

Задвижки. Их используют для трубопроводов диаметром от 50 до 2000 мм. Перекрытие в задвижках осуществляется за счет диска, перегораживающего поток. Задвижки имеют малое гидравлическое сопротивление, поэтому их применяют в основном на магистральных линиях воды, газа, сжатого воздуха и нефтепродуктов. На продуктовых трубопроводах химической промышленности их применяют сравнительно редко. Задвижки разделяют на параллельные и клиновые (рис.3.9).

В параллельных задвижках уплотнительные кольца расположены параллельно, а диск состоит из двух тарелок, между которыми помещается клин. При опускании диска клин распирает тарелки и прижимает их к уплотняющим кольцам. Задвижки изготовляют из чугуна, стали и цветных металлов. Если они имеют большой диаметр и работают при невысоких давлениях, то их делают сварными. Поперечное сечение корпуса задвижки может иметь вид прямоугольника, овала и круга.

Регулирующая арматура. С ее помощью поддерживаются в заданных пределах параметры технологического процесса. Обычно такая арматура является частью систем автоматического регулирования, но иногда она работает как самостоятельное устройство.

Регулирование может быть ручным и автоматическим. Для ручного регулирования применяют дроссельные вентили, для автоматического – клапаны, связанные с различными элементами автоматического управления. На рисунке 3.10. показан духседельный регулирующий клапан с мембранным исполнительным механизмом.

Регулирующие клапаны могут быть нормально открытыми (НО) и нормально закрытыми (НЗ). Регуляторы уровня предназначены для поддержания постоянного уровня в резервуаре. Они обычно состоят из поплавкового механизма, связанного с клапаном. К регулирующей арматуре относятся также редукционные клапаны, служащие для снижения давления среды и поддержания его на постоянном уровне.

Предохранительная арматура. К ней относятся предохранительные клапаны, предохранительные мембраны, обратные клапаны. На рисунке 3.11 показан пружинный предохранительный клапан. Усилие пружины действует на шток, связанный с тарелкой клапана. Натяжение пружины регулируется с помощью гайки. Клапан имеет рукоятку для принудительного открывания, которое проводят периодически для проверки его работы. Нагруженный рабочим давлением, он должен открываться под действием незначительного усилия. В грузовом клапане (рис.3.12) усилие на тарелку передается с помощью груза, закрепленного на конце рычага. Всю рычажно-грузовую систему помещают в закрытый кожух, исключающий возможность изменения регулировки.

Разрывные предохранительные мембраны применяют в том случае, когда установка предохранительных клапанов по каким-либо причинам невозможна – из-за образования отложений на клапане или из-за выделения больших объемов газа при взрыве. Предохранительное мембранное устройство представляет собой комплект фланцев, между которыми зажата сама мембрана – тонкий лист из какого-либо металла или пластмассы.

			Рисунок 3.12 Грузовой предохранительный клапан клапан

Обратные клапаны служат для пропуска среды в одном направлении. В зависимости от принципа действия различают клапаны, закрывающиеся за счет веса тарелки, и с пружинным прижимом. Клапан, закрывающийся за счет веса тарелки, может быть установлен только на горизонтальных участках трубопровода.

Наряду с перечисленными основными типами трубопроводной арматуры необходимо отметить некоторые виды специальной: указатели уровня, пробно-спускные краны, конденсатоотводчики, редукционные клапаны, смотровые фонари и др.

Подготовительные операции слесарной обработки

Тема 4 Разметка заготовок

Студент должен:

знать:

- инструменты, приспособления и материалы, применяемые при разметке;

- правила организации рабочего места, безопасности труда при разметке;

- назначения и способы выполнения плоскостной и пространственной разметки;

- виды брака при разметке;

- правила подготовки заготовки к разметке и выбор разметочных баз.

уметь:

- подготавливать детали под разметку;

- производить разметку контуров по размерам и шаблону;

- производить заточку и заправку кернеров, чертилок и ножек циркуля;

- соблюдать правила безопасности труда;

- проверять годность заготовок;

- размечать заготовки, не требующие перекантовки и с перекантовкой.

Оснащение рабочего места и участка: тиски слесарные, плита разметочная; заточной (точильный) станок; линейки измерительные металлические, чертилки; циркули разметочные; рейсмасы; центроискатели; кернеры; молотки слесарные массой 200 г; шаблоны для проверки углов заточки кернера; бруски абразивные; щетки металлические, деревянные бруски (обрезки); пластины стальные учебно-тренировочные; заготовки деталей для выпуска товарной продукции (гаечных ключей, угольников, циркулей, плоскогубцев); несколько флаконов медного купороса, быстро сохнущих лаков и красок; кисточки, щетка-сметка, ветошь; ящики и призмы разметочные, набор учебно-тренировочных стальных и чугунных объемных фигур; заготовки, требующие пространственной разметки.

Разметкой называется операция нанесения на обрабатываемую заготовку или на поверхность материала, предназначенного для получения заготовки (лист, пруток, полоса и т.п.) разметочных линий (рисок).

Основное назначение разметки заключается в указании границ, до которых надо обрабатывать заготовку.

Разметку применяют в единичном, опытном, мелкосерийном производстве, она также необходима в инструментальном производстве при изготовлении различных шаблонов, штампов, приспособлений. При изготовлении деталей большими сериями и в массовом производстве, когда применяют специальные приспособления, кондуктора, специальные и комбинированные инструменты, например набор фасонных фрез.

При использовании станков с ЧПУ надобность в разметке отпадает.

4.1 Разметка плоскостная

Плоскостная разметка применяется для геометрических построений и очертания границ контура детали, нанесение межосевых расстояний отверстий на плоских поверхностях листового материала или заготовок. В этих случаях ограничиваются нанесением рисок только на одной плоскости. Погрешность размеров при плоскостной разметке, как бы аккуратно не наносились разметочные риски и как бы тонки они не были, колеблется от 0,2 до 0,5 мм.

Инструмент и приспособления, применяемые при разметке, делятся на основные следующие группы:

1. Инструмент для нанесения и накернения рисок – чертилки круглые (рис.4.1,а); с отогнутым концом (рис.4.1,б); рейсмасы, пружинные циркули (рис.4.1,в); разметочные штангенциркули, штангенрейсмасы, кернеры (рис. 4.1,г);

2. Инструмент для нахождения центров деталей – кернерцентроискатель, угольник-центроискатель транспортир–центроискатель, специальные приспособления для разметки деталей с большими отверстиями (рис. 4.2).

3. Приспособления для установки, выверки и закрепления разметочных заготовок – подкладки, домкраты, специальные поворотные приспособления, вертикальные стойки для измерительных линий, дополнительные плоскости к разметочной плите, делительные приспособления и центровые бабки.

Разметочные плиты (рис.4.3), на которых выполняют разметочные работы, отливают из серого чугуна. Они имеют коробчатую форму и снабжены внутри ребрами жесткости. Верхнюю поверхность и боковые стороны точно обрабатывают и затем шабрят. Поверхность плиты всегда должна быть сухой и чистой.

Упражнения по плоскостной разметке должны содержать следующие приемы: подготовку поверхности к разметке, нанесение рисок чертилкой с помощью металлической измерительной линейки, угольника транспортира, кернение, пользование разметочным циркулем, штангенциркулем, пользование центроискателями, пользование рейсмасом, заточку и заправку разметочного инструмента (кернера, чертилки).

4.2 Подготовка заготовки к разметке

Перед разметкой очистить заготовку от грязи, окалины, следов коррозии стальной щеткой, наждачной бумагой и т.п. Измерить размеры заготовки и сравнить их с размерами детали по чертежу. Изучая чертеж размечаемой детали, наметить последовательность разметки (установку заготовки на плите, ее выверку в горизонтальной и вертикальной плоскости). Определить поверхности (базы) заготовки, от которых следует откладывать размеры при разметке (основание детали, отверстие, ось симметрии и т.п.). Подготовить поверхности заготовки к окрашиванию. Заготовки из листового, полосового и круглого материала обязательно должны быть отрихтованы на специальной плите ударами молотка или под прессом.

Окрашивание поверхностей производят различными составами. Поверхности чисто обработанных заготовок (напильником, наждачной бумагой или иным способом) окрашивают раствором медного купороса, полученным путем растворения 2-3 чайных ложек купороса в стакане воды. После высыхания раствора на поверхности заготовки остается тонкий слой меди, на которой хорошо наносятся разметочные линии.

Для окрашивания можно применять быстросохнущие лаки и краски. Окрашивание мелких заготовок производят, держа их в левой руке в наклонном положении, а кистью наносят тонкий и равномерный слой краски или раствора (рис.4.4 а). При разметке черных необработанных заготовок, полученных путем отливки, ковки или штамповки, после очистки от окалины или формовочной земли их покрывают мелом, разведенным в воде до густоты молока. Для большей прочности и быстрого высыхания в раствор добавляют жидкий столярный клей и сиккатив.

Окраску следует вести на специальных стеллажах или на полу у разметочной плиты. Для экономии краски и времени у больших заготовок достаточно окрашивать лишь те места, на которые наносят разметочные риски. Если заготовки имеют отверстия, проемы, зевы и т.п., то в них забивают деревянные пробки с пластинками из белой жести, на которых ведут разметку.

Приемы плоскостной разметки (рис. 4.4 б, в, г, д, е, ж).

Разметочные линии наносят в следующем порядке: сначала проводят все горизонтальные риски; затем все вертикальные; после этого наклонные; последними наносят дуги, окружности, закругления и сопряжения. Если базой являются центровые риски, то разметку начинают с них, а затем, пользуясь ими, наносят все остальные риски. Вычерчивание дуг в последнюю очередь дает возможность проверить точность расположения прямых линий: если линии нанесены точно, дуга замыкает их и сопряжение получится плавным. Разметку можно считать законченной, если изображение на плоскости заготовки полностью соответствует чертежу.

Прямые линии наносят чертилкой, которая должна быть наклонена в сторону от линейки и по направлению перемещения чертилкой. Линейку или угольник плотно прижимают к заготовке левой рукой, а чертилкой, как карандашом, не прерывая движения, проводят риски необходимой длины. Риски проводят только один раз, иначе может получится раздвоенная риска. Если риска нанесена плохо, её закрашивают и проводят вновь.

Разметку параллельных, перпендикулярных и наклонных рисок, деление углов и окружности на равные части, построение овалов и сопряжений выполняют по методам, применяемым в курсе инженерной графики. При изготовлении партии одинаковых деталей применяют разметку по шаблонам. В этом случае из листовой стали изготовляют шаблон, конфигурация и размеры которого точно соответствуют детали. Затем шаблон накладывают на подготовленную для разметки поверхность заготовки и чертилкой обводят его контур.

Отыскание центров окружностей осуществляют с помощью центроискателей и центронаметчиков.

			а - нанесение краски на заготовку; б - нанесение рисок с помощью линейки; в - нанесение рисок с помощью угольника; г - установка чертилки; д - разметка окружностей и дуг; е - применение чертилки с отогнутым концом; ж - разметка по шаблону; з - накернивание разметочных линий (рисок) Рисунок 4.4 Приемы плоскостной разметки

4.3. Кернение разметочных рисок

Убедившись в правильности выполнения разметки, все линии накернивают для того, чтобы они не стерлись при обработке заготовки, и чтобы при последующем сверлении имелось центровое, более глубокое, отверстие для предварительного направления сверла. Керны (конусные углубления) должны быть неглубокими и разделятся разметочной риской пополам. При накернивании длинных рисок расстояние между двумя соседними углублениями должно быть 25-30 мм; при накернивании коротких рисок 10-15 мм; на закруглениях, сопряжениях и других криволинейных участках 5-10 мм; линии малых окружностей накернивают в четырех взаимно перпендикулярных точках; линии больших окружностей - в 6-8 местах (на пересечениях и сопряжениях риски накернивать обязательно.

4.4 Разметка пространственная

Пространственная разметка применяется для графических построений, осуществляемых на поверхности объемных деталей, расположенных в разных плоскостях под различными углами друг к другу. Трудность пространственной разметки заключается в том, что приходиться не только размечать отдельные элементы на одной поверхности (стороне) детали, а увязывать разметку этих отдельных поверхностей (плоскостей, осей отверстий, их соосности, углов наклона и т.п.) между собой.

Пространственную разметку производят на разметочной плите, установив и закрепив заготовку на ней таким образом, чтобы каждая плоскость или ось детали была параллельна или перпендикулярна общей плоскости разметочной плиты. Для установки и выверки на разметочной плите заготовки пользуются различными призмами, опорными прокладками, домкратами, разметочными кубиками и специальными (часто поворотными) приспособлениями. Прежде чем приступить к разметке, проверяют качество заготовки, выявляют дефекты поверхностей, изучают чертеж будущей детали, намечают последовательность разметки.

Выбор базы при разметке зависит от конструкционных особенностей и технологии изготовления детали. Базу выбирают, руководствуясь следующими правилами: у заготовок с уже обработанными плоскими поверхностями установочной базой является наибольшая обработанная поверхность. У заготовок с отверстиями или у заготовок цилиндрической формы установочными базами являются оси отверстия или заготовки и плоская поверхность, параллельная оси; у заготовок наружные и внутренние поверхности которых еще не обработаны, за базу принимают наружную поверхность; у заготовок, подвергающихся частичной обработке, за установочную базу принимают необрабатываемую поверхность.

Подготовка заготовки к разметке состоит из очистки поверхности металлической щеткой или другими способами, установки деревянных пробок в отверстия (проемы, пазы) с обоих концов заготовки, окраски мест, на которые будут наноситься разметочные риски меловым раствором (на необработанных поверхностях). Окраску заготовки производят около разметочной плиты.

Установка заготовки на плите производится следующим образом. При установке только первое положение заготовки на плите является независимым, а все остальные положения зависят от первого. Его выбирают так, чтобы было удобно начать разметку от выбранной базы, параллельной плоскости разметочной плиты. Заготовку устанавливают в требуемом положении с помощью подкладок, клиньев, домкратов или непосредственно на плоскость плиты, на угольники, разметочные ящики, призмы. Установка должна быть прочной (без качания).

Приемы пространственной разметки (рис.4.5, а, б, в, г) в основном совпадают с приемами проекционного технического черчения. При нанесении рисок заготовка остается неподвижной, а рейсмас или штангенрейсмас перемещается относительно её по разметочной плите. Риски проводятся с одного раза. Разметочные линии наносят в следующем порядке: сначала проводят все горизонтальные риски со всех четырех или двух противоположных сторон заготовки, затем вертикальные и в заключении все окружности, дуги, сопряжения, фасонные и наклонные линии.

Кроме основных разметочных рисок параллельно им на расстоянии 5-7 мм проводят контрольные риски, которые служат для проверки установки заготовки на станке при дальнейшей обработке, а также для возможности обработки в тех случаях, когда разметочная риска почему-то исчезла.

	а - нанесение краски на заготовку, установленную на призму; б - нахождение центра отверстия заготовки; в - нанесение рисок на заготовку; г - разметка заготовки, установленной на разметочном приспособлении (ящике) Рисунок 4.5. Приемы пространственной разметки

4.5 Механизация разметочных работ

Проверка и разметка заготовок на обычных разметочных плитах с применением штангенрейсмасов, концевых мер длины и ручного вспомогательного инструмента не соответствует современному уровню развития техники и технологии производства.

Для разметки крупных заготовок целесообразно использовать трех координатные разметочные машины с цифровой индикацией положения разметочной иглы (рис. 4.6).

1 - измерительная головка; 2 - траверса; 3 - разметочная игла; 4 - стол; 5 - станина Рисунок 4.6 Координатно-разметочная машина с цифровой индикацией (размеры указаны в миллиметрах)

Измерительная головка 1 с разметочной иглой 3 может перемещаться в продольном и поперечном направлениях по траверсе 2 машины. Вертикальное перемещение иглы осуществляется с помощью специального устройства. Перемещение вдоль координатных осей могут происходить последовательно или одновременно. Положение разметочной иглы фиксируется на световом табло. В комплект поставки к разметочным машинам обычно включают иглы-чертилки для проведения разметочных рисок, оправки для проверки отверстий, сверлильную машину (пневматическую или электрическую) для засверливания центровых отверстий. Разметку заготовок средних и мелких корпусных деталей выполняют на координатно-разметочных машинах небольших размеров (рис.4.7).

			1 - измерительная головка; 2 - траверса; 3 - разметочная игла; 4 - стол; 5 - станина Рисунок 4.7 Координатно- разметочная машина для малогабаритных деталей (размеры указаны в миллиметрах)

4.6 Брак при разметке

Наиболее частыми видами брака при разметке являются:

- несоответствие размеров размеченной заготовки данным чертежа вследствие невнимательности разметчика или неточности разметочного инструмента; неточность установки рейсмаса на нужный размер. Причиной является невнимательность или неопытность разметчика, грязная поверхность плиты или заготовки;

- небрежная установка заготовки на плите в результате неточной выверки плиты;

- несоблюдение правил выбора разметочных баз.

Дата добавления: 2015-07-15