缠绕垫片生产新技术与装备<二> 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βα 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 　  表3　垫片性能试验数据