芯棒螺紋磷（lín）化設（shè）備的設計與應用

　　摘要:芯棒加工時需對螺紋進行磷化,針對芯棒（bàng）螺紋的磷化要求設計一種設備滿足生產及對效（xiào）率和環保的要求。本文從設備構造,工作（zuò）原理等方（fāng）麵對該磷（lín）化設備（bèi）進行（háng）闡述（shù）。

　　芯棒的螺紋在芯棒工作時（shí）起（qǐ）到一（yī）個連（lián）接（jiē）配合作用,有內螺紋和外螺紋兩種（zhǒng）形式,需經常和輔助段擰接和脫卸（xiè）,並且工作時頻繁受到水的衝洗,要求芯棒螺紋部（bù）位具有良好的耐磨（mó）性和耐腐蝕性（xìng）。磷（lín）化是一種化學與電化學反應形成磷酸（suān）鹽化學轉化膜的過程,所形成的磷酸鹽轉化膜稱之（zhī）為磷化膜。在芯棒加工的最後一道工序中,螺（luó）紋的磷化產生的磷化膜（mó）保（bǎo）證了芯棒螺紋達（dá）到良好的耐（nài）磨性和耐腐蝕性（xìng）。本文介紹了一種專門用於芯棒內、外螺紋磷化的設備,可（kě）通過更換相應密（mì）封圈（quān）實現多（duō）種（zhǒng）規格的芯棒螺紋磷化,同時利用結構特點使（shǐ）磷化連續生產中（zhōng）得到良好保證,磷化液循環使用,使芯棒連續磷化過程（chéng）高效而（ér）且環保。

　　1、設備結構

　　設（shè）備的目的是（shì）使芯棒的磷（lín）化過程高效且環保。為達到設備預期的使用效果,設備在設計時具有生產過程密封、高效、環保型幾大功能特點,並通過如下結構得以實現。

　　a.密封端蓋:通過更換調節端蓋孔徑來滿足不同（tóng）規格芯棒螺紋的使用要（yào）求,端麵加工有（yǒu）密封（fēng）圈凹槽（cáo）,安裝密封圈後達到端麵密封的效果。

　　b.連接法（fǎ）蘭:安裝密封端蓋。

　　c.磷化箱:磷化（huà）過程發生的場所。

　　d.貯液箱:磷化進（jìn）行前,進行準（zhǔn）備（bèi）工作時用（yòng）於貯存磷化液。

　　e.液壓（yā）推力（lì）杆:將整個箱體前推,提供（gòng）端麵密封時的（de）壓緊力。

　　f.導軌:箱體在（zài）上麵直線前進和後退。

　　g.升降（jiàng）設備:不同規格芯棒磷化（huà）時,調節箱體高度實現密封圈與芯棒同心。

　　磷化箱和貯液箱底部裝（zhuāng）有加熱管,側麵安裝液位計觀察液體高度。

　　2、磷化原理

　　芯棒螺紋磷化目（mù）的（de）為增加（jiā）螺（luó）紋耐磨性和耐腐蝕性,所以針對性的采用錳（měng）係磷化（huà）液,用高溫浸泡的工藝方（fāng）法（fǎ）進行磷化（huà）。在工作溫度下,磷化（huà）液與螺紋表麵（miàn）發生如下化學反應:

　　Mn（H2PO4）2→Mn HPO4+H3PO4

　　3Mn HPO4→Mn3（PO4）2+H3PO4

　　反應隻需滿足適宜的溫度和酸性環境,用磷化（huà）液浸泡工（gōng）件即可完成。

　　3、設備運行原理

　　芯棒長度（dù）在10m以上,外圓（yuán）直徑在￠100mm-￠500mm之間,對其尾端的螺紋進行磷化時隻（zhī）能對螺（luó）紋部位進行局部浸泡,這便對其密封方式提出要求。如果密封性不夠,則容易導致磷（lín）化液（yè）在磷化過程中泄露,汙（wū）染環境並對（duì）操作人員造成（chéng）安全隱患;如果密（mì）封方（fāng）式不合理,則容易導致加工效率低下,延長芯棒產品的生產周（zhōu）期。同時生產中會涉及多種規格芯棒,設備必須具有足夠大的多規格適用性。在本設備設計（jì）中,密封性、效率性、環保性（xìng）和多規格適用性得到了較圓滿（mǎn）的解決。

　　3.1 密封性

　　若將芯棒尾端全（quán）部浸入磷化液衝（chōng）,采用外圓周密封方式（shì）進行磷化,一方麵密封完全依靠密（mì）封圈自身的收縮力壓緊外圓表麵來進行,效（xiào）果不理想,另一方麵連續作業時,芯棒需頻繁的在密（mì）封圈中進出,稍（shāo）有位置差異便容易在（zài）密封圈和芯棒外圓之間產生（shēng）細小的（de）間隙,造成磷化液泄露（lù）。所以本設備專門設計端（duān）蓋式端麵密（mì）封（fēng）結構。在密封端（duān）蓋的表麵加工出凹槽（cáo）,鑲嵌密封圈。使（shǐ）芯棒的（de）端麵與密封圈接觸,通過施加壓力保證密封效果（guǒ）。密（mì）封端蓋示意圖2所示

　　圖2 密封示意（yì）圖

　　工作時,選擇與芯棒規格相（xiàng）匹配的密封端蓋與密封圈,安裝於連接法蘭上。將芯棒（bàng）安放於工作位（wèi）置後,開動設備（bèi）後方的液壓推力杆施加推力壓緊密封圈和芯棒端麵,達到密（mì）封的效果。磷化完成後,卸力即可將芯棒吊運走換上下（xià）一支芯棒（bàng）進行連續生（shēng）產。

　　3.2 高效性

　　在工作時隻需將芯棒放置（zhì）於支架上,由底部升降裝置調整設備高度而非芯棒高度（dù）進行中心校調,避免了（le）芯棒由於整體長（zhǎng）度過長導致首尾高度等高調整的問題,提高芯棒（bàng）中心調整的效率。液壓（yā）推杆施加推力（lì）使密（mì）封圈壓緊完成密封（fēng）後即可導入磷（lín）化液進行磷化加工。

　　根（gēn）據芯棒的規格設計一（yī）係列不同大小的密封端蓋和密封圈,通過法蘭將密封端蓋與箱體連接。工作（zuò）時選用合適的（de）端蓋安裝上即可,滿足生產範圍的需求（qiú）並且（qiě）拆（chāi）卸簡便。

　　3.3 環保性

　　箱體設計為（wéi）彼此（cǐ）獨（dú）立的兩個箱體（tǐ）:磷（lín）化箱和貯液箱。磷化箱為工作時磷化液的工作空間,貯液箱為磷化液的貯存空間。兩者之間通過高溫耐酸泵進行液體流通。

　　工件準備期間,磷化（huà）液存放於貯液（yè）箱,同時底（dǐ）部加熱管對液體加熱。待準備工作（zuò）完成後,用耐酸泵將磷化液導（dǎo）入磷化箱,由（yóu）液位（wèi）計（jì）觀察液體高度,至液麵浸沒螺紋後停止。磷化完成後再將磷化液通過（guò）泵返回貯（zhù）液箱內直至液麵下降至磷化箱密（mì）封孔口以下後,即可更換芯棒進（jìn）行（háng）下一（yī）次磷化。磷化液在箱（xiāng）體內循環使用,而且無外泄。

　　在貯液箱和磷化箱底部均安裝有加熱管,在整個準備和磷化時間內對磷化液進行加熱,箱體周圍填充保溫棉對高溫磷化過程進行保溫。

　　4、結語

　　本磷化設備針對（duì）芯（xīn）棒這種長軸件磷化的工序（xù）要（yào）求（qiú）,並兼顧芯棒螺紋磷化所要求的高溫工序條件而特定設計（jì）,保證了芯棒螺紋經該（gāi）設備磷化後達到良好的耐磨性和耐腐蝕性。而且磷化過程密封（fēng）,磷化（huà）液循環使用,使生產過程具（jù）備高效、環保的特（tè）性,同時滿足了大批量芯（xīn）棒生產的（de）效率要求。