法蘭分類
法蘭按接觸面可以分為窄面法蘭和寬面法蘭。窄面法蘭是法蘭與墊片的整個接觸面積都位於螺栓孔包圍的圓周範圍內,如圖3-46(a)所示。寬面法蘭是法蘭與墊片接觸面積位於法蘭螺柱中心網的內外兩側,如圖3-46(b)所示。
特點
寬面法蘭由於墊片沿法蘭全寬度接觸,壓緊面積較大,特別在操作狀態下所需的螺栓載荷遠較窄面法蘭為大,所以所需螺栓面積較多。
對於相同的設計條件,寬面法蘭所需螺栓面可達窄面法蘭的數倍,螺栓數量大為增加。
但由於寬面法蘭的計算模型是將法蘭沿寬度視作一簡支梁考慮。而窄面法蘭是將法蘭環作為沿圓周均布作用力矩的環板進行處理,兩者相比,寬面法蘭的受力較好,因此法蘭厚度就較小。
寬面法蘭雖然法蘭厚度可以較薄,但所需螺栓太多,在壓力較高的情況下,往往會發生螺栓布置困難或因螺栓中心圓直徑太大,致使法蘭徑向尺寸極不緊湊。同時,還因寬面法蘭密封效果不甚可靠,因此僅適用於壓力較低,使用軟墊片的場合。
寬面法蘭計算
對於採用強度、剛度都較小的材料(例如鋁、鉛等有色金屬)所做的法蘭環,為減小在螺栓力作用下所引起的偏轉,故採用寬面法蘭,即在整個法蘭環密封面上(包括在螺栓中心圓以外的法蘭密封面)都鋪設墊片。對於此種寬面法蘭,我國現行國家標準採用和華脫爾斯法截然不同的巴赫(Bach)法,系將連線在筒體上的法蘭環視為懸臂樑,計算在設計力矩作用下法蘭環的彎曲應力並使之滿足法蘭環材料的許用應力,從而確定法蘭環的有效厚度。
生產工藝方式
生產工藝主要分為鍛造、鑄造、割制、卷制這四種。
一、鑄造法蘭和鍛造法蘭
鑄造出來的法蘭,毛坯形狀尺寸準確,加工量小,成本低,但有鑄造缺陷(氣孔.裂紋.夾雜);鑄件內部組織流線型較差(如果是切削件,流線型更差);
鍛造法蘭一般比鑄造法蘭含碳低不易生鏽,鍛件流線型好,組織比較緻密,機械性能優於鑄造法蘭; 鍛造工藝不當也會出現晶粒大或不均,硬化裂紋現象,鍛造成本高於鑄造法蘭。
鍛件比鑄件能承受更高的剪下力和拉伸力。
鑄件的優點在於可以搞出比較複雜的外形,成本比較低;
鍛件優點在於內部組織均勻,不存在鑄件中的氣孔,夾雜等有害缺陷;
從生產工藝流程區別鑄造法蘭和鍛造法蘭的不同,比如離心法蘭就屬於鑄造法蘭的一種。
離心法蘭屬於精密鑄造方法生產法蘭,該種鑄造較普通砂型鑄造組織要細很多,質量提高不少,不易出現組織疏鬆、氣孔、沙眼等問題。
(1)自由鍛
基本工序:自由鍛造時,鍛件的形狀是通過一些基本變形工序將坯料逐步鍛成的。自由鍛造的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲和切斷等。
1.鐓粗 鐓粗是對原坯料沿軸向鍛打,使其高度減低、橫截面增大的操作過程。這種工序常用於鍛造齒輪坯和其他圓盤形類鍛件。鐓粗分為全部鐓粗和局部鍛粗兩種。
2.拔長 拔長是使坯料的長度增加,截面減小的鍛造工序,通常用來生產軸類件毛坯,如車床主軸、連桿等。
3.沖孔 用沖子在坯料上衝出通孔或不通孔的鍛造工序。
4.彎曲 使坯料彎曲成一定角度或形狀的鍛造工序。
5.扭轉 使坯料的一部分相對另一部分旋轉一定角度的鍛造工序。
6.切割 分割坯料或切除料頭的鍛造工序。
(2)模鍛
模鍛全稱為模型鍛造,將加熱後的坯料放置在固定於模鍛設備上的鍛模內鍛造成形的。
1.模鍛的基本工序 模鍛工藝過程:下料、加熱、預鍛、終鍛、沖連皮、切邊、調質、噴丸。常用工藝有鐓粗、拔長,折彎、沖孔、成型。
2.常用模鍛設備 常用模鍛設備有模鍛錘、熱模鍛壓力機、平鍛機和摩擦壓力機等。
通俗地講,鍛造法蘭質量更好,一般是通過模鍛生產,晶體組織細密,強度高,當然價格也貴一些。 無論是鑄造法蘭還是鍛造法蘭都屬於法蘭常用製造方法,看需要使用的部件的強度要求,如果要求不高,還可以選用車削製法蘭。
二、割製法蘭
在中板上直接切割出法蘭的留有加工量的內外徑及厚度的圓盤,再進行螺栓孔及水線的加工。這樣生產出來的法蘭就叫做割製法蘭,此類法蘭最大直徑以中板的幅寬為限。
三、卷製法蘭
用中板割條子然後卷製成圓的工藝叫做卷制,多用於一些大型法蘭的生產。卷製成功之後進行焊接,然後壓平,再進行水線及螺栓孔的工藝的加工。
法蘭生產工藝
首先我們需要了解離心法蘭是怎樣生產製作的,離心澆鑄製做平焊法蘭的工藝方法及產品,其特徵是該產品經過下列工藝步驟加工而成:
①將所選原材料鋼材放入中頻電爐熔煉,使鋼水溫度達到1600-1700℃;
②將金屬模具預加熱到800-900℃保持恆溫;
③起動離心機,將步驟①中鋼水注入步驟②中預熱後金屬模具;
④鑄件自然冷卻到800-900℃保持1-10分鐘;
⑤用水冷卻至接近常溫,脫模取出鑄件。
我們再來了解鍛造法蘭的生產工藝流程:
鍛造工藝過程一般由以下工序組成,即選取優質鋼坯下料、加熱、成形、鍛後冷卻。鍛造的工藝方法有自由鍛、模鍛和胎膜鍛。生產時,按鍛件質量的大小,生產批量的多少選擇不同的鍛造方法。
自由鍛生產率低,加工餘量大,但工具簡單,通用性大,故被廣泛用於鍛造形狀較簡單的單件、小批生產的鍛件。自由鍛設備有空氣錘、蒸汽-空氣錘和水壓機等,分別適合小、中和大型鍛件的生產。模鍛生產率高,操作簡單,容易實現機械化和自動化。模鍛件尺寸精度高,機械加工餘量小,鍛件的纖維組織分布更為合理,可進一步提高零件的使用壽命。