Lapidação e polimento de faces de selos mecânicos

Tipos comuns de faces de selos mecânicos:
Carbono, carboneto de tungstênio, carboneto de solício , oxido de cromo, estelita, Níquel- resist e bronze fosforado.

O acabamento de selos mecânicos é feito por meio do processo de lapidação. Os sistemas de lapidação Kemet são usados tanto em fabricação como no recondicionamento. As seguintes técnicas são aplicáveis para lapidadores de bancadas como estacionárias bem como na lapidação manual.

Geralmente a escolha da lapidadora é determinada em função do maior tamanho do selo mecânico a ser lapidado. Por exemplo, o modelo 15 é indicado para selos com aproximadamente 125 mm em diâmetro (5”) enquanto que o modelo 24 para aqueles com diâmetro acima de 200 mm (8”). Esta regra sendo aplicável para a maioria dos casos, permitira obter superfícies planas e polidas com menos de 2 LB (0,0006 mm).

Muitos materiais usados para a fabricação de selos mecânicos são muitos duros para serem lapidados usando-se dos abrasivos convencionais como oxido de alumínio e carboneto de silício. Assim, se torna possível obter superfícies altamente refletivas, com apenas de um estagio de lapidação, empregando-se as suspensões de diamante Kemet devido ao seu alto poder de desbaste.

“Os produtos para lapidação plana Kemet são fabricados para serem usados na maioria de aparelhos da concorrência com até 72” em diâmetro. Entretanto, para a maioria dos trabalhos de lapidação de selos mecânicos podem ser executados pelos modelos 15 e 24 respectivamente.

Qualquer lapidadora convencional pode ser convertida para usar os produtos diamantados Kemet. Assim, simplesmente substituem-se tantos os discos de lapidação existentes com um adequado correspondente Kemet juntamente com um sistema de aspersão do material abrasivo.. Anéis de controle são ainda usados, entrentanto requerem que as suas arestas externas sejam chanfradas e, assim, permitindo a impregnação do diamante no disco Kemet. Uma vea que a máquina esteja convertida, o processo de lapidação/polimento é totalmente automático.

Dada a eficiência do sistema Kemet, o consumo de material abrasivo é bem reduzido em quando comparado com aqueles encontrado nos sistemas de lapidação convencional, assim aumentando a eficiência com grande economia.

Discos de lapidação planos

A qualidade superficial dos selos mecânicos somente pode ser obtida pelo emprego de discos de lapidação planos.Assim é sobremaneira importante a periódica verificação da planidade dos discos de lapidação. Na realidade é um aspecto fundamental exigido à todo operador de lapidadoras.

Tabela mostrando ajustes do aparelho para dispensa durante a lapidação de selos e válvulas.

Modelo 15”Modelo 24”
DiamanteFluídoDiamanteFluído
duração de 2 seg.
Intervalo de 20 seg
duração de 1 seg.
Intervalo de 120 seg
duração de 2 seg.
Intervalo de 20 seg
duração de 2 seg.
Intervalo de 40 seg

O aparelho para dispensa deve ser ajustado para aspergir a amostras nos intervalos indicados na tabela através dos reguladores de ar localizados na sua parte anterior, operando com linha de ar comprimido com pressão de ½ bar (7.5 PSI). Em seguida, com a máquina acionada o disco de lapidação carregado por cerca de 10 minutos observando-se os respectivos intervalos de aspersão.

Durante o processo de lapidação ou polimento é importante certificar que o disco de lapidação não esteja nem muito seco ou úmido. Se ele estiver muito úmido, o diamante é encharcado pelo lubrificante de forma que a ação de desbaste é sobremaneira diminuída. Por outro lado, se ele estiver muito seco a peça entra em contato direto como o disco de lapidação aumentado o aquecimento e conseqüentemente influindo no acabamento superficial.

Para lapidação os selos podem ser colocados dentro dos anéis de controle e em seguida aplicando uma determinada pressão. No caso de varias peças ser lapidadas dentro do mesmo anel de condicionamento, é importante que elas tenham a mesma espessura (+/- 0,5 mm). Para manter as peças em posição durante o processo de lapidação deves-e empregar um suporte, (geralmente conhecido como acento). Na realidade consiste de Um disco de Tufnell de 3 mm com o perfil das peças a serem lapidadas. Alternativamente os pesos podem ser faceados pelo emprego do conjunto de faceamento Kemet. Este é um material especial com propriedades antiderrapante que segura as peças na posição de lapidação sem a necessidade do suprote.

Na lapidação de um único selo ele pode movimentar-se livremente dentro do anel de condicionamento, observando-se a aplicação de um peso para obter um razão de desbaste adequada. O peso deve ser balanceado. Na realidade o peso ideal consiste de uma grande esfera de aço que pode simplesmente ser colocada na parte superior do selo. É também, recomendado que um elástico seja colocado em torno do selo de forma a imprimir arraste dentro do anel de condicionamento e , assim evitando marcas sobre o disco de lapidação.

Sugestões para aplicação de cargas – valores aproximados.

Carbono
100g/cm²
Carbeto de Tungsenio
300g/cm²
Carbeto de Silício
200g/Cm²
Ceramica
600g/Cm²
Niquel-Ferro
200g/Cm²
Estealita
200g/Cm²
Oxido de Cromo
300g/Cm²
Spray Coated
200g/Cm²

If a large seal is to be lapped on a relatively small lapping machine, then it is possible to remove a control ring and substitute the seal, which will then run in the Roller Yoke Assembly.

Criando-Se Uma Superfície Convexa Em Uma Face De Um Selo Mecânico

Durante qualquer operação de lapidação, as superfícies das peças refletem a forma do disco de lapidação. É por este motivo que os discos de lapidação são geralmente mantidos com uma condição precisa de planidade, (tipicamente menor que 0,004 mm) de maneira que as peças em lapidação reflitam esta precisão.

Para algumas aplicações se torna necessária a obtenção de uma superfície convexa, de forma que nestas circunstancias ao disco de lapidação seja condicionado de forma que ele seja côncavo antes do inicio do processo. Um disco de lapidação côncavo criará uma peça convexa uma vez que a peça reflete a condição do disco.

A concavidade necessária dependerá da convexidade exigida e o tamanho e a area da superficie das peças a serem lapidadas.

  1. Para criar um disco de lapidação côncavo, posicione todos os anéis de condicionamento o mais longe possível do centro do disco.
  2. Use o produto Kemxox 0400-S ou qualquer suspensão de abrasivo convencional para gerar a concavidade. Não use produtos a base de diamante.
  3. Não lapide as peças até que a concavidade tenha sido obtida. Comece pelo condicionamento do disco até obter a concavidade de 0,020 mm.
  4. Com a concavidade obtida, limpe os discos e os anéis de condicionamento aplicando em seguida o material abrasivo adequado.
  5. Lapide a peça normalmente dentro do anel de condicionamento.
  6. Verifique a condição da superfície para a planidade e ajuste a forma do disco se necessário.

A criação da concavidade pode demorar um certo tempo de forma que na linha de produção recomenda-se manter um disco de lapidação especificamente para a obtenção de uma superfície convexa. O ideal é manter, também um jogo de anéis de condicionamento dedicado com o respectivo disco de lapidação.

Kemet calculará a forma exata do disco necessária para operação de lapidação côncava;convexa.

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