Силовой расчет задвижки

Опубликовано в Статьи

Силовой расчет задвижки

В силовом расчете задвижки необходимо определить крутящий момент и усилие на маховике ручного привода, необходимые для управления задвижкой

Dy = 100 мм, Р = 2,5 МПа. Задвижка клиновая, имеющая вращаемый шпиндель. Угол наклона клина - 2°52’. Передаточное отношение привода Д, которым снабжена задвижка, при ручном управлении iм = 97,9; к. п. д. η = 0,77. диаметр обода маховика Dм= 800 мм. диаметры уплотняющих колец D1 = 200 мм, D2 = 127 мм.

Задвижка должна быть рассчитана на условия работы при односторонней гарантированной плотности. Все расчеты проводятся в соответствии с таблицей 6.3. [21, 18].

1. Определяем крутящий момент и усилие на маховике, необходимые для закрытия задвижки.

а) Наибольшее усилие, необходимое для перемещения клина при закрытии клиновой задвижки с латунными уплотняющими кольцами при угле наклона клина φ = 2°52’ для условий работы задвижки при односторонней гарантированной плотности определяется формулой:

Q1 = 0,60Qy + 0.25Qср — QG,

где Qy — усилие, необходимое для уплотнение, Н; Qср — усилие от давления среды на клин, Н; QG — вес подвижных частей, который здесь относительно мал, поэтому его в расчете не учитываем.

Определяем эти величины:

Qy = π·Dк·b·qy = 3.14*0,1635*0,0365*2,88*106 = 54кН

здесь приняты данные средний диаметр уплотняющих колец Dк = 0,1635 м; ширина уплотняющих колец b = 0,0365 м; удельное давление qy = 2.88 МПа.

Qср = 0,785* Dк2*Py = 0.785*0.16352*2.5*106 = 52.4 кН.

Таким образом, наибольшее усилие вдоль шпинделя, необходимое для закрытия задвижки, имеет величину:

QO = Q1 = 0.60*54000+0.25*52400 = 45,5 кН.

b) Момент на шпинделе, необходимый для закрытия задвижки, усилие, выталкивающее шпиндель, определяется по формуле:

М = Мо + Мс + Мб

где Мо — момент в резьбе, Н*м; Мс — момент трения в сальнике, Н*м; Мб — момент трения в бурте, Н*м.

Момент в резьбе определяется по формуле:

Мо = Qo·(dср/2)·tg(α+ρ) = 673 Н*м.

Момент трения в сальнике:

Мс = T·(dc/2) = 34 Н*м

где Т — сила трения в сальнике.

Момент трения в бурте:

Мб = (Qo+Qшп)·dб/2·µб = 66,3 Н*м

где dб — средний диаметр бурта по шарикоподшипнику — 0,24 см; µб — коэффициент трения — 0,01.

Таким образом, наибольший момент на шпинделе, необходимый для закрытия задвижки:

М = 673 + 340 + 66,3 = 1079,3 Н*м.

Наибольший момент на маховике, необходимый для закрытия задвижки вручную:

Мм = M/i·η = 14.34 Н*м

где i = 97,9 — передаточное отношение; η =0,77—коэффициент полезного действия передачи.

с) Усилие на маховике, необходимое для закрытия задвижки:

QM = 2MM/DM = 35.85 Н.

где Dм = 0,80 м — диаметр обода маховика.

2. Определяем крутящий Момент и усилие на маховике, необходимые для открытия задвижки.

а) Наибольшее усилие, необходимое для перемещения клина при открытии, определяется по формуле:

Qy’ = 0.6 Qy + 0.35 Qср = 50740 Н

b) Крутящий момент на шпинделе:

М’ = Мо’ + Мс’ + Мб’

где М’o — момент в резьбе (857 Н*м); М’с — момент трения в сальнике (вычислен ранее); Мб’ — момент трения в бурте (819,8 Н*м).

Таким образом, наибольший крутящий момент на шпинделе, необходимый для открытия задвижки:

М’ = 1710.8 Н*м.

Наибольший момент на маховике ручного привода равен:

MM’ = M/ i·η = 22.7 Н*м.

в) Усилие на маховике, необходимое для открытия,

QM’ = 2MM/ DM = 56.7 Н.

В результате расчета получены следующие моменты и усилия, необходимые для управления задвижкой.

Закрытие задвижки:

момент на шпинделе М = 1079,3 Н·м;

момент на маховике ММ = 14.34 Н·м;

усилие на маховике QM= 35.85 Н.

Открытие задвижки:

момент на шпинделе М’ = 1710.8 Н·м;

момент на маховике М’M = 22.7 Н·м;

усилие на маховике = 56.7 Н.