Расчет конструкции задвижки

Подставив значения, получим:

 

.

 

Следовательно, суммарное  осевое усилие, сжимающее шпиндель:

 

.

 

Усилие посадки запирающего  элемента можно определить как произведение площади номинального диаметра на перепад  давления.

 

Момент трения, возникающий  в резьбе:

;

 

, где    r_c – средний радиус резьбы;

α₁ – угол подъёма нарезки;

φ = 6⁰ – угол трения;

.

 

Крутящий момент M, который необходимо приложить к маховику, чтобы закрыть задвижку, складывается из момента трения в резьбе M₁ и момента трения в подшипнике втулки шпинделя M₂:

;

 

Момент трения в подшипнике втулки:

;

 

 где    R_c – средний радиус опорного заплечика втулки, или радиус до центра шариков подшипника;

f – коэффициент трения (f = 0,1 – 0,15 для опоры скольжения и

f = 0,01 для опоры качения), принимаем f = 0,12;

 

.

 

.

 

Уплотнительные кольца клина и корпуса рассчитывают на удельное давление. Наибольшая сила прижатия на уплотнительных поверхностях N₂ возникает со стороны выхода среды. Давление на уплотнительных поверхностях:

 

;

 

 где    D_н и D_в – внутренний и наружный диаметры уплотнительного кольца.

 

 

Для колец из коррозионностойкой стали удельное давление не должно превышать 40 – 60 МПа, для колец из бронзы - 16 МПа, для колец, наплавленных твёрдым сплавом, - 60 МПа.

 

 

 РАСЧЕТ УСИЛИЙ, НЕОБХОДИМblХ  для ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КЛИНА 

ПРИ ОДНОСТОРОННЕМ САМОУПЛОТНЕНИИ

Закрывание задвижки

 

Учитывая малую величину угла φ, можно для практического  использования принимать

 

Открывание задвижки

 

Учитывая малую величину угла φ, можно для практического  использования  принимать 

 

 

 

Коэффициент трения покоя для задвижек можно принимать равным

 

4. РАСЧЕТ УСИЛИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ  ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КЛИНА

ПРИ ОДНОСТОРОННЕМ УПЛОТНЕНИИ С  ПОДЖАТИЕМ 

Закрывание задвижки

 

 

 

Открывание задвижки

 

 

5. РАСЧЕТ УСИЛИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ  ПЕРЕМЕЩЕНИЯ /(ЛИНА 

ПРИ ОДНОСТОРОННЕЙ fАРАНТИРОВАННОЙ ПЛОТНОСТИ 

В данном случае должно быть обеспечено плотное перекрытие задвижки для Bcero диапазона давлениЙ от нуля до Ру только деЙствием шпинделя, без учета деЙствия давления среды. Под

деЙствием давления среды может  начаться пропуск среды во внутреннюю полость задвижки со стороны входа.

Закрывание задвижки

Расчетным является третий период закрывания, при котором

в соответствии с заданными условиями  на уплотняющих кольцах 

при отсутствии среды нужно действием  шпинделя создать усилие Qy, необходимое  для обеспечения плотности.

 

При закрывании задвижки в потоке среды необходимо усилие

 

 

 

При закрывании задвижки в потоке среды для создания гарантированной  плотности расчет Ql следует вести  исходя из условий 

 

 

 

 

 

Открывание задвижки

 

 

6. РАСЧЕТ УСИЛИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ  ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КЛИНА 

ПРИ ДВУСТОРОННЕЙ гарантированной  ПЛОТНОСТИ

 

Закрывание задвижки

 

Для Toro чтобы во внутреннюю полость  задвижки не моrла

проникнуть среда, необходимо при  отсутствии среды в задвижке

создать при закрывании R =сс R 1 == Qy + Qcp, тоrда

 

Открывание задвижки

 

 

 

При открывании задвижки без потока среды усилие, необходимое для перемещения клина

в начальный момент подъема,

 

 

 

В табл. 131 и 132 приведены расчетные  формулы для определения наибольших усилий, необходимых для перемещения  клина в клиновых задвижках с  различными уплотняющими кольцами.

Формулы даны для работы задвижек при различных условиях с учетом применяемых коэффициентов трения для каждого из материалов колец. Значения коэффициентов трения учитывают  сложные условия эксплуатации задвижек.

В тех случаях, когда средой является вязкая жидкость с хорошей смазывающей способностью, предохраняющая уплотняющие кольца и шпиндель от коррозии, коэффициенты трения, принятые в таблицах,   могут быть значительно снижены вплоть до величины, равной 50 % от приведенных.

Значение Qy для вязкой среды может быть снижено на 30 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила трения между  сальниковой набивкой и шпинделем  может быть рассчитана по формуле:

где:

Ψ – коэффициент, определяемый по формуле

Значения коэффициента Ψ приведены в таблице 117, в которой принято, что коэффициенты трения между набивкой и шпинделем уменьшаются с повышением давления (это подтверждено экспериментами). Кроме того, в арматуре для высоких давлений обычно применяются шпиндели с более тщательно обработанной поверхностью, часто закаленной, шлифованной и полированной, что уменьшает силу трения.

dc - диаметр шпинделя в мм;

 S – толщина кольцевого слоя набивки, которая выбирается  учетом целого ряда факторов: давления, температуры, степени ответственности изделия, высоты набивки h и пр.

Величина h выбирается обычно в пределах от 4s для неответственных  изделий при низких давлениях; до 10s - для уплотнения среды при высоких  давлениях.

Толщина набивки выбирается в пределах от до

 

Между давлением, необходимым для затяжки сальника и рабочим давлением существует  пропорциональная зависимость

Коэффициент пропорциональности φ определяется формулой:

 

Значения коэффициента φ приведены в таблице 117.

 

 

 

 

 

6. Выбор типа электропривода

7. Выбор исполнения уплотнительной  поверхности материала фланца

2.2.3 Конструкция фланцев задвижек

 

8. Прочностной расчёт

8.1. Прочностной расчёт корпуса

8.2. Прочностной расчёт сечения  шпинделя

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1.