Модификация дроссельного запорно-регулирующего клапана непрерывной продувки и технология изготовления детали "седло"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
е [? s]h= 480 допускаемое напряжение растяжения, (МПа)
? 0s/20=4*1080/3.14*8* (27)2= 235.9 (МПа)
? 0s/20 ? [? s]h
.9 ? 480 (МПа)
Расчет обечайки
1.Номинальная толщина обечайки должна быть не менее определенной по формуле:
SR= (P*Da)/2*?*[?]-P (с. 40) [7]
где Da= 200 - внутренний диаметр обечайки, (мм)
? - коэффициент прочности обечайки, ослабленной одиночным отверстием
[?]=147 - допускаемое напряжение при T=20C, (МПа)
P=22 - условное давление, (МПа)
? = 2/z+1.75; z=d /vDm*(s) (с. 98) [7]
где d-диаметр отверстия в обечайке, (мм)
Dm= Da+ SR/2 - средний диаметр обечайки, (мм)
SR=42*200/ (2*147)-42 = 33 (мм)m=200+ (33) = 233 (мм)=80/v233*33 = 0.912
? =2/0.912+1.75 =0.75
SR=42*200/ (2*0.75*147)-42 =39 (мм)
Внешний диаметр обечайки определим по формуле:
D=Da+2*S
D=200+2*33 =266 (мм)
Согласно ГОСТ 2590-88 принимаем D=280 (мм)
Следовательно, толщина стенки
S=(D-Da)/2= 40 (мм)
Расчет патрубка
1.Номинальная толщина обечайки должна быть не менее определенной по формуле:
SR= (P*Da)/2*?*[?]-P (с. 40) [7]
где [?]=147 - допускаемое напряжение при T=20C, (МПа)
Da=80 - внутренний диаметр патрубка, (мм)
SR=42*80/(2*147)-42 =14 (мм).m=80+ (14) =94 (мм)
? = 2/z+1.75; z=d /vDm*(s)
z=80/v94*14 =2.2
? =2/2.2+1.75= 0.5
S=42*80/ (2*0.5*147)-42 = 32 (мм)
внешний диаметр обечайки определяется по формуле:
D=Da+2*S
D=80+2*32 = 144(мм)
Согласно ГОСТ 2590-88 принимаем D=150 (мм)
Следовательно, толщина стенки S=(D-Da)/2= 35 (мм)
Расчет крышки
1.Допускаемая толщина крышки определяется по формуле:
Sдоп=0.55Dб. vP/?доп.
где P=22 - условное давление, (МПа)
?доп.=170 - допускаемое напряжение на изгиб при Т=30С, (МПа)
Dб=325 диаметр окружности расположения шпилек, (мм)
Sдоп=0.55*325*v42/170= 60 (мм)
Расчет резьбы
При расчете резьбы на прочность принимают следующее допущение: все витки резьбы нагружаются равномерно (хотя теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено, что для гайки с шестью витками первый виток резьбы воспринимает 52% всей осевой нагрузки, второй - 25%, третий - 12%, шестой - только 2%).
.Проектировочный расчет резьбы по напряжению среза производится по формуле:
?ср = F/?*d1*K* H
где H - высота гайки, (мм)
F =29.93 - осевое усилие действующее на шпильку, (кН)
d1=23,75- внутренний диаметр резьбы, (мм)
K=0,8- коэффициент учитывающий тип резьбы (метрическая)
[?]ср= 70 -допустимое напряжение среза, (МПа)
.Осевая сила приходящаяся на шпильку определяется по формуле:
F=F0/z
где z=8- количество шпилек в фланцевом соединении
F0=239.5 - растягивающее усилие действующее на шпильки, (кН)
?ср. = 29.3 /3,14*23,75*0,8*22 = 22,3 (МПа)
?ср ? [?]ср
22.3 ? 75 (МПа)
1.6 Кинематический расчет
Подбор механизма электрического прямоходного
1.Необходимое усилие на штоке привода
Для осуществления работы устройства на штоке привода должна быть развита сила превосходящая усилие, действующее на неразгруженную часть золотника со стороны рабочей среды.
Неразгруженной частью золотника является кольцо с внутренним диаметром 110 (мм) и внешним диаметром 116 (мм).
.1 Площадь неразгруженного участка определим по формуле:
S=?*((D/2)2- (d/2)2)
где D=116 - внешний диаметр неразгруженной области золотника, (мм)
d=110 - внутренний диаметр, (мм)
S=3.14*(582- 552); S=1064, 46 мм2
.2 Усилие созданное рабочим давлением определим по формуле:
F=P*S
где P=22 -рабочее давление клапана, (МПа)
S- площадь неразгруженного участка, (м2)
F= (22*106)*0.00106446; F= 21418.12 Н
C учетом того что при герметизации корпуса было использовано сальниковое уплотнение требующее увеличения силы на штоке в зависимости от коэффициента трения ?тр=0.15, получим: F= 24630 Н
где F- сила, которую необходимо развить штоку для поднятия золотника.
Для обеспечения подъема золотника выбираем механизм развивающий усилие на штоке F= 25000 Н. МЭП 25000/100-50-IIBT4-02 (механизм электрический прямоходный).
Следовательно, подъем золотника будет обеспечиваться.
1.6.1 Кинематическая связь штока арматуры и двигателя МЭП
1.Исходные данные:
H= 40 - рабочий ход штока, (мм)
Tр.х=1.6 - время рабочего хода, (мин)
P= 5 - шаг винта ШВП (шарико-винтовой передачи), (мм)
i= 150 передаточное отношение планетарного редуктора
Nдв= 750 количество оборотов двигателя в минуту (об/мин)
. Количество оборотов совершаемых гайкой ШВП за время рабочего хода штока определим по формуле:
Nоб.р.х=H/P
Nоб.р.х=40/5=8 (об)
.Угловую скорость гайки определим по формуле:
?= Nоб.р.х/ Tр.х
?= 8/1.6=5 (об/мин)
.Зависимость перемещения штока на 1 (мм) от оборотов двигателя
При перемещении штока на 1 (мм) гайка совершит 0.2 оборота, учитывая передаточное отношение редуктора i= 150, двигатель совершит 30 оборотов за 2,4 (сек)
.6.2 Расчет расхода рабочей среды
1.Расчет расхода рабочей среды в 5-ти положениях штока.
Начальное положение: шток прижат к седлу по уплотнительной поверхности
Золотник приводится в движение при перемещении штока свыше 3 (мм)
На каждой ступени дросселирования изменение площадей проходных сечений при перемещении штока одинаково, следовательно, рассмотрим сечение около уплотнительной поверхности, чтобы найти необходимые данные.
.1Площадь проходного сечения при поднятии золотника на 4 мм относительно уплотнительной поверхности определим по формуле:
S=?*((D/2)2- (d/2)2)