PN16 DN600 气缸内径500mm单作用拨叉式气动蝶阀关、开扭矩的计算程序

≤0.4MPa，满足要求
b/D 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
90 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ － － － － － －
80 3620 3620 3620 3620 3620 3620 146200 146200 146200 146200 146200 146200 615 615 615 615 615 615
各开度下弹簧行程 各开度下开阀的力 408 14449 370 18798 341 20115 316 294 272 249 225 195 158
30
20139 18992 16581 13400 9850 6592 3285
40
50 300
60
70
80
90 400 450
250
350
表4 弹簧的计算程序
结构尺寸 0.3～0.4 结构尺寸 设计给定 设计给定 MCOS2αQ/L 结构尺寸 PTiL/COS2αQ ηM1i 设计给定 试算 η1Mi 设计给定 M1i+M3i 试算 P1/K h1+F1 结构尺寸
6
2 0.4 4 1.6 -45 14449 0.125 9547 7160 0.75 38187 3612 1.15 13159 93.62 157.89 407.89 250.00 14726
O型圈个数 橡胶对阀杆的摩擦系数 O型圈的横截面直径 公称压力 各阀门开度下气动装置的旋转角度 阀门在开启过程中所需的力 气动装置的力臂长度 压缩弹簧的扭矩 弹簧有效的输出扭矩 弹簧扭矩的输出效率 弹簧的工作负荷 开阀过程中每一个开度的扭矩 设计裕量 每一个开度下气动装置的必需输出扭矩 弹簧的刚度 P1工作负荷下的变形量 弹簧的工作行程 弹簧和气动装置活塞行程 气动装置在阀门的各开度下的输出扭矩
公 式 或 来 源 来自表1-1中的序号47项的最大值 来自表1-1中的序号47项的最小值 设计给定 (8CKP2/π［τ］)0.5 设计给定 (4C-1/4C-4)+(0.615/C) 60Si2MnA(Ⅱ类) dC D2-d D2+d hGd4/8(P2-P1)D23 查表 n+2.5 τπd3/8KD2 1.25［τ］ 8P3D23/Gd4 f3 δ+d δ-(P2/P'n1) Gd4/8D23n1 n1t+2d H/D2 P1/P' H-F1 P2/P' P3/P' H-F2 H-F3 atan(t/πD2) πD2n/cos 4× 10-6MQCOS2αQ/η1πD2L 全关位置 来自表1-3中的序号1项 P2L/COS αQ 设计给定 设计给定 设计给定 来自表1-1中的序号48项
内径500mm单作用拨叉式气动蝶阀关、开扭矩的计算程序
计 阀 70° 2661.84 1254 6034 90 70 157 590 0.27 0.40 1.17 1.00 7 0.96 207.9 294 588 0 1194 244964 242833 1000 58.35 119.31 9.81 84.7 332 0.18 0.67 97 0.010 656 0.273 93 0.15 65 35.64 60° 2346.17 1162 5589 90 60 157 590 0.27 0.40 1.08 1.00 7 0.84 207.9 294 588 0 965 197540 197856 1000 58.35 125.82 9.81 38.56 78.58 0.18 1.00 86 0.018 984 0.273 80 0.15 65 35.64 50° 2080.16 1069 5144 90 50 157 590 0.27 0.40 0.99 1.00 7 0.72 207.9 294 588 0 744 149772 152686 1000 58.35 172.54 9.81 29.28 25.12 0.18 1.33 75 0.028 1312 0.273 67 0.15 65 35.64 算 门 结 开 果 度 40° 1816.07 977 4698 90 40 157 590 0.27 0.40 0.91 1.00 7 0.60 207.9 294 588 0 538 104728 110290 1000 58.35 207.67 9.81 22.30 8.64 0.18 1.67 64 0.044 1640 0.273 53 0.15 65 35.64
位
开阀、关阀计算力矩 密封面的摩擦力矩 密封面的摩擦力 阀门总开度 阀门开度 阀板的厚度 阀门的通径 阀板的厚度比 密封面摩擦系数 密封面的必需比压 与流体性质有关的系数 密封面的宽度 最大关闭压差 力臂 阀板的半径 阀板的直径 偏心距 轴承的摩擦力矩 介质作用力 静水作用力 介质密度 静水力矩 动水力矩 重力加速度 开度为α时的动水力矩系数 开度为α时的阻力系数 全开阻力系数 全开时介质的流速 最大静压水头 压升 开度为α时的体积流量 流道的截面积 关阀时间 轴承的摩擦系数 轴的直径 橡胶O型圈填料的摩擦扭矩
2 -2 4
阀板的厚度比为0.27查表 阀板的厚度比为0.27查表 阀板的厚度比为0.27查表 设计给定 100(ΔP+Δp) 3.92× 10-4V/At 900πc(D/1000)2 π(D/1000)2/4 设计给定 设计选定 结构尺寸 (0.5πzdF2(0.33+0.92fOdOPN))/1000
表5 气缸内径500mm的单作用拨叉式气动装置单独试验和气
9 10
工作气压 带载试验的总工作气压
PⅡ P
MPa MPa
表1 PN16 DN600 气缸内径500mm单作
公 式 和 来 源 90° 3141.01 1439 6924 90 90 158 590 0.27 0.40 1.34 1.00 7 1.2 207.9 294 588 0 1604 325856 329063 1000 58.35 3.41 9.81 － ∞ 0.18 0.00 124 0.035 0 0.273 120 0.15 65 35.64 80° 3045.10 1347 6479 90 80 157 590 0.27 0.40 1.25 1.00 7 1.08 207.9 294 588 0 1408 288815 284484 1000 58.35 196.25 9.81 615 3620 0.18 0.33 108 0.004 328 0.273 107 0.15 65 35.64
z fO dO PN αQ Fi L M1i M2i η PTi M3i η1 M K F1 h1 h或l MQ
个 / mm MPa ° N m N· m N· m / N N· m / N· m N/mm mm mm mm N· m
η2 / 56 气动装置的效率 P MPa 57 最小工作气压 D m 58 气缸直径 时表示蝶阀为关闭状态，夹角0° 时表示蝶阀为全开状 注： 1. 开度α为阀板与流道中心线的夹角，夹角90° 2. 一般来说，阀门在开阀或关阀的过程中，每一个开度所需力都不一样，用弹簧力作为阀门开或
(MMi+MCi+MJi+MDi+MTi) 10-3QMRm πD1bMqMfM 设计给定 设计给定 D1(b/D) 设计给定 0.054H1/3 设计给定 m(0.4+0.6ΔP)/(bM/10)0.5 水 设计给定 ζρc2/2 ((R/20.5)2+h2)0.5 D1/2 设计给定 中心对称式蝶阀偏心距为0 Max(QMJ,QJS)fCdF/2 πSINαD12ΔP/4 gπSINα(10-3D1)2ρH/4 按运行温度查表 gπ(10 D) ρ/64 2g mαH(10-3D)2/(ζα-ζD+2gH/c2)) /
单 位 N N mm mm / / MPa mm mm mm 圈 MPa 圈 N MPa mm mm mm mm N/mm mm / mm mm mm mm mm mm mm mm MPa ° N N.m / m m N.m
允许的极限负荷 允许的极限扭应力 极限负荷下的单圈变形量 间距 节距 最大工作负荷下的单圈变形量 弹簧的刚度 弹簧的自由高度 弹簧的稳定性系数 最小工作负荷下的变形量 安装的安装高度 最大工作负荷下的变形量 极限负荷下的变形量 最大工作负荷下的弹簧高度 极限负荷下的弹簧高度 螺旋角 弹簧展开长度 气动装置单独试验的工作气压 气动装置的旋转角度 弹簧的最大工作负荷 压缩弹簧的力矩 气动装置的效率 气缸直径 气动装置的力臂长度 最大开、关阀门的扭矩
名
称
或 计 算 项 最大工作负荷 最小工作负荷 弹簧的工作行程 弹簧钢丝的直径 弹簧的指数 曲度系数 允许扭应力 弹簧的中径 弹簧的内径 弹簧的外径 弹簧的工作圈数 材料的剪切模数 总圈数
目
符 号 P2 P1 h d C K ［τ］ D2 D1 D n1 G n P3 τ f3 δ t f2 P' H λ F1 H1 F2 F3 H2 H3 α L PⅠ αQ P2 MQ η1 D L M
2
计 算 结 果 38187 14782 250 41.52 9 1.16 590 378.00 336.00 420.00 5.7 78000 8.5 48847 738 86.96 86.96 128.96 18.98 93.62 857.8 2.27 157.9 699.9 407.9 521.8 449.9 336.0 6.198 10153 0.259 -45 38187 9547 0.75 0.50 0.125 3612
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
名 称
和 计 算 项 目
符 号 单 Mi MMi QM αz α b D b/D fM qM m bM ΔP Rm R D1 h Mci QMJ QJS ρ MJi MDi g mα ζα ζD c H Δp V A t fC dF Mti
N· m N· m N ° ° mm mm / / MPa / mm MPa mm mm mm mm N· m N N kg/m3 N· m N· m m/s2 / / / m/s m MPa m3/s m2 s / mm N· m
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55
备
注
取
取
P3≥1.25P2=47734N，满足要 47734
f2≥0.1d=4.2mm，满足要
＜3，满足要求
H3=(n-0.5)d=336mm，满足要 336
单作用拨叉式气动装置单独试验和气动装置带载试验气源气压的计算程序
4× 10-6MCOS2αQ/η1πD2L PⅠ+PⅡ
0.098 0.357
35000
30000 25000 20000 各开度下开阀的力
弹簧的输出力
开阀所需的力矩
压缩弹簧的力矩 15000 10000 5000
0 0 50 100 150
气动装置输出力矩
关阀所需的总力矩
弹簧的输出力矩
阀门开度(°)
0
10 200
20
30
250
表4 弹簧的计
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 2 3 4 5 6 7 8
Biblioteka Baidu
2 0.4 4 1.6 -35 18798 0.125 6460 4845 0.75 34679 3502 1.15 9962 93.62 157.89 370.42 212.53 10973 0.75 0.40 0.50
10 η2πPD2L/4COS2αQ 0.75 设计给定 0.40 设计给定 0.50 结构尺寸 示蝶阀为关闭状态，夹角0° 时表示蝶阀为全开状态; 开度所需力都不一样，用弹簧力作为阀门开或关的动力源时应计算每一个开度所需力。