Определение расчетных усилий

Исходными данными для проектирования редуктора исполнитель­ного механизма и выбора электродвигателя являются величина мо­мента сопротивления со стороны задвижки и скорость вращения вы­ходного вала редуктора, которые определяются расчетным путем.

Момент сопротивления определяется величиной и направлением действия силы вдоль оси шпинделя, геометрическими размерами пе­редачи винт-гайка и другими параметрами.

Для определения сил, действующих вдоль оси шпинделя, рассматриваются различные фазы работы задвижки. Условием герметич­ности задвижки является:

, (1)
где q - удельное давление на поверхности контакта диска 4 и корпуса задвижки (рис.1) или уплотнительными кольцами;
[q] - допустимое значение удельного давления, обеспечивающего герметичность.

Определение величины [q] является сложной задачей, так как она зависит от чистоты уплотняющих поверхностей, свойств среды, температуры, жесткости конструкции задвижки, материала уплот­няющих колец и др. Поэтому величина [q] определяется эксперимен­тально. ЦКБА рекомендует следующую эмпирическую формулу:

(2)
где C – постоянная, зависящая от материала уплотняющих поверх­ностей (для чугуна, бронзы и латуни С = 30);

К – коэффициент, зависящий от материала уплотняющих колец (для чугуна, бронзы и латуни К = 1);

Р – рабочее давление среды (^кгс/_см²);

В – ширина уплотняющей поверхности, которая определяется типом уплотнения(см).

Для уплотнения в исполнении 1 (без колец): ,(3)

Для уплотнения в исполнении 11 (с кольцами): ,(4)

d₅, d₄, d₇, d₆, см. прил.1

Уравнение (2) согласуется с экспериментальными данными, если уплотняющие поверхности на дисках и корпусе притерты до чистоты не менее 9 класса, среда - чистая жидкость (кроме керосина и бен­зина), не содержащая твердых частиц, температура 20°.

Условие (1)может быть реализовано за счет давления среды или уплотнения с поджатием за счет клина задвижки.

1 способ – одностороннее самоуплотнение. При этом виде уплотнения условие (1) имеет вид:

, (5)
где – сила, прижимающая диск (4) к уплотняющим кольцам за счёт перепада давления;

– площадь уплотняющих колец (см²);

Для уплотнения типа 1 см.

Для уплотнения типа 11 см.

См. общий вид исполнительного устройства

Если одностороннее самоуплотнение не обеспечивает герметич­ности при перепаде давления (например ) от номинального, то применяется уплотнение с поджатием за счет клина задвижки.

2 способ – уплотнение с поджатием. При этом условие герметичности будет:

, (6)
где – дополнительное удельное давление, возникающее за счет клина, т.е. действия горизонтальных составляющих реакции R₂₄ (рис. 1);

Дополнительное давление определяется из условия (6).

, (7)
Реализуется это неравенство за счёт распорной силы R₂₄ (рис.1), прижимающей диск к уплотняющей поверхности корпуса.

Дата добавления: 2015-12-01