Определение осевой силы на шпинделе

а) Самоуплотнение

, (8)

Соблюдение неравенства (1) служит достаточным основанием для расчета осевой силы на шпинделе.

Сила на шпинделе при закрывании задвижки P_закр должна пре­одолевать силы трения на уплотняющих поверхностях диска (4) и корпуса, и выталкивающую силу давления среды на шпиндель F_выт

Реакции R₂₃ и R₂₄ (риc.1) в данном случае пренебрежимо малы

, (9)
где f – коэффициент трения на поверхности уплотняющих колец f =0,25;

q – из условия (5)(кг/см²);

d_шп – средний диаметр нарезки шпинделя (см. прил.1 и ГОСТ 9484-68).

Сила при открывании задвижки отличается от силы при закрыва­нии, так как коэффициент трения при трогании с места f₀ больше коэффициента трения при движении.

Сила при открывании:

, (10)
Расчетной осевой силой будет большая из сил: F_откр или F_закр.

б) Уплотнение с поджатием

Если условие (1) не выполняется, т.е. q<[q], то необходимо обеспечить герметичность за счет давления среды и дополнительного прижатия за счет клина.

Дополнительное давление определяется из условия (7).

Осевая сила на шпинделе должна преодолевать силы трения на уплотняющих кольцах T₀₃ и T₀₄, а также вертикальные составляющие реакций (распорных сил) R₂₃ и R₂₄, и F_выт. Горизонтальные составляющие реакций R₂₃ и R₂₄ (они равны) определяются дополнительным удельным давлением q_доп.

, (11)
где ;

- угол скоса дисков;

- приведенный угол трения на поверхности между клином и дисками;

- приведенный коэффициент трения между кли­ном и дисками, поверхности которых не обработаны.

Силы трения на уплотнительных поверхностях определяются из условий

;

, (12)

Осевая сила на шпинделе при закрывании в этих условиях будет равна

,
после преобразований

, (13)
Осевая сила при открывании определяется по уравнению

, (14)
Во избежание потери работоспособности элементов задвижки под действием максимальной осевой силы необходимо проделать прове­рочный расчет передачи винт-гайка и кулачков соединительной муфты.

Проверочный расчёт элементов задвижки

а) Расчет бурта гайки на износоустойчивость по удельному давлению;

, (15)
где F_max - наибольшее осевое усилие на винте (кг);

d₁₁ - внешний диаметр бурта (см. прил.1);

d₉ - внутренний диаметр бурта (см).

Для увеличения износоустойчивости бурта стальной гайки предусматривается установка бронзовой шайбы.

Дата добавления: 2015-12-01