1.4.2 Динамика Принцип работы механизма электрического прямоходного
От электропривода «1» через планетарный редуктор «2» вращение передается валу, который соединен с гайкой шарико-винтовой передачи, в результате чего гайка получает вращение.
В гайке смонтирован винт. Винт через резьбовую муфту соединяется с рабочим органом арматуры, штоком (9)
Вал, получающий вращение от редуктора через червячную и зубчатую передачи передает вращение на вал блока сигнализации, в результате чего БС контролирует начальное и конечное положение винта.
Ручное управление перемещением выходного штока механизма осуществляется вращением маховика.
Принцип работы механизма заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего от регулирующего или управляющего устройства, в возвратно-поступательное перемещение выходного штока.
Принцип работы арматуры
Исходное положение 1. «закрыто»
Шток (9) находится в начальном положении, прижимаясь к золотнику (8), чем обеспечивает перекрытие (герметизацию) потока через продольное сквозное отверстие золотника (8).
Золотник (8) прижат к седлу (4) по притертой части, в результате чего создается уплотнительная поверхность, препятствующая проходу рабочей среды через ступени дросселирования.
Рабочая среда под давлением Р= 22 (МПа), заполняет полости 1, 2, 3.
Положение 2. «промежуточное»
Шток (9) поднимается вверх относительно золотника (8) на величину зазора 5 (мм). Рабочая среда попадает в продольное сквозное отверстие золотника (8).
Давление в полости 3 уменьшается на величину перепада вызванного пятью канавками дросселирования золотника (8), совместно с втулкой (7). Рабочая среда попадает в трубопровод.
Разгрузка осуществляется за счет конструкции золотника. Так как силовое воздействие от рабочей среды передается на единицу площади по всему объему занимаемому средой. В результате наличия торца цилиндрической поверхности с канавками, сила, действующая на торец первой ступени дросселирования, уравновешивается. Неразгруженной остается площадь (S=10,64 мм2), воспринимающая усилие (F=21401Н) от рабочей среды.
Для перемещения золотника (8), шток (9) необходимо перемещать с силой большей F*μтр=24630 Н (где μтр- коэффициент трения сальникового уплотнения).
МЭП позволяет придать штоку силу (F=25000 Н), благодаря чему осуществляется перемещение золотника (8) соединенного со штоком (9) штифтом (10).
Положение 3. «открыто»
Золотник (8) поднят на величину 20мм, относительно притертой поверхности.
В результате чего рабочая среда из полости 2, проходя 6 ступеней дросселирования, претерпевая перепад давления на каждой ступени, попадая в трубопровод с необходимым параметром давления и расхода.
1.5 Расчет на прочность Фланцевое соединение
1.Расчет прокладки:
Принимаем толщину прокладки δ= 3 (мм) ГОСТ 481-80,
ширина прокладки b0= 20 (мм) (с.216 табл. 8.7) [7]
1.1 Наружный диаметр прокладки определяется по формуле:
Dd= D+2b0+2u (c.216) [7].
где u- расстояние от внутренней кромки фланца до внутреннего диаметра прокладки, (мм)
D- внутренний диаметр фланца, (мм)
Для прокладок из паронита u=2δ (c.219 табл. 8.9) [7].
Dd=245 (мм).
1.2 Минимальное усилие необходимое для обжатия прокладки определяется по формуле:
Fd= π*Dm*b*q0 (с.221) [7]
где b,b0,q0- принимается согласно пункту 8.7.1.8 [7]
Dm=(Dd- b0) - расчетный диаметр прокладки.
Dm=245-30 = 215 (мм)
q0=100/√10*δ (удельное давление)
где δ- толщина прокладки, (мм)
q0=100/√10*3 = 18.25 (МПа)
b0 - ширина прокладки =20 (мм)
b=√10*b0
b=√10*20 = 14.2 (мм)
Fd= 3.14*215*14.2*18.25= 175 (кН).
1.3 Минимальное усилие на прокладку, необходимое для сохранения плотности при рабочем давлении и давлении гидравлического испытания определяется по формуле:
F2= π*Dm*b*q, F2h= π*Dm*b*qh (с. 222) [7]
где q- удельное давление на прокладку в рабочих условиях, (МПа)
qh- удельное давление на прокладку при гидравлических испытаниях, (МПа)
q=m*x*p
где m=2.5- прокладочный коэффициент (табл. 8.8) [7]
X=1- коэффициент учета прочности прокладок в рабочих условиях
P=22 - расчетное давление, (МПа)
q=2.5*1*22 =55 (МПа)
F2=3.14*215*14.2*55 = 527 (кН).
qh=0.8*m*x*ph
где ph=30 - давление для гидравлического испытания, (МПа)
m*x=1.5 (табл. 8.12) [7]
qh=0.8*1.5*60 = 36 (МПа)
F2h=3.14*215*14.2*36 = 345 (кН).
1.4 Растягивающее усилие в шпильках от рабочего давления и гидравлического испытания определяется по формулам:
Fp=π/4*Dm2*p; Fh=π/4*Dm2*ph. (с. 222) [7]
Fp=3.14/4*(215)2*22 =798.3 (кН)
Fh=3.14/4*(215)2*30 =1080 (кН).