三偏心蝶閥的閥板的偏心角及回轉(zhuǎn)中心位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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1、三偏心蝶閥的閥板的偏心角及回轉(zhuǎn)中心位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)1引言近幾年來，現(xiàn)代化工業(yè)的快速發(fā)展，使蝶閥廣泛應(yīng)用丁?先進(jìn)的工藝過程。為此世界各國都在研宂新的蝶閥密封結(jié)構(gòu)形式，使其能夠滿足新的工藝要求。扱近，我們在雙偏心的基礎(chǔ)上使蝶板的中心偏置-定的角度，形成三偏心密封結(jié)構(gòu)，它保留了雙偏心蝶閥的優(yōu)點(diǎn)，同吋乂減小了偏心驅(qū)動(dòng)力矩。但是，三偏心結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相當(dāng)fi雜，合理選擇回轉(zhuǎn)中心的位.胃.顯得十分?要，本文就最佳偏心角和回轉(zhuǎn)中心的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。2三偏心結(jié)構(gòu)的密封涼理當(dāng)前三偏心結(jié)構(gòu)的密封副形式多種多樣，宥球形、拋物線形、錐面形等，由于錐面密封面

2、的加T性能好，按一般工藝就可以保證其設(shè)計(jì)精度，在此，以錐而密封為例討論其密封原理。圖1為三偏心蝶板的設(shè)計(jì)原理圖。蝶板密封面為錐面，若采用正圓錐體，由于其大端H徑大于閥座密封圈內(nèi)徑，啟閉蝶板時(shí)容易與閥座發(fā)生干涉，采用偏心角為a的偏心錐面解決丫這個(gè)問題。設(shè)回轉(zhuǎn)屮心為E點(diǎn)，密封最佳點(diǎn)為P：、P2,則EP,EP,,故蝶板越關(guān)越緊，能實(shí)現(xiàn)閥門的自鎖。囝1三偏心結(jié)構(gòu)3蝶板鉍佳偏心角的選擇殷則3.1保證閥

3、門的密封性閥門的密封性處靠密封副間擠壓變形活，阻斷介質(zhì)的滲透力而切斷介質(zhì)的流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。力/實(shí)現(xiàn)密封，在密封副間必須具備一定的密封力，具體反映在密封而上即需要一定的密封比壓。根據(jù)密封原理可知，應(yīng)滿足密封條件：q?

4、接觸密封寬度b，,有關(guān)。而啟閉時(shí)的摩擦力矩：M^=冗Dqb丄（況■扁）（3）式屮D—密封直徑，nunII一軸⑹偏心距，nunf?_密封材料的摩擦系數(shù)要減小啟閉瞬間的摩擦力矩，盂耍盡可能地減小劣際密封比壓<1，通常取q=1.4cb，代入式（3）M時(shí)也將式（2）代入式（3）整理后得：=3A^Dfm（C^KF）^AH2+D2）（4）從式（4）可知在其它條件不變的情況下，減小密封寬度可以減小縻擦力矩。根據(jù)式（1）知q=1.4q?<[q],代入式（2）整理后得：b〉19.6（0+奶2由此可以看出，接觸密封寬度bs在滿足式(5)的條件下，可

5、以根據(jù)實(shí)際惜況適當(dāng)取較小值、3.2蝶板的錐度20的選擇蝶板的雄度大小與所選的密封材料的摩擦系數(shù)f，冇關(guān)，為丫使閥門在關(guān)閉位置時(shí)實(shí)現(xiàn)自鎖，根據(jù)機(jī)械原理知：tg23^f?(6)可以根據(jù)密封材料的摩擦系數(shù)計(jì)算出蝶板的錐度,然后結(jié)合實(shí)際怙況選擇合理的錐度。3.3蝶板的偏心角a的計(jì)算由圖1知，在坐標(biāo)系X-Y中，根據(jù)幾何學(xué)原理得：(J)=f3-aR=D2cosj3H=—tgj3=Rsinj82那么各點(diǎn)的坐標(biāo)為a(RsinP,0),A[RsinP-Rsin(P-a),Rcos(P-a)],B[RsinP-Rsin(P+u)，-Rcos(3+a

6、)],Po[-R(cosa-sin23)/sinP,Rsinu/sinP]。設(shè)U線P?P,的斜率為K,,則：tg

7、g(P-a)(9)將式(9)代入式(8)求出其交點(diǎn)問距離即接觸密封寬度bB:)2=r2sinza-R':(1—cosa)2+2rRX(1-cosa)[cos3+sinasin(3-a)]4-cos(3-(10)而接觸密封寬度b、在式（5）中已經(jīng)確定，錐度2P也己知，將它們代入式（10）就可計(jì)算出符合要求的偏心角a。4蝶板最佳回轉(zhuǎn)中心選擇原則及計(jì)算4.1三偏心的位.胃.分析沒圖1E點(diǎn)為回轉(zhuǎn)屮心，則當(dāng)?shù)屙槙r(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，點(diǎn)P：、P：運(yùn)動(dòng)方向分別為^和t2的方內(nèi)。設(shè)AE=n，BE=re,11和1;2分別與1'、、n垂直，并且與和

8、hB的夾角為02，由子1^彡rB并且取則有r/OiPur?O,P2,但是其密封點(diǎn)在P"的右側(cè)，對三偏心的錐而密封，蝶板上密封點(diǎn)左側(cè)的旋轉(zhuǎn)半徑均小