Силовий розрахунок конічного крана

У конічних кранах при роботі затвору проявляється клиновий ефект, а тому залежність питомого тиску (який необхідний для забезпечення герметичності) від тиску середовища буде відрізнятися від такої для плоского ущільнення. Експериментальне дослідження конічних кранів показали, що залежність середніх питомих тисків від робочого тиску при низьких тисках середовища має криволінійний характер , а в подальшому з ростом тиску стає майже прямолінійною.

Згідно методичних вказівок рекомендується використовувати наступну емпіричну формулу для визначення питомих тисків, які необхідні для забезпечення герметичності конічних кранів

де m_c – коефіцієнт, який залежить від типу робочого середовища, приймаю згідно таблиці 2.5. m_c=1,0

q – розрахунковий питомий тиск на ущільнювальній поверхні, кгс/см²;

k_k – коефіцієнт, який залежить від матеріалу корпусу і пробки, приймаю згідно таблиці 2.6 k_k = 1.0;

k_м - коефіцієнт, який залежить від наявності мастила на ущільнювальних поверхнях, приймаю згідно таблиці 2.6 k_м = 1.0;

n – ширина перекриття (ущільнення), см;

р_р – робочий тиск, кгс/см².

Осьове зусилля затягування, яке необхідне для забезпечення двосторонньої герметичності, визначається за формулою

При силовому розрахунку перекривальної арматури умовно приймають, що робочий тиск проникає до середини ущільнення. Із урахуванням цього зусилля від тиску середовища на пробку визначається за формулою

У кранах при наявності мастила коефіцієнти тертя спокою і руху практично не відрізняються. Відомо, що при терті змащених поверхонь коефіцієнт тертя зменшується при збільшенні питомого тиску.

Момент тертя пробки об корпус при відкриванні крана

де µ₁ – коефіцієнт тертя пробки об корпус крана при повороті у залежності від питомого тиску, приймаю згідно таблиці 2.7 µ₁ = 0,18.

Якщо прийняти, що втрати у сальнику і шайбі дорівнюють 25 % від моменту тертя пробки об корпус, то орієнтовний момент, який необхідний для відкривання крана,

Орієнтовний розрахунковий крутячий момент

Діаметр шпинделя (суцільного хвостовика пробки) у сальнику (для сальникових кранів) при проектному розрахунку визначається із умови кручення за формулою

де - розрахункове допустиме напруження, яке визначається за формулою

де - тимчасовий опір розриву ( межа міцності ) для чавуну марки СЧ 15-32 приймаю =1500 кгс/см².

Отримане значення діаметра шпинделя округлюю до більшого значення. Отже =4 см

Найбільш довговічною буде така конструкція крана, в якій мінімальне зусилля затягування, яке необхідне для герметизації сальника і затвора співпадають. За такої умови зовнішній діаметр сальника визначається за формулою

Максимальний питомий тиск, який діє на ущільнювальних поверхнях

Ширина S і висота сальника визначається за формулою

Момент тертя в сальнику

де - коефіцієнт, який залежить від робочого тиску і відношення , приймаю згідно таблиці 2.8

Момент тертя у шайбі знаходиться за формулою

де - коефіцієнт тертя у сальнику, який залежить від робочого тиску, згідно таблиці 2.8 приймаю =0,1;

- середнє значення радіуса сальника визначається за формулою (2.46)

Крутячий момент, який необхідний для повороту пробки (відкриття сальникового крана)

Розрахунковий крутячий момент для сальникових кранів також необхідно приймати із запасом, а тому

Поиск по сайту: