三偏心蝶阀的力矩计算及结构优化

摘要

三偏心金属密封蝶阀因其温度压力适用范围广,可实现“零泄漏”密封,近年来得到迅猛发展。但是三偏心蝶阀的启闭运动是一个复杂的三维空间运动轨迹,要求蝶板与阀座在开启与关闭过程中无干涉,密封比压分布相对均匀。迄今为止国内尚未对其进行系统的研究及合理规范的设计计算,致使三偏心蝶阀的发展及应用受到一定程度的限制。
　　 本文阐述了三偏心蝶阀的结构,推导出沿蝶板厚度任意截面的几何方程并对其性质进行了分析。结果表明,沿蝶板厚度的平行截面轮廓线为标准的椭圆形,进而推导出了蝶板几个主要截面几何参数之间的关系。
　　 本文对三偏心蝶阀蝶板在关闭瞬间和开启瞬间分别做了受力分析,并推导出在这两种工况下摩擦力矩和阀杆扭矩的计算公式。
　　 本文对三偏心蝶阀蝶板密封面的摩擦力矩的计算公式作了推导并进行了定性的分析。结果表明,三偏心蝶阀的轴向偏心距对蝶阀的摩擦力矩影响不大,几乎成水平直线:径向偏心距与摩擦力矩近似成正比;角偏心与摩擦力矩近似成反比。
　　 本文还对三偏心蝶阀的阀杆扭矩公式作了推导并进行了计算验证。结果表明,径向偏心距与阀杆扭矩近似成正比,而轴向偏心和角偏心对阀杆扭矩的影响不大。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 蝶阀概况

1.1.1 蝶阀的优越性

1.1.2 蝶阀的结构形式

1.1.3 蝶阀的阻力系数

1.1.4 蝶阀的流量特性

1.2 课题的提出

1.2.1 三偏心蝶阀的发展现状

1.2.2 课题研究的意义

1.2.3 课题研究的主要内容

1.3 课题研究的可行性分析

1.4 小结

第2章 三偏心蝶阀结构的计算分析

2.1 三偏心蝶阀的结构特点

2.2 偏心角的计算

2.3 轴向偏心距和径向偏心距的计算

2.4 蝶板厚度的计算

2.5 蝶板所在圆锥锥度的计算

2.6 小结

第3章 三偏心蝶阀密封副的结构及干涉分析

3.1 蝶阀密封副的结构形式

3.1.1 强制密封蝶阀的密封副结构

3.1.2 充压密封蝶阀的密封副结构

3.1.3 自动密封蝶阀的密封副结构

3.2 蝶阀密封副干涉的判别方法

3.3 小结

第4章 三偏心蝶阀蝶板平行截面的计算分析

4.1 沿蝶板厚度任意平行截面的性质

4.2 沿蝶板厚度任意平行截面的几何方程

4.3 蝶板几个主要平行截面的几何参数关系

4.4 沿蝶板厚度任意平行截面的极坐标方程

4.5 小结

第5章 三偏心蝶阀蝶板密封面的摩擦力矩计算

5.1 蝶板密封面的受力分析

5.2 蝶板密封面的摩擦力矩计算

5.2.1 蝶板在关闭瞬间

5.2.2 蝶板在开启瞬间

5.3 实例计算分析

5.4 三偏心参数对摩擦力矩的影响

5.5 小结

第6章 三偏心蝶阀阀杆扭矩的计算分析

6.1 轴承处的摩擦力矩

6.2 静水力矩

6.3 填料对阀杆的摩擦力矩

6.4 密封副之间的压力产生的力矩

6.4.1 单位正压力产生的力矩

6.4.2 单位正压力引起的摩擦力产生的力矩

6.5 阀杆扭矩的计算公式

6.5.1 蝶板在关闭瞬间

6.5.2 蝶板在开启瞬间

6.6 实例计算分析

6.6.1 阀杆扭矩计算公式的可靠性

6.6.2 三偏心参数对阀杆扭矩的影响

6.7 小结

结论

参考文献

致谢

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