Федеральное агентство по образованию
Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем с электроприводом из легированной стали
Мартыненко Н.Е.
Студент группы Э-291
Тимиргалиев В.А.
Челябинск 2006 г.
АННОТАЦИЯ
Тимиргалиев В.А. Задвижка клиновая с выдвижным шпинделем с электроприводом из легированной стали – Челябинск: ЮУрГУ, Э, 2006, 44с. Библиография литературы – 5 наименований. 1 лист чертежа ф. А1, 2 листа спецификации.
При изучении конструкционных материалов трубопроводной арматуры была выбрана задвижка и соответствующие для нее материалы, пригодные для эксплуатации при заданных условиях. Проведённые силовые расчёты подтвердили правильность выбора материала шпинделя. Основной задачей данной работы является ознакомление с основными терминами и понятиями трубопроводной арматуры.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Терминология и классификация
1.1 Основные термины
1.2 Типы арматуры и их конструктивные разновидности
2. Основные эксплуатационные параметры давления
2.1 Условные, рабочие и пробные давления
2.2 Условные обозначения и маркировка арматуры
3. Основные монтажные параметры арматуры
4. Материалы, применяемые для деталей арматуры
4.1 Чугуны
4.2 Стали
4.3Цветные металлы и сплавы
4.4 Неметаллические конструкционные материалы
4.5 Сплавы для наплавки уплотнительных колец
4.6 Прокладочные материалы
4.7 Набивочные материалы
4.8 Смазки
5. Выбор прототипа задвижки
5.1 Корпусные детали
5.2 Выбор клина и уплотнительных колец
5.3 Выбор сальникового узла
5.4 Выбор ходового узла
6. Управление арматурой с помощью электропривода
7. Задвижки
8. Силовой расчёт задвижки
8.1 Определение наибольших значений осевого усилия и крутящего момента
8.2 Расчётное определение среднего диаметра резьбы шпинделя и её основных параметров
8.3 Расчёт на прочность винтовой передачи шпиндель-гайка
8.3.1 Расчёт шпинделя на прочность
8.3.2 Расчёт шпинделя на устойчивость (проверочный расчет)
8.4 Расчёт узла сальникового уплотнения
8.4.1 Определение усилия затяжки сальника
8.4.2 Расчет на прочность шпилек и крышки сальника
Заключение
Литература
Приложения
1 Графическая часть на 1 листе ф. А1
2 Спецификации на 2 листах, ф. А4
ВВЕДЕНИЕ
В данной работе приведены основные сведения о трубопроводной арматуре, её основные термины и классификация, типы и конструктивные разновидности. Описаны материалы, используемые для изготовления и футеровки частей задвижек, вентилей, кранов, клапанов и т.д. По данным рабочим параметрам выбрана соответствующая задвижка, описаны её конструктивные особенности и выполнены расчёты её основных элементов.
1. ТЕРМИНОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1 Основные термины
В арматуростроении, так же как и в других отраслях промышленности, используются технические термины, отражающие специфику этой отрасли. К настоящему времени некоторые из них уже широко применяются, другие еще нуждаются в уточнениях и проверке практикой. Так, например, назрела необходимость термины «условный» и «условное» везде заменить на «номинальный» и «номинальное». Непрерывное расширение сферы применения арматуры вызывает появление новых терминов и определений.
Трубопроводной арматурой называют устройства, монтируемые на трубопроводах, котлах, аппаратах, агрегатах, емкостях и других установках, предназначенные для управления потоками сред путем отключения трубопроводов или их участков, агрегатов, аппаратов и т. п., распределения потоков по требуемым направлениям, регулирования различных параметров среды (давления, расхода, состава, температуры и т. п.), выпуска среды по требуемому направлению и т. д. Управление потоком производится путем изменения проходного сечения в рабочем органе арматуры.
Трубопроводную арматуру можно разделить на промышленную, сантехническую и лабораторную. Промышленная арматура может быть общего назначения и специальной – для особых условий работы. Арматурой общего назначения называется арматура, используемая в различных отраслях народного хозяйства.
По области применения арматуру подразделяют на пароводяную, газовую, нефтяную, энергетическую, химическую, судовую и резервную. Подавляющее количество конструкций арматуры устанавливается на трубопроводах и значительно меньшая часть монтируется непосредственно на котлах, аппаратах, установках, агрегатах и пр.
По принципу управления и действия арматура может быть управляемой и автоматически действующей (автономной). Управляемой называется арматура, рабочий цикл которой выполняется по соответствующим командам в моменты, определяемые рабочими условиями, обстановкой или приборами.
Управляемая арматура подразделяется на арматуру с ручным приводом, с механическим (электрическим, пневматическим, гидравлическим, электромагнитным) приводом и арматуру под дистанционно расположенный привод. Арматура с ручным приводом управляется вращением маховика (или рукоятки), насажанного на шпиндель или ходовую гайку непосредственно либо передающего движение через редуктор. Приводная арматура снабжена приводом, установленным непосредственно на ней и действующим от постороннего источника энергии или при помощи энергии рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.
Приводная арматура может быть снабжена электроприводом, электромагнитным приводом, исполнительным электрическим механизмом, мембранным, поршневым или сильфонным пневмо- или гидроприводом.
Арматура под дистанционно расположенный привод управляется приводом (механическим или ручным), который устанавливается отдельно от арматуры и соединяется с ней передачей, состоящей из валов, подшипников, зубчатых колес или тросов.
Автоматически действующей, или автономной, называется арматура, управление и рабочий цикл совершается только действием рабочей среды без каких-либо посторонних источников энергии.
Автоматически действующая (автономная) арматура (обратные клапаны, предохранительные и перепускные клапаны, регуляторы давления, регуляторы уровня, конденсатоотводчики) срабатывает под действием сил, создаваемых давлением самой рабочей средой.
По функциональному назначению арматура подразделяется на следующие основные классы: запорная, регулирующая, распределительная, предохранительная, защитная, фазоразделительная.
Запорная арматура предназначена для перекрытия потока среды. Она имеет наиболее широкое применение и по количеству применяемых единиц составляет обычно около 80% всего количества применяемых изделий. К запорной арматуре относят и пробно-спускную или контрольно-спускную арматуру, используемую для проверки уровня жидкой среды в емкостях, отбора проб, выпуска воздуха из верхних полостей, дренажа и т. д.
Регулирующая арматура предназначена для регулирования параметров рабочей среды (давления, температуры и т. п.) посредством изменения ее расхода. В состав регулирующей арматуры входят регулирующие клапаны, регуляторы давления и регуляторы уровня, регулирующие вентили. К регулирующей арматуре относится и дроссельная (дросселирующая) арматура, предназначенная для значительного снижения давления среды и работающая в условиях больших перепадов давления.
Распределительная арматура предназначена для распределения потока рабочей среды по определенным направлениям.
Предохранительная арматура предназначена для предотвращения аварийного повышения давления в обслуживаемой системе или объекте путем автоматического выпуска избыточного количества среды. К предохранительной арматуре относятся предохранительные клапаны, импульсные предохранительные устройства и мембранные разрывные устройства.
Защитная (отсечная) арматура предназначена для защиты оборудования от аварийных изменений параметра среды (давления, направления потока) путем отключения обслуживаемой линии или участка. К защитной арматуре относятся быстродействующие отсечные клапаны, задвижки и краны, обратные клапаны и отключающие устройства. Различие между предохранительной и защитной арматурой заключается в том, что при возникновении аварийного состояния параметра среды предохранительная арматура открывается для выпуска среды, а защитная закрывается, отсекая защищаемый участок от остальной части трубопровода.
Фазоразделительная арматура служит для автоматического разделения различных фаз рабочей среды (воды и пара). Представителями фазоразделительной арматуры являются конденсатоотводчики, предназначенные для автоматического вывода из обслуживаемого объекта (системы, установки, аппарата, агрегата) конденсата, образующегося в теплопотребляющих установках или, например, при прогреве паропровода. К фазоразделительной арматуре условно относят также воздухоотводчики (вантузы) и маслоотделители.
Помимо основных классов арматуры можно выделить следующие промежуточные: запорно-регулирующая, смесительная, пробно-спускная.
По материалу корпусных деталей арматура подразделяется на стальную (из углеродистой стали), из коррозионно-стойкой стали, титана, чугунную (из серого чугуна), из ковкого чугуна, цветных металлов, пластмасс и керамики (фарфор). Выделяют арматуру чугунную с защитным коррозионно-стойким покрытием (резина, пластмасса, эмаль).
По конструкции корпуса арматура подразделяется на проходную и угловую. В проходной арматуре среда не изменяет направления своего движения на выходе по сравнению с направлением на входе, в угловой направление изменяется обычно на 90°. Проходная арматура обычно устанавливается на прямолинейных участках трубопровода, угловая – в местах его поворота.