Get Adobe Flash player

Расчет привода клапанов

Тема: «Расчет привода клапанов»

Ход работы:

  1. Выбрать исходные данные по своему варианту;
  2. Изучить теоретическую часть;
  3. Произвести расчет Рдв, по полученному значению мощности привода электродвигатель, выписать его параметры: тип, мощность, частоту вращения вала.

Наименование параметров

Обозначение

Единица изм

Варианты

1

2

3

4

5

6

7

Коэф. пропорциональности 

k

-

0,2 ÷ 0,6

Диаметр проходного сечения клапана

D

мм

1200

1100

1300

1200

1400

1300

1500

Перепад давления

р

МПа

8

7

9

8

10

7

10

Сила трения в сальниковом уплотнении клапана

Fт

кН

5

8

7

7

5

6

8

Диаметр вала в месте уплотнения

d

мм

200

250

300

250

200

200

300

Суммарное усилие от веса дросселя с валом и давления среды

G

кН

100

200

200

150

150

100

200

Коэф. трения в подшипниках опор

f

-

0,3

0,6

0,8

0,7

0,4

0,5

0,8

Диаметр цапфы вала

d1

мм

210

250

300

320

240

210

350

Средний диаметр уплотняющей контактной поверхности диска

Dу

мм

350

400

370

410

360

350

420

Коэф. трения между диском и седлом

μ

-

0,35

0,6

0,35

0,6

0,5

0,35

0,6

Наружный диаметр трубы диска

dт

мм

400

450

400

430

470

420

500

Давление рабочей среды

рр

МПа

0,16

0,2

0,16

0,2

0,16

0,2

0,2

Число труб

z

шт

12

Угол клина

α

град

20

Давление газа на тарель

р

МПа

15

20

25

20

15

23

25

Расстояние от оси поворота рычага до оси крепления тарели

r1

мм

1200

1400

1300

1600

1500

1200

1600

Плечо приложения силы веса относительно приводного вала

r2

мм

300

400

350

400

350

300

450

Реакция в подшипниках вала

R

 

150

200

170

160

200

150

230

Диаметр цапф вала

dц

мм

200

250

300

280

260

200

300

Высота сальникового уплотнения

h

мм

40

Коэф. учитывающий необходимость увеличения давления в сальниковом уплотнении

kд

-

1,1

Установившаяся поступательная скорость движения клапана

νу

м/с

0,2

0,6

0,3

0,5

0,2

0,4

0,6

Установившаяся угловая скорость движения клапана

ωу

 

1,8

2,0

1,9

2,1

2,0

1,8

2,2

К.П.Д. привода

η

-

0,96

Коэф. учитывающий моменты инерции

δ

-

1,1 ÷ 1,2

Момент инерции вращающихся масс на валу двигателя

Jдв

 

120

170

110

150

130

160

180

Время пуска двигателя

tп

с

8

12

11

8

10

9

12

Передаточное число

u

 

38

20

25

30

19

35

19

Коэф. допустимой перегрузки двигателя

λдоп

-

1,4

2,0

2,1

2,2

1,4

1,5

2,2

Коэф. запаса прочности

k3

-

1,1 ÷ 1,3

Усилие

Р

кН

300

350

310

370

340

300

400

Момент от веса противовеса

М5

кН

180

200

220

190

240

180

250

Угловая скорость ротора

ωдв

 

1,6

1,8

1,7

2

2,2

1,5

1,8

Вес диска

Q1

 

0,3

0,6

0,5

0,3

0,5

0,4

0,6

Теоретическая часть

Дроссельное устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с фланцами и с четырьмя дросселями. Три дросселя 2 большого диаметра (750 мм) создают повышенное давление; для снятия давления их открывают. Четвертый дроссель 3 меньшего диаметра (400 мм) служит для автоматического поддержания заданного под колошником повышенного давления. Привод всех дросселей электромеханический. Дроссели 2 имеют индивидуальные приводы 4, расположенные рядом с ними; привод дросселя 3 вынесен в сторону и соединен с ним тягой 5. Для использования дроссельной группы в качестве газоочистного устройства перед дросселями в корпусе 6 установлены форсунки 7. В нижней части диафрагмы предусмотрено отверстие для выпуска шлама.

Энергия сжатого доменного газа, выделяемая в дроссельном устройстве, может быть использована в турбине-расширителе.

Методика расчета дроссельных клапанов

1. Определяем суммарный момент сопротивления вращению дросселя:

М = М1 + М2 + М3

2. Определяем момент сопротивления вращению дросселя, вызванный потоком рабочей среды:

М1 = k * D3 *∆р

3. Определяем момент сопротивления вращению от сил трения вала дросселя в сальниковых уплотнениях:

М2 = Fт*d/2

4. Определяем момент от сил трения в опорах вала дросселя

М3 = G * μ *d1/2

5. Определяем при вертикальной установке клапана суммарное сопротивление подъему диска:

Wп = Q1 + Q2 + Fт – Q3,

где Q1 – вес диска;

Q2– сила сопротивления, обусловленная прижатием диска к седлу;

Q2 = (П*D2y )/4* ∆р * μ

6. Определяем усилие, выталкивающее диск:

Q3 = (П*d2т )/4* рр * z

7. Определяем суммарное усилие сопротивления опусканию диска:

Wo= Fт + Q3 - Q1

8.При горизонтальной установке клапана суммарное усилие сопротивление открыванию:

Wo = (Q1 +(П*D2y )/4 * ∆р) * μ +Fт -Q3

9. При наличии клина на клапане или седле, зажимаемого с усилием Р с каждой стороны, обеспечивающим необходимую плотность, появляется дополнительное усилие:

При открывании клапана:Po= 2(P * μ * cosα – P * sinα);

При закрывании клапана: Pз = 2(P * μ * cosα + P * sinα);

10. Определяем момент, необходимый для вращения вала с тарелью:

М = М1 + М2 + М3 + М4 + М5,

где М1 = р*  (П*D2y )/4* r1;

М2 = G * r2;

M3 = R * f *dц/2;

M4 = π * d * h * μ * kд * р  *d/2  * z;

M5 – момент от веса противовеса

11. Определяем ориентировочную мощность двигателя с поступательно движущимся клапаном:

Pст.п= Wп * νу/ η;

И с вращательно движущимся клапаном:

Pст.вр = М * ωу/ η;

12. Определяем динамический момент на валу двигателя:

Мдв.дин = Jпр * wдв/tn,

Где Jпр= δ * Jдв;

13. Определяем статический момент на валу двигателя:

Мдв.ст = М / u * η;

14. Определяем мощность двигателя, работающего в кратковременном режима:

Рдв =( Мдв.стдв.дин)/λдоп* ωдв * kз

Выбираем электродвигатель, у которого Рдв = ___кВт.