闸阀阀杆螺母与轴承压盖结构的改进.pdf

2 0 0 3 年第 5 期 阀 门 一 3 7 一 文章 编号 1 0 0 2 ． 5 8 5 5 2 0 0 3 0 5 ． 0 0 3 7 ． 0 3 闸阀阀杆螺母与轴承压盖结构的改进 王明 ，张凡 ，姜斌 1 ． 沈阳盛世高中压阀门有限公司，辽宁沈阳1 1 0 0 2 5 ； 2 ． 兴中石油转运有限公司 舟山 ， 浙 江舟 山3 1 6 0 0 0 ； 3 ．镇海 石油化 工 股份有 限 公司 ，浙江镇 海3 1 5 2 0 7 摘要 分析 了电动 闸阀的阀杆 螺母 与轴 承压盖 烧结 的原 因，提 出 了结构改进 措施 ， 从 而 延 长 了阀 门 的使 用 寿 命 。 关键词闸阀 ；阀杆螺母；轴承压盖 。 中囝 分类号 T HI 3 4 文献 标识 码 B I m p r o v e m e nt o n t he s t r u c t u r e b e t we e n g a t e v a l v e s t e m nu t a nd b e a r i n g g l a n d W ANG M i ng ， ZH AN G Fa 1 1 2 ， J I ANG Bi n 。 1 ． S h e n y a n g Sh e n g s h i Hi g h a n d Me d i u m Pr e s s u r e Va l v e C o mp a n y Lt d ， S h e n y a n g 1 1 0 0 2 5 ， Ch i n a ； 2． Xi n g z h o n g Oi l Tr a n s p o r t a t i o n C o mp a n y Lt d Z h o u s h a n 。 Z h o u s h a n 3 1 6 0 0 0 ， Ch i n a ； 3 ． Z h e n h a i Oi l Ch e mi c al i n d u s t r y Co ．Lt d ， Z h e n h a i 3 1 5 2 0 7， Ch i n a Ab s t r a c t Ana l y z i ng t he r e a s on s f o r t he s i nt e r be t we e n t he s t e m nu t a nd be a r i ng gl a n d of e l e c t ric g a t e v a l ve ， b ringi ng f o r war d i m p r o v e m e nt m e a s ur e s of t h e s t r uc t ur e S O a s t o p r o l o ng t he wo r k i ng l i f e of t he v a l v e s ． Ke y wo r d s ga t e v a l v e； s t e m n ut ； b e a r i ng g l a nd 1概述 阀门的开关 一般是通过安装在 支架轴承箱 内的阀杆 螺母 的转动运动实现 。阀杆 螺母转 动 时受到拉应力 、压应力及转矩 的作用 。阀门开 启时，阀杆螺母 受到 向下的拉应力 ，并将此 力 由平面轴 承传递 给支架 。阀门关 闭时，阀杆 螺 母 受到 向上的压应力 ，并将此力 由轴 承传递 给 轴承压盖 。阀杆 螺母与轴承压盖 的配 合一般 为 H1 2 ／ b 1 3 。 电动闸 阀在使用 中，经 常有 阀杆 螺 母与轴承 压盖烧 结的现象发生 ，给用 户使用 阀 门带来很多不便 。 2 分析 阀杆螺母组 件常见结构如 图 1所 示，阀杆 材料 为 2 Cr l 3， 阀 杆 螺 母 的 材 料 为35 ～4 5 钢 1 ． 阀杆2． 轴承 压 盖3 ．阀杆螺 母4． 轴承 5． 轴承底 套6 支 架7． 螺母 图 1 阀杆螺母组件 作者筒套王明 1 9 5 2 一 ，男，辽宁沈阳人，工程师。从事新产品开发工作。 维普资讯 一 3 8一 阀 门 2 0 0 3 年第 5 期 调质处理 ，轴承 压盖 的材料 为 z QI 94或 3 5 钢等 材料 组 合， 螺母 材 料 为 z QL 94 ，平 止 推 轴承 受 拉 压应 力 时几 何 位置 在 上下 没有 位 移 ，但是 在转矩和轴向力的合力作用下 阀杆稳 定性将 发 生变化 图 2 。以 DN7 0 0 mm 阀 门 为例进行分 析。 阀杆柔度 为 I； ，i I 图 2网 杆 受 力 ． LF 式 中 LF 阀杆螺 母 到 阀杆 凸 台之 间的 长 度 ， mm Lv L 1 Lo Ll 阀 螺 母 到 填料 函之 间 的 长 度 ， Lo 填料函到 阀杆 凸台之 间 的长度 ， 阀杆 的惯性 半径，mm ． dF d F 阀杆中径，mm 与 阀杆 两端支承 状况 有关 的长 度 系数 已知 LF 1 6 8 0 mm Ll 7 5 0 mm，Lo 9 3 0 mm ，d F6 5 mm， 0 ． 7 ，则 出 7 2 ．4 一i一 65 一 ‘ 查表 确 定 阀 杆 的 柔 度 值 l 4 0 ， 2 7 2． 8， 1 2 。 阀杆稳定 的条 件为阀杆应力 ≤ 式 中 阀杆应力，MP a 口 与材 料有关的系数，MP a 6 与材料有关 的系数 ，MP a 稳定安 全系数 已知 2 4 5 MP a ，a5 4 4 ． 2 MP a ， b 2 ． 3 6 MP a ， 2 ． 5 ， 则 l ≤ 鱼 誓 1 4 9 ． 3 M P a 阀门开启时轴向为 Qv z 为 I * ／ F Z R 式 中M 阀 门 扭 矩 ， N mm R 阀杆梯形螺纹摩擦半径 ，mm 已知 M 3 5 0 0 k N mm，R 7 ． 1 8 mm， 则 Qv z - 4 8 7 k N 一 。 y r0 ．78 5 d2 1 4 7M Pa 0 ．78 5 65 一 因为 2 l ，阀杆稳定性合格。 由于 阀杆 的螺 纹长 度 7 5 0 mm 与 阀杆 的最 小直径 6 0 mm 之 比大于 1 O ，所 以阀杆属 于 大 柔度杆 。而 阀门存在 的制 造误 差，装 配误 差 ， 闸板 T形 槽 中心和 阀杆填 料 中心 与 阀杆 螺母 中心的同轴度差等使 阀门在关 闭和开 启时受扭 矩的冲击载荷作用等原 因造 成阀杆 弯曲。当阀 杆螺母转动传递 的扭矩达到最大 时，将 发生摆 动，此时， 阀杆螺母与轴承 压盖之 间有 摩擦发 生，摩擦严重 时， 会引起螺母与轴承 压盖烧 结 或者轴 承压盖损坏，这也是 闸阀损坏 的主要原 因 之 一 。 阀杆螺母材料为 3 5或 4 5钢 ，摩 擦系数为 O ． 3 ，轴承压 盖为 QZ I 94 ，摩 擦 系数 O ． 2 5 。 从材料方面分析，两种材料配合合理 ，阀杆螺 母与 轴承 压 盖 之 间烧结 的原 因是 由结 构 造 成 的 。 3改进 阀杆螺母与轴承压盖的配合间隙过大，阀杆 螺母转时摆动就大，严重时将影响阀门的使用寿 命。为消除阀杆螺母的摆动，避免阀杆螺母与轴 承压盖烧结，对其结构做 了改进 图 3 。 维普资讯 2 0 0 3 年第 5 期 阀 门 一3 9 1 ． 衬 套2 ． 网 杆3 ． 轴 承 压 盖4． 网 杆 螺 母 5． 轴承6 ． 轴 承底套7 ．支架8 ．螺母 图 3改进 后 的阀杆 螺母 组合 件 在阀杆 螺母与轴 承压盖 之 间加一个 衬套， 衬套材料为对位聚苯 ，对位聚 苯的摩擦系数和 应 力均小于 阀杆螺母组件 的应力 。当阀门 由于 制 造误差 、装配误差及 随机误 差等所造成的冲 击载荷引起 阀杆弯 曲，使 阀杆 螺母 在转动时形 成 的摆 动 作 用 在 衬 套 上 ， 衬 套 产 生 塑 性 变 形 ， 避免 了阀杆螺母与轴承 压盖金属 对金属的直接 摩擦，提高 了阀门的使 用寿命 。 一 般 阀门工作介 质 的温度 t为 5 2 0 “C，对 位聚苯最高使用温 度 3 0 0 “ C。 阀杆螺母与 轴承 压盖处 的工作温度 为 0． 5 t2 6 0 “ C，低于 对位 聚苯最高使用温度 3 0 0 ℃ 的极 限， 阀杆 螺母与 轴承盖 的结构改进 后，解决 了阀杆螺母与轴承 压盖烧 结的问题 ，提高 了阀门的使 用寿命 。 4结 语 改进 后的阀杆螺母组件结 构减小 了阀杆螺 母的摆 动，解决 了与轴承 压盖 的摩擦和烧结问 题，此结构适用于石油 、化工 和天然气等工程 中使用的 阀门。 参 考 文 献 [ 1 ] 杨 源 泉． 阀门 设 计手 册[ M] ．北 京 机 械 工 业 出 版 社 。1 9 9 2 ． [ 2 ] 材 料 力学 编 写 组 ．材 料 力学[ M] 北 京 国 防 工 业 出版社 ．1 9 8 8 ． 收 稿 日期 2 0 0 3． 0 5 ． 2 0 书 号 I S B N 71 1 1 0 1 2 9 68 温 州 泵 阀 总 览 本书 将 于 2 0 0 3年 1 1月 份 正 式 发 行 ， 本书 为 1 6开 胶 印 彩 色 精 装 本 ， 共 2 6 0页， 汇集 了温 州地 区 2 0 0多 家 泵 阀 制 造 企 业 ， 泵 阀 图 文 并 茂 ， 是 各 泵 阀 使 用 单 位 选 型、 采 购 的必 备 手册 。 本书 将 向 全国 各 泵 阀使 用单 位 免费 邮 寄赠 送。 竭诚 欢 迎各 泵 阀使 用 单位 向本 公 司索取 该 书 ，索 取 时务 必 详 细书 写 贵 单 位 名称 、 地 址 、电 话 、联 系人 及 索 取 目的 ， 并邮 寄 到本 公 司 索取 必 赠 。 温州 永 嘉 金鹰 广告 有 限公 司 泵 阀 编辑 部 地 址 浙 江省永 嘉 县 瓯 北双 塔 路银都 大厦 高 楼 7 0 2室 嵋a ll 3 2 5 1 0 2 电话 0 5 7 76 7 3 6 5 1 1 1 6 7 3 6 8 1 1 1 传真 0 5 7 76 7 3 5 5 8 6 1 6 7 3 5 6 8 6 1 维普资讯