阀门驱动扭矩计算中AutoLisp的应用探讨

发布时间:2011-03-28  点击数:5049
    调节阀驱动扭矩的计算在阀门产品设计过程中是必不可少的,各种阀门扭矩的计算复杂而量大,传统的手工计算效率非常低而且容易出错,为此迫切需要开发出快速、高效、准确的阀门驱动扭矩计算程序。阀门驱动扭矩计算程序运行环境为AutoCAD,是由镶嵌在内部的AutoLisp语言编制而成,程序应用时在AutoCAD界面加载后即可运行。该程序计算一个规格的阀门驱动扭矩约需1min,大大地提高工作效率及准确度。以明杆楔式闸阀(任何公称压力,公称直径)为例介绍计算方法。
一、闸阀受力分析
    闸阀阀杆总轴向力在阀门关闭的最终时或开启的最初时最大,对于不同类型的闸阀或不同的密封要求,阀杆相应的总轴向力也不同。明杆闸阀阀杆总轴向力QFZ′(关闭)和QFZ″(开启)为
    
    单面强制密封(阀杆力作用在闸阀的出口端密封副实现密封)时
    
   
    密封面材料为
    
    取¢=5°时
    
    密封面材料为
    
    取¢=5°时
    
    双面强制密封(阀杆力作用在闸阀的进口和出口两端密封副实现密封)时
    
    密封面材料为13Cr,fM′=013,fM″=014,取¢=5°时
    
    密封面材料为CoCrW,fM′=012,fM″=013,取¢=5°时
    

    式中 
    Q′———关闭时阀杆作用于闸板的密封力,N
    Q″———开启时阀杆作用于闸板的密封力,N
    ρ′ρ、″———摩擦角
    
    fM′fM、″———摩擦系数(表1)

表1 闸板与阀座密封面间的摩擦系数


    QMJ———密封面上介质静压力,N
    
    QMF———介质密封力,N
    
    QP———介质作用于阀杆上的轴向力,N
    
    QT———填料与阀杆的摩擦力,N
    
    qMF———密封面必须比压,MPa
    
    RFM———梯形螺纹的摩擦半径,m
    
    dFP———梯形螺纹中径,m
    t———梯形螺纹螺距,m
    ρL———摩擦系数
    
    fL———阀杆与阀杆螺母的摩擦系数
    MFZ———阀杆的最大扭矩,N•m
    
    MFL———阀杆与阀杆螺母梯形螺纹摩擦力矩,N•m
    
    QFZ———阀杆最大轴向力,N
    MFJ———轴承或阀杆螺母底面与支架摩擦力矩,N•m
    
    dJP———轴承或阀杆螺母底面平均直径,m
    fJ———轴承或阀杆螺母底面与支架摩擦系数
二、编制流程
    阀门程序编制流程如图1所示。

   图1 程序编制流程

三、编制程序
    
   
   
   
   
四、结论
    AutoCAD二次开发应用于阀门驱动扭矩的计算,解决了在阀门产品设计开发过程中各种阀门扭矩计算的难题。提高了阀门产品设计的工作效率,为阀门驱动装置选用提供了科学可靠的依据。