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

f
M′f
M、″———摩擦系数(表1)
表1 闸板与阀座密封面间的摩擦系数

Q
MJ———密封面上介质静压力,N

Q
MF———介质密封力,N

Q
P———介质作用于阀杆上的轴向力,N

Q
T———填料与阀杆的摩擦力,N

q
MF———密封面必须比压,MPa

R
FM———梯形螺纹的摩擦半径,m

d
FP———梯形螺纹中径,m
t———梯形螺纹螺距,m
ρ
L———摩擦系数

f
L———阀杆与阀杆螺母的摩擦系数
M
FZ———阀杆的最大扭矩,N•m

M
FL———阀杆与阀杆螺母梯形螺纹摩擦力矩,N•m

Q
FZ———阀杆最大轴向力,N
M
FJ———轴承或阀杆螺母底面与支架摩擦力矩,N•m

d
JP———轴承或阀杆螺母底面平均直径,m
f
J———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。