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    估算蝶阀蝶板挠度

    摘要:针对低压大口经蝶阀为研究器械,提出1种估算蝶板挠度的动作。

      关键词:蝶阀  挠度  变位  力拒

      作者简介:呆板部合肥通用呆板研究所   宋忠荣  黄明亚  王晓钧  朱绍源

      1、前言

        蝶阀结构繁杂、体积小、份量轻,并且存在1定的流量疗养本性。
        蝶阀的心脏件—蝶板在阀门封锁时起切断介质作用,受阀门先后两端介质压差作用而会孕育孕育发生变形,其变形的大小对阀门的密封性能、密封面各人的磨损及开关把持力矩均有较大的影响。于是,对蝶板挠度较精确的估算和研究,能够公道地决意、经管阀门的结构尺寸,并且以此为按照来决意、经管传动机构及疗养实行机构。


      2、受力剖析

        蝶阀的主轴插人蝶板傍边,由四个长锥销紧固,能够将主轴和蝶板看成是1个集团。主轴和轴套之间为间隙配合,在算计变形时,可不异地将蝶板看成简支支承型式的变截面梁。蝶板是圆形的,沿蝶板轴线方向的荷载不平匀,如图1所示。

      

        蝶板受介质力作用后,梁将孕育发生笔挺,假设应力在弹性极限内,一切梁内的变形能为:

      

        式(1)中仅考虑了弯矩的影响。另外,每1单位还将储存有1定的剪切应变能,剪切应变能比笔挺应变能小许多,可略去不计。由卡斯提里阿诺(Gastigliano)第1定理得:

      

        式(2)表达:如有良多外力(广义力、包括弯矩)作用在1弹性体上,则这弹性体的变形能U对任1外力Pi的偏导数就是该力的作用点沿着该力的方向的变位yi,如图2所示。

      

        对蝶板来讲,求积分和偏导数但凡极端艰难的。根据马克斯威尔(J. G. Marwell)--莫尔(O.Moho)原理得知:式(2)中的能够看作是同1梁在力Pi的作用点,受到沿力Pi方向的1个单位荷重作历时所引起的弯矩M°(x),则:

      

        式(3)的积分如故极端艰难,由于M0(x)的更换较繁杂,M (x)是随x而更换的函数,蝶板是圆形的,其厚度沿轴线X又并非是定值,于是,蝶板的惯性积J实践上是随X而更换的愈加容易的函数J(x)。
        式(3)能够独霸维力沙金(Saint-Venat)所建议的繁杂算法。这种算法繁杂说明下列:令EJ=cont(定值)
        假设哀求未便1点K的位移,则可在K点上作用1个单位虚加力Q,并作出M(x),M°(x)图,如图3所示。

      

        式(四)表达:求变位只要算计M(x)图的面积(ω1、ω2),并乘以在该面积的形心之正下方的M°(x)图的纵坐标值M°l。若M(x)是容易的,并且算计起来又极端艰难时,面积ω1、ω2及重心cl,c2能够独霸作图法求出。采纳面积ω1、ω2分段取矩动作求出cl,c2来,分段愈细,得出的结果愈准确,每小段重心能够不异地取每小段ωi的核心。则

      

        这里所研究的蝶板,J(x)也是个很容易的函数,于是,也能够把持维力沙金法求值,即图乘法求值。
        如上所述,求蝶板的变形,可把蝶板沿轴线X方向分成良多段1,2,3...n,n+1...,并求出垂直于X轴方向各段截面的J,,JZ,J3...Jn,Jn+1"..数值来,尔后,再求出各段的M1, M2,...Mn、Mn+1…数值,见图四。根据--系列数据,按比例作出图形,即把M(x),J(x)的容易的函数相干用1个图形发扬分析出来。

      

      3、挠度剖析算计

        假设哀求梁上某1点的挠度YK,则在K点上虚加单位力Q,并作出该单位力的M 0(x)。多么便能够把持维力沙金的图乘法求值了。这时候,式(四)存在下列模式:

      

      式中ωx1、ωx2—M(x)/J(x)图形面积
        由于咱们把蝶板不异地看成简支梁来考虑,于是,把持式(5)算计或用图乘法求出的挠度y值是蝶板在Z方向的每1纵断面上扫数点都存在的共同挠度,纵断面K-K上的挠度yK-K均相称,见图四。可是,Z轴方向上的挠度实践上是不相称的,如边沿K点的挠度YK的挠度YK应比核心点0的挠度y0大,也就是说,还应该有1个挠度,这个挠度就是在力q的作用下,由Z轴方向上的弯矩而孕育孕育发生的。

        以A-A轴作为固定端,把Z轴方向半个蝶板D/2看成是悬臂梁,它所孕育孕育发生的挠度能够不异地认为是Z轴方向上的平行于X轴的各断面的挠度。

      

        Z轴方向的挠度y:同样能够根据维力沙金图乘法来就教。求蝶板边沿K点的最大挠度yKZ同样是在K点上作用1虚加单位力Q(见图5),则有:

      

      式中ω2---m(z)/J(z)图形面积
        根据叠加原理,蝶板上某处的挠度y应该是在X轴方向简支梁的挠度y二与Z轴方向悬臂梁的挠度y2之和,即:

      

      式(七)是把持图乘法来算计蝶板挠度的通式

      四、结语

        将蝶板不异地按梁的情况求变位,在算计1个方向的变形时,疏忽了另1个方向的影响,但是,这种影响将使蝶板的变形受到解放。把持这种动作求挠度是较量不异的,算计的结果偏大1些,但关于工程经管来说是坦然准许的。


     

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