Proj PKM-obliczenia v5.doc

20

Andrzej Raczyński 

OBLICZENIA  DO  PROJEKTU  ZAWORU  GRZYBKOWEGO

Wyd: luty 2011.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Przedstawione opracowanie nie jest algorytmem służącym do wykonania obliczeń. Jest to raczej poradnik - informator o metodyce obliczeń wytrzymałościowych, w którym Czytelnik może znaleźć takie elementy, jakie są potrzebne w odniesieniu do konkretnego zadania projektowego.

Wyjściowymi informacjami związanymi z tym zadaniem są zazwyczaj następujące DANE:

nominalna średnica zaworu    Dnom ,

rodzaj czynnika,

nominalne ciśnienie czynnika   pnom ,

temperatura czynnika   t.

OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE są prowadzone w oparciu o tzw. ciśnienie obliczeniowe. Przyjmiemy, że jest ono równe ciśnieniu nominalnemu dla danego zaworu:    po = pnom . Niewielkie przekroczenie ciśnienia nominalnego nie jest niebezpieczne, ponieważ obliczenia wytrzymałościowe są prowadzone z użyciem współczynników bezpieczeństwa.

Przylgi

Pod pojęciem przylg należy rozumieć przylegające do siebie powierzchnie (nie elementy!), które po zetknięciu zamykają przepływ. Mogą być ukształtowane bezpośrednio na korpusie i grzybku, lub też mogą być powierzchniami specjalnych pierścieni osadzonych w wyżej wymienionych elementach.

Średnice przylg są związane ze średnicą gniazda zaworu. Im większa średnica wewnętrzna gniazda, tym mniejszy opór przepływu, ale jednocześnie tym większe obciążenie wrzeciona. Można przyjąć, że wewnętrzna średnica przylgi korpusu jest równa średnicy nominalnej Dnom (rys.2).

Korzystne jest. zaprojektowanie różnych szerokości stykających się przylg.  Zaletą takiego skojarzenia jest niewrażliwość rzeczywistego pola styku na niewspółosiowe ustawienie jednej przylgi względem drugiej, które może być spowodowane niedokładnością wykonania i montażu zaworu. Przyjmujemy więc wewnętrzną średnicę przylgi grzybka Dw z naddatkiem, czyli większą od Dnom :

Dw @ 1,05 × Dnom ,                                                                                    (1)

przy czym zaokrąglamy ją do pełnych milimetrów.

Szerokość przylegania B powinna być tak dobrana, aby były spełnione warunki szczelności i wytrzymałości podłoża przy możliwie małych siłach we wrzecionie. Przyjmujemy szerokość przylgi grzybka B:

B @ 0,02 Dnom + 1 [mm]                                                                      (2)

z zaokrągleniem do pełnych milimetrów w górę.

Dalej obliczamy średnią średnicę przylegania  (patrz - rys. 2):

Dmp = Dw + B                                                                                                  (3)

Zewnętrzną średnicę przylgi korpusu Dzk można określić na zasadzie symetrycznego naddatku albo według poniższego wzoru, też z zaokrągleniem do pełnych milimetrów:

Dzk = Dw + 2B + 0,05×Dnom                                                                      (4)

Następnie obliczamy pole powierzchni przylegania:

Ap @ p×Dmp × B                                                                                                  (5)

Nacisk jednostkowy na powierzchni przylegania, wymagany dla zachowania szczelności, wynosi:

           [MPa , mm]                                       (6)

              gdzie: „a” i „c” - współczynniki według tablicy 1.

Uwaga: Wzór (6) jest wzorem empirycznym, więc należy zastosować wskazane jednostki!

Gdy nie stosuje się pierścieni przylgowych, materiałem elementów uszczelniających jest materiał korpusu i grzybka zaworu, czyli najczęściej żeliwo.

Tablica 1.  Właściwości materiałów stosowanych na elementy uszczelniające [1]

...