低温阀阀杆梯形螺纹公差的研究.pdf

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2010年第1期
文章编号:10025855(21010)0110020-402
低温阀阀杄梯形螺纹公差的研究
严仁兴
上海气体阀门总厂,上海宝山200949
摘要根据材料在低温吋的线膨胀系数,从理论上对低温阀阀杄形螺纹精度等级进行了分
析研究,确认常用材料的暗杄阀梯形螺纹在-196C的最低温度工况,采用9级精度等级是合理
的,没有必要过分地加大梯形螺纹副问隙。
关键词低温阀;阀杄;梯形螺纹;公差
中图分类号:TH134
文献标识码:A
Trapezo ida I thread to lerance research of the cryova lve
YAN Ren-xin
Shanghai Gcncrrai Gas V alve Iac tory, B aoshan district Shanghai 200949, China
Abstract: A cco rding to m ate rial s low te pera tu re coeffic ien t of linear exp ans ion, the p aper theo re tical-
ly perfo m s an ana ly tica l study on trap ezo idal th read accuracy class of cryova lve, and confims that the
non-rising va lve s comm on m aterial trap ezoida] thread w ith accu racy class is com p lete ly reasonab le
even under-m in im um tempera ture work ing condition(-196 C). Then there is no need to increase the
gap excessively be w een ou tside thread face and in temal thread face
Key words: cryova lve; stem trapezo ida5 to le rance
概述
加工的梯形螺纹副岺件在低温条件下使用会生径
低温阀在液氮和液氧等液介质的制造、储运
向和轴向收缩,使螺距产生误差,在螺朴螺纹的总长
和使用过程中得到了广泛的应用。根据不同的介度内螺产较人的累积误差,使螺纹刷间隙减小
质低温阀使用温度等级分为>-46C、>-101、可能使螺杆的运动发生困难。通常,普通机床丝杠
>-196C个级别。B/r90831-19993气分离的柳形螺纹副采用8e精度,因此低温阀在最低使用
设备用低温截止.阀和节流阀技术条件冲规定、梯温度下的悌形螺纹削间隙只要不小于常温下8e精
形螺纹的公差等级按GB/T5976.4规定的9级。该度的合隙(表1),就能确保阀『开关顺利
条款是根据试验制订的,适用于各和低温范围和各
表1DN40的低温截止阀梯形螺纹副公差mm
种低温结构。但是根据经验,制造丿实际采用的梯
精度等级
&&c
特级内标准)
形螺纹公差远比9级人得多。巾此可,有必要通
Trl8?-8cTrl82-9cTrl8X2-特
过理论分析.确定低温阀相关标准对阀杄螺纹
大径d
公差等级规定的合理性。
中径d
17に0
16.590.3s
2分析
小径d
544
为了适应低温阀的使用⊥況,悌形螺纹副的
内蝶纹
Tr18×2-8HITr18X2-9HTrl8×2-9H
料都是特殊选择的,螺母的料与螺杄的材料不同,
大径D
18.5
18.5
18.5
多数螺杆用304不锈钢,螺母用青铜或黄铜。由」
中径D2
17o0.125
材料不同,所以线膨胀系数也不一致。常温条件下
小径D
0.
作者简介:严イ兴(1946-),上海宝山人,高级工程师,从事气瓶阀门研究
1C1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishinghouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
2010年第1期
材料的低温膨胀系数
螺与轴阿间隙的变化。梯形螺纹副人径、中径和
低温时材料的线膨胀系数,见表2。以DJF40小径的中间公差如网1所示。
低温截止.为例,计算其在-196C时梯形螺纹副
表2金属的线膨胀系数
温度
铜H62、HPb59
不绣钢304
镍钢(9%N)
兰度R
华氏度P
摄氏度C
A
B
A
B
495.69
293.16
326
160
-335.69
-204.27
6.36
301
324
5.21
8
174.89
57.326.88
293
315.69
193.16
7.06291
5.84
3.07
64.31
010.5
0
9.40
0
6.84
表2中A是从基本温度560R变化到上表的
293.56×10×18=0.05284mm
任意温度时长度上的变化,B是显示的线膨胀系
螺纹副径向收缩的差值△L、为
A×0-3
出」径向收缩有差值,使螺纹副在低温下单侧
B×0
(△L/△T)(1/Ls
2)的轴问间隙減少了△L(图2)
A利B的单位为mm或in/in,温度的单
位为m/(m"R)或in/(inR)
三利温度的转换公式为
寸oe
F=R-495.69
C=(F-32)5/9
(4)
ce
0.00154
?2径向收缩对轴向间隙的影响
△L=(△L3'/2)Xg15=0.00154mm
0.0696
在DJF40梯形螺纹副中,螺朴的长度为
?-19199
20mm,为考虑螺距的累积误差对传动的影呵,取
20mm。黄铜螺母的铀收缩量△L1和
厂内标准
不锈钢螺杆的轴向收缩量江2按式(1)推导,则
△L1"=Lo-L=A×03o
=357.32×0×20=0.071464m
=Lso-L=A×0×:
293.56×10X20=0.058712mm
图1常温ドDJF40阀杆螺纹副轴向和径向平均间隙
在螺杆?长上线膨胀的差值△Lx是低温下螺
低温ド,人径18mm的黄铜螺母的径向收缩量距的累积误差
△L1利大径18mm的304不锈钢螺的径向收缩
△L"=△L1"-△L2"=0.012752mm
量△L2可根据式(1)推导,则
据标准公差计算出不同精度等级的螺纹副在
1=Ls6o-L=A×10X.
低温下的轴向问隙见表
=357.32×0×8=0.06432mm
(下转第26页)
△L2'=Lo-L=AX103X
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