三偏心硬密封蝶阀干涉设计新方法.pdf

CM通用机械制造
GM Manufacture
一、前言
蝶阀作为一种用来实现管路系统通断及流量控制的新型
阀门产品,已在石油、化工、治金及水电等许多领域中得到
极为广泛的应用。三偏心多层次硬密封蝶阀是应用最为广泛
三偏心硬密封蝶
的一种蝶阀,其中的三偏心主要是指轴向偏心H,径向偏心F
和角偏心a(如图1所示)。该阀开关力矩的大小、密封性能
的好坏及使用周期的长短除与三偏心的结构有关外,主要还
取决于蝶板密封圈与阀座是否干涉及干涉量的大小。而是否
干涉及于涉量的大小直接由这三个偏心量来决定。因此,在
确定这三个偏心值后,检査密封圈在整个开关过程中与阀座
的干涉与否及干涉量的大小极为重要,是整个设计过程中的
核心。
阀干涉设计新方法
集团有限公司浙江温州郑子林张秀林周永坚
6
图1蝶板、阀座密封圈组合数学模型
1密封個前轴2.座前轴3.座中轴4.阀座背轴5.间杆中心
6蝶板密封7密封背轴8.密封中轴
三偏心硬密封蝶阀的干涉检查
传统三偏心硬密封蝶阀的干涉检査都是采用三维建模的
方式进行,工程量大,耗时长,修改烦琐、复杂,增加了设
计困难、周期及成本。现通过CAD二维制图的简易方法来
介绍一种全新的简单、易懂、方便和实用性强的干涉检査方
法
1.确定蝶板密封圏与阀座密封圈的空间轨迹
将密封面进行理论分层,可以认为是有无数层叠合而
成,那么,通过数学模型分析,可以认为每一层都是这样形
【摘要】通过图文结合的方式,介绍了
成的:在一定斜度的圆锥面上与相对水平面具有一定角度的
实用、直現、简使的千涉计新方法。面相交形成的椭圆形曲线,每一层的椭圆线叠加在一起组合
方法可以在CAD等软件中直接米用二维的方式
成密封面。如图2所示,以很直观的数学模型表达密封面的形
进行设计计算,减少传蜣采用三维建模的方式
成原理。以型号为D343SH-16CDN600的三偏心硬密封蝶阀
引起的耗时性、复杂性等问题
为例,进行密封面干涉设计的说明。
关键词】三偏心蝶间千涉方法
(1)确定椭圆形曲线的短轴和长轴将蝶板密封圈的密
密封图
封面和阀座密封面建立数学模型,如图2所示,圆锥体斜度为
9°(即车刀以向下9的方向加工蝶板密封面),夹具斜度
92
CGM通用加
www.yjx.net2011年第6期
万方数据
通用机械造GM
GM Manufacture
几种情况下分别检査密封面前轴为中心的椭圆与以阀座
刀具加工方向
前轴为中心的椭圆的干涉情况。
如图4所示,密封圈以阀杆轴为中心旋转15°阀座
前轴与密封圈前轴相交于O点,以O点为起点,分别画
垂直于阀座前轴的OC线和垂直于密封圈前轴的OE线,
(a)媒板密封圏数学模型图
OC线的长度B和OE线的长度A分别代表两椭圆线在相
交位置的阀座前轴的宽度和密封圈前轴的宽度,如果
B>A,则表示没有干涉。用CAD工具在图4中测量出
刀具加工方向
B=274.lmm>A=274.09mm,因此在该位置时,密封
前轴所在密封面椭圆线和阀座前轴所在密封面椭圆线
无干涉。
阀座前轴所在的椭圆
蝶板密封圈前
轴所在的椭圆
(b)阀座密封圈数学模型图
图2蝶板、阀座数学模型
1媒板密封圏长轴部分2蝶板密封圈短轴部分3.前轴4.中轴5.背轴
板平面与水平面角度也为9°,用CAD作图法量出蝶板
密封圈和座密封圈的短轴和长轴部分的长度。
(2)画密封面的椭圆曲线在与图1同样的数学模
型中分别別以阀座前轴、阀座中轴、阀座背轴、密封圈前
轴、密封圏中轴和密封圏背轴为中心,以图2中与之对
图4蝶板旋转15°时干涉检查图
应的短轴与长轴为尺寸建立椭圆形曲线,这里以阀座前
1.阀座前轴2.座中轴3.座背轴4.杆中心
轴与密封圏前轴为中心建立的椭圆线为例进行示范,如
5.蝶板密封6.密封圈背轴7.密封中轴8.密封图前轴
图3所示。
同理,如图5所示,密封圈以阀杆为中心旋转
阀座前轴所在的椭圆
30°,测得B=275.59mm>A=274.46mm,表示在该位
蝶板密封圈前
置时,密封圈前轴所在密封面椭圆线和阀座前轴所在密
轴所在的椭圆
封面椭圆线无干涉。
蝶板密封圈前轴所在的椭圆
阀座前轴
所在的椭圆
30
图3蝶板关闭时位置图
1.密封圈前轴2.密封圈中轴3.密封图背轴4.阀座前轴
5.阀座中轴6.座背轴7.杆中心
2.干涉检查
以图3为基础,将蝶板密封连同前轴椭圆线以阀
图5蝶板旋转30°时干涉检查图
1.國座前轴2.阀座中轴3.座背轴4.阀杆中心
杆轴为中心,分别旋转15”、30”、60°和90°,在这
5蝶板密封6.密封背轴7密封图中轴8.密封图前轴
GM用
201年第6期www.tyix.net
93
万方数据