大口径循环水蝶阀不同蝶板形式的受力分析及优化

大口径循环水蝶阀不同蝶板形式的【摘要】
【关键词】
析蝶板形式
一、前言
三、阀门的结构特点
为实现大口径蝶阀的双向密封性能,在普通蝶阀的基础上进行结构优化设计,具体如图1所示。
阀轴和蝶板之间是通过骑缝锥销连接,锥销上面设有螺栓、双耳垫圈、弹簧垫圈和盖形螺母。
为了防止盖形螺母在使用过程中由于振动而松动,在盖形螺母和蝶板之间设置了双耳垫圈,利用双耳垫圈一边连接蝶板一边连接盖形螺母防止盖形螺母松动,从而保证盖形螺母连接的可靠性。
为了防止锥销、螺柱、盖形螺母在使用过程中由
于振动而松动,在螺柱和盖形螺母之间设置了弹簧垫圈,利用弹簧垫圈的压缩力防止螺柱和盖形螺母松动,从而保证锥销连接的阀轴和蝶板的可靠性。
图1 阀轴与蝶板连接图
1、4.蝶板 2.锥销 3.阀轴 5.螺栓 6.双耳垫圈 7.弹簧垫圈 8.盖形螺母
为了消除阀轴和蝶板轴孔之间的加工间隙,在阀轴背面的蝶板上设置紧定螺钉,通过拧紧紧定螺钉来消除阀轴和蝶板轴孔之间的加工间隙,从而防止反向打压时由于阀轴和蝶板轴孔之间的加工间隙,而使密封圈轴向移动。为了防止紧定螺钉由于松动而调入系统管道,在紧定螺钉的背面的蝶板上设置孔用弹性挡圈,从而防止紧定螺钉由于松动而掉入系统管道,保障系统安全(见图2)。
汽结构图2 消除阀轴和蝶板轴孔间隙连接图
1.阀轴
2.蝶板
3.紧定螺钉
4.孔用弹性挡圈
(续)
图5 反向应变应力云图
2.方案二
蝶板结构特点:拱形桁架式蝶板结构,加强筋为一对V 形分布式结构,当蝶板受力时,拱形桁架式蝶板和一对V 形分布加强筋可以分解蝶板的集中受力,由于加强筋较少,此结构正反向变形大于方案一的变形。具体变形和应力如下所示:正向最大变形2.611 4mm ,正向最大应力406.43MPa ,反向最大变形3.229 7mm ,反向最大应力278.49MPa (见图6~图8)。
图6 拱形桁架式蝶板结构
四、不同蝶板形式的受力分析及结构优化
led节能灯制作运用三维实体建模软件SolidWorks ,对大口径蝶阀进行实体建模,建模过程中根据分析需要,确定建模的重点部位,在保证不影响模型分析精度的前提下,对三维实体模型进行必要的结构简化。把简化后的三维模型导入有限元分析软件Workbench 中进行网格划分,对蝶板应力应变最大的四周进行了网格细化,然后添加固定约束和正反向载荷,不同蝶板结构的分析结果如下所示。
1.方案一
蝶板结构特点:桁架式蝶板结构,加强筋为多对V 形分布式结构,当蝶板受力时,多对V 形分布加强筋可以分解蝶板的集中受力,从而减小变形,此结构正反向变形最小,最有利于实现双向密封。具体变形和应力为:正向最大变形1.340 2mm ,正向最大应力301.18MPa ,反向最大变形3.015 3mm ,反向最大应力290.62MPa (见图3~图5)。
图3 桁架式蝶板结构
图4
装卸过桥
正向应变应力云图
图7 正向应变应力云图
图8 反向应变应力云图
3.方案三
蝶板结构特点:桁架式蝶板结构,加强筋为多条
平行式分布结构,中间两条加强筋中心对称布置,可以分解蝶板的集中受力,由于加强筋较少,且远离中间最大变形位置,此结构正反向变形大于方案二的变形。具体变形和应力如下所示。正向变形3.445 7mm,
光工作站正向应力376.18MPa,反向变形4.008 9mm,反向应力274.13MPa(见图9~图11)。
图9 桁架式蝶板结构
图10 正向应变应力云图
图11 反向应变应力云图
4.方案四
typec转usb蝶板结构特点:桁架式蝶板结构,加强筋为多条平行式分布结构,可以分解蝶板的集中受力,由于中
间最大变形位置的加强筋只有一条,此结构正反向变形大于方案三的变形。具体变形和应力如下所示。正向最大变形3.671 8mm,正向最大应力493.41MPa,反向最大mide-008
图12 桁架式蝶板结构
图14 反向应变应力云图
五、结语
图13 正向应变应力云图
通过对大口径蝶阀的设计计算及不同蝶板结构的
仿真分析,上述四种蝶板结构,都能满足强度要求,但
2013.

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