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1、智能型GQ38/45-60高压阀门电动装置设计摘 要 高压阀门在使用过程中容易造成内漏是众所周知的普遍性问题，以致于火电厂在机组大小修中经常花大量费用更换新阀门，但是，无论更换的是国内或进口的优质阀门，换来换去仍然是内漏。我们习惯于把此类问题定性为阀门质量问题，实际上我们忽略了另一个更重要的因素，即阀门电动装置在关闭阀门时是否施加给阀门一个科学、合适的关紧力。因为阀门在关闭后期的压差最大，关紧力达不到，密封面就会产生泄漏，漏则永久性关不严。通常我们使用的电动阀门选用的电动装置有具备一些常规功能的普通型、有自动化程度很高的智能型；但是无论哪一种都没有把阀门关紧力的设定放在首位来考虑。目前，用户多
2、采用行程来控制阀门关闭，设定力矩仅仅作为一种辅助性保护，根本无法满足对阀门关紧力的控制。关键字 阀门，电动装置，分类选型，少齿差THE ELECTRIC DEVICE OF HIGH-PRESSURE VALVEAutor:Bai Jun ShiTutor:Guo Chang JiangAbstractHigh-pressure valve in the course of the internal leakage is likely to cause the well-known problem, so that the size of thermal power plants in the
3、 unit cost of repair often spend a lot of valve replacement, however, whether domestic or imported replacement of high quality valves in exchange for the leak to remain. We are accustomed to this kind of problem identified as the quality of the valve, in fact, we ignore another more important factor
4、, that is, the valve is closed the valve when the electrical device is a science applied to the valve, close off the right edge. Because of the pressure valve in the closed post the largest force of less than a tightly closed, sealing surface will have a leak, leakage and a perpetual loose relations
5、hip. Usually we choose to use the electric valve electric device has to have some general features of the ordinary type, there is a high degree of automation, intelligent; but no matter what kind of valve did not close all the power of setting the first place to consider. Currently, many users turn
6、off the valve to control the use of travel, set torque only as a supplementary protection, simply can not meet the force control valve tightly closed.KEY WORDS Valve；electric device；Category Selection；small teeth difference geer目 录全套毕设资料（含设计图纸)，请加扣扣九七一九二零八零零咨询1 绪论11.1 阀门电动装置的简介11.2 阀门电动装置的分类与选用依据11.
7、2.1 阀门电动装置的分类11.2.2 阀门电动装置的选择依据21.3 阀门电动装置的发展现状及发展趋势41.3.1 发展现状51.3.2 发展趋势51.4 阀门技术标准的发展状况71.5 本课题的选题背景81.6 本课题的研究意义92 阀门电动装置的工作原理和设计方案112.1 阀门电动装置的工作原理112.2 阀门电动装置的传动方案的确定112.2.1 根据阀门类型选择电动执行器112.2.2 根据生产工艺控制要求确定电动执行器的控制模式122.2.3 根据使用环境和防爆等级选择132.2.4 根据阀门所需的扭矩确定输出扭矩132.2.5 各组成部分的确定133 总体设计计算143.1 电
8、动机的选择143.1.1 各运动副的效率143.1.2 功率的计算143.1.3 电机选择143.2 计算阀杆外径153.3 电动蜗轮的推算163.3.1 推算蜗轮内孔直径163.3.2 推算蜗轮齿根圆直径163.4 分配传动比163.4.1 各传动机构的传动比163.5 少齿差减速机构的设计及强度校核173.5.1 概述173.5.2 少齿差齿轮副的几何计算步骤183.5.3 渐开线少齿差行星传动的强度计算193.5.4 少齿差齿轮宽度的计算233.6 电动蜗轮蜗杆强度设计和几何计算233.6.1 电动蜗轮蜗杆强度设计233.6.2 蜗轮蜗杆的几何尺寸243.7 手动部分设计253.7.1
9、手动部分蜗轮蜗杆的设计253.7.2 手动部分增速齿轮的设计263.8 轴承的校核293.8.1 电动蜗杆上轴承的选择和校核293.8.2 手动蜗杆上角接触球轴承的校核323.8.3 空心轴用球轴承的校核353.9 键的选择与校核373.9.1 花键的设计373.9.2 普通平键383.10 空心轴强度校核393.11 拉压传感器的选择41结束语44致谢45参考文献461 绪论1.1 阀门电动装置的简介阀门电动装置是用来驱动阀门开启和关闭的一种专用传动装置,由专用电机、蜗轮蜗杆、行程和力矩检测机构及控制部分等组成1。该装置启动力矩大,阀门行程控制准确,广泛应用于石油、化工、水电、冶金、造船、轻
10、工和食品等行业的阀门上。不同行业、不同工况对阀门电装的要求不同。阀门电动装置也称阀用电动执行机构,是驱动和控制阀门的重要装置。随着现代化工业对阀门电动装置要求的提高,旧阀门电动装置在功能上和使用上的缺点暴露得越来越明显,例如结构复杂,安全性不好,缺乏完善的故障处理和报警系统,不能很好地实现人机对话,不易于生产调试和维修,不利于产品的更新与换代等2。随着微电子技术和电力电子技术的发展,出现了新一代的智能化阀门电动装置,它不仅克服了原来产品的不足,还增加了许多功能,扩展了使用领域,提高了各项指标和性能,而成本增加不多,可大量更新现有阀门电动装置。智能化阀门电动装置在各个工业领域将得到广泛应用。1.
11、2 阀门电动装置的分类与选用依据31.2.1 阀门电动装置的分类我国常用的阀门电装有原装进口的、有引进技术或合资的、有国产的和国外电装厂家在我国设立的独资及组装厂生产的。阀门电装一般按动力源、结构类型、工作方式、回转方式和工作环境分类4。1.2.1.1 动力源电动装置按其动力源不同，可分为气压传动、液压传动和电动三种。气压传动是指以压缩气体为工作介质进行动力传递和信号控制的系统。以空气作为工作介质具有防火防爆、防电磁干扰、抗振动冲击辐射、结构简单等优点所以近年来发展很快。但是，这类阀门工作速度慢压缩气体不容易得到，使得气动阀门的使用受到很大的限制。液压传动己经有三百多年的历史是在帕斯卡静压传动
12、原理上发展起来的。液压传动可以在传动介质体积较小的情况下，输出较大的力或力矩、容易实现功率放大5。另外，其传动平稳，可以在高速下启动制动转向但存在阀门体积较大，使用、安装、拆卸、维修困难的缺点，不便在较小功率场合使用，所以其使用范围受到了相当的限制。相比较而言，随着机电一体化技术的发展，电动阀门在工业生产中体现来的巨大的优势，吸引了越来越多的目光。电动阀门装置，又称阀门驱动器、阀门电动执行机构、阀门电动头等，是由阀门电动装置和阀门组合成一体的管道附件。它可以接受运行人员或自动装置的命令，自动截断或调节管道中的介质流量。它动作和响应极快、工作效率高、调速性能好、操作简便、安全性能好。1.2.1.
13、2 结构类型电装的结构类型可分为一体式和分体式两种。一体式电装是所有控制电装运行的控制器件均安装在电装内部,与电装成一整体。一体式电装又分为普通型和智能型。国内电动装置生产厂家均能生产制造。分体式电装是所有控制电装运行的控制器件均安装在另设的电控柜内6。国内生产厂家均能提供分体式电装。进口电装除ROTOCK、AUMA、EMG可提供分体式外,其余只提供一体式电装。1.2.1.3 工作方式电装的工作方式分为开关型和调节型。开关型主要指电装的电机启动次数一般 600次/min。开关型电装只适用于一次性的将阀门开启或关闭。调节型主要指电装的换向较频繁,电机启动次数一般达到1200次/min。调节型电装
14、能接受420mA模拟信号和反馈阀位的420mA模拟信号, 满足闭环控制的需要。1.2.1.4 回转方式电装的回转方式分为多回转型和部分回转型。多回转型主要指电装要旋转多圈, 才能打开或关闭阀门。此类型电装与阀门之间要有二级传动机构。部分回转型主要指电装旋转90就能打开或关闭阀门。此类电装与阀门直接连接。1.2.1.5 工作环境电装的工作环境分为隔爆型和普通型。隔爆型是指在易燃易爆的环境中, 要求电装具有防爆功能。普通型是指除易燃易爆环境以外的任何环境中。1.2.2 阀门电动装置的选择依据7(1)操作力矩 操作力矩是选择阀门电动装置的最主要的参数。电动装置的输出转矩应为阀门操作最大力矩的1.21
15、.5倍。(2)操作推力 阀门电动装置的主机结构有两种，一种是不配置推力盘的，此时直接输出转矩；另一种是配置有推力盘的，此时输出转矩通过推力盘中的阀杆螺母转换为输出推力。(3)输出轴转动圈数 阀门电动装置输出轴转动圈数的多少与阀门的公称通径、阀杆螺距以及螺纹线数有关。(4)阀杆直径 对于多回转类的明杆阀门来说，如果电动装置允许通过的最大阀杆直径不能通过所配阀门的阀杆，便不能组装成电动阀门。因此，电动装置空心输出轴的内径必须大于明杆阀门的阀杆外径。对于部分回转阀门以及多回转阀门，虽不用考虑阀杆直径的通过问题，但在选配时亦应充分考虑阀杆直径与键槽的尺寸，是组装后能正常工作。(5)输出转速 阀门的启、闭速度，易产生水击现象。因此，应根据不同的使用条件，选择恰当的启、闭速度。(6)安装、连接方式 电动装置的安装方式有垂直安装、水
