平衡阀计算说明书

海水节流阀设计说明书设计要求6通径，额定压力6.3MPa，公称流量为1L/min。工作介质为海水，此节流阀作为海水泵的负载使用。连接方式为螺纹连接。结构形式确定水介质的粘度只有油介质的1/40左右，在微小缝隙下更易产生泄露，所以应避免选用间隙密封形式的滑阀式节流口。针阀式节流口在调节时流量变化平缓，并且由于是水介质，所以节流口不易堵塞，最小稳定流量比较小。针阀式节流口加工方便，能自动补偿磨损，径向液压力得到平衡。综上所述，选用针阀式节流口。调节螺杆与阀芯做成一体式。连接方式为螺纹连接，进出口螺纹尺寸定为G1/4，内螺纹。靠密封件密封。几何尺寸确定进出油口尺寸。6通径，进出油口直径取为3mm。核算额定流量:DD>4.63x其中：D为进出口直径，Q为额定流量，v为最大允许流速，此处取为6m/s。gg

5—锁紧螺母；6—阀芯；7—0形橡胶密封圈代入D=3mm，算得q=2.5L/minog大于所要求的1L/min，合格。锥角尺寸。按照经验节流阀的半锥角一般取为15度。但是本例要求流量是1L/min，比较小，所以为了得到较好的调节特性，使开口量不至于太小，此处选定半锥角为10度。选定阀座孔为直角，以保证阀芯和阀座孔为线接触。节流阀的开口量。节流口的压差-流量特性方程为：其中，C——流量系数，参考《水液压传动技术基础》，对于有叠合长度的阀口，q其流量系数在0.8-0.9之间。P水的密度，此处取为1000Kg/m3。A——孔口过流面积，单位m2。Ap——节流阀两端压差，此处为6.3MPa。求得过流面积 A=0.165mm2。人=兀Dxsina(1一xsin2a/2D)mm其中D为阀座孔平均直径，3mm。m从上式求得开度x为0.10mm。阀口和油道处流速压力差Ap=6.3MPa，流量Q=1L/min，此时阀口流速为v=Q=101m/s。A油道处流速v=-4Q=2.36m/s。兀d2阀芯的螺距。为实现微量调节，螺距应该尽量小，这样，调节手轮拧同样的角度，阀芯的轴向位移会小一点。参考螺纹标准，确定阀芯的螺纹螺距为0.5mm。压力差Ap为6.3MPa时，预使通过流量为1L/min，则调节手轮的转动角度为360x01=72。0.5⑥阀体安装螺栓孔参考同类产品，取为e5.5，匹配M5的螺栓。标准件选型橡胶类密封件非常适合于水压控制阀中的密封，最高密封压力可达35MPa。此处选择使用普通的O型密封圈。孔径为010。参考GB/T3452-2005,选用6.9X1.8的O形密封圈。与孔相配合的轴取为少10-f7，槽深取为1.35，即沟槽槽底直径取为少7.3。槽底和槽棱圆角半径都取为0.3。槽宽取为2.4mm。密封类型是液压动密封。材料选择传动介质为海水，具有腐蚀性，所以阀芯材料选用316不锈钢（即06Cr17Ni12Mo2）,配套的阀体采用铝青铜材料。铝青铜具有良好耐磨性，抗海水腐蚀性较好。螺套选用304不锈钢，与阀芯和阀体的材料不同，可避免与阀芯或阀体黏着、拉丝。螺纹连接校核阀芯受到的轴向力为兀F=一D2p—F4 s其中F为节流口处的稳态液动力，作用力朝向阀芯关闭方向，因此取负号。s为了得到较大的安全系数，不考虑稳态液动力的影响。p为入口处压力，此处考虑额定压力，即6.3MPa。D为流道直径，即3mm。算得 F=44.5N。①剪切强度校核一般螺母材料的强度比螺杆低，故只需对螺母螺纹进行强度验算，一般是验算牙根处的剪切和弯曲强度。牙根危险剖面的剪切强度条件为："丄<[t]兀Dbz其中：z——接触螺牙数，此处为8。b——螺纹根部宽度，为0.65P，其中P为螺距。算得剪切应力为t二0.675MPa，远小于304不锈钢的许用剪切应力260MPa。②弯曲强度校核牙根危险剖面的弯曲强度条件式为a二卩/z•1<[c]b兀Db2/6 bD—D其中：i——弯曲力臂，1=一2二0.27P=0.135mm2算得弯曲应力为a=1.75MPa，远小于不锈钢的许用弯曲应力。b调节手轮力矩调节手轮为螺旋传动，调节力矩T和轴向推力F