截止閥的閥桿與閥瓣的連接方式
除了部分用于節(jié)流的小口徑截止閥的閥瓣與閥桿制成一體外,閥瓣與閥桿通常都采用活動連接,如圖1所示。
圖1(a)、圖1(b)、圖1(d)、圖1(f)和圖1(g)所示的方式常用于填料截止閥。滾壓式、掛靠式結(jié)構(gòu)簡單可靠,閥瓣與閥桿的連接不通過中間零件,加工要求也不高,閥瓣的自動對位性能好,因此,在DN25以下的中、低壓截止閥中應(yīng)用比較普遍。
圖1 閥桿與閥瓣的連接方式
但是,掛靠式結(jié)構(gòu)中的閥瓣在閥門開啟過程中有脫落的可能,必須依靠閥腔導(dǎo)向和限位,在這樣的結(jié)構(gòu)中,不可避免地存在著徑向和軸向游動間隙,故用于節(jié)流的截止閥很少采用這種連接方式。壓蓋連接式適用于DN32以上的截止閥,一般帶對開環(huán)的壓蓋連接式適用于平面密封的截止閥,因?yàn)槭褂脤﹂_環(huán),使閥瓣沿閥桿球形支撐點(diǎn)的球心有一定的晃量,便于閥瓣自動找正閥座的密封面,實(shí)現(xiàn)密封,而普通壓蓋連接式由于閥桿只能沿軸向和徑向有間隙,因此適用于錐形閥瓣密封的截止閥。
閥桿通過閥桿螺母一邊旋轉(zhuǎn),一邊升降,閥座關(guān)閉時(shí),在球形支承面上產(chǎn)生作用力Q和摩擦力矩M。根據(jù)球形端面與支承平面之間形成的直徑為d的曲面可以計(jì)算力矩M:
式中 R——閥桿端部球面半徑,mm。
一般,接觸副為鋼對鋼時(shí),摩擦因數(shù)μ=0.3當(dāng)接觸副材料的彈性模量E完全相同時(shí),則有
當(dāng)接觸副材料的彈性模量E不相同時(shí),則應(yīng)按下式換算后代入式(5-14):
式中 E1,E2——閥瓣與閥桿材料的彈性模量值。
當(dāng)作用力Q很大時(shí),為了減少接觸副的摩擦力矩,常在閥桿與閥瓣的接觸面之間設(shè)置一個(gè)具有較高表面硬度和粗糙度等級的金屬墊片。此時(shí),計(jì)算E值時(shí)應(yīng)以墊片材料代替閥瓣材料來考慮。
銷軸式與鴨舌焊接式適用于波紋管密封的截止閥。在這種閥門中,閥桿只做升降運(yùn)動,不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,因此,閥瓣與閥桿的接觸面之間只傳遞軸向力Q。在銷軸式連接中,依靠接觸面?zhèn)鬟f軸向力,銷軸只與閥桿或閥瓣一個(gè)零件的銷孔松動配合,而與另一個(gè)零件的銷孔保持一定的間隙,故不承受Q的作用。
銷軸可以是單開尾式的,也可以是雙開尾式的。在鴨舌焊接式結(jié)構(gòu)中,閥瓣與閥桿的接觸端面上均車有相同直徑的鴨舌片,相對位置的固定是通過鴨舌片的點(diǎn)焊來實(shí)現(xiàn)的。鴨舌片的點(diǎn)焊可以反復(fù)使用多次,連接可靠,簡便易行,而且這種結(jié)構(gòu)同心度高,無游動間隙,既可垂直安裝,也可水平安裝,工作性能都很穩(wěn)定。