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介紹閥門電動(dòng)裝置的選擇及安裝連接方式
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一、操作力矩操作力矩是選擇閥門電動(dòng)裝置的最主要參數(shù)。電動(dòng)裝置的輸出力矩應(yīng)大于閥門操作過程中所需的最大力矩，一般前者應(yīng)等于后者的1.2-1.5倍。因此，準(zhǔn)確地掌握閥門所需的力矩是選擇閥門電動(dòng)裝置的關(guān)鍵。然而，由于實(shí)際情況的復(fù)雜性，計(jì)算所得到的閥門力矩，誤差往往都比較大；采用試驗(yàn)方法實(shí)測(cè)閥門的最大操作力矩時(shí)，又受到試驗(yàn)系統(tǒng)條件和設(shè)備的限制，也受到閥門本身結(jié)構(gòu)形式多樣性的限制，很難取得典型的數(shù)據(jù)。
從目前情況來看，可以采用計(jì)算或?qū)崪y(cè)的方法取得近似結(jié)果，然后，在選用電動(dòng)裝置時(shí)留有適當(dāng)?shù)脑６取?BR> 以下定性地介紹各類閥門的操作力矩。
�。ㄒ唬╅l閥的操作特性楔式閘閥操作力矩特性:當(dāng)閥門的開度在10%以上時(shí)，閥門的軸向力，即閥門的操作力矩的變化不大。當(dāng)閥門的開度低于10%時(shí)，由于流體的節(jié)流，使閘閥的前后壓差增大。
這個(gè)壓差作用在閘板上，使閥桿需要較大的軸向力才能帶動(dòng)閘板，所以在此范圍內(nèi)，閥門操作力矩的變化比較大。圖中，實(shí)線表示剛性閘板閘閥操作力矩特性；虛線表示彈性閘板的閘閥操作力矩特性。從曲線看出，彈性閘板的閘閥，在接近關(guān)閉時(shí)所需的操作力矩比剛性閘板的要大些。
閘板關(guān)閉時(shí)，由于密封面的密封方式不同，會(huì)產(chǎn)生不同的情況。對(duì)于自動(dòng)密封閘閥（包括平板閘閥），在閥關(guān)閉時(shí)，閘板的密封面恰好對(duì)正閥座密封面，即是閥門的全關(guān)位置。但此位置在閥門運(yùn)行條件下是無法監(jiān)視的，因此在實(shí)際使用時(shí)是將閥門關(guān)至下止點(diǎn)的位置作為閘閥全關(guān)位置。由此可見，自動(dòng)密封的閥門全關(guān)位置是按閘板的位置（ 即行程）來確定的。對(duì)于強(qiáng)制密封的閘閥，閥門關(guān)閉時(shí)必須使閘板向閥座施加壓力。此壓力可以保證閘板和閥座之間的密封面嚴(yán)格地密封，是強(qiáng)制密封閥門的密封力。這個(gè)密封力由于閥桿螺紋的自鎖將會(huì)繼續(xù)作用。顯然，為了向閘板提供密封力，閥桿螺母?jìng)鬟f的力矩比閥門操作過程中的力矩大。由此可見，對(duì)于強(qiáng)制密封的閘閥，閥門的全關(guān)位置是按閥桿螺母所受的力矩大小來確定的。
閥門關(guān)閉后，由于介質(zhì)或環(huán)境溫度的變化，閥門部件的熱膨脹會(huì)使閘板和閥座之間的壓力變大，反映到閥桿螺母上，就為再次開啟閥門帶來困難。所以，開啟閥門所需的力矩比關(guān)閉閥門所需的力矩大。此外，對(duì)于一對(duì)互相接觸的密封面來說，它們之間的靜摩擦系數(shù)也比動(dòng)摩擦系數(shù)大，要使它們從靜止?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，同樣需施加較大的力以克服靜摩擦力；由于溫度變化，使密封面間的壓力變大，需要克服的靜摩擦力也隨之變大，從而使開啟閥門時(shí)，對(duì)閥桿螺母上需施加的力矩有時(shí)會(huì)增大很多。
（二）截止閥的操作特性截止閥的操作力矩特性: 介質(zhì)由閥門下部進(jìn)入閥門內(nèi)腔的關(guān)閥操作力矩特性。在閥門由全開位置開始關(guān)閉的階段，隨著閥瓣的下降# 流體在閥瓣前后造成壓差，以阻止閥瓣下降，而且這個(gè)阻力隨閥瓣下降而迅速增加。當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，閥瓣前后壓差等于介質(zhì)工作壓力，這時(shí)阻力最大。再加以強(qiáng)制的密封力，使閥門關(guān)閉瞬間的操作力增加很快。在閥門開啟過程中，由于介質(zhì)壓力或閥瓣前后壓差造成的推力都是幫助開啟閥門的，所以開閥特性曲線的形狀與圖中曲線相似，但位于圖中曲線的下方。應(yīng)該指出的是，在開閥的瞬間的力矩有可能超過關(guān)閥時(shí)的力矩，因?yàn)榇藭r(shí)要克服較大的靜摩擦力。
截止閥開啟時(shí)，閥瓣的開啟高度達(dá)到閥門公稱直徑的$’( % &)( 時(shí)，流量即已達(dá)到最大，即表明閥門已達(dá)到全開位置，所以截止閥的全開位置應(yīng)由閥瓣行程來確定。截止閥關(guān)閉時(shí)的情況和關(guān)嚴(yán)后再次開啟的情況與強(qiáng)制密封式的閘閥相似，因此，閥門的關(guān)閉位置應(yīng)按操作力矩增加到規(guī)定值來確定。
�。ㄈ┑y的操作特性蝶閥的操作特性: 蝶閥的操作力矩特性曲線是中間高、兩端低。
造成這現(xiàn)象的原因是，蝶閥在中間位置時(shí)，流體受蝶板的阻礙，繞過蝶板流動(dòng)，會(huì)在蝶板兩側(cè)形成旋流，對(duì)蝶板形成一流水力矩，此力矩是迫使蝶板關(guān)閉的。隨著蝶板的開啟或關(guān)閉，流體在蝶板兩側(cè)造成的旋流的影響越來越小，直到旋流消失，這時(shí)蝶板受到的阻力也越來越小，因此形成中間高、兩端低的特性曲線。至于閥門開啟過程中的操作力矩比關(guān)閉過程中的大，其原因則是由于流體對(duì)蝶板造成的動(dòng)水力矩始終是向著關(guān)閥方向的。
非密封型蝶閥的最大操作力矩出現(xiàn)在中間位置，而密封型蝶閥的最大操作力矩出現(xiàn)在閥門關(guān)閉時(shí)，這是因?yàn)橐郊由蠌?qiáng)制密封力矩的緣故。
蝶閥的閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它的蝶板和閥桿本身是沒有自鎖能力的。為了使蝶板定位（停止在指定位置上），一種辦法是在閥桿上附加一個(gè)具有自鎖能力的減速器，在附加蝸輪減速器之后，可以使角位移增加到幾十圈，而操作力矩卻相應(yīng)降低，這樣可以使蝶閥的某些操作性能（如總轉(zhuǎn)圈數(shù)和操作力矩）與其他閥門接近，便于配用電動(dòng)裝置。
對(duì)于強(qiáng)制性密封的蝶閥，它的關(guān)閉位置應(yīng)該按操作力矩升高到規(guī)定值來確定。
�。ㄋ模┣蜷y的操作特性球閥的操作力矩特性: 球閥的操作力矩特性曲線與蝶閥的很相似，其原因也是由于流體在球體中流向改變時(shí)造成旋流的影響。旋流的影響隨閥門的開啟或關(guān)閉逐漸減小。
球閥由全開到全關(guān)，閥桿的旋轉(zhuǎn)角度為90%，球閥要設(shè)機(jī)械限位。球閥的開啟位置和關(guān)閉位置都應(yīng)按閥桿旋轉(zhuǎn)角度來確定的，故球閥是按行程定位的。
二、操作推力閥門電動(dòng)裝置的主機(jī)結(jié)構(gòu)，一種是不配置推力盤的，此時(shí)直接輸出力矩；一種是配置有推力盤的，此時(shí)輸出力矩通過推力盤中的閥桿螺母轉(zhuǎn)換為輸出推力。輸出力矩?fù)Q算成輸出推力時(shí)引入了閥桿系數(shù)的概念。輸出力矩與輸出推力之比稱為閥桿系數(shù)。
三、輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)電動(dòng)裝置輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的多少與閥門的口徑、閥桿螺距、螺紋頭數(shù)有關(guān)，按下式計(jì)算：
M = H / ZS式中 M—電動(dòng)裝置應(yīng)滿足的總轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)；H—閥門的開啟高度，即閥門啟閉件的全行程（mm）；Z—閥桿螺紋的螺距（mm）；S—閥桿螺紋頭數(shù)。
四、閥桿直徑對(duì)于多回轉(zhuǎn)類的升降桿閥門來說，如果電動(dòng)裝置允許通過的最大閥桿直徑不能通過所配閥門的閥桿時(shí)是不能組裝成電動(dòng)閥門的，因此，電動(dòng)裝置空心輸出軸的內(nèi)徑必須大于升降桿閥門的閥桿外徑。對(duì)于部分回轉(zhuǎn)閥門以及多回轉(zhuǎn)閥門中的旋轉(zhuǎn)桿閥門，雖不用考慮閥桿直徑的通過問題，但在選配時(shí)亦應(yīng)充分考慮閥桿直徑與鍵及鍵槽的尺寸，使之裝配后能正常工作。
五、輸出轉(zhuǎn)速閥門的操作速度快，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程是有利的。但操作速度過快容易產(chǎn)生水擊現(xiàn)象，因此應(yīng)根據(jù)不同的使用條件選擇合適的操作速度。
六、安裝、連接方式（一）安裝方式電動(dòng)裝置的安裝方式有：垂直安裝、水平安裝、落地安裝。
�。ǘ┻B接方式第四節(jié) 閥門電動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)一、箱體閥門電動(dòng)裝置的箱體設(shè)計(jì)決定了它的防護(hù)性能，如可用于戶外、防爆、防火等。通常箱體材料采用灰鑄鐵，防爆型產(chǎn)品的灰鑄鐵牌號(hào)不低于HT250。也有采用鋁合金作為箱體材料的，其優(yōu)點(diǎn)是重量輕，壓鑄的鋁合金箱體外形美觀。但鋁合金箱體作為防爆產(chǎn)品有一定難度；另外，鋁合金箱體電動(dòng)裝置的軸向推力應(yīng)由鑄鐵制造的內(nèi)置閥桿螺母的推力盤承擔(dān)。
二、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)閥門電動(dòng)裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)起到減速器的作用，它將專用電動(dòng)機(jī)的高速度降低為對(duì)閥門的操作速度。傳動(dòng)部分均采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所選用的有以下幾種：
1.）圓柱齒輪傳動(dòng)；2.）蝸桿傳動(dòng)；3.）行星齒輪傳動(dòng)；4.）一齒差或少齒差齒輪傳動(dòng)；5.）擺線針輪傳動(dòng)；6.）諧波齒輪傳動(dòng)；7.）轉(zhuǎn)臂絲杠傳動(dòng)。
以下介紹幾種主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核。
�。ㄒ唬﹫A柱齒輪傳動(dòng)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何計(jì)算（二）蝸桿傳動(dòng)（1）蝸輪蝸桿參數(shù)選擇。蝸桿傳動(dòng)是閥門電動(dòng)裝置中最常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
�。�2）蝸桿的參數(shù)計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算。
在多回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置中，常采用蝸輪蝸桿作為主傳動(dòng)，強(qiáng)度計(jì)算以蝸輪輪齒表面的接觸強(qiáng)度為基礎(chǔ)，彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核.
正常工作載荷下的許用接觸應(yīng)力。當(dāng)以蝸輪蝸桿作為閥門電動(dòng)裝置的主傳動(dòng)時(shí)，按閥門的啟閉工作性質(zhì)，應(yīng)該選取尖峰載荷的許用應(yīng)力，否則電動(dòng)裝置的體積過大。
（3）蝸桿傳動(dòng)的效率蝸桿傳動(dòng)作為閥門電動(dòng)裝置主傳動(dòng)時(shí)，它的效率在整個(gè)裝置的效率中起著主導(dǎo)作用。
�。ㄈ┬行驱X輪傳動(dòng)閥門電動(dòng)裝置常用的行星齒輪傳動(dòng)可以參考行星齒輪傳動(dòng)選擇。
根據(jù)上表確定行星齒輪傳動(dòng)中各齒輪基本參數(shù)之后，其余參數(shù)關(guān)系可按圓柱齒輪傳動(dòng)計(jì)算。
�。ㄋ模┺D(zhuǎn)臂絲杠傳動(dòng)轉(zhuǎn)臂絲杠傳動(dòng)大多是上接多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置而構(gòu)成較大輸出力矩的部分回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置。
三、行程控制機(jī)構(gòu)行程控制機(jī)構(gòu)的種類有凸輪式、絲杠螺母式等。但最普遍采用的是計(jì)數(shù)器式。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，控制行程的輸出軸轉(zhuǎn)圈數(shù)范圍大，調(diào)整精度高。行程計(jì)數(shù)器與閥門的調(diào)整必須仔細(xì)進(jìn)行.
四、力矩控制機(jī)構(gòu)力矩控制機(jī)構(gòu)的作用是：①用于強(qiáng)制密封式閥門，控制閥門的關(guān)閉位置；②在電動(dòng)裝置出現(xiàn)過力矩故障時(shí)，及時(shí)切斷電源，對(duì)裝置起到保護(hù)作用。
一種用于多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置的力矩限制機(jī)構(gòu)。對(duì)于部分回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置，由于二級(jí)減速多采用行星齒輪傳動(dòng)，有一種利用行星內(nèi)齒輪被迫轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩限制機(jī)構(gòu)。
五、開度指示機(jī)構(gòu)電動(dòng)裝置的開度指示機(jī)構(gòu)分裝置本體上的現(xiàn)場(chǎng)開度指示和遙控時(shí)電氣控制箱面板上的開度指示。開度指示由指針、刻度盤組成。但閥門電動(dòng)裝置上開度指示的特點(diǎn)是：
1．）電氣控制箱上的開度指示通常是用安裝在裝置本身上的繞線電位器的電阻值的變化控制指針顯示出來的。
2．）開度指示刻度盤上“開”、“關(guān)”的界限線必須是可以調(diào)節(jié)的，以便該電動(dòng)裝置適應(yīng)不同口徑閥門的需要。為此有多種不同的開度界限調(diào)整機(jī)構(gòu)。
現(xiàn)場(chǎng)開度指示、遙控開度指示必須調(diào)整到與閥門的實(shí)際開度一致。
六、手電動(dòng)切換機(jī)構(gòu)閥門電動(dòng)裝置手電動(dòng)切換以半自動(dòng)為主。即在電動(dòng)裝置由電動(dòng)操作改變?yōu)槭謩?dòng)操作時(shí)要輔以人工操作進(jìn)行切換；而由手動(dòng)操作改為電動(dòng)操作則是自動(dòng)進(jìn)行的。
手電動(dòng)切換分高速檔切換和低速檔切換兩種。前者切換機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)速比較高的蝸桿軸上，手動(dòng)速比大，但手柄的切換力比較小。后者切換機(jī)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)速比較低的輸出軸上，一般手動(dòng)輸出速比為1：1，但切換力比較大，用在需要迅速以手動(dòng)啟閉閥門的情況。為了降低切換力，有的低速擋切換的電動(dòng)裝置，采用非自鎖蝸桿降低切換力，克服低速擋切換的缺點(diǎn)。
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