Расчет прочности упругого уплотнения клапанной пары тарель - седло.

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Многолетняя практика конструирования подтвердила эффективность уплотнения клапанной пары тарель – седло, выполненной металл по металлу по типу – тонкостенное упругое седло – коническая поверхность тарели.

Рекомендуемый диапазон применения этого вида уплотнения достаточно широк:

- по диаметру от 10 мм и более;

- по температуре от плюс 300 до минус 256 °С;

- по условиям эксплуатации – любая среда, в которой работоспособен применяемый материал;

- по давлению от глубокого вакуума до 35.0 МПа.

Наиболее распространены два вида уплотнений такого типа: с радиальным ограничением отклонения упругого седла (вариант а) и осевым ограничением (вариант б), показанные на рис. 2.5.

а б

Рис. 2.5. Варианты ограничения отклонения упругого седла

Механическую обработку седла и тарели рекомендуется выполнять согласно рис. 2.6.

Седло Тарель

Рис. 2.6. Пример механической обработки упругого седла и конической поверхности тарели

Для получения требуемой шероховатости конуса А тарели и дополнительного упрочнения его поверхности рекомендуется использовать алмазное выглаживание. Диаметр D₁ имеет свободный размер и определяется:

.

Формулы для расчета:

;_,

;

, ;

;

,

где: р – рабочее давление; R = D/2

Δ_max – максимально допустимый прогиб уплотняющей кромки седла;

σ_т – предел текучести материала седла;

Е – модуль упругости материала седла;

N – минимальное усилие, необходимое для герметизации.

Рекомендуемые пары металлов тарель – седло приведены в табл. 2.4. Минимальные технологически выполнимые значения δ для разных диаметров приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.4 Рекомендуемые пары металлов тарель - седло

Таблица 2.5 Минимальные толщины упругой кромки седла

В предложенной конструкции пневмоприводного клапана для обеспечения повышенной герметичности предусмотрено уплотнение по двум упругим кромкам, которые часто называют упругими усами. Между ними в корпусе предусмотрен канал, по которому контролируют утечки после первого барьера уплотнения.

Оценим кольцевые напряжения во внутреннем уплотняющем усике при посадке тарели на упор.

МПа,

где: Е = 7·10⁵ МПа – модуль упругости материала седла из алюминиевого сплава АВ;

см – радиальное перемещение кромки усика при посадке тарели на упор,

ɑ = 0.09 см – начальный зазор между тарелью и упором,

R = 6.2 см – радиус внутреннего уплотняющего усика.

Запас прочности ƞ при коэффициенте безопасности по пределу текучести материала f_т = 1.15, равен:

.