基于Pro/E5.0的阀门控制器结构设计

2011-07-07 15:53:48来源: 互联网 关键字:阀门  门控制器  控制  控制器

1 概述

  随着工业自动化的发展,传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用,要实现管网系统的工业自动化管理, 离不开自动阀门这个管网系统中的执行机构。

  阀门的种类也很多,下面的模型是其中一种——球阀,如图1所示。

  

 

  图1 球阀

  由于阀门的应用非常广,手工机械调节的方式在许多场合已不再适用,本设计能够在较安全的情况下工作,而且效率提高了几倍,故设计智能阀门控制装置具有实际的意义。电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置 ,其能源取用方便、安装调试简单 ,在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用

  2 原理

  阀门控制器电动机驱动,通过蜗轮蜗杆减速,带动空心输出轴转动。在该减速箱中,具有手动/自动机构(手动机构可独立进行操作)。当切换手柄处于手动位置时,操作手轮,带动空心输出轴转动。当电动操作执行机构时,手动机构处于断开状态,由电动机驱动空心输出轴。

  传动机构的结构详如图2所示。

  

 

  图2 传动机构结构图

3 涡轮蜗杆设计

 

  由于此处的蜗轮蜗杆有特殊的要求,故自己设计并进行校核(此处用专用软件进行设计)。设计的蜗杆仅仅是螺旋部分。

  根据库存材料的情况,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度中等,但蜗杆在传动中起到相当重要的作用,故蜗杆用45Cr;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45—55HRC。蜗杆用ZCuSn10P1,金属膜铸造。

  设计完成后的模型如下图3:

  

 

  图3 蜗杆蜗杆

  各个参数如下:

  蜗杆输入功率:8.05kW

  蜗杆类型:阿基米德蜗杆(ZA型)

  蜗杆转速n1:1460r/min

  蜗轮转速n2:73r/min

  使用寿命:8000小时

  理论传动比:20

  蜗杆头数z1:2

  蜗轮齿数z2:40

  实际传动比i:20

  ************蜗杆蜗轮材料************

  蜗杆材料:40Cr

  蜗杆热处理类型:淬火

  蜗轮材料:ZCuSn10P1

  蜗轮铸造方法:离心铸造

  疲劳接触强度最小安全系数SHmin;1.1

  弯曲疲劳强度最小安全系数SFmin;1.2

  转速系数Zn:0.749

  寿命系数Zh;1.21

  材料弹性系数Ze:147N^0.5/mm

  蜗轮材料接触疲劳极限应力σHlim:425N/mm^2

  蜗轮材料许用接触应力[σH]:349.914N/mm^2

  蜗轮材料弯曲疲劳极限应力σFlim:190N/mm^2

  蜗轮材料许用弯曲应力[σF]:158.333N/mm^2

  ************蜗轮材料强度计算************

  蜗轮轴转矩T2:842.493N.m

  蜗轮轴接触强度要求:m^2d1≥1161.145mm^3

  模数m:5mm

  蜗杆分度圆直径d1:90mm

关键字:阀门  门控制器  控制  控制器

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0707/article_7039.html
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