Продольный изгиб винтов передачи "винт-гайка" затворов трубопроводов

• Автор: Патрикова, Татьяна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСОБЕЕШОСТИ РАСЧЕТА ВИНТОВ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ..
1.1. Общие сведения о трубопроводной арматуре
1.2. Условия работы и основные расчетные схемы
1.3. Особенности расчета винтов затворов трубопроводов на продольную устойчивость
1.4. Цель работы и задачи исследования
2. КЛАССИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РАСЧЕТУ ВИНТОВ ЗАТВОРОВ ТРУБОПРОВОДОВ НА ПРОДОЛЬНУЮ УСТОЙЧИ-
ВОСТЬ
2.1. Расчёт усилий, необходимых для перемещения клина при

закрывании задвижки и силовые характеристики арматуры
2.2. Учет влияния начальных несовершенств оси винта
2.3. Учет переменности модуля упругости по длине винта
3. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ПОПЕ-

РЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ВИНТА ПО ЕГО ДЛИНЕ
3.1. Определение изменения моментов инерции поперечного сечения винта
3.2. Учет поддерживающего влияния резьбы при определении поперечных прогибов винтов затворов и проверка адекватности разработанных моделей (по результатам экспериментальных исследований В.М. Рязанцева)
3.3. Влияние резьбы на продольную устойчивость винтов запор-

ной арматуры
4. УЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ПРИ ИЗГИБЕ ВИНТА

4.1. Уменьшение момента инерции поперечного сечения винта ^ при его изгибе
4.2. Влияние уменьшения момента инерции винта при его изги- ^ бе на продольную устойчивость
4.3. Методика расчета винта затвора трубопровода на продольную устойчивость и выработка практических рекоменда- 105 ций
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ
Трубопроводной арматурой оснащаются многие установки и агрегаты в химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в металлургии и энергетике. Большое количество арматуры используется в авиастроении и судостроении, холодильной промышленности, жилищном и промышленном строительстве.
Быстрое развитие техники вызывает необходимость разработки и изготовления большого количества различных конструкций арматуры для самых разнообразных условий работы. Диапазоны температур, давлений, вязкостей и других свойств различных сред, в которых работает арматура, непрерывно расширяются, поэтому число проблем, с которыми сталкивается конструктор, несмотря на большое количество выполняемых экспериментальных и теоретических исследований, все время возрастает. Конструктору приходится решать различные задачи из многих областей: механики, гидравлики, трения и износа, коррозии, прочности и жесткости деталей и т.д. Он должен прежде всего учитывать условия работы арматуры и обеспечить надежность и долговечность работы конструкции, а также ее технологичность и возможность изготовления с малыми затратами.
В связи с возрастающей ролью автоматизации управления производственными процессами, а также обеспечения безопасности, увеличивается роль электрического привода арматуры, ее дистанционного управления, что вызывает усложнение конструкций. Одним из важнейших классов трубопроводной арматуры является запорная арматура - устройства, применяемые для периодического или разового включения или отключения трубопровода или объекта: задвижки, вентили, заслонки и т.д. Теоретические и экспериментальные исследования причин отказов или неэффективности приводов затворов при динамическом нагружении показали, что одними из слабых мест являются винты привода затворов трубопроводов.
Все типы винтов арматуры при закрывании подвергаются действию значительных сжимающих усилий. Для винтов, длина которых превышает

(2.1)
Учитывая равномерность движения клина, строим многоугольник сил и записываем уравнения:
2 + С? = + со5(р-<2ср
К.С05(р = Т1с8т<р+()СрС05(р
где (9 - осевая сила; (? - сила собственного веса; Тк - сила трения; ()ср - давление среды.
Из (2.1) получаем зависимость для определения 0:
ЗкО-ср

соьр(1 - /^(р) где/к - коэффициент трения.
Рассматриваемые задвижки имеют небольшой проход и работают в различных положениях, поэтому принимаем О — 0, тогда
.! к (?ср

(2.2)
СО$(р(-
На рисунке 2.2 представлены графики зависимостей осевой силы ()((р) для различных материалов уплотняющих колец и соответствующих им коэффициентов трения.
Рис.2.2. Графики зависимостей осевой силы от угла наклона клина к оси для разных коэффициентов трения.