蝶阀蝶板与阀杆圆锥销连接形式的分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Analysis of Butterfly Valve Disc and Valve Stem Taper Pin Connection M odeYU Zheng-ao，LU Ping，JIN Yong-qin(Jiangsu Shentong Valve，Co.，Ltd，Nantong 226232，China)Abstract：Analyzes the connection mode of butterfly plate and the valve stem and the provisions of therelevant standards，disc and stem taper pin is given valve stem strength calculation results from differentconnection positions。

Key words：butterfly plate；valve stem ；pin；connect1 概述蝶阀启闭件为圆盘形蝶板，在蝶阀阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的目的。为实现驱动装置力矩传递至启闭件(蝶板)上，标准规定蝶板与阀杆的连接强度应设计成能传递阀杆所能承受最大转矩的75% l ]，阀杆与蝶板的连接形式应保证正常工作情况下不松动。蝶板与阀杆常用连接形式分为无销连接和有销连接，无销连接又分键连接、花键连接及方榫连接等。销连接-般有圆柱销连接和圆锥销连接。因为圆锥销定位精度比圆柱销高，受横向力时能 自锁，所以圆柱销连接很少采用，在这几种连接形式中，锥销连接结构简单，制造方便，可多次装拆，其应用最为广泛。但在标准GB/T 12238-2008及 JB/T 8527-1997中对阀杆与蝶板的连接形式未作规定 ，本文为此进行了分析与研究。

2 结构形式蝶阀蝶板与阀杆锥销连接通常有锥销孔钻铰在阀杆中心线上(图 1 I-I截面)和锥销孔钻铰在阀杆外径上(图 1 1-I截面)2种连接形式。

作者简介：郁正涛(1969-)，男，高级工程师，从事阀门设计及研发工作。

，- - 、 - - - l - I. . - ～8IfL-.J ' - J Il 。

、 -- - 1 三) --.；// 1.锥销 2.阀杆 3.蝶板轴座图 1 锥销连接位置及类型- 18- 阀 门 2013年第2期3 计算分析图 1为常见的2种锥销连接形式，通过分析和计算确定更为合适的销连接形式。对图 1驱动装置的力矩 作用在阀杆上，则锥销的剪切受力见图2，， lf l、 l， )(a)和图2(b)，挤压受力见图2(c)和图2(d)。

根据受力分析，连接件锥销有 2种破坏可能，即锥销被剪断或产生挤压破坏。

/ 十 T//I d//，1/ l， If I、 lI(a) (b) (c) (d)(a)、(b)锥销受剪切力 (C)、(d)锥销受挤压力图2 锥销结构受力分析假设切应力在剪切面内是均匀分布的。若以A表示锥销剪切面面积，则剪切应力为丁 因为图2(a)的剪切面面积为锥销的横截面积A ，而图2(b)的剪切面面积为阀杆与锥销重合部分的圆弧面表面积 A ，A 7.：，则锥销孔钻铰在阀杆中心线时锥销更容易被剪断。

假设挤压应力在挤压面内是均匀分布的。若以Ai表示锥销挤压面在垂直于挤压力平面上的投影面积，则挤压应力为P：b27ram ，t5mm。

将数据代入式(3)和式(4)得 Wp 9 420mm ，wp212 500mm ， 。< ，所以在同样的驱动力矩 作用下r >Tmm，则锥销孔钻铰在阀杆中心线时阀杆更容易被扭断。

阀杆与蝶板连接的两端由轴承支承，受蝶板的重力作用，阀杆必将受弯矩作用，其最大弯曲正应力为M m ax 0)署(1-1.54 do) (7)簪- (8)(2) 式中图2(C)和图2(d)的挤压面面积为阀杆与锥销的接触部分在通过锥销中心平面上的投影面积A ，在图2(C)及图2(d)中，A >AI2所以在同样的驱动力矩作用下 j <叮 则锥销孔钻铰在阀杆外径时锥销更容易被挤坏。

对于图 1在驱动力矩 作用下，阀杆扭转的最大剪应力 7-为 。

丁 ， 丁max jwp 警(1- do) (4)警- (5)式中 --图 1 I-I抗扭截面系数- - 图 1 I/-IT抗扭截面系数若取 d40mm，d 10mm，则由图 1(b)可知，- - 图 1 I-I抗弯截面系数Wz2--图 1 1-Ⅱ抗弯截面系数若取 d40mm，do10mm，则由图 1(b)可知，b27mm，t5mm。

将数据代人式(7)和式(8)得 Wz 3 862mm ，W，26 200mm ，wz 也，则锥销孔钻铰在阀杆中心线时阀杆更容易被折弯。

4 结语通过对 2种形式锥销的剪切强度、挤压强度及阀杆的抗扭、抗弯分析对比计算，得知锥销孔钻铰在阀杆外径上的连接形式对轴的强度削弱小，值得推广应用。