螺杆顶压阀门试验机顶紧螺杆螺母副的设计

发布时间：2020-10-28 09:28

　　 文章介绍了螺杆顶压阀门试验机顶紧螺杆螺母副的设计方法,解决了因螺杆自重过大而导致螺杆螺母副传动摩擦力过大的问题。
【部分图文】：

被测阀门装夹时，一端贴紧左盲板组件，然后通过驱动组件控制顶紧螺母转动，这时顶紧螺杆呈直线运动，推着中牌坊前进，直到右盲板组件贴紧阀门右端面。然后操作设备试压系统对阀门进行水压及气压的试验。试验过程中，保证盲板与阀门端面密封所需的推力并非由螺杆提供，螺杆只限定右盲板组件的位置保证其不能后退，左、右盲板组件具有特殊的结构设计，能够保证在试验时盲板始终贴紧阀门端面并达到密封效果。试验结束后，通过驱动组件控制顶紧螺母转动，使得中牌坊后退，右盲板组件离开阀门端面，最后取下阀门。试验过程中，顶紧螺杆螺母副虽然不提供顶紧阀门的推力，但受到压力介质对右盲板组件产生的并通过中牌坊传递过来的作用力，然后通过顶紧螺母的凸台将力作用在右牌坊上。因此在设计大口径高磅级阀门试验机时，需要设计足够大的螺杆螺母副来承受巨大的推力。同时，为了满足不同结构长度的阀门，需要保证盲板间距的最大、最小值，即螺杆螺母副传动需要足够的行程，也就是说螺杆需要足够的长度，而大直径且较长的螺杆本身的重量也非常大，这使得螺杆螺母副在传动时有很大的摩擦力，因此还要设计特殊的结构来解决摩擦力过大的问题。

根据经验，最大受力在1650吨左右时，顶紧螺杆的外圆直径选用覫400左右，则梯形螺纹为Tr400螺距选用24，即Tr400×24。然后对该螺杆进行受力计算，如果受力计算不合格则选用更大尺寸的螺杆，如果受力计算有很大的冗余，则可以选用小一号的螺杆。顶紧螺杆螺母副如图2所示，最大受力1650吨，即F=16500000N。则螺杆最大应力截面（DT）处应力σmax的计算按公式（1):

顶紧螺杆受到的作用力通过与顶紧螺母啮合段螺纹传递到顶紧螺母，而螺母受到的作用力，最终将通过螺母的凸台作用在右牌坊上，如图3所示，故需要对螺母凸台进行受力计算。螺母端面挤压应力σj按公式（7）计算，式中DL表示顶紧螺母凸台外圆直径，DZ表示螺母凸台内圆直径。螺母凸台剪应力τ3按公式（8）计算，式中TT表示螺母凸台长度。
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本文编号：2859905