毕业设计（论文）-阀门电动装置的设计.doc

设计说明书 第 VI 页 阀门电动装置的设计摘要阀门是管道系统中的重要部件。阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。它是用来截断或调节管道系统中介质流量的为了减轻运行人员的体力劳动强度在各个部门中已经广泛使用电动阀门，电动阀门是由阀门电动装置和阀门本体共同组成的。阀门电动装置有时也称阀门驱动器，阀门控制器，后来统一称为电动装置。电动装置从五十年代就开始广泛用于各个工业部门中，但它的主要只是代替人力去操作那些大口径的阀门，因此技术要求简单在使用时大多还需人力进行辅助操作。从六十年代，我国各个工业部门开始应用自动控制技术和电子计算机应用对电阀门提出了新的要求，为此、开始制造并在各个工业部门中应用了一些新型的，能适应自动化要求的阀门装置。电动阀门是由阀门电动装置和阀门组合成一体的管道附件。它可以接受运行人员或自动截断或调节管道中的介质流量。电动装置和阀门本身都是独立的部件。为保证电动装置的工作性能良好，除了必须有良好的阀门电动装置外，还应使二者能很好地协调工作。在电站中通常需要配用电动装置的阀门有闸阀、节止阀、蝶阀和球阀等。这次设计阀门电动装置，我们根据阀门电动装置的实际应用情况，参考一些其它资料来设计，由于我们的工作不够深入，实践经验不足，错误之处还望各位老师指正。关键词：阀门；电动装置；驱动器The valve electric device design Author:Liu Hua ge Tutor:Li Chang shiAbstractThe valve is an important component in the piping system. Valve electric device is a valve program control, automation, and remote drives indispensable to control the size of the course of the campaign can be stroke, torque or axial thrust. It is used to cut off or adjust the medium flow in the piping system in order to reduce the physical strength of running staff in various departments has been widely used electric valve, electric valve is composed of electric valve actuators and valve body. Valve electric device is sometimes also known as the valve actuator, the valve controller, later known as the unified electric device.Electric devices from the 1950s are widely used in various industrial sectors, but its mainly just replace the manpower to operate the valves of large diameter, so the technical requirements for auxiliary operation in the use of most of the needed manpower. Sixties, China began the application of automatic control technology and computer applications, new power valve, and began manufacturing and a number of new applications in various industrial sectors, can meet the requirements of the automation of various industrial sectors the valve device.The electric valve piping accessories into one by the electric valve actuators and valve combination. It can accept the media in the run or automatic cut off or adjust the pipeline flow. Electric devices and valves are independent components. In order to ensure good performance of electrical devices must have a good valve electric device, but also to make the two can work well coordinated. In the power plant usually requires valve, the section stop valve, butterfly valve and ball valve with electric devices.The design of the valve electric device, based on the actual application of the valve electric device, reference data, our work is not thorough enough, and the lack of practical experience in the wrong place but also hope the teacher corrected.Keywords: valves; electrical installations; drive目录1 绪论12 设计任务书22.1工作条件22.2设计工作量23、拟定传动方案34、电动机的选择、传动系统运动和动力参数的选择54.1电动机选择54.2选择电动机容量54.3确定电动机的转速54.4计算运动和动力参数54.4.1各轴的功率54.4.2各轴的转矩65 传动零件的设计计算75.1 选择蜗杆传动类型75.2 选择材料75.3按齿面接触疲劳强度进行设计75.3.1确定作用在蜗轮上的转矩T275.3.2确定载荷K75.3.3确定弹性影响系数75.3.4确定接触系数Z75.3.5确定许用接触应力H85.3.6计算中心距85.4 蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸85.4.1蜗杆85.4.2蜗轮85.5校核齿根弯曲疲劳强度95.6精度等级公差和表面粗糙度的确定95.7热平衡核算96 轴的设计和计算116.1 电动机轴设计116.2蜗杆轴的设计116.3蜗杆轴的受力分析及强度校核136.3.1画轴的受力简图，如图6-1136.3.2支承反力136.3.3画弯矩图，如图6-1146.3.4画转矩图 如图6-1146.3.5校核轴的强度146.4蜗轮轴的设计166.5蜗轮轴的受力分析及强度校核167键及轴承的选择校核217.1电动机轴上的键由电动机轴直径选择217.2校核蜗杆轴轴承寿命217.3 校核涡轮轴轴承强度228箱体设计238.1箱体的壁厚及其结构尺寸的确定238.1.1轴承座联接螺栓凸台结构尺寸的确定238.2箱盖顶部外表面轮廓的确定248.3油面位置及箱座高度的确定248.4箱体结合面的密封248.5导油沟的形式和尺寸258.6箱体应该有良好的结构工艺性258.6.1铸造工艺性258.6.2机械加工工艺性258.7箱体结构尺寸的确定25设计总结27致谢28参考文献29设计说明书 第 10 页1 绪论阀门是石油、化工、电站、长输管线、宇航以及海洋采油等国民经济各部门不可缺少的流体控制设备。上述工业的发展和需要，推动了阀门工业的发展。近年来，在满足各方面高参数新要求的同时，对阀门的结构、材料和生产工艺等方面，对如何做到更好地提高性能、可行性及降低成本等也予以密切关注。因此，对阀门要求进一步严格控制内在质量阀门电动装置是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备，其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。自80年代我国改革开放至今，我国的化工行业得到了长足的发展，发生了翻天覆地的变化，化工设计行业也随之发生了很大的变化。由于国外先进技术的不断引进及国内化工技术开发力度的不断加大，化工产品种类不断增多，品种越来越齐全.随着国家经济水平的提高，化工设计行业对阀门制造业的要求也越来越高，尤其是对阀门的性能的可靠性、耐用性等要求越来越高。电动阀门广泛应用于市政和工矿企业的给排水系统，电动阀门由电动装置，阀门本体，连接附件和控制箱等组成，电动阀门一般是由给排水专业选型的，给排水专业技术人员在工程设计时须对阀门的电动装置提出具体的功能要求，在实际工程中经常会发生在现场安装时，阀门电动驱动装置与控制系统冲突不匹配的现象。这通常是由于在确定电动装置的功能需求时有不合理或是不完善的地方。阀门电动装置一般由下列部分组成：专用电动机减速机构，用以降低电动机的输出转速；行程控制机构，用以调节和准确控制阀门的启闭位置；转矩限制机构，用以调节转矩并使之不超过预定值；手动、电动切换机构，进行手动或电动操作的连锁机构；开度指示器，用以显示阀门在启闭过程中所处的位置。其中，行程控制机构、转矩限制机构、手动、电动切换机构及开度指示器等合称为电动执行器。2 设计任务书设计题目输出力矩输出速度工作时间阀门电动装置350N.M30r/min15年2.1工作条件阀门电动装置载荷平稳，工作允许误差为5%每年按300个工作日计算，使用期限为十年，大修4年单班，工厂小批量生产。 2.2设计工作量每个学生应完成：装配图一张（A0）。零件图3张。设计说明书1份。3、拟定传动方案确定传动传动方案，传动装置总传动比为50，输出速度nw =30r/min，若选用同步转速为1500或1000r/min的电动机可以粗估出传动装置总传动比为，根据这个传动比及工作条件订出图示两种方案.图3-1图3-2方案3-1虽然结构简单制造方便但是由于齿轮传降速比不大，致使降速过小，整个传动装置的结构尺寸过大，达不到降速要求，而且还不利于在以后的设计中加入控制装置。方案3-2电动装置结构简单、紧凑，降速传动由于采用了蜗轮蜗杆所以能够实现较大的降速传动，满足使用要求。4、电动机的选择、传动系统运动和动力参数的选择4.1电动机选择目前用于电动装置的电动机绝大多数都是阀门专用电动机。这主要由于阀门专用电动机的结构简单、效率高、运行可靠和价格低廉选用YDF型全封三相异步电动机。 4.2选择电动机容量Pd=Pw/Pw=F v/1000=122式中1是轴承的传动效率,2是蜗杆传动效率其大小分别为0.99 , 0.8 ，由于已知T=350N.M n=30r/min由T=9550P/n得： Pd=1.1kw4.3确定电动机的转速 nw=30r/min蜗轮为：i2 =50nd = i1 nw=5030=1500r/min查阀门专用电机设计手册选择电动机型号为：YDF311额定公率p/kw同步转速n满载转速启动转距最大转矩1.11500r/min1440r/min32 .84.4计算运动和动力参数4.4.1各轴的功率轴的输入功率：p1=pd 01=1.1kw轴的输入功率：p2= p112=1.10.80.99=0.87kw4.4.2各轴的转矩电动机输出转矩：Td=9550 pd/ nm=7.30NM轴的输出转矩：T1= Td =7.30NM轴的输出转矩：T2= T112i蜗=7.300.80.9950=289.08NM设计总结随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的认识太片面了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己知识还是比较欠缺，自己要学习的东西还有很多，以前老觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我们才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的综合素质。在这次的毕业设计中也使我们的同学关系更进一步，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。不管学会的还是学不会的，的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何下手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值，有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现时两回事，所以我们认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。致谢毕业设计终于完成，在毕业设计和论文撰写期间，我得到了指导老师李长诗的精心指导，李老师治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野开阔，为我营造了一个良好的精神氛围，使我树立了严格要求的学习态度，感谢我的导师，原谅我出来时的无知，在学术上给我耐心的指导，在做人上给我积极的引导，在做事上，培养了我严谨的态度和执着的追求精神。在您的身上，我看到了那份孜孜不倦的学术研究态度和为科学的发展建设而鞠躬尽瘁的献身精神。感谢你在我学术及做人做事上的积极的影响，我将受益终生。感谢院里的老师，您们无私的传授知识，拓展了我们的知识视野，我恨我无法用准确生动的语言来淋漓尽致的描述自己的真实感受，只好将他深深地埋在心底，化作一道虔诚的祝福：愿导师合家快乐，一生平安。同时，也将祝福送给每一位帮助过我的师长，感谢我至亲至爱的同学们，四年里，我们情同手足，在我需要的时候，给了我最温暖的问候与最无私的帮助，衷心的祝福你们，前程美好！最后，感谢我的家人，多年来对我学业的全力支持，祝福家人健康快乐平安！参考文献1 濮良贵，纪名刚机械设计（第八版）M北京：高等教育出版社，2006.5.2 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册（第3 版）M北京：高等教育出版社，2006.5.3 孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）M北京：科学出版社，2007.4 王爱珍.机械工程材料M北京：北京航空航天大学出版社，2009.2.5 董玉红，徐莉萍.机械控制工程基础M.北京：机械工业出版社，2006.6.6 胡凤兰.互换性与技术测量基础M.北京：高等教育出版社，2005.7洪勉成,陆培文.阀门设计计算手册M.北京:中国标准化出版社，19948 王爱珍.热加工工艺基础M.北京：北京航空航天大学出版社，2009.2.9 张春宜，郝广平减速器设计实例精解M北京：机械工业出版社，2009.7.10陆培文.阀门选用手册M.北京:机械工业出版社，20