1 概述
隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,傳統(tǒng)的手工機(jī)械調(diào)節(jié)的方式在許多場(chǎng)合已不再適用,要實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化管理, 離不開自動(dòng)閥門這個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
由于閥門的應(yīng)用非常廣,手工機(jī)械調(diào)節(jié)的方式在許多場(chǎng)合已不再適用,本設(shè)計(jì)能夠在較安全的情況下工作,而且效率提高了幾倍,故設(shè)計(jì)智能閥門控制裝置具有實(shí)際的意義。電動(dòng)執(zhí)行器是工業(yè)過程控制系統(tǒng)中一個(gè)十分重要的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)裝置 ,其能源取用方便、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單 ,在電力、冶金、石油、化工等工業(yè)部門得到越來越廣泛的應(yīng)用。
2 原理
閥門控制器由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),通過蝸輪蝸桿減速,帶動(dòng)空心輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在該減速箱中,具有手動(dòng)/自動(dòng)機(jī)構(gòu)(手動(dòng)機(jī)構(gòu)可獨(dú)立進(jìn)行操作)。當(dāng)切換手柄處于手動(dòng)位置時(shí),操作手輪,帶動(dòng)空心輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí),手動(dòng)機(jī)構(gòu)處于斷開狀態(tài),由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空心輸出軸。
3 渦輪蝸桿設(shè)計(jì)
由于此處的蝸輪蝸桿有特殊的要求,故自己設(shè)計(jì)并進(jìn)行校核(此處用專用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì))。設(shè)計(jì)的蝸桿僅僅是螺旋部分。
根據(jù)庫存材料的情況,并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大,速度中等,但蝸桿在傳動(dòng)中起到相當(dāng)重要的作用,故蝸桿用45Cr;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45—55HRC。蝸桿用ZCuSn10P1,金屬膜鑄造。
設(shè)計(jì)完成后的模型如下圖3:
圖3 蝸桿蝸桿
各個(gè)參數(shù)如下:
蝸桿輸入功率:8.05kW
蝸桿類型:阿基米德蝸桿(ZA型)
蝸桿轉(zhuǎn)速n1:1460r/min
蝸輪轉(zhuǎn)速n2:73r/min
使用壽命:8000小時(shí)
理論傳動(dòng)比:20
蝸桿頭數(shù)z1:2
蝸輪齒數(shù)z2:40
實(shí)際傳動(dòng)比i:20
************蝸桿蝸輪材料************
蝸桿材料:40Cr
蝸桿熱處理類型:淬火
蝸輪材料:ZCuSn10P1
蝸輪鑄造方法:離心鑄造
疲勞接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHmin;1.1
彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFmin;1.2
轉(zhuǎn)速系數(shù)Zn:0.749
壽命系數(shù)Zh;1.21
材料彈性系數(shù)Ze:147N^0.5/mm
蝸輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim:425N/mm^2
蝸輪材料許用接觸應(yīng)力[σH]:349.914N/mm^2
蝸輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力σFlim:190N/mm^2
蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力[σF]:158.333N/mm^2
************蝸輪材料強(qiáng)度計(jì)算************
蝸輪軸轉(zhuǎn)矩T2:842.493N.m
蝸輪軸接觸強(qiáng)度要求:m^2d1≥1161.145mm^3
模數(shù)m:5mm
蝸桿分度圓直徑d1:90mm
(本文轉(zhuǎn)自電子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0707/article_7039.html)