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Pro/E教程

基于Pro/E5.0的阀门控制器结构设计

时间:2015-07-23 10:08:05  作者:未知  来源:网络文摘  浏览:522  评论:0

  随着工业自动化的发展,传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用,要实现管网系统的工业自动化管理, 离不开自动阀门这个管网系统中的执行机构。 

  阀门的种类也很多,下面的模型是其中一种——球阀,如图1所示。 

基于Pro/E5.0的阀门控制器结构设计

  图1 球阀 

  由于阀门的应用非常广,手工机械调节的方式在许多场合已不再适用,本设计能够在较安全的情况下工作,而且效率提高了几倍,故设计智能阀门控制装置具有实际的意义。电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置 ,其能源取用方便、安装调试简单 ,在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用。 

  2 原理 

  阀门控制器由电动机驱动,通过蜗轮蜗杆减速,带动空心输出轴转动。在该减速箱中,具有手动/自动机构(手动机构可独立进行操作)。当切换手柄处于手动位置时,操作手轮,带动空心输出轴转动。当电动操作执行机构时,手动机构处于断开状态,由电动机驱动空心输出轴。 

  传动机构的结构详如图2所示。 

基于Pro/E5.0的阀门控制器结构设计

  图2 传动机构结构图 

  3 涡轮蜗杆设计   

  由于此处的蜗轮蜗杆有特殊的要求,故自己设计并进行校核(此处用专用软件进行设计)。设计的蜗杆仅仅是螺旋部分。 

  根据库存材料的情况,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度中等,但蜗杆在传动中起到相当重要的作用,故蜗杆用45Cr;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45—55HRC。蜗杆用ZCuSn10P1,金属膜铸造。 

  设计完成后的模型如下图3: 

基于Pro/E5.0的阀门控制器结构设计

  图3 蜗杆蜗杆 

  各个参数如下:  
  蜗杆输入功率:8.05kW  
  蜗杆类型:阿基米德蜗杆(ZA型)  
  蜗杆转速n1:1460r/min  
  蜗轮转速n2:73r/min  
  使用寿命:8000小时  
  理论传动比:20  
  蜗杆头数z1:2  
  蜗轮齿数z2:40  
  实际传动比i:20  
  ************蜗杆蜗轮材料************  
  蜗杆材料:40Cr  
  蜗杆热处理类型:淬火  
  蜗轮材料:ZCuSn10P1  
  蜗轮铸造方法:离心铸造  
  疲劳接触强度最小安全系数SHmin;1.1  
  弯曲疲劳强度最小安全系数SFmin;1.2  
  转速系数Zn:0.749  
  寿命系数Zh;1.21  
  材料弹性系数Ze:147N^0.5/mm  
  蜗轮材料接触疲劳极限应力σHlim:425N/mm^2  
  蜗轮材料许用接触应力[σH]:349.914N/mm^2  
  蜗轮材料弯曲疲劳极限应力σFlim:190N/mm^2  
  蜗轮材料许用弯曲应力[σF]:158.333N/mm^2  
  ************蜗轮材料强度计算************  
  蜗轮轴转矩T2:842.493N.m  
  蜗轮轴接触强度要求:m^2d1≥1161.145mm^3  
  模数m:5mm  
  蜗杆分度圆直径d1:90mm 


标签:Pro 

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