氣動(dòng)活塞式快速切斷閥的設(shè)計(jì)

在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中, 氣動(dòng)活塞式直行程機(jī)構(gòu)和快速切斷閥組合的氣動(dòng)快速切斷閥廣泛應(yīng)用于各類液體或氣體介質(zhì)緊急切斷的場(chǎng)合。但當(dāng)氣源信號(hào)或電信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí), 或者當(dāng)執(zhí)行裝置的主要元件損壞時(shí), 可把自動(dòng)改為手動(dòng)操作, 采用手輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)維持切斷閥的切斷功能。

由于切斷閥應(yīng)用于切斷介質(zhì)的場(chǎng)合, 所以要求執(zhí)行裝置的輸出力大, 相應(yīng)手輪機(jī)構(gòu)輸出的力也要求大。常用的頂式手輪機(jī)構(gòu)不能滿足于此, 所以氣動(dòng)活塞式直行程機(jī)構(gòu)的手輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成側(cè)裝式(圖1) 。手輪機(jī)構(gòu)采用2 個(gè)傳動(dòng)副, 分別由蝸輪蝸桿和蝸輪絲桿組成。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí), 蝸桿蝸輪帶動(dòng)絲桿和推桿做上下運(yùn)動(dòng), 實(shí)現(xiàn)閥門的開啟或關(guān)閉。在蝸輪蝸桿傳動(dòng)中, 蝸桿采用阿基米德螺線圓柱(ZA) 型, 螺旋方向右, 齒型角20°。由于滑動(dòng)速度小于8m/ s , 蝸桿材料選用45 鋼, 調(diào)質(zhì)處理硬度為220～256HB , 蝸輪材料ZQAl9 - 4 。根據(jù)執(zhí)行裝置的結(jié)構(gòu)大小, 選定中心距a = 100mm , 蝸桿頭數(shù)z 1 = 4 , 蝸桿特性系數(shù)q = 9 , 螺旋升角γ= 23°57′45″, 蝸桿蝸輪模數(shù)m = 5 , 蝸輪齒數(shù)z2 = 2 a/ m- q = 31 , 傳動(dòng)比i = z2/ z1 = 7175 , 符合要求。

1、 推桿 2、鍵 3、絲桿 4、蝸輪 6、螺母 圖1氣動(dòng)活塞式直行程裝置

由于手輪機(jī)構(gòu)屬于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳動(dòng)裝 置, 所以絲桿選用梯形螺紋, 螺紋的旋向根據(jù)閥門 中手輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為閥門關(guān)閉, 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為閥門 開啟的規(guī)律。確定梯形螺紋旋向?yàn)樽笮Ｔ趧?dòng)力傳 遞中, 鍵的作用是為了防止絲桿在蝸輪中旋轉(zhuǎn)。由 于需要密封所以推桿的表面精度要求較高, 為了防 止與絲桿傳動(dòng)時(shí)碰傷, 所以傳遞力從絲桿傳遞到推 桿時(shí)采用錐面結(jié)構(gòu)。氣動(dòng)活塞式執(zhí)行裝置手輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理, 效率高。操作者運(yùn)用較小的力, 就可以 輸出較大的執(zhí)行力。此手輪機(jī)構(gòu)還可以很方便的應(yīng) 用于輸出力較大的薄膜式執(zhí)行裝置, 可廣泛應(yīng)用于 工業(yè)自控系統(tǒng)中要求切斷的場(chǎng)合。

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