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低温阀梯形螺纹公差的研究

来源: 上海阀门 时间: 2012-06-20 点击: 6,012

1.概述

目前,低温阀在液氮、液氧等液态介质的制造、储运和使用过程中得到了广泛的应用。低温阀根据不同的介质适用温度分为三种:≥—46℃、≥—10l℃、≥—196℃。JB/T9081—1999《空气分离设备用低温截止阀和节流阀技术条件》中规定“梯形螺纹的公差等级按GB/T5976.4规定的9级”,该条款是根据试验制订的,适用于各种低温范围和各种低温结构。但是根据经验,制造厂实际采用的梯形螺纹公差远比9级大得多,见表1。由此可见,有必要通过理论分析,确定低温阀相关标准中对阀杆螺纹副公差等级规定的合理性。

公称通径40的低温截止阀至阀梯形螺纹副公差

为了适应低温阀的使用工况,梯形螺纹副的材料都是特殊选择的,螺母的材料与螺杆的材料不相同,多数螺杆用304不锈钢,螺母用青铜或黄铜。由于材料不相同,所以线膨胀系数也不一致,常温条件下加工的螺纹副在低温条件下使用,零件在低温下经过径向收缩和轴向收缩,使得螺距产生误差,在螺杆螺纹的总长度内螺距产生较大的累积误差,使得螺纹副问隙减小,可能使螺杆的运动发生困难。通常普通机床丝杠的梯形螺纹副采用8e精度,因此低温阀在最低使用温度下的梯形螺纹副间隙只要不小于常温下8e精度的配合间隙,就能确保阀门开关顺利。

2.材料的低温膨胀系数

通过因特网在纽约西文图书室查到了材料在低温时的线膨胀系数,见表2。

所选金属的热膨胀系数

@A是净收缩率系数,也就是说A是从基本温度560°R变化到上表中的任意温度时长度上的变化

3.DJF40低温截止阀在—196℃时梯形螺纹副螺距与轴向间隙的变化

3.1 常温下阀杆螺纹副的间隙

根据表l,把梯形螺纹副按大径,中径和小径的中间公差作图,在常温下的螺纹副的轴向平均间隙就显示出来了,见图1。

3.2 计算低温下径向收缩对螺纹副轴向间隙的影响

3.3 计算低温下轴向收缩对螺纹副轴向间隙的影响

在DJF40螺纹副中,螺母的长度为42mm,螺杆的长度为20mm,为考虑螺距的累积误差对传动的影响,应取L=560=50。

不同精度等级的螺纹副在低温下的轴向间隙

4.结语

根据以上分析可以看出对于目前常用的黄铜、不锈钢梯形螺纹副,即使在-196℃的最低温度工况,对通径为40的低温阀,在低温下螺纹间隙的最大减小量也只有0.0158mm,精度等级9c的梯形螺纹副在低温时的传动间隙比常温下精度等级8e的传动间隙还要大0.026mm,因此可以确认标准JB/Tg081—1999所订的低温阀梯形螺纹公差等级按梯形螺9级是合理的,过分地加大螺纹副的间隙是没有必要的。

上海气动调节阀-天沃,与

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