文章介紹了螺桿頂壓閥門試驗(yàn)機(jī)頂緊螺桿螺母副的設(shè)計(jì)方法,解決了因螺桿自重過大而導(dǎo)致螺桿螺母副傳動(dòng)摩擦力過大的問題。
【部分圖文】：

被測(cè)閥門裝夾時(shí)，一端貼緊左盲板組件，然后通過驅(qū)動(dòng)組件控制頂緊螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)頂緊螺桿呈直線運(yùn)動(dòng)，推著中牌坊前進(jìn)，直到右盲板組件貼緊閥門右端面。然后操作設(shè)備試壓系統(tǒng)對(duì)閥門進(jìn)行水壓及氣壓的試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中，保證盲板與閥門端面密封所需的推力并非由螺桿提供，螺桿只限定右盲板組件的位置保證其不能后退，左、右盲板組件具有特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠保證在試驗(yàn)時(shí)盲板始終貼緊閥門端面并達(dá)到密封效果。試驗(yàn)結(jié)束后，通過驅(qū)動(dòng)組件控制頂緊螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，使得中牌坊后退，右盲板組件離開閥門端面，最后取下閥門。試驗(yàn)過程中，頂緊螺桿螺母副雖然不提供頂緊閥門的推力，但受到壓力介質(zhì)對(duì)右盲板組件產(chǎn)生的并通過中牌坊傳遞過來的作用力，然后通過頂緊螺母的凸臺(tái)將力作用在右牌坊上。因此在設(shè)計(jì)大口徑高磅級(jí)閥門試驗(yàn)機(jī)時(shí)，需要設(shè)計(jì)足夠大的螺桿螺母副來承受巨大的推力。同時(shí)，為了滿足不同結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的閥門，需要保證盲板間距的最大、最小值，即螺桿螺母副傳動(dòng)需要足夠的行程，也就是說螺桿需要足夠的長(zhǎng)度，而大直徑且較長(zhǎng)的螺桿本身的重量也非常大，這使得螺桿螺母副在傳動(dòng)時(shí)有很大的摩擦力，因此還要設(shè)計(jì)特殊的結(jié)構(gòu)來解決摩擦力過大的問題。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，最大受力在1650噸左右時(shí)，頂緊螺桿的外圓直徑選用覫400左右，則梯形螺紋為Tr400螺距選用24，即Tr400×24。然后對(duì)該螺桿進(jìn)行受力計(jì)算，如果受力計(jì)算不合格則選用更大尺寸的螺桿，如果受力計(jì)算有很大的冗余，則可以選用小一號(hào)的螺桿。頂緊螺桿螺母副如圖2所示，最大受力1650噸，即F=16500000N。則螺桿最大應(yīng)力截面（DT）處應(yīng)力σmax的計(jì)算按公式（1):

頂緊螺桿受到的作用力通過與頂緊螺母嚙合段螺紋傳遞到頂緊螺母，而螺母受到的作用力，最終將通過螺母的凸臺(tái)作用在右牌坊上，如圖3所示，故需要對(duì)螺母凸臺(tái)進(jìn)行受力計(jì)算。螺母端面擠壓應(yīng)力σj按公式（7）計(jì)算，式中DL表示頂緊螺母凸臺(tái)外圓直徑，DZ表示螺母凸臺(tái)內(nèi)圓直徑。螺母凸臺(tái)剪應(yīng)力τ3按公式（8）計(jì)算，式中TT表示螺母凸臺(tái)長(zhǎng)度。
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