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井口閘閥連接螺紋的優(yōu)化設(shè)計
一、優(yōu)化設(shè)計
1目標(biāo)函數(shù)工況分析可知，欲保證閥門在中法蘭螺紋連接處的密封可靠性，必須同時確保閥體耐壓強(qiáng)度σp和螺紋連接強(qiáng)度σsr，即：σp=σsr 二、計算實例
熱采井口閘閥ZFK81-250/65的額定壓力為25MPa，閥體和閥蓋材料均為ZG310-570，其屈服極限為σs=310MPa。若取安全系數(shù)S=1.5，則材料的許用屈服強(qiáng)度[σs]=206.7MPa。設(shè)計壓力取p=50MPa。已知閥體螺紋大徑D=125mm，閥桿直徑d’’’’=28mm。初取螺距P=3mm，將上述數(shù)據(jù)帶入式（12a），得閥體內(nèi)徑D=109.4mm。將此計算結(jié)
2、果帶入式（10）計算所得螺距P=4.26，這與初選螺距相差太多，不合要求。重選螺距P=4.2333（即每英寸6牙），得閥體內(nèi)徑d=108.1mm（取108mm），閥蓋外徑D’’’’=1453mm（取144mm），螺紋旋合長度為8P=34mm，此時的計算螺距為P=4.27，與初選螺距比較接近，即此數(shù)據(jù)符合等強(qiáng)度要求，且滿足了螺紋、殼體同強(qiáng)度要求。這比經(jīng)驗法（按經(jīng)驗法設(shè)計的相關(guān)參數(shù)：閥體內(nèi)徑d=96，閥蓋外徑D=146，螺距P=4）更具理論依據(jù)，計算結(jié)果也更可靠、更符合設(shè)計要求。應(yīng)用表明，優(yōu)化了的閥門使用性能可靠，未發(fā)現(xiàn)在中法蘭處發(fā)生泄漏等異常現(xiàn)象。
三、結(jié)語
1）對螺紋的牙型和受力分析發(fā)現(xiàn)，相同螺距情況下，55螺紋比60三角螺紋具有更高的工作高度，更大的牙底，不僅螺紋面的利用率高，其螺紋抗剪、抗擠和抗彎強(qiáng)度也較高。2）從連接強(qiáng)度方面考慮，牙型角為55的螺紋比60的三角螺紋更適宜用于緊固連接。3）利用等強(qiáng)度理論，對井口閘閥中法蘭處的連接螺紋和閥門殼體壁厚進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，結(jié)果表明，該設(shè)計方法更能滿足設(shè)計要求，且有利于節(jié)省成本，可靠性更高。4）該優(yōu)化設(shè)計方法需反復(fù)試算，計算繁瑣，宜采用計算機(jī)編程方法計算。
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井口閘閥連接螺紋的優(yōu)化設(shè)計
