Dane	Szkice i obliczenia	Wyniki
1.Pierścień uszczelniający Zl 200 MPa a = 3 c = 1	Pierścień uszczelniający jest wykonany z żeliwa szarego. Jego średnica związana jest ze średnicą gniazda zaworu. Im większa średnica gniazda, tym mniejszy opór przepływu, ale jednocześnie tym większe obciążenie wrzeciona. Zakładam wewnętrzną średnicę pierścienia Szerokość pierścieni powinna być tak dobrana, aby spełnione były warunki szczelności i wytrzymałości pierścieni przy małych siłach występujących we wrzecionie oraz aby mimośrodowe względem siebie ustawienie pierścieni, wywołane niedokładnością wykonania i montażu, nie było znacząco duże w porównaniu z szerokością pierścieni. Przyjmujemy szerokość pierścienia [mm] mm z zaokrągleniem do 0,5 milimetra w górę Średnia średnica pierścienia: mm Pole powierzchni stykowej (przylgi): [mm^2] Nacisk jednostkowy na przyldze wymagany dla zachowania szczelności: [MPa, mm] gdzie: „a” i „c” - są współczynnikami które dobiera się według tabeli 1. MPa Siła docisku pierścieni wymagana dla zachowania szczelności: N Z drugiej strony siła docisku pierścieni nie może przekroczyć wartości określonej przez nacisk dopuszczalny , którą to wartość odczytujemy z tabeli 1 Dla pierścienia wykonanego z żeliwa [MPa] Przy zamkniętym zaworze, na zasuwę działa parcie czynnika o wartości: Z równań równowagi tarczy zasuwy w momencie zamykania musi być spełniony warunek: 3246+5161 < 23460 N Warunek jest spełniony	mm mm mm mm^2 MPa 3246N
2. Wrzeciono Materiał stal węglowa konstrukcyjna zwykłej jakości St 5 Re=280MPa Gwint na wrzecionie trapezowy symetryczny Tr=12x3 Ar=71mm Współczynnik tarcia dla stali w skojarzeniu z żeliwem μ=0,1 d1=9,5 mm P = 3 d = 12mm Zbieżność połączenia kółka z wrzecionem 1:10 3. Zasuwa Materiał żeliwo szare Zl 200 PN-76/H-83101 Rm=200 MPa Obciążenia działające na zasuwę - ciśnienie nominalne Liczba jest liczbą Poissona, która dla żeliwa przyjmuje wartość 0,25 4. Dławnica Materiał żeliwo szare St 5 PN-76/H-83101 Re=280 MPa Szerokość uszczelnienia s=5 mm. Średnica komory D Długość komory Zakres regulacji 5. Dławik i śruby dławika Materiał żeliwo szare Zl 200 PN-76/H-83101 c = 54mm d = 12mm c = 54mm Zakładam klasę śrub 4.6 współczynnik bezpieczeństwa x=3 śruba dwustronna M6x80-4.6 zgodnie z PN-90/M-82137 Ar=17,2mm^2 d = D = 6mm P =1 d2 = 5,35mm 6. Nakrętka mechanizmu wrzeciona Materiał mosiądz M060 PN-77/H-87026 Współczynnik tarcia w skojarzeniu ze stalą μ=0,1 d =12 [mm] t=3 7. Uszczelnienie i śruby pokrywy Du1 = 80mm Du2 = 130mm Materiał uszczelki Paronit α=16 mm Śruba M10x40-5.8 zgodnie z PN-85/M-82105 Rm= 500 8.Grubość ścian kadłuba i pokrywy Dn = 80 mm Zl 200 po = 0,6 MPa	Ze względu na zapewnienie szczelności, po stronie dopływowej i odpływowej zasuwy siła wymagana we wrzecionie wynosi: 2 x (sin2 Dopuszczalna siła występująca we wrzecionie wynosi: Siłę ściskającą wrzeciono przyjęto tak, aby spełniała ona następujące warunki: Dopuszczalne naprężenia normalne od ściskania: Przyjmuję , że wrzeciono jest zrobione ze stali konstrukcyjnej o oznaczeniu normowym St 5. Dla takiej stali granica plastyczności wynosi 280 [MPa]. Zakładam, że współczynnik bezpieczeństwa wrzeciona wynosi . Wartość taką przyjmujemy ze względu na ewentualność wyboczenia wrzeciona. Wymagany przekrój rdzenia gwintu: W związku z powyższymi obliczeniami dobieram gwint trapezowy symetryczny zwykły Tr 12x3 o powierzchni Ar=71mm^2,d1=9,5mm, , i podziałce gwintu P = 3 Konstrukcyjną długość podlegającą wyboczeniu Lk określa się od powierzchni oporowej w styku wrzeciona z pokrywą do połowy wysokości nakrętki. Do obliczeń przyjmuje się model wyboczeniowy dwuprzegubowy, czyli α = 1. Wobec tego długość wyboczeniowa Lw jest równa: mm Promień bezwładności przekroju wrzeciona określamy dla jego średnicy rdzenia, oznaczonej w normie gwintu trapezowego jako d1. wg wzoru: Wyznaczamy smukłość wrzeciona: Ponieważ smukłość jest mniejsza od smukłości granicznej to wyboczenie zachodzi praktycznie w stanie plastycznym, a do obliczenia naprężeń krytycznych wykorzystujemy wzór Johnsona: W tym przypadku wymaga się aby współczynnik bezpieczeństwa x wynosił od 2 do 4 (należy przyjmować x =4 dla smukłości bliskiej smukłości granicznej, x=2 dla smukłości dwukrotnie mniejszej od granicznej). Przyjmuję współczynnik bezpieczeństwa x=3,5 Projektując miejsce współpracy wrzeciona z pokrywą korpusu należy zwrócić uwagę na charakter połączenia. Zakładam, że końcówka wrzeciona jest płaska .Nacisk powierzchniowy oblicza się z zależności: gdzie: A- powierzchnia styku wrzeciona z korpusem A= Wartość nacisku powierzchniowego powinna spełniać jednocześnie warunki: Projektuję miejsce połączenia wrzeciona z kółkiem ręcznym. Obciążenie tego połączenia wynika z sumy momentów tarcia występujących na gwincie, w dławnicy i w styku wrzeciona z korpusem. Moment tarcia na gwincie nakrętki: d2 - średnia średnica gwintu γ - kąt wzniosu linii śrubowej: ^' - pozorny kąt tarcia w gwincie: współczynnik μ odczytuję z tabeli nr 3 dla mosiądzu Moment tarcia w styku wrzeciona z pokrywą obliczamy z zależności: Moment napędowy, czyli moment na kółku, wynosi: Ponieważ Mtd = 0 powyższy wzór przyjmuje postać: Połączenie kółka z wrzecionem najczęściej jest połączeniem czworobocznym. Szerokość połączenia przekroju kwadratowego przyjmujemy: mm Długość połączenia, czyli wymiar lk , obliczamy z warunku wytrzymałości połączenia czworobocznego na docisk: Przyjmuje długość lk = 12 mm Na podstawie momentu napędowego projektuję kółko ręczne zasuwy o średnicy Dk=120mm Jako uzupełnienie obliczeń wrzeciona sprawdzamy czop pod kółkiem ze względu na skręcanie. Wskaźnik wytrzymałości przekroju kwadratowego na skręcanie: Naprężenie styczne od skręcania: Współczynnik bezpieczeństwa na skręcanie: Projektuję połączenie czworoboczne zbieżne, wymiar po stronie węższej akm = 7,3 mm Obliczenie grubości tarczy przeprowadzamy według modelu płyty kołowej, podpartej swobodnie na brzegu zewnętrznym o średnicy i obciążonej ciśnieniem na całej powierzchni. Maksymalne naprężenia normalne od zginania, występujące w środku tarczy, określa wzór: Stąd grubość tarczy g można obliczyć: g Przyjmuję grubość tarczy równą 6mm w najcieńszym miejscu. Szerokość uszczelnienia Średnica komory Długość komory Zakres regulacji (skok dławika) Ze względu na dane ciśnienie obliczeniowe, wymagany nacisk jednostkowy w szczeliwie dławika pD = 1,8 [MPa] Nacisk dławika na szczeliwo wynosi: W przekroju A-A Moment gnący: Wskaźnik wytrzymałości przekroju: Przyjmuje, że dławik zrobiony jest z żeliwa Zl 200 dla którego kg = 50MPa Sprawdzam warunek wytrzymałościowy: warunek jest spełniony Obliczamy wymaganą grubość : W przekroju B-B Moment gnący w przekroju B-B wynika z oddziaływania śruby siłą 0,5 FD i z połowy reakcji szczeliwa (też 0,5 FD). Miejsce przyłożenia reakcji szczeliwa określamy podobnie, jak w przypadku reakcji gniazda dla grzybka (tutaj jest to środek ciężkości półokręgu o średnicy równej średnicy komory): mm Tak więc moment gnący jest określany wzorem: Nmm Przyjmuje, że wysokość wstępnego osadzenia w dławnicy hp wynosi: mm Wskaźnik wytrzymałości na zginanie : Naprężenie od zginania: Współczynnik bezpieczeństwa: Przyjmuje, że śruby złączne wykonane są z materiałów o własnościach mechanicznych w klasie 4.6 natomiast współczynnik bezpieczeństwa x=3 . Granica wytrzymałości doraźnej Rm=400 MPa natomiast stosunek Re/Rm=0,6 Re = 0,6Rm = 240MPa Dopuszczalne naprężenie na rozciąganie Obciążenie śruby: Niezbędny przekrój rdzenia śruby: Dobieramy z tablicy gwintów metrycznych zwykłych gwint M6 o powierzchni Ar=17,2 mm^2, d = D = 6 mm, skok gwintu 1 ,d2 = 5,35mm Zakładam, że nakrętka zrobiona jest z mosiądzu. Obliczam wymaganą powierzchnię zwojów pracujących na docisk: Wymagana liczba zwojów nakrętki: Wymagana wysokość nakrętki: gdzie: t=3 jest podziałką gwintu bu1 = 0,1x Du1 = 8 mm bu2 = 0,1x Du2 = 13 mm Średnia średnica uszczelki pokrywy: [mm] Dśr.u1 = Du1 + bu = 80 + 10 = 90 mm Dśr.u2 = Du2 + bu = 130 + 10 = 140 mm Wymagany nacisk jednostkowy na uszczelce kołnierzowej obliczamy ze wzoru: gdzie: α - dla paronitu wynosi 16 Siła wymaganego docisku uszczelki pokrywy: Powierzchnia Au ograniczona średnią średnicą uszczelki Dśr.u : Parcie czynnika na pokrywę wynika z działania ciśnienia na powierzchnię Au , siła parcia czynnika wynosi więc: Obciążenie śruby pokrywy: Q= Z warunku wytrzymałościowego Re/Rm=0,8 Re = 0,8Rm = 400MPa Przyjmuję śruby mocujące pokrywę M10. Muszą one pokonać siły: nacisk wrzeciona na gwint nakrętki wymagany docisk uszczelki pokrywy parcie czynnika na pokrywę Grubość ścianek kadłuba gk dobrana została za pomocą wykresu , w zależności od nominalnej średnicy zasuwy Dn , materiału kadłuba i ciśnienia obliczeniowego. gk = 8 mm Grubość ścianek pokrywy gp :	F i = 2,37mm x = 3,5 p = 11,1MPa x = 3,5 g = 6 mm s = 5mm mm mm mm kg = 50MPa x = 48,7 Rm=400MPa Ar=17,2mm^2 bu = 10 mm Dśr.u1 = 90 mm Dśr.u2 = 140 mm Q = 4935 N gk = 8 mm gp = 8 mm

---