Что такое выдвижной и невыдвижной шпиндель в задвижке?

Что такое выдвижной и невыдвижной шпиндель в задвижке?

Рассмотрим конструкцию задвижки, выбрав для примера клиновую, укомплектованную выдвижным шпинделем.
Рис. 1 Составные части Основа изделия – корпус с отдельной крышкой. В собранном виде формируется замкнутая внутренняя полость, через которую движется рабочая среда. Здесь расположен затвор (клиновый). Корпус может подсоединяться к участку трубопровода двумя имеющимися концами, которые могут предусматривать присоединение с использованием муфт, фланцев или сварки. Во внутренней полости корпуса задвижки установлена пара сёдел. К ним прижимаются при закрытии поверхности затвора. Для изменения положения затвора используется шпиндель в комплекте с гайкой. Данная винтовая пара позволяет перемещать затвор. Клин, устанавливаемый в задвижке, имеет различное конструктивное исполнение:

  • жёсткий;
  • двухдисковый;
  • упругий.

Информация о шпинделе

В этом разделе сделана попытка объяснить, что такое шпиндель в задвижке. Так именуется элемент резьбовой пары (состав, гайка/шпиндель).

Рис. 3 Производство шпинделей

Придав любому из данных элементов вращательное движение, добиваются вертикального двухстороннего перемещения затвора. Пара обеспечивает осуществление управления движением затвора, позволяя перемещать его перпендикулярно к плоскости движения среды по трубопроводу, с использованием электропривода либо путём вращения вентиля (вручную).

Гидравлический или пневматический привод позволяет перемещать шток запорного элемента только горизонтально.

Одна сторона шпинделя соединяется с затвором, находящимся в корпусе, вторая выходит за пределы корпуса через отверстие в крышке, закрытое сальником, и используется для соединения с используемыми элементами управления.

Конструкция шпинделя

Устройство шпинделя включает:

  • участок с нарезанной ходовой резьбой (имеет форму трапеции);
  • участок под сальник цилиндрической формы с гладкой поверхностью;
  • элементы, соединяющие деталь с затвором.
Читать статью  Размеры задвижек (фланцевых, чугунных, шиберных, клиновых)

Резьба нарезается на выдвижном шпинделе со стороны его верхней части. Участок, рассчитанный под установку сальника, по длине должен быть больше суммарной длины расчётного хода затвора и установленной сальниковой коробки.

К нему предъявляются высокие требования в части соблюдения геометрических размеров и чистоты обработки поверхности. Участок шлифуется и полируется для минимизации шероховатости данной поверхности. Затем проходит твёрдосплавное либо алмазное выглаживание.

Рис. 2 Модель

Узел соединения изделия с затвором выполняется таким образом, чтобы центрировать затвор и передать на него перестановочное усилие, равномерно распределив последнее по поверхности уплотнений (уплотнительных колец).

Шпиндель может быть соединён с тарелкодержателем (в зависимости от модели) следующими способами:

  • простейшим штифтовым соединением. На геометрию последнего налагаются ограничения (до 0,2 диаметра шпинделя). При выборе предварительно выполняется проверка штифта по выбранному сечению на срез под действием расчётных нагрузок;
  • если шпиндель используется в средах с высоким давлением, используется более сложный вариант.

У выдвижного шпинделя головка выполняется в форме прямоугольника или квадрата (в сечении), что исключает поворот шпинделя. Этому же способствует то, что она входит в Т-образный паз клина.

Размеры требуемых выступов шпинделя подбираются конструктивно. Далее выполняется прочностной расчёт (например, стойкость заплечиков на срез, изгиб и смятие).

С противоположной стороны шпинделя выполняется конусный борт, предназначенный для установки верхнего уплотнения (расположено в крышке). Это обеспечивает изоляцию сальника от перемещаемой рабочей среды.

Производство шпинделя

Выбирается материал заготовки.

В первую очередь при этом учитывается, что будет прокачиваться по трубопроводу. Например, если рабочей средой является горячая вода или перегретый пар, то требования к материалу включают:

  • износостойкость;
  • коррозионная стойкость;
  • жаропрочность;
  • усталостная прочность.

Сталь для изготовления шпинделей, в рассматриваемом случае, выбирается перлитного класса (38Х2МЮА или 25Х2М1). Дополнительная обработка поверхностей не проводится. Этот материал недостаточной коррозионно и износостойкий, что негативно сказывается на сроке эксплуатации и надёжности.

Читать статью  Где применяются чугунные задвижки и как их правильно установить

Частично устранить данный недостаток позволяет наплавка с использованием электродов ЦН-12 или ЦН-6. Но образуемая поверхность также подвержена электрохимической коррозии во влажных средах.

Иностранные производители решают данный вопрос использованием сталей высокохромистых (российский аналог, 20Х13).

В отдельных случаях вопрос решается химическим никелированием шпинделя, что повышает антикоррозионные свойства изделия, но негативно сказывается на износостойкости.

Повысить последний показатель путём упрочнения корпуса изделия позволяет наплавка стеллита кобальтового (газовая) или с использованием электродов ЦН-12 (6). Получается поверхность с высокой пористостью и неоднородным составом. А это прямой путь к разрушению шпинделя от коррозии при работе во влажной среде. Стоимость стеллита весьма высока и его применение в подобных конструкциях экономически нецелесообразно.

Оптимальным можно назвать использование при производстве шпинделя титановых сплавов. Но это тоже дорогое решение. К тому у титана есть ограничение по верхней рабочей температуре (до 550 градусов).

Рис. 4 Варианты соединений шпинделя с клином

В России наиболее часто используется сталь марки 12Х18Н9Т, характеристики которой заданы нормативом 5949-2018 (ГОСТ);

  • от проката Ш28;
  • после предварительной закалки (выполняется аустенизация при температуре +1050° C).

Что включает обработка.

В процессе изготовления шпинделя для задвижки выполняется следующий комплекс работ (вариант):

  • двухэтапное подрезание торцов (черновое, получистовое) с целью приведения их шероховатости к показателю Rz=20;
  • снятие фаски (также в два этапа);

Обработка остальных различных участков поверхности шпинделя предусматривает трёхэтапное точение:

  • черновое;
  • получистовое;
  • чистовое.

Изделие производится на токарно-винторезных станках подходящей модели (пример, 16К20Т1 с ЧПУ).

Необходимые этапы фрезерования осуществляются на станках вертикально-фрезерных (пример, 6Р80Г).

Где применяются шпиндели

Этот элемент используется в запорной арматуре (задвижках) двух типов. В первых, шпиндель является выдвижным. Во-вторых, невыдвижным.

Выдвижной совершает (с учётом типа задвижки) поступательное, либо винтовое (вращательно-поступательное) перемещение. Резьбовая пара расположена вне корпуса. Этот вариант рассчитан на эксплуатацию в диапазоне рабочих температур перемещаемой среды (-40/+450) °C, при давлении в трубопроводе (0,1 – 25,0) Мпа.

Читать статью  Какими бывают задвижки для трубопроводов, устройство и принцип работы

Возможно два варианта исполнения (для различных климатических условий):

  • УХЛ – для северных регионов (-60/+40) °C;
  • У – для регионов, отличающихся умеренным климатом (-40/+40) °C.

Во втором, ходовая гайка и резьба шпинделя располагаются непосредственно в перемещаемой среде.

https://sibzta.su/blog/obzory-tovarov/chto-takoe-shpindel-v-zadvizhke/

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх