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2003 年 6 月沈阳大学学报 Jun. 2003

第 15 卷第 2 期 JOURNAL OF SHENYANG UNIVERSITY Vol. 15 №. 2
关于蝶阀密封比压计算方法
潘苏蓉,石敏
(沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳 110044)
〔摘要〕利用弹性力学平面问题计算方法推导出蝶阀密封比压的计算方法。
〔关键词〕弹性力学;蝶阀;密封
〔中图分类号〕TH138. 52 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008 - 9225(2003) 02 - 0027 - 02
蝶阀广泛应用于单相或多相流的管路中,主如图 1 所示,在密封圈半径 r 处取一微小单
要用于开关和节流。蝶阀的密封件大多是由金属元体 ABCD ,轴向厚度为 1mm ,在工作情况下变形
和非金属组成,因此密封比压的计算对于阀门设对轴线对称,圆环内任一点只有径向位移 u ,故 u
计来说是尤为重要的。本文利用弹性力学平面问是 r 的函数而与 Q 无关。单元体 ABCD 变形后,
题的计算方法,推导出蝶阀密封比压的计算方法, 在 r 方向的位移有增量 du ,线段 AB 在 r 方向的变
使设计过程中能够简便省时。形为:
1 计算公式的推导(dr - u + u + du) - dr = du
假设蝶阀非金属密封圈为圆环状图并 du
( 1) , 沿 r 方向的应变为ε=
r dr
被固定在阀体上。其外圆半径为 b ,内圆半径为
(r + u) dθrdθ
圆弧 AD 变形后周向应变为εθ=
a ,金属蝶板半径为 R。在压力作用下蝶板对密封 rdθ
圈产生挤压力,密封圈内径 a 产生变形位移 S ,并 u
=
在密封面间形成比压 q。根据阀门的密封条件 r
根据虎克定律有:
有:
1
q < q < [ q ] (1) ε= (σμσθ)
MF r E r
其中 qMF :密封比压: 1
εθ= (σθμσr)
q :密封圈材料的许用比压 E
式中密封圈材料弹性模量
密封圈外圆周 b 因受到密封圈内槽的限制可认为,E:
μ
不发生形变。:密封圈材料泊松比
σr :径向应力
σθ:周向应力
根据材料力学导出的单元体平衡条件为:
dσr σr -σθ
+ = 0
dr r
设 et = r ,整理以上诸公式并化为常系数二阶
线性方程,其通解为:
B
u = Ar +
r
根据应力必须满足的边界条件确定积分常数
A 和 B
当 r = a 时σ, r = - q。当 r = b 时,由于密封圈
图非金属密封圈
1 外圆受限制周向应变εθ= 0 。
〔收稿日期〕2002 - 07 - 01
〔作者简介〕潘苏蓉(1970 - ) ,女,福建福州人,沈阳大学讲师、硕士。
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