扭矩检测与静压寿命试验

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1、球阀的扭矩球阀摩擦力的大小，不仅取决于介质的工作压力和阀门的通径，而且和球阀的形式、密封和支承部件的结构及密封材料的性质有关，此外，每一具体结构中，密封座上的摩擦力还取决于球阀转动的角度。在正常差压下动作的扭矩：当球阀转动开启到时，出现最大值，全开时()为零，实际上，当球阀转到时，压差通常大大地小于最大值。当关闭球阀时压差最大，随着它的打开程度增加而逐渐减小，因而在压力恒定的情况下，最大力扭矩产生转动到-时。球阀的工作可划分为二个主要阶段。(1)从球体启动到开始打开球阀阶段，这个阶段球体中仅作用着由密封元件中预紧力和工作介质静压力所产生的

2、摩擦力。(2)从开始打开阀门到球孔与阀门通道完全重合阶段，这个阶段对静压差产生的摩擦力，还要加上由于液体或气体介质力作用的力。随着阀门的关闭，球体将堵住通孔，这样，球体上的流体动作力将减小，而差压增大。总摩擦扭矩的计算阀门的摩擦扭矩按下式计算：(N-M)式中：-球体在阀座中的摩擦力矩-填料与阀杆的摩擦力矩-阀杆头部的摩擦力矩分析球阀产生的作用力表明，球阀在介质的作用下，浮动球体向出口端位移，所产生的作用力全部由出口的阀座密封圈承受，球前阀座密封圈不承受作用力，同时也不影响摩擦扭矩。式中：f一摩擦系数，对于空气密封圈f=0.5阀杆在填料中的

3、摩擦力矩取决于密封的形式和工作压力的大小，在压紧时，上下密封圈都承受均匀的压力，填料中的摩擦力不取决于球体的转动角度，所以，填料的摩擦力矩按下式：式中：-阀杆直径-单圈填料与阀杆接触高度-填料圈数阀杆头部的摩擦力矩可按下式：式中：-阀杆头计算直径由上可知，球阀的启闭力矩是由多方面来决定的，对于通径≤lOOmm，使用压力在1．6Mpa以内的球阀，其启闭力矩不能超过60N-M。以上分析可知，浮动球阀有它的局限性，由于结构上的原因，在大口径高压力下会出现扭矩成倍增加。因此，就必须选用固定式结构的球阀，我们也将进一步进行探讨其适用性能3.2扭矩测

4、量原理电动驱动装置在对阀门进行加载时，阀杆在工作过程中为克服摩擦力会产生扭矩；因此在驱动装置和阀门闻安装传感器，可以阂接测得工作褪矩。本文采用钢制空心套筒作为连接件，用以传递驱动装置施加给阀门阀杆的扭矩。连接轴设计成空心套筒。由材料力学叫可得，在弹性范围内，实际扭矩值与连接轴轴线。方向的应变成线性关系即：式中：，d和D分别为套筒的内外径；G为剪切模量；为切应变；T为扭矩值，单位为当套筒受扭转时，表面处单元体为纯剪切状态，其主拉应力(应变)和主压应力(应变)方肉与套筒轴线分别成一和，且绝对值相等。可见，只要测得与套筒轴线成±方向的线应变和，

5、即可算得。电阻应变片、分别沿着连接轴套筒轴线一、方向粘贴，并与应变仪接成半桥桥路。由半桥桥路原理可得应交仪的应变读数为综合上述备式，得其中，欲使应变仪读数能反映实时扭矩值，需使。为此，连接轴采用Q235钢，两端接口设计按照相成国标进行，可以满是k值要求，得到(N·m)。将连接轴安装到加载工装后，由应变仪即可实时得到扭矩值。球阀静压寿命试验在实验室条件下,阀门在受介质压力作用时,进行从全开到全关的循环操作的试验.阀门进行静压寿命实验,能够保持标准要求性能的开关循环总次数.静压寿命试验系统原理图测试用空气作为实验介质,阀门的额定压差控制试验时

6、的开启压差,在进行静压寿命试验时,其所配带的操作装置应与阀门一同进行开启关闭循环试验.手柄(轮)直接带动阀或由蜗轮减速机构带动的手动操作球阀，应用寿命试验机的驱动机构带动球阀的手柄(轮)或蜗轮减速机构的手轮;由电动、液动、气动或其他电液气联动装置驱动的球阀，应用其所配带的操作驱动装置带动球阀进行启闭循环试验。静压寿命试验时，球阀从全关保持密封位置为起点，阀门的开度应达到其实际开度的100%，球阀从开启位置到关闭的过程，体腔内应充满介质并带压，介质压力为90%-100%的阀门公称压力:到达关闭位置后，球阀的出口侧应将介质压力释放。球阀在试验

7、介质的压差条件下开启。球阀有额定压差要求时，试验时应以额定压差为试验压差。静压寿命试验过程中，应根据密封副配对材料的特性，每启闭循环300-500次，进行一次密封性能和操作力矩的检查。密封性能合格后，继续试验;手动操作的球阀，若操作力矩有变化可予以调整，用其他操作机构操作的球阀，不能予以调整。试验方法a)安装球阀，确定关闭密封时的位Iob)在公称压力的压差或额定压差的条件下，用侧力扳手侧A球阁的开启和关闭时的最大操作力矩。检测三次，记录数据。取其中的最大值作为静压寿命试验装I驱动机构的输出力矩值c)调整驱动机构的启闭位里和输出力矩。d)在

8、启闭循环300-500次后，检查密封面的泄漏情况。若操作力矩发生变化时，应及时调整驱动机构的输出力矩，以达到密封要求。终止试验。