Для управления регулирующим органом применяются электрические исполнительные механизмы однооборотные. Это исполнительные механизмы с постоянной скоростью, у которых выходное устройство осуществляет вращательное движение в пределах 0,25 или 0,63 оборота.
К основным элементам МЭО относятся: электродвигатель, редуктор, понижающий число оборотов, выходное устройство для соединения с регулирующим органом, ручной привод, электромагнитный тормоз, устройство обратной связи, дистанционный указатель положения и сигнализации.
Выбор исполнительного механизма осуществляется по перестановочному усилию, необходимому для перемещения затвора регулирующего органа.
Рассчитывается перестановочное усилие по формуле:
Nn = n (Nc + Ng + Nш + Nтр), (2.28)
где Nn – перестановочное усилие, которое должен развивать исполнительный механизм, Н;
n – коэффициент запаса, 1,2 ÷ 1,3;
Nс – усилие статической неуравновешенности, Н;
Ng– усилие динамической неуравновешенности, Н;
Nш – давление среды на шток, Н;
Nтр – сила трения, шток – направляющая втулка.
Усилие Nс для односедельного регулирующего органа
Nс = Δ Рmaх · Δ Fз 106, (2.29)
где Δ Рmaх – максимальный перепад давления на РО, МПа;
Δ Fз – неуравновешенная площадь затвора, м2
Неуравновешенная площадь затвора определяется по формуле:
Δ Fз = 0, 785 · (
), (2.30)
где Дз – наружный диаметр затвора односедельного клапана, 0,012 ÷ 0,015 м;
Дз=0,013м при Ду=65-100мм;
dш – диаметр штока, 0,01 м.
Расчет неуравновешенной площади затвора со следующими данными:
Δ Fз = 0, 785 · (
- 
) = 54,165 · 
Определяется усилие динамической неуравновешенности:
Ng = 
, (2.31)
где Ng – условие динамической неуравновешенности, Н;
Fс – площадь прохода седла, м2;
ωс – средняя скорость среды, м/с;
ρ – плотность среды, т/м3;
g – ускорение свободного падения,9,8 м/с2;
d – диаметр поршня, м;
в – ширина опорной поверхности, м;
S – перемещение затвора, м.
Ng = 
Определяется давление среды на шток по формуле:
, (2.32)
где Ри – избыточное давление регулируемой среды, МПа;
dш – диаметр штока, м.
Избыточное давление измеряемой среды определяется по формуле:
Ри = Ро – 0,1, (2.33)
где Ро – давление до регулируемого органа, МПа.
Расчет избыточного давления измеряемой среды и давления среды на шток:
Ри = 0,4 – 0,1= 0,3 МПа
= 23,55 Н
Определяется сила трения между штоком и направляющей втулкой:
, (2,34)
где µт – коэффициент трения для материала сталь-чугун
µт= 0,07÷0,15
а1 – зазор между втулкой и штоком, м;
l – длина втулки, м;
Nш – нагрузка на шток, Н.
Н
Определяется перестановочное усилие необходимое для перемещения регулирующего органа по формуле:
, (2.35)
= 1,2 · (9,17 + 61,42 + 23,55 + 0,2355) = 113,2506 Н
Определяется крутящий момент на валу исполнительного механизма:
М = Nn· l, (2.36)
где М – крутящий момент на валу исполнительного механизма, Н·м;
Nn– перестановочное усилие, необходимое для перемещения регулирующего органа,Н;
l – длина выходного рычага, 0,23 м.
Расчет крутящего момента на валу исполнительного механизма по данным курсового проекта:
М = 113,2506 · 0,23 = 26,05Н·м
Исполнительный механизм выбирается по расчетному крутящему моменту на валу. Принимается электрически исполнительный механизм однооборотного типа МЭО – 40/63 – 0,63 – 82.
Таблица 2.4 Технические характеристики исполнительного механизма
| Модификация | Номинальный крутящий момент на выходном валу, Н*м | Номинальное время полного хода выходного вала, с | Номинальный полный ход выходного вала, об. | Напряжение питания при частоте 50 ГЦ, В | Потребляемая мощность, В* А |
| МЭО – 40/63 – 0,63 – 82 | 0,63 |
