【正文】 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文制冷系統(tǒng)中節(jié)溫器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1循環(huán)冷卻原理………………………………………………………………………..62節(jié)溫器開啟原理……………………………………………………………………..63整體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………...6…………………………………………………………………………...7………………………………………………………………7………………………………………………………………74密封理論初步計(jì)算…………………………………………………………………..7………………………………………………………………………...7…………………………………………………………...95螺栓強(qiáng)度的計(jì)算…………………………………………………………………….10………………………………………………………………………..10……………………………………………………..10………………………………………………………..11……………………………………………………………………..126法蘭強(qiáng)度計(jì)算………………………………………………………………………..13…………………………………………………………...13………………………………………………………...16…………………………………………………………………………………………….16.7閥蓋厚度的計(jì)算……………………………………………………………………..178支架的計(jì)算…………………………………………………………………………..18…………………………………………………………………………...18—Ι斷面處的合成應(yīng)力MPa…………………………………………………………………………..18Ⅱ—Ⅱ斷面的合成應(yīng)力MPa………………………………………………………………………………20Ⅲ—Ⅲ斷面的彎曲應(yīng)力MPa………………………………………………………………………………209填料裝置的計(jì)算……………………………………………………………………..21………………………………………...21…………………………………………………...21………………………………………………………...23………………………………………………………………...24…………………………………………………………………...2410彈簧計(jì)算……………………………………………………………………………25………………………………………………………………………….26………………………………………………………………………………………………………….27………………………………………………………………………….27…………………………………………………………………….27………………………………………………………………………………………………………….27……………………………………………………………………………...27…………………………………………………………………………….27 mm………………………………………………….27…………………………………………………………………………………28……………………………………………………………………....28…………………………………………………...2811密封性的計(jì)算………………………………………………………………………2912感溫體部分的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………30………………………………………………….31…………………………………………………….32…………………………………………………………….33………………………………………………………….33..............................................................................34……………………………………………………35………………………………………………………36………………………………………………………...3713設(shè)計(jì)整體評(píng)估……………………………………………………………………..3714參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………..3715致謝………………………………………………………………………………..38正文：節(jié)溫器是控制發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部冷卻系統(tǒng)大小循環(huán)的溫度控制閥門。?對(duì)于本次設(shè)計(jì)工況要求，正常情況下，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷車起動(dòng)時(shí)，工作溫度很低，為了使溫度能較快上升，這時(shí)通過節(jié)溫器控制（節(jié)溫器的主閥門關(guān)閉），使冷卻液由液壓泵提供動(dòng)力循環(huán)流入分水管，冷卻液不流經(jīng)散熱器，此時(shí)為小循環(huán)，當(dāng)冷卻液的溫度達(dá)到130度后，節(jié)溫器閥門開啟，冷卻液開始流經(jīng)散熱器，冷卻系統(tǒng)進(jìn)入大循環(huán)。：節(jié)溫器屬于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的一部分，是控制冷卻液流動(dòng)路徑的閥門。通常閥門的打開和關(guān)閉是根據(jù)冷卻液溫度高低決定，其控制冷卻液流入散熱器。蠟式節(jié)溫器是根據(jù)石蠟受熱融化膨脹力的作用控制閥門。當(dāng)冷卻液溫度低于規(guī)定值時(shí)，節(jié)溫器感溫體內(nèi)的石蠟呈固態(tài)，節(jié)溫器閥在彈簧的作用下關(guān)閉冷卻液向散熱器的通道，冷卻液經(jīng)過旁通孔，水泵返回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行小循環(huán)。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到規(guī)定值時(shí)，石蠟開始融化而逐漸變成液體，體積隨之增大并壓迫膠管和感溫體產(chǎn)生向下的反推力使閥門打開。這時(shí)的冷卻液經(jīng)過節(jié)溫器閥進(jìn)入散熱器，并由散熱器經(jīng)水泵流回發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行大循環(huán)。，本次設(shè)計(jì)中按照閥門設(shè)計(jì)理論并結(jié)合傳熱學(xué)知識(shí)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。（備注：低壓閘閥的閥體，通道兩端是圓形的，而兩腔是橢圓形的），實(shí)際設(shè)計(jì)中忽略細(xì)微部分外形帶來的變化。閥體壁厚的計(jì)算除了考慮強(qiáng)度之外，還應(yīng)考慮剛度，否則同樣會(huì)出現(xiàn)壓力變形而導(dǎo)致的破壞情況。 。因?yàn)閴毫苄。跃筒挥眠M(jìn)行剛度校核。對(duì)于低壓閥門，一般采用薄壁閥體。閥體、閥蓋、感溫體是節(jié)溫器的承壓件和控壓件，直接承受介質(zhì)壓力，所選用的材料必須在規(guī)定的介質(zhì)溫度和壓力作用下達(dá)到力學(xué)性能及良好的冷、熱加工工藝性。依據(jù)公稱壓力PN≤,介質(zhì)工作溫度≤200℃的低壓中溫閥門選用灰鑄鐵HT200。在GB/T12262005《》規(guī)定了灰鑄鐵鐵單鑄試樣的力學(xué)性能。設(shè)計(jì)中，灰鑄鐵制造的節(jié)溫器可用近似算法，首先按照GB/T122332005《通用閥門法蘭連接鐵質(zhì)閘閥》標(biāo)準(zhǔn)首先查出最小壁厚，然后按照第一強(qiáng)度理論計(jì)算式進(jìn)行壁厚驗(yàn)算。按照第一強(qiáng)度理論脆性材料壁厚計(jì)算式：tB=(2[σL]P)+C……11式中DN=30mm,P—設(shè)計(jì)壓力P=,tB—考慮附加裕量后閥體壁厚（mm）,[σ L]—材料許用拉應(yīng)力（MPa）,設(shè)計(jì)時(shí)取30MPa,C—考慮鑄造偏差、工藝性和介質(zhì)腐蝕等因素而取的附加裕量（mm）,根據(jù)表8—1選取附加裕量C=5mmtBC= (2[σL]P)=30/(2) =解得tB=C+=5+=(設(shè)計(jì)查取的表81，來自《》 陸培文 主編)從螺栓或螺紋聯(lián)接的閥體組件，是承受機(jī)械負(fù)荷的。由于管道系統(tǒng)的溫度變化，壓力波動(dòng)等原因產(chǎn)生的機(jī)械力都要作用到閥門上，設(shè)計(jì)中要充分考慮這些因素。，聯(lián)接螺栓的總橫截面積應(yīng)符合式：6KPNAg/Ab≤Sa≤7000……1—2式中 K—閥門系數(shù)，查取K值表，K=,公稱壓力PN= ，Ag—由墊片或其他密封件有效周邊限定的面積，Ag=π（D12D22）/4,其中，D1 墊片的空心環(huán)形最大直徑24mm,空心墊片的最小直徑14mm。解Ag =,Ab—螺栓總抗拉應(yīng)力有效面積Ab =πRM42,計(jì)算中也可按照，推薦表螺栓面積表進(jìn)行對(duì)比換算。在《》書中，表8—10單個(gè)螺栓的有效橫截面積，M10= ,計(jì)算M4有效面積時(shí)，可以采用10/4=，解出x值，則為所求M4的有效面積， 。則6／=≤7000Sa—螺栓在38℃時(shí)的許用拉應(yīng)力（MPa）,根據(jù)GB/T 193—2003，設(shè)計(jì)時(shí)選取118MPaSa=118=≤7000，螺紋的剪切面積應(yīng)符合式6KPNAg /As≤3300取As =Ab,6≤33004密封理論初步計(jì)算確保連接件的密封性，確定壓緊墊片所需的力。確定螺栓的尺寸和數(shù)量，確定法蘭尺寸。法蘭連接的壓緊力不能保持固定不變，由于墊片和螺栓上的應(yīng)力松弛，其拉力隨著時(shí)間在變化，不論在法蘭連接擰緊后不久的最初工作階段，就是在受熱后，墊片上的應(yīng)力都產(chǎn)生松弛。用無石棉墊片的法蘭連接，其壓緊力經(jīng)過24h后即減少了30％，對(duì)此，通常是用重復(fù)擰緊的辦法來消除壓緊力的降低。本次設(shè)計(jì)在乙二醇介質(zhì)工況下工作，工作溫度范圍130—135℃，小于300℃，故在計(jì)算中只按照常溫工況驗(yàn)算。對(duì)于墊片所需壓緊力按下列數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：采用橡膠墊片，選取墊片的寬度5mm,厚度3mm，為保證連接的密封性，墊片安裝好以后需符合下式FYJ=LbqMFKφ……4—1式中L—依據(jù)中徑算出周長，圓墊片L=πd=（35+25）/2=，b—墊片寬5mm,Kφ—qMF是為了保證密封的必須比壓，此比壓數(shù)值決定了墊片的材料，寬度和厚度qMF =qYC/(bδ（b/10）1/2)1/2……4—2其中qY—預(yù)緊比壓（MPa）,對(duì)于無石棉墊片，qY =20MPa b—墊片寬5mm, δ—墊片厚度3mm, C—變形系數(shù)，C=1+(D/200)1/2,其中D—為墊片的平均直徑（mm）,對(duì)于變形很大的橡膠墊片，墊片的寬度和厚度和尺寸的影響可以忽略。解C=。解qMF=20﹙23﹚1/2 = 將qMF值代入4—1中，解FY=5= qMF =qY對(duì)于軟橡膠，qMF=橡膠壓縮高度應(yīng)限制在20％—40％范圍內(nèi)，以防過度壓縮使得使用性能變壞。工作密封性（受介質(zhì)作用時(shí)），墊片的反作用力（N）按 Fn=Lbqp其中qp—工作條件下的密封比壓,qp=mp/(bδ/10)1/2,qp=m—密封系數(shù)，無石棉墊片m=,p—=MPa,δ—墊片的寬度初選為3mm,qp=（53/10）1/2=另外根據(jù)表8—5工作條件下墊片必須比壓，推薦qp值可求墊片材料：橡膠 P≤＋=+=+FO時(shí)，墊片反作用力減?。▊渥ⅲ簩?duì)橡膠墊片比壓下的力計(jì)算）（1η）（FCP+FO）；在工作條件下，為了保持Fn的必須值，要求壓緊力（N）等于Fp=Lbqp+（1η）（FCP+FO）式中Fp —待求L—中徑工作下的墊片周長19πmm,(*外徑24，內(nèi)徑14*)b—墊片寬度5mmqp—,η—法蘭剛度系數(shù)，橡膠η=，F(xiàn)CP—介質(zhì)壓力作用力，F(xiàn)CP=ACPP,其中 ACP是介質(zhì)壓力作用面積（mm2）,ACP=πD2/4，則ACP=142=, MPa,FCP=ACPP==由后面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可知。此力只是介質(zhì)靜壓力作用下力的大小，并沒有計(jì)算彈簧預(yù)緊力和感溫體中石蠟融化后對(duì)推桿的推力作用。Fp=Lbqp+（1η）（FCP+FO） =195﹢（）(﹢) =實(shí)際上，計(jì)算閥桿螺紋上的力FO遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于作用在閥桿上的力在法蘭封面為光滑式的墊片連接中，墊片在介質(zhì)壓力作用下可能被沖出，但墊片材料的強(qiáng)度和沿墊片兩面作用的法蘭與墊片之間的摩擦力能阻止這種沖出現(xiàn)象。為了防止墊片沖出應(yīng)保持不平衡式：π（Dd）δP≤2πbDqDf……4—3式中，qD—墊片上的比壓（MPa） MPa,與D相比較，可忽略左項(xiàng)內(nèi)的b值，簡化上式qD≥pδ/2bff—摩擦系數(shù)，各種墊片與金屬相摩擦?xí)r其摩擦系數(shù)值：橡膠f=取f=,得qD≥pδ/ 其中δ為墊片在未壓縮前的厚度則qD/p≥δ/b=3/5=,經(jīng)計(jì)算qD/。在一般情況下，對(duì)于平墊片取比值δ/b=1/5—1/10范圍內(nèi)，能保證墊片正常工作而不被沖出，對(duì)于厚的橡膠墊片，極易發(fā)生沖出現(xiàn)象，因此一般規(guī)定若使用這種墊片，應(yīng)采用凹凸式或基槽式法蘭密封面，針對(duì)于此修改設(shè)計(jì)變量δ為1mm。故前面數(shù)據(jù)相應(yīng)修正：必須密封比壓qp=5螺栓強(qiáng)度的計(jì)算，在計(jì)算法蘭前，必須確定螺栓的總計(jì)算載荷常溫時(shí)：FLZ取F