三通球閥閥桿與球體連接結(jié)構(gòu)設計

三通球閥閥桿與球體連接有多種結(jié)構(gòu)，為適應煤化工高溫高壓、多相流等苛刻工況場合，在煤化工用硬密封三通球閥中，我們選用銷連接同心結(jié)構(gòu)，以下為各種連接方式介紹。

1、方槽或矩形槽連接

采用這種連接結(jié)構(gòu)，閥桿與球體在接觸面上的比壓分布是不均勻的，球體連接槽比壓分布見圖1。三通球閥經(jīng)過一段時間啟閉運行后，球體與閥桿的連接接觸部位會有不同程度的磨損，原有的緊密配合變成間隙配合，這樣會使閥桿與球體接觸面擠壓應力極不均勻，局部擠壓面擠壓由彈性變形惡化到塑性變形。在球體連接面附近的涂層會龜裂和脫落，嚴重時涂層龜裂會擴展至密封面導致閥門密封失效，球體擠壓變形見圖2。

圖1 球體連接槽比壓分布

注：Lzy—擠壓長度；Bzy—擠壓應力

圖2 球體擠壓變形

2、鍵連接

鍵在軸槽中易松動，軸上鍵槽端部應力集中較大，并且鍵槽需在銑床上加工，加工工藝相較其他連接結(jié)構(gòu)復雜。

3、銷連接

閥桿與球體銷連接同心結(jié)構(gòu)，避免因間隙配合導致球體與閥桿的圓心中心不在一條直線上，加工工藝性也簡單。這種結(jié)構(gòu)接觸面比壓分布均勻，閥桿聯(lián)接部分的近似擠壓應力和近似剪切應力較傳統(tǒng)矩形聯(lián)接小，球體與閥桿梢連接結(jié)構(gòu)見圖3。此連接方式具有傳統(tǒng)鎖渣閥中連桿球（球體與閥桿一體連接）的優(yōu)勢，操作力矩穩(wěn)定，傳遞扭矩足夠大，同時又避免連桿球的固有缺陷，當球體和閥桿一體化設計時閥桿在介質(zhì)力的作用下會有一個向上位移的趨勢，進而會造成球體與閥座接觸圓周上的分布比壓不均勻，在閥門開關過程中磨損也會不均勻，最終會導致閥門的泄漏。

圖3 球體與閥桿銷連接結(jié)構(gòu)

1—閥座；2—球體；3—主閥體；4—閥桿；5—傳動銷；6—副閥體