Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Брянский государственный технический университет УТВЕРЖДАЮ Ректор университета ____________О. Н. Федонин « 30 » августа 2023 г. ЗАПОРНАЯ И РЕГУЛИРУЮЩАЯ АРМАТУРА ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЕ, ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭСКИЗОВ ДЕТАЛЕЙ, ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА ИЗДЕЛИЯ. Методические указания к практическому занятию для студентов очной формы обучения по направлению подготовки: 13.03.03 – Энергетическое машиностроение, профиль «Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов» Брянск БГТУ 2023 УДК 001.891: 006.354 ББК 39.71 Запорная и регулирующая арматура. Общие сведения о трубопроводной арматуре, правила выполнения эскизов деталей, правила выполнения сборочного чертежа изделия. : методические указания к практическому занятию для студентов очной формы обучения по направлению подготовки: 13.03.03 – Энергетическое машиностроение, профиль «Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов» / [разраб. Маслов М.А..]. – Брянск: БГТУ, 2023. – 11 с. – URL: http://mark.lib.tu-bryansk.ru/ marcweb2/Defoult.asp. – Дата публикации: 30.08.2023. – Режим доступа: для зарегистрир. читателей НБ БГТУ. – Текст: электронный. Рекомендовано кафедрой «Трубопроводные транспортные системы» БГТУ (протокол № от 03.04.2023г) Научный редактор М. Г. Шалыгин Редактор издательства Л.Н. Мажугина Компьютерный набор М.А. Маслов Темплан 2023 г., п. 476 Подписано в печать 31.12.2023. Формат 60х84 1/16. Усл. печ. л. 0,75. Брянский государственный технический университет 241035, Брянск, бульвар 50 лет Октября, 7. Кафедра «Трубопроводные транспортные системы», тел. 58-82-12. 1. Предисловие Дисциплина «Запорная и регулирующая арматура» ориентирована на формирование у обучающихся компетенций в рамках основной профессиональной образовательной программы высшего образования. В соответствии с рабочей программой дисциплины в методических указаниях ставится задача сформировать у студентов четкие представления о теории трубопроводной арматуры. Приведены правила выполнения эскизов деталей, выполнения сборочного чертежа изделия. В методических указаниях к выполнению предложена практическая работа, в которой содержатся необходимые теоретические сведения, а также описываются цель, сущность методов, необходимые средства измерений, ход выполнения работы и даются контрольные вопросы. Методические указания предназначены для студентов очной формы обучения по направлению подготовки 13.03.03 – Энергетическое машиностроение. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЕ 1.1. Виды арматуры трубопроводов По конструктивным особенностям (по типу устройства перекрывания рабочей среды) различают следующие виды функциональной арматуры трубопроводов: – вентиль (Рисунок 1, а) – затвор (золотник) перемещается перпендикулярно перекрываемому отверстию; – задвижка (Рисунок 1, б) – затвор (клин или диск) перемещается вдоль рабочих поверхностей поступательно, перпендикулярно потоку рабочей среды; – кран (Рисунок 1, в) – затвор (пробка) поворачивается вокруг своей оси; – поворотный клапан (Рисунок 1, г) – затвор (диск) поворачивается или перемещается возвратно-поступательно. Перемещение затвора Клин или диски Пробка б в Диск Золотник а Подача рабочей среды г Рисунок 1. Схема работы основных типов затворов 1.2. Устройство и работа арматуры Устройство крана Краном обычно называют арматуру, у которой полное или частичное перекрытие потока рабочей среды осуществляется вращением затвора вокруг своей оси. Краны применяются для перекрытия и регулирования расхода газообразных парообразных сред. Затвор у крана выполняют в форме конической пробки, которая с целью герметизации крана притирается к корпусу. На торце пробки наносится канавка, которая параллельна отверстию в пробке. Устройство крана представлено на Рисунок 2. Рисунок 2. Устройство крана: 1 – корпус крана; 2 – пробка; 3 – гайка накидная; 4 – втулка сальника; 5 – кольцо; 6 – набивка Устройство вентиля Коэффициент гидравлического сопротивления вентиля выше, чем крана. Запорное устройство вентиля – золотник, перемещается при помощи вращательно-поступательного движения шпинделя, который жестко связан с маховиком, вращением последнего вентилю и придаётся положение «закрыто» или «открыто». По виду золотника, конструкции корпуса и назначению вентили могут быть: запорные тарельчатого типа (Рисунок 3), угловые запорные (направление потока жидкости на выходе из вентиля изменяется на 90), предназначенные для жидких сред (Рисунок 4), регулирующие игольчатые, предназначенные для газовых сред (Рисунок 5). G... 2 отв. 11 12 10 6 7 13 8 3 5 9 14 4 2 1 Рисунок 3. Вентиль запорный проходной, тарельчатого типа: 1 – корпус; 2 – седло; 3 – шпиндель; 4 – золотник; 5 – крышка; 6 – гайка накидная; 7 – втулка сальника; 8 – кольцо; 9 – прокладка; 10 – маховик; 11 – гайка; 12 – шайба; 13 – набивка сальника; 14 – проволока 8 9 7 4 5 10 6 2 1 G... 3 G... Рисунок 4. Вентиль угловой запорный: 1 – корпус; 2 – шпиндель; 3 – золотник; 4 – гайка накидная; 5 – втулка сальника; – кольцо; 7 – маховик; 8 – гайка; 9 – шайба; 10 – набивка сальника 6 7 8 6 2 3 4 9 G... 5 1 G... Рисунок 5. Вентиль регулирующий игольчатый, проходной: 1 – корпус; 2 – шпиндель; 3 – крышка; 4 – втулка сальника; 5 – кольцо; 6 – рукоятка; 7 – гайка; 8 – шайба; 9 – набивка сальника 1.3. Конструктивные элементы арматуры Запорное устройство вентилей Золотник (запор) в вентилях опирается на седло. В качестве последнего может быть использован элемент корпуса или отдельная деталь, которая крепится к корпусу. Различные варианты данных конструкций представлены на Рисунок 6, 7. а б в г д е Рисунок 6. Варианты крепления втулки (седла) в корпусе вентиля: а – седло является элементом конструкции корпуса; б,в – седло-втулка различной конструкции запрессована в корпус; г,д – седло-втулка соединены с корпусом с помощью обжатия; е – седло соединено с корпусом с помощью резьбы б а в г д Рисунок 7. Варианты запорных устройств вентилей: а,б – опорная поверхность золотника имеет чистую поверхность и плотно перекрывает отверстие в корпусе; в,г,д – золотник для большей герметичности уплотняется неметаллической прокладкой, прокладка на золотнике крепится различными способами Крепление золотника к шпинделю Крепление золотника к шпинделю должно позволять золотнику свободное вращение вокруг или внутри шпинделя для того, чтобы золотник мог самоустанавливаться при перекрытии рабочей среды. Варианты крепления золотника к шпинделю представлены на Рисунок 8. А А А А А- А А- А а б г д в е Рисунок 8. Варианты крепления золотника к шпинделю: а – при помощи проволочной вилки; б – при помощи пружинного кольца; в,г,д – при помощи обжатия золотника; е – при помощи обжатия шпинделя А А А А А- А А- А и ж з Рисунок 8 (продолжение). Варианты крепления золотника к шпинделю: ж – при помощи шариков; з – при помощи штифта; и – при помощи резьбовой втулки Устройство сальниковых уплотнений Сальниковое уплотнение служит для предотвращения утечки рабочей среды (жидкости или газа) через подвижное резьбовое соединение шпинделя с крышкой или корпусом. В зависимости от давления, температуры, вязкости и агрессивности рабочей среды применяют различные конструкции уплотнений. Сальниковое уплотнение предполагает наличие сальниковой коробки – цилиндрического или конического углубления, растачиваемого в верхней части корпуса или в крышке. Сальниковая коробка вокруг хвостовика шпинделя заполняется наполнителем – набивкой сальника. В качестве наполнителей используются следующие материалы: пенька промасленная, асбест, пропитанный графитом, войлок и др. Иногда в качестве наполнителя используют прокладки (резиновые, неметаллические и др.) Варианты сальниковых уплотнений представлены на Рисунок 9. А А а б Сальниковая камера- место для набивки в г д Рисунок 9. Варианты устройства сальниковых камер: а,б – сальниковые камеры выполнены в корпусе, крышка, прижимающая набивку к штоку шпинделя, крепится с помощью болтов или шпилек; в,г – сальниковые камеры выполнены в корпусе или в крышке, герметичность достигается с помощью втулки сальника и накидной гайки, прижимающей набивку к штоку шпинделя; д – сальниковые камеры выполнены в корпусе или в крышке, уплотнение прижимается резьбовой втулкой – гайкой Крепление крышки к корпусу вентиля Крепление производится или с помощью стандартных крепёжных изделий (болтовое или шпилечное соединение), или с помощью резьбы на крышке и в корпусе. Варианты крепления приведены на Рисунок 10. а б в Рисунок 10. Варианты крепления крышки к корпусу вентиля: а – крепление с помощью резьбы, выполненной в корпусе и на крышке; б – крепление болтом; в – крепление шпилькой Крепление маховика к шпинделю В зависимости от величины и характера хода шпинделя, последний приводится в движение рукояткой или маховиком. Варианты крепления этих деталей к шпинделю показаны на Рисунок 11. а б в г Рисунок 11. Варианты крепления маховика к шпинделю: а, б – шпиндель имеет резьбу, и соединение осуществляется с помощью гайки и шайбы; в – расклепкой; г – с помощью установочного винта 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЗАДАНИИ 2.1. Цель задания: – Ознакомить студентов с устройством и видами трубопроводной арматуры, конструктивными особенностями данных устройств. – Дать сведения по выполнению эскизов деталей функциональной арматуры трубопроводов. – Дать сведения по оформлению сборочного чертежа и текстовой части – спецификации. 2.2. Содержание задания: – Разработать комплект конструкторских документов на сборочную единицу «Вентиль» в соответствии с данным методическим указанием и моделью. 2.3. Последовательность выполнения задания: – Ознакомиться с устройством заданной модели сборочной единицы. – Выполнить эскизы 3-6 оригинальных деталей сборочной единицы. – Вычертить сборочный чертёж. – Составить основной конструкторский документ на изделие – спецификацию. 3. ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭСКИЗОВ ДЕТАЛЕЙ Эскизы – конструкторские документы (ГОСТ 2.102—68), широко применяемые при решении вопросов организации производства, изобретательства и в конструкторской деятельности. По ним изготавливают изделия в опытном производстве. Эскиз – это чертеж, выполненный от руки без применения чертежных инструментов, в глазомерном масштабе, с соблюдением пропорциональности элементов деталей и всех требований стандартов ЕСКД. Для выполнения эскизов применяют бумагу в клетку или миллиметровую бумагу, карандаши М или 2М. Последовательность выполнения эскиза: – внимательный осмотр детали, понимание её назначения, конструктивных форм (геометрии детали) и способов её изготовления; – выбор главного изображения детали и определение рационального количества изображений (с учетом условностей, установленных стандартом) видов, разрезов, сечений, выявляющих в своей совокупности форму детали с исчерпывающей полнотой; – определение формата и оформление его согласно ГОСТу; – нанесение габаритов будущих изображений, проведение осевых линий для симметричных изображений (Рисунок 12); – нанесение линий видимых внешнего и внутреннего контуров (Рисунок 13); – нанесение размерных линий и действительных размеров деталей; – обводка чертежа, штриховка разрезов и сечений; – нанесение знаков шероховатости и технических требований; – заполнение основной надписи с указанием марки материала, из которого изготовлена деталь. Дополнительная информация о выполнении эскизов сборочной единицы «Вентиль» содержится в приложениях А, Б. В прилагаемых примерах эскизов в учебных целях размеры сопрягаемых поверхностей подчеркнуты: например, резьба в корпусе М36х2 и соответственно резьба в крышке М36х2 и т.д. Рисунок 12. Предварительная разбивка формата. Рациональное расположение изображений Рисунок 13. Компоновка эскиза детали «Корпус» 4.ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА ИЗДЕЛИЯ 4.1. Содержание сборочного чертежа Сборочный чертеж (ГОСТ 2.102-73) – документ, содержащий: – изображение сборочной единицы, дающее представление о расположении и взаимной связи составных частей изделия и обеспечивающее возможность осуществления сборки и контроля сборочной единицы; – размеры: габаритные, установочные, присоединительные и др.; – номера позиций составных частей; – указания о характере и способе соединения деталей; – технические требования и основные характеристики. 4.2. Правила оформления сборочного чертежа В данном методическом указании предлагаются только общие правила оформления сборочного чертежа. Изображения: – количество должно быть минимальным, но дающим полную информа- цию о взаимном расположении и характере соединения деталей; – при выполнении разрезов смежные детали заштриховывают в противо- положные стороны либо изменяют размеры между штриховыми линиями; – на всех изображениях одна и та же деталь должна иметь одинаковую штриховку; – на разрезах показывают нерассеченными (незаштрихованными) сплошные (непустотелые) детали, а также стандартные изделия: болты, винты, штифты, гайки и т. д. Номера позиций на сборочном чертеже: наносят в соответствии со спецификацией на полках линий-выносок, проводимых от видимых изображений; – располагают параллельно основной надписи, группируя в строчку или колонку; – размер шрифта номеров позиций на один – два номера больше, чем размер шрифта размерных чисел. – Размеры на сборочном чертеже: – габаритные, при условии изменения – наносят два размера (пример: вы- сота вентиля 130…145, при полностью закрытом и открытом положении, стр.25 см. прил. А); – установочные и присоединительные, характеризующие установку изделия на месте его монтажа или присоединения к другому изделию (пример: размер резьбы G 3/4, стр.24 – см. прил. А); – эксплуатационные, например диаметр трубопровода, характеризующий его пропускную способность; – другие необходимые и справочные размеры. Справочные размеры на чертеже отмечают знаком «*», а в технических требованиях выполняется надпись «* Размеры для справок» (см. прил. А). 5. СПЕЦИФИКАЦИЯ Спецификация (ГОСТ 2.106-96) является текстовым документом для сборочной единицы. Спецификацию составляют по форме 1 и 1а (Рисунок 15). Рисунок 15. Формы текстовых документов Разделы спецификации Спецификация состоит из следующих разделов: – документация; – комплексы; – сборочные единицы; – детали; – стандартные изделия; – прочие изделия; – материалы; – комплекты. Наличие тех или иных разделов определяется составом специфицируемого изделия. Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе «Наименование» и подчеркивают. – В разделе «Документация» указывают документы на данное изделие. Пример: 1С….00.00 СБ Сборочный чертеж. – В разделе «Детали» указывают только оригинальные детали, в соответствии с обозначением в основной надписи на этих документах. – В разделе «Стандартные изделия» – наименование и обозначение изделий в соответствии со стандартами на эти изделия, расположенные в алфавитном порядке и в порядке возрастания ГОСТов и размеров: Болт М10х1,5х20…ГОСТ 7798-70 Болт М20х2,5х30…ГОСТ 7805-70 Винт М5х0,8х20… ГОСТ1491-80 Гайка М10х1,5… ГОСТ5915-70 Гайка М20х2,5 … ГОСТ5915-70 – В раздел «Материалы» вносят материалы, непосредственно входящие в данное изделие. Единицы измерения материалов проставляются в графе «Примечание». Дополнительная информация по выполнению сборочной единицы «Вентиль» содержится в прил. А. Приложение А Приложение Б Материалы деталей трубопроводной арматуры Наименование Обозначение материала материала по ГОСТу Арматура общего назначения: а) корпуса, крышки, Серый чугун, ковкий чуСЧ15 ГОСТ 1412-85 гайки накидные гун КЧ 30-6 ГОСТ 1215-79 б) шпиндели, сёдла, Сталь Ст3, Ст4, ГОСТ 380-94 втулки сальника Арматура водо- и газопроводов: корпус краБр03Ц12с5 Бронза, алюминиевые линов, вентилей, золотниГОСТ 613-79 тейные сплавы ки и седла, пробки краАк12 ГОСТ 1583-93 нов, гайки накидные Назначение материала в) прокладки, уплотнения Паронит (толщиной 2мм), марки ПОН Картон водонепроницаемый (толщиной 1мм) Пластины резиновые и резинотканевые маслобензостойкие Паронит ПОН2 ГОСТ 481-80 Картон А1 ГОСТ 9347-74 Пластина Ι,лист ОМБ М=3=1,2 Асбестовая прорезиненная Набивка плетеная марки г) набивки сальниковые пропитанная набивка АПП 3х3 (30 марок) сквозного плетения ГОСТ 5152-84 Арматура, работающая при повышенных температурах и давлениях: Сталь 25Л а) корпуса, крышки Стальное литье ГОСТ 1050-88 б) шпиндели, золотники Легированная сталь Сталь 20ХН ГОСТ 4543-71 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. 2. 3. 4. 5. ГОСТ 2.102-68. Виды и комплектность конструкторских документов. ГОСТ 2.104-68. Основные надписи. ГОСТ 2.106-69. Текстовые документы. ГОСТ 2.109-73. Основные требования к чертежам. ГОСТ 2.311-68. Изображение резьбы. 6. ГОСТ 2.315-68. Изображения упрощенные и условные крепежных деталей. 7. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей: учеб. для вузов / В.С. Левицкий. – М.: Высшая школа, 1998. 8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / В.И. Ану-рьев. – М.: Машиностроение, 2001. – Т.1,2,3. 9. Чекмарев А.А. Справочник по машиностроительному черчению / А.А. Чекмарев, В.К. Осипов. – М.: Высшая школа, 2003. 10. Лалетин В.А. Правила оформления машиностроительных чертежей: учеб. пособие / В.А. Лалетин [и др.]. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. 11. Гуревич, Д.Ф. Трубопроводная арматура: Справочное пособие. – 2, 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1981, 2009.- 368 с., ил. [1+1 экз.] 12. ГОСТ 33257-2015 Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний. 13. ГОСТ Р 58616-2019 Арматура трубопроводная. Арматура регулирующая для магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Общие технические условия. 14. ГОСТ 34029-2016 Арматура трубопроводная. Арматура обратная для магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Общие технические условия. 15. ГОСТ 33852-2016 Арматура трубопроводная. Задвижки шиберные для магистральных трубопроводов. Общие технические условия. 16. ГОСТ 34182-2017 Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Эксплуатация и техническое обслуживание. Основные положения. 17. ГОСТ Р 56001-2014. Арматура трубопроводная для объектов газовой промышленности. Общие технические условия. 18. ГОСТ Р 53672-2009. Арматура трубопроводная. Общие требования безопасности.
