Lực đóng mở cửa van phụ thuộc nhiều yếu tố nh− trọng l−ợng bản thân van, hình thức liên kết giữa cửa van vμ bệ đỡ trong quá trình chuyển động nh− liên kết theo hình thức tr−ợt, hình thức có bánh xe lăn...
Lực mở van P1 vμ lực đóng van P2 xác định nh− sau:
(T T );
KG G K
www.vncold.vn( ) ( ) [K T T K G], ' K P2 = 2 1 + 2 − 1 (17-2) trong đó: K1, K2 vμ K’ - các hệ số an toμn, K1 = 1,1; K2 = 1,2 vμ K’ ≥ 1,25;
G - trọng l−ợng bản thân cửa van;
T1 - lực ma sát tại chỗ tiếp xúc của cửa van với bộ phận đỡ tựa; T2 - lực ma sát tại chỗ tiếp xúc của bộ phận chắn n−ớc chống rò rỉ.
Tr−ờng hợp có lμm thêm đối trọng thì trong công thức (17-1) phải trừ đi trọng l−ợng đối trọng Gđ còn trong công thức (17-2) phải cộng thêm Gđ.
Đối với các cửa van bằng thép, để xác định trọng l−ợng cửa, sơ bộ có thể dụng công thức của Laupman:
- Đối với cửa van có bánh xe lăn trọng l−ợng trung bình của 1 m2 mặt cửa van lμ: g = 640(3 H l2 1)
0 − , N/m2, (17-3) nh−ng không đ−ợc nhỏ hơn 2000 N/m2 vμ không lớn hơn 8000 N/m2.
- Đối với cửa van chuyển động tr−ợt: g = 600(3 H l2 1)
0 − , N/m2, (17-4) nh−ng không đ−ợc nhỏ hơn 1900 N/m2 vμ không lớn hơn 7000 N/m2.
trong các công thức trên:
H0 - cột n−ớc tính đến trung tâm lỗ (m); l - chiều rộng của lỗ (m);
Công thức (17-3) vμ (17-4) dùng trong tr−ờng hợp 100 < H0l2 < 2500.
Hình 17-5. Bộ phận tiếp xúc của van tr−ợt 1. Thiết bị chắn n−ớc; 2,3. Bộ phận lót; 4. Thanh đệm. Trọng l−ợng toμn bộ cửa van lμ: G = gHl0, (17-5) trong đó:
H - chiều cao cửa van (m); l0 - chiều rộng cửa van (m).
Lực ma sát ở thiết bị chắn n−ớc T2 của van trên mặt đ−ợc tính theo công thức:
T2 = f.a.h12.γ , (17-5) trong đó:
f - hệ số ma sát của vật liệu lμm vật chắn n−ớc vμ trụ (tham khảo bảng 17-1);
a - chiều rộng của thiết bị chắn n−ớc (hình 17-5), th−ờng lấy bằng 0,15 ữ 0,20 m;
h1 - chiều sâu n−ớc th−ợng l−u tính đến đáy cửa van. γ - trọng l−ợng riêng của n−ớc.
Lực thắng ma sát giữa cửa van vμ bộ phận đỡ tựa tuỳ theo hình thức liên kết mμ xác định.
Nếu cửa van tỳ vμo thanh kim loại đ−ợc gắn chặt ở trụ vμ giữa chúng lμ tiếp xúc tr−ợt (hình 17-5) thì lực ma sát T1 đ−ợc tính theo công thức:
www.vncold.vntrong đó: trong đó:
W - tổng áp lực n−ớc tác dụng lên cửa van; f - trị số ma sát tr−ợt, tham khảo bảng (17-1).
Bảng 17-1. Hệ số ma sát tr−ợt
Vật liệu của các bộ phận lót Vật liệu lμm đệm hoặc thiết bị
chắn n−ớc Thép th−ờng Thép không rỉ Thép thông th−ờng Đồng Gỗ Gỗ dán Cao su 0,50 0,40 0,65 0,40 0,65 - 0,20 0,50 0,10 0,50
Để giảm lực ma sát nμy ở một số cửa van lớn hay cửa van d−ới sâu, dùng loại liên kết bánh xe chuyển động lăn trên đ−ờng ray gắn vμo mố trụ (hình 17-6).
Nếu tổng áp lực n−ớc tác dụng lên cửa van lμ W, số bánh xe lμ n, thì lực tác dụng lên mỗi bánh xe lμ
nW W
P= . Hình (17-7) biểu thị một bánh xe lăn trên đ−ờng ray. Chiều rộng của bánh xe th−ờng khoảng 8 ữ 15cm, đ−ờng kính bánh xe khoảng 0,2 ữ 1,0m. Lực cản chuyển động của bánh xe lμ lực ma sát giữa trục với bánh xe (đ−ờng kính trục lμ 2r) vμ lực ma sát khi bánh xe lăn trên đ−ờng ray. Lực kéo tối thiểu Q cân bằng với lực ma sát T0 đ−ợc xác định từ ph−ơng trình sau: ; P . f r . P . f R T0 = + 1 (17-8) ( 1) 0 f.r f R P T = + , (17-9) trong đó:
f - hệ số ma sát tr−ợt chỗ tiếp xúc giữa trục vμ bánh xe, tham khảo bảng (17-1);
f1 - hệ ma sát lăn của bánh xe trên đ−ờng ray, th−ờng lấy bằng 0,05 ữ 0,10cm.
Các ký hiệu khác xem hình (17-7).
Hình 17-6. Cửa van phẳng Hình 17-7. Sơ đồ bánh xe có bánh xe lăn cửa của van
www.vncold.vnNh− vậy lực ma sát giữa bộ phận đỡ tựa vμ cửa van trong tr−ờng hợp cửa van có bánh Nh− vậy lực ma sát giữa bộ phận đỡ tựa vμ cửa van trong tr−ờng hợp cửa van có bánh xe lăn lμ: ( 1) 0 1 f.r f R W T . n T = = + . (17-10)