ISO 5211 驅動器法蘭尺寸是多少?
重點結論
ISO 5211 定義四分之一迴轉驅動器與閥門之間的介面,而 F05 這類代號裡的數字就是螺栓圓直徑的毫米數:F05 是 50 mm、F07 是 70 mm、F10 是 102 mm。下面的表是 ISO 5211:2017 的 Table 2,F03 到 F100 全部十六種,含定位凹槽、螺栓螺紋與法蘭高度。另外兩件通常要分開查的東西也在標準裡,這頁一併給出:孔位角度,F03 到 F16 是 45 度,再往上會變;以及代號字母,Y 或 N 說明有沒有定位凸緣,V、W、X、L、D、H 說明驅動端的形式。標準列的最大法蘭扭矩也不是無條件的數字:它假設螺栓純受拉、應力 290 MPa、接合面摩擦係數 0,2。
法蘭尺寸,F03 至 F100
尺寸單位為毫米,取自 ISO 5211:2017 的 Table 2。字母沿用標準自己的定義:d1 為法蘭最小直徑,d2 為定位凹槽直徑,d3 為螺栓圓,d4 為螺栓螺紋,n 為螺釘、螺柱或螺栓數量,h1、h2、h3 為法蘭高度。
| 法蘭 | d1 min | d2 | d3 螺栓圓 | d4 螺紋 | n | h1 max | h2 min | h3 min |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| F03 | 46 | 25 | 36 | M5 | 3 | 8 | 5 | 4 |
| F04 | 54 | 30 | 42 | M5 | 3 | 8 | 5 | 4 |
| F05 | 65 | 35 | 50 | M6 | 3 | 9 | 6 | 4 |
| F07 | 90 | 55 | 70 | M8 | 3 | 12 | 8 | 4 |
| F10 | 125 | 70 | 102 | M10 | 3 | 15 | 10 | 4 |
| F12 | 150 | 85 | 125 | M12 | 3 | 18 | 12 | 4 |
| F14 | 175 | 100 | 140 | M16 | 4 | 24 | 16 | 4 |
| F16 | 210 | 130 | 165 | M20 | 5 | 30 | 20 | 4 |
| F25 | 300 | 200 | 254 | M16 | 5 | 24 | 16 | 8 |
| F30 | 350 | 230 | 298 | M20 | 5 | 30 | 20 | 8 |
| F35 | 415 | 260 | 356 | M30 | 5 | 45 | 30 | 8 |
| F40 | 475 | 300 | 406 | M36 | 8 | 54 | 36 | 8 |
| F48 | 560 | 370 | 483 | M36 | 8 | 54 | 36 | 12 |
| F60 | 686 | 470 | 603 | M36 | 8 | 54 | 36 | 20 |
| F80 | 900 | 670 | 813 | M42 | 10 | 63 | 42 | 20 |
| F100 | 1200 | 870 | 1042 | M42 | 10 | 63 | 42 | 32 |
標準註明 d2 須在 f8 直徑公差內製造,孔須等分、偏心配置,並符合 ISO 273 的餘隙要求。若採用貫穿螺栓而非螺柱或螺釘,餘隙孔必須容得下 d4 所指定尺寸的螺栓。
孔的位置
等分只是一半的資訊。標準同時固定了角度位置,而且整個範圍並不相同——把小閥的孔位規律套到大閥上,錯的就是這裡。
| 法蘭 | 至第一孔的半角 |
|---|---|
| F03 – F16 | 45° |
| F25 – F40 | 22,5° |
| F48 | 15° |
| F60 – F80 | 9° |
| F100 | 5,625° |
代號怎麼寫
單看法蘭尺寸並不足以描述介面。標準給的代號由三部分組成,而法蘭型式後面的兩個字母帶著螺栓圓表達不出的資訊。
| 位置 | 字母 | 代表什麼 |
|---|---|---|
| 定位凸緣 | Y | 有定位凸緣 |
| N | 無定位凸緣 | |
| 驅動端 | V | 單鍵驅動 |
| W | 90 度雙鍵驅動 | |
| X | 180 度雙鍵驅動 | |
| L | 平行方軸驅動 | |
| D | 對角方軸驅動 | |
| H | 平頭驅動 |
L 與 D 的差別值得看兩次。兩者都是相同尺寸的方軸,差在相對於法蘭旋轉了 45 度,而那決定了驅動器走到行程末端時閥門停在哪裡。一組驅動器與閥門可以法蘭型式相同、螺栓圓相同、方軸尺寸也相同,卻單單因為這個字母而配不起來。
標準描述的是哪一種介面
ISO 5211 涵蓋四種配置,而一份只寫「符合 ISO 5211」卻沒說是哪一種的規格,等於把最關鍵的部分留白。
- 直接介面。 四分之一迴轉驅動器直接鎖在閥門上。
- 中間支架介面。 驅動器鎖在支架上,支架承載閥門。標準只涵蓋驅動器到支架這一段,到此為止。
- 直接介面,含減速機。 多迴轉驅動器與四分之一迴轉減速機合起來構成四分之一迴轉驅動器,該總成鎖在閥門上。多迴轉驅動器與減速機之間的接合屬於 ISO 5210,不是這份標準。
- 中間支架介面,含減速機。 同上,但透過支架。
四分之一迴轉與多迴轉的分界不只是行程,還有軸向推力
標準的定義把兩者分開的依據不只是迴轉圈數,而後半段才是決定介面要承受什麼的關鍵。
| 名詞 | 行程 | 軸向推力 |
|---|---|---|
| 四分之一迴轉驅動器 | 一圈或以內 | 不需要承受 |
| 多迴轉驅動器 | 至少一圈 | 可能有能力承受 |
四分之一迴轉介面是一個扭矩接合,它不是為承受軸向載荷而設計的。所以昇桿式的配置、或任何會推壓驅動端的機構,屬於多迴轉那一側,不在這裡。
最大法蘭扭矩的前提是什麼
標準對每一種法蘭型式列出最大法蘭扭矩,而那些數字附帶著表格本身看不到的條件。它們是在螺栓純受拉、應力 290 MPa、接合面摩擦係數 0,2 的基礎上導出的。
標準明白寫著,上述任一參數改變,可傳遞的扭矩就會改變。它也提醒法蘭選型應考慮慣性或其他因素產生的附加扭矩——快速動作的驅動器裝在大口徑閥上,踩到的就是這一條。
換句話說,法蘭扭矩是接合的性質,不是閥門的性質。兩顆同樣是 F10 安裝面的閥,用不同的緊固件、在不同的摩擦條件下鎖上,傳遞的扭矩並不相同。
ISO 5211 沒有涵蓋什麼
它的範圍比規格書引用它的方式窄,其中三個排除項有實質影響。
- 中間支架與閥門之間的接合不在範圍內。 標準涵蓋驅動器到閥門、以及驅動器到中間支架。支架怎麼固定到閥門上不是它的事。
- 控制閥屬於另行約定。 依本標準把四分之一迴轉驅動器裝在控制閥上,是供需雙方另行約定的事項,而不是標準直接涵蓋。
- 多迴轉側的接合屬於 ISO 5210。 當多迴轉驅動器驅動四分之一迴轉減速機時,那兩者之間的介面是另一份標準。
標準裡沒有任何一條談到閥門所需的扭矩、談到耐久性,或談到安裝面是鑄進本體還是外掛支架。那些是在別處決定的,寫在下方連結的液冷電動閥那一篇裡。
怎麼讀圖面上的安裝面
決定某個驅動器裝不裝得上某顆閥的是四個數字,而其中只有一個是法蘭代號。
- 法蘭型式。 先對 d3,也就是螺栓圓。代號的數字在多數範圍內就是螺栓圓的毫米數,可以快速核對。
- 定位凸緣。 Y 或 N。閥門加工了凹槽而驅動器沒有凸緣,兩者仍鎖得上,但只靠螺栓定位。
- 驅動端形式。 V、W、X、L、D 或 H,方軸還要看對邊尺寸。L 與 D 差 45 度,螺栓圓看不出來。
- 高度。 h1、h2、h3 必須讓過閥體與安裝面之間的任何東西。
常見問題
引用標準: ISO 5211:2017,工業閥門—四分之一迴轉驅動器接合。法蘭尺寸見 Table 2,孔位見 Table 3,最大法蘭扭矩見第 4 節,代號見第 6 節。其引用的 ISO 273(螺栓與螺釘餘隙孔)與 ISO 5210(多迴轉驅動器接合)亦一併參照。
尺寸引自已出版的標準,此處僅供對照,不能取代特定產品的驅動器或閥門圖面。緊固件數量、夾緊力與接合面狀況都不在尺寸表內,卻決定該接合實際能傳遞多少扭矩。