ボールバルブおよびバタフライバルブの電動アクチュエータトルク選定

ボールバルブおよびバタフライバルブのための簡単な電動アクチュエータトルク計算ステップを学びましょう。バルブアクチュエータを適切にサイズ設定するために、離脱トルクと安全係数を理解してください。

2026/08/14

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プロセスバルブ用の適切なモータードライブを選ぶことは、紙上では簡単に見えます。しかし、力が不足したユニットを選ぶと部品が詰まり、過大なモデルを選ぶと金銭と電力が浪費されます。電動アクチュエータトルク計算を正確に行うことで、予期せぬ停止なしにパイプラインシステムをスムーズに運行させることができます。

水処理場、プロセス工場、またはHVACループを運用している場合でも、正確なバルブアクチュエータサイジングにより、機器が余分な摩耗から保護されます。このガイドでは、90度回転式バルブの力の働き方と、自信を持って適切なギアユニットを選ぶ方法を説明します。

正確なトルク計算が重要な理由

ボールバルブやバタフライバルブのような90度回転式ユニットは、回転運動によって流量を開始、調整、または停止させます。内部の駆動モーターは、実際の作動圧力下でステムを回転させるのに十分な捻り力を出力しなければなりません。

アクチュエータが小さすぎると、バルブが途中で詰まったり、高いライン圧に抗して閉じられなかったりする可能性があります。反対に、過大なモーターは購入コストを押し上げ、時間の経過とともにバルブステムや内部ギアを損傷させる可能性があります。適切なサイジングにより、信頼性の高い運用、低エネルギー消費、長い耐用年数が実現します。

主要なトルク構成要素の理解

バルブを正しくサイジングするには、基本的なステムの動きだけでなく、総運転抵抗を考慮する必要があります。

1. 離脱トルク

これは、バルブを完全に閉じた位置から離脱させるために必要な最大力です。時間の経過とともに、静摩擦、媒体の堆積、シートの圧縮により保持抵抗が増加します。離脱トルクは、開閉サイクル中に必要とされる力の中でほぼ常に最大です。

2. 運転トルク

ディスクまたはボールがシートから離れると、摩擦は大幅に低下します。動的トルクは、ステムを回転ストロークの途中で回転させ続けるために必要な定常的な力です。

3. 終了トルク

バルブが完全に閉じると、ディスクまたはボールが柔軟または金属製のシートに押し戻されます。終了トルクは、流路を完全に密封するために必要な最終的な力です。

ボールバルブ用電動アクチュエータのサイジング

ボールバルブは、中央に穴のある球状のディスクを特徴としています。PTFEや金属製のシートなどの密封材料が、研磨されたボール表面に直接摩擦します。

密封摩擦：軟質シートは金属同士のシートよりも小さな力で済みます。
差圧：圧力が高いほど、浮動ボールが下流のシートに強く押し付けられ、総摩擦が増加します。
媒体種別：清浄な液体はスムーズに流れます。乾燥粉末、スラリー、または粘稠な流体は抗力を増加させ、必要な動力を高めます。

ボールユニットの力を計算する場合、常に最大圧力降下時の最大離脱トルクに基づいてサイジングを行ってください。

バタフライバルブ用電動アクチュエータのサイジング

バタフライバルブは、中央シャフトに取り付けられた回転ディスクを使用します。ボールデザインとは異なり、動的流体力がバタフライバルブの動作に大きな役割を果たします。

着座と離脱：ディスクの端をゴムまたは金属ライナーに押し込んだり、引き出したりするために必要な力。
流体力学的トルク：開いたディスクを通過する流体は、飛行機の翼に吹く風のように作用します。この流れは自然にディスクを閉じる方向に押そうとするため、モーターによる積極的な保持が必要です。
ステムベアリング摩擦：システム圧力がディスク表面に押し付けられ、シャフトベアリングに横荷重を生じさせます。

大型のバタフライユニットでは、流体力学的力が初期の着座摩擦を超える可能性があります。ドライブモデルを選ぶ際には、着座抵抗と開流路のダイナミクスの両方を確認してください。