球阀计算书Word下载.docx

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P

设计给定

MPa

3

计算内径

Dn

90

4

许用拉应力

[i]

查表4-3（或4-5）

82

5

腐蚀余量

C

6

实测厚度

Sb

8

依据ASTM标准计算

阀体壁厚的计算值

tm

tm=+

流道内径

d

50

实际壁厚

t

要求

设计壁厚Sb>

Sbt>

tm（考虑腐蚀余量）

结论

经计算t>

tm合格注：

管路标准温度压力级是根据材

Sb>

料在相应温度下的许用应力而

制定的，故不进行高温核算。

PTFE

密封面总作用力及计算比压

密封面总作用力

Qmz

Qmj

N

密封面处介质作用力

n4（DMN+bM）2P

密封面内径

Dmn

密封面宽度

bM

PN设计给定

密封面必需比压

qMF

查表4-10

qMF=（4+/JbM

7

密封面计算比压

q

Qmz/n（MN+bM）bM

密封面许用比压

[q]

查设计手册4-66

20

qMF<

qw[q为合格

经计算，结果符合要求，合格。

2Cr13

计算内容

总扭矩及圆周力

阀杆总扭矩

Mf

Mqf+Mft+Mfc

Nmm

123282

查设计手册P449（4-206）

体座间摩擦力矩

Mqf

{dD2mpPfMR（1+C0S

75130

©

）}/8cos©

阀座密封面平均直径

Dmp

/8COS©

1/2*（Dmw+Dmn）

57

球与密封面摩擦系数

fM

查设计手册P449

球体半径

R

44

密封角

45°

填料与阀杆摩擦力矩

Mft

1/2*QTdF

2983

9

阀杆与填料摩擦力

Qt

TtdFhTP，tP

10

阀杆直径

dF

11

填料层总高度

hT

19

12

阀杆与填料摩擦系数

卩T

查设计手册P442

13

阀杆头部摩擦力矩

MFC

/

Mfc=MFD

MFD

•fD•QFZ

45169

14

阀杆头部接触面直径

dFJ

28

15

阀杆头部摩擦系数

fD

查表4-23

0.05

16

关闭时阀杆总轴向力

QFZ

Qmz+Qt

17

密封面上的总作用力

已计算

18

圆周力

q"

S

Mf/L

352

扳手力臂

L

350

脱开圆周力V360N

经计算脱开圆周力为352N故符合要求、合格！

ASTMA216WCB

阀门流量系数

流量系数

Kv

Kv=（106/28）Av

M3/s

Av

Av=Qv（p/42P）

体积流量

Qv

Qv=n/DU

m3/s

流量孔直径

D

流体在管道内的平均流速

U

取1—3的中间值

m/s

密度

以水为介质

Kg/m3

1000

阀门的压力损

△P

△P=（U2•2）/

Pa

800

阀门的流阻系

E

计算内

阀杆强度的计算1

容序号

I-1断面的扭转应力

TN

TN=Mm/WW[Tn]

I-1断面抗扭转断面系数

W

W=aba2

mm3

a

见⑴P349图6-15

b

见

（1）P349图6-15

见

（1）P349表6-36

材料的许用扭转应力

[Tn]

查

（1）P360表6-41

TnV[Tn]合格

阀杆强度的计算2

n-u断面处的剪切应力

T

t=（D+d）2P/16dHW[t]

见⑴P348图6-14

H

材料许用剪切应力

[T]

查[1]p360表6-41

T<

[t]

合格

阀杆强度的计算3

计算数据名称

川-川断面的扭转应力

T'

=M/W<

[TN]

川-川断面处抗扭转断面系数

W=nd3/16

1570

<

阀杆与球体连接部分的计算

挤压应力

Tzy

Tzy=Mm/W[tzy]

h

[Tzy]

见

（1）P350

122

zy<

[（Tzy]

安阳益和阀业有限公司设计计算书

阀杆台肩与止推垫片之间摩擦力

止推摩擦力

FU

Fu=n（Dr+dT）2卩tP/16

止推垫片外径

Dt

止推垫片内径

dT

止推垫片在轴向力作用下所产生的比压

qT

qT=（Dr+dT）P4（DT-dT）

止推垫片在轴向力作用下所产生的比压W15〜20见

（1）P193

qT=3MPa<

1»

20合格

柔性石墨

填料及止推垫片的摩擦转矩

V型填料及圆形状填料的摩擦转矩

Mt

Mt=naTZhdT2P

N.mm

止推垫片的摩擦

Mu

Mu=nat（Dt+cIT）3P64

摩擦系数

at

见[1]p192

填料圈数

Z

单圈填料高度

球阀转矩的计算

球阀转矩

M

M=Mm+Mt+Mu

球体与阀座密封面的摩擦转矩

Mm

Mm=n（D2+Dl）2PRaT（1+cos^）/32cost

密圭寸面对中心的斜角

450

Mpa

球阀密圭寸力的计算

球阀密封力

Q=Qmj

Q=n（D1+D2『P/16

阀座密封面内径

D1

阀座密封面外径

D2

64

经计算球阀密封力Q=

球阀阀杆与填料之间的摩擦力

摩擦力

Ft

Ft=niTdTZhP

[1T

经计算阀杆与填料之间的摩擦力为

ASTMA193-B7

阀体中法兰的设计与计算

在操作情况下螺栓载荷

Wp

Wp=F+Fp+Q

最小螺栓载荷

Wp=+2nbDGmP+Q

见

（1）P316表6-24

预紧螺栓时螺栓载

Wa

Wa=nbDGY+Q

荷球体与密封面预紧力

Q1

Q1=nqmin（D22-D12）/4

载荷作用位置处垫片直径

Dg

垫片有效宽度

垫片系数

m

见

（1）P316表6-25

垫片单位压紧载荷

Y

法兰螺栓拉应力

XL

（TL=^V/AW[（TL]

螺栓许用拉应力

[xL]

查

（1）P320表6-23

230

螺栓承受应力下实际最小总截面积

A

4nR2

mm2

最小截面积

L<

[（XL]

螺栓应力合格

ASMEA216-WCB

作用于法兰总力矩

Mo

M0=FDSD+FGSg+FtSt

作用在法兰内径上的流体静压轴向力

Fd

Fd=

12717

总流体静压轴向力

F

F==

垫片载荷

Fg

Fg=W-F=

总静压轴向力与法兰内直

径面积上静压轴向力之差

Ft=（Dg2-D2）

螺栓孔中心圆至Fg作用位置处的径向距巨离

SG

Ss=（）/2

螺栓孔中心圆至Ft作用位置处的径向距离

St

Sr=（5+15+）/2

螺栓孔中心圆至Fd作用位置处的径向距离

Sd

5=5+*15

续

法兰颈轴向应力

CM

CM二fMo/入S12Di

系数

入

入=（Sfe+1）/T+Sf3/A

整体法兰颈部

应力校正系数

f

见

（1）P322查

（1）图6-7

法兰颈部厚度

S1s=S1

e

e=F1/（DiS1）1/2

整体法兰形状系数

F1

查

（1）图6-7

A=US1s2（DiS1）1/2/V

法兰盘径向应力

SR

Sr=（Sfe+1）M0/入Sf2Di

法兰盘的切

向应力

ST

St=YMo/Sf2Di-ZSr

查

（1）表6-22[SL]=87Mpa、[Sm]=、[Sr]=、[St]=

Sm<

[Sm]Sr<

[Sm]St<

[St]

法兰密封结构的设计

垫片宽度的计算

b=（D2-D1）/2

垫片外径

105

垫片内径

垫片上最大比压

qmax

qmax=（D22-D12）

垫片平均直径

Dm

Dm=（D2+D1）/2

对图示结构取[qi]=40Mpa见

（1）P341

qmaxW[q1]

参照[1]p342

b>

[q1]

b1=[q1]=

b1

附录

机械工业出版社

中国标准出版社

参考文

1、实用阀门设计手册

陆培文主编

2、阀门设计手册

杨源泉主编

3、阀门设计计算手册

洪勉成、陆培文、高凤琴主编

4、球阀设计与选用