毕业设计（论文）-低温截止阀的设计

成都学院学士学位论文（设计）本科毕业设计题目学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号年级11指导教师职称讲师2015年3月28日成都学院学士学位论文（设计）低温截止阀的设计专业机械设计制造及其自动化学号姓名指导老师高蕾娜摘要本课题来源于当今社会液压元件的创新和更新换代基础之上，通过设计出低温截止阀，从而来满足当今社会液压元件更新换代能力不足的缺陷。低温截止阀是能够在低温工况下使用的截止阀，通常把工作温度低于40的截止阀称为低温截止阀。低温截止阀是石油化工、空气分离、天然气等工业不可缺少的重要设备之一，其质量的优劣决定着能否安全、经济、持续地生产。随着现代科技的发展，低温截止阀的用途越来越广，需求也越来越大。本文运用大学所学的知识，了解低温截止阀的工作原理，在此基础上，设计一款低温截止阀。该低温截止阀的工作介质为12MPA的液压油，它是用来改变管路断面和介质流动方向、控制输送介质的压力、流量、温度的一种装置。通过查找相关料，了解低温截止阀的内部结构和工作原理，构建了低温截止阀组成结构的总的指导思想，从而得出了该低温截止阀的优点是高效，经济，并且截止效果好，运行平稳的结论。关键词低温截止阀液压元件截止阀装置成都学院学士学位论文（设计）THEDESIGNOFTHECRYOGENICVALVESPECIALTYMECHANICALDESIGNANDMANUFACTURINGSTUDENTNUMBERSTUDENTSUPERVISORGAOLEINAABSTRACTTHISSUBJECTCOMESFROMTHEMODERNSOCIETYTHEHYDRAULICCOMPONENTSOFTHEINNOVATIONANDUPGRADINGOFTHEBASIS,THROUGHTHEDESIGNOFCRYOGENICVALVES,THUSTOMEETTHENEEDSOFTODAYSSOCIETYLOWTEMPERATUREVALVEISTOBEUSEDATLOWTEMPERATURECONDITIONOFTHEVALVE,USUALLYWORKINGTEMPERATURELOWERTHANVALVECALLEDTHECRYOGENICVALVESLOWTEMPERATUREVALVEISONEOFTHEIMPORTANTEQUIPMENTINPETROCHEMICALINDUSTRY,AIRSEPARATION,NATURALGASANDOTHERINDUSTRIALINDISPENSABLE,ITSQUALITYDETERMINESWHETHERTHESECURITY,ECONOMICANDSUSTAINABLEPRODUCTIONWITHTHEDEVELOPMENTOFMODERNTECHNOLOGY,LOWTEMPERATUREVALVEAPPLICATIONSMOREANDMOREWIDELY,THEDEMANDISMOREANDMOREBIGINTHISPAPER,THEUSEOFUNIVERSITYKNOWLEDGE,UNDERSTANDTHEWORKINGPRINCIPLEOFCRYOGENICVALVES,ONTHISBASIS,THEDESIGNOFALOWTEMPERATUREVALVETHEWORKINGFLUIDTEMPERATURESTOPVALVEFORHYDRAULICOIL12MPA,WHICHISADEVICEFORCHANGINGTHEFLOWDIRECTIONOFMEDIUMCONVEYINGPIPELINESECTION,ANDTHECONTROLOFMEDIAPRESSURE,FLOW,TEMPERATURETHROUGHTHESEARCHRELATEDMATERIAL,UNDERSTANDTHELOWCUTOFFVALVEOFTHEINTERNALSTRUCTUREANDWORKINGPRINCIPLE,CONSTRUCTIONOFLOWTEMPERATURECUTOFFVALVETOTALGUIDINGIDEOLOGYSTRUCTURE,THUSOBTAINSTHEADVANTAGESOFTHELOWTEMPERATUREVALVEISEFFICIENT,ECONOMIC,ANDCUTOFFEFFECTISGOOD,SMOOTHOPERATIONOFTHECONCLUSIONKEYWORDSLOWTEMPERATURECUTOFFVALVESCORRUGATEDTUBEBALLSCREWTHEDISCTHEVALVESTEM成都学院学士学位论文（设计）成都学院学士学位论文（设计）I目录绪论11课题的来源与研究的目的和意义311本文研究的主要内容和要求312低温截止阀的结构和工作原理413低温截止阀的优缺点42低温截止阀的总体方案的设计和布局721低温截止阀的总体方案图922低温阀门零部件材料选择10221阀体、阀盖、阀座、启闭件等的材料选择11222阀杆材料选择12223紧固件材料选择14224垫片材抖选择153低温截止阀密封设计及计算1531密封元件的选型分析16311上密封装置的设计17312阀杆填料处密封1732填料密封主密封压力的计算1833填料装置的计算19331填料箱孔的主要尺寸参数19332填料装置主要零件的强度校验2034填料与阀杆摩擦力的计算2035低温截止阀手轮的选取2136滚珠丝杆的选取及强度校核224低温截止阀的检验225结论23参考文献24致谢25成都学院学士学位论文（设计）1绪论1课题的来源与研究的目的和意义机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域研制和提供能量转换机械、研制和提供用以生产各种产品的机械、研制和提供从事各种服务的机械、研制和提供家庭和个人生活中应用的机械、研制和提供各种机械武器。不论服务于哪一领域，机械工程的工作内容基本相同，主要有建立和发展机械工程的工程理论基础。例如，研究力和运动的工程力学和流体力学；研究金属和非金属材料的性能，及其应用的工程材料学；研究热能的产生、传导和转换的热力学；研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学；研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学等等。研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、成都学院学士学位论文（设计）2修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。这些按不同方面分成的多种分支学科系统互相交叉，互相重叠，从而使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如，按功能分的动力机械，它与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力机械、核动力装置、内燃机、燃气轮机，以及与按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等都有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械，也是热力机械、流体机械和透平机械，它属于船舶动力装置、蒸汽动力装置，可能也属于核动力装置等等。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20成都学院学士学位论文（设计）3世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。械工程以增加生产、提高劳动生产率、提高生产的经济性为目标来研制和发展新的机械产品。在未来的时代，新产品的研制将以降低资源消耗，发展洁净的再生能源，治理、减轻以至消除环境污染作为超经济的目标任务。机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇迹。人类智慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工程在更高的层次上开始新的一轮大发展。19世纪时，机械工程的知识总量还很有限，在欧洲的大学院校中它一般还与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程，19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，成都学院学士学位论文（设计）4考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。综合专业分化再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。11本文研究的主要内容和要求低温阀门的主要设计内容（1）第一部分是截止阀温度总体设计主要是针对低温阀满足各种条件，结合内部截止阀结构和优点的阀芯和阀腔的布置方案有一个大致的方向和各部件可能设置，最终可以弥补低温截止阀的流体阻力大，开启和关闭时所需力较大，不适用于颗粒，粘度，易结焦的介质和调节性能差的缺点。（2）第二部分是低温截止阀组件的设计这部分主要是对设计计算的主要部分的低温截止阀，强度校核。根据低温阀门的相应要求和规定的状态，在低温截止阀结构简单，加工，维修成本，改进和提高。模拟分别组装成组件，然后定义之间的对应连接关系，最后组装成一个完整的组织。（3）汽车CAD软件应用程序将模型映射到相应的工程图纸，结合立体字软件的使用，各种信息反应工程制图系统在地面上，为了实现机制进一步精确设计和检验。要求低温阀门工作条件恶劣，工作介质的大部分物质，易燃，易爆，渗透性强，最低工作温度为269，最大工作压力可达10MPA。因此，低温阀门的设计，制造，检验和通用阀门相比有很大的不同。一般来说，根据低温截止阀的使用条件，设计工作提出以下要求（1）截止阀在低温介质及周围环境温度要长时间工作的能力的组合（一般为10年或35005000周期）；（2）截止阀的相对低的温度中，不应该是一个重要的热源，这是因为热流量会降低热效率，热流量太多，也可能使低温介质汽化阀内，造成异常高压，危险；成都学院学士学位论文（设计）5（3）产生有害影响密封性能和低温介质不应手轮操作性能和填料；（4）直接接触低温介质组合阀块结构应符合防火防爆的有关要求；（5）低温阀组件工作不能润滑，所以需要采取措施防止摩擦部位，划痕。在低温阀门设计过程中上述要求外，还应注意上述要求在低温度的具体要求在截止阀，低温截止阀的设计过程也应符合相应的普通截止阀的要求。12低温截止阀的结构和工作原理低温截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。低温截止阀的阀瓣一旦处于开启状况，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再的接触，并具有非常可靠的切断动作，合得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。低温截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来，这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。常见的低温截止阀分别如图1，图2,图3所示图1图2图3成都学院学士学位论文（设计）613低温截止阀的优缺点1截止阀结构比闸阀简单，制造与维修都较方便。2密封面不易磨损及擦伤，密封性好，启闭时阀瓣与阀体密封面之间无相对滑动，因而磨损与擦伤均不严重，密封性能好，使用寿命长。3启闭时，阀瓣行程小，因而截止阀高度比闸阀小，但结构长度比闸阀长。4启闭力矩大、启闭较费力，启闭时间校长。5流体阻力大，因阀体内介质通道较曲折，流体阻力大，动力消耗大。6介质流动方向公称压力PN16MPA时，一般采用顺流，介质从阀瓣下方向上流；公称压力PN20MPA时，一般采用逆流，介质从阀瓣上方向下流以增加密封件能。使用时，截止阀介质只能单方向流动，不能改变流动方向。7全开时阀瓣经常受冲蚀。截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门适合作为介质的切断或调节及节流使用。缺点1、流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。3、调节性能较差。优点1、双重的密封设计波纹管填料若波纹管失效，阀杆填料也会避免；2、外泄漏，并符合国际密封标准；3、没有流体损失，降低能源损失，提高工厂设备安全；4、使用寿命长，减少维修次数，降低经营成本；5、坚固耐用的波纹管密封设计，保证阀杆的零泄漏，提供无需维护的条件。6、波纹管密封截止阀采用波纹管密封的设计，完全消除了普通阀门阀杆填料密封老化快易泄露的缺点，不但提高了使用能源效率，增加生产设备安全性，减少了维修费用及频繁的维修保养，还提供了清洁安全的工作环境。成都学院学士学位论文（设计）72低温截止阀的总体方案的设计和布局21低温截止阀的总体方案图低温截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。因此，这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流使用。其具体方案布局图如下成都学院学士学位论文（设计）822低温阀门零部件材料选择221阀体、阀盖、阀座、启闭件等的材料选择温度高于100时可选用铸件，温度低于100时选用铸件，低压和小口径阀门可选用铜合金或铝合金。222阀杆材料选择采用奥氏体不锈耐酸钢制造，例如20CR,需经过适当的热处理，以提高抗拉强度，同时必须镀硬铬（镀层厚度004006MM），或进行渗氮处理，以提高表面硬度。223紧固件材料选择温度高于100时，螺栓材料采用NI、CRMO等合金钢，需经适当的热处理，以防止螺纹咬伤；温度低子100时，螺栓材料可采用奥氏体不锈钢。螺母材料一般采用MO钢或NI钢，同时螺纹表而涂二硫化钥。224垫片材抖选择使用温度高于196，低温最高使用压力为3MPA时，可采用长纤维自石棉制成的石棉橡胶板；使用温度高于196，低温最高使用压力为5MPA时，可采用不锈钢带石棉缠绕式垫片、不锈钢带聚四氟乙烯缠绕式垫片或不锈钢带膨胀石墨缠绕式垫片。这里需强调一下，所有低温材料部件在精加工之前必须进行深冷处理，以减小低温阀门在低温工况下的收缩变形。成都学院学士学位论文（设计）93低温截止阀密封设计及计算31密封元件的选型分析阀门的密封是阀门的最重要的指标，与阀门仪表管道大多采用接触式密封。不仅取决于两结合面紧密，并有能力防止或限制通过密封面上的介质中形成。311上密封装置的设计在阀门全开时，阻止工作介质向填料函处泄漏的一种装置称为L密封装置。上密封装置有两个作用。第一，上密封装置可以减小工作介质对填料的损坏。工业阀门在绝大多数工作时间处于开启状态，如无上密封装置，则介质压力直接作用于填料。填料长期处于受压状态，易老化。第二，当填料处有泄漏时，全开阀门，使上密封装置处于工作状态，就可以带压进行填料更换。因此，对于闸阀和截止阀都规定要有上密封装置。上密封面可用在阀盖上堆焊钻铬钨硬质合金，然后精加工、研磨而成的工艺制得（对于奥氏体不锈钢材料的阀盖，可直接在阀盖上加工上密封面），也可在专门的上密封座上研磨而成。总之，在低温阀门的设计过程中要综合考虑低温对阀门的各种影响，采用合理的结构，避免低温对阀门正常工作的不良影响。312阀杆填料处密封在阀门中，阀盖用填充物填充空间，通过阀杆和阀盖填料室空间泄漏防止介质。其中对填料的设计要求如下（1）耐腐蚀性好，包装必须与介质接触，介质腐蚀的能力。（2）密封好，包装不在介质作用下温度泄露。（3）摩擦系数小，减少阀杆与填料间的摩擦力矩。32填料密封主密封压力的计算如上所述，通过拧紧填料压盖上的螺栓，对填料函（即阀盖支架）内的填料进行轴向压缩，填料的塑性使其产生径向力，并与阀杆紧密接触。同时，填料中添加的润滑剂被挤出，在接触面间形成油膜。由压力分布示意图于接触状态不均匀，接触部位成都学院学士学位论文（设计）10出现边界润滑状态，未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜。当阀杆与填料压盖有相对运动时，接触部位与不接触部位组成了不规则的迷宫阻止了介质的泄漏。为保证填料密封的可靠性，必须保证填料对阀杆的径向压力，即主密封压力。填料密封时的压力分布理论分析和各种填料设计的性能测试，得出填料的径向压力，即主密封压力计算式12/04PRDKFEK式中PR为填料径向压力（MPA）；P0为填料压盖处轴向压力（MPA）；K为填料压力比（又称应力系数）；D1为阀杆直径（MM）；D0为填料函孔径（MM）；S为填料深度（MM）；1为填料与阀杆间的动摩擦因数；2为填料与填料函间的静摩擦因数。填料压力比是填料径向压力与轴向压力之比，是确定填料高度的一个重要因素。应力系数K取决于轴向压力。其中填料压力比K与轴向压力比K之间的关系如下图所示成都学院学士学位论文（设计）1133填料装置的计算填料装置包括填料、填料压盖、填料压板、填料压套、活节螺栓、销轴等零件。当PN40MPA时，用填料压盖式。331填料箱孔的主要尺寸参数填料箱孔的直径与阀杆直径和填料宽度有关，而填料宽度MM,通常在TB（116）的范围内选取，其中为阀杆直径16（MM）。以成形塑料增强聚四氟FDFD乙烯做填料的填料箱孔，对于填料压盖式PN40MPA，填料的圈数Z4，填料箱孔的深度H等于上、中填料和填料垫组装后的总高度加上裕量5MM。332填料装置主要零件的强度校验填料压盖圆柱部分的高度必须满足垫片厚度。LTHHL（1）填料压盖如图所示IIIIII是按45的方向所取断面的弯曲应力。下图为填料压盖零件图成都学院学士学位论文（设计）12II断面弯曲应力为2121686HBLQDDHBLFWMTYTII3647MPA3260482IMII断面弯曲应力矩（NM）；YTF为压紧填料的总力（N）经过计算得到YTF444323N；D为填料压盖的内经及阀杆直径；D为填料压盖与填料箱孔配合直径；、II断面的高度、宽度；1HBTQ压紧填料所必须施加于填料上部的比压，TQ（MPA），查表知道PP40MPA4066765所以查表知道268代入上式。TH/IIII断面的弯曲应力（MPA）IIIPYTIWIHHYDBDDBLFM231233221IY1120MM8401687221BHDD由上式得成都学院学士学位论文（设计）13WI21712840682106273134333247MPAWIIIIII断面的弯曲应力（MPA）3SIN2CO43SIN2CO42223RRDLFRRLFMPYTYTIWI7005MPAW（2）活节螺栓活节螺栓的拉应力（MPA）为（34）LYTAF2L283MPA15734325YTFL式中A单个螺栓的横截面积（）；2M螺栓材料的许用拉应力（MPA）。L（3）销轴销轴的剪切应力（MPA）为2211MPA61MPA2SYTDF8143式中销轴直径MM；材料的许用剪切力（MPA）；34填料与阀杆摩擦力的计算阀门在开启和关闭时，填料与阀杆之间将产生摩擦力，其大小与填料的种类和材质有关。此阀门用的填料是增强聚四氟乙烯，所以应该按照下式成都学院学士学位论文（设计）14NZPFHDFFT36124104102141式中1H单圈填料与阀杆接触高度（MM）；Z填料圈数；F填料与阀杆间的摩擦系数，约为00501。35低温截止阀手轮的选取按照要求，手轮的直径应该不超过阀门的结构长度或者1000MM，两者取较小者。除公称尺寸小于等于DN40MM的阀门外。轮辐不应该伸出手轮的周边。加载在手轮的力，最大不应该超过360N。否则考虑使用传动装置。考虑到成本过高，所以一般在设计阀门时，一定先考虑行业标准件。本次设计因为是特殊阀门，最先就考虑到截止阀开启或者关闭时，力矩过大，采用了滚珠丝杠代替传统螺纹结构，使得摩擦力矩大大降低。但是也增加了阀门制造成本，为了减少成本的投入，所以手轮应按照国家阀门行业标准件选取适当的尺寸，达到互换性的效果。在本次设计中，设计阀门DN50MM，PN4MPA，手轮需要克服阀杆最大转矩2840967NMM，按照JB/T932008中表3中规定，手轮选用直径D180MM伞形手轮，那么手轮上的力315663N小于360N，所以满足设计需要。成都学院学士学位论文（设计）15轮毂相应尺寸MRMDMSMHHD3451620421801轮辐的基本尺寸根数60261420110224133MRBMBHHHB轮缘的尺寸BHHRRR26172073532建投和刻字尺寸MKFMJTGAEFC153102608436滚珠丝杆的选取及强度校核根据需求，圆丝母丝杠副的选择，因为是旋转的螺杆。在本设计中滚珠丝杠的特点是摩擦阻尼小，效率高，为滑动螺钉或螺钉1/3的驱动扭矩，正是因为这样，我们使用的滚珠丝杠的成本相对比较高，代替普通滑动螺钉或螺纹连接。考虑到整个丝杆不得作为焊接材料，因此螺钉不能在标准按钮选择，然后选择滚珠螺杆式。公称直径为20MM，螺距8MM，选择C7（任意精度300行程内定位误差005），平均直径DW50MM钢滚珠丝杠螺母旋转，右旋，负荷滚珠圈4圈，密封圈，选择ZZG1001MM轴向间隙（0），线路总长度80MM，阀杆螺纹726螺旋升角；螺母套外直径42MM，滚道外经26MM，滚道由22MM。长55MM。其具体结构图如下成都学院学士学位论文（设计）16（1）刚度验算及精度选择（1）已知W15000N，02F01000NF0静摩擦力N静摩擦系数W1正压力N（2）验算传动系统刚度KMIN传动系统刚度N已知反向差值或重复定位精度为10KMIN222160（3）传动系统刚度变化引起的定位误差成都学院学士学位论文（设计）1717M（4）确定精度V300P任意300MM内的行程变动量对半闭环系统言，V300P08定位精度定位精度为20M/300V300P143M丝杠精度取为3级V300P12M1435确定滚珠丝杠副的规格代号已确定的型号WWCM公称直径12导程3螺纹长度900丝杠全长1000P类3级精度FFZD40103P3/141012902610验算临界压缩载荷FCN丝杠所受最大轴向载荷FMAX小于丝杠预拉伸力F不用验算。2611验算临界转速NCF10NC临界转速N/MINF与支承形式有关的系数丝杠底径临界转速计算长度MM成都学院学士学位论文（设计）18由表14得F219由样本得D2343由工作图及表14得LC2L1L04310NMAX15002612验算DNDPWNMAXDPW滚珠丝杠副的节圆直径MMNMAX滚珠丝杠副最高转速N/MINDPW414MM4低温截止阀的检验低温阀门除了要做常温检验外，还必须做低温试验。常温检验主要包括壳体水压强度试验，水压、气压密封试验，上密封试验，以及启闭和扭矩试验等。低温试验的主要目的是检验低温阀门在低温状态下的操作性能和密封性能。操作性能要求阀门启闭灵活，移动件和密封副不得发生擦伤和咬死。密封性能要求阀门密封面泄漏量小于允许泄漏量。成都学院学士学位论文（设计）195结论在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是低温截止阀的设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断