热电站用安全阀设计【SolidWorks三维图】

热电站用安全阀设计

59页 23000字数+说明书+SolidWorks三维模型【详情如下】

SolidWorks三维模型

热电站用安全阀设计说明书.doc

设计工程图纸

热电站用安全阀设计

目  录

摘    要I

AbstractII

1 前言1

1.1  本毕业设计的目的及意义1

1.2  本次毕业设计的任务与要求1

2 阀门概述3

2.1  阀门的功用3

2.2  阀门的分类3

2.3  国内阀门行业现状5

3 安全阀的设计与计算7

3.1  安全阀主要零件选材7

3.2  阀门主要参数设计计算14

3.3  安全阀的结构设计19

3.4  安全阀阀体与阀盖连接形式的设计21

3.5  安全阀关闭件的密封结构的设计23

4 阀门驱动装置的选择24

4.1  阀门手动装置24

4.2  阀门电动装置25

4.3  阀门的气动装置27

4.4  阀门液动装置28

5 安全阀三维建模及其工程图30

5.1  Solidworks软件简介30

5.2  安全阀阀体三维建模及其工程图30

5.3  安全阀主要零件的三维建模及其工程图33

5.4  安全阀总装配的三维建模与工程图40

5.5  三维建模的心得体会41

6  阀门的质量检验.性能测试及安装维护43

6.1  阀门的质量检验43

6.2  阀门的质量检验要求45

6.3  阀门的试压项目及标准46

6.4  阀门的安装48

6.5  阀门的维护50

6.6  安全阀常见故障处理51

总结与体会53

致谢词54

参考文献55

热电站用安全阀的设计

摘    要

　　　阀门是各种流体装置中不可缺少的控制设备，在国民经济各个部门中有着广

泛的应用。随着市场需求的不断发展，对阀门产品的要求也越来越高。为了适应市场快速变化的要求并使企业在竞争中求得发展，阀门制造厂家都纷纷从产品设计入手，广泛用计算机辅助设计系统进行阀门设计，从而缩短产品设计周期。因此，基于CAD的产品设计具有十分重要的现实意义。

　　　本设计通过调查研究，在收集和分析大量文献资料的基础上，对热电站用安全阀进行设计、计算和结构设计，并基于SOLIDWORKS软件对安全阀进行计算机辅助结构设计。完成了给定条件下的安全阀三维建模和工程图。同时对阀门驱动装置的选择、阀门的检验与试验与阀门的使用与维护提出要求和建议。

　　　本次设计的热电站用安全阀可用于50-300MW机组锅炉汽包或过热器集箱上，控制介质工作压力并对外排汽泄压，以保证锅炉和过热器安全运行。本毕业设计具有重要的应用价值。

【关键词】 热电站；  安全阀；阀门； Solidworks； 三维建模

Abstract

　　　Valve is one of necessary control device of liquid mechanism. It is applied in many kinds of field. With the development of valve market, higher level of valve quality is required. In order to shorten the time of production, Computer-aided design technology is used in manufacturing industry. Therefore, valve design base on CAD software is extremely important.

　　　Through investigation, collecting and analyzing many documents and materials, a safety valve for steam power plant was designed. Calculations and structural design of safety valve were made. Base on Solidworks, three- dimensional models of safety valve as well as its parts were built. The mechanical drawings are produced based on these models. At the same time selection of drivers for the valve and test of the valve as well as usage and maintenance were analyzed in this B.S thesis.

　　　The safety valve designed in the thesis may used in the 50-300MW unit boiler steam and super heater collection box. It can be used to control medium working pressure and the output gas and decompression. Consequently safety valve guarantees the boiler and the super heater under the safe operation. The work in the thesis has great values in application.

【Keywords】 Steam Power plant, Safety valve, valve, Solidworks, Three-dimensional modeling

1.1本毕业设计的目的及意义

　　　高等院校的毕业设计（论文）教学过程是实现本科培养目标要求的重要培养阶段，毕业设计（论文）是大学期间，学生毕业前的最后学习阶段，是学习深化与升华的重要过程，是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验，是学生毕业及学位资格认证的重要依据，是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容。

　   本毕业设计课题来源某企业的实际应用项目，阀门在现代工业中用大量的应用，并且随着市场经济的发展，国内外对阀门的需求越来越大，用户对产品的质量要求越来越高，这必将使得阀门设计制造在机械设计制造中扮演更重要的角色，因此对于即将毕业参加工作的机械设计制造行业的学生来说，能对工厂的实际应用课题进行研究训练是个难得的机会，它不仅能促使我们综合应用大学四年来所学的各种知识，是对自己以前所学的一个综合考察，全面总结，也是一个将所学专业知识全面提高的机会，通过这个设计更将使我们能更好的适应即将投入的工作中，所以本次设计课题意义重大。

1.2本次毕业设计的任务与要求

　　　本毕业设计题目为热电站用安全阀CAD设计，本题目基于SOLIDWORKS对热电站常用阀门――安全阀进行计算机辅助结构设计。完成给定条件下的安全阀三维建模和工程图。

　　　1. 适用介质：蒸汽

　　　2. 工作压力：17～20MPa

　　　3. 工作温度：555℃

　　　4. 开启高度：20mm

　　　5. 阀座当量内径：82.5mm

　　　6. 排气常数：0.33

　　　7. 公称通径： DN=176-250mm

　　　8. 配管尺寸：φ234mm

　　　本设计任务结合科研课题，主要培养学生进行调查研究，收集、分析和加工整理文献资料，正确使用设计手册进行工业阀门产品设计计算、应用CAD软件进行计算机辅助三维设计、工程制图、技术文件编写的能力。要求学生综合运用所学知识，独立分析和解决问题，完成设计任务。

文献检索，查阅和收集资料文献检索，收集、查阅文献资料10篇以上，记录、分析整理资料。

了解热电站安全阀类型、特点、用途和工作原理，掌握热电站安全阀的设计方法和步骤。

安全阀主要零部件强度计算。

应用SOLIDWORKS进行安全阀零部件和装配三维设计。

安全阀主要零部件和装配体工程图 （全部图纸折合为零号图纸不少于3张）

毕业设计说明书一份（2万字左右，有英文题目和摘要）

翻译与课题有关的外文资料，译文不少于3000字。

制作10分钟内的毕业答辩多媒体课件。

　　　本毕业设计的技术路线：

了解设计要求及设计目的，查找安全阀相关资料及考察实物，对热电站用安全阀知识有全面的认识；

认真分析设计任务，确定安全阀的功能和用途，根据《实用阀门设计手册》的设计步骤.设计要求及计算公式计算设计出安全阀各部分的结构.尺寸，确定各零件的材料，元件的选择等。

应用SOLIDWORKS绘制安全阀零部件的零件图，然后组装完成总的装配图，最后在装配图的基础上生成工程图，完善工程图的标注等，并翻译与课题有关的外文资料，译文不少于3000字，用PowerPoint制作10分钟内的毕业答辩多媒体课件，最终完成设计任务。

　  热电站用安全阀CAD设计，是以阀门作为研究对象的，在此，首先简单介绍一下阀门。

　  阀门在国民经济各个部门中有着广泛的应用。在石油、天然气、煤炭和矿石的开采，提炼加工和管道输送系统中;在化工产品、医药和食品生产系统工程中;在水电、火电和核电的电力生产系统中;在船舶、车辆、飞机以及各种运动机械的流体系统中，都大量地使用阀门。此外，在国防生产系统中和航天等新技术领域里也使用着各种性能特殊的阀门。因此，阀门是我国实现国民生产中不可缺少的重要机械产品。

　  用于流体控制的阀门，从简单的截断装置到极为复杂的自控系统，其品种和规格繁多。阀门可以控制空气、水、各种腐蚀性化学介质，泥浆、液态金属和放射性物质等各种类型的流体的流动。

2.1阀门的功用

　  阀门是流体输送系统中的控制部件，主要功能有导流、截流、调节、节流、防止倒流，分流或溢流卸压等功能。具体来讲，它有以下几种用途:

　（1） 接通或切断管路各段的介质，如:闸阀、截止阀、止回阀、球阀等。

　（2）调节管路的流量和压力，如节流阀、安全阀、减压阀等。

　（3）改变介质的流动和方向，如:分配阀、三通旋塞等。

　（4） 指示和调节液面，如:液面指示器、液面调节器等。

　（5）其它特殊用途，如:阻气排水阀、温度调节器等。　

2.2阀门的分类

　  对阀门分类，首先应明确，类是将事物进行逻辑划分的基本概念，也就是要对事物进行分类，必须从事物的最基本特征出发，即应从阀门的最基本概念和要素出发。

　  阀门的种类繁多，可以按各种方法分类:

2.2.1按用途和作用分类

　  （1）截断阀类—主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀和蝶阀等。

　  （2）调节阀类—主要用于调节介质的流量，压力等。包括调节阀、节流阀和减压阀等。

　  （3）止回阀类—用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。

　  （4）分流阀类—用于改变灌录中介质流动的方向，起分配，分离和混合介质的作用。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。

　  （5）安全阀类—用于超压安全保护，排放多余介质，防止压力超过规定数值。包括各种类型的安全阀。

2.2.2按主要参数分类

按压力分类

　　　(1) 真空阀—工作压力低于标准大气压的阀门。

　　　(2) 低压阀—公称压力PN < 1.6MPa的阀门。

　　　(3) 中压阀—公称压力PN2.5 --- 6.4MPa的阀门。

　　　(4) 高压阀—公称压力PN 10.0 - 80.OMPa的阀门。

　　　(5) 超高压阀门—公称压力PN)100MPa的阀门。

按介质工作温度分类

　　　(1) 高温阀　　　t>450℃的阀门。

　　　(2) 中温阀　　　120℃ ≤t≤450℃的阀门。

　　　(3) 常温阀　　　-40'C≤t≤120℃的阀门。

　　　(4) 低温阀　　　-100℃ ≤t≤-40℃的阀门。

　　　(5) 超低温阀　　t<-100℃的阀门。

按阀体材料分类

　　　(1) 非金属材料阀门—如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。

　　　(2) 金属材料阀门—如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。

　　　(3) 金属阀体衬里阀门—如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。

按公称通径分：  

　　　(1) 小口径阀门-- 公称通径DN<40mm的阀门。

　  (2) 中口径阀门-- 公称通径DN50~30mm的阀门。  

　  (3) 大口径阀门-- 公称通径DN350~1200mm的阀门。  

　  (4) 特大口径阀门-- 公称通径DN>1200mm的阀门。  

按与管道连接的方式分：  

　  (1) 螺纹连接阀门-- 阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接。  

　  (2) 法兰连接阀门-- 阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接。  

　  (3) 焊接连接阀门-- 阀体上带有焊口，与管道采用焊接。

　  (4) 对夹连接阀门-- 用双头螺栓将阀门连接在管道上的法兰之间。  

　  (5) 夹箍连接阀门-- 阀体上带有夹口纹，与管道采用夹箍连接。

　  (6) 卡套连接阀门-- 采用卡套与管道连接。

2.2.3通用分类法

　   这种分类方法即按原理、作用划分，又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为:闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀、疏水阀、调节阀。

2.3国内阀门行业现状

　  改革开放以来，我国阀门行业得到了快速发展，现己基本形成人才培养、科学研究、产品开发设计和制造较为完善的体系，除少数的特殊阀门产品外，现有的产品品种和数量基本能满足国民经济各部门的需要，但各类阀门的可靠性和配套能力与国际水平仍有较大的差距。

　　　2000年全行业企业数1308个，其中合资企业11个。科研院所有机械工业合肥通用机械研究、沈阳阀门研究所以及12个厂办研究所，职工人数18.5万人，其中工程技术人数9200人。工业总产值100亿，工业增加值32亿，固定资产原值62.2亿，净值40.5亿，销售收入91.1亿，利税总额7.4亿，其中利润总额2.3亿。全员劳动生产率17297元/人;主要出口值1.5亿。机械系统阀门协会会员企业167家，其中合资企业5个，科研院所7个。职工人数8.5万人，其中工程技术人员5500人。根据1999年协会会员厂资料统计，工业总产值42亿，工业增加值9.7亿，固定资产原值31.7亿，净值20.9亿，销售收入28.7亿，利税总额1.5亿，其中利润总额1958万。

　  国内阀门行业发展经过这些年的发展，已具有一定的优势，主要表现在以下几个方面:

　  (1)我国阀门行业生产的品种规格大幅度增多;

　  (2)改革开放以来，我们阀门行业引进大量设计制造技术，通过对引进技术消化和借鉴合资企业的先进经验，尤其是大幅度的采用国际和国外先进标准，阀门行业己有30多家取得了工509000认证和11家取得了AP工认证，同时还有十多家长期生产出口产品。我国阀门产品质量明显提高，有的达到了发达国家水平;

　  (3)通过“七五’，、“八五”的技术改造，阀门行业的技术装备水平和生产工艺也有较大提高和改善。不但降低了劳动强度，而且提高了零部件质量和劳动效率;

　  (4)目前阀门行业的技术标准体系己经比较完整，己有184项国家标准和行业标准，有些主要基础标准和产品标准己达到国际和国外先进水平;

　  (5)阀门设计水平较过去有了较大的提高，基本实现了“三无”设计。

　　　与国外阀门行业的差距：

　　　国外的阀门产品在技术水平和质量方面优于国内产品，我国阀门的生产和技术水平与发达国家相比还有很大的差距，主要是在阀门设计水平和生产工艺以及管理水平上主要表现在下述几个方面：

　  1. 从劳动生产率比，按1995年资料，美国产值为107亿美元，德国79亿马克，法国61亿法郎，日本42亿美元。劳动生产率美国为13.8万美元/人年，德国9.6万美元/人年，法国8.8万美元/人年，日本9.5万美元/人年。我国全国平均只达3万元人民币/人年。

　  2. 从进出口来比，据资料称，国际上各国出口阀门总额约60亿美元。美国出口16.2亿美元，进口16.8亿美元。德国出口18.87亿美元，进口11.32亿美元，日本出口11.32亿美元，进口4.03亿美元。我国1996年出口只有1.264亿美元，进口2.6亿美元。

　  3. 从产业结构和产品结构来比，发达国家的阀门厂，无论是生产品种、工艺、规模都各有专长，其显著特点是重复性很少。而国内行业厂家近1500家，参加协会的150多家，绝大多数厂家都同时生产Z41, J41等普通阀门，装备和工艺也大同小异。而国家重大装备需要的要求严，难度大的一些特殊阀门，基本上依靠进口。行业的总体技术水平和质量水平一般，生产效率低，经济效益差。可见，我国阀门行业的生产和技术水平与发达国家相比还有很大的差距。参 考 文 献

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