蝶阀设计计算书(DN150_PN16).doc

编号 201505 设设 计计 计计 算算 书书 名 称 气动调节软密封蝶阀 型 号 D643F 公称通径 150mm 公称压力 1 6Mpa 编 制 张平 审 核 张晓军 批 准 张国立 上海广莱宝阀门有限公司 2015 年 5 月 22 日 目录目录 计算内容计算内容 壁厚壁厚 1 1 T 计算内容计算内容 密封面上计算比压密封面上计算比压 2 8 M 计算内容计算内容 阀杆力矩阀杆力矩 4 计算内容计算内容 阀杆强度验算阀杆强度验算 6 计算内容计算内容 蝶板厚度计算蝶板厚度计算 8 计算内容计算内容 蝶板强度验算蝶板强度验算 9 计算内容计算内容 流量系数的计算流量系数的计算 11 附录附录 12 0 型号 150D643F 16C 零件名称 阀体 材料牌号 WCB 计算内容计算内容 壁厚壁厚 1 T 序 号 计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 1 计算壁厚 SB 2 3 L PN DN C P mm4 3 2 计算压力PN设计给定Mpa1 6 3 计算内径DN设计给定mm150 4 许用拉应力 L 查 实用阀门设计手册 表 3 3Mpa82 5 腐蚀余量C设计给定mm3 6 实际壁厚 SB 设计给定mm12 结论 1 SBSB 故合格 2 管路附件温度压力级是根据材料相应温度下的许用应力制定的 故不进行高温核算 1 型号 150D643F 16C 零件名称 阀座 材料牌号 304 计算内容计算内容 密封面上计算比压密封面上计算比压 8 M 序 号 计算数据名称符号 式中 符号 公式单位计算数据 1 密封面上总作用力 MZ Q MZMF Q Q N37799 2 密封面上介质作用力 MJ Q 2 MNM D bP 4 N26179 3 密封面内径 MN D 图示 设计给定mm142 4 密封面外径 MW D 图示 设计给定mm146 67 5 密封面与球面接触半角 图示 设计给定72 6 阀座密封面宽度 M b 设计给定mm2 335 7 设计压力 P 设计给定Mpa1 6 8 密封面上密封力 MF Q 22 M MWMNMF f D D1 q tan 4 N11620 9 密封面磨擦因数 M f 查 实用阀门设计手册 表 3 260 3 2 10 密封面必须比压 MF q查 实用阀门设计手册 表 3 13Mpa10 11 密封面计算比压q MZ MWMNM Q D D b sin Mpa18 77 12 密封面许用比压 q查 实用阀门设计手册 表 3 14Mpa150 结论 q 故合格 MF q q 型号 150D643F 16C 零件名称 阀杆 材料牌号 2Cr13 计算内容计算内容 阀杆力矩阀杆力矩 序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 1蝶阀阀杆力矩 D M MCTjd M M M M M Nmm498174 1 2密封面摩擦力矩 M M 22 MMM 4q Rb fh RNmm410929 0 3密封面必须比压 M q 查 实用阀门设计手册 表 3 13Mpa10 4蝶板密封半径 R 设计给定mm72 5密封面的接触宽度 M b 设计给定mm6 6 3 6密封面间的摩擦因数 M f 查 实用阀门设计手册 表 3 260 30 7阀杆与蝶板中心的偏心矩 h 设计给定mm3 8阀杆轴承的摩擦力矩 C M C CF Q f d2Nmm75002 1 9密封填料的中心力矩 T M TF Q d2Nmm11139 1 10静水力矩 j M 当阀杆垂直安装时为 0Nmm0 11 动水力矩 最大值通常在 范围内 oo 60 80 d M 1422 00 2 102gHDgH V Nmm1103 86 12 作用在阀杆轴承上的载荷 密封状态时 C Q 2 4D P N26786 5 13阀杆与轴承的摩擦因数 C f设计给定0 2 14阀杆直径 F d 设计给定mm28 15阀杆与填料间的摩擦力 T Q FT d b pN795 648 16阀杆与填料间的摩擦系数 查 实用阀门设计手册 表 3 15 按 TT hb2 22 17填料宽度 T b 设计给定mm8 18填料深度 T h 设计给定mm40 19计算压力p取公称压力 PNMpa1 6 20重力加速度g 2 mm s9810 21计算升压在内的最大静水压头H见蝶板厚度计算表中 Hmm217600 4 22蝶板直径D设计给定mm146 23 蝶板开度为角时的流阻系数 查 实用阀门设计手册 表 5 1583620 24蝶板全开时的流阻系数 查 实用阀门设计手册 表 5 1580 222 25 蝶板开度为角时的 动力水系数 查 实用阀门设计手册 表 5 158146200 26全开始介质的流速 0 V取 1000 3000 的中间值mm s2000 27蝶板开度角 o 80 型号 150D643F 16C 零件名称 阀杆 材料牌号 2Cr13 计算内容计算内容 阀杆强度验算阀杆强度验算 序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 1蝶阀阀杆力矩 D M见阀杆力矩计算表Nmm498174 1 2阀杆截面积 S F 2 4 F d mm615 7 3阀杆直径 F d设计给定mm28 5 4断面系数 W 3 16 F d 3 mm 4310 3 5阀杆总轴向力 FZ Q MMZPT f QQQ N13120 6密封面摩擦因数 M f查 实用阀门设计手册 表 3 260 30 7密封面上总作用力 MZ Q见密封面上计算比压序号 1N37799 8阀杆径向截面上介质作用力 P Q 2 4 F p d N984 7 9计算压力 P 取公称压力 PNMpa1 6 10阀杆与填料间的摩擦力 T Q见阀杆力矩序号 15N795 648 11阀杆轴向应力 L FZS QFMpa21 3 12阀杆扭应力 N D MWMpa115 6 13许用拉应力 L 查 实用阀门设计手册 表 3 7Mpa220 14许用扭应力 N 查 实用阀门设计手册 表 3 7Mpa145 结论 故合格 L L N N 6 型号 150D643F 16C 零件名称 蝶板 材料牌号 304 计算内容计算内容 蝶板厚度计算蝶板厚度计算 序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 蝶板中心处厚度 b 3 0 054D H mm46 1 蝶阀流道直径 D 设计选定 通常0 0150 25b D mm142 考虑到水击升压的介质 最大静压水头 H 100 PNp m217 6 由于蝶板的快速关闭 在管 路中产生的水击升压值 p 400qv At Mpa0 576 体积流量 qv 设计选定 3 m h114 0 阀座通道截面积 A 设计给定 2 mm15836 8 蝶板从全开到全关所经历的时间 t 设计确定S5 7 型号 150D643F 16C 零件名称 蝶板 材料牌号 304 计算内容计算内容 蝶板强度验算蝶板强度验算 A A 断面强度校核 序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 1A A 断面的弯应力 WA AAW MW Mpa25 2 2A A 断面的弯矩 A M 3 2 12pDNmm414951 5 3介质压力 P 取 p PNMpa1 6 4蝶板外径 2 D 设计选取mm146 5A A 断面的抗弯断面系数 A W2 A Jb 3 mm 16490 3 6A A 断面的惯性矩 A J 33 6 l bd 4 mm 380100 9 7蝶板中心处最大厚度 b 见蝶板厚度计算序号 1mm46 1 8蝶板与阀杆配合孔长度l设计给定mm30 9蝶板与阀杆配合孔直径 d 设计给定mm28 10材料许用弯应力 W 查 实用阀门设计手册 表 3 3Mpa102 B B 断面强度校核 序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 1B B 断面的弯应力 WB BBW MW Mpa34 1 8 2B B 断面的弯矩 B M 3 2 0 113pDNmm562674 2 3介质压力 P 取 p PNMpa1 6 4蝶板外径 2 D 设计选取mm146 5B B 断面的抗弯断面系数 B W2 B Jb 3 mm 16494 9 6B B 断面的惯性矩 B J 32 6 D 4 mm 380208 3 7B B 断面平均厚度 设计给定mm25 8蝶板中心处最大厚度 b 见蝶板厚度计算序号 1mm46 1 9 型号 150D643F 16C 计算内容计算内容 流量系数的计算流量系数的计算 序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据 1流量系数 V K 6 1028 V A 2 m1699 1 2流量系数 V A 0 5 QP 2 m0 0476 3体积流量 Q 26 0 78510DU 3 ms0 0371 4液道直径 D 设计给定mm142 5流体在管道内的平均流速 U 取 1 3 的中间