闸阀截止阀球阀扭矩计算

精品文档 1欢迎下载 闸阀截止阀操作转矩计算法 热工所闸阀截止阀操作转矩计算法 热工所 罗托克经验公式 罗托克经验公式 此计算方法 比 三化 使用的计算方法要简便得多 计算结果接近实际转矩 已由 对电厂实测结果证实 此计算方法主要由以下几个部分组成 1 1 计算介质压力对阀门闸板或阀芯施加的推力乘阀门系数 即 计算介质压力对阀门闸板或阀芯施加的推力乘阀门系数 即 P1 F P KP1 F P K 式中 F 阀门的通径面积 cm2 P 介质的工作压力 kg cm2 K 阀门系数 视介质种类 温度及阀门行驶而定 阀门通径面积表 通径 mm 面积 cm2 通径 mm 面积 cm2 通径 mm 面积 cm2 通径 mm 面积 cm2 60 2836533 183300706 85810007853 982 80 5038050 265350962 11311009503 318 100 78510078 5404001256 637120011309 318 151 767125122 7184501596 431130013273 228 203 141150176 7155001963 495140015393 804 254 909175240 5286002827 433150017671 458 328 042200314 1597003848 451160020106 192 4012 566225397 6088005026 548180025446 900 5019 635250490 8749006361 725200031415 926 阀门系数表 液体气体阀门类别 400 以下400 以上540 以下540 以上 平行板式闸阀 0 250 30 350 45 刚性楔式闸阀 0 350 40 450 5 50mm 以上截止阀 1 151 151 151 15 50mm 以下截止阀 1 51 51 51 5 精品文档 2欢迎下载 喑杆闸阀和水闸阀在闸阀基础上乘以 1 25 2 2 计算填料的摩擦推力和转矩 以及阀杆的活塞效应所产生的推力总和 计算填料的摩擦推力和转矩 以及阀杆的活塞效应所产生的推力总和 P2P2 压紧填料压盖 会给明杆闸阀的阀杆增加摩擦力 给旋转杆阀门的阀杆增加转矩 管 道压力作用于阀杆 通过填料压盖处 的截面积上 为开启阀门的趋势 当道压力在 64kgf cm2 以上时介质对明杆闸阀阀杆的推力是很大的 即所谓活塞效应 故当介质压力 64kgf cm2 时 对于明杆闸阀应予考虑 而对截止阀 其阀杆面积已包括在阀芯面积中 所以活塞效应可忽略 对于暗杆阀 以上 3 项均应计算 填料的摩擦推力和转矩以及阀杆的活塞效应表 阀杆直径25mm 以下25 50mm50mm 以上明杆升降式 填料的摩擦推力推力 500Kgf680Kgf1100Kgf 明杆升降式 阀杆的活塞效应 管道压力在 64kgf cm2 以上时 介质对阀杆的推力 管道压力 阀杆通过填料处截面积 旋转杆式填料的摩擦转矩摩擦转矩 摩擦推力 阀杆通过填料处半径 3 3 计算阀门阀杆的总推力 计算阀门阀杆的总推力 Kgf Kgf 即 即 P P1 P2 P P1 P2 再将此推力乘以下表中的阀杆系数 再将此推力乘以下表中的阀杆系数 获得阀门操作转矩获得阀门操作转矩 Kgf MKgf M 梯形螺纹的阀杆系数 kgf m kgf 表 阀杆尺寸 直径 螺距 单位 mm 阀杆尺寸阀杆系数阀杆尺寸阀杆系数阀杆尺寸阀杆系数阀杆尺寸阀杆系数 10 30 0011128 50 0026648 80 0044990 120 00804 12 30 0012530 60 0029450 80 0046495 120 00840 14 30 0014032 60 0030852 80 00478100 120 00876 16 30 0015434 60 0032355 80 00500110 120 00948 16 40 0016736 60 0033760 80 00536120 120 01072 18 40 0018138 60 0035165 80 00598 注 对于內螺纹阀杆系 数要乘以 1 5 对于水 精品文档 3欢迎下载 20 40 0019540 60 0036670 100 00634 22 50 0022342 60 0038075 100 00670 24 50 0023844 80 0042080 100 00706 26 50 0025246 80 0043585 120 00768 闸阀阀杆系数要乘以 1 25 并确保估算推 力最小为阀门重量三 倍 采用此方法计算 应知道以下参数 即 阀门前后的压差 最小用 2 5kgf cm2 如果管 道压力高 则采用管道压力 阀门形式 介质的种类 阀杆直径与螺距 现以下列示例来 说明计算的方法与步骤 有一明杆楔式闸阀 公称直径为 100mm 管道压力为 40kgf cm2 阀杆为 Tr28 5mm 介质为 520 蒸汽 求阀门的操作转矩 1 由表 1 查得阀门通道面积 78 540cm2 2 取压差 阀门工作恶劣情况是在管道压力下开启 故 压差 40kgf cm2 3 由表 2 查得阀门系数 0 45 4 净推力为 P1 F P K 1 2 3 78 540 40 0 45 1413 72 kgf 5 由表 3 查得摩擦推力 P2 680kgf 6 如管道压力为 64 kgf cm2 以上 应加入介质对阀杆的推力 即活塞效应 因此例 管道压力为 40 kgf cm2 故不加 7 总推力 P P1 P2 4 5 1413 72 680 2093 72kgf 8 由表 4 查得阀杆系数 0 00266 9 阀门操作转矩 P 阀杆系数 7 8 2093 72 0 00266 5 57kgf m 10 换算成 N m 因 1kgf m 10N m 所以 5 57kgf m 55 7N m 圆整后为 60N m 附闸阀密封面上总作用力及计算比压公式 密封面上总作用力 密封面处介质作用力 密封面上密封力 密封面处介质作用力 0 785 密封面内径 密封面宽度 2 公称压力 PN 值的 1 10 密封面上密封力 3 14 密封面内径 密封面宽度 密封面宽度 密封面必须比压 密封面必须比压 查表实用阀门设计手册笫三版表 3 21 精品文档 4欢迎下载 密封面计算比压 密封面上总作用力 3 14 密封面内径 密封面宽度 密封面宽度 密封面许用比压 查表实用阀门设计手册笫三版表 3 22 浮动球阀总转矩计算浮动球阀总转矩计算 浮动球阀中 所有载荷由介质出口的阀座密封圈承受 总转矩由下式计算 MF MQz MFT MMJ 式中 MQZ 球体在阀座中的摩擦力矩 MQZ N mm 2 MWMN 1 cos 32cos DDP R f A A A 式中 f 球体与阀座的摩擦系数 对聚四氟乙烯 f 0 05 对增强聚四氟乙烯 f 0 08 0 15 对尼龙 f 0 1 0 15 其它符号 同前 MFT 填料与阀杆的摩擦力矩 对聚四氟乙烯成型填料 N mm FT 0 6 F Mf z h dP A A A AA 式中 f 阀杆与填料的摩擦系数 f 0 05 精品文档 5欢迎下载 h 单圈填料与阀杆的接触高度 mm 设计给定 Z 填料圈数 设计给定 dF 阀杆直径 mm 设计给定 P 计算压力 MPa 设计给定 密封面法向与流道中心线的夹角 对橡胶 O 型图 MFT N mm 2 1 0 330 92 2 Foo dZf dp AA A 式中 Z O 型圈个数 设计给定 fo 橡胶对阀杆的摩擦系数 fo 0 3 0 4 do O 型圈的横截面直径 mm 设计给定 MMJ 阀杆台肩与止推垫间的摩擦力矩 2 MJTF 64 Mf DdP A 式中 f 摩擦系数 按材料同前面规定选取 DT 台肩外径或止推垫外径 选二者中小者 mm 设计给定 固定球阀总转矩计算固定球阀总转矩计算 在固定球阀中 球体受到的作用力完全传递到支撑轴承上 对进口密封的固定球阀 其总转矩计算 FQZFTZCMJ MMMMM 式中 MQZ 球体在阀座中的摩擦力矩 QZQZ1QZ2 MMM 式中 MQZ1 由阀座对球体的予紧力产生的摩擦力矩 N mm 22 QZ1MWMNM 1 cos 4 MDDqf R A A 式中 qM 最小予紧比压 MPa 精品文档 6欢迎下载 取 但不应小于 2 MPa M 0 1qP 其它符号的选取见前面规定 MQZ2 由介质工作压力产生的摩擦力矩 N mm 222 JHMNMW QZ2 0 50 5 1 cos 8cos P f R DDD M A A A MFT 填料与阀杆的摩擦力矩 N mm 见浮动球阀计算 MZC 轴承中的摩擦力矩 N mm ZCzqJZJ Mf dQ AA 式中 fz 轴承的摩擦系数 对塑料制的滑动轴承 fz按f选取 对滚动轴承 fz 0 002 dQJ 球体轴颈直径 mm 设计给定 对滚动轴承 dQJ 轴承中径 QZJ 介质作用球体轴颈上的总作用力 N 2 JH ZJ 8 DP Q AA MMJ 阀杆台肩膀与止推垫间的摩擦力矩 此项仅用上阀杆与球体分开时的 结构 对整体MMJ 0 N mm 3 MJTF 64 Mf DdP AA 球阀密封的设计比压计算球阀密封的设计比压计算 对浮动球阀 MWMN MWMN 4 DDP q DD 式中 DMW 阀座密封面外径 mm 设计给定 精品文档 7欢迎下载 DMN 阀座密封面内径 mm 设计给定 P 介质工作压力 MPa 对进口密封的固定球阀 222 JHMNMW 0 60 4 8cos P DDD q Rh 式中 DJH 进口密封座导向外径 mm 设计给定 R 球体半径 mm 设计给定 h 密封面接触的宽度在水平方向的投影 mm h l2 l1 式中l2 l1 球体中心至密封面的距离 mm 另一种转矩计算方法 固定球阀固定球阀 阀前阀座密封阀前阀座密封 的扭矩计算的扭矩计算 总扭矩 M M MM Mm m M Mt t M Mu u M Mc c N mm 式中 Mm 球体与阀座密封圈间的摩擦扭矩 N mm Mt 阀杆与填料间的摩擦扭矩 N mm Mu 阀杆台肩与止推垫的摩擦扭矩 N mm Mc 轴承的摩擦扭矩 N mm 1 Mm的计算 M Mm m QR QR 1 cos 1 cos t t 2cos 2cos Q 固定球阀的密封力 N Q QQ QMJ MJ Q QJ J 2Q 2Q1 1 Q Q2 2 Q QMJ MJ 流体静压力在阀座密封面上引起的作用力 N QMJ p d12 D12 4 精品文档 8欢迎下载 d1 浮动支座外径 mm D1 浮动支座内径 近似等于阀座密封圈内径 mm P 流体压力 MPa Q QJ J 流体静压力在阀座密封面余隙中的作用力 N QJ PJ D22 D12 4 PJ 余隙中的平均压力 当余隙中压力呈线性分布时 可近似地取 PJ P 2 N D2 阀座密封圈外径 mm Q Q1 1 预紧密封力 N Q1 qmin D22 D12 4 qmin 预紧所必需的最小比压 qmin 0 1P MPa 并应保证 qmin 2MPa 弹性元 件应根据 Q1值的大小进行设计 Q Q2 2 阀座滑动的摩擦力 N Q2 d1 0 33 0 92 0d0P d0 阀座 O 型圈的横截面直径 mm 0 橡胶对金属的摩擦系数 0 0 3 0 4 有润滑时 0 0 15 R 球体半径 mm 密封面对中心斜角 t 球体与密封圈之间的摩擦系数 F 4 t 0 05 填充 F 4 t 0 05 0 08 尼龙 t 0 15 填充尼龙 t 0 32 0 37 2 Mt的计算 M Mt t M Mt1 t1 M Mt2t2 Mt1 V 型填料及圆形片状填料的摩擦转矩 M Mt1 t1 0 6 0 6 t t ZhdZhdT T2 2P P N mm Z 填料个数 h 单个填料高度 dT 阀杆直径 mm Mt2 O 型圈的摩擦转矩 M Mt2 t2 0 5 d 0 5 dT T2 2 0 33 0 92 0 33 0 92 0 0d d0 0 P P N mm d 0 阀杆 O 型圈的横截面直径 mm 精品文档 9欢迎下载 3 Mu的计算 M Mu u t t D DT T d dT T 3 3P P 64 64 N mm DT 止推垫外径 mm 4 MC的计算 M MC C C Cd dT Td d1 12 2P P 8 8 N mm c 轴承与阀杆之间的摩擦系数 复合轴承 t 0 05 0 1 浮动球阀的扭矩计算浮动球阀的扭矩计算 总扭矩 M N mm 为 M Mm Mt Mu 式中 Mm 球体与阀座密封圈间的摩擦扭矩 N mm Mt 阀杆与填料间的摩擦扭矩 N mm Mu 阀杆台肩与止推垫的摩擦扭矩 N mm 1 Mm的计算 Mm QR 1 cos t 2cos Q 浮动球阀的密封力 N Q QMJ Q1 QMJ 流体静压力在阀座密封面上引起的作用力 N QMJ D1 D2 2P 16 D1 阀座密封面内径 mm D2 阀座密封面外径 mm P 流体压力 MPa Q1 预紧密封力 N Q1 2 1EFMJ D1 D2