8寸600磅 固定球球阀 设计计算书.doc

Class600、NPS8固定球球阀设 计 计 算 书一、 密封比压计算设计依据：qbqqq实际比压qb必须比压q密封材料的许用比压 PTFE材料取q=15MPa；但，当PTFE压入金属座圈内，并且PTFE伸出高度不超过0.6mm时，其许用比压远远大于15MPa1. 必须比压的计算：qb=ma+cPb=11.8+0.9x104=5.4Mpam与流体相关的数据，此处取1；a密封面材料系数，PTFE取1.8；P工作压力，此处取10.0Mpa；b密封面宽度，设计给定，4mm；2. 实际比压的计算：q=0.785(d02-dcp2)P0.785D2-d2=0.7852312-225.52100.785229.52-221.52=6.95MPad0阀座支撑圈外径，设计给定231mm；D密封圈外径，设计给定 229.5mm；d密封圈内径，设计给定221.5mm；dcp平均密封直径，dcp=D+d2=229.5+221.52=225.5mm结论：6.955.4，合格！二、 轴承承压校核设计依据：qqq轴承的实际压强；q轴承的许用压强，钢基无油自润滑轴承q=250Mpa；轴承实际压强的计算：q=0.785*d0*P2*d*h=0.78521310210020=104.7Mpad0阀座支撑圈外径，设计给定231mm；P工作压力，取10.0Mpa；d耳轴直径，设计给定100mm；h轴承高度，设计给定 20mm；结论：104.7250，合格！三、 中法兰螺栓的计算设计依据： PcAgAb7000Pc额定压力值，取600；Ag由密封圈外径确定的面积；Ab螺栓抗拉应力面积；1. Ag的计算：Ag=0.785dg2=0.785335=88096.625；dg密封圈外径，设计给定335mm；2. Ab的计算：Ab=N*ab=16561=8976N螺栓数量，设计给定 16；ab单个螺栓的抗拉面积，查GB/T3098.2，M30的抗拉面积为561mm3. 中法兰螺栓强度计算PcAgAb=60088096.6258976=5888.87000结论：合格！四、 扭矩的计算M=M1+M2+M3M1耳轴的摩擦力矩；M2密封圈与球体的摩擦力矩；M3阀杆与阀杆密封件之间摩擦力矩；1. M1的计算：M1=Fr=418883.85*50*0.1=1047209.625N.mm=1047.2N.mF作用在耳轴上的力：F=0.785*d02*P=0.785*231*10=418883.85 Nd0阀座支撑圈外径，设计给定231mm；P工作压力，取10.0Mpa；r耳轴的半径，50mm；摩擦系数，取0.05；2. M2的计算：M2=F2*RC*=19709.4*136.6*0.05=134615.2 N.mm=134.6N.mF2作用于密封圈上的力；F2=0.785*d02-dcp2P=0.785*2312-225.52*10=19709.4 Nd0阀座支撑圈外径，设计给定231mm；P工作压力，取10.0Mpa；Rc球体与阀座摩擦平均半径：RC=R(1+COS)2=160*(1+COS45)2=136.6 mmR球体半径，设计给定 160mm； 密封面对中心的斜角，设计给定 45；摩擦系数，取0.05；3. M3的计算；由于阀杆与阀杆密封件之间的摩擦力占阀门整个扭矩的比例极小，故，此处忽略不计，在最终的计算扭矩中乘一个安全系数代替。M=(M1+M2)*1.5=(1047.2+134.6)*1.5=1773牛米查资料得：格罗夫8-600的扭矩为1287牛米，SNJ8-600的扭矩为1959牛米；故，本公式计算扭矩具有可靠性。五、 阀杆的校核1. 阀杆与执行机构连接处的抗扭校核：1=MW1=1773*1000*20.2*60-（18*760-722*60)=88.1 Mpa88.1135，故，合格！135410在150时的许用剪应力。2. 阀杆与球体连接处的抗扭校核：2=MW2=1773*1000*20.9*70*45*0.233=119.3 Mpa119.3135，故，合格！135410在150时的许用剪应力。3. 阀杆与球体连接处的挤压校核：ZY=M1+M20.12a2*h=1182*10000.12*452*32=152 Mpa152230，故，合格！230410在150时的许用挤压应力。六、 键的校核键的挤压校核：p=2MdKL=2*1773*100060*105*5.5=102.4 Mpa102.4150，故，合格！15045#钢的许用挤压应力；参考文献：1. ASME B16.34 法