截止阀设计计算说明讲解学习

1、精品文档截止阀设计计算书(J41H-64C-DN200)编制:刘斌文审核:王学敏上海上冶阀门制造有限公司精品文档目录一、壳体最小壁厚验算 1二、密封面上总作用力及比压 1三、中法兰螺栓强度验算 3四、阀体中法兰强度验算 6五、阀杆强度验算.1六、阀瓣强度验算.1参考文献精品文档设计说明与计算过程结果一、壳体最小壁厚验算1 设计给定 tB=19mm （参照 GB/T12235-2008）tB=19mm2、按第四强度理论验算tB 'Pd 'C （见实用阀门设计手册表5-78）2.3 l P式中：tB 考虑腐蚀裕量后阀体壁厚（mm）P设计压力（MPa）,取公称压力PNP=6.4 MP

2、ad'阀体中腔最大内径（mm）d'=200（设计给定）（T l t425E阀体材料的许用拉应力（MPa）查表（设 3-3）知（T L t= 51MPaC考虑铸造偏差，工艺性和介质腐蚀等因素而附加的裕量（mm）+ ,6.4X 200tB =+C2.3X 51-6.4因 tB '-C=11.54参照表（设 5-79） , C 取 3mmtB=11.54+3=14.54mmtB=14.54mm显然tB> tB '故阀体最小壁厚满足要求二，密封面总作用力及比压计算1.截止阀密封面比压按阀门设计手书式4-106Qmzq（d bm）bmQmz 阀座密封面上总作用力（N

3、 ）精品文档d 密封面内径（mm）, bm密封面宽度Qmz Qmf Qmj 式 4-107设计说明与计算过程结果QMF 介质密封力(N), Qmj 密封面上介质力(N)QMF 计算如下 QMF = (d bm)bmqMF=3.14 X( 160+30)X 30X 6.5 =116337NqMF 密封面必需比压查实用阀门手册3-21得qMF =6.5 MPa2计算如下Qmj = 0.785(d bm) p=0.785 X( 160+30)x( 160+30)x 6.4=181366.4NQmz =116337+181366.4=297703.4Nq=297703.4/17989=16.5 MPa

4、查实用阀门设计手册表 3-22得知密封材料许用比 压q为 250 MPa 因 6.5<16.5<250所以qMF <qvq为合格三，中法兰螺栓强度校核3、 设计时给定：螺栓数量n=12螺栓名义直径d=M274、栓载荷计算(1)操作状态下螺栓载荷(N)Fg=F'fz+Fdj (见设 5-115)方文档一式中FG 在操作状态下螺栓所受载何(N)Qmf =116337NqMF =6.5 MPaQmj =181366.4NQmz =297703.4Nq=16.5 MPaq=250 MPa精品文档1设计说明与计算过程结果F'z 流体静压总轴向力（N）F'z =0

5、.785Ddp2P其中 Ddp为垫片压紧力作用中心圆直径（mm）DDP=220+30=250mm （设计给定）F'z =0.785X 2502 X 6.4=314000NFdj操作状态下需要的最小垫片压紧力（N）Fdj =2 n b DDPmP其中 b=bo （垫片基本密圭寸宽度mm）b=bo=20mm（设计给定）m为垫片系数,m=2.5（查表3-32）Fdj =2X 3.14 X 20X 250X 2.5 X 6.4=502400NFg =314000+502400=816400N（2）预紧状态下螺栓所受载荷Fyj （N）Fyj= n bDDpqYj式中：qYJ垫片比压（MPa）qY

6、J=31.7MPa（查表 3-32）Fyj= nX 20X 270X 31.7=537505.2N3、螺栓面积计算（1）操作状态下需要的最小螺栓截面积（mn2）Ap = Fg / 6 F式中：6 425E下螺栓材料的许用应力（MPa）6 卜137 （MPa）（查表 3-9）Ap= 816400/ 137=5959mm（2）预紧状态下需要的最小螺栓截面积（mm）Aa= Fyj/ 6 F'z =314000NFdj =502400NFg =816400NFyj =537505.2NAp=5959 mni设计说明与计算过程结果式中：6 常温下螺栓材料的许用应力（MPa）查表6 = 6 t=1

7、37MPaAa= 537505.2/137=3923.4mm2（3）设计时给定的螺栓总截面积兀2Ab= 4 n dmin=X 12 X 272=6867.2mmA（4）比较：需要的螺栓总截面积 Am-max （Aa, Ap）=5959 mni 显然 Ab>Am故：螺栓强度校核合格四、中法兰厚度验算匕,_1.35Wbxy i Jan2 bn2式中：te'计算的法兰厚度（mm）X 螺栓中心到法兰根部的距离（mm）X=25（设计给定）6 i 材料径向许用弯曲应力（MPa）6 i =61MPa（查表 3-3）an垫片压紧力作用中心长轴半径（mm）an=125mm （设计给定）bn垫片压紧

8、力作用中心短轴半径（mm）bn=125mm （设计给定）Wb 螺栓综合力 据前页计算得出为816400N鼻，（1.35 816400 25te'= J =42.5mmV 6W1252 1252设计给定te=45mm故中法兰厚度设计满足要求Aa=3923.4mmAb=6867.2mmAm=5959 mn2te' =42.5mmte =45mmn精品文档精品文档设计说明与计算过程结果五阀杆强度验算1.拉压应力校核：QFZ按阀门设计手册4-244F阀杆所受的拉压应力（N）Qfz 阀杆总轴向力（N）Qfz Qmf Qmj Qt sin l （式 4-141）Qmf 密封面上形成密封比压

9、所需轴向力（N）Qmj关闭时作用在阀瓣上的介质力（N）Qt 阀杆与填料间的摩擦力（N）L 阀杆螺纹升角3.38度查表4-85F阀杆最小截面积（mm ）材料许用拉应力 MPa查表3-7,得知为150MPa1） Qmf = DmpbmqMF （ 4-142Dmp 阀座密圭寸面的平均直径（mm） 204 mm bm 阀座密封面宽度（mm） 6 mm设计给疋qMF 密圭寸必需比压qMF=12MPa表4-65 （mm）L阀杆螺纹升角Qmf =3.14 X 204X 6X 12=46120.3N2） Qmj =0.785Dmp2p=0.785 X 41616X 6.4=209078.8 N4精品文档精品文

10、档设计说明与计算过程结果3) Qt=dFhT Tp=3.14 X 44 X 100X 0.21 X 6.4=18568.7 NdF 阀杆直径（mm） 44mmhT 填料层总高度mmt 摩擦系数，石墨=0.21Qfz =46120.3+209078.8+18568.7 ( sin3.38)=256374.7N所以 =25637.4/ ( 0.785 X 402 )=20.41 MPa得知=150 MPa,故 <为合格五阀瓣强度验算1.1-1断面处剪应力T < T t 许用剪应力查实用阀门设计手册表3-5得知T =70MPaqmf qmjT =Ld(tB C)d阀瓣孔直径，80mm （设计给定）tB 阀瓣实际厚度，53mm （设计给定）C腐蚀裕取3mm见表5-79t = (46120.3+209078.8 / (3.14*80* (53-3)=20.3 MPa20.3<70MPa,所以 t < t ,为合格精品文档精品文档设计说明与计算过程结果2.11-11断面处剪应力c w <(T wc w许用弯曲应力查实用阀门