阀门零件强度计算细则

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业阀 门 零 件 强 度 计 算 细 则 哈锅阀门设计组目 录 TOC o 1-3 h z 1、设计压力、设计温度(1) 公称压力PN、工作温度t和最大工作压力P以GB1048-77标准命名的兆帕压力级的设计温度为200，设计压力为公称压力PN（国际通用的PN单位为巴，国内用兆帕）。公称压力PN、工作温度t和最大工作压力P的关系见表1。公称压力PN、工作温度t和最大工作压力P的关系 表1钢号工作温度（）试验压力（MPa）WCB; 25; ZG25;200250275300

2、32535037540042543545015CrMo; ZG20CrMo;20032037545047549049550051051553012Cr1MoV;ZG20CrMo200320375450500510515520530540550PN (MPa)最大工作压力 MPa101098.587.57.16.76.45.654.2152020181716151413.512.511.2108.530252522.52120191817161412.510.537.532322827252422.521.520181613.54840403634323028272522.52017565050

3、4542.54037.53633.5322825217064645650454036322890808071645650454036100对于高温高压阀门，为了减轻阀的重量，按特定的压力、温度命名的为P5410V,它的设计压力为10MPa,设计温度为540。（2）磅级阀门、特殊压力级凡遵照ANSIB16.5和ANSIB16.34标准命名的以英制为单位的压力级称磅级阀门（单位为psig.），其压力级、工作温度t和最大工作压力P的关系见表2。对于铸造100%进行无损探伤的称特殊压力级，其最大工作压力相应提高见表3。 磅级阀门压力级、工作温度t和最大工作压力P的关系 表2 T（F）100200300

4、40050060065070075080085090095010001050110011501200600#WCB148013501315127012001095107510651010825535345205105WC6150014251345131512851210117511351065101597590075544527519010570WC91500143013551295128012101175113510651015975900755535400225205110900#WCB2220202519701900179516401610160015101235805515310155

5、WC62250218520201975192518151765170515951525146013501130670410290155105WC922502190203019451920181517651705159515251460135011308055953403101651500#WCB37053375328031702995273526852665252020601340860515260WC637503560336532903210302529402840266025402435224518851115685480260170WC93750358033853240320030252

6、94028402660254024352245188513409955655152752500#WCB617056255470528049904560447544404200343022301430860430WC6625059305605548553505040490547304430423040603745314518601145800430285WC96250596556405400533050404905473044304230406037453145223016609458604604500#WCB1111010120984595058980821080557990756061704

7、01025701545770WC61125010675100909875963090708825851579707610730567405660334520601440770525WC911250107401015097209595907088258515797076107305674056604010298017001545825特殊压力级阀门压力级、工作温度t和最大工作压力P的关系 表3 t（F）10020030040050060065070075080085090095010001050110011501200600#SP.WCB15001500150015001500142514001

8、39012601030670430260130WC615001500150015001500150014401380133012701220112594556034524013085WC9150015001500150014751475147514651460144013551200945670500285260140900#SP.WCB22502250225022502250214021002080189015451005645385195WC62250225022502250225022502160207019951905182516851415835515360195130WC92250

9、22502250225022102210221022002185216020301800141510057454253852051500#SP.WCB375037503750375037503565349534703150257016701070645320WC637503750375037503750375036003450332031703045281023601395860600320215WC93750375037503750368536853685366036453600338530002360167012457106453452500#SP.WCB62506250625062506

10、25059405825578052504285278517851070535WC66250625062506250625062506000575055355285507046803930232014301000535360WC9625062506250625061456145614561106070600056455000393027852070118010705704500#SP.WCB112501125011250112501125010690104801040594507715501532151930965WC611250112501125011250112501125010800103

11、5099659515913084207070418025701800965645WC911250112501125011250110601106011060109951093010800101609000707050153730212019301030（3）钢管法兰标准中新的温压表根据ISO/DIS2005制定的钢管法兰标准提出了新的温压表，这个标准综合DIN2401-2和ANSI B16.5。西德系列包括PN2.54MPa，美国系列包括PN242MPa，其温压表按GB9131-88见表4。美国系列的PN10MPa为代表，西德系列的PN4MPa为代表，其余压力级可按比例增大或缩小钢管法兰标准中

12、新的温压表 表4PN (MPa)材料工作温度（）2010015020025030035040042545047550052555057510207.97.126.786.365.765.144.784.184.244.10258.77.747.346.766.165.565.144.784.444.10 12CrMo；15CrMo9.929.328.748.147.747.126.766.366.266.165.95.643.925.5212Cr1MoV9.929.328.748.147.747.126.766.366.266.165.95.645.163.822.3612Cr2Mo110.3

13、410.310.049.729.128.488.047.327.026.766.345.644.103.102.5420443.63.22.82.421.425443.923.83.63.22.82.21.8 12CrMo；15CrMo4444443.83.643.563.483.282.962.481.961.5212Cr1MoV44444443.643.563.483.22.22.01.761.5212Cr2Mo144444443.643.563.483.22.22.01.761.522、阀体壁厚（1）阀体壁厚计算阀体壁厚根据截面形状按下列公式计算： 圆柱形及腰鼓形壳体： （1）球体形壳体

14、： （2） 锥形壳体： （3）弯曲形圆柱壳体： （4）式中：阀体最小壁厚, mm；计算压力，按公称压力或设计压力计算，MPa;壳体内径，mm；壳体材料的许用应力，按表5，MPa;锥形壳体的半锥角，度； 系数， ； 弯曲形圆柱壳体的弯曲半径，mm； 附加裕量，取铸件负公差加14mm。阀体材料的许用应力表 表5材料工作温度（）2020025030035037540042545047550051052053054055020144129119102938580735425；WCB1511301231151029792785615CrMo；ZG20CrMo13612512011511010610310

15、1999380696112Cr1MoV;ZG20CrMoV15313513212611911510810410094908578706457注：铸钢件的取表中数值的0.7倍，锻件和经过探伤的铸件按表内数据选取。（2）阀体开孔削弱的校验对阀体还应按（5）式校验其开孔削弱： （5）式中：截面I在界限范围内承压面积的应力，MPa； 截面I在界限范围内介质作用面积（见图15），2; 截面I在界限范围内承压金属面积，2; 焊接系数，铸件取1.0 （45）图2图3 图4 图5 l0l0图中符号d0、d1主管和支管直径, ； S0、S1主管和支管壁, ; l0、l1、l2、l3计算开孔削弱部位应力的界限，；

16、注：上式中当d1/d00.8时，系数1.25取消， 法兰不能计入承载面积， 阀座不计入面积。（3）对变截面椭圆壳体应按校验其最大弯曲应力 （6）式中：a、b椭圆的长短半径，； 系数， 系数，查表6 表60.50.550.60.650.70.750.80.850.90.951.00.850.650.50.370.270.20.140.080.040.0203、磅级阀的阀体壁厚支管的壁厚按（7）式，单位按公制 （7）式中：S1支管壁厚，； C同（1）（4）式，； PN公称压力，MPa；d 公称口径或实际最小内径，（其值不得小于工程口径的90%）； 许用应力， =118 MPa； K1壁厚系数，PN

17、=2.0时，K1=0.3; PN5.0时，K1=1.0。英制压力级换算成公制PN，其对应的关系按表7 表7英制lb/in2150300400600900150025004500公制PN2.05.06.810.015.025.042.076.0主管（中腔）壁厚S0按（7）式，式中S1变成 S0；d被代替。式中d阀体中腔实际内径（）。从支管外壁开始计算，在长的中腔范围内，d0不得小于d1。4、自密封结构（1）作用在阀盖上的轴向力 （8）式中: FB轴向力，N; P设计压力，MPa； d0阀体内径，。（2）支承面a及b 的校核 （） （9）式中：阀体材料的允许拉伸应力按表5选取，MPa。对于柔性密封

18、圈 86.6 MPa（计算b时）。 图6（3）四合环高的计算四合环高h1（）按（10）（11）式中的大者： （10） （11）式中：四合环材料的允许拉伸应力，MPa；对于30CrMo取200。（4）h0的计算h0（）按（12）（13）式中的大者： （12） （13）（5）阀盖尺寸hD计算阀盖尺寸hD（）按下式： （14） 阀盖尺寸hV按介质均布载荷圆盘计算。（6）尺寸S1计算 按（15）式求得： （15）式中： 断面强度条件为: (16)式中：（7）金属密封圈的预紧力 （17）式中：Q0 密封圈预紧力，N; 密封圈楔角，一般设计为43；摩擦角，取tg=0.16, =9;b接触宽度，。按式： （

19、18）q密封比压，MPa。按式（钢）： （19）（8）hv按均布载荷圆盘计算。按表21中C1及式（69）中前2页计算，时，按式求得。5、法兰连接（1）安装时压紧衬垫所需的力PA =bDGq0 （20）式中：PA预紧状态所需最小螺栓载荷，N; b相当宽度，；对于平衬垫： b010时，b= b0;b010时，。对于齿形衬垫：B10时， ；B10时，。式中：b0平衬垫实际宽度（）；对于石棉橡胶板衬垫的宽度按下式： （21）；ZC齿形衬垫齿数；C0齿形衬垫齿顶宽度，；B齿形衬垫最远齿间距离，；DW、DG、DN法兰密封面的外径，压紧力作用中心圆直径和密封面内径，； 对于平衬垫， DG= DW-b;对于齿

20、形衬垫，当B10时，DG= DWB；当B10时，。式中q0压紧衬垫的单位压力，见表8，MPa。压紧衬垫的单位压力q0（MPa） 表8石棉橡胶板10#1Cr18Ni9Ti厚度（）齿形衬垫平衬垫齿形衬垫平衬垫0.81.01.52117147203201400620（2）为保证密封所需要的最小螺栓载荷PA=(n+0.9)PJ+ PM+Q （N） (22) 式中：PJ介质作用力，N; (23) PM为达到密封所需的密封力，N; PM=b DGq (24) Q阀杆轴向力，N; q密封比压，MPa; 对于平衬垫 q=P; 对于齿形衬垫 q=3P。 P工作压力，MPa; n系数，根据介质温度t, 查表9 表

21、9t （）400400425450475500525n00.51.01.52.54.06.0(3)在操作状态下所需要的螺栓力PI= PM+(1+0.5n) PJ （N） (24)PI = PA 0.5(n-0.2)PJ （N） (25) (4)螺栓直径计算按下列公式计算 （26） （27）式中：dN螺栓的内径，；Z螺栓个数，个；、螺栓在常温和运行温度下的许用应力见表10 ，MPa；螺栓直径d0()为 d0= dN+1.3S，式中：S螺栓螺距（）。螺栓在常温和运行温度下的许用应力 表10材料螺栓尺寸在下列温度下的许用应力tL（MPa）2010020025030035040042545047550

22、035#M2411710591827469M24M481181069284767030CrMoAM24196176167164162154143137M24M4821219118017817516715514825Cr2MoVAM24210190179176174168160156151144131M24M48245222209206203196186181176168131螺栓应力截面积按表11，螺栓允许的载荷Q按下式： （28）式中：AL螺栓应力截面积，2，表11； Q 螺栓最小拉力载荷，N.螺栓应力截面积 2 表11d0M8M10M12M14M16M18M20M22M24M27M30M3

23、3M36M39AL36.65884.3115157192245303353459561694817976(5)法兰厚度计算按下式（图7） （29） 图7 (a) （b）式中：h法兰厚度，； PL螺栓计算力，按（20）、（22）、（24）、（25）计算的PA或PI； k1、k2 系数 ： 对于平法兰 （图7a） ；对于高颈法兰（图7b）：当 当 式中：系数 F法兰的许用应力，按表5，MPa；P设计压力，MPa；其他符号按图7，S1/h通常采用 0.70.8，单位全部为。（6）法兰盖厚度计算按下式（图8） （30） 图8（7）说明说明：由于至今还没有一个公认精确的权威的法兰计算方法，这里引用苏联

24、A.A.3AXAPOB计算法。这个方法有它的缺点，即在高温时的计算和对不锈钢垫片的计算不太正确。新的建议设计计算阀门中法兰时，将设计工况换算成中低温，以公称压力作为它的设计压力，用来确定其尺寸。然后再更换其材料（例如法兰和螺栓材料）。阀的中法兰尺寸一般应比同样工况的管道标准法兰尺寸小，而Waters计算法甚至给出比标准法兰还要大的尺寸，DIN3840则相反，计算出的尺寸比标准法兰深很多。所以这三种方法都作为参数，而不是设计的依据。6、阀杆轴向力、应力校核(1)截止阀，介质从下往上（正流）a-a截面： （图9a） （31） （图9b、图10） （32）b-b截面： （图9a、b,图10） （33

25、）式中： （34） QM=dGbq （35）式中：dG密封面的平均直径，dG=（d1+d2）/2;P工作压力，Mpab密封面的宽度， 对锥面密封 摩擦系数，对于水=0.15，对于汽=0.2半锥角，度（图11）q密封比压，Mpa。 截止阀按（19）式，Qa、Qb，QJ，QM截面a-a及b-b所受的力，介质作用力，为达到密封所需的密封力，N。T填料轴向摩擦力，NT=0.14d h PT (36)式中：d阀杆直径，；h填料深度，。新设计按表12选取；PT压紧填料所需的比压，Mpa； （37） 梯形螺纹螺旋角（度） 式中：S梯形螺纹螺距，；dP梯形螺纹中径，；TB键槽或夹板处的摩擦力，N; (38)式

26、中：键槽或夹板处的摩擦系数，一般取=0.150.2。 RB计算半径，见图10，；梯形螺纹摩擦角，tg=，=0.15 rP梯形螺纹平均半径，。填料深度， 表12阀杆d14161820242832364044485052填料b56810填料深h32385063阀杆d5560657075808590100120填料b1316填料深h82101（2）截止阀，介质从上往下（倒流） （图9a） （39） (图9b，图10) （40） (图9a、b，图10) （41）式中：Qa、 Qb有介质时开阀，作用于截面a-a和b-b上的作用力，N;QP阀杆所受的介质力，N; (42) （43） （44）式中：Qa、

27、Qb无介质时关阀，作用于截面a-a和b-b上的作用力，N; 其余符号同前。（3）闸阀 对于水（=40，=0.15） （图9b） （45） （46）对于汽（=40，=0.2） （图9b） （47） （48）（4）作用在手轮上的力矩 阀杆旋转升降式： 介质从下而上，图9a截止阀 M=MF+MT+MG （49） M=MF+MT+MG （50） 介质从上而下，图9a截止阀 M= MF+MT （51） 阀杆直线升降式，图9b,截止阀、闸阀 M=MF+Mk （52） M=MF+Mk （53） 式中：M关阀时作用在手轮上的最大扭转力矩，N-m；MF关阀时梯形螺纹间的扭转力矩，N-m （54）QF阀杆轴向力，

28、N, 按（31）（33）、（39）（48）; L系数，见表13M开阀时作用在手轮上的最大扭转力矩，N-m；MF开阀时梯形螺纹间的扭转力矩，N-m （55），关阀和开阀时梯形螺纹摩擦角，tg=, tg=。 一般取=0.150.17，=+0.1L系数，见表13MT填料摩擦力矩, N-m; （56）MG阀杆球面端与阀瓣间的摩擦力矩, N-m; （56）式中: R阀杆头部圆球半径，； E材料弹性模数，N/2;MK轴承间摩擦力矩, N-m; （57）式中：dk轴承平均直径，；k轴承摩擦系数，取k =0.01；（5）阀杆截面所受的应力 （58） （59） （60） 式中：、阀杆截面的拉应力、剪应力和合成应

29、力，MPa；、抗拉、抗压、抗剪、合成许用应力，MPa，见表15； fmim阀杆计算截面的截面积： ，2； W阀杆计算截面的断面系数，3；对于圆截面： 对于被销孔削弱的圆截面： 式中：d1阀杆计算截面直径，； A系数，根据销孔直径d0和阀杆计算截面直径 d1的比值决定，见表14。 系数A 表14d0/d10.10.110.120.1230.140.150.160.170.18A0.1790.1770.1750.1730.1710.1690.1670.1660.164d0/d10.190.200.210.220.230.240.250.260.27A0.1620.1600.1580.1560.15

30、40.1520.1500.1480.146d0/d10.280.290.300.310.320.330.340.35A0.1440.1430.1410.1390.1370.1350.1330.131 阀杆的许用应力按下式计算： ，式中：阀杆材料计算温度下的屈服极限，MPa; 对于屈服限的安全系数，按表16。 阀杆计算温度按下式计算：图9 a-a截面 tJ=0.5t b-b截面 tJ=0.95t式中：tJ阀杆的计算温度，； t介质工作温度，。屈服极限的安全系数 表16nTnT压缩拉伸合成压缩拉伸合成0.41.31.51.40.722.02.22.10.451.351.551.450.742.12

31、.32.20.51.41.61.50.762.22.42.30.551.51.71.60.782.32.52.40.61.61.81.70.82.42.62.50.631.71.91.80.822.52.72.60.661.82.01.90.842.62.82.70.71.92.12.00.862.72.92.8系数L、L 表13d0sdp内径d1=0.15=0.17=0.2=0.25=0.15=0.17=0.2=0.2514312.54220.1430.1560.1760.2080.1060.1190.1370.16610.5164145120.1710.1850.2080.2440.109

32、0.1230.1420.17511.5184164320.1860.2030.2270.2690.1340.1500.1730.21013.5204184030.2010.2190.2470.2940.1580.1760.2010.24515.524521.54140.2440.2660.2990.3550.1860.2060.2380.2891828525.53340.2740.300.3390.4050.2360.2610.2970.35922326293460.3160.3470.3920.4650.2630.2910.3480.40325366333190.3460.380.4310.

33、5150.3120.3450.3920.47229406372570.3760.4130.470.5650.3620.3980.4530.54233448403380.4320.4730.5350.6380.3670.4060.4640.5635488443180.4620.5060.5740.6870.4170.460.5250.6339508463100.4760.5230.5940.7120.4430.4860.5540.66541528483020.4920.5410.6150.7370.4670.5140.5830.69943558512510.5140.5660.6450.7730

34、.5040.5550.6290.75246608562360.5510.6080.6940.8380.5660.6220.7030.84516510603020.6150.6750.7680.920.5830.6430.7290.875547010652480.6510.7180.8170.9850.6450.7100.8050.961597510702360.6890.760.8671.0450.7070.7770.8801.048648010752260.7210.8020.9181.1090.770.8450.9541.135698512792460.790.870.9911.200.7

35、880.8650.9811.17729012842360.8280.9131.0401.2550.850.9321.0541.2597710012942200.9020.9961.1421.380.9731.0661.2051.43094阀杆的许用应力 、 , MPa 表15材料应力工作温度 2020025030035040045050055038CrMoAlAP295.0260.0260.0260.0240.0200.0210.0205.0200.0C315.0280.0280.0280.0255.0240.0225.0220.0220.0190.0170.0170.0170.0155.01

36、45.0135.0135.0130.0305.0270.0270.0270.0245.0230.0215.0210.0210.02Cr13P220.0215.0200.0180.0170.0170.0150.0130.0C245.0240.0225.0200.0185.0185.0160.0140.0145.0140.0130.0115.0110.0110.095.085.0230.0225.0210.0190.0175.0175.0155.0135.01Cr17Ni2P255.0250.0250.0245.0240.0235.0200.0140.0C280.0275.0275.0265.02

37、65.0260.0215.0150.0165.0160.0160.0160.0155.0155.0130.90.0265.0265.0260.0255.0250.0245.0205.0145.0（6）阀杆的稳定性校核 当1时： （61）当21时： （62）当2时：不做稳定性校验。式中：QF作用于阀杆最大轴向力，N;QL保证阀杆稳定性的临界载荷，N;N安全系数。一般取1.53；长细比，l阀杆相当长度，按表17和图12；i阀杆回转半径, ;d阀杆直径, E材料的弹性模数，N/2,查下表18：I阀杆断面转动惯量，4；1按欧拉公式计算的临界长细比，见表18；2按无需稳定校验的临界长细比，见表18。系数

38、 表17l1/l0.00.10.20.30.40.50.60.740.850.91.0截止阀（图12a）0.6990.6520.6040.5580.5180.50.5180.5580.6040.6520.699闸阀（图12b）0.6990.6460.5930.5930.4870.4390.410.4120.4360.4670.5材料的弹性模数E, N/2 表18材料符号阀杆计算温度t()2020025030035040045050038CrMoAlAa957.08728458187737206550540b5.435.065.074.884.684.443.782.4215557.558.45

39、960.662.86565.522020202020202020E10-52.031.951.901.871.831.81.751.72Cr13a481.0448440430425423b1.551.371.51.491.561.64178.278.58080.580.7812202020202020E10-52.232.122.082.041.9851.931Cr17Ni2a699.9698.5652.6614.4619.7b4.814.283.754.055.49163.763.763.763.766.266.667.568.723030303030303030E10-51.81.751.

40、7251.71.6751.551.157、电动装置力矩的选取和整定值（1）计算扭矩截止阀介质正流：最大扭矩在关闭时，M按（52）式，QF按（32）式计算；截止阀介质倒流：最大扭矩在开启瞬间，关阀轴向力按无介质时考虑。QF按（43）式计算，M按（52）式，即M= MF+MK求得。也可以按（53）式计算，这时M= MF+MK，式中MF按（54）式计算。闸阀：最大扭矩在开启瞬间，QF按（45）式或（47）式，扭矩按（52）式或（53）式。（2）电动装置输出扭矩Mmax应满足下列条件，（N-m）； Mmax1.2M（或1.2M） 电压降低10%时扭矩Mmax=0.9MmaxM（或M）（3）校验电动装置

41、马达输出力矩MM MM= Mmax/i 启或运MM ，（N-m） （63）式中：i电动装置速比；启或运电动装置启动功率和运行功率，前者用于开阀，后者用于关阀；Mmax电动装置输出力矩，N-m； Mmax=1.2M K （64） 式中：K系数，对于标准 K=1，高温用途K=1.1,调节用途K=2.0; MM马达在电压降低15%时的允许启动力矩或运行力矩，N-m。（4）校验电动装置在关闭阀门的运行力矩 阀门在关闭时的轴向力 QF=QP+T （65） 这时电装的运行力矩M按（52）式，并满足下列条件： （66） 式中： M电装在关阀过程中所需的力矩，N-m；N电动装置马达的额定功率，KW;n电动装置

42、马达的转速，r.p.m;i电动装置的速比；运电动装置的运行功率。（5）电动力矩整定值 以力矩开关整定时，为截止阀关闭整定值取M; 以行程开关整定时，为截止阀开启、闸阀关闭和开启位置，整定值取1.2MK。8、校验密封面宽度密封面宽度（b）推荐按表19（截止阀） 表19DN(mm)2025324050100125150b(mm)22.53.03.54 密封面宽度还与其公称压力有关，因此还应校验其密封比压qmax，它不得超过密封面材料允许的极限比压q（表20） （67） 式中：qmax密封面所受最大密封比压，MPa；QF阀瓣轴向力，按（33）、（44）、或（46）、(48)计算，N;b密封面宽度，；

43、q材料允许的极限比压，MPa。见下表20密封面材料允许的极限比压 q , MPa 表20 材料材料硬度许用比压( MPa) 截止阀闸阀有相对活动没有转动有相对转动38CrMoAlA(氮化)Hv=800100030080802Cr13HB=20030025025253Cr13HB=260320250251Cr18Ni9TiHB=1501801502015EDCrNiA-15HB2693005050EDCrNiB-15HRC403008080EDCoCrA-03HRC40300100100闸阀还应验算在开启过程中密封面间的单位比压qmax，并应满足下列条件： （68）式中：F1、F2按图13计算的

44、面积，2；P工作压力，MPa。9、阀瓣应力（1）闸阀阀瓣应力计算按下式计算： （69）式中：闸阀阀瓣的合成应力，MPa；C1、C2系数，查表21；a密封面内半径，见图14；b阀瓣支撑面半径，见图14；P介质计算压力，MPa；h阀瓣厚度，见图14；材料在工作温度下的许用拉应力，MPa。查表5C1、C2系数， 表21 a /b1.251.5234C10.1220.3360.741.211.45C20.2270.4280.7531.2051.514C30.1350.411.042.152.99（2）截止阀、止回阀阀瓣应力计算按下列公式计算介质压力自阀瓣下面引入时（正流） （70）介质压力作用在阀瓣上

45、面时（倒流） （71）式中：C3系数，查表21；QM达到密封所需的力，按（35）式，N；b图15所示的半径或止回阀导向杆半径，；(3) 球面的最大接触应力阀瓣与阀杆球面或者阀瓣与万向顶球面之间的最大接触应力球面与平面间最大接触应力 （72）两个球面间的最大接触应力 （73）式中：qmax接触区域中最大压缩应力，MPa; E弹性模数，N/2）,由阀杆材料弹性模数 表18查得；R、R1、R2阀杆、阀瓣和万向顶的圆球半径，；QF接触面间总压力，按（33）式，N。 接触面允许的最大接触压力 表22 材料B（MPa）HBq （MPa）25、WCB48058017080095035560660187100

46、011503Cr13850280145038CrMoAl1000229170010、阀盖支架应力计算按下列公式： （74） （75） （76）式中： ，计算应力，MPa; , 计算应力，MPa;, 计算应力，MPa; , 计算弯矩，N.m; , 计算弯矩，N.m; , 计算弯矩，N.m; QF阀杆轴向力，N;M作用在手轮上的最大扭距，N.m;Wcx、Wx、Wy计算截面对于x轴和y轴的断面系数，3，见表23；Jby、Jcxb-b截面对于y轴和c-c截面对于x轴的转动惯量，4，见表23；H阀盖支柱的高，见图16；L阀盖支柱重心间距离，见图16； L=L1+2x2x2计算断面的中心距，见表23；L1

47、阀盖支柱间隔距离，见图16；F计算截面的截面积，2，见表23。阀盖支架的许用应力按实际温度下的许用拉应力，查表5。实际温度按介质温度的60%计算。在设计支架时还应考虑其刚性，铸造工艺性并计及不可预计因素，所以实际应力要比许用应力低得多。通常由经验选定。 断面形状 表23计算符号Fx1a/2a-x2x2a/2a-x1y1b/2b/2b/2b/2JxJyWxWy11、螺纹强度 弯曲强度 （77） 挤压强度 （78） 剪切强度 （79）式中：Q作用在螺栓或阀杆上的力，N;x梯形螺纹牙齿的弯曲力臂，按表24或按下式计算，； 对于公制螺纹 ； 对于梯形螺纹 S螺纹螺距，； S=34mm时， a=0.25

48、mm S=512mm时，a=0.5mm S14mm时， a=1mmW螺纹一个齿的断面系数，3，按表24或按下式计算：对于公制螺纹： （螺栓） （螺母）对于梯形螺纹： （螺栓） （螺母）d0、d1螺栓的外径和内径，； 对于公制螺纹： 对于梯形螺纹：f螺纹一个齿的挤压面积，2，按表24或按下式计算: 或近似按下式：对于公制螺纹： 对于梯形螺纹： Z螺栓工作齿数，；H螺母高度，；f1螺纹一个齿的剪切面积，2； 对于公制螺纹： 对于梯形螺纹：w、zy、弯曲、挤压和剪切应力，MPa; 、弯曲、挤压和剪切许用应力，按表25，MPa。对于法兰用螺栓螺母的允许载荷按（28）式计算，螺栓为碳钢时螺母高取0.8d

49、0，对于合金钢螺栓螺母高度不得小于d0，如不符合上述要求，必须校核螺纹强度。对于梯形螺纹，表24只适用于手动阀，对于电动阀应采用比表24更小的数值，螺纹长度应增加30%以上。螺纹一个齿的挤压面积 表24d0Sxf10-22W10-33W10-33d0Sxf10-22W10-33W10-331431.00.5890.0220.0321620.7390.6010.02370.0291641.250.8800.0430.062182.50.9240.8360.04060.0511841.251.0060.050.069202.50.9240.9390.04620.0562041.251.1310.0

50、580.077222.50.9241.0400.05110.0622451.751.6890.1120.1552431.091.3510.080.0972851.752.0030.1360.1802731.091.5350.0920.1103262.02.7330.2160.286303.51.2941.9770.1380.1663662.03.110.2510.322333.51.2942.200.1540.1834062.03.490.2860.3563641.4792.7290.2180.2604482.55.030.5220.6723941.4792.9770.2400.2824882

51、.55.530.5820.7325082.55.780.6110.76221.50.5550.6440.02010.02235282.56.030.6600.7902420.7390.9280.03800.04345582.56.410.6850.8352720.7391.0500.04340.04886082.57.030.7600.9103020.7391.1730.04880.054065103.09.421.2341.5103320.7391.2950.05420.059970103.010.211.351.623631.112.090.12850.146175103.011.01.4

52、61.7353931.112.280.14080.158580103.011.791.581.854231.112.450.1530.17285123.514.902.332.7814531.112.640.1650.18290123.515.842.492.9454831.112.830.1770.194100123.517.722.823.275231.113.070.1930.211弯曲、挤压和剪切许用应力， MPa 表25钢号名称梯形螺纹在负荷下拧动的公制螺纹无负荷下拧动的公制螺纹铝青铜QAl10-3-1.530601008060QAl92-325601007050QAl10-4-43

53、56010010080黄铜Hb59-120401007550ZHSi80-320401007550铸铁HT15040802006030钢材碳钢合金钢35800.7TT/2或B/3.80.72Cr13,1Cr17Ni230702501601001Cr18Ni9Ti25601401107012、铰链螺栓、填料压盖（1）铰链螺栓强度 （80） 式中：P铰链螺栓所受的拉力，N; （81） 式中：D 、d填料室内径和阀杆直径，；PT压紧填料所需的比压，MPa；按（37）式计算 AL螺栓应力截面积，2，按表11 螺栓材料在工作温度下的许用应力，按表10，MPa。(2)铰链销强度 （82） 式中：PI铰链螺

54、栓许用载荷，按（28）式计算Q即定，N；P铰链螺栓所受的拉力，按（81）式，N；d1铰链销直径，；铰链销允许剪切应力，按表10查出，取=0.5，MPa。（3）填料压盖和压板填料压盖（图18a）验算I-I截面 （83）填料压板（图18b）验算-截面 （84）式中：L铰链螺栓中心距，；B、B、D、d、h图18所示尺寸，； DP平均直径，按式 许用弯曲应力，MPa， = tT/n式中:：n安全系数 n=1.3tT在零件计算温度下的屈服极限，MPa。13、轴承对于推力球轴承8000按额定静负荷C0选择轴承（n0=1）对于单列圆锥滚子轴承27000按当量静负荷P0选择轴承 当Fa/Fr1/2Y0, P0

55、=Fr 当Fa/Fr1/2Y0, P0=0.5Fr+ Y0Fa式中：Fa轴向负荷； Fr径向负荷 Y0系数，查轴承样本； P0=C0/n0 n0安全系数,取0.81.2，一般取1 C0额定静负荷 对于推力向心球面滚子轴承按当量静负荷P0选择轴承P0=C0/n0 , 安全系数n0取1.52P0= 2.7Fa+ Fr (当Fr /Fa0.55时) 常用8000尺寸及额定静负荷C0如表26（见图19） 常用8000尺寸及额定静负荷C0 P0=Fa 表26 型号dDHD1D2rgC0(N)810945651451590.651000811050701456640.6561008111557816627

56、10.68310081126085176778183900821050782259691988008211559025677818212609526728318213651002776891821470105278194182157511027869918216801152890105182178512531971131821890135351041211822010015038116135182221101603812514518224120170391341561822613019045143172114、弹簧弹簧应力（N/2）: (85)弹簧扰度（） ： （86）弹簧刚度（N/）： （8

57、7）式中：D弹簧中径，；d弹簧钢丝直径，；n有效工作圈数。对弹簧式安全阀用弹簧，n不得小于3.5。G剪切模量，G=80000 N/2许用应力，N/2，按表27。许用剪切应力，N/2 表27弹簧种类65Mn60Si2Mn,50CrVA60CrMnA压缩弹簧569740711拉伸弹簧381496477注：对安全阀用弹簧（50CrVA）d=1249，=700MPa；d=5060，=650MPa对弹簧式安全阀用弹簧，在长期负荷下许用应力取的50%，最大工作载荷时的许用应力取的75%。附录1 温压表 遵照ANSI B16.34标准命名的以公制为单位的温压表t（）385010015020025030035

58、03.75400425450475500525550（540）600#WCB102.1100.292.890.587.683.477.573.972.969.057.540.127.117.610.4（6.5）WC6103.4102.397.592.79188.984.980.577.673.270.267.663.355.640.525.5WC9103.4102.498.193.389.788.484.980.577.673.270.267.663.355.643.832.7900#WCB153.2150.2139.1135.7131.5125.2116.2110.9109.4103.586

59、.360.140.625.415.5（9.8）WC6155.1153.4146.3139.1136.4133.4127.3120.7116.4109.8105.3101.495.083.460.838.3WC9155.1153.6147.1139.9134.5132.7127.3120.7116.4109.8105.3101.495.083.465.849.11500#WCB255.3250.4231.9226.1219.1208.6193.7184.8182.3172.5143.8100.267.74425.9( 16.3) WC6258.6255.7243.8231.9227.4222.3

60、212.1201.2194182.9175.5169158.3139101.363.8WC9258.6256245.2233.2224.2221.1212.1201.2194182.9175.5169158.3139109.681.82500#WCB425.5417.3386.5376.9365.2347.7322.8308303.9287.5239.6166.9112.973.343.2( 27.2) WC6431.0426.2406.4386.4379370.6353.5335.3323.4304.9292.5281.7263.8231.6168.9106.4WC9431.0426.740