球阀毕业设计说明书
- 格式:doc
- 大小:1.64 MB
- 文档页数:40
第一章阀门的设计一、设计目的随着社会的不断发展,人们的生活水平也在不断的提高,家家户户都告别了原来的手压井,用上了自来水。
为了防止有人在停水时打开水龙头而忘记了及时的关闭造成了水资源的浪费。
我们根据实际的需求为广大人民群众设计出了这样一套很实用而且特别的水阀—停水自动关闭阀。
这套设计不是很完美,但是真的很实用。
二、停水自动关闭阀门的创新与特色简介该停水自动关闭水阀在原有的相关的水阀的基础上,改进了它的结构,使其结构更加简单,操作方便,便于安装,更适合与大众的使用要求。
在该停水自动关闭水阀中,运用了回复杆,它可以更好的完成来水时必须手动打开水阀的这一工作过程。
三、设计方案的拟定在最近一个月的时间里,我和本组的其他成员团结合作,通过在图书馆及上网查阅相关资料和反复的讨论,对设计创新的停水自动关闭阀门进行零件图、装配图及立体图的绘制,在老师的指导下对图形及方案进行了反复的修改,经过十几天的不懈努力,对创新的停水自动关闭阀门设计出了两套方案。
下面结合图形1-1和图形1-2对两套方案功能、原理、用途及其优缺点方面进行比较和分析:方案一:此方案结构简单、便于操作、安装放置方便,如图1-1所示。
该水阀由阀体(1)、阀芯(2)、阀盖(3)、回复弹簧(5)、回复杆(6)等零件构成。
当无水时,阀芯靠自身的重力下落到如图1-1所示的位置挡住进水口,使得水阀处于关闭状态,回复弹簧恢复到原始位置,回复杆挡在阀芯上方,阻止阀芯在来水时向上运动,达到来水时水阀不会自动打开的效果。
当来水正常用水时,将回复杆向外拔出,通过水的压力及水的浮力图1-1 设计方案一图方案二:此方案结构简单,便于操作,由阀体(1)、阀芯(2)、阀盖(3)压簧(4)、阀杆(5)、手柄(6)等零件构成。
该装置如图1-2所示位置放置,当无水时,靠压簧(4)的压力把阀芯压到如图所示位置,使得水阀处于关闭状态;在有水情况下用户要用水时,拉动手柄(6)由于水的最小压力大于压簧的压力,阀芯处于进水口右端位置,进水口和出水口均处于打开状态,使得阀处于正常流通状态。
前言近年来,高等职业教育迅速发展。
为我国的职业教育事业带来了蓬勃生机,数控技术及应用作为一门新兴行业,在国内外机械加工中,具有举足轻重的地位。
数控机床作为一种高智能产品,它以结构灵活多变,加工精度高,生产效率高,质量稳定,特别适应多品种,小批量,产品更新周期快的特点,深受广大生产企业的青睐。
作为一名毕业生,经过三年的职业教育,按照老师的要求,综合运用所学知识,通过查找资料,能否保质保量地完成毕业设计任务,是检验毕业生合格与否标准。
本人经过周密思考,认真总结,仔细筛选,决定设计球阀,它综合运用了所学专业知识,充分运用了数控机床加工的各项功能,具有典型代表性。
设计内容包括:1摘要,2目录, 3球阀及各部件的功用与用途,4三维建模造型图5结论与张望6参考文献。
第一章绪论1.1 课题研究的背景1.1.1 国内外控制阀的发展现状从19世纪控制阀应用在蒸汽机开始直到今天,控制阀已经发展成为全球年产值约为200亿美元的产业,而且随着全球性工业化的发展,保持着稳定的增长。
目前,全球的控制阀市场如同大部分工业品一样被三个经济体瓜分,分别是美国为代表的北美经济体,以德国、英国、法国为代表的欧盟地区,和以日本为代表的亚太地区。
美国作为世界上的头号经济强国,美国的阀门工业从二战后初期的全球一半产值下降到现在的30%左右,仍然是全球的最大的阀门供应商。
据美国阀门协会统计,美国阀门协会有超过110家企业,年产值超过40亿美元。
随着美国公司国际化程度的不断加强,阀门企业开始通过收购本土以及世界其它国家的企业来扩大自己的市场份额,增强竞争力。
由于企业之间的收购不断加剧,如今美国的阀门企业多数属于某个超大型跨国公司的一部分。
著名的TYCO流体控制公司是年度销售额340亿美元的TYCO国际的子公司;MASONEILAN公司是DRESSER工业公司的一部分,其年销售额超过3亿美元;1984年就在中国开展业务的FISHER 控制阀由于进入中国较早,其产品已经成为中国教科书的样板,其母公司EMMERSON集团的销售额已超过140亿美元。
球阀毕业设计球阀是一种常见的阀门,广泛应用于工业生产中的流体控制系统中。
球阀的设计和制造对于确保系统的正常运行和安全性至关重要。
本文将探讨球阀的毕业设计,包括设计要求、设计过程和设计实施等方面。
一、设计要求在进行球阀的毕业设计之前,需要明确设计的要求和目标。
球阀的设计要求通常包括以下几个方面:1. 流体介质:球阀可以用于不同的介质,如水、油、气体等。
设计时需要考虑介质的特性,如温度、压力、腐蚀性等。
2. 流量要求:根据应用场景的需要,确定球阀的流量要求,包括最大流量、最小流量、调节范围等。
3. 工作压力:根据系统的工作压力确定球阀的额定压力,确保球阀在工作过程中能够承受系统的压力。
4. 密封性能:球阀的密封性能对于流体控制至关重要。
设计时需要考虑球阀的密封结构和材料,确保其具有良好的密封性能。
5. 使用寿命:球阀的使用寿命直接影响系统的稳定性和可靠性。
设计时需要考虑球阀的材料选择、结构设计等因素,以提高球阀的使用寿命。
二、设计过程球阀的设计过程通常包括以下几个步骤:1. 理论分析:在进行球阀的设计之前,需要进行理论分析,包括流体力学分析、结构力学分析等。
通过理论分析,可以确定球阀的结构参数和设计指标。
2. 结构设计:根据理论分析的结果,进行球阀的结构设计。
结构设计包括球体、阀座、密封圈等部件的设计,以及球阀的连接方式、操作方式等。
3. 材料选择:根据球阀的工作环境和要求,选择合适的材料。
材料选择需要考虑介质的特性、温度、压力等因素,以及球阀的密封性能、耐腐蚀性等要求。
4. 制造工艺:根据球阀的设计图纸,确定球阀的制造工艺。
制造工艺包括材料加工、零部件加工、装配等过程,确保球阀的质量和性能。
5. 检测验证:在球阀的制造完成后,进行检测验证。
检测验证包括外观检查、密封性能测试、流量测试等,以确保球阀的质量和功能达到设计要求。
三、设计实施球阀的设计实施需要考虑以下几个方面:1. 设计团队:组建专业的设计团队,包括工程师、技术人员等。
PN100、DN450手动三瓣式天然气管线球阀设计过程装备与控制工程3班07190232 贺新雁指导老师:李树勋副教授摘要球阀已成为长输管线阀门中的首要选择。
球阀是以球体作为关闭件的主要切断类阀门。
全通径球阀具有流体阻力小, 节省能源,流向不受限制, 启闭快等优点。
其综合技术性能比相同用途的截止阀、旋塞阀和蝶阀均优越。
本设计重点介绍了球阀中最常用的一种——固定球软密封管线球阀的设计过程和内容。
设计过程主要包括:设计计算、结构设计、主要零部件的强度校核。
根据任务书的要求,参考国际、国内现有球阀的结构,设计完成了球阀中阀体、侧阀体、阀盖、阀杆、球体、密封弹簧、防静电装置和驱动装置等主要零部件的设计。
针对本设计中阀体螺栓载荷强度的校核进行了计算机编程,翻译了相关文献资料,完成了相关课题的论文一篇。
本设计可为固定球软密封球阀的设计提供一定的参考。
关键词:管线球阀; 设计; 弹性密封;固定球球阀AbstractBall valve has become the primary choice of the long-distance pipeline.It is the major closure types of valves to cut off as ball. Full bore perforation ball valve has the advantages of small flow resistance, saving energy,Unrestricted flow, fast hoist and so on. It has excellent technical performance than stop valves, plug valves and butterfly valves. This project introduces the design process and the content of the soft-sealing type of fixed ball pipelines ball valve were introduced, which is the most commonly used one. The design process mainly included design and calculation, structural design, main spare part strength examination. According to the requirements in the task of the design, referenced to the structure of the international and internal existing ball valves, and completed the design of the intermediate body, the Side body, bonnet , stem, ball, sealing spring,electrostatic prevention device, drive actuator and main spare parts. Aiming at the strength of the check valve bolt load to computer programming, translation of the relevant literature, and completed the relevant topic of a thes is. The design can provide certain information for the design of the soft-sealing type of fixed ball pipelines ball valve.Key words: pipelines ball valve ; design ; elastic sealing; fixed ball valve一、概述管线输送已成为当代物料运输的主要方式之一,利用长距离管线输送油和天然气等资源已成为当今世界能源输送的最主要手段。
电动球阀毕业设计电动球阀毕业设计在现代工业中,电动球阀作为一种重要的控制装置,被广泛应用于各个领域。
电动球阀的设计与研发对于提高工业自动化水平、优化生产流程起着至关重要的作用。
本文将探讨电动球阀毕业设计的相关内容,包括设计原理、材料选择、结构设计以及性能测试等方面。
一、设计原理电动球阀是一种通过电动执行器控制球体旋转以实现开关动作的阀门。
其设计原理基于电动执行器的转动力矩和球体的旋转,通过电动执行器的驱动,使球体在阀体内旋转,从而实现介质的通断控制。
电动球阀的设计原理包括电动执行器的选型和驱动方式选择、球体与阀座的匹配等。
二、材料选择电动球阀的材料选择对于其使用寿命和性能稳定性具有重要影响。
一般来说,球体和阀座的材料应具备良好的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性能。
常见的材料包括不锈钢、碳钢、铜合金等。
此外,电动执行器的外壳材料也需要考虑其防护等级和耐腐蚀性能。
三、结构设计电动球阀的结构设计需要考虑阀体、球体、阀座、电动执行器等组件的相互配合和功能实现。
阀体应具备良好的密封性能和强度,以承受介质的压力和温度。
球体和阀座的设计应保证其密封性能和耐磨性。
电动执行器的设计需要考虑其输出转矩和控制精度。
四、性能测试电动球阀的性能测试是毕业设计中不可或缺的一部分。
性能测试包括密封性能测试、耐压试验、开关速度测试等。
密封性能测试主要通过泄漏试验来评估阀门的密封性能。
耐压试验用于检验阀门在高压环境下的耐受能力。
开关速度测试则用于评估电动执行器的响应速度和控制精度。
五、应用领域电动球阀广泛应用于石油化工、电力、冶金、水处理等行业。
在石油化工行业,电动球阀被用于控制介质的流量和压力,保证生产过程的稳定性和安全性。
在电力行业,电动球阀用于控制火力发电厂的燃料和冷却介质的流量。
在冶金行业,电动球阀被用于控制高温高压介质的流动。
六、发展趋势随着工业自动化水平的提高,电动球阀的发展也呈现出一些新的趋势。
首先,电动球阀的智能化和网络化程度将进一步提高,实现远程监控和控制。
NO: SJ/Q01-09
球阀设计计算说明书(200Q347F-16C)
编制:
审核:
阀门有限公司
目录
一、壳体壁厚S B验算................................................................. (1)
二、密封面上总作用力及计算比压 (1)
三、阀杆头部强度验算 (2)
四、中法兰螺栓强度较核 (5)
参考文献…
2
3
5
参考文献
[1] 陆培文主编,阀门实用设计手册,第2版
北京:机械工业出版社2007.4
[2] 杨源泉主编,阀门设计手册,第1版
北京:机械工业出版社 1992.12
[3] 杨源泉主编,阀门设计手册,第2版
北京:机械工业出版社 1995.5
[4] 徐灏主编,机械设计手册,第1卷
北京:机械工业出版社1995.12
[5] 虞莲莲、曾正明主编,实用钢铁材料手册
第1版,第2次印刷
北京:机械工业出版社 2002.5
7
注:合同范本有风险,使用需谨慎,法律是经验性极强的领域,范本无法思考和涵盖全面,最好找专业律师起草或审核后使用,谢谢您的关注!。
球阀的毕业设计(一)引言概述:球阀是一种常用的流体控制设备,在各个领域都有广泛的应用。
为了更好地理解球阀的工作原理和性能特点,本文将以球阀的毕业设计为主题,详细介绍球阀的相关知识和设计考虑要点。
本文将首先介绍球阀的基本结构和工作原理,然后深入探讨球阀的材料选择和密封设计,接着讨论球阀的流体力学性能和流量特性,并进一步阐述球阀的操作和控制方式。
最后,针对球阀设计中的常见问题提供解决方案,并总结本文的主要内容。
正文:一、球阀的基本结构和工作原理1. 球阀的主要组成部分:球体、阀体、阀杆、密封圈等。
2. 球阀的工作原理:通过旋转球体来实现流体的开启与关闭。
二、球阀的材料选择和密封设计1. 材料选择的考虑因素:介质特性、温度、压力等。
2. 常用的球阀材料:不锈钢、碳钢、铸铁等。
3. 密封设计的要点:密封材料的选择、密封性能的考虑。
三、球阀的流体力学性能和流量特性1. 球阀的流体力学参数:流体阻力、流通能力等。
2. 球阀的流量特性:等百分比减小、线性减小、快速开启等。
四、球阀的操作和控制方式1. 手动操作:手动杆、手轮等。
2. 电动操作:电动执行器的选择和应用。
3. 气动操作:气动执行器的工作原理和优势。
五、球阀设计中的常见问题与解决方案1. 泄漏问题的解决方法:密封材料的更换、紧固螺栓的调整等。
2. 操纵灵活性问题的解决方法:减小阀杆摩擦、改善阀杆导向等。
总结:通过对球阀的毕业设计的详细阐述,我们深入了解了球阀的基本结构和工作原理,掌握了球阀材料选择和密封设计的要点,理解了球阀的流体力学性能和流量特性,以及球阀的操作和控制方式。
在球阀设计过程中,我们还提供了解决常见问题的方法和建议。
希望本文能为读者对球阀的设计和应用提供参考和帮助。
目录一、设计基本参数 (2)1、型号 (2)2、执行标准 (2)3、阀门结构 (2)二、计算过程 (2)1、密封面比压的验算 (2)2、阀体最小壁厚计算 (3)①、查表法 (3)②、计算法 (3)3、闸板的计算 (3)4、阀杆得强度计算 (4)5、阀杆头部强度验算 (6)6、阀杆稳定性验算 (7)7、中法兰连接螺栓 (7)7.1常温时强度验算 (7)7.2中法兰连接螺栓初加温时强度验算 (9)7.3中法兰连接螺栓高温时强度验算 (10)8、阀体(中法兰)强度验算 (11)9、阀盖的强度验算 (13)10、阀盖支架(T型加强筋) (14)11、手轮总扭矩及圆周力 (16)参考文献 (18)一、 设计基本参数:1、型 号:80Z40H-402、执行标准:阀门设计按照GB/T 12234-2007年的规定; 阀门法兰按照GB/T 9113.1-4的规定; 阀门结构长度按照GB/T 12221的规定; 阀门试验与检验按照GB/T 13927的规定;3、技术参数:①、公称尺寸DN :80 ②、公称压力PN :40 ③、适用温度范围:≤350℃④、介质化学性能:水、蒸汽、油品。
4、阀门结构:①、密封副结构:环状密封 ②、中法兰结构:凹凸面 ③、阀杆结构:明杆二、 计算过程: 1、密封面比压的验算1、密封面比压计算公式:-------④ 式中:阀座密封面内径d= 80 mm ; 阀座密封面宽度bm= 10 mm ; 2、出口端阀座密封面上的总作用力: 式中:作用在出口密封面上的介质静压力:2MJ Q =0.785(d+bm)P = 25446.90 N ;①)()(MPa bmbm d Q q MZ+=π)(N Q Q QMJ MF MZ+=密封面上达到必需比压时的作用力:MF MF Q =(d+bm)bmq π= 21205.75 N ;②代入得:MZ Q = 21205.75 N ; 代入④得:q= 16.5 Mpa ; 查表得:密封面必需比压MF q = 7.5 Mpa ; 密封面许用比压[]q = 45 Mpa ; 则得: MF q <q<[]q 验算合格 2、阀体最小壁厚计算:①、查表法:按GB/T 12234-2007查表的阀体最小壁厚为: 11.4 mm 。
球阀说明书1 基本要素分析1.1 球阀结构及参数球阀是由旋塞演变而来的,它的启闭件作为一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90o实现开启和关闭的目的。
球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
球阀不仅结构简单、密封性能好,而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小,并且驱动力矩小,操作简便、易实现快速启闭。
球阀装配图如下图所示:图1 球阀装配图球阀零件明细表如下:表1 球阀零件明细表1.2 作业单位划分情况表2 作业单位建筑物汇总表1.3 工艺过程分析球阀生产工艺流程:(1) 零、组件制作与外购(续表为自制件工艺过程卡)(2) 组装所有零、组件在总装车间集中组装为成品。
(3) 上漆组装完成后,至油漆车间,每件成品需用油漆0.13kg(4) 产品储存所有上漆产品转运至成品库待出厂。
阀体产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg阀体qf101 ZG25 5 60000 300000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/﹪1 原材料库原材料出库1002 热处理车间铸造阀体毛坯903 机加工车间粗铣、粗车80 热处上填料产品名称件号材料单位重量/kg 年计划产量总重量/kg上填料qf11聚四氯乙烯0.12 60000 7200序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1 原材料库原材料出库1002 化工车间热挤压成型982 物流分析2.1 产品工艺过程分析2.1.1 分析给定的工艺过程表由于各个部件的年需求量是固定的,也就是说球阀的生产呈理想状态(零库存存),所以全年的物流量就没有必要给出。
工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表14所示:表14 各个零件原料重量与成品重量对比2.1.2 各个自制零部件工艺过程图2.1.3 产品总的工艺过程图2.2 物流强度分析2.2.1 作业单位之间的物流强度根据表15即可得到表16最后一列表15 物流强度等级分划表表16 作业单位之间的物流强度2.2.2 各单位之间物流强度统计图2.2.3 作业单位物流相关原始分析由上面的原始物流作定量的分析后,得到原始物流相关表。
设计计算说明书名称:O型球阀(浮动、硬密封)型号:口径:3”编制:审核:批准:日期:_ 年月日_目录1.计算项目列表2.设计参数3.阀门主要零部件的设计计算3.1端部连接和结构长度3.2球阀阀体壁厚的计算3.3球阀阀体法兰的设计3.4球阀阀杆强度的计算3.5填料压盖的强度计算3.6球阀用弹性元件的计算3.7球体直径的确定3.8球阀密封力的计算引用资料1.计算项目列表:(1)、端部连接和结构长度(2)、球阀阀体壁厚的计算(3)、球阀阀体法兰的设计(4)、球阀阀杆强度的计算(5)、填料压盖的强度计算(6)、球阀用弹性元件的计算(7)、球体直径的确定(8)、球阀密封力的计算2.设计参数工作压力:300Lb(5MPa)工作温度:-29—425工作介质:液体、气体、蒸汽公称通径:4”3.阀门主要零部件的设计计算由于工作温度在-29-425度,所以选用主体材质为ASTM A216 WCB,查资料【1】P25表2-1.13.1端部连接和结构长度端部连接,包括法兰式、对焊端、承插焊、螺纹端,查找相应标准;结构长度,包括法兰连接、螺纹、焊接,查找相应标准3.2球阀阀体壁厚的计算中低压金属球阀阀体的强度计算通常采用薄壁容器的计算方式:也可根据经验值取C=3~6mm参考资料【2】p298-299资料【2】p301,表6-7。
PN50,DN80时,壁厚选7.1mm,取9mm。
3.3球阀阀体法兰的设计3.3.1法兰螺栓的计算3.3.1.1法兰螺栓载荷的计算(1)操作情况:(2)预紧螺栓情况3.3.1.2法兰螺栓拉应力的计算3.3.1.3螺栓间距与螺栓直径之比3.3.2法兰的强度计算3.3.2.1法兰力矩计算3.3.2.2法兰应力计算(1)法兰颈的轴向应力(2)法兰盘的径向应力(3)法兰盘的切向应力3.3.2.3法兰的许用应力3.3.3法兰密封结构的设计3.4球阀阀杆强度的计算3.4.1浮动球球阀阀杆的强度计算3.4.2浮动球球阀阀杆与球体连接部分的计算3.5填料压盖的强度计算3.6球阀用弹性元件的计算3.7球体直径的确定3.8球阀密封力的计算资料【1】ASME B 16.34-2013《法兰、螺纹和焊连接的阀门》资料【2】球阀设计与选用/章华友。
闽南理工学院MINNAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 毕业设计(论文)手册课题名称:系别:专业:班级:年级:学生姓名:学号:指导教师:职称:日期:年月日++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++摘要本设计依赖于大学四年专业知识所学,学以致用,进行了简单的球阀结构设计。
在该设计的整个过程中,重难点在于凸轮与柱销接触及运动过程中所产生的几何关系,通过计算分析可以证明凸轮的两个倾斜面并不是平行面,而是两个倾角不同的斜面。
本设计的一个创新点也在此处得以体现,原来结构用的7度倾角,在本设计中通过计算证明采用6度更好,这样能够增大磨损补偿量。
本设计的另一个重点在导轨套的导轨设计,由阀杆行程可以确定垂直距离,但是开口大小就得由滚子强度计算而得。
解决了以上的重难点后,主要工作在于标准件的选取。
选取了标准件并进行强度校核。
关键词:无摩擦;球阀;轨道式;凸轮++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++目录引言 (1)1、主要结构参数 (2)1.1轨道式无摩擦球阀技术要求 (2)1.2主要结构尺寸 (3)2、运动轨迹设计 (4)2.1球阀启闭运动轨迹 (5)2.2球阀下支承外形 (5)3、结构设计和计算 (5)3.1阀杆机构受力状况 (6)3.2操作扭矩和手轮选择 (7)3.3零件设计与计算 (8)4、工作能力校核 (8)4.1工作寿命 (8)4.2实际工作压力的潜力估计 (9)4.3寿命和实际工作潜力估计 (16)结束语 (18)参考文献 (19)致谢 (20)++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++引言球阀问世于20世纪50年代,随着科学技术的飞速发展,生产工艺及产品结构的不断改进,在短短的40年时间里,已迅速发展成为一种主要的阀类。
一.阀体的结构形式是浮动球阀 连接形式是法兰连接 结构长度为230二.阀体厚壁的计算球阀阀体常用整体铸,段或棒材加工而成。
计算时一般把球阀的阀体当作受内压的薄壁圆筒来考虑。
即当外径与内径之比小于1比2时,按薄壁计算。
大于1比2时按厚壁计算。
1. 薄壁阀体 中低压金属球阀阀体的强度计算通常采用薄壁容器的计算公式Sb =S式中 考虑附加裕量的厚度按强度计算的厚壁设计压力阀体内腔的最大直径材料的许用拉力应力C 考虑铸,锻造偏差,工艺性和流体的腐蚀等因素的附加裕量。
根据经验一般取C =3-6mm 。
C 值也可参考表6-5选取2.厚壁阀体 高压金属球阀阀体厚壁的计算公式如下Sb =S `b +CS `b =2D (Ko-1) 整理上式 Sb =2D (Ko-1)+C 其中 Ko =[][]3p -σσ式中 []σ-----材料的许用应力。
取 与 两者的较小值b σ和1σ--------常温下材料的抗拉强度和屈服强度见表6-11表6-19nb 和 n1---------分别以抗拉强度为指标安全系数和以屈服强度为指标的安全系数。
取nb =4.25,n1=2.3[]σ=1.6 s `b =2.6 C =5 sb =7.6 D =1.8DN =90Sb+DN/DN<1.2 按薄壁计算 选球墨铸铁QT400-15 阀体最小壁厚的规定铁制球阀的最小壁厚为9.5三.阀体的材料是球墨铸铁QT400-15四.法兰的计算1.法兰螺栓载荷的计算 按以下两种情况进行()1操作情况 由于流体静压力所产生的轴向力促使法兰分开,而法兰螺栓必须克服此种端面载荷,并且在垫片或接触上必须维持足够的压紧力,以保证密封。
此外,螺栓还承受球体与阀座密封圈之间的密封力作用。
在操作情况下,螺栓受力的载荷为WPWp =F +Fr +Q =0.785Do 2P +2bmP π+ Q =45643.74式中Wp---------在操作情况下所需要的最小螺栓载荷F -------- 总的流体惊讶轴向力Fp -------- 连接接触面上总的压紧载荷Do -------- 载荷作用位置处垫片的直径,当bo ≤6.4mm 时。
摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1球阀发展历史 (1)1。
2国内外研究现状 (1)1.3本文研究的主要内容、方法和目标 (2)2 球阀的结构设计及校核 (3)2.1球阀的构成、作用原理、特点和结构分类 (3)2.1.1球阀的构成 (3)2。
1.2球阀的作用原理 (3)2.1。
3球阀的特点 (3)2.1。
4球阀的结构类型 (4)2。
2球体的直径确定 (4)2。
3球体与阀座之间密封比压的确定 (5)2。
3。
1必需比压的计算 (5)2.3.2需用比压选择 (5)2。
3。
3设计比压的计算 (6)2.4球阀密封力的计算 (7)2.5球阀的转矩计算 (8)2。
6阀体设计 (9)2。
6.1阀体结构形式、连接形式、结构长度和材料的确定 (9)2.6。
2阀体壁厚的确定 (10)2。
6.3 阀体法兰设计 (10)2。
6.4 阀体法兰校核 (12)2.7阀杆的设计和校核 (14)2。
7。
1 阀杆材料选择 (14)2.7。
2 阀杆填料的选择、填料摩擦力及摩擦转矩的计算 (15)2.7.3 阀杆强度的计算 (16)2。
8阀杆连接件的强度计算 (18)2.9球体的设计和校核 (20)2.10球阀的阀座设计 (21)2.11省力机构的设计和校核 (22)2。
11。
1蜗轮蜗杆的设计 (23)2.11.2蜗轮蜗杆的强度校核 (24)3 ANSYS软件分析 (24)3.1ANSYS软件的应用和介绍 (24)3。
2模型的导入和分析 (26)3.2.1 模型的简化、导入和分析准备 (26)3.2.2 模型的材料定义 (27)3。
2。
3 模型的加载和边界条件的确定 (28)3.2.4 模型的加载后分析结果 (29)3。
2。
5 ANSYS结果分析 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)摘要本文根据已知的球阀设计经验对DN为250mm,设计压力为2Mpa的球阀进行设计,主要包括了材料选择、结构设计和强度校核等,在结构和材料方面在满足强度的前提下,尽量降低结构的复杂性,以更小的消耗、更简单的结构来实现成品的设计优化,同时对球阀的主要部件进行应力的软件分析。
目录1阀门定义 (1)2阀门的分类 (1)2.1按作用和用途 (1)2.2按公称压力 (1)2.3按工作温度 (2)2.4按驱动方式 (2)2.5按公称通径 (2)2.6按连接方法 (2)2.7按阀体材料 (2)3阀门作用 (3)3.1气动和液动阀门 (3)3.2手动阀门 (3)4球阀 (4)4.1球阀发展历史 (4)4.2国内外研究现状 (4)4.3球阀的构成、作用原理、特点和结构分类 (5)4.4球阀的分类 (6)5二片式高平台法兰球阀 (6)5.1二片式高平台法兰球阀的加工工艺过程 (6)5.2二片式高平台法兰球阀的特点。
(7)5.3二片式高平台法兰球阀加工工艺卡 (8)测绘体会 (9)参考文献........................................................................................................................1阀门定义阀门是在流体系统中,工良用来控制流体的方向、压力、流量的装置。
阀门是使配管和设备内的介质(液体、气体、粉末)流动或停止并能控制其流量的装置。
阀门是管路流体输送系统中控制部件,它是用来改变通路断面和介质流动方向,具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。
用于流体控制的阀门,从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门,其品种和规格繁多,阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。
阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体地流动,阀门的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa 的超高压,工作温度从-270℃的超低温到1430℃的高温。
阀门的控制可采用多种传动方式,如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等;可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下,按预定的要求动作,或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭,阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动,从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。
球阀阀体设计说明书一、零件铸造工艺要求和特点1.零件的生产条件、结构及技术要求•零件名称:球阀阀体•零件生产批量:成批生产•零件材质:ZG230--450•零件的外型示意图如图1所示,球阀的零件图如图2所示,球阀的外形轮廓尺寸为96mm80mm76mm,主要壁厚7mm,最小壁厚7mm,最大壁厚15mm,为一小型铸件;铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外,无其他特殊技术要求。
图1 球阀外形示意图图2 球阀零件图2.零件铸造的工艺性对于零件的铸造工艺性审查、分析如下:零件的轮廓尺寸为96mm80mm76mm。
砂型铸造条件下该轮廓尺寸的最小允许壁厚查《铸造工艺课程设计手册》表1-2得:最小允许壁厚为6mm。
而设计零件的最小壁厚为7mm。
符合要求。
从零件的整体结果及尺寸看,该零件的壁厚相差并不是很大,而且在壁厚不一致处的过度属于平缓过度,能够满足铸造生产的要求,因此,该零件的结构满足铸造工艺性要求。
二.零件铸造工艺方案1.造型、造芯方法的选择零件的轮廓尺寸为96mm80mm76mm,铸件尺寸较小,属于中小型零件且要成批生产。
采用湿型粘土砂造型灵活性大,生产率高,生产周期短,便于组织流水生产,易于实现机械化和自动化,材料成本低,节省烘干设备、燃料、电力等,还可延长砂箱使用寿命。
因此,采用湿型粘土砂机器造型,模样采用金属模。
采用树脂砂手工制芯。
2.浇注位置和分型面的确定•(b)(c)图3 零件分型面位置图根据该零件的结构特点可以选择如图3所示的三种分型位置。
图3(a)(b)的铸件大部分置于下箱,有利于造型。
但是砂芯放置比较麻烦,而且铸件的重要部分没有置于下部,大平面朝上放置容易产生气孔、非金属夹杂等缺陷。
采用图3(c)所示分型位置,砂芯制作和放置都比较方便,有利于大批量生产。
同时有利于实现顺序凝固。
综合以上,采用图3(c)所示分型位置。
浇注位置在分型面上。
三.铸造工艺参数的确定1.铸件尺寸公差零件为砂型铸造机器造型大批量生产,由《铸造工艺课程设计手册》查表2-2得:铸件的尺寸公差为CT8~10级,取CT9级。
摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差合与测量等多方面的知识。
阀体零件加工工艺及钻4×M12螺纹底孔钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
在工艺设计中要首先对零件进行分析,了解零件的工艺再设计出毛坯的结构,并选择好零件的加工基准,设计出零件的工艺路线;接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算,关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量;然后进行专用夹具的设计,选择设计出夹具的各个组成部件,如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件;计算出夹具定位时产生的定位误差,分析夹具结构的合理性与不足之处,并在以后设计中注意改进。
关键词:工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
目录序言 (1)一.零件分析 (2)1.1零件作用 (2)1.2零件的工艺分析 (2)二.工艺规程设计 (2)2.1确定毛坯的制造形式 (2)2.2基面的选择传 (2)2.3制定工艺路线 (2)2. 4设备的选择 (4)2. 5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8)2. 6确定切削用量及基本工时 (8)总结 (9)致谢 (10)参考文献 (11)序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。
机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。
我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。
从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
阀体零件加工工艺是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下,进行的一个全面的考核。
正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。
摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1球阀发展历史 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文研究的主要内容、方法和目标 (2)2 球阀的结构设计及校核 (3)2.1球阀的构成、作用原理、特点和结构分类 (3)2.1.1球阀的构成 (3)2.1.2球阀的作用原理 (3)2.1.3球阀的特点 (3)2.1.4球阀的结构类型 (4)2.2球体的直径确定 (4)2.3球体与阀座之间密封比压的确定 (5)2.3.1必需比压的计算 (5)2.3.2需用比压选择 (5)2.3.3设计比压的计算 (6)2.4球阀密封力的计算 (7)2.5球阀的转矩计算 (8)2.6阀体设计 (9)2.6.1阀体结构形式、连接形式、结构长度和材料的确定 (9)2.6.2阀体壁厚的确定 (10)2.6.3 阀体法兰设计 (10)2.6.4 阀体法兰校核 (11)2.7阀杆的设计和校核 (14)2.7.1 阀杆材料选择 (14)2.7.2 阀杆填料的选择、填料摩擦力及摩擦转矩的计算 (15)2.7.3 阀杆强度的计算 (16)2.8阀杆连接件的强度计算 (18)2.9球体的设计和校核 (20)2.10球阀的阀座设计 (21)2.11省力机构的设计和校核 (22)2.11.1蜗轮蜗杆的设计 (23)2.11.2蜗轮蜗杆的强度校核 (23)3 ANSYS软件分析 (24)3.1ANSYS软件的应用和介绍 (24)3.2模型的导入和分析 (26)3.2.1 模型的简化、导入和分析准备 (26)3.2.2 模型的材料定义 (27)3.2.3 模型的加载和边界条件的确定 (28)3.2.4 模型的加载后分析结果 (29)3.2.5 ANSYS结果分析 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)摘要本文根据已知的球阀设计经验对DN为250mm,设计压力为2Mpa的球阀进行设计,主要包括了材料选择、结构设计和强度校核等,在结构和材料方面在满足强度的前提下,尽量降低结构的复杂性,以更小的消耗、更简单的结构来实现成品的设计优化,同时对球阀的主要部件进行应力的软件分析。
省力机构作为设计任务的一部分,我们需要根据球阀的特点来选择合适的机构。
本设计以已给的设计条件为着眼点,同时根据国家阀门标准为中心,借助soliderworks三维软件、AUTOCAD二维制图软件和ANSYS分析软件根据球阀设计手册的标准框架的结构形式对产品进行了三维建模、二维制图和应力分析,最终确定球阀的结构形式和省力开启方式,这对以后设计与研究同类球阀具有一定的参考价值。
关键词:结构设计、强度校核、应力分析、省力机构AbstractThis article according to the known ball valve design experience to DN is 250mm, the design pressure is the 2Mpa ball valve carries on the design, mainly has included the choice of material, the structural design and the intensity examination and so on。
In the structure and material aspect in satisfying under the intensity premise, reduce the structure as far as possible the complexity, by a smaller consumption, a simpler structure realizes the end product design optimization, simultaneously carries on the stress to ball valve's major component the software analysis. The province strength organization does for a task of design part, we need to choose the appropriate organization according to ball valve's characteristic.This design takes the given design conditions as the objective point, simultaneously according to the national valve standard is the center, with the aid of the soliderworks three dimensional software and AUTOCAD two-dimensional charting software and ANSYS analysis software has carried on the three dimensional modelling, the two-dimensional charting and stress analysis according to the ball valve design handbook's standard frame's structural style to the product, finally determined that ball valve's structural style and province strength opening way, this will have certain reference value to the later design and research similar ball valve. Key words:Structural design, intensity examination, stress analysis and reducing effort organization1 绪论1.1球阀发展历史球阀是上世纪50年代问世的一种新型阀门。
在短短的30多年里,球阀已发展成为一种主要的阀类,它在航空航天、石油化工、长输管线、轻工食品、建筑等许多方面都得到了广泛的应用。
早在19世纪80年代美国就开始设计球阀,但是当时缺乏适当的密封材料,限制了求法的发展,使它未能成为一种正式工业产品。
直到上世纪50年代,聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现才使球阀的产生和发展出现了转机;同时由于机床工业的发展,使球体加工技术提高,能够实现球体所要求的尺寸精度与表面粗糙度。
1.2国内外研究现状球阀是上世纪50年代问世的一种新型阀门。
在短短的30多年里,球阀已发展成为一种主要的阀类,它在航空航天、石油化工、长输管线、轻工食品、建筑等许多方面都得到了广泛的应用。
目前球阀最大公称通径已达3050mm,这是美国EscherWyss公司为田纳西州的一个泵站所提供的四台球阀,用作透平机出口的切断阀,设计压力为4.8Mpa。
球阀的最高工作压力已达72Mpa,其相应温度高达1000℃。
球阀不仅在一般工业管道上得到了广泛应用,而且在核工业、宇航工业的液氧与液轻输送管线上普遍采用。
全塑料球阀近年来发展较快。
其特点是:耐腐蚀、重量轻、成本低。
西德一家阀门公司已制造通径为6“的塑料球阀;美国Hill Maccanng公司制成一种含氟材料球阀,商业名称为Kynar,据称有高强度、优良的耐温与耐腐蚀性能,使用温度为《250℃。
同时随着时代的发展,进入21世纪以后,生产和制造技术有了显著优化提高,同时,技术人员大都通过计算机技术对产品进行研发设计和控制优化,在很大程度上提高了设计速度和更新周期。
目前,全球的控制阎市场如同大部分工业品一样被三个经济体瓜分,分别是美国为代表的北美经济体,以德国、英国、法国为代表的欧盟地区,和以日本为代表的亚太地区。
美国是全球最大的阀门供应商,其阀门协会有超过110家企业,年产值超过40亿美元。
1984年就在中国开展业务的FIS}玎讯控制阀由于进入中国较早,其产品已经成为中国教科书的样板。
德国在二战之后迅速恢复经济,其产品通过优良的质量迅速占领市场。
德国阀门企业一般都属于专业性很强的公司,在某一类产品的研究、设计和制造方面都有自己的特色。
日本作为世界第二经济体,其阀类产品由于价格适中,质量较好,迅速占领了中国中低端市场。
目前我国关于球阀的生产企业大多规模小、科研能力弱,大多通过参考外国产品进行设计生产,其主要原因是技术投入资金不足,科研人员数量不足,所以在国内很多的大型工程招标中大多被外国阀门企业所垄断。
1.3本文研究的主要内容、方法和目标球阀作为新型的阀门品种之一,关于球阀的设计方案十分稀少,本文的主要研究内容包括对球阀结构设计。
球阀的设计要求保证合适的强度与刚度,从而保证球阀的寿命和稳定性。
本课题主要以DN为250mm,P为2Mpa的球阀,进行结构设计,强度校核,以及关键零部件的分析,同时进行三维建模。
课题的研究内容和方法主要包括:(1)设计球阀结构并进行强度校核通过设计手册对球阀的结构进行设计,主要包括阀体、阀杆、阀芯以及省力机构的选用与设计,并对其受力分析,然后再确定材料后进行强度校核。
(2)建立球阀的三维模型通过soliderworks三维软件对球阀零件进行实体建模,并进行装配。
(3)ANSYS软件分析对球阀的三维模型进行适当简化,忽略不受力的小零件,通过soliderworks 和ANSYS的接口程序将实体模型导入ANSYS中,生成实体模型,然后选择单元划分网格,并根据工作条件对球阀施加约束,从而建立球阀的有限元模型。
2 球阀的结构设计及校核2.1球阀的构成、作用原理、特点和结构分类2.1.1球阀的构成图2-1 手动浮动球球阀结构1—阀体 2—阀座 3—球体 4—阀杆 5—手柄球阀主要由阀体、球体、阀杆、阀芯、阀座和省力机构等几部分主要零件构成。
下面对上述几个重要零件的设计进行设计计算。
图2-1为球阀结构图。
2.1.2球阀的作用原理球阀的主要功能是切断或接通管道中的流体管道,即球阀通常为闭路阀。
因此,球阀的作用原理很简单:借助驱动装置的在阀杆端施加一定的转矩并传递给球体,使它旋转90°,球体的通孔则与阀体通道中心线重合或者垂直,球阀便完成了全开或全关的动作。
2.1.3球阀的特点球阀的主要特点如下:流体阻力小、开关迅速、方便、密封性好、寿命长、可靠性高,而且阀体内通道平整光滑适于输送粘性流体,浆液,以及固体颗粒。