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标准椭圆封头范文标准椭圆封头EHA DN*1.21+2倍直边+厚度+加工余量（1.211*(公称直径+壁厚)+2*直边高度）碟形封头代号DH 标准JB/T4729-94参数：R＝0.904Dg r＝0.173Dg H＝0.225Dg 下料尺寸：＝1.167Dg+2h浅碟形封头下料公式： Dp＝1.12（Dg+S）+2h+20 h＝0.19Dg（曲面高度）球形封头展开尺寸：1.42Di（内直径）+2δn（名义厚度）+80 1) 椭圆封头下料公式：（冲压） D展=1.19（Di+2S）+2h +20 或D展=1.2Di+2h +20 （旋压） D展=1.15（Di+2S）+2h +20R= 0.833 Di Di: 内径 H: 拱高r = 0.256 Di S : 壁厚h = 0.25 Di h :直边高2) 浅碟封头下料公式：Di1500-3300 D展 = 1.12Di+2h +SDi3400-6500 D展 = 1.15Di+2h +SR = Dir = 0.1DiH = 0.193Di3) 平顶封头下料公式：D展 = (Di – 2R) +π (R + 1/2S) + 2h + 20锥形封头（不计直边部分）看成是一个等腰梯形，延伸两个斜边得一个等腰三角形，运用勾股定理可以计算出斜边长度，既为展开料的半径R，再加上直边高度H，封头展开园料半径最终为（R+H）。
然后计算出封头中径（公称直径加壁厚）的周长C。
再计算出展开园料的周长C1=2πR。
最后用C/C1得出一个小于1的数值，用这个数值乘以360°，即为（扇形）封头展开料的夹角。
以上的方法没有计算收口使用的边料重合部分的面积。
这点一定要计算上去，可以按封头扇形的面积计算，上面的方法是可行的。
不过实际上只需要用锥体放样就好了。
封头下料尺寸表曲面直边高度25落料尺寸内径 Dg高度壁厚 3～8毫米壁厚 10～16毫米直边高度40落料尺寸Dg 高 345681012 910 950 1020 1070 1130 1190 1310 1440910 950 1020 1130 1310 1440910 950 1020 1130 1310920 992 1050 1110 1070 1225920 992 1050 1110 1070 1225 1400920 992 1050 1110 1070 1225 1400920 992 1050 1110 1070 1225 1250 1280 1400930 1020 1070 1130 1190 1310 1440Dg 高5681012 1500 1560 1620 1680 1805 1865 1930 2040 2150 2195 2270 1500 1560 1620 1680 1805 1865 1930 2040 2150 2195 22701930 2040 2150 2195 231615401540 1580 1650 1780 1830 1890 xx 21231540 1580 1650 17801560 1620 1680 18051890 xx 2123 2165 22401930 2040 2150 2195 2270直边高度25落料尺寸内径 Dg8直边高度40落料尺寸 101224002540265527702978310032203460370039404xx420466049005130 14 2400 2540 2655 2770 2978 3100 3220 3460 3700 3940 4200 16 2400 2540 2655 2770 2978 3100 3220 3460 3700 3940 4200直边高度50落料尺寸 18 2565 267820 2565 26782620 2740 29462655 2770 2978 3100 32203480 37203480 372042004200标准椭圆形封头快速近似画法日常生活中，大部分压力容器通常都是由筒体及封头组成。
目录1. 目的 (4)2. 适用范围 (4)3. 计算项目 (4)4. 中法兰强度计算 (5)5. 闸阀力计算 (17)6. 闸板、阀杆拉断计算 (21)7. 闸板应力计算 (26)8. 压板、活节螺栓强度计算 (28)9. 截止阀力计算 (30)10. 止回阀阀瓣、阀盖厚度计算 (34)11. 自紧密封结构计算 (38)12. 阀体壁厚计算 (47)附录A 参考资料 (48)1．目的为了保证本公司所设计的阀门的统一性和质量。
2．适用范围本公司所设计的闸阀、截止阀、止回阀。
3．计算项目●3．1 闸阀需要计算项目4、5、6、7、8●3．2 截止阀需要计算项目4、8、9●3．3 止回阀需要计算项目4、10●3．4 自紧密封结构设计需要计算项目114．中法兰计算●4．1适用范围该说明4.2～４.4适用于圆形中法兰的计算；4.5适用于椭圆形中法兰的计算●4．2输入参数4．2．1 设计基本参数4．2．1．1 口径（DN）4．2．1．2 压力等级（CLASS）4．2．1．3 阀种（TYPE）4．2．1．4 设计温度（T0）取常温380C。
4．2．1．5 设计压力（P）按ASME B16.34-2004 P27,P29,P48取值如表1。
4．2．1．6法兰许用应力（FQB）按ASME第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表1A，乘以铸件系数0.8WCB 110.4MPa (11.26Kgf/mm2) (P16第8行)LCB 102.4MPa (10.45Kgf/mm2) (P10第29行)CF8M 110.3MPa(11.26Kgf/mm2) (P66第18行)4．2．1．7螺栓许用应力（BQB）按ASME 第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表3，B7 17.6 kgf/mm2. (P384第33行)L7M 14.08 kgf/mm2. (P384第31行)B8 17.6 kgf/mm2. (≤3/4) (P390第29行)14.08 kgf/mm2. (3/4~1) (P390第27行)13.3 kgf/mm2. (1以上) (P390第23行)4．2．1．8 垫片密封压力（Y），按ASME 第Ⅷ卷(2004版)第一册P298表2-5.1,如表2。
目录阀体壁厚验算 (1)密封面上总作用力及计算比压 (2)闸板强度验算 (3)阀杆强度验算 (4)中法兰螺栓强度验算 (5)阀体中法兰强度验算 (6)流量系数计算 (7)参考资料1、GB/T 12234……………………………………………法兰和对焊连接钢制闸阀2、JB/T 79.2………………………………………………凹凸面整体铸钢管法兰3、GB/T 12221……………………………………………阀门结构长度4、机械工业出版社………………………………………《机械设计师手册》5、机械工业出版社………………………………………《实用阀门设计手册》说明1、以公称压力作为计算压力2、对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整数，已具裕度3、涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取4、适用介质为水、油、气等介质5、不考虑地震载荷、风载荷等自然因数6、瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍7、管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力-1-6 密封面上密封力 Q MF πq MF (D MN +b M ) b M92692.8 N 7 密封面必需比压 q MF 《实用阀门设计手册》10 MPa 8 密封面计算比压 qQ MZ ／π(D MN +b M ) b M68.3 MPa 9 密封面许用比压〔q 〕 《实用阀门设计手册》150 MPa结论： 〔q 〕≥q ≥q MF 合格型 号DN350 Z40H-64简图零件名称 闸 板 材料牌号 WCB 计算内容 闸板强度验算根 据 《阀门设计计算手册》 序号 计算数据名称符号公 式数 值 单位1 中心处弯曲应力 σW KPD MP 24(S B -C)2115.4 MPa 2 计算压力 P 设计给定 6.4 MPa 3 密封面平均直径 D MP D MN +b M 328 mm 4密封面内径D MN设计给定298mm5 密封面宽度b M设计给定30 mm6 闸板厚度S B设计给定46 mm7 附加厚度 C 设计给定 2 mm8 系数K 设计给定(按自由周边) 1.249 许用弯曲应力〔σW〕《实用阀门设计手册》120 MPa结论：〔σW〕≥σW合格型号DN350 Z40H-64 简零件名称阀杆材料牌号2Cr13计算内容阀杆强度验算根据《阀门设计计算手册》序号计算数据名称符号公式数值单位1 关闭时阀杆总轴向力Q FZ′K(Q MJ+Q MF) +Q P+Q T68540.637 N2 开启时阀杆总轴向力Q FZ″K(Q MJ+Q MF) -Q P+Q T41370.845 N3 阀杆最大轴向力Q FZ=Q FZ′68540.637 N4 摩擦系数K 设计给定0.055 密封面处介质作用力Q MJπP (D MN+b M)2／4 540502.0N6 密封面上密封力Q MFπq MF(D MN+b M) b M92692.8N7 阀杆径向截面上介质作用力Q PπPd F2／4 13584.896 N-6-。
摘要本课题完成法兰盘工艺设计与数控加工。
法兰盘是使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。
法兰上有孔眼，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。
本次设计主要完成以下设计内容：法兰盘的零件图纸与技术要求分析、零件二维图绘制及三维建模；制定数控加工工艺卡片文件；零件的夹具设计并进行夹具图二维图绘制；对零件进行加工仿真。
根据锻件的形状特点、零件尺寸及精度，选定合适的机床设备以及夹具设计，通过准确的计算并查阅设计手册，确定了法兰盘的尺寸及精度，在材料的选取及技术要求上也作出了详细说明，并在结合理论知识的基础上，借助于计算机辅助软件绘制了各部分零件及装配体的工程图,以保障法兰盘的加工制造。
在夹具的设计过程中，主要以可换圆柱销、可换菱形销、定位心轴和支承钉来定位，靠六角厚螺母来夹紧。
首先在数控车床上，完成零件的外圆及端面加工；再在数控铣床上，完成零件端面上侧槽及顶部6-M12螺纹孔的加工；最后采用专用夹具以侧槽、底部圆环以及6-M12螺纹孔其中两孔定位进行外圆上Φ22孔的加工。
关键字：法兰盘，数控加工工艺，数控编程，夹具设计，仿真加工法兰盘工艺设计与数控加工0 引言0.1 概述本课题起源于装配制造业法兰盘工艺设计与数控技术，通过此次毕业设计，可以初步掌握对中等复杂零件进行数控加工工艺规程的编制，学会查阅有关资料，能合理编制数控加工过程卡片、数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片、数控编程等工艺文件，能合理的确定加工工序的定位与夹紧方案。
能使用AutoCAD正确绘制机械零件的二维图形，能通过使用UGNX7.0软件对零件进行三维图的绘制，可以提高结构设计能力及建模能力。
编写符合要求的设计说明书，并正确绘制有关图表。
在毕业设计工作中，学会综合运用多学科的理论知识与实际操作技能，分析与解决设计任务书中的相关问题。
在毕业设计中，综合运用数控加工刀具和数控工艺、工装夹具的设计等专业知识来分析与解决毕业设计中的相关问题。
编号：LN/JSS-Z-4-150设计计算书名称：美标楔式闸阀型号：Z40H-150Lb口径：NPS 4"编制：审核：批准：浙江力诺阀门有限公司目录：1.阀体壁厚验算T12.阀座密封面上总作用力及计算比压M13.阀杆强度验算G1-14.阀杆头部强度验算G35.阀杆稳定性验算G46.闸板厚度验算B17.中法兰连接螺栓常温时强度验算S18.中法兰连接螺栓初加温时强度验算S29.中法兰连接螺栓高温时强度验算S310.阀体中法兰强度验算F111.阀盖强度验算I112.支架强度验算J213.手轮总扭矩及圆周力L114.填料压板强度验算Y115.阀杆螺母梯形螺纹强度验算W116.活节螺栓强度验算17.螺栓孔销轴剪切强度验算18.流量系数的计算19.附录型号4”Z40H-150Lb零件名称阀体材料牌号ASTM A216 WCB 计算内容壁厚零件名称阀座材料牌号ASTM A105计算内容密封比压结论qmf<q<[q] 故合格零件名称阀杆材料牌号ASTM A182 F6a 计算内容强度、操作力零件名称阀杆材料牌号ASTM A182 F6a计算内容强度、操作力结论 1. σL< [σL]，σy< [σy] ，τN< [τN] ,σ∑< [σ∑] 故合格。
2. 工作压力随工作温度而改变的比值比相应温度下材料许用应力改变的比值为大，故不进行高温核算。
零件名称阀杆材料牌号ASTM A182 F6a计算内容阀杆头部强度验算结论: 1. τ<[τ]，故合格。
2. 工作压力随工作温度而改变的比值比相应温度下材料许用应力改变的比值为大,故不进行高温核算.。
零件名称阀杆材料牌号ASTM A182 F6a 计算内容阀杆稳定性验算零件名称阀杆材料牌号ASTM A182 F6a计算内容阀杆稳定性验算结论: 1. λ<λ0不进行稳定性验算。
2. λ0<λ<λL，σy<[σy]为稳定性合格。
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。
阀门设计计算书目录1. 中法兰强度计算 (2)2. 闸阀力计算 (8)3. 闸板、阀杆拉断计算 (10)4. 闸板应力计算 (13)5. 压板、活节螺栓强度计算 (15)1.基本条件:公称通径DN50mm,公称压力PN1.6MPa,阀体材料CF8,闸板材料CF8,阀杆材料0Cr18Ni9,密封面材料CF82.中法兰计算2.1输入参数2.1.1基本参数:口径（DN）=50mm压力等级（CLASS）=150LB阀种（TYPE）=闸阀设计温度（T0）取常温380C。
设计压力（P）按GB/T1224-2005取值15.3 kgf/cm2法兰许用应力（FQB）按ASME第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表1A，乘以铸件系数0.8取值138MPa (14Kgf/mm2)螺栓许用应力按GB/T 3098.6-2000 表2抗拉强度为700MPa，根据钢铁材料手册不锈钢卷提供的抗拉许用应力安全系数取3--4，取n=3.5。
抗剪许用应力是抗拉许用应力的0.5--0.8，取0.7。
所以抗剪许用应力为：[ τ ]=700MPa÷3.5×0.7=140MPa=14.29kg f/mm2垫片密封压力，按ASME 第Ⅷ卷(2004版),取值Y=7.03,垫片系数取值M=3.00垫片宽度N=4.5mm, 垫片外径D=98mm,斜度高度H=16.6mm, 壁厚G0=6.5mm, 根部厚G1=G0+H/5=9.82mm法兰内径BB=50mm, 法兰外径A=165mm,螺栓中心距C=125mm,法兰有效厚度T=16mm 螺栓公称直径d=3/4”,螺栓数量n=42.1.3法兰形状系数2.1.3.1法兰斜度修正系数f根据按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P304图2-7.6查得,取F=1.002.1.3.2一体形法兰计算系数F按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P302图2-7.2,取FF=0.880 2.1.3.3 一体形法兰计算系数V按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P302 图2-7.3,取V=0.4102.2计算说明2.2.1考虑腐蚀余量1mm后的参数调态（法兰计算尺寸）中腔直径BB =BB+2=52mm,壁厚G0=G01-1=5.5mm,根部厚G1=G1-1=8.82mm2.2.2垫片有效宽度B,按ASME 第Ⅷ卷第一册(2004版)P300表2-5.2,B=4.5mm2.2.3垫片压紧力作用中心圆直径G=D-2B=98-2×4.5=89mm2.2.4法兰根部应力修正系数f=12.2.5系数G1/G0=9.82/6.5=1.512.2.6系数H/H0=H/（BB×G0）1/2=16.6/(50×5.5) 1/2=12.2.7系数K=A/BB=3.32.2.8系数U=[K2（1+8.55246lgk）-1]/ [1.36136(K2-1)(K-1)]=[3.32×（1+8.55246lg3.3）-1]/ [1.36136×(3.32-1)×(3.3-1)]=1.8792.2.9系数Y=[0.66845+5.7169 K2 lgK/ (K2-1)]/ (K-1)=[0.66845+5.7169×3.32 ×lg3.3/ (3.32-1)]/ (3.3-1)=1.7102.2.10系数Z=（3.32+1）/(3.32-1)=1.2022.2.11系数TT=[K2（1+8.55246lgk）-1]/ [(1.04720+1.9448 K2) (K-1)]=[3.32×（1+8.55246×lg3.3）-1]/ [(1.04720+1.9448×3.32)×(3.3-1)]=1.6892.2.12系数L=[T×FF（BB×G0）1/2+1]/TT+T3/[U×（BB×G0）1/2/V]=[16×0.88×（52×5.5）1/2+1]/1.689+163/[1.879×（52×5.5）1/2/0.41]=194.422.2.13内压力产生的全载荷HH=π×G2×P/400=π×892×15.3/400=951.35N2.2.14 使用状态下，需要的最小垫片压紧力（HP）HP=π×B×G×M×P/50=π×4.5×89×3×15.3/50=1154.45N2.2.15使用状态下，需要的最小螺栓载荷Wm1(WM1)WM1=HH+HP=951.35+1154.45=2105.8N2.2.16紧固状态下，需要的最小螺栓载荷Wm2(WM2)WM2=π×B×G×Y=π×4.5×89×1.710=2150.44N2.2.17使用状态下，需要的最小螺栓有效截面积Am1(AM1)AM1=WM1/BQB=2105.8/14.29=147.36mm22.2.18紧固状态下，需要的最小螺栓截面积Am2(AM2)AM2=WM2/BQB=2150.44/14.29=150.49 mm22.2.19需要的最小螺栓有效截面积（AM），取AM1，AM2中的最大值,即AM=150.49 mm2 2.2.20实际使用螺栓总有效截面积AB=BS×N=230.75×4=923 mm22.2.21使用状态螺栓载荷WO=WM1=2105.8N2.2.22紧固状态螺栓载荷WG=(AM+AB)×BQB/2=(150.49+923)×14.29/2=7670.06N2.2.23内压力作用于法兰内径截面的载荷HHD=π×BB2×P/400=π×522×15.3/400=32.94N2.2.24垫片载荷HHG=WO-HH=2105.8-951.35=1154.45N2.2.25内压力产生的全载荷与内压力作用于法兰内径截面的载荷之差HHT=HH-HHD=951.35-32.94=918.41N2.2.26螺栓中心至HHD作用点的距离HD=（C-BB）/2-0.5G1=(125-50)/2-0.5×9.82=32.59mm2.2.27 螺栓中心至HHG作用点的距离HG=（C-G）/2=（125-89）/2=18mm2.2.28螺栓中心至HHT作用点的距离HT=[（C-BB）/2+HG]/2=[（125-52）/2+18]/2=27.25mm2.2.29内压力作用于法兰内径截面的弯矩MD=HHD×HD=32.94×32.59=1073.51N.mm2.2.30垫片载荷所需的弯矩MMG=HHG×HG=1154.45×18=20780.1N.mm2.2.31HHT产生的弯矩MT=HHT×HT=918.41×27.25=25026.67N.mm2.2.32使用状态下，作用于法兰的全弯矩M0=MD+MMG+MT=1073.51+20780.1+25026.67=46880.28 N.mm2.2.33紧固状态下，作用于法兰的弯矩（MG）MG=WG×（C-G）/2=7467.81×(125-89)=268841.2N.mm2.2.34法兰轴向应力计算内径当BB<20×G1且F1≥1，SS=BB+G0=50+6.5=56.5mm2.2.35使用状态法兰轴向应力QH0=F×MO/（L×G12×SS）==1×46880.28/（194.42×9.822×56.5）=0.044Kgf/mm2≤FQB 合格2.2.36使用状态法兰径向应力QR0=[1.33T×FF/(BB×G0) 1/2+1]×M0/(L×T2×BB)=[1.33×16×1/(52×6.5) 1/2+1]×46880.28 /(194.42×162×52)=0.039 Kgf/mm2≤FQB 合格2.2.37使用状态法兰周向应力QT0=Y×M0/（T2×BB）-Z×QR0=1.71×46880.28/（162×52）-1.202×0.039 =5.975Kgf/mm2≤FQB 合格2.2.38使用状态合成应力Q00=（QH0+QR0）/2=（0.044+0.039）/2=0.0415 Kgf/mm2≤FQB 合格Q01=（QH0+QT0）/2=（0.044+5.975）/2=3.01 Kgf/mm2≤FQB 合格2.2.39紧固状态法兰轴向应力QHG=F×MG/（L×G12×SS）= 1×268841.2/（194.42×9.822×619.5）=13.6 Kgf/mm2≤1.5FQB 合格2.2.40紧固状态法兰径向应力QRG=[1.33T×FF/(BB×G0) 1/2+1]×MG/(L×T2×BB)= [1.33×16×0.88/(52×6.5) 1/2+1]×268841.2/(194.42×162×52)=1.4 Kgf/mm2≤FQB 合格2.2.41紧固状态法兰周向应力QTG=Y×MG/(T2×BB)-Z×QRG=11.88 Kgf/mm2≤FQB 合格2.2.42紧固状态合成应力QG0=（QHG+QRG）/2=（13.6+8.71）/2=11.16 Kgf/ mm2≤FQB 合格QG1=（QHG+QTG）/2=（13.6+6.49）/2=10.05 Kgf/ mm2≤FQB 合格2.2.43螺栓应力BOLT=0.0703π×CLASS×D2/4AB=0.0703π×600×6482/(4×27561.36)=505 Kgf/ cm2≤633 Kgf/mm2合格2.2.44 垫片最小有效宽度N-MIN=AB×BQB/（2π×G×Y）= 27561.36×17.6/（2π×631.28×4.869）≤22 合格3.闸阀力的计算Fm=π(d1+w)×w×q=π(48+10)×10×7.14=13003.368N3.1.2密封面比压SaSa=[ (d1+w) 2×P]/（4d1×w）=[ (48+10) 2×1.6]/（4×48×10）=2.8MPa≤250 MPa (250MPa为STL.6的许用密封比压)3.2压紧力F t计算3.2.1关闭时闸板上的轴向力F1：θ：闸板楔半角θ=50υ：密封面摩擦角取u=0.2 υ=tg-10.2=11.30°F1= F J tg(θ+υ)= 1815972.7×tg(2.86660+11.30)=487533.8N3.2.2介质作用于阀杆的轴向力阀杆直径d=18mmF2=（π/4）d2×P=（π/4）×182×1.6=406.944N3.2.3阀杆与填料的摩擦力F3：杆与填料摩擦系数u1=0.1; 填料总高h=39mmPp:压套作用于填料的面压力Pp=25MPaF3= u1πdhPp=0.1×π×70×53.9×25=29618.1NF t=F1+F2+F3=487533.8+39272.8+29618.1=529424.6N3.3扭矩的计算3.3.1阀杆与阀杆螺母的摩擦的扭矩T1阀杆螺纹中径d m=65.616mm,阀杆螺纹导程l=16.93mm阀杆螺纹升角β=arctg(l/πd m) =arctg[16.93/(π×65.616)]=4.70°按《阀门设计》表9-5摩擦系数u2=0.15摩擦角ρ=arctg(u2) =arctg(0.15)=8.53°摩擦半径R FM=d M/(2tg(β+ρ))=d m(l+u2πd m)/[2(πd m+u2.l)]=65.616×(16.93+0.15×π×65.616)/ [2×(π×65.616+0.15×16.93)]=7.525mmT1=Ft×R FM/1000=529424.6×7.52/1000=3984N.m3.4阀杆强度计算[σ]：阀杆许用应力，对ASTM A182 F6a即1Cr13阀杆调质200~230HB，根据ASTM A370，σb=650 ~760MPa,取[σ]=σb /3=217MPa阀杆螺纹小径ds=61.47mm阀杆压应力σ=4×Ft/（π×ds×ds）=4×529424.6/（π×61.47×61.47）=178.5MPa σmax =0.5×σ×(1+sqrt(1+16×tg(β+ρ)×tg(β+ρ)))=0.5×178.5×(1+sqrt(1+16×0.195× 0.195))=202.4 MPa≤[σ] 合格阀杆平均直径下的截面积S gS g=π/4×[（d m + d i）/2 ]2=π/4×[（65.616+ d61.47）/2 ]2=3165.3 mm2 P L=S g.σb=3165.3×650=2057445.0N4.1.1I-I断面的拉断力PI-I截面的面积S I =3696.9mm2P I =S I .σb =3696.9×650=2402985.0N4.1.2Ⅱ-Ⅱ断面的剪切力τIIⅡ截面的剪切面积S II=4620mm2τII =2×S II×0.6×σb=2×4620×0.6×650=3603600N 4.1.3 I-I截面的安全系数n I =P I /P L=2402985.0/2057445.0=1.17≥1.1合格4.1.4Ⅱ-Ⅱ断面的安全系数n II =τII /P L=3603600/2057445.0=1.94≥1.5合格闸板头部示意图截面为2ד┫”的拉断计算(见下图)截面为2ד┫”形的闸板梯形槽示意图闸板材料抗拉强度，按ASME 第Ⅱ卷D（2004版）篇表1A，闸板材质WCB(20)取σb=485 MPa4.2.1I-I断面的合成力P We1=(aH2+bd2)/(2×(aH+bd))= (170×55.82+99×502)/[2×(170×55.8+99×50)]=26.91mme2=H- e1=55.8-26.91=28.89mmh= e1-d=26.91-50=-23.09mm惯性矩J X=[B.e13/-bh3+a.e23]/3={269×29.893/[-99×(-23.09)3+]a.e23}/3=3519937.7 mm4力臂L=(C-A)/4+e2=(85-51)/4+28.89=37.39mm截面模量w X 1=J X /e2=3519937.7/28.89=121839.3mm3I-I断面的面积S I =bd+aH =99×50+170×55.8=14436mm2P W=2σb/(L/w X 1+1/S I)= 2×650/(37.39/121839.3+1/14436) =2578752.3N4.3Ⅱ-Ⅱ断面的剪应力Ⅱ-Ⅱ断面的面积S II=（N-M）.B=（88-45）×269=7310mm2P T= 2×S II×0.6×σb=2×7310×0.6×650=4254420N4.4I-I断面的安全系数n I=P w/P L=2578752.3/2057445=1.36≥1.05合格4.5Ⅱ-Ⅱ断面的安全系数n II=Pτ/P L=4254420/2057445=2.17≥1.65合格5.闸板应力计算5.1闸板的应力闸板应力计算示意图设计压力P=10.21MPa;通道半径a=232mm;闸板中轴半径b=150mm;闸板单板厚h=48mm 泊松比v=0.3闸板材料应力强度值，根据ASME第Ⅱ卷D篇(2004版)表2A材质为WCB取S m=161MPa5.2简支，内周边固定（垂直方向可移动），沿内周作用分布载荷A11=1/2×{ (1-v)×a2/[(1+v)a2+(1-v)b2]}[1-(1+2lna/b)(a2/b2)]=1/2×{ (1-0.3)×2322/[(1+0.3) ×2322+(1-0.3) ×1502]} ×{1-[1+2ln(232/150)] ×(2322/1502)} =-0.77B11=2b2/[(1+v)a2+(1-v)b2] [(1+v)lna/b+1]=2×1502/[(1+0.3) ×2322+(1-0.3) ×1502] [(1+0.3) ×ln(232/150)+1]=0.82σ11=3b2P/4h2{2(1+v)(A11+lna/b-(1-v)(1-B11a2/b2)}=3×1502×10.21/4×482×{2×(1+0.3) ×(-0.77+ln(232/150)-(1-0.3) ×[1-0.82×(2322/1502)]} =144.74MPa≤S m合格5.3简支，内周边固定（垂直方向可移动），受均布连续载荷A15=1/4{a2/[(1+v)a 2+(1-v) b2]}{(3+v)a2/b2+(1-v)[(4lna/b+3) a2/b2-2]}=1/4×{2322/[(1+0.3) ×232 2+(1-0.3) ×1502]} ×{(3+0.3) ×2322/1502+(1-0.3)×[(4×ln(232/150)+3) × 2322/1502-2]}=8.05B15= b2/[(1+v)a 2+(1-v) b2]{(3+v)-[(5+v)+4(1+v)lna/b] b2/a2}=1502/[(1+0.3)×232 2+(1-0.3) × 1502] ×{(3+0.3)-[(5+0.3)+4(1+0.3)×ln(232/150)]×1502/2322}=0.04σ15=3Pa2/8h2{(3+v) b2/a2+4(1+v)( A15+lna/b) b2/a2-(1-v)( 2b2/a2+ B15×a2/b2)} =3×10.21×2322/8×482{(3+0.3) ×1502/2322+4(1+0.3)( 8.05+ln(232/150)) ×1502/2322-(1-0.3)( 2×1502/2322+ 0.04×2322/1502)}=90.11MPa≤S m总计算应力:σ0=〡σ11〡+〡σ15〡=144.74+90.11=234.85MPa≤1.5S m5.4中腹厚t密封面平均直径C=476mmt=[sqrt(1.24×10.21/ 161)]×476=66.7mm故闸板中腹厚取67mm6.压板与活节螺栓的计算6.1活节螺栓的计算压板与活节螺栓计算示意图填料函直径D S=95.4mm;阀杆直径ds=70mm,活节螺栓孔距L=220mm压套作用于填料的面压力取Pp=25MPa螺栓的许用应力σ1：按ASME 第Ⅱ卷(2004版)材料D篇表3，螺栓材质B7,取σ1=17.6 kgf/mm2. 螺栓内径d so={[(Ds2-ds2).Pp]/(2σ1)}1/2={[(95.42-702) ×25]/(2×17.6)}1/2=17.47mm 故选取1-8活结螺栓.6.2压板计算压板外圆D=134mm;压板内孔直径d 1=74mm压板应力强度值根据ASME第Ⅱ卷D篇(2004版)表2A,材质为WCB(20),取S m =161 MPa由高使用压力决定的载荷P YP Y=(π/4)（(Ds2-ds2).Pp=(π/4) ×（(95.42-702) ×25=82447.8N压板厚度h={6P Y.L/[5(D-d 1) S m]}1/2={6P Y×220/[5×(134-74) ×161]}1/2=47.5mm 实际厚度为52mm,合格.6.3销轴计算销轴剪应力τ=110.4MPa销轴直径d s= [P Y/(π.τ)] 1/2=[82447.8/(π×110.4)] 1/2=15.42mm实际直径为20mm,合格.计算: 日期:校核: 日期:批准: 日期:。
