蝶阀蝶板整体设计计算书样本
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文章编号:100225855(2007)0420011203作者简介:杨建宁(1981-),男,浙江省宁波市人,助理工程师,从事阀门设计工作。
三偏心蝶阀蝶板锥形密封面几何参数的计算杨建宁(宁波埃美柯铜阀门有限公司,浙江宁波315020) 摘要 论述了三偏心蝶阀蝶板锥形密封面的几何参数关系,介绍了应用Excel 提供的公式和函数功能对其中的数据进行各种分析处理的方法。
关键词 金属硬密封蝶阀;三偏心蝶阀;Excel ;蝶板 中图分类号:TH 134 文献标识码:AG eometrical parameter relationship of trim ofthree 2eccentricity butterfly valveYAN G Jian 2ning(Ningbo AMICO Copper Valves MF G INC ,Ningbo 315020,China )Abstract :This essay is to introduce geometrical parameter relationship of seal pair of three 2eccentricity Butterfly valve and to free people from computing by excel.K ey w ords :Metal hard Seated Butterfly Valve ;Three 2eccentricity Butterfly Valve ;Excel ;disc 1 概述三偏心蝶阀的密封副为锥形面。
其蝶板锥顶角2θ、密封圈椭圆长轴和短轴及整个密封圈的大端椭圆、中性面椭圆和小端椭圆之间的几何数学关系式可利用Excel 的公式和函数功能进行计算,既能节省手工计算的时间,又能减少误差。
图1 蝶板2 结构参数选择211 蝶板结构 沿蝶板(图1)厚度的平行截面建立方程。
以顶角为2θ的圆锥顶点O 为原点,圆锥轴线为Z 轴建立三维坐标系。
编号:201505设计计算书名称:气动调节软密封蝶阀型号:D643F公称通径:150mm公称压力:1.6Mpa编制:张平审核:张晓军批准:张国立上海广莱宝阀门有限公司2015年5月22日I目录T (1)计算内容壁厚1M (2)计算内容密封面上计算比压8计算内容阀杆力矩 (3)计算内容阀杆强度验算 (5)计算内容蝶板厚度计算 (7)计算内容蝶板强度验算 (8)计算内容流量系数的计算 (10)附录 (11)I1零件名称 阀体 材料牌号 WCB 计算内容 壁厚 1T序 号 计算数据名称 符号 式中符号公式 单位 计算数据 1 计算壁厚 SB ’ []2.3L PN DNC Pσ+-mm 4.3 2 计算压力 PN 设计给定 Mpa 1.6 3 计算内径 DN设计给定mm 150 4许用拉应力[]L σ查《实用阀门设计手册》表3-3Mpa 82 5 腐蚀余量 C 设计给定 mm 3 6 实际壁厚 SB设计给定mm12结论:1.SB ≥SB ’,故合格。
2.管路附件温度压力级是根据材料相应温度下的许用应力制定的,故不进行高温核算。
零件名称阀座材料牌号304M计算内容密封面上计算比压82q< q<[]q故合格。
结论MF型号150D643F-16C零件名称阀杆材料牌号2Cr13计算内容阀杆力矩34型号150D643F-16C零件名称阀杆材料牌号2Cr13计算内容阀杆强度验算5σ<[]LσNτ<[]Nτ故合格。
结论L6零件名称蝶板材料牌号304计算内容蝶板厚度计算0.257零件名称蝶板材料牌号304计算内容蝶板强度验算89型号150D643F-16C计算内容流量系数的计算10附录1.设计计算引用资料:《实用阀门设计手册》机械工业出版社——2007.9《阀门设计手册》杨源泉——19922.管线中应安装安全阀等安全泄压设备以确保使用压力不超过使用温度下的最大允许工作压力的1.1倍。
11。
编号:设计计算书名称:三偏心硬密封蝶阀型号:D343H公称通径:150mm公称压力:1.6Mpa编制:________________审核:________________批准:________________XXXX阀门有限公司二OO九年十二月I目录T (1)计算内容壁厚1M (2)计算内容密封面上计算比压8计算内容阀杆力矩 (4)计算内容阀杆强度验算 (6)计算内容蝶板厚度计算 (8)计算内容蝶板强度验算 (9)计算内容流量系数的计算 (11)附录 (12)I1零件名称 阀体 材料牌号 WCB 计算内容 壁厚 1T序 号 计算数据名称 符号 式中符号公式 单位 计算数据1 计算壁厚 SB ’ []2.3L PN DNC Pσ+-mm 4.3 2 计算压力 PN 设计给定 Mpa 1.6 3 计算内径 DN设计给定mm 150 4许用拉应力[]L σ查《实用阀门设计手册》表3-3Mpa 82 5 腐蚀余量 C 设计给定 mm 3 6 实际壁厚 SB设计给定mm12结论:1.SB ≥SB ’,故合格。
2.管路附件温度压力级是根据材料相应温度下的许用应力制定的,故不进行高温核算。
2零件名称 阀座 材料牌号 WCB计算内容 密封面上计算比压8M序 号 计算数据名称 符号 式中 符号公式 单位 计算数据 1 密封面上总作用力 MZ Q MZ MF Q +QN37799 2 密封面上介质作用力MJ Q ()2MN M πD +b P 4N 26179 3 密封面内径 MN D 图示,设计给定 mm 142 4 密封面外径 MW D图示,设计给定 mm 146.67 5 密封面与球面接触半角 α图示,设计给定 72 6 阀座密封面宽度 M b 设计给定 mm 2.335 7 设计压力 P设计给定Mpa 1.6 8 密封面上密封力 MF Q ()22M MW MN MF πf D -D 1+q tan α4⎛⎫ ⎪⎝⎭N 11620 9密封面磨擦因数M f查《实用阀门设计手册》表3-260.3310 密封面必须比压 MF q查《实用阀门设计手册》表3-13 Mpa10 11 密封面计算比压 q()MZMW MN M Q D +D πb sin αMpa 18.77 12密封面许用比压[]q查《实用阀门设计手册》表3-14Mpa150结论 MF q < q<[]q 故合格。
计算内容:阀杆强度计算产品 型号D343H-16C简图:公称通径DN700 公称压力 PN16零件 图号700D343H-16C-02名称 阀杆 材料20Cr13序 号 项目 符号式中 符号公式或索引 数据单位 1蝶阀阀杆总力矩DMdj T c M M M M M M ++++6993809.863N.mm2 密封面间摩擦力矩M M224Rh f Rb q M M M +3367709.863 N.mm3 密封面必须比压 Mq见表3-13 5 Mpa 4 蝶板密封半径 R 设计给定335 mm 5 密封面的接触宽度 M b 设计给定10 mm6 密封面间的摩擦因数Mf金属0.15,橡胶0.30.15 7 阀杆与蝶板中心的偏心距h设计给定8mm 8 阀杆轴承的摩擦力矩CM2/F C C d f F3461850N.mm 9 作用在阀杆轴承上的载荷CFN 10 当蝶板处于密封状态时4/2p D π615440 N 11 蝶板直径D设计给定670 mm 12轴承摩擦系数fc0.1525 密封填料的摩擦力矩TM2F Td F164250 N.mm26 阀杆与填料的摩擦力F Tpb d T F ψ4380 N 27 系数 ψ查表3-15(按h T /b T )3.6528 阀杆直径 d F 设计选定 75 mm 29 填料宽度 b T 设计选定 10 mm 30 填料深度 h T设计选定7 mm 26 静水力矩J M 当阀杆垂直安装时为00 N.mm 27 动水力矩(最大值通常在α=60°~80°范围内) dM/20/1022214V gH HD g +-⨯-ξξαλα0 N.mm 29 阀杆计算的扭应力 Nτ M/(0.2d 3)82.89Mpa30阀杆材料扭转剪切应力[]N τ查表3-7145 Mpa结论:Nτ<[]N τ,合格。
蝶阀的设计与计算
一、压力值和阀瓣相对厚度的计算
在阀门的关闭过程中,由于水锤作用而在阀前产生一个压力升值△p : △p =(0.004×Q )/(A ×t ) (kgf/cm 2)
其中:Q-流量m 3/h
A -管径的截面积,m 3
T -关闭时间,sec
阀瓣的相对厚度是指阀瓣中心处厚度与通径之比,即:
b/D=0.054×H 1/2
其中,b -阀瓣中心处的厚度,cm
D -通径,cm
H -计算升压在内的最大静水头
H =10×(Pg +△p ) (m )
常取 b/D=0.15~0.25
计算图示
受力图
二、阀瓣作用力和力矩的计算
1,静水作用力:仅在关闭时阀后没有压力时产生
P jg =ΠD 2rh/4 (kg )
其中r 为介质比重,对于水,r =1
2,静水力矩:仅在关闭阀门时阀杆处于水平位置时存在
M jg =ΠD 4rH/64 (kg ·m )
若有旁通装置时,开启前应先打开旁通阀,使阀后充水,则静水力矩相应降低 3,动水作用力
P d =2202929D H V H
⨯⨯-+εελϕϕ
(kg )
其中ε0为全开时阻力系数,ε
ψ为开度ψ时的阻力系数,λψ为开度ψ角时的动水力系数,g 为9.81m/sec 2,V 流速m/sec
4.动水力矩
M c =32022D H V gH
gm ⨯⨯+-εεϕϕ
(kg ·m )
其中m ψ为开度ψ时的动水力矩系数
阻力系数、ε表、λ表、m 表如下:。
DN100~3000锥面不锈钢多层次硬密封蝶阀设计给定的密封面轴向宽度bm (mm)PN DN100125150200250300350400 1334445561.6334445562445556672.5445556674556678910PN DN9001000120014001600180020002200 111121314151617181.612131415161718222141516182022242.51516202442224不锈钢密封面必需比压qMF (Mpa)PN DN10012515020025030035040018.228.227.127.127.12 6.36 6.36 5.811.69.319.318.068.068.067.217.21 6.5828.708.707.787.787.787.107.10 6.572.59.499.498.498.498.497.757.757.17410.6110.619.689.688.968.397.917.50PN DN90010001200140016001800200022001 4.29 4.11 3.95 3.80 3.67 3.56 3.45 3.351.6 4.66 4.47 4.31 4.16 4.03 3.91 3.80 3.442 4.65 4.49 4.35 4.10 3.89 3.71 3.552.5 4.90 4.74 4.243.874 5.06 4.84计算公式:QMF=[(35+PN*10)/(bm/10)1/2]/10 (Mpa) 式中:bm__密封面轴向宽度( 蝶阀阀座最小流道直径dn (mm) (PN DN10012515020025030035040094119144190230280325375PN DN9001000120014001600180020002200870970116013601560176019602140阀座密封面平均直径dp (mm)PN DN100125150200250300350400 194.5119.5144.7190.7230.7280.9325.9376.11.694.5119.5144.7190.7230.7280.9325.9376.1294.7119.7144.9190.9230.9281.1326.1376.22.594.7119.7144.9190.9230.9281.1326.1376.2494.9119.9145.1191.1231.2281.4326.6376.8PN DN9001000120014001600180020002200 1871.9972.11162.31362.51562.61762.81963.02143.21.6872.1972.31162.51362.61562.81763.01963.22143.92872.5972.61162.81363.21563.51763.91964.22.5872.6972.81163.51364.24873.9974.2计算公式:dp=dn+bm*tg10° (mm) 式中:dn__阀座最小直径 (mm) b作用在密封面上的介质静压力QMJ (N)PN DN100125150200250300350400 170181122116446285644180361964834091110711.6112291795426314457026688599142133454177714214089225093297257233837341240831669982223502.5176112813641215715421046671551042087472779384282824515066105114678167979248789335080445952PN DN9001000120014001600180020002200 15971237422101061015145795419178362440661302642836074951.69557831187967169813923333313069230390583948431565775791211956951486037212396229189283840002488718360604712.51495223185821926581753654326423991292981780计算公式:QMJ=π/4*d2*PN (N) 式中:d__密封面平均直径 (mm)密封面上的介质密封力QMF (N)PN DN100125150200250300350400 13856487668178984108681479317163216961.64371552677261018112317167661945224589254536892932612287148621981922992286562.5594875191017413404162132162125082312614832910523139481837224016312463846146771PN DN9001000120014001600180020002200 16811479317987061200741425491660831906342141661.680645935801161071408781668721940402223362684272939771084441339001664922012922381702770162.51061401222051634132098894160905187359计算公式: QMF=π*d*bm*tg10°*(1+fm/tg10°)*qMF*1.4 (N) 式中: d__密封面平均直 bm__密封面轴向宽度 (mm) fm__摩擦系数,不锈钢密封面取0.2。
电动蝶阀DN2800计算书铁岭大沃阀门(集团)有限公司D943X-2.5QDN2800(BS日式公式计算)电动蝶阀计算书铁岭大沃阀门(集团)有限公司二O一O年十月十五日目录1.启闭力矩计算 (1)2.阀轴强度计算 (6)3.轴套强度计算 (7)4.销轴强度计算 (8)5.阀体壁厚计算 (9)6.蝶板强度计算 (10)7.参考资料 (17)D943X-2.5Q DN2800 电动蝶阀设计计算设计参数:公称直径: DN2800 mm 公称压力: 0.25MPa阀体试验压力: 0.375MPa密封试验压力: 0.275MPa 管内最高流速: <5m/s1. 启闭力矩计算:1.1 蝶板在全关位置的开阀力矩 1.1.1.密封比压q m = ——————— ﹝1.1﹞公式引自阀门设计 q m == 0.911 MPab m ——密封面宽度5(㎜) P ——公称压力0.25 (MPa) 1.1.2密封力矩Mm=4q m R b m f m (h 2+R 2)1/2 ————﹝1.2﹞公式出处同公式(1.1)mb p*+6.04525.06.04*+=4×0.911×1373.5×5×0.9×(2102+1373.52)1/2×10-3=31294 (Nm)R=1373.5(㎜) f m ——摩擦系数 0.9 h ——门轴距离210(㎜)1.1.3偏心力矩M p = ————﹝1.3﹞公式出处同公式(1.1)M P ==36926 N.mD ——公称直径2800(㎜) P ——公称压力0.25(MPa) h 2——二次偏心6×10-3m1.1.4轴承、填料等摩擦力矩M T = ————﹝1.4﹞公式引自日本久保田计算书M T = =62016 N.md ——阀轴直径 260(㎜) μ——摩擦系数 0.31.1.5.静水力矩 (仅适用于卧式安装)414.322Ph D *410625.0280014.332-****μπ∙∙242d P D 32103.0226025.028004-X X XX πMj=49D4×10-11=49×28004×10-11=30118 N.m1.1.6总的开阀力矩Mz= M m+M P+M T+M j=31294+36926+62016+30118 =160354 N.m2.阀轴强度计算2.1设计参数D—公称通径D=D N=2800mm P—公称压力P=P N=0.6Mpad — 设计预定轴颈d=260mm l — 轴承长度 l=1.5d=390mm C — 阀体与蝶板间隙C=60mm a — a=l/3=130mm X — x=c+a=60+130=190mm阀轴材质:2Cr13调质,材质的屈服强度σs =450Mpa 许用剪切应力 ﹝τ﹞=(0.5~0.6)[σ] ﹝τ﹞=s4σ=112.5 Mpa 2.2阀轴承受弯矩MM=Q*x=21***24D P x π———— ﹝2.1﹞公式引自日本久保田计算书所以:M=8πx(2800/1000)2x0.25x106x160/1000=123151 N.m2.3弯扭合成力矩M ⅢM Ⅲ﹝2.2﹞公式出处同公式(2.1)式中M Ⅲ N.m 2.4阀轴轴颈计算d 2.3﹞公式出处同公式(2.1) 式中M Ⅲ—弯扭合成力矩 ﹝τ﹞—材料许用剪切应力所以d 209mm =经过圆整取d=260mm 3轴套强度计算规格260-390 材料FZ —2 3.1轴套承受压力F=24D P π————————————————(3.1) 式中 D — 公称通径D=DN=2800mmP — 最高使用压力P=0.66Mpa 所以F=4πx(2800x10-3)2x0.66x106=4061904 N 3.2轴承承受力面积SS=l*d ———————————————(3.2) 式中l —轴套长度l=1.5d=390mm d —阀轴直径d=260mm 所以S=390x10-3x260x10-3=0.1014m 2 3.3轴套所受挤压力PmPm=2FS———————————————(3.3)《材料力学》P 64 所以Pm=6406190420.101410⨯⨯=20.3 MPa因为〔Pm 〕=70 MPa所以Pm <〔Pm 〕轴套强度满足要求 4锥销强度计算规格65X495 锥度1:50材料2Cr13 ﹝τ﹞=112.5 Mpa 4.1锥销的受剪面积A 4.1.1 B —B 断面面积A B 如图24B B A d π=267.335574B A π=⨯= mm24.1.2 C —C 断面面积A C 如图24B B A d π=272.441164B A π=⨯= mm24.1.3锥销的受剪面积A A = A B +A C =3557+4116 =7673 mm 2 4.2锥销的剪应力τ τ=2F T A n d A n⨯= T ——阀轴所受的扭矩 160354 N.m n ——锥销个数 3A ——锥销的受剪面积 7673 mm 2 τ=122160354260107673103--⨯⨯⨯⨯⨯ = 53.6 MPa τ=53.6 MPa <[τ]=112.5 MPa 锥销强度满足要求。
PF51.6:A41(IV )2004年8月A41型1费希尔A41系列高性能蝶阀目录前言手册内容范围.......................................................1应用场合..............................................................2执行机构..............................................................2附件 (2)选择阀体部件阀体规格..............................................................3阀体结构材质与温度极限 (5)选择执行机构1035型执行机构 (6)选择附件FIELDVUE 数字式阀门控制器............................113710和3720型阀门定位器..............................12其它附件 (12)参考信息流量系数............................................................14其它计算等式的转换.........................................17外形尺寸............................................................18近似重量............................................................21订购信息 (22)前言手册内容范围本产品简介只包括一些比较常用的产品材质、尺寸、选项、以及附件。
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