蝶阀设计计算书
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图号零件名称
计算内容序号数据名称符号
公式结果单位1公称压力P N 设计给定4Mpa
2公称通径D N 设计给定
200mm 3介质温度设计给定20℃4介质密度ρ设计给定1000kg/m 3
5介质流速V
设计给定
3m/v 6密封面宽度bm 设计给定
4mm
7蝶阀类型设计给定卧式
8蝶板直径D 设计给定80mm 9阀杆直径d f 设计给定20mm 10阀流阻系数ζ
V
查表确定
159911阀前后压差0.73423Mpa 12动水力矩系数Ct 查表确定0.00113动水力矩Td
375.928Nmm 14摩擦力矩Tb (μb =0.3)11072Nmm
15密封比压Ps 0.5P N 2Mpa 16
密封力矩
Ts
3225.6Nmm
(卧式蝶阀)
Nmm 0 (立式蝶阀)Nmm
10#
17静水力矩
Th 19.7041
蝶阀阀杆零件设计计算书
阀杆
阀杆设计与强度校核材料牌号P
D 6
2
102-⋅⋅⋅g
v V ρζp
D Ct D ⋅⋅3b
df p D μπ⋅⋅D ⋅⋅2422
603.0D bm P S ⋅⋅10006410004
⋅⎪
⎭
⎫
⎝⎛⋅⋅⋅D g πρ。
目录内容提要.................................................... I I Summary................................................... I II 1绪论. (1)1.1液压传动的发展历史 (1)1.2我国液压传动发展情况 (2)1.3液压传动在机械行业中的应用 (3)1.4液压系统的基本组成 (4)1.5 液控蝶阀 (5)1.6设计方案简述 (7)2 液控蝶阀液压系统设计 (7)2.1 技术参数和设计要求 (7)2.2蝶阀安装方式选择 (8)2.3 工况分析 (9)2.4 负载循环图和速度循环图的绘制 (10)2.5液压系统原理图的拟定 (12)2.6 控制过程综述 (13)3 液压系统的计算和元件选型 (14)3.1液压缸主要尺寸的确定 (14)3.2液压泵的流量,压力的确定和泵规格的选择 (15)3.3液压泵匹配电动机的选定 (16)3.4 阀类元件及辅助元件的选择 (17)3.5 管道的确定 (20)4 液压缸的结构设计 (24)4.1 液压缸主要尺寸的确定 (24)4.2 液压缸的结构设计 (26)5 液压油箱的设计 (29)5.1 液压油箱有效容积的确定 (29)5.2 液压油箱的外形尺寸设计 (30)5.3 液压油箱的结构设计 (30)6 液压辅助元件的选择 (33)6.1 蓄能器的选择 (33)6.2 液位控制器的选择 (34)6.3 空气过滤器的选择 (34)6.4 温度计的选择 (34)6.5 压力表的选择 (34)6.6 回油过滤器的选择 (34)6.7 液压工作介质的选择 (34)7液压系统性能的验算 (35)7.1压力损失的验算 (35)7.2 系统温升的验算 (35)8 液压系统安装及调试 (36)8.1 液压系统安装 (36)8.2 调试运行 (36)8.3 液压系统污染的控制 (37)8.4 调试注意事项 (37)8.5 液压系统的维护及注意事项 (37)设计总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)内容提要本设计是对蓄能式液控蝶阀液压系统的设计和计算,运用了许多液压知识和机械设计原理,液控蝶阀是国内应用比较多的一种自动控制阀,如水轮机的进水阀,以及一些管道的自动开关阀。
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:。
目录内容提要IISummary III1绪论11.1液压传动的发展历史11.2我国液压传动发展情况21.3液压传动在机械行业中的应用31.4液压系统的基本组成41.5 液控蝶阀51.6设计方案简述72 液控蝶阀液压系统设计72.1 技术参数和设计要求72.2蝶阀安装方式选择82.3 工况分析82.4 负载循环图和速度循环图的绘制92.5液压系统原理图的拟定92.6 控制过程综述103 液压系统的计算和元件选型113.1液压缸主要尺寸的确定113.2液压泵的流量,压力的确定和泵规格的选择11 3.3液压泵匹配电动机的选定133.4 阀类元件及辅助元件的选择133.5 管道的确定154 液压缸的结构设计184.1 液压缸主要尺寸的确定184.2 液压缸的结构设计215 液压油箱的设计225.1 液压油箱有效容积的确定225.2 液压油箱的外形尺寸设计235.3 液压油箱的结构设计236 液压辅助元件的选择256.1 蓄能器的选择256.2 液位控制器的选择256.3 空气过滤器的选择256.4 温度计的选择266.5 压力表的选择266.6 回油过滤器的选择266.7 液压工作介质的选择267液压系统性能的验算267.1压力损失的验算267.2 系统温升的验算268 液压系统安装及调试278.1 液压系统安装278.2 调试运行278.3 液压系统污染的控制288.4 调试注意事项288.5 液压系统的维护及注意事项28设计总结29参考文献29致谢30内容提要本设计是对蓄能式液控蝶阀液压系统的设计和计算,运用了许多液压知识和机械设计原理,液控蝶阀是国内应用比较多的一种自动控制阀,如水轮机的进水阀,以及一些管道的自动开关阀。
本液压系统为蓄能式全液方式,不需要锤,减少了能量的消耗与空间,两个蓄能器,保障了辅助能源,应急动力的充分供给,并且保障了足够的容积,而且若一个有损坏,也可便于拆卸更换与维修。
蓄能式液压系统结构紧凑,可置于阀门联接架上或置于阀门附近,若客户需要,可用PLC进行自动控制,并可以与PC主机连接进行自动化远程控制。
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。
三偏心多层次蝶阀计算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 1597123742210106101514579541917836244066130264283607 4951.69557831187967169813923333313069230390583948431 5657757912119569514860372123962291892838400024887183606047 12.51495223185821926581753654326423991292981780计算公式:Q MJ=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:QM F=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。
2Item Revision1345介质气液水流量单位压力单位温度1Rev0水液体流量 Liquid Flow Rate (Q)Kg/h MpaGºT2Rev1污水气体流量 Gas Flow Rate (Q)l/m MpaAºC3Rev2除盐水饱和蒸汽流量 Steam Flow Rate (Q)m3/h Kg/cm2G4Rev3饱和蒸汽过热蒸汽流量 Vapor Flow Rate (Q)Nm3/h Kg/cm2A5Rev4过热蒸汽lb/h6Rev57Rev68Rev79Rev810Rev911Rev10121314151617181920212223242517 6789101113141516比重/摩尔密度管道尺寸及号阀体,阀盖类型尺寸SG1/2 Inch STD直通阀 Globe1/2 InchM3/4 Inch STD笼式阀 Globe3/4 Inch1 Inch, STD柱塞阀 Globe 1 Inch1-1/2 Inch STD角型阀 Angle1-1/2 Inch2 Inch, STD V型球阀 V-Ball 2 Inch2-1/2 Inch STD球阀 Ball2-1/2 Inch3 Inch, STD偏心旋转 e-Plug 3 Inch4 Inch, STD中线蝶阀 BFV 4 Inch5 Inch, STD两偏心蝶阀 Db-BFV 5 Inch6 Inch, STD三偏心蝶阀 Tri-BFV 6 Inch8 Inch, STD8 Inch10 Inch,STD10 Inch12 Inch,STD12 Inch14 Inch,STD14 Inch16 Inch,STD16 Inch18 Inch,STD18 Inch20 Inch,STD20 Inch17181920212223242526压力等级制造商型号阀体材质导向材料进口连接表面光洁度流向ANSI 150HES WCB304ANSI 150 RF Stock Finish上 UPANSI 300HEC WCC316ANSI 300 RF下 DOWNANSI 600HEAC WC6304L ANSI 600 RF正向 FORWARD ANSI 900V150WC9316L ANSI 900 RF反向 REVERSE ANSI 900V300304ANSI 900 RTJANSI 1500V500316ANSI 1500 RTJ8500304L8560316L85323327282930313234阀盖类型填料材质类型阀座尺寸行程流量特性平阀盖 Plain单四氟 PTFE V-型1/8 Inch1/2 Inch等百 EP延伸径 EXT1单石墨 Graphite层压型 Laminated3/8 Inch3/4 Inch快开 QO延伸径 EXT2双四氟 PTFE1/2 Inch 1 Inch线性 Linear双石墨 Graphite3/4 Inch1-1/8 Inch修改等百 Mod EP1 Inch1-1/2 Inch修改线性 Mod Linea1-1/2 Inch1-3/4 Inch2 Inch 2 Inch2-1/2 Inch 3 Inch3 Inch4 Inch4 Inch5 Inch6 Inch8 Inch10 Inch12 Inch14 Inch16 Inch18 Inch20 Inch3536373839404142434445464748495051平衡阀塞材料阀座材料阀笼材料阀杆材料Balance304304304304Unbalance316316316316304L304L304L304L316L316L316L316L修改线性 Mod Linear304-ST304-ST304-ST304-ST316-ST316-ST316-ST316-ST304L-ST304L-ST304L-ST304L-ST316L-ST316L-ST316L-ST316L-ST525354555657585960616263执行器类型制造商型号尺寸开关/调节弹簧动作动作方向气动薄膜 Spring & Diaphragm HAD65730是 Yes阀开 Open阀开 Open 双作用气缸型 Piston HAD66734否 No阀关 Close阀关 Close 气缸弹簧式 Piston Spring105240电动执行机构 Electric106145MD46SD50YMD60SMD70DKJ76808710071 6465#67686970手轮类型阀门失气输入信号定位器形式制造商型号信号增加 输出压力表顶装 TOP阀开 Open4-20 mA电气阀门定位器YT1000增大输出 Output侧装 Side阀关 Close4-12 mA气动定位器YT3300减少气源及输出 Supply & Output 阀锁定 LOCK12-20 mA无YT3400无DVC6000EA91EA90ES103582i74727375767778旁路定位器特性限位开关形式数量制造商型号接点类型报警位置有 Yes等百 EP电感11L5001触点开关开 Open无 No线性 Linear电阻2接近开关关 Close快开 QO3开和关 Open & Close8179808283848586过滤减压阀设定压力过滤器压力表水压试验密封等级YT-300 2.8 Kg/cm2带 Yes带 Yes是 Yes一级 ANSI CLASS IYT-320 3 Kg/cm2无 No无 No无 No二级 ANSI CLASS IIYT-310 5 kg/cm2三级 ANSI CLASS IIIYT-305四级 ANSI CLASS IVYT-325五级 ANSI CLASS VYT-315六级 ANSI CLASS VI67CRF。
D343H-25C-DN600 蝶阀设计计算书共 6 页第1 页蝶阀设计计算书共 6 页 第2 页计 算 内 容: 密封面比压计算产 品型 号D343H-25C 简图:公称压力 PN2.5MPa 公称通径 DN600零 件图 号D343H-25C-DN600-05名 称 阀 体 材 料ASTM A 216 WCB序号 项 目 符号 公 式 计 算 数 值 单 位 1 密封面上总作用力 Q MZ Q MJ +Q MF730964.7+965073.36827472.06 N 2 密封面上介质作用力 Q MJ ()2MN M πD +b P4730964.7 N 3 密封面内径 D MN 设计给定 573.5 mm 4 密封面外径 D MW 设计给定 596.3 mm 5 密封面与球面接触半角 α 设计给定 72° 6 阀座密封面宽度 b M 设计给定 36.8 mm 7 设计压力 P设计给定2.5MPa 8密封面上密封力 Q MFπ/4x (D 2MW- D 2MN )(1+f m /tan α) q MFπ/4x (596.32- 573.52)(1+0.3/tan72) 4.2 965073.36N9 密封面摩擦因数 f M 查《实用阀门设计手册》表3-26 0.3 10密封面必须比压 q MF查《实用阀门设计手册》表3-13 4.2MPa11 密封面计算比压 q Q MZ /sin α(D MW + D MN )πb M 827472.06/sin72(596.3+573.5)π36.86.44 MPa12 密封面许用比压[q ]查《实用阀门设计手册》表3-14150 MPa结论:q MF < q< [q ] 故合格。
蝶阀设计计算书共 6 页第3 页共 6 页第 4 页共 6 页第5 页共 6 页第6 页。
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。