平行式带楔块双闸板闸阀扭矩计算程序
- 格式:xlsx
- 大小:56.16 KB
- 文档页数:12
一、阀门分类阀门的用途广泛,种类繁多,分类方法也比较多。
总的可分两大类:第一类自动阀门:依靠介质(液体、气体)本身的能力而自行动作的阀门。
如止回阀、安全阀、调节阀、疏水阀、减压阀等。
第二类驱动阀门:借助手动、电动、液动、气动来操纵动作的阀门。
如闸阀,截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。
此外,阀门的分类还有以下几种方法:一、按结构特征,根据关闭件相对于阀座移动的方向可分:1.截门形:关闭件沿着阀座中心移动,如图1—1所示。
2.闸门形:关闭件沿着垂直阀座中心移动,如图1—2所示。
3.旋塞和球形:关闭件是柱塞或球,围绕本身的中心线旋转,如图1—3所示。
4.旋启形;关闭件围绕阀座外的轴旋转,如图1—4所示。
5.碟形:关闭件的圆盘,围绕阀座内的轴旋转,如图1—5所示。
6.滑阀形:关闭件在垂直于通道的方向滑动,如图1—6所示。
二、按用途,根据阀门的不同用途可分:1.开断用:用来接通或切断管路介质,如截止阀、闸阀、球阀、蝶阀等。
2.止回用:用来防止介质倒流,如止回阀。
3.调节用:用来调节介质的压力和流量,如调节阀、减压阀。
4.分配用:用来改变介质流向、分配介质,如三通旋塞、分配阀、滑阀等。
5.安全阀:在介质压力超过规定值时,用来排放多余的介质,保证管路系统及设备安全,如安全阀、事故阀。
6.他特殊用途:如疏水阀、放空阀、排污阀等。
图1-1 图1-2图1-3 图1-4图1-5 图1-6三、按驱动方式,根据不同的驱动方式可分:1.手动:借助手轮、手柄、杠杆或链轮等,有人力驱动,传动较大力矩时,装有蜗轮、齿轮等减速装置。
2.电动:借助电机或其他电气装置来驱动。
3.液动:借助(水、油)来驱动。
4.气动;借助压缩空气来驱动。
四、按压力,根据阀门的公称压力可分:1.真空阀:绝对压力<0.1Mpa即760mm汞柱高的阀门,通常用mm汞柱或mm 水柱表示压力。
2.低压阀:公称压力PN≤1.6Mpa的阀门(包括PN≤1.6MPa的钢阀)3.中压阀:公称压力PN2.5—6.4MPa的阀门。
代号计算参数说明参数类型L A 销轴到球心距离(mm)如图给定L B 球体中心至下支承距离(mm)如图给定Lr 阀杆轴心至销轴轴心距离(mm)如图给定d B 下支承半径(mm)如图给定f B 下支承摩擦系数设计给定L A '计算力臂(mm)计算输出L B '计算力臂(mm)计算输出P 流体介质压力=公称压力(MPa)设计给定D N 阀座内径尺寸(mm)设计给定b m 密封面在垂直于阀门通道轴线的平面上的投影宽度(mm)设计给定q mf 密封所需比压(MPa)计算输出Pd 低压密封试验压力(MPa)设计给定F P 流体介质压力(N)计算输出Fm 密封面上所需密封力(N)计算输出m p 比例系数计算输出球形密封表面的外切面与阀门通道轴线夹角(°)设计给定角度换成弧度(⌒)计算输出SR 球形密封面表面半径(mm)设计给定阀杆扁头斜面与阀杆轴线的夹角(°)设计给定角度换成弧度(⌒)计算输出fm 阀座密封材料摩擦系数设计给定Km 关闭时销轴的滚动摩擦系数计算输出K A 关闭时力臂系数计算输出N AG 阀杆头部斜边作用于销轴上的作用力(N)计算输出N BG球体下支承轴上的作用力(N)计算输出f L 关闭时阀杆摩擦系数点击给定ρL 关闭时螺纹摩擦角(°)计算输出ρL关闭时螺纹摩擦角(︿)计算输出d 2梯形螺纹中径(mm)点击给定αL 梯形螺纹升角(°)点击给定αL梯形螺纹升角(︿)计算输出R FM关闭时螺纹摩擦半径(mm)计算输出M FL关闭时阀杆与阀杆螺母螺纹摩擦力矩(N.mm)计算输出M c关闭时球体下支承产生的扭矩(N.m)计算输出ψαfc球体下支承与阀体的摩擦系数点击给定M T阀杆与填料的摩擦转矩(N.mm)计算输出F T阀杆与填料的摩擦力(N)计算输出μt填料的摩擦系数:F4=0.05~0.15,N=0.1~0.15设计给定Z填料的圈数设计给定h单圈填料的高度(mm)设计给定d T阀杆直径(与填料接触处)(mm)设计给定M阀门总操作力矩(N.mm)计算输出输入/输出595318180.25 61.6846820555.252.54837.4855416190.6 5104.4625 3598.027952 0.704878908581.01229096648100.1745329250.259.577954968 0.993224954 2016.407755 1616.215910.158.530.14887658525.53.50.061086524 2.717074441 5478.729974 8727.5659140.3 9771.60979 542.86721050.084536 23977.90568。
阀门检修规程1 范围:本规程适用于汽机专业阀门的检修工作。
本规程规定了阀门的编号方法、选择、使用、检修方法及质量标准。
2 引用标准:《阀门设计手册》机械工业出版社3 阀门型号编制方法:阀门的编制方法为七单元,分别用来表示阀门的类别、作用、结构特点选用的材料性质等。
1)第一单元:阀门类别代号用汉语拼音字母表示。
类型代号类型代号类型代号闸阀Z 蝶阀 D 安全阀 A 截止阀J 隔膜阀G 减压阀Y 节流阀L 旋塞阀X 疏水阀S 球阀Q 止回阀H其中低温(低于-40℃),保温(带加热套)和带波纹管的阀门,在类型代号前分别加“D”、“B”、“W”。
2)第二单元:传动方式代号用阿拉伯数字表示。
传动方式代号传动方式代号传动方式代号电磁传动0 圆柱齿轮 4 气-液动8电磁-液动 1 锥齿轮 5 电动9对于手轮和扳手传动以及安全阀、减压阀、疏水阀省略代号。
对于气动或液动常开式用“6k”、“7k”表示。
常闭式用“6B”、“7B”表示;气动带手动用“6S”表示;防暴电动用“9B”表示。
3)第三单元:连接形式代号用阿拉伯数字表示:①用于双弹簧安全阀。
②用于杠杆式安全阀,单弹簧安全阀4)第四单元:结构形式代号,用阿拉伯数字表示。
5)第五单元:阀密封面或衬里材料代号,用汉语拼音字母表示:6) 第六单元:数值大小用阿拉伯数字表示,并用短线与前边第五单元分开。
当介质温度小于450度时,只标注公称压力;当介质压力大于450度时,同时标注工作温度和工作压力。
工作压力用P 表示,并P 字母右下脚标出介质最高温度数值(该数值是用介质最高温度数值除以10取得的整数值)。
工作温度为540度,工作压力为10MPa ,阀体材料为12Cr1Mo1V的阀门代号就为P 5410V 。
7)第七单元:阀体材料代号用汉语拼音字母表示。
对于p no ≤1.6MPa 的灰铸铁阀体和p no ≥2.5MPa 的碳素钢阀体,可省略本单元。
8) 阀门型号和名称编制方法示例:J961Y —P 54170型。
闸阀的结构特点及选型闸阀是指关闭件(闸板)沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。
闸阀在管路中主要作切断用。
闸阀是使用很广的一种阀门,一般通径DN≥50mm 的切断装置都选用它,有时口径很小的切断装置也选用闸阀。
闸阀有以下优点:1、流体阻力小。
2、开闭所需外力较小。
3、介质的流向不受限制。
4、全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。
5、体形比较简单,铸造工艺性较好。
闸阀也有不足之处:1、外形尺寸和开启高度都较大。
安装所需空间较大。
2、开闭过程中,密封面间有相对摩擦,容易引起擦伤现象。
3、闸阀一般都有两个密封面,给加工、研磨和维修增加一些困难。
一、闸阀的种类1、按闸板的构造可分1)平行式闸阀:密封面与垂直中心线平行,即两个密封面互相平行的闸阀。
如图1 所示。
在平行式闸阀中,以带推力楔块的结构最常为常见,既在两闸板中间有双面推力楔块,这种闸阀适用于低压中小口径(DN40—300mm)闸阀。
也有在两闸板间带有弹簧的,弹簧能产生予紧力,有利于闸板的密封。
图1 暗杆平行闸板闸阀图2 明杆楔式闸板缩径闸阀2)楔式闸阀:密封面与垂直中心线成某种角度,即两个密封面成楔形的闸阀如图2 所示。
密封面的倾斜角度一般有2°52´,3°30´,5°, 8°, 10°等,角度的大小主要取决于介质温度的高低。
一般工作温度愈高,所取角度应愈大,以减小温度变化时发生楔住的可能性。
在楔式闸阀中,又有单闸板,双闸板和弹性闸板之分。
单闸板楔式闸阀,结构简单,使用可靠,但对密封面角度的精度要求较高,加工和维修较困难,温度变化时楔住的可能性很大。
双闸板楔式闸阀在水和蒸气介质管路中使用较多。
它的优点是:对密封面角度的精度要求较低,温度变化不易引起楔住的现象,密封面磨损时,可以加垫片补偿。
但这种结构零件较多,在粘性介质中易粘结,影响密封。
更主要是上、下挡板长期使用易产生锈蚀,闸板容易脱落。
序号名 称 或 计 算 项 目符 号单 位1闸阀开启瞬间阀杆所受的总力Q''FZN
2闸阀关闭瞬间阀杆所受的总力Q'FZN
3闸阀开启瞬间阀杆作用在阀板上的力Q''N4闸阀关闭瞬间阀杆作用在阀板上的力Q'N5闸阀开启瞬间阀板的摩擦角ρ''(°)6闸阀关闭瞬间摩阀的板擦角ρ''(°)7闸阀开启瞬间阀板的摩擦系数f''m/
8闸阀关闭瞬间阀板的摩擦系数f'm/
9阀板半锥角α(°)10介质作用在阀杆上的力QPN
11阀杆的直径dmm12闸阀设计压力PSMPa
13闸阀额定压力等级ClassLb14闸阀开启瞬间填料的摩擦力Q''TN
15闸阀关闭瞬间填料的摩擦力Q'T
16填料的外径Dmm
17填料总高度Hmm18填料的数量N圈19闸阀开启瞬间填料的摩擦系数μ''/20闸阀关闭瞬间填料的摩擦系数μ'/21填料的侧压力 qMPa22 侧压系数K/23填料压紧力QN24比压系数ψ/25填料压紧螺栓的拧紧扭矩MTN.m
26拧紧扭矩系数k/27填料压紧螺栓的螺纹外径d'm28填料压紧螺栓的数量n个29闸阀开启瞬间防转机构的摩擦力Q''JN
30闸阀关闭瞬间防转机构的摩擦力Q'JN
31防转机构的摩擦半径Rmm32闸阀开启瞬间防转机构的摩擦系数f''t/33闸阀关闭瞬间防转机构的摩擦系数f't/34闸阀开阀瞬间阀杆螺纹和螺母的摩擦半径R''Fmm
2 带楔块平行式单面强制35闸阀关闭瞬间阀杆螺纹和螺母的摩擦半径R'Fmm
36阀杆螺纹的外径Dmm37阀杆螺纹的中径dcpmm
38阀杆螺纹的升角αL(°)
39阀杆螺纹的螺距Lmm40闸阀开阀瞬间阀杆螺纹和螺母的摩擦系数f''M/
41闸阀关闭瞬间阀杆螺纹和螺母的摩擦系数f'M/
42闸阀开阀瞬间阀杆螺纹和螺母的摩擦角 ρ''L(°)
43闸阀关闭瞬间阀杆螺纹和螺母的摩擦角 ρ'L(°)
44闸阀的介质密封力QMFN
45密封面内径dmm46密封面中径Dcpmm
47闸阀的介质作用力QMJN
48最大工作压差ΔPMPa49密封面是宽度bMmm
50闸阀密封的必需比压qMFMPa
51闸阀密封的实际比压qMPa52闸阀密封材料的许用比压[q]MPa53关闭件的质量 QGN
54上密封开启瞬间阀杆上的总力Q''SN
55上密封介质作用力QSMJN
56上密封密封面平均直径dcpmm
57上密封关闭瞬间阀杆上的总力Q'SN
上密封介质密封力(平面密封)上密封介质密封力(锥面密封)59上密封面的外径DWmm
60上密封面的内径dNmm
61上密封的必需比压qSMFMPa
62上密封的实际比压qSMPa
63上密封材料的许用比压[qS]MPa
64上密封的宽度bSMmm
65摩擦系数fM/
66上密封的半锥角α(°)67闸阀开启瞬间的总扭矩M''ZN·m
68闸阀关闭瞬间的总扭矩M'ZN·m
69轴承的中径DCPmm
58 QSMFN70推力轴承摩擦系数 f/71上密封开启瞬间的扭矩M''SN·m
72上密封关闭瞬间的扭矩M'SN·m
73远传装置的效率i/74闸阀开启瞬间阀杆退刀槽处的拉应力σ''LMPa
75阀杆退刀槽处的截面积FTmm
2
76阀杆退刀槽处的直径dTmm
77闸阀开启瞬间阀杆退刀槽处的扭应力τ''NMPa
78阀杆退刀槽处的断面系数WTmm
3
79闸阀开启瞬间阀杆退刀槽处的合成应力σ''ΣMPa
80闸阀关闭瞬间阀杆退刀槽处的压应力σ'YMPa
81闸阀关闭瞬间阀杆退刀槽处的扭应力τ'NMPa
82闸阀关闭瞬间阀杆退刀槽处的合成应力σ'ΣMPa
83阀杆材料的许用压应力[σY]MPa
84阀杆材料的许用拉应力[σL]MPa
85阀杆材料的许用扭应力[τN]MPa
86阀杆材料的许用合成应力[σΣ
]MPa
87阀杆的实际细长比λ/88阀杆的长度系数μλ/
89阀杆的计算长度LFmm
90下支撑到中间支撑的距离LOmm
91阀杆细长比的下限值λ1/
92阀杆螺母螺纹表面的压应力σZYMPa
93阀杆螺母螺纹的计算圈数n圈94阀杆螺母单牙螺纹的受压面积FYmm
2
95阀杆螺母螺纹根部的剪应力τMPa96阀杆螺母单牙螺纹的受剪面积FJmm
2
97阀杆螺母螺纹根部的弯曲应力σwMPa
98阀杆螺母单牙螺纹根部的弯曲断面系数Wmm
3
99阀杆螺母螺纹的弯曲力臂 XLmm
100阀杆螺母材料的许用压应力[σZY]MPa
101阀杆螺母材料的许用剪应力[τ]MPa102阀杆螺母材料的许用弯曲应力[σW]MPa
1阀杆的压应力σYMPa
2阀杆的截面积Fmm2
λ1<λ≤λ2或λ3中细长比极限压弯应力[σY]W1MPa
4高细长比极限压弯应力[σY]W2MPa
5阀杆材料的弹性模量EMPa6阀杆细长比的上限值λ2/
7阀杆材料的特性系数aMPa8阀杆材料的特性系数bMPa9阀杆的稳定性安全系数nW/
注:
3. 当阀杆的实际细长比λ>λ2(常温下中细长比的上限)的阀杆称其为高细长比阀杆,其应满足σY
≤[
4. nW
为稳定性安全系数,取2.5。
1. 当阀杆的实际细长比λ≤λ1(常温下中细长比的下限)的阀杆称其为低细长比阀杆,见第86~90 项2. 当阀杆的实际细长比λ>λ1(常温下中细长比的下限),又小于或等于λ2(常温下中细长比的上限)的公 式 或 来 源计算结果备 注 Q''-QP+Q''T+Q''J57577
Q'+QP+Q'T+Q'J54197
f''mQMJ+2 (f''m+ tg(ρ''-α)) QMF+QG56533
f'mQMJ+2 (f'm+ tg(ρ'+α)) QMF-QG46752
atan(f''m )14
atan(f'm )8.5
取钢与钢的静摩擦系数0.25取钢与钢的动摩擦系数0.15结构尺寸5πd2Ps/43619
结构尺寸48设计输入2设计输入150π d H μ'' q4306π d H μ' q3589设计输入68N(D-d)/250设计输入5取0.15~0.180.18取0.15~0.180.15 KQ/(0.25 π(D2-d2))3.173
石墨取0.9~10.95πψ(D2-d2)Ps/46086
设计输入1.67kQd'/n12设计输入0.24结构尺寸0.016设计输入2(QT+Q'')/((R/(f''tR''F))-1)357
(QT+Q')/((R/(f'tR'F))-1)237
结构尺寸250取钢与钢的静摩擦系数0.35取钢与钢的动摩擦系数0.25dcptan(ρ''L-αL)/2或根据摩擦系数查《阀门设计》表9-4(pg180)4.17
表2 带楔块平行式单面强制密封双闸板闸阀扭矩计算程序