蝶阀设计计算书(DN150 PN16)

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。

4型号 150D343H-16C 零件名称 阀杆 材料牌号 2Cr13 计算内容 阀杆力矩序号 计算数据名称 符号 式中符号公式 单位 计算数据 1 蝶阀阀杆力矩 D MM C T j d M +M +M +M +M Nmm 498174.1 2 密封面摩擦力矩 M M22M M M 4q Rb f h +RNmm 410929.0 3 密封面必须比压 M q查《实用阀门设计手册》表3-13Mpa 10 4 蝶板密封半径 R设计给定 mm 72 5 密封面的接触宽度 M b设计给定mm 6.6 6 密封面间的摩擦因数 M f 查《实用阀门设计手册》表3-260.30 7 阀杆与蝶板中心的偏心矩 h设计给定mm 3 8 阀杆轴承的摩擦力矩 C M C C F Q f d 2Nmm 75002.1 9 密封填料的中心力矩T MT F Q d 2Nmm 11139.1 10 静水力矩j M 当阀杆垂直安装时为0Nmm 0 11 动水力矩(最大值通常在o oα=60~80范围内)d M 1422002102g HD gH V ααλζζ-⨯-+Nmm 1103.86 12作用在阀杆轴承上的载荷(密封状态时)C Q24D P πN26786.5513 阀杆与轴承的摩擦因数C f设计给定 0.2 14 阀杆直径 F d设计给定mm 28 15 阀杆与填料间的摩擦力 T QF T ψd b pN 795.648 16 阀杆与填料间的摩擦系数ψ查《实用阀门设计手册》表3-15按T T h b2.22 17 填料宽度 T b 设计给定 mm 8 18 填料深度 T h设计给定 mm 40 19 计算压力 p 取公称压力PNMpa1.6 20 重力加速度g2mm s9810 21 计算升压在内的最大静水压头H 见蝶板厚度计算表中Hmm 217600 22 蝶板直径 D设计给定 mm 146 23 蝶板开度为α角时的流阻系数αξ 查《实用阀门设计手册》表5-158 3620 24 蝶板全开时的流阻系数 ξ查《实用阀门设计手册》表5-158 0.222 25 蝶板开度为α角时的动力水系数 αλ查《实用阀门设计手册》表5-158146200 26 全开始介质的流速 0V取1000～3000的中间值mm s200027 蝶板开度角αo 806型号 150D343H-16C 零件名称 阀杆 材料牌号 2Cr13 计算内容 阀杆强度验算序号 计算数据名称 符号 式中符号公式 单位 计算数据 1 蝶阀阀杆力矩 D M见阀杆力矩计算表Nmm 498174.1 2 阀杆截面积 S F24F d πmm 615.7 3 阀杆直径 F d设计给定mm28 4 断面系数 W316F d π3mm4310.3 5 阀杆总轴向力 FZ QM MZ P T f Q Q Q ++N 13120 6 密封面摩擦因数 M f查《实用阀门设计手册》表3-26 0.30 7 密封面上总作用力 MZ Q见密封面上计算比压序号1N 37799 8 阀杆径向截面上介质作用力P Q 24F p d πN 984.7 9计算压力P取公称压力PNMpa1.6710 阀杆与填料间的摩擦力T Q见阀杆力矩序号15 N 795.648 11 阀杆轴向应力 L σ FZ S Q FMpa 21.3 12 阀杆扭应力 N τD M WMpa 115.6 13 许用拉应力 []L σ查《实用阀门设计手册》表3-7 Mpa 220 14许用扭应力[]Nτ查《实用阀门设计手册》表3-7Mpa145结论 L σ<[]L σ N τ<[]N τ 故合格。

型号150D343H-16C零件名称蝶板材料牌号WCB计算内容蝶板厚度计算序号计算数据名称符号式中符号公式单位计算数据蝶板中心处厚度 b 30.054D H mm46.1蝶阀流道直径 D 设计选定，通常0.0150.25b D= mm142考虑到水击升压的介质最大静压水头H ()100PN p+∆m217.6由于蝶板的快速关闭，在管路中产生的水击升压值p∆400qv At Mpa0.576体积流量qv设计选定3m h114.0 阀座通道截面积 A 设计给定2mm15836.8 蝶板从全开到全关所经历的时间t 设计确定S 589型号 150D343H-16C 零件名称 蝶板 材料牌号 WCB 计算内容 蝶板强度验算A-A 断面强度校核 序号 计算数据名称 符号式中符号公式 单位 计算数据 1 A-A 断面的弯应力 WA σ[]A A W M W σ≤Mpa 25.2 2 A-A 断面的弯矩 A M3212pDNmm 414951.5 3 介质压力 P取p=PN Mpa 1.6 4 蝶板外径2D 设计选取mm146 5 A-A 断面的抗弯断面系数 A W 2A J b3mm16490.3 6 A-A 断面的惯性矩 A J()336l b d - 4mm380100.9 7 蝶板中心处最大厚度 b 见蝶板厚度计算序号1mm 46.1 8 蝶板与阀杆配合孔长度 l设计给定 mm 30 9 蝶板与阀杆配合孔直径 d设计给定mm 28 10 材料许用弯应力 []W σ查《实用阀门设计手册》表3-3Mpa 102 B-B 断面强度校核 序号 计算数据名称 符号式中符号公式单位 计算数据 1B-B 断面的弯应力WB σ[]B B W M W σ≤Mpa34.1102 B-B 断面的弯矩 B M320.113pDNmm 562674.2 3 介质压力 P取p=PN Mpa 1.6 4 蝶板外径2D 设计选取mm146 5 B-B 断面的抗弯断面系数 B W2B J b3mm16494.9 6 B-B 断面的惯性矩 B J326D δ 4mm380208.3 7 B-B 断面平均厚度 δ设计给定 mm 25 8蝶板中心处最大厚度b见蝶板厚度计算序号1mm46.111型号 150D343H-16C 计算内容 流量系数的计算序号 计算数据名称 符号式中符号公式 单位计算数据 1 流量系数 V K()61028V A *2m 1699.1 2 流量系数 V A()0.5Q P ρ*∆2m0.0476 3 体积流量 Q 260.78510D U -**3m s0.0371 4 液道直径D 设计给定 mm142 5 流体在管道内的平均流速U取1～3的中间值 m s2 6 密度 ρ以水为介质3Kg m1000 7 阀门的压力损失 P ∆22U ζρ**Pa 444 8 阀门的流阻系数ζ查《实用阀门设计手册》表5-1580.222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。

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