毕业设计论文计算说明书闸阀

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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-40

2、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:

)

()(MPa bm

bm d Q q MZ

+=

π

-------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 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= 16.5 Mpa ; 查表得:密封面必需比压MF q = 7.5 Mpa ; 密封面许用比压[]q = 45 Mpa ; 则得: MF q

①、查表法:

按GB/T 12234-2007查表的阀体最小壁厚为: 11.4 mm 。 ②、计算法:

按塑性材料薄壁阀体厚度公式计算:

)

(N Q Q Q MJ MF MZ +=

[]2.3pDN

t C p

σ=

+-

式中:设计压力p= 4 Mpa ;

设计内径DN= 80 mm ; 许用拉应力[]σ= 92 Mpa ; 附加裕量C= 4 mm ; 代入上式得:t = 5.54 mm ; 则最小壁厚实际取t = 12 mm.。 3、闸板的计算:

计算厚度: S ′B = R C

K W P

+)(σ

式中:

圆弧过渡外半径密封面平均半径

R=(D MN +b M ) /2= 46mm ; 系数:K=1.24 (自由周边:钢1.24); 计算压力p : 设计给定 4.0Mpa ; 许用弯曲应力〔σw 〕= 102MPa ; 腐蚀余量C : 设计给定 4.5mm ;

代入上式得:S ′B = 14.64mm ; 实际厚度S B : 设计给定 16mm ; 则得:S ′B

4、阀杆强度计算

关闭时阀杆总轴相力:

Q′FZ=K1Q MJ+K2Q MF+ Q p+Q T= 20091.97 N;①开启时阀杆总轴向力:

Q″FZ=K3 Q MJ +K2 Q MF-Q p+ Q T = 16457.14 N;②阀杆最大轴向力(取Q′F、Q″FZ较大值):

Q FZ= 20091.97 N ;查表3-28得:

系数: K1=0.29 K2=0.77 K3=0.41 K4=0.62

密封面处介质作用力,由1序号①得:

Q MJ = 25446.90N;密封面上密封力,由1序号②得:

Q MF = 21205.75 N;阀杆径向截面上介质作用力:

Q p=π/4d F2p= 520.53N;

阀杆直径:设计给定

d F= 22mm;计算压力p:设计给定 4.0MPa;阀杆与填料摩擦力:

Q T =ψd F b T p= 1182.72N;③

查表3-15得(按h

T /b

T

):

系数:ψ= 2.24;

填料深度h T:设计给定42mm;填料宽度b T:设计给定6mm;轴向拉应力:

σL= Q″FZ /F s= 88.48Mpa;轴向压应力:

σY= Q′FZ /F s= 108.02Mpa;查表3-17(按退刀槽处A t)得:

阀杆最小截面积F s:186mm2 ;扭应力:

τN=M′FL/W s= 76.79Mpa;关闭时阀杆螺纹摩擦力矩:

M′FL = M′FL+ W s = 46010.60Nmm;④查表3-16得:

螺纹摩擦半径R FM: 2.79mm;查表3-17(按退刀槽处A t)得:

阀杆最小断面系数W s:730mm3;合成应力:

σ∑=√σY2+4τN2= 187.76Mpa;查表3-7得

许用拉压力:〔σL〕= 225Mpa;