序号计算内容计算公式单位3/4-1501-1501-6001-300蝶簧1-300板簧2-300蝶簧2.5-1503-300板簧3-300蝶簧4-1501总摩擦力矩MM=MM+MT+MuN.m8104061612862408868747352密封面间摩擦力矩MMMM=Q*R*(1+COSφ)*fm/2/COSφN.m4.96.723.145.645.1257.1224.9792.8779.9703.1浮动球阀的总密封力QQ＝QMJ+Q1N2232.42659.49093.47219.27143.221415.514708.643474.442768.429833.0流体静压力QMJQMJ=π*D2W*P/4N1231.51608.58042.56283.26283.220357.511617.640856.440856.424938.0活塞外径DW设计给定mm40.040.072.086.0102.0102.0126.0密封面许用比压【q】查表13.213.213.211.010.010.010.0密封面必须比压【qb】【qb】=(3.5+1*p)/sqrt(0.1*b)14.0014.0018.9512.5217.2417.2410.28密封面设计比压qq=4Q/π(DMW2-DMN2)41.8541.4159.4030.7560.8159.8228.14计算宽度bsqrt(R2-DMN2/4)-sqrt(R2-DMW2/4)1.71.72.01.9292.4312.4312.863阀座密封面内径DMN设计给定mm2327.527.5272754678080105阀座密封面外径DMw设计给定mm28323230.830.858.09571.485.585.5111.243公称压力P设计给定MPa22105552552球体与密封面的摩擦系数fM设计选定（RTFE为0.1，金属为0.25）0.10.10.10.250.250.250.250.250.250.25计算预紧密封力Q1Q1=π(DMW2-DMN2)*P1/4N1000.881050.921050.92345.01345.01721.04956.551429.821429.822120.58实际预紧密封力Q1设计给定N936.00860.001058.003091.002618.001912.004895.00密封面的预紧压力P1按设计手册选定MPa5552222222球体半径R设计给定mm18.5212121.521.54052.562.562.580夹 角υφ=Arcsin[(DMW+DWN)/4R]0.7600.7870.7870.7370.7370.7760.7200.7230.7230.7423阀杆与填料的摩擦力矩MTMT=QT*d/2N.m1.81.88.97.77.718.210.961.161.123.2阀杆与填料的摩擦力QTQT=1.2*π*d*Z*h*P*fmN253.3253.31266.7965.1965.11658.8904.83392.93392.91447.6阀杆直径d设计给定mm14141416162224363632填料数量Z设计给定只3334445555单圈填料高度h设计给定mm4444455556填料与阀杆的摩擦系数fm设计选定0.20.20.20.20.20.20.20.20.20.24阀杆与垫片的摩擦力矩MuMu=π*(DT+dF)^3*P*fm/64N.m1.51.57.78.18.110.84.332.632.69.2阀杆大端直径DT设计选定mm20202028283232454540阀杆小端直径dF设计选定mm14141423232424363632垫片与阀杆的摩擦系数fm设计选定（PTFE为0.05）0.050.050.050.250.250.250.250.250.250.25阀杆计算1-3001-3002-3002.5-1503-3003-3004-150矩形阀杆头部扭应力τNτN=M/WMpa125.3103125.3103163.8328190.8653166.4056166.4056197.2835正方形阀杆头部扭应力τNτN=M/WMpa180.3156180.3156335.3445234.48220.4542220.4542255.3385总摩擦力矩MM=MM+MT+MuN.m5050286240904904735材料的许用扭应力【τN】304：【τN】=90Mpa90909090909090材料的许用扭应力【τN】17-4PH：【τN】=90Mpa230230230230230230230抗扭断面模数W矩形断面：W=0.9αba2399.0096399.00961746.6621257.4315432.5085432.5083727.503抗扭断面模数W正方形断面：W=b3/4.8mm3277.2917277.2917853.33331023.5424100.6254100.6252880正方形断面b设计给定mm11111617272724矩形断面a设计给定mm11111916272724矩形断面b设计给定mm16162424363632正方形断面 系数αα与b/a的关系（阀杆上部）查表0.2290.2290.2240.22740.230.230.2247α与b/a的关系（阀杆下部）查表0.2460.2460.240.240.240.240.2365阀杆下部扭应力τNτN=Mm/WMpa68.1141667.39709160.3525100.4096141.6042139.3046143.361抗扭断面模数W矩形断面：W=0.9αba2669.5136669.51361603.5842239.4885598.725598.724904.064矩形断面a设计给定mm12121618242424矩形断面b设计给定mm21212932454540
气动阀计算书
一、概述
本计算书旨在为气动阀的设计和选型提供依据，包括气动阀的结构设计、流量计算、压力损失计算、气源压力和气动执行器的选择等。
二、设计参数
1. 阀体材质：不锈钢
2. 最大工作压力：0.1~1.0MPa
3. 工作介质：空气或其他无腐蚀性气体
4. 工作温度：-20℃~+70℃
5. 流量范围：根据实际需求进行计算
三、结构设计
1. 阀体形状：选择标准圆形阀体
2. 阀座材料：不锈钢
3. 密封材料：丁腈橡胶或聚四氟乙烯
4. 阀瓣材质：不锈钢
5. 连接方式：法兰连接
6. 驱动方式：气动
7. 控制方式：二位五通电磁阀控制
8. 安装方式：水平或垂直安装
四、流量计算
根据实际需求，计算气动阀的最大流量，为气动执行器的选择提供依据。具体计算过程如下： 1. 根据管道直径和流速，计算出管道的流量。
2. 根据气动阀的流通面积，计算出气动阀的流量。
3. 根据实际需求，选择合适的气动执行器型号和规格。
五、压力损失计算
气动阀的压力损失计算对于气源压力的选择和气动执行器的选型具有重要意义。具体计算过程如下：
1. 根据管道直径和长度，计算出管道的压力损失。
2. 根据气动阀的结构和尺寸，计算出气动阀的压力损失。
3. 将管道和气动阀的总压力损失考虑在内，选择合适的气源压力。
六、气源压力选择
根据压力损失计算结果，选择合适的气源压力，确保气动阀的正常工作。具体选择过程如下：
1. 根据实际需求和工作条件，选择合适的气源压力范围。
2. 在满足工作压力的前提下，选择较低的气源压力，以降低能源消耗。
七、气动执行器选型
根据流量计算结果和压力损失计算结果，选择合适的气动执行器型号和规格。具体选型过程如下：
1. 根据气动执行器的输出力矩和工作压力，确定所需的气动执行器型号。
2. 根据实际需求和工作条件，选择合适的输出形式（如直线位移、旋转角度等）。
3. 根据连接方式和安装尺寸，选择合适的气动执行器规格。
D343H-25C-DN600 蝶阀
设 计 计 算 书
设 计 年 月 日
校 核 年 月 日
审 核 年 月 日
批 准 年 月 日
一、 设计计算参数
1. 压力等级：PN2.5MPa
2. 公称通径：DN600
3. 工作介质：水、蒸汽、油品等
二、 计算项目
序号 零部件名称 计算内容 页次
1 阀 体 阀体的壁厚计算 1
2 阀座 密封面比压计算 2
3 蝶 板 蝶板的强度计算（A-A） 3
4 蝶 板 蝶板的强度计算（B-B） 4
5 阀 杆 阀杆的强度计算 5~6
三、 本计算书不包括标准件、通用件及借用件的计算。
四、 计算书中所列查的图表为“阀门设计手册”、“阀门设计手册”及“阀门设计计算手册”之图表。
五、 资料来源：
1、 阀门实用设计手册（兰州阀门研究所）
2、 阀门设计手册（机械工业出版社）
3、 阀门设计与计算（沈阳阀门研究所）
4、 阀门设计计算手册（中国标准出版社）
5、 阀门零件强度计算细则 （东方锅炉厂）
六、 计算说明：
1. 阀门零件在设计计算时，所选用的数据为常温下的给定的，故不再进行高温校核。
2. 本设计计算书不考虑地震载荷、风载荷等自然性灾害的影响。
3. 在管线中应配置相应的安全装置（安全阀）。 共 6 页 第1 页
计 算 内 容： 阀体的壁厚计算
产
品 型 号 D343H-25C 简图：
压力等级 PN2.5MPa
公称通径 DN600
零
件 图 号 D343H-25C-DN600-05
名 称 阀 体
材 料 ASTM A216 WCB
序号 项 目 符号 公 式 计 算 数 值 单 位
江苏圣泰阀门有限公司2014.8.22
112＂Q367F400Lb 全焊接球阀设计计算书
1 弹簧预紧力设计
1.1 弹簧最小预计力F
YJa
F
YJa=（π/4）*( D
MW2-D
MN2)* q
YJ =0.785*(3262-3202) *1.5=4564N
式中：
q
YJ-最小预紧比压，q
YJ取1.5MPa；
D
MW-密封圈外径，设计给定326mm;
D
MN-密封圈内径，设计给定320mm。
1.2自泄压阀座超压推力F
OP
F
OP=（π/4）*0.33*P*( D
HW2-D
MP2)=0.785*2.2*(3302-3232)=7894N
式中：
P-最大工作压力，设计给定压力等级是400Lb，取MAP@38℃=6.8MPa;
D
HW-阀座支撑圈外径，设计给定330mm;
D
MP-密封面平均直径，D
MP=0.5*(D
MW+D
MN)= 0.5*(326+320)=323mm;
1.3判定
弹簧预紧力设计既要满足阀座低压密封要求，也不能使阀座丧失自泄压功能，
即：F
YJa≤F
YJ≤F
OP 式中：F
YJ-弹簧设计的预紧力，设计给定为6720N
显然4564＜6720＜7894，满足要求，故弹簧预紧力设计合格！
2 密封面的比压设计
2.1设计比压q
q=（F
MJ+F
YJ）/[(π/4)*(D
MW2-D
MN2)]
=(24400+6720)/[0.785*（3262-3202）]=10.2MPa
式中：
F
MJ-介质水平密封力，
F
MJ =π/4*(D
HW2-D
MP2)*P=0.785*（3302-3232）*6.8=24400N
2.2必须比压q
b
q
b=m*((a+cp/√b))=1.4*(1.8+0.9*6.8)/√3)=6.44 MPa
式中：
m-与流体性质相关的系数，根据设计给定的介质和温度选取m=1.4 ； 江苏圣泰阀门有限公司2014.8.22
2a，c-与密封材料有关的系数，设计给定材料为PTFE，此时a=1.8，c=0.9;
