球阀设计方案书计算书.docVIP

设计计算说明书 名 称：固定球阀 型号规格：4”Q47F-600Lb 对应图号：4”Q47F-600Lb.（Rev.0） 编制: 审核： 2007.05.06 目录 一、壳体壁厚tm验算 ……………………………………………………….. …………1 二、密封面上总作用力及计算比压………………………………………………1 三、阀杆头部强度验算 …………………………………………………………………2 四、中法兰螺栓强度较核 …………………………………………………………… 5 参考文献… 1 2 3 4 5 6 参考文献 [1] 陆培文主编，阀门实用设计手册，第1版 北京：机械工业出版社2002.9 [2] 杨源泉主编,阀门设计手册,第1版 北京：机械工业出版社 1992.12 [3] 陆培文、高凤琴主编,阀门设计手册,第2版 北京：中国标准出版社 2009 [4] 章华友、晏泽荣、陈元芳、袁玉求著，球阀设计与选用 北京:北京科学技术出版社 1994 [5] tm=9mm P =2.5mpa D=150mm tm’=7.04mm qMO= 2.27 mpa 结果 设计说明与计算过程 壳体壁厚tm（mm）验算。 从表(P808-表6-245)[ 1 ]查出BS5351-1999标准中的壁厚， tm取9mm， 壳体壁厚tm’计算： 根据外径与内径之比小雨1.2时按照薄壁计算,最小壁厚基本公式 当P=2.5mpa,直径150mm时,最小壁厚 tm=tm’+C tm=pD/[2.3（σL）-p]+C =2.5×150/[2.3×81-2.5]+C =7.04mm 显然：tm＞tm’ 故：阀体最小壁厚满足要求。 二、密封面上总作用力及计算比压。 q = P(DJH2-0.6DMN2-0.4DMW2)/8RhCOSψ（P430-表4-70[ 1 ] ） 浮动阀座的预紧比压。 qMO = KX×m/[(DMW2-DMN2) ] K—螺旋弹簧的屈强系数， K = 42（N·mm）(设计给定)； X—弹簧的加缩量，X =5mm（设计给定）； m—弹簧数量，m = 16 （设计给定）。 qMO = 42×5×16/[（1622-1542） ] = 3360/1985.49 = 1.69MPa DJH =ф162mm DMN =ф154 mm DMW =ф166 mm R = 120mm h = 7 mm ψ= 41° q= 4.89 MPa 结果 设计说明与计算过程 qM—球阀最小预紧比压，qM = 1 MPa（查表5-150）[ 1 ] qMO＞qM ， 能确保球阀的低压密封。 式中：q—密封面计算比压； DJH—进口密封圈活塞外径，DJH =ф162 mm； DMN—阀座密封面内径，DMN =ф154 mm； DMW—阀座密封面外径，DMW =ф166 mm； R—球体半径，R = 120 mm（设计给定）； h—密封面投影宽度，h =7 mm（设计给定） ψ球体与密封圈接触点与通道轴法向夹角， ψ= 41°（设计给定）； P—设计压力，在这里取公称压力，PN=25 MPa q =25×(1622-0.6×1542 -0.4×1662)/(8×120×7COS41°) = 4.89 MPa 因 qMO= 1.69 ，qMO＞qM 又因 [q] = 20 MPa（查表4-66）[ 3 ] 所以，qMO＜q＜[q] 故：密封面比压合格。 三、阀杆头部强度验算： 阀杆端头扭转剪切应力按下式校核： τN = Mm/W ≤[τN] （见P351式6-30）[ 4 ] 式中：Mm—阀杆端头所受的扭转剪切应力校核（MPa）； a=30 β=0.346 ω=9342 MQG1=15079.64 (N·mm) MQG2=47454.22 (N·mm) MQG=62533.86 (N·mm) bT = 8 mm hT = 13.0 mm ψ=1.6 结果 设计说明与计算过程 ω—I-I断面的抗扭断面系数（mm3）， ω =βa3 [ 1 ] =0.346x303=9342 a=30（设计给定） β=0.346(查P457表4-97)[ 1 ] MF = MQG+MFT+MZC (查P196-式4-49)[ 4 ] （1） MQG—固定球球阀的球体与阀座密封面间的摩擦力矩： MQG = MQG1+MQG2 ① MQG1 = （DMW2-DMN2）（1+COSψ）qMfMR qM—球体最小预紧比压，qM≥1 MPa（查表5-150）[ 1 ] fm—球体与密封圈间摩擦因数，fm=0.05(查表5-15)[ 1 ] MQG1 =π/4×25×(1662-1542)×0.05 =15079.64(N·mm) ② M