1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上閘閥設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(Z40H-64C-DN200)編制:劉斌文審核:王學(xué)敏上海上冶閥門制造有限公司目錄一、 殼體最小壁厚驗(yàn)算1二、 閥桿總軸向力計(jì)算1三、 中法蘭螺栓強(qiáng)度校核 3四、 中法蘭厚度驗(yàn)算 4五、 閥蓋強(qiáng)度校核4六、 閘板厚度驗(yàn)算7參考文獻(xiàn) 8結(jié)果SB=19.2mmSB=16.9mmdF=38mm一、 殼體最小壁厚驗(yàn)算1、設(shè)計(jì)給定SB=19.2mm（參照GB/T12234-2007選?。?、按第四強(qiáng)度理論計(jì)算SB= +C實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-78式中：SB考慮腐蝕裕量后閥體壁厚(mm) P設(shè)計(jì)壓力（MPa），取公稱壓力PNP= PN=6.4 MPaDN 閥體

2、中腔最大內(nèi)徑(mm)DN=240(設(shè)計(jì)給定)L t425材料的許用拉應(yīng)力（MPa）查實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-3知 L t= 51MPaC考慮鑄造偏差，工藝性和介質(zhì)腐蝕等因素而附加的裕量（mm）SB= +C因SB-C=13.9SB=13.9+3=16.9mm顯然SB> SB，故閥體最小壁厚滿足要求二、閥桿總軸向力計(jì)算1、閥桿直徑設(shè)計(jì)給定dF=38mm（參照GB/T12234-2007）2、閥門關(guān)閉或開啟時(shí)的總軸向力 QFZ=Q+Qp+QT Q”FZ=Q”+Qp+QT式中：QFZ閥門關(guān)閉時(shí)閥桿總軸向力(N) Q”FZ閥門開啟時(shí)閥桿總軸向力(N) Q,Q”關(guān)閉和開啟時(shí)閥桿密封力,即閥桿與閘板間的

3、軸向作用力(N)設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程 6.4×240 2.3×51-6.41Q=10680.1NQ”=43538.4NQp=7254.7NQT=9163.8N根據(jù)楔式閘板半楔角=5º密封面材料為D507M0關(guān)閉時(shí)的摩擦系數(shù)fM=0.3開啟時(shí)的摩擦系數(shù)fM”=0.4及半自動(dòng)密封,采用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-88簡(jiǎn)化公式Q=0.77QMF-0.48QMJ-QGQ”=0.62QMF-0.21QMF+QG其中 QG為閘板組件的重量(N),QG=98N QMF為密封面上達(dá)到必需比壓時(shí)的作用力(N) QMF =(d+bm)bmqMF其中 d為密封面內(nèi)徑(mm),d=188(設(shè)計(jì)給定)

4、 bm為密封面寬度(mm),bm=10(設(shè)計(jì)給定)qMF為密封面上必需的比壓(MPa) qMF=22MPa(查閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-65) QMF=(188+10)×10×22=.4N QMJ作用在出口密封面上的介質(zhì)靜壓力(N) QMJ=0.785(d+dm)2P =0.785(188+10)2×6.4=.9N Q=0.77×.4-0.48×.9-98 =10680.1N Q”=0.62×.4-0.21×.9+98 =43538.4N Qp介質(zhì)作用于閥桿上的軸向力(N) Qp= dF2P = ×382×6.4

5、=7254.7NQT閥桿與填料間的摩擦力(N) QT=dFhTUTP 其中 hT填料層的總高度(mm),hT=80mm UT閥桿與填料間的摩擦系數(shù) UT=0.15 QT=×38×80×0.15×6.4=9163.8N 結(jié)果設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程2QFZ=10680.4+7254.7+9163.8=27098.9NQ”FZ=43538.4+7254.7+9163.8=59956.9N三、中法蘭螺栓強(qiáng)度校核1、 設(shè)計(jì)時(shí)給定：螺栓數(shù)量n=12螺栓名義直徑dB=M272、 螺栓載荷Wb（N）計(jì)算Wb=F+Fp+QFZ式中：F流體靜壓總軸向力（N）F=PA其中 A通道

6、處的截面積(mm2)A=45216（設(shè)計(jì)給定）F=6.4×45216=.4NFp操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力（N）Fp=PAdm其中 Ad墊片接觸面積(mm2)， Ad=12010.5(設(shè)計(jì)給定)m為墊片系數(shù), m=3（查閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-17）Fp=6.4×12010.5×3 =NWb=.4+27098.9 =.3N3、螺栓拉應(yīng)力校核bL=式中：bL螺栓所受拉應(yīng)力（MPa） Ab設(shè)計(jì)時(shí)給定的螺栓總截面積（mm2） Ab=/4×12×272=6867.2mm2bL= .3/6867.2=78.7MPa查實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-9得425下螺栓許

7、用載荷L為92 MPa，所以bLL故螺栓強(qiáng)度符合要求結(jié)果設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程QFZ=27098.9NQ”FZ=59956.9NF=.4NFp=NWb=.3N33四、中法蘭厚度驗(yàn)算te=式中：te計(jì)算的法蘭厚度（mm） X螺栓中心到法蘭根部的距離（mm） X=25(設(shè)計(jì)給定) 1 材料徑向許用彎曲應(yīng)力（MPa）1 =61MPa(查表3-3)an墊片壓緊力作用中心長(zhǎng)軸半徑（mm）an=177.5 mm(設(shè)計(jì)給定)bn墊片壓緊力作用中心短軸半徑（mm） bn=127.5 mm(設(shè)計(jì)給定) te= =36.9mm設(shè)計(jì)給定te=45mm故中法蘭厚度設(shè)計(jì)滿足要求五、閥蓋強(qiáng)度校核 閥蓋和閥體共同組成“承壓殼體

8、”,閥蓋所承受的介質(zhì)壓力、溫度等技術(shù)參數(shù)與閥體相同，選用材料也相同，故閥體設(shè)計(jì)計(jì)算中關(guān)于壁厚和中法蘭的計(jì)算值，也適用于閥蓋，這里就不重復(fù)計(jì)算；下面只對(duì)閥蓋兩個(gè)力臂進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算（參見設(shè)P395）由于-，-，-截面處為危險(xiǎn)截面，故對(duì)三處截面進(jìn)行應(yīng)力校核 1、-截面的合成應(yīng)力按下式校核=w+L+wN式中：-截面的合成應(yīng)力（MPa） w-截面的彎曲應(yīng)力（MPa） 設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程結(jié)果te=36.9mm te=45mm44w=其中 M為彎曲力矩（N·mm）M= 其中 QFZ=max(QFZ,Q”FZ)=9665.4NL=125mm（設(shè)計(jì)給定） H=210mm（設(shè)計(jì)給定） X為-截面對(duì)X軸慣性

9、矩(mm4) X= mm4閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-29計(jì)算 y 為-截面對(duì)y軸慣性矩（mm4） y =.7 mm4閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-29計(jì)算M= = 24357.5N·mmWy 為-斷面對(duì)y軸的截面系數(shù)（mm3） Wy =1409.6mm3閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-29計(jì)算 w= = 24357.5/1409.6 =17.3MPaL-截面的拉應(yīng)力（MPa）L= 其中 F為-截面處的截面積(mm2) F=12×40=480mm2L= =12.89MPa w=17.3MPaL=12.89MPa結(jié)果設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程 QFZL 8QFZ2F59956.9 2×23255wN=37.7

10、MPa=69.9MPa wN力矩引起的彎曲應(yīng)力(MPa)wN= 其中MN 力矩（N·mm） MN = 其中 MFJ為閥桿螺母與閥蓋間的摩擦力矩（N·mm）關(guān)閉時(shí)MFJ(N·mm)計(jì)算MFJ=1/2QFZfjdp其中 fj凸肩與閥蓋間的摩擦系數(shù),fj=0.3(查表3-34) dp閥桿螺母凸肩與支架間環(huán)形接觸面平均直徑 dp=60mm(設(shè)計(jì)給定)MFJ=1/2×27098.9×0.3×60=.1N·mm開啟時(shí)MFJ”(N·mm)計(jì)算MFJ”=1/2QFZ”fjdp=1/2×59956.9×0.3&#

11、215;60 =.1 N·mmMFJ=max(MFJ,M”FJ)=.1 N·mm MN = =.3 N·mmWX 為-截面對(duì)X軸的截面系數(shù)(3200mm3)WX =24034.1mm3閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-29計(jì)算 wN= =37.7MPa =17.3+12.89+37.7=69.9MPa 常溫下閥蓋材料的許用應(yīng)力（MPa）結(jié)果設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程MFJH L .1×210 125.3 24034.186結(jié)果w=25.2MPa=82MPa(查表)顯然 < 故-截面合格。2、-截面同-截面，故校核合格3、-截面的彎曲應(yīng)力按下式校核w= W 式中M-截面的彎

12、曲力矩（N·mm）M= -M = -24357.5 =.6N·mmWx -截面對(duì)x軸的截面系數(shù)（mm3） Wx =73333mm3 按閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-29計(jì)算 w= =25.2MPaW常溫下閥蓋材料的許用彎曲應(yīng)力（MPa）W=102MPa 顯然w<W故-截面校核合格通過對(duì)-，-，-三處危險(xiǎn)截面的應(yīng)力計(jì)算：知三處應(yīng)力均小于其許用應(yīng)力,故閥蓋強(qiáng)度校核合格。六、 閘板厚度驗(yàn)算1、閘板厚度按下式計(jì)算SB= 按實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-230設(shè)計(jì)說明與計(jì)算過程 M Wx59956.9×125 4 .673333×7SB=32.2mmSB=38mm式中：SB閘板計(jì)算厚度(mm) P設(shè)計(jì)壓力（MPa），取公稱壓力PN數(shù)值1/10P=PN=6.4/10MPa=0.64MPaR 閘板平均半徑(mm)R=104(設(shè)計(jì)給定)K系數(shù)取0.75實(shí)用閥門手冊(cè)表5-230425材料的許用彎