球阀设计计算说明书NO:SJ/Q01-09球阀设计计算说明书(200Q347F-16C)编制:审核:1 / 13阀门有限公司球阀设计计算说明书目录一、壳体壁厚Sb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# / 13球阀设计计算说明书设计说明与计算过程 tB=17.5mm壳体壁厚Sb(mm)验算1、从表(9・37)⑴查出BS535L1999标准中的最小壁厚10,参考F国(阀座底角)2、壳体壁厚23[oJ・P丧5-74t计算”Dn=315mmtB'=+C式中：p一计算压力，p=PN=L6MPa(设计给定)nL6X315DntB9=7.25mm23x98-1.6Dn=3x^iiiiiio[]一材料许用拉应力查手册表3・5严[0J=98MPaC一考虑工艺性和介质腐£工素而附加的裕量4(mm)otB'=+C因tB-C=2.25(参照表4・14)⑶C取5mmtif=2.25+5=7..25mm显然故：阀体最小壁厚满足要求二、密封面上总作用力及计算比压表5・167)川q=P(DjH2-0.6DMN2-0.4DMW2)/8Rhcos1、浮动套阀座的预紧比压。
qMO=FMTXin/[(DMW2-DMN2)]Fmt—螺旋弹簧预紧力，(表5-89Fmt=FiGd4/8nD23)l2>G=78000MPa(#GB/T1973.2-1989)；Fi—弹簧预加变形量，Fi=4mm(设计给定)；】】】一弹簧数量，m=24(设计给定)设计说明与计算过程Fmt=4X78000X1.84/（8X4.5X83）=177.69NqMo=177.69X28/[（2182-2122）Xn/4]=4975.32/2026.33=1.46MPaq“一球阀最小预紧比压，qM=lMPa（查表5・150）国qMo>q.M,能确保球阀的低压密封式中：q—密封面计算比压；Djh—阀座进口活塞外径，Djh=4>250mm；Dmn—阀座密封面内径，DcH=4）212mm；Dmw—阀座密封面外径，Dmn=218mm；R一球体半径，R=155mm（设计给定）；h一轴承高度，h=30mm（设计给定）卜动/*与密封圈接触点与通道轴法向夹角，Mf短15设计给定）；P—设计压力，在这里取公称压力，PN=1.6MPaq=1.6X（25^-0.6X2122D4X2182y8X155X30Xcos450=1.01MPa阀座总kLH：qM=1.01+2.46=3.47MPa密封的必须比压:qMF=（L8+0.9PN）/（bM/10产=l.57MPa（表3-13）11]又因[q]=20MPa（查表4・66）⑶所以，qMF〈qMV[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：TN=W[Tn]（见设尸457）⑶结果qMO=L46MPaDjh=力 250mmDMN=4)212mmDmw= 4)218mmR=155mmh=30mm巾=45°q=L01MPaq、i=3.47MPaqMF=1.57MPa[q]=20MPaqMF
一系数，Mqgi=65915.4 (X • mu)Mqg3=：275417.9(N • nin) Mg41333.3(Nenm) bT=8mmhT=16mm+ =2螭==2给出估计值2；# / 13球阀设计计算说明书设计说明与计算过程Df—阀杆直径，DF=45mm(设计给定)所以，Qt=2X45：=1.6=1152^2故：Mft=115：—5920(N•mm)8(3)轴承产生EAE力矩：8Mzc=DjnaiZdQj其中：fz一轴承，367645.8・05；dQr19392.43mn(设计给定)所以，Mzc=X250XL6X0.05X50=392.5(N•mm)故：Mf=341333.3+25920+392.5=367645.8(N•mm)故所以，TN=-=18.96Mpa因[tN]=145MPa(查表3・7)囚又因，材料2Crl3的最小抗拉强度，6b=650Mpa(查表3-6)口】[6L]=650/2,5=260MPa所以，[tn]=(0.5-0.6)X260=130-156Mpa因tN=18.96Mpa<[tn]=130~156Mpa所以符合tn=W[tn]的条件DF=45mm Qt=1152NMft=25920(N • mm)fz=0.05 dQj=50*/inmMzc=392.5(N • mm)NIt=367645.8(N • m m)t N=18.96Mpa6 b=650Mpa[6 L]=260Mpa故：阀杆强度合格。
设计说明与计算过程n=12dB=M18四、中法兰螺栓强度校核1、设计时给定：螺栓数量，】】=12螺栓名义直径，（1b=M182、螺栓载荷计算：（1）操作状态下螺栓载荷（N）：WP=F+FP（见设尸368）网式中：WP—在操作状态下螺栓所受载荷（N）,F—流体静压总轴向力（N），F=124626.6(N)b=3.75mmM=0.53 Fp=6290.676(N)Wp=139993(N)F=0.785Dg2P其中：Dg为垫片压紧力作用中心圆直径（mm）,DG=315mm（设计给定）F=0.785X3152X1.6=124626.6（N）Fp—操作状态下需要的最小垫片压紧力（N）,Fp=2nbD（;MPY=5.0Wa=18545.625(N)其中：b=bo（垫片基本密封宽度），b=bo=3.75mm（查表4・18）⑶M—垫片系数，M=0.53（查表4・17严Fp=2X3.14X3.75X315X0.53X1.6=6290.676（N）Wp=133482.66+6510.35=139993.（N）（2）预紧状态下螺栓所受载荷Wa（N）eWa=nbD（;Y式中：Y—垫片比压（MPa）,Y=5.0（查表3・14）⑴Wa=3.14X3.75X315X5=18545.625（N）设计说明与计算过程3、螺栓面积计算：(1)操作状才向最小螺栓截面积(mnP)Ap=Am结果Ap=65L13mm2[6 ]=215MPaAa=86.27mm2Ab=7543 mm2AM=65L13mm2故：螺栓强度校核合格。
6参考文献[1]陆培文主编，阀门实用设计手册，第2版北京：机械工业出版社2007.4[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]杨源泉主编,阀门设计手册,第2版北京：机械工业出版社1995.5[4]徐濒主编,机械设计手册,第1卷北京：机械工业出版社1995.12[5]虞莲莲、曾正明主编，实用钢铁材料手册第1版，第2次印刷北京：机械工业出版社2002.5# / 13。