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1、闸阀Z80H-64设计 摘要：本论文课题是设计闸阀的结构与工艺。闸阀主要由阀体、阀盖、闸板、阀杆、等装置组成，其结构在阀体内类似闸阀一样的板状物与无相配的两阀座（或单阀座）之间垂直于流体移动，从而打开或切断流道。用它做启闭使用，并在全开时整个流道直通的作用。闸阀适用范围广泛，主要应用于石油、化工、电力、医药、火力等行业。本文是针对Z80H-64型闸阀的设计展开阐述。该闸阀设计为法兰连接形式的软密封结构，阀体与阀座采用螺纹阀座，阀盖与支架采用分体结构。闸阀结构设计的基本内容为对闸阀标准的了解、阀体壁厚计算与校核、阀体尺寸的确定、密封比压计算、总转矩计算、阀杆强度校核等；闸阀工艺设计主要着重对闸板
2、、阀体、阀座、阀盖、阀杆等主要零件的制造加工工艺规程编制。它包括零件工艺分析、确定零件工序及填写零件工艺文件等内容；闸阀的检查和试验、安装、维护、保养和使用注意事项进行适当说明。关键词 ： 闸阀，结构与工艺， 密封 ，密封比压 ，试验 I1主要外形结构与尺2 引言 阀门是安装在各种管道和设备等流体输送系统中的控制部件，由阀体、阀盖、阀座、启闭件、驱动机构、密封件和紧固件等组成，具有导流、截止、调节、节流、防止倒流、分流或溢流卸压等功能。用于流体控制的阀门，从最简单的截断装置到极为复杂的自控系统，其品种和规格繁多。阀门的通径小至用于宇航的十分微小的仪表阀，大至通径达10m、重十几吨的工业管路用阀
3、。阀门可用于控制空气、水、蒸气、各种腐蚀性化学介质、泥浆、液态金属和放射性物质等各种类型的流体流动。阀门的工作压力可从1.3x10-3MPa到1000MPa的超高压。工作温度从269的超低温到1430的高温。阀门可采用多种传动方式，如手动、气动、液动、电动、电 一 气或电 一 液联动及电磁驱动等；可以在压力、温度及其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭。阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。阀门的种类繁多，随着各类成套设备工艺流程和性能的不断改进，阀门种类还在不断增加，且有多种分类的方
4、法阀门在国民经济中无所不有，它与生产、建设、国防和人民生活都有着密切关系。比如在石油、天然气、煤炭、矿山的开采、提炼和输送；化工、医药、轻工、造纸、食品的加工；水电、火电、核电的电力系统；农业灌溉；冶金系统；城市和工业企业的给排水，供热、供气、排污系统；船舶、车辆、航天、国防系统；各种运动机械的流体系统等等均离不开阀门产品。本文论述的是以闸板作为启闭件的闸阀。3 闸阀的定义闸阀（gate valve）是指启闭件（闸板）沿介质流动方向（通道轴线）的垂直方向移动而实现启闭的阀门，作为截止介质使用，主要由阀体、阀盖、支架、阀杆、阀杆螺母、闸板、阀座、填料函、密封填料、上密封座、填料压盖及传动装置等零
5、件组成。在全开时整个流通直通，此时介质运行的压力损失最小。闸阀主要由阀体、阀盖、阀杆、支架（亦有与阀盖一体）等驱动装置组成，其结构在阀体内类似闸阀一样的板状物与无相配的两阀座（或单阀座）之间垂直于流体移动，从而打开或切断流道，但闸阀只能作全开和全关 , 不能作调节和节流。闸阀适用范围广泛，主要应用于石油、化工、电力、医药火力发电厂等行业。闸板有两个密封面 , 最常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形 角随阀门参数而异 , 通常为 5, 介质温度不高时为 252 。楔式闸阀的 闸板可以做成一个整体，叫做刚性闸板；也可以做成能产生微量变形的闸板 , 以改善其工艺性 , 弥 补密封面角度在加工过
6、程中产生的偏差 , 这种闸板叫做弹性闸板。3.1 闸阀的种类按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀 , 楔式闸板式闸阀又可分为:单闸极式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。 按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。闸阀关闭时 , 密封面可以只依靠介质压力来密封 , 即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的 , 即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座 , 以保证密封面的密封性。闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的，叫升降杆闸阀 ( 亦叫明杆闸阀)。通常在升降杆上 有梯形螺纹，通过阀门
7、顶端的螺母以及阀体上的导槽，将旋转运动变为直线运动 , 也就是将操作转矩变为操作推力。 开启阀门时，当闸板提升高度等于阀门通径的1。1倍时，流体的通道完全畅通，但在运行时，此位置是无法监视的。实际使用时，是以阀杆的顶点作为标志，即开不动的位置，作为它的全开位置。为考虑温度变化出现锁死现象 , 通常在开到顶点位置上 , 再倒回 1/21圈 , 作为全开阀门的位置。因此 , 阀门的全开位置，按闸板的位置（即行程来确定。 有的闸阀 , 阀杆螺母设在闸板上，手轮转动带动阀杆转动 , 而使闸板提升 , 这种阀门叫做旋转杆闸阀或叫暗杆闸阀。3.2 闸阀的密封原理和特点3.2.1 密封原理闸阀不管其具体结构
8、如何，密封基本原理可分为如下三类：1、自动密封：即通过介质力，在Q介Q密封条件下，使阀门在出口端密封。2、单面强制密封：即当通过阀杆轴向力作用在闸板后，进口端介质达到某一压力后流入中腔，然后通过楔紧力和介质作用力作用下出口端密封。3、双面强制密封：即当通过阀杆轴向力作用在闸板后，由于楔紧力而使进出口均密封。3.2.2 特点重量轻：本体采用高级球黑铸铁制成，重量较传统闸阀重量减轻约20%30%，安装维修方便。 3.3 闸阀优点1、流体阻力小 ：阀体内部介质通道是直通的，介质流经闸阀时不改变其流动方向。 2、启闭所需的力矩较小，较省力。但是与截止阀相比而言，因为无论是开是闭，闸板运动方向均与介质流
9、动方向垂直。 3、可以使用在介质向两方向流动的环网管路上，即介质流向不受限制 , 不扰流、降低压力。 4、形体简单 , 结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。 5、楔式闸阀阀体内部介质通道是直通的，介质流经闸阀时不改变其流动方向，因此流动阻力较小。6、启闭时闸板运动方向与介质流动方向相垂直，因而启闭较为省力。7、介质流动方向不受限制，可以两侧任意方向流过，均能达到充通或截断的目的。便于安装，适用于介质的流动方向可能改变的管路中。8、明杆楔式闸阀的传动螺纹在阀体外部，便于润滑和不受流体腐蚀。因此可根据阀杆的运动方向和位置直观地判断阀所处的启闭位置，不致因误操而造成运行故3.4 闸阀的缺点1、密封
10、面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难。 2、外形尺寸较大，开启需要一定的空间，开闭时间长。 3、结构较复杂,一般闸阀都有两个密封副，给加工研磨和维修增加了一些困难。 4、密封面易磨损，影响使用寿命。启闭时，闸板与阀座两个密封面相互摩擦滑动，要介质压力作用下易产生擦伤磨损，影响密封性能，缩短使用寿命3.5 闸阀的常用压力闸阀压力等级1.6-6.4MPa3.6 闸阀的常用温度常用温度为-29度-425度3.7 主要标准（1）GB/T 12221-2005金属阀门结构长度（2）GB/T 12234-2007通用阀门法兰和对焊连接钢制闸阀（3）GB/T 12224-2007钢制阀门 一般要求（4）JB
11、/T 7927 阀门铸钢件外观质量要求（5）JB/T53162-94闸阀产品质量分等（6）JB/Z243-85闸阀静压寿命实验规程（7）GB/T 9113.1-2000平面、突面对焊钢制管法兰4型号编制说明Z 40H40C 阀体材料 WCB 公称压力 40 密封材料 H Cr13不锈钢 结构形式 4 升降契式弹性闸板连接方式 4法兰连接传动方式 手轮传动阀门类型Z闸阀5 设计需达到技术要求5.1 阀体1、阀体应当是铸造或者锻造成型的，阀体材料应当符合GB/T 12230。2、若阀体端法兰和阀盖连接的阀体中法兰需要采用堆焊形式的锻造材料的法兰，该法兰与阀体的焊接应当按GB 150的规定，并应按材
12、料的特性进行相应的热处理。3、阀体壁厚应符合GB/T 12234 的要求。4、法兰连接阀门的结构长度应符合GB/T 12221 长型或短型的规定。5、端法兰尺寸和法兰端面的粗糙度按GB/T 9113 的规定。6、阀门零件材料的抗腐蚀性应不低于阀体材料。5、2阀盖1、阀盖上应有一个圆锥形或球面形的上密封，上密封座采用衬套镶在阀盖上，或在阀盖处堆焊不锈钢或硬质合金。堆焊层加工后最小厚度应不小于1.6mm。2、阀盖的阀杆孔应设计有适当的间隙，使其既能保证阀杆顺利的升降，并能防止填料的挤出。5、3闸板闸板本体的抗腐蚀性能应当不低于阀体材料。5、4 上密封座上密封座应采用具有抗腐蚀性能、不低于阀体材料的
13、不锈钢材料，密封面的硬度应不低于HB250。5.5 填料垫片填料、垫片应能在球阀的使用温度范围内使用。任何金属垫片应至少与阀体具有同等的耐腐蚀性能。6 闸阀的工艺6.1由于编制工艺规程是实现产品优质、高效、低耗辩证统一的关键性技术准备工作，因此，编阀门工艺规程就成为阀门制造厂生产技术准备工作中的一个重要环节。编制阀门零件工艺规程应遵循如下原则：即，在一定的生产条件下，以最少的生产费用及最高的劳动生产率可靠地加工出合乎图纸要求的零件。（1）编制工艺规程时，首先应选择能够可靠地保证零件的加工质量的工艺方案。要尽可能地依靠采用新工艺和新技术，依靠机床设备和工艺装备，而较少依靠工人的技术来保证零件的质量，以减少废品和提高加工质量的稳定性。（2）在保证加工质量的前提下，应选择最经济的加工方案。一般来讲，高效率的加工方法是比较经济的，但也不能盲目地追求高效率。当生产批量很小时，选用昂贵的高效率机床和采用复杂的高效夹具在经济上并不合理。在这种情况下，选用普通万能机床和简单的工装反而会降低产品的成本。通常是以几个工艺方案进行经济性分析，对比的办法来选择经济上最合理的工艺方案。编制的工艺规程还应保证工人具有良好的、安全的劳动条件。6.2阀门零件工艺规程编制的方法有：进行零件的工艺分析；确定工序的具体内容；填写工艺文件。（
