球阀设计计算说明方案.docx

NO:SJ/Q01-09球阀设计计算说明书（200Q347F-16C）编制:审核：阀门有限公司目录一、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…结果壳体壁厚SB（mm）验算。从表(9-37)[ 1 ]查出BS 5351-1999标准中的最小壁厚10，参考取tB取17.5mm，(阀座底角)2、壳体壁厚t计算：(据手册表5-74 t计算)[ 1 ]t B’ = +C式中：p—计算压力，P=PN=1.6 MPa (设计给定)Dn—计算内径，Dn = 315 mm。[σL]—材料许用拉应力。(查手册表3-5)[ 1 ][σL] = 98 MPa C—考虑工艺性和介质腐蚀等因素而附加的裕量（mm）。 t B’ = + C因t B’– C = 2.25 (参照表4-14)[ 3 ] C取5 mmt B’ = 2.25 + 5 = 7..25 mm显然 tB tB’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)[ 1 ]q = P(DJH2-0.6DMN2-0.4DMW2)/8Rh cosψ浮动套阀座的预紧比压。qMO = FMT×m / [(DMW2-DMN2) ]FMT—螺旋弹簧预紧力,(表5-89FMT =F1Gd4/8nD23 )[ 2 ]G = 78000 MPa ( 查GB/T1973.2-1989 )；F1—弹簧预加变形量，F1=4 mm（设计给定）；m—弹簧数量，m = 24（设计给定）。tB=17.5mmDn = 315 mmtB’= 7.25 mm设计说明与计算过程 p. Dn 2.3[σL]-p 1.6×315 2.3x98-1.6 π4 1结果qMO= 1.46 MPa DJH =ф250 mmDMN =ф212 mmDMW =ф218 mm R = 155 mmh = 30 mmψ= 45°q = 1.01 MPaqM =3.47 MPaqMF =1.57 MPa[q] = 20 MPaqMF ＜qM ＜[q]FMT=4×78000×1.84/ (8×4.5×83) = 177.69 NqMO= 177.69×28/[（2182-2122）×π/4 ]= 4975.32 / 2026.33 = 1.46 MPaqM—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—阀座进口活塞外径，DJH =ф250 mm；DMN—阀座密封面内径，DCH =ф212 mm；DMW—阀座密封面外径，DMN =ф218 mm；R—球体半径，R = 155 mm（设计给定）；h—轴承高度，h = 30 mm（设计给定）ψ—球体与密封圈接触点与通道轴法向夹角，ψ= 45°（设计给定）；P—设计压力，在这里取公称压力，PN=1.6 MPaq =1.6×(2502- 0.6×2122- 0.4×2182) / 8×155×30×cos45°= 1.01 MPa阀座总比压: qM = 1.01+2.46 = 3.47 MPa密封的必须比压: qMF = (1.8+0.9PN) /(bM /10)1/2= 1.57 MPa (表3-13 ) [ 1 ]又因 [q] = 20 MPa（查表4-66）[ 3 ]所以，qMF ＜qM ＜[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 = ≤[τN] （见设P457）[ 3 ]式中：MF—阀杆端头所受的扭转剪切应力校核（MPa）；设计说明与计算过程MFωs2结果设计说明与计算过程ωs =19392.43MQG1=65915.4 (N·mm)MQG2=275417.9( N·m m )MQG=341333.3(N·mm)bT = 8 mmhT = 16 mmψ= 2ωs—B-B断面的抗扭断面系数（mm3），ωs = WK =πd3/16 - (表15-22)[ 3 ]= -= 19392.43MF = MQG+MFT+MZC (查表5-151)[ 1 ]（1） MQG—固定球球阀的球体与阀座密封面间的摩擦力矩：MQG = MQG1+MQG2① MQG1 = （DMW2-DMN2）（1+COSψ）qMOfMRqMO—球体最小预紧比压