蝶阀扭矩计算表
阀门转矩计算-热工所罗托克
摩擦转矩(旋转杆)
摩擦转矩=摩擦推力×阀杆半径(在填料压盖处半径)
注：1，填料给明杆阀增加摩擦力，给旋转杆阀增加转矩；
2，管道压力作用于阀杆(通过填料压盖处)的截面积上，有开启阀门的趋势，对于管道压力 在 64kgf/cm2 或高些的明杆闸阀，此活塞效应是很大的；
3，对于截止阀，阀杆面积已包括在阀芯面积中，所以活塞效应可以忽略； 4，对于暗杆阀，以上三项均应计算。
（mm）
（mm）
（mm）
（mm）
10*3
0.00111
28*5
0.00266
48*8
0.00449 90*12 0.00804
12*3
0.00125
30*6
0.00294
50*8
0.00464 95*12 0.00840
14*3
0.00140
32*6
0.00308
52*8
0.00478 100812 0.00876
50
19.635
400
1256.637
1500
17671.458
65
33.183
450
1596.431
1600
20106.192
80
50.265
500
1963.495
1800
25446.900
10078.5ຫໍສະໝຸດ 06002827.433
2000
31415.926
阀门系数表
阀门类型
液体 400℃以下 400℃以上
填料压盖摩擦推力和转矩以及阀杆的活塞效应
表3
摩擦推力(明杆)
阀杆直径 25mm 以下 20‐50mm
推力
500kgf
蝶阀球阀力矩
式中：Q d -------动水作用力(N)g--------重力加速度9810mm/s 2 λa ------蝶板开度为α角时的动水力系数，查表得 H------计算升压在内的最大静水压头 ξa-----蝶板开度为α角时的流阻系数，查表得 ζ0-----蝶板全开时的流阻系数，查表得 V 0-------全开时介质的流速(mm/s)H 按下式计算：Q C =Q d =(2*10-8*g*λa *H*D 2)/(ξa-ζ0+2*g*H/V 02)M M ≈4q M *R*b M *f M *(h 2+R 2)0.5式中：h-------阀杆与蝶板中心的偏心距(mm)M C 按下式计算M C =1/2*Q C *f C *d F式中：Q C ------作用在阀杆轴承上的载荷(N) f C -------轴承的摩擦系数d F --------阀杆直径或轴承内径(mm)当蝶板处于密封状态时，Q 计算如 Q=3.14/4*D 2P 式中：D------蝶板直径(mm)当蝶板处于启闭过程中，Q 计算如(2)对偏置蝶板MM 按下式计 Mj---------静水力矩(N.mm),阀杆垂直安装时Mj=0 Md---------动水力矩(N.mm)计算蝶阀在关闭或开启过程中的阀杆力矩时，M M =0,M j =0,对于关闭过程中Md 为正值，开启过程为负值M m 分两种情况计算如下：(1)对中心对称蝶M M =4q M *b M *f M *R 2式中：q M --------密封比压(Mpa)，对橡胶密封圈q=(0.+0.6p)/(b m )0.5 b M ------密封面的接触宽度(mm) f M -------密封面的摩擦系数，对橡胶密封圈，f=0.8-1.0 R------蝶板的密封半径(mm) M T ------------密封填料的摩擦力矩(N.mm)二.蝶阀阀杆力矩M D =M M +M C +M T +M j +M d式中：M D --------蝶阀阀杆力矩(N.mm) M M-----------密封面间摩擦力矩(N.mm) M C --------阀杆轴承的摩擦力矩(N.mm)公称通径b m R f M q M M M h M M 偏心10030500.90.10955295773034492.41253062.50.90.1095546214.13051262.215030750.90.1095566548.33071674.71753087.50.90.1095590579.63095755.6200301000.90.1095511830830123517300301500.90.1095526619330271465350301750.90.1095536231930367604400302000.90.1095547323230478527500302500.90.1095573942630744730600303000.90.109551064773301070083700303500.90.109551449274301454588800304000.90.109551892929301898246900304500.90.1095523957383024010561000305000.90.1095529577023029630211200306000.90.1095542590913042644111500307500.90.10955665482930666015120003010000.90.109551.2E+07301.2E+07公称通径D Q Cf cd F M C 10010078500.15201177512512512265.60.152018398.415015017662.50.152533117.2M M ≈4q M *R*b M *f M *(h 2+R 2)0.5二.计算M CM C =1/2*Q C *f C *d F Q C =3.14/4*D 2P 2.对偏置蝶板式中：Q------流量(m 3/h) A------管子截面积(m 2) t-------关阀时间（s)M d 按下式计算：M d =(2*10-9*g*μa *H*D 3)/(ξa-ζ0+2*g*H/V 02)式中：μa------蝶板开度为α角时的动水力距系数，查表 Md 的最大值通常在α=600-800范围内一.计算M M1.对中心对称蝶板M M =4q M *b M *f M *R 2q M =(0.+0.6p)/(bm)0.5 p=1MPa △H=9.8*104*(p+△p)式中：△p------由于水锤作用在阀前产生的压力升值按下式计算：175********.60.152545076.2200200314000.152558875300300706500.152814836535035096162.50.15302163664004001256000.15302826005005001962500.15355151566006002826000.15408478007007003846500.154512981948008005024000.154516956009009006358500.15452145994100010007850000.155029437501200120011304000.155042390001500150017662500.155066234382000200031400000.1550 1.2E+07公称通径MMM M 偏心M C M D 中心对称M D 偏置N*M N.M 最终数据1002957734492.4117754135246267.446.2674362.46112546214.151262.218398.464612.569660.769.6606894.0419********.371674.733117.299665.5104792104.7919141.46917590579.695755.645076.2135656140832140.8318190.12320011830812351758875177183182392182.3923246.23300266193271465148365414558419830419.8298566.77350362319367604216366578684583969583.9694788.359400473232478527282600755832761127761.12651027.52500739426744730515156125458212598871259.8871700.8560010647731070083847800191257319178831917.8832589.14700144927414545881298194274746827527822752.7823716.26800189292918982461695600358852935938463593.8464851.69900239573824010562145994454173245470504547.056138.521000295770229630212943750590145259067715906.7717974.141200425909142644114239000849809185034118503.41111479.615006654829666015166234381.3E+07 1.3E+0713283.5917932.82000 1.2E+07 1.2E+07 1.2E+072.4E+07 2.4E+0723611.1331875计算后的M D 按一般原则再乘以系数1.25-1.35蝶板扭矩M D （注：M M ,M M 偏心是按p=1MPa 计算,可根据不同介质压力乘以相应p)例：p=2MPa ,则M M ,M M 偏心乘以2再各与M C 相加即为相应蝶板扭矩。
阀门扭矩计算
（3）填料与阀杆间摩擦力矩 MFT
MFT=0.5*FT*dF
FT=ψ*dF*bT*P
阀杆与填料摩擦力
FT
N
系数
ψ
查表
阀杆直径
dF
设计给定
mm
填料宽度
bT
设计给定
mm
填料深度
hT
设计给定
mm
计算结果: MFL=5840Nmm
计算结果: MF=78075Nmm
密封带接触面外径
DMW
设计选定
mm
球与座接触面内径
DMN
设计选定
mm
球体最小预紧比压
qM
0.1P
MPa
体球与密封面的摩擦系数
fM
查表
球体半径
R
设计选定
mm
阀座外径
DJH
设计选定
Mm1
球体与密封面接触点与流道轴法向角
θ
设计选定
（°）
计算压力
P
取公称压力
MP192Nmm
1″-600LB阀杆扭矩计算
（1）阀杆总力矩 MF=MQF+MFT
（2）球与阀座的摩擦力矩MQF
MQC=MQF1+MQF2
MQF1阀座对球预紧力产生的摩擦力矩
MQF1=0.3925（D2JH–D2MN）*(1+COSθ)*qM*fM*R
MQF2介质工作压力产生的摩擦力矩
MQF2=π*P* fM*R（D2JH-0.5 D2MN-0.5 D2MW）(1+COSθ)/8COSθ
蝶阀的流量系数的计算
蝶阀的力矩计算公式如下：M=X0.0654X△PXD3式中：M 蝶阀的驱动力矩 kg·m△P 阀前后差压 mmH2OD 蝶阀直径 mK 系数 2-4倍可压缩流体流经蝶阀的流量系数的计算一、前言蝶阀不仅可以用于控制管路的通断，而且也可以用于流量的调节，在蝶板开度在15°~60°范围内，具有良好的线性调节特性。
由于蝶阀结构简单，所需安装空间小，操作便捷，可以实现快速启闭以及流阻损失小等优点，故广泛应用于工业及民用各个领域，近年来由于金属密封蝶阀在技术上日趋成熟，进一步扩大了蝶阀适用的压力和温度范围。
由于蝶阀具有流量调节的功能，因而不同开度下的流量系数是蝶阀的重要性能指标，它的数值大小反映蝶阀在不同开度下介质的流通能力。
对于水或其他不可压缩的流体，流量系数可以比较容易地通过试验测试来确定，许多企业、研究所和高等学校都有相应的试验装置，在专业手册中也已有比较完整的数据可供借鉴。
而对于空气、水蒸气等可压缩性流体，由于通过蝶阀后其压力、温度、容积等状态参数都将产生变化，所以相关的测试技术和试验装置比较复杂，蝶阀的制造企业大多不具备这样的试验条件，因而如何确定用于可压缩性流体时的蝶阀流量系数值，是一个设计、制造和使用单位都亟待解决的问题。
通过流体力学和热力学分析，提出一种用蝶阀的不可压缩流体的流量系数近似计算其可压缩流体流量系数的方法，可供用户参考应用。
二、确定流f系数的方法1. 阀门的流量系数流量系数是衡量阀门流通能力的指标，在数值上相当于流体流经阀门产生单位压力损失时流体的体积流量，如果蝶阀在1 lbf/in2 （1 lbf/in2= 6894.76Pa）的压降下能通过1 gal/min（1 gal/min = 0.68L/s）的水，它的流量系数C v=1.0。
由于单位的不同，流量系数有几种不同的代号和量值。
（1）A v值计算式（1）式中Av—流量系数；Q—体积流量，单位为m3/s；ρ—流体密度，单位为kg/m3；Δp—阀门的压力损失，单位为Pa。
三偏心蝶阀的动水力矩计算
三偏心蝶阀的动水力矩计算动水力矩是蝶阀设计中的一个重要参数，尤其是在研究管路中的水锤压力时，应准确地了解阀门的启闭速度和在各种开度下作用在转轴上的力矩。
当然，对于中线对称阀瓣的蝶阀，其力矩可按经验公式计算[1]：(1)式中，mβ为开度为β角时的动水力矩系数；ξβ为开度为β角时的阻力系数；ξ为全开(β=0)时的阻力系数；v为流速，mm/s；D为公称通径，mm；H为计算升压在内的最大静水头，mm，且H=9.8×104(p+Δp)或(2)式中，b为阀瓣中心处厚度，mm；p为计算压力，MPa；Δp为阀前压力升值，MPa。
式(1)中的动水力矩系数mβ和阻力系数ξβ等均是根据具体的阀瓣结构和阀瓣开度等参数而确定的实验系数。
因此，对于目前结构形式多样的偏心蝶阀仍旧使用上述公式计算力矩，必然会带来较大的误差。
本文采用理想流体无旋流动的假定，简化问题，求解拉普拉斯方程，得出速度的分布，然后再由伯努利方程(Bernoulli)求出阀瓣上的压力分布，并进而求出作用在转轴上的力矩。
1 同心蝶阀的动水力矩同心蝶阀的动水力矩用经验公式求取，误差比较小.下面给出一个计算实例作一直观的了解。
已知b=8mm，D=8Omm，v=1m/s，则由式(2)可得：H=6.351m，各开度下的系数由文献[1]查表可以得到。
由式(1)计算出阀瓣在各个开度下的动水力矩，将获得的数据处理后得到动水力矩拟合曲线，见图1。
由图1可以看出：同心蝶阀的动水力矩的最大值发生在开度为60°~80°之间。
2 三偏心蝶阀的动水力矩2.1 三偏心蝶阀的结构三偏心是指蝶板的回转中心0相对于蝶板中心在轴向存在偏心距c和在径向存在偏心距e，另外，阀座所在的圆锥形的高线与阀体中心线有一个夹角φ构成了蝶阀的第三个偏心，即角偏心。
如图2所示的三偏心蝶阀的结构是广为采用的θ=φ的情况，T1T2为三偏心蝶阀蝶板的中性面。
2.2 三偏心蝶板的简化为了计算方便，在不影响计算结果的情况下，作如下简化：以中性面的长半轴为半径，厚度保持不变，得到新的圆柱体来代替原来的蝶板。
阀门扭矩计算方法
阀门扭矩计算方法
阀门扭矩是阀门一个重要参数，因此不少朋友都很关注阀门扭矩计算的问题。
如下为阀门扭矩计算方法
阀门扭矩计算具体是：二分之一阀门口径（D）的平方×3.14得出阀板的面积（A），再乘以所承压力（P）（即阀门工作压力）得出轴所承受的静压力，乘以磨擦系数（钢铁的磨擦系数取0.1，钢对橡胶的磨擦系数取0.15），乘以轴径（d）除以1000即为阀门的扭矩数，单位为牛·米（N.m），
注：电动装置和气动执行器参考安全值取阀门扭矩的1.5倍。
阀门在设计时，选用执行器是靠估算，基本分为三部分：
1、密封件的摩擦力矩（球体与阀座）
2、填料对阀杆的摩擦力矩
3、轴承对阀杆的摩擦力矩
故计算压力一般取公称压力的0.6倍（约为工作压力），摩擦系数根据材料定。
计算的力矩乘1.3~1.5倍以选执行器。
阀门扭矩计算要兼顾阀板与阀座的摩擦，阀轴与填料的摩擦，介质不同压差下对阀板的推力。
因为阀板、阀座和填料的种类很多，每一种都有不同的摩擦力，及接触面的大小，压紧的程度等等。
一般是用仪表实测而不是计算。
阀门扭矩计算出的数值有很大的参考意义，但并不能完全照搬。
在很多因素的影响下，阀门扭矩计算并没有实验得出的结果更精确。
什么是扭矩？
扭矩是使物体发生转动的力。
发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。
在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。
阀杆力矩
MQF=3.14*D2mp*P*fM*R*(1+cosφ)/8*cosφ=A*P*fM 式中：Dmp-----阀座密封面平均直径(mm)
600 1064773 1070083 847800 1912573 1917883 1917.88 2589.14
700 1449274 1454588 1298194 2747468 2752782 2752.78 3716.26
800 1892929 1898246 1695600 3588529 3593846 3593.85 4851.69
1500 2000
1500 1766250 2000 3140000
0.15 0.15
50 6623438 50 1.2E+07
蝶板扭矩MD（注：MM,MM偏心是按p=1MPa计算,可根据不同介质压力乘 以相应p)
例：p=2MPa ,则MM,MM偏心乘以2再各与MC相加即为相应蝶板 扭矩
公称通径 MM
p=1MPa
2.对偏置蝶板
MM≈4qM*R*bM*fM*(h2+R2)0.5
公称通径 bm
R
fM
qM
MM
h
100
30
50 0.9 0.10955 29577
125
30 62.5 0.9 0.10955 46214.1
150
30
75 0.9 0.10955 66548.3
175
30 87.5 0.9 0.10955 90579.6
(m2)