截止阀设计计算说明
闸阀截止阀球阀扭矩计算
闸阀截止阀操作转矩计算法（热工所/罗托克经验公式）此计算方法，比“三化”使用的计算方法要简便得多，计算结果接近实际转矩，已由对电厂实测结果证实。
此计算方法主要由以下几个部分组成：1、计算介质压力对阀门闸板或阀芯施加的推力乘阀门系数，即：P1=F×P×K式中：F=阀门的通径面积(cm2)；P =介质的工作压力(kg/cm2)；K =阀门系数，视介质种类、温度及阀门行驶而定。
阀门系数表2、计算填料的摩擦推力和转矩，以及阀杆的活塞效应所产生的推力总和 P2。
压紧填料压盖，会给明杆闸阀的阀杆增加摩擦力，给旋转杆阀门的阀杆增加转矩。
管道压力作用于阀杆(通过填料压盖处)的截面积上，为开启阀门的趋势。
当道压力在64kgf/cm2以上时介质对明杆闸阀阀杆的推力是很大的，即所谓活塞效应。
故当介质压力≥64kgf/cm2时，对于明杆闸阀应予考虑。
而对截止阀，其阀杆面积已包括在阀芯面积中，所以活塞效应可忽略。
对于暗杆阀,以上3项均应计算。
填料的摩擦推力和转矩以及阀杆的活塞效应表3、计算阀门阀杆的总推力(Kgf)，即ΣP=P1+P2，再将此推力乘以下表中的阀杆系数，获得阀门操作转矩Kgf.M梯形螺纹的阀杆系数(kgf.m/kgf)表 (阀杆尺寸=直径×螺距,单位:mm)道压力高，则采用管道压力)，阀门形式、介质的种类、阀杆直径与螺距。
现以下列示例来说明计算的方法与步骤。
有一明杆楔式闸阀，公称直径为 100mm，管道压力为 40kgf/cm2，阀杆为 Tr28*5mm，介质为 520℃蒸汽，求阀门的操作转矩。
1.由表 1查得阀门通道面积：78.540cm2；2.取压差，阀门工作恶劣情况是在管道压力下开启，故，压差：40kgf/cm2；3.由表 2查得阀门系数：0.45；4.净推力为：P1=F×P×K=(1)×(2)(×3)=78.540×40×0.45=1413.72 kgf；5.由表 3查得摩擦推力 P2：680kgf；6.如管道压力为 64 kgf/cm2以上，应加入介质对阀杆的推力，即活塞效应，因此例管道压力为 40 kgf/cm2，故不加。
截止阀设计计算说明
截止阀设计计算说明引言：截止阀是一种用于控制管道流体流量的装置，广泛应用于工业生产、建筑和民用水管道系统中。
设计合理的截止阀能够确保系统的正常运行，同时提高管道的可靠性和安全性。
本文将对截止阀的设计进行详细说明，并给出计算方法。
设计要求：在进行截止阀设计之前，我们需要明确以下设计要求：1. 阀内最大压力 P_max 和最小压力 P_min。
2.阀门的公称通径DN。
3.流体的工作温度T和密度ρ。
4. 适用的流量范围 Q_min～Q_max。
计算步骤：1. 首先，根据流量范围 Q_min～Q_max，确定截止阀的流量特性。
一般情况下，截止阀是调节阀的一种，可以分为等百分比和线性两种类型。
等百分比阀是指在截止阀开度为 n 时，流量占全开时流量的百分比保持不变。
线性阀则是指在截止阀开度为 n 时，流量占全开时流量的百分比与开度成正比。
选择合适的流量特性有利于系统流体的稳定控制。
2.根据流体的工作温度T和密度ρ，计算出流体在截止阀内的流速v。
流速可以通过下列公式计算：v=Q/(π*d^2/4)其中，Q是截止阀的流量，d是截止阀的通径。
3.计算截止阀的卡宾数计算。
卡宾数是流体流动特性的无量纲参数，表示了流体在节流过程中发生的压力损失情况。
卡宾数可以通过下列公式计算：C=ΔP/(0.5*ρ*v^2)其中，ΔP是截止阀两端的压力差。
4.根据截止阀的流量特性和卡宾数，选择合适的阀门结构。
截止阀的结构种类繁多，常见的有旋启式、活塞式、角阀式等。
不同结构的截止阀在流量控制和压力损失方面有不同的性能表现，需要根据实际情况进行选择。
5.计算截止阀的阻力系数K。
阻力系数是表示流体通过截止阀时发生的总压力损失的无量纲参数。
可以通过下列公式计算：K=0.033*(β/d)^4其中，β是截止阀开度，d是截止阀的通径。
6.根据截止阀的阻力系数K和流量Q，计算截止阀的压力损失ΔP。
根据下列公式计算：ΔP=K*(ρ*v^2)/27. 根据截止阀的最大压力 P_max 和最小压力 P_min，计算截止阀的耐压能力。
截止阀基础知识与设计计算
上例中，
d=130
mm [σ]=98MPa P=2.0MPa Ma=2.5mm CF=3 mm SR=0 则，T=7.3 mm。图纸取10.5mm，OK。
2.2.3阀座密封比压计算
设计原则： qmf<q<[q]
上例中，
dm=76 bm=3 a
=30° P=2.0 MPa 则， q=19.93 MPa qmf=10.04 MPa [q]=45 MPa（见《阀门设计手册》P428，焊 马氏体不锈钢，HRc35～40） qmf<q<[q]，合格
许用比压（见《阀门设计手册》P426~427）
1.2截止阀结构特点
一般来说，截止阀由阀体、阀瓣、阀盖、 阀杆等组成。如下图，阀体、阀盖为承压件， 阀瓣、阀杆为内件。典型的螺栓连接阀盖截止 阀结构如下图。
截止阀典型结构图
图1 J41H150Lb-3” 法兰连接手动截止阀
1.3截止阀类型
1.3.1按流道形状分：直通型、直流型和角式流道
图2直通式截止阀 J41H16C-150
填料系数（阀杆单位面积压力与填料摩擦系数的积）Pu MPa
150 石墨石棉 柔性石墨 PTFE 0.8 1.6 0.4 300 0.8 1.6 0.4 600 0.8 1.8 0.4 900 0.8 1.8 0.4 1500 1.0 2.2 0.5 2000 1.3 2.5 0.65 2500 1.4 2.7 0.7 3500 1.6 3.1 0.8 4500 1.6 3.1 0.8
M=5int(M/5)——取末尾数为5的整倍数
M=10int(M/10)——取末尾数为0的整数
截止阀设计计算说明
截止阀设计计算书(J41H-64C-DN200)
编制:刘斌文
审核:王学敏
上海上冶阀门制造有限公司
目录
一、壳体最小壁厚验算 (1)
二、密封面上总作用力及比压 (1)
三、中法兰螺栓强度验算 (3)
四、阀体中法兰强度验算 (6)
五、阀杆强度验算 (1)
六、阀瓣强度验算 (1)
参考文献
2
v1.0 可编辑可修改
式中：[б]—常温下螺栓材料的许用应力（MPa ）
查表[б] =[б]t =137MPa Aa= 137=
（3）设计时给定的螺栓总截面积 Ab= nd min 2 = ×12×272= （4）比较：需要的螺栓总截面积Am=max （Aa ，Ap ） =5959 mm 2显然 Ab>Am 故：螺栓强度校核合格 四、中法兰厚度验算 t e ’= []22
11.35n Wbx
a bn
σ-
式中：t e ’—计算的法兰厚度（mm ） X —螺栓中心到法兰根部的距离（mm ） X=25(设计给定) [б1 ]—材料径向许用弯曲应力（MPa ）
[б1 ]=61MPa(查表3-3) a n —垫片压紧力作用中心长轴半径（mm ） a n=125mm(设计给定) b n —垫片压紧力作用中心短轴半径（mm ） b n=125mm(设计给定) Wb —螺栓综合力 据前页计算得出为816400N t e ’= 22
1.358164002561125125⨯⨯+ =
设计说明与计算过程
Aa=
Ab=
Am=5959 mm 2
t e ’ = t e =45mmn
结果
6。
4-150LB-截止阀设计计算书
设计计算书JS/SAJ F PG1AAJB截止阀（4”-150lb）编制：批准：2014年9月1日目录一、壳体厚度计算 (1)二、阀盖螺纹计算 (2)三、阀座密封面上总作用力及密封比压计算 (2)四、阀杆强度验算 (3)五、填料螺栓计算 (4)六、填料压板计算 (4)参考文献 (4)附录：阀体的有限元应力分析134附录：4”-4500LB截止阀（F92）阀体热应力分析1．结果阀体应力分布和最大应力见图1。
图1. 阀体应力分布图2． 结论F92在610℃时的最大许用应力是75.4MPa （查阅ASEM 锅炉及压力容器规范ⅡD 部分）。
ANSYS WORKBENCH 分析结果显示阀体的最大应力强度是70.4MPa （排除由于ANSYS WORKBENCH 程序造成的应力异常点，这些节点的应力值远大于附近节点的应力值）见图1，小于最大许用应力强度，据此可证明阀体结构设计合格。
四、阀杆强度验算当介质从阀瓣下方流入时：（1） FZF '….. 关闭时，阀杆最大轴向力 FZF '= MZ T L F F Sin α+ MZ F …密封面上总作用力 MZ MJ MF F F F =+ MJ F …密封面处介质作用力 2()4MJ MN M F D b p π=+MN D …密封面内径 设计给定 MN D =100mm M b …密封面宽度 设计给定 M b =9.7mmp …设计压力 设计给定 p=2Mpa2(1009.7)24MJ F π=⨯+⨯=18903.1NMF F …密封面上密封力 ()MF MN M M MF F D b b q π=+MF q …密封面必须比压 由（三）中计算的MF q =5.58Mpa(1009.7)9.7 5.58MF F π=⨯+⨯⨯=18653.59N MZ MJ MF F F F =+=18903.1+18653.59=37556.7NT F … 阀杆与填料摩擦力 T F T F d b p ψ= ψ…无石棉填料系数 查表取ψ=2.28 F d …阀杆直径 设计给定 F d =32mm T b …填料宽度 设计给定T b =8mm T F =2.28×32×8×2=1167.36NL α…螺纹升角，查表3-24（3） 取值346 3.77L α︒︒'==FZF '=37556.7+1167.36×Sin 346︒'=37633.5N FZM '…关闭时阀杆总力矩，FZ FL FT FD M M M M '''=++ FLM '…关闭时阀杆螺纹摩擦力矩，FL FZ FM M F R ''= FM R …关闭时螺纹摩擦半径，查表3-24（3） 取值FM R =3.47mmFLM '=37633.5×3.47=130588.3N.mm FT M …阀杆与填料摩擦力矩32cos 1167.36cos3.7718637.322F FT TL d M F α︒==⨯⨯=N.mm FDM '…关闭时阀杆头部摩擦力矩，0.25FD FJ D MZ M d f F '=FJ d …阀杆头部接触面直径， 2.2FJ d = 0R …球面半径，设计给定0R =98mmE …材料弹性模量，查表3-6取 E=2.11×510Mpa2.2FJ d ==5.7mmD f …阀杆头部摩擦因数，查表3-34（3），取D f =0.30mm0.25 5.70.3037556.7FDM '=⨯⨯⨯=16055.5N.mm FZM '=130588.3+18637.3+16055.5=165281.1N.mm1Nτ'…关闭时I-I 断面扭转应力，11FZN S M W τ''= 1S W …I-I 断面截面系数，查表3-25 取1S W =31253mm1165281.13125Nτ'==52.9Mpa II σ∑… II- II断面合成应力， II σ∑=II Y σ…II- II 断面压应力，II 2FZY S F A σ'=2S A …II- II 断面的截面积，查表3-25（1）取2S A =4662mm II 37633.5466Y σ==80.8Mpa II N τ…II- II 断面扭转应力，II II()FT FDN S M M W τ''+=FDM ''…开启时阀杆头部摩擦力矩，4416055.533FD FD M M '''==⨯=21407.3 N.mm II S W …II- II 断面截面系数，查表3-25 取II S W =28223mmII 18637.321407.32822N τ+==14.2MpaII σ∑=σ∑…III-III断面合成应力，σ∑=III Y σ…III-III 断面压应力，III 3MZY F A σ=3A …III-III 断面截面积，2314A d π=1d …阀杆沉槽直径，设计给定1d =32mm23324A π=⨯=804.22mm III 37556.7804.2Y σ==46.7Mpa III N τ…III-III 断面扭转应力，III IIIFDN S M W τ''=III S W …III-III 断面截面系数，33III 1321616S W d ππ==⨯=6434.03mmIII 21407.36434.0N τ==3.3Mpaσ∑==47.2Mpa阀杆选用Q275，查表3-7，其许用应力为[]Y σ=185Mpa, []N σ=105Mpa,[]σ∑=175Mpa ，[]N τ=105MpaII Y σ≤[]Y σ、III Y σ≤[]Y σ、 II σ∑≤[]σ∑、σ∑≤ []σ∑、1N τ'≤[]N τ、II N τ≤[]N τ、III N τ≤[]N τ因此阀杆材料和直径满足要求。
截止阀参数详细说明
截止阀参数详细说明截止阀（Gate valve）是一种常用的阀门，用于控制介质的流量和压力。
它具有结构简单、密封性能好、阻力小等特点，在工业生产和民用领域中广泛应用。
下面将详细介绍截止阀的参数以及其作用。
1.阀门规格和尺寸：截止阀的尺寸和规格是指阀门的外形尺寸和连接方式。
常见的尺寸有DN15-DN600（或1/2"-24"），规格则包括俄标、国标、美标等。
尺寸的选择取决于管道系统的需求。
2.阀门材质：截止阀的材质通常包括铸铁、不锈钢、碳钢、铜合金等。
不同的材质在耐腐蚀性、耐高温性和耐磨损性上有所区别。
根据介质的性质选择合适的材质可以确保阀门的可靠性和使用寿命。
3.阀门压力等级：截止阀的压力等级指的是阀门能够承受的最大工作压力。
常见的压力等级有PN10、PN16、PN25、PN40等。
选择合适的压力等级可以确保阀门的安全可靠运行。
4.阀门工作温度：截止阀的工作温度是指阀门能够承受的最高温度。
不同材质的阀门具有不同的工作温度范围。
在使用截止阀时，需要根据介质的温度选择合适的阀门材质以防止热胀冷缩引起的泄漏或损坏。
5.阀门密封性能：截止阀的密封性能对于阀门的可靠性和工作效果至关重要。
常见的密封形式包括软质密封、硬质密封和金属密封。
软质密封适用于低压低温场景，硬质密封适用于高温高压场景，金属密封适用于耐腐蚀介质的场景。
选择适当的密封形式可以确保阀门的良好密封性能。
6.阀门操作方式：截止阀的操作方式通常有手动操作、电动操作和气动操作。
手动操作适用于小型阀门或紧急情况下的操作；电动操作适用于大型阀门或需要长时间控制的场景；气动操作适用于自动化程度较高的工业设备。
选择合适的操作方式可以提高阀门的使用便利性和安全性。
7.阀门连接方式：截止阀的连接方式通常有法兰连接、螺纹连接和焊接连接等。
不同的连接方式适用于不同的管道系统和设备。
法兰连接适用于大口径和高压力场景，螺纹连接适用于小口径和低压力场景，焊接连接适用于高温高压场景。
美标600lb截止阀设计计算书
截止阀设计计算书JSS-2″~12″J41H-600Lb编制: 侯工审核: 总经理2015年永嘉宏业高中压阀门有限公司目录1.阀体壁厚计算————————————————————12.阀杆总轴向力计算——————————————————13.阀杆关闭和开启力矩计算———————————————34.作用在手轮上启闭力—————————————————45.中法兰螺栓强度校核—————————————————46.中法兰强度校算———————————————————67.支架的合成应力计算—————————————————118.阀杆的强度校算———————————————————14一、阀体壁厚计算： 计算公式： C P S dP t cc +-=)2.12.(5.1式中：t －阀体计算壁厚（英寸）； Pc －额定压力等级（磅）；Pc=150 d －公称通径（英寸）；S －材料需要用的应力（磅/平方英寸）S=7000 C －附加余量（英寸）按ANSI B16.34 C=0.1英寸实际确定壁厚≥计算壁厚为合格二、阀杆总轴向力计算1、阀杆直径设计给定d F （参照BS1873选取）2、阀门关闭或开启时的总轴向力 Q ′FZ =Q MF +Q MJ +Q T sin αL Q ″FZ ＝Q MJ ＋Q T sin αL －Q P式中：Q ′FZ —阀门关闭时阀杆总轴向力(N) Q ″FZ —阀门开启时阀杆总轴向力(N) Q MF －密封力 （N ）;Q MJ －关闭时作用在阀瓣上的介质力 （N ）; Q T －阀杆与填料间的摩擦力 （N ）; Q P －介质作用于阀杆上的轴向力（N ）； αL －阀杆螺纹升角。
MF mm mp MF q tg f b D Q )1(sin ααπ+= P D Q mp MJ 24π=P u h d Q T T F T π=P d Q F P 24π=式中：D mp －阀座密封面平均值（mm); b m －密封面宽度 （mm); q MF －密封必需比压（Mpa ）; α－半锥角（°）；(α=30°) f m －锥形密封面摩擦系数。
闸阀截止阀球阀扭矩计算
闸阀截止阀操作转矩计算法（热工所/罗托克经验公式）此计算方法，比“三化”使用的计算方法要简便得多，计算结果接近实际转矩，已由对电厂实测结果证实。
此计算方法主要由以下几个部分组成：1、计算介质压力对阀门闸板或阀芯施加的推力乘阀门系数，即：P1=F×P×K式中：F=阀门的通径面积(cm2)；P =介质的工作压力(kg/cm2)；K =阀门系数，视介质种类、温度及阀门行驶而定。
阀门系数表2、计算填料的摩擦推力和转矩，以及阀杆的活塞效应所产生的推力总和P2。
压紧填料压盖，会给明杆闸阀的阀杆增加摩擦力，给旋转杆阀门的阀杆增加转矩。
管道压力作用于阀杆(通过填料压盖处)的截面积上，为开启阀门的趋势。
当道压力在64kgf/cm2以上时介质对明杆闸阀阀杆的推力是很大的，即所谓活塞效应。
故当介质压力≥64kgf/cm2时，对于明杆闸阀应予考虑。
而对截止阀，其阀杆面积已包括在阀芯面积中，所以活塞效应可忽略。
对于暗杆阀,以上3项均应计算。
填料的摩擦推力和转矩以及阀杆的活塞效应表3、计算阀门阀杆的总推力(Kgf)，即ΣP=P1+P2，再将此推力乘以下表中的阀杆系数，获得阀门操作转矩Kgf.M梯形螺纹的阀杆系数(kgf.m/kgf)表 (阀杆尺寸=直径×螺距,单位:mm)道压力高，则采用管道压力)，阀门形式、介质的种类、阀杆直径与螺距。
现以下列示例来说明计算的方法与步骤。
有一明杆楔式闸阀，公称直径为 100mm，管道压力为 40kgf/cm2，阀杆为 Tr28*5mm，介质为 520℃蒸汽，求阀门的操作转矩。
1.由表 1查得阀门通道面积：78.540cm2；2.取压差，阀门工作恶劣情况是在管道压力下开启，故，压差：40kgf/cm2；3.由表 2查得阀门系数：0.45；4.净推力为：P1=F×P×K=(1)×(2)(×3)=78.540×40×0.45=1413.72 kgf；5.由表 3查得摩擦推力 P2：680kgf；6.如管道压力为 64 kgf/cm2以上，应加入介质对阀杆的推力，即活塞效应，因此例管道压力为 40 kgf/cm2，故不加。
截止阀基础知识与设计计算讲解
上例中， β6=0.36， P=2.0MPa F=16049.6N a=38 mm b=10 mm [σ]=104MPa 计算结果，σ1=34.76MPa, σ2=4.475MPa σ=39.24MPa ＜ [σ] OK
阀瓣受力分析
2.2.2阀体壁厚计算
t=1.5*d*0.9/([σ]-1.2P) 式中, t——阀体计算壁厚, mm d——阀体计算内径，mm [σ]——材料许用应力，MPa P——阀门工作压力，MPa T= t+Ma+CF+SR 式中, Ma——铸造偏差，mm CF——腐蚀余量，mm SR——特殊要求增加壁厚，mm
Qmz=Qmf+Qmj，N Qmf=π（Dmn+bm）bm*sina*(1+fm/tga)*qmf ，N Qmj=π/4（Dmn+bm）2P，N qmf=（3.5+P）/SQRT（bm） 式中， Qmz——阀座密封面总作用力，N Qmf——阀座密封必须作用力，N Qmj——阀座密封面介质静作用力，N q ——阀座计算比压，MPa qmf——密封必须比压，MPa（见《阀门设计手册》P427） a——阀瓣半锥角。 dm——阀座密封面内径，mm bm——阀座密封面有效宽度，mm p——工作压力，MPa
d=76mm Pmax=20 kgf/cm2 。
NPS=3 则，
S=1.994 kgf/cm2
dO =88mm
阀座圈高度计算：
H=int（a*dO）+Δ 式中， H——阀座圈高度，mm a——系数 150~300Lb，a= 0.105 600~900Lb，a=0.13 1500Lb，a=0.18 2000~2500Lb，a=0.2 3500Lb，a=0.25 Δ——常数，mm。Δ值根据a
截止阀阀杆校核计算书样本
(介质从阀瓣下方流入时) (介质从阀瓣上方流入时)
52 I-I截面合成应力(升降杆) σ Σ
sY2
+
4t
2 N
(介质从阀瓣下方流入时)
s
2 L
+
4t N 2
(介质从阀瓣上方流入时)
53 阀杆头部剪应力(升降杆) τ
Q' 'FZ -QT - Q'J p × d1× h
Mpa
Mpa
45
III-III断面压应力 (旋转升降杆)
σ YIII (Q'FZ-QTsinα L)/F S
.
(介质从阀瓣下方流入时)
III-III断面拉应力
(Q''FZ-QTsinα L)/F S
46
(旋转升降杆)
σ LIII .
(介质从阀瓣上方流入时)
47
III-III断面剪 应力 (旋转升降杆)
(旋转升降杆)
查表
29 凸肩与支架摩擦系数 fJ
关闭时阀杆螺母凸肩与支架
30
间摩擦力矩
M'FJ
开启时手轮与支架间的摩擦
31
力矩
M''FS
查表
0.5Q'FZ ×dP × f J 0.5Q' 'FZ ×d P × 0.25
(升降杆) (升降杆)
阀杆的力矩(介质从阀瓣
M'FL+MFT+M'FD
32
下方流入的情况)
18
阀杆最大轴向力
QFZ QFZ=max{Q'FZ , Q''FZ}
19
阀杆头部小径
d1 查表
截止阀的毕业设计
截止阀的毕业设计截止阀的毕业设计毕业设计是每个工程学院学生必须完成的重要任务之一，它不仅是对所学知识的综合应用，也是对学生能力的一次全面考核。
在我即将毕业的这个时刻，我想分享一下我所选择的毕业设计主题——截止阀。
截止阀是一种常见的工业阀门，用于控制流体的流动。
它在工业生产中起到了至关重要的作用，而我的毕业设计就是要设计一种新型的截止阀，以提高其性能和可靠性。
首先，我对截止阀的工作原理进行了深入研究。
截止阀的主要功能是通过开闭阀门来控制流体的通断，阀门的开闭由阀芯和阀座之间的接触来实现。
我发现传统的截止阀在长时间使用后，阀芯和阀座之间会产生磨损，导致密封性能下降，从而影响阀门的使用寿命。
因此，我决定在设计中加入一种新型的密封材料，以提高阀门的密封性能和耐磨性。
为了选择适合的密封材料，我进行了大量的实验研究。
我测试了不同材料的密封性能和耐磨性，并对其进行了对比分析。
最终，我选择了一种具有良好密封性能和耐磨性的聚四氟乙烯作为新型截止阀的密封材料。
通过在实验中模拟长时间使用的情况，我证实了新材料的优越性能。
接下来，我开始设计新型截止阀的结构。
在设计过程中，我考虑了阀门的开闭力、密封性能、耐压能力等多个因素。
我采用了一种新型的阀芯结构，使其能够更加紧密地与阀座接触，从而提高阀门的密封性能。
同时，我还对阀门的材料进行了优化选择，以确保其具有足够的耐压能力。
在设计完成后，我进行了一系列的实验验证。
我测试了新型截止阀的密封性能、耐压能力和使用寿命，并与传统截止阀进行了对比。
实验结果表明，新型截止阀在密封性能和耐磨性方面均有显著提高，使用寿命也得到了明显延长。
通过这次毕业设计，我不仅加深了对截止阀的理解，也提高了自己的设计和实验能力。
我相信这个设计对于工业生产的提高和发展具有重要的意义。
我将继续努力，将这个设计进一步完善，并争取将其应用到实际生产中。
总结起来，截止阀的毕业设计是一项具有挑战性和实用性的任务。
通过对截止阀的深入研究和实验验证，我成功设计出了一种新型的截止阀，提高了其性能和可靠性。
截止阀参数详细说明
截止阀参数详细说明截止阀（stop valve,Globe Valve）的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿阀座的中心线作直线运动。
阀杆的运动形式，（通用名称：暗杆），也有升降旋转杆式，（通用名称：明杆）截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。
根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。
由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。
因此，这种类型的截流截止阀阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。
简介截止阀又称球形阀，属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。
当介质由阀瓣截止阀(12张)下方进入阀门时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。
按连接方式分为三种：法兰连接、丝扣连接、焊接连接。
近几年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。
同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。
我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。
本阀要水平安装截止阀开启时，阀瓣的开启高度，为公称直径的25%～30%时.流量已达到最大，表示阀门已达全开位置。
所以截止阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定。
铸铁丝扣截止阀工作原理截止阀，也叫截门，是使用最广泛的一种阀门，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。
截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。
截止阀只许介质单向流动，安装时有方向性。
截止阀的结构长度大于闸阀，同时流体阻力大，长期运行时，密封可靠性不强。
工图截止阀课程设计说明书
江苏大学工程图学课程设计说明书课题名称截止阀课程设计学生姓名：专业班级：学号：指导教师：2015年7 月 2 日目录第一章．概述1.1截止阀的整体描述 (4)1.2截止阀的应用 (4)1.3截止阀的分类 (5)第二章．常见机械部件的工作原理及结构分析2.1部件的工作原理 (6)2.2部件的结构与功能分析 (6)2.2.1部件的功能执行机构 (6)2.2.2部件的操纵机构 (7)2.2.3支撑框架机构 (8)2.2.4密封装置 (9)2.2.5防松装置 (9)2.3部件的装配路线分析 (10)第三章.装配图的设计与表达分析3.1装配图的视图表达方案分析 (11)3.1.1主视图 (11)3.1.2左视图 (11)3.1.3俯视图 (12)3.1.4局部视图及断面图 (12)3.2装配图的尺寸分析 (14)第四章.零件图的设计与表达分析4.1零件图的形体分析与视图表达方案分析 (14)4.2主要零件图的尺寸分析 (16)4.3主要零件图的技术要求分析 (17)4.4手轮 (17)4.5旋杆螺母 (17)4.6阀盖 (18)4.7阀杆 (18)4.8填料压盖 (19)4.9阀座 (19)第五章．改进性设计说明 (20)第六章．小结与感悟 (20)参考文献 (20)截止阀设计说明书摘要在这次课程设计中，小组研究对象为截止阀。
为了了解截止阀的零件类型及作用，截止阀的装配过程，截止阀如何去工作运行以及其他类型的截止阀特征，小组制定了以下思路。
首先小组成员根据装配图分工拆画零件图及其立体图，并各自拆画主要零件图。
其次小组完成装配示意图并将各零件立体图装配在一起组成截止阀立体图，运用爆炸图直观明了的展示截止阀的装配关系。
最后查阅书籍，上网了解更多截止阀类型作用，拓展视野。
在本次课程设计中我负责了截止阀手轮和截止阀主要零件图阀体的拆画以及装配示意图，截止阀零件立体图装配截止阀立体图，截止阀爆炸图的绘制，并查阅书籍，了解更多截止阀的类型及作用。
截止阀设计计算书
WS1I 查表4-14(按退刀槽WT) σ YIII F3 d1 τ N1II WS1II QMZ/F3 3.14/4*d
2 1
3
2
设计给定 M"FD/WSIII
3.14/16*d3F 〔σ L〕 查表4-7 39 许用拉应力 〔σ Y〕 查表4-7 40 许用压应力 〔τ N〕 查表4-7 41 许用扭应力 〔σ ∑〕 查表4-7 42 许用合成应力 结论：σ L＜〔σ L〕， τ N＜〔τ N）， σ Y ＜〔σ Y 〕， σ ∑＜〔σ
N N N N mm Mpa N mm mm N N N MPa MPa mm2 个 mm
2
螺栓计算载荷 垫片处介质作用力 垫片平均直径 计算压力 垫片上密封力 垫片有 效宽度 垫片宽度 垫片系数
垫片弹性力
系数 关闭时阀杆总轴向力 必须预紧力 密封面预紧比压 垫片形状系数 螺栓拉应力 螺栓总截面积 螺栓数量 单个螺栓截面积
RFM 查表4-13(或按螺纹计算） R’FM 查表4-13(或按螺纹计算） QT*dF/2*cosα L 0.25*dFJ*fD*QMZ 4/3M'FD dFJ RO E fD
N1 N1
阀杆与填料摩擦力矩 MFT 关闭时阀杆头部摩擦力矩 M’FD 开启时阀杆头部摩擦力矩 M”FD 阀杆头部接触面直径 球体半径 材料弹性综合系数 阀杆头部摩擦系数 τ I-I断面扭应力 τ I-I断面扭应力 I-I断面系数 II-II断面合成应力 II-II断面截面积 II-II断面压应力 II-II断面扭应力 II-II断面系数 III-III断面合成应力 III-III断面压应力 III-III断面截面积 图示 III-III断面扭应力 III-III断面系数 σ
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所以 =25637.4/（0.785× 402 ） =20.41 MPa
得知 =150 MPa，故 < 为合格
五 阀瓣强度验算 1.I-I 断面处剪应力τ<[τ] [τ] —许用剪应力查《实用阀门设计手册》表 3-5
QMZ =116337+181366.4=297703.4N
q=297703.4/17989=16.5 MPa 查《实用阀门设计手册》表 3-22 得知密封材料许用比 压[q]为 250 MPa 因 6.5<16.5<250
QMZ =297703.4N q=16.5 MPa [q]=250 MPa
所以 qMF <q<[q]为合格
FG =314000+502400 =816400N
（2）预紧状态下螺栓所受载荷 FYJ（N）
FYJ=πbDDPqYJ
式中：qYJ—垫片比压（MPa）
qYJ=31.7MPa(查表 3-32)
FYJ=π×20×270×31.7=537505.2N 3、螺栓面积计算 （1）操作状态下需要的最小螺栓截面积(mm2)
2 设计说明与计算过程
结果
式中：[б]—常温下螺栓材料的许用应力（MPa） 查表[б] =[б]t=137MPa
Aa= 537505.2/137=3923.4mm2
（3）设计时给定的螺栓总截面积
Ab=
ndmin2
Aa=3923.4mm2
=
×12×272=6867.2mm2
（4）比较：需要的螺栓总截面积 Am=max（Aa，Ap）
截止阀设计计算书
(J41H-64C-DN200)
编制:刘斌文 审核:王学敏
上海上冶阀门制造有限公司
目录
一、 壳体最小壁厚验算………………………………………………………1 二、 密封面上总作用力及比压…………………………………………1 三、 中法兰螺栓强度验算………………………………………………….. 3 四、 阀体中法兰强度验算……………………………………………………6 五、 阀杆强度验算……………………………………………………………….1 六、 阀瓣强度验算……………………………………………………………….1
QMF =3.14×204×6×12 =46120.3N
2） QMJ = 0.785Dmp2 p =0.785×41616×6.4 =209078.8 N
4
结果
设计说明与计算过程
3） QT = dFhTTp =3.14×44×100×0.21×6.4 =18568.7 N
dF —阀杆直径（mm）44mm hT —填料层总高度 mm T —摩擦系数，石墨=0.21
Ap = FG /[б]t 式中：[б]t—425℃下螺栓材料的许用应力（MPa）
[б]t=137 （MPa）(查表 3-9) Ap= 816400/ 137=5959mm2 （2）预紧状态下需要的最小螺栓截面积（mm2）
Aa= FYJ/[б]
结果 F’FZ =314000N
FDJ =502400N FG =816400N FYJ =537505.2N Ap=5959 mm2
得知[τ] =70MPa τ= QMF QMJ d (tB C) d—阀瓣孔直径，80mm（设计给定）
tB—阀瓣实际厚度，53mm（设计给定）
C—腐蚀裕取 3mm 见表 5-79 τ=（46120.3+209078.8）/（3.14*80*（53-3））
=20.3 MPa 20.3<70MPa,所以τ<[τ]，为合格
an—垫片压紧力作用中心长轴半径（mm）
an=125mm(设计给定)
bn—垫片压紧力作用中心短轴半径（mm）
bn=125mm(设计给定)
Wb —螺栓综合力 据前页计算得出为 816400N
te’= 1.35816400 25 =42.5mm
61 1252 1252 设计给定 te=45mm 故中法兰厚度设计满足要求
QMF =116337N
=3.14×（160+30）×30×6.5 =116337N
qMF —密封面必需比压查《实用阀门手册》3-21 得 qMF =6.5 MPa
qMF =6.5 MPa
计算如下 QMJ = 0.785(d bm)2 p
=0.785×（160+30）×（160+30）×6.4 QMJ =181366.4N =181366.4N
=5959 mm2 显然 Ab>Am
故：螺栓强度校核合格 四、中法兰厚度验算
te’=
1.35Wbx
1 an2 bn2
Ab=6867.2mm2 Am=5959 mm2
式中：te’—计算的法兰厚度（mm）
X—螺栓中心到法兰根部的距离（mm） X=25(设计给定) [б1 ]—材料径向许用弯曲应力（MPa） [б1 ]=61MPa(查表 3-3)
—材料许用拉应力 MPa 查表 3-7，得知为 150MPa
1） QMF = DmpbmqMF （4-142
Dmp —阀座密封面的平均直径（mm）204 mm bm —阀座密封面宽度（mm）6 mm 设计给定 qMF —密封必需比压 qMF =12MPa 表 4-65（mm） L —阀杆螺纹升角
tB’Hale Waihona Puke 2.3×51-6.4 +C
因 tB’-C=11.54,参照表（设 5-79）, C 取 3mm tB’=11.54+3=14.54mm
显然 tB> tB’，故阀体最小壁厚满足要求 二，密封面总作用力及比压计算
1. 截止阀密封面比压 按《阀门设计手书》式 4-106
q
QMZ
(d bm)bm
三， 中法兰螺栓强度校核 3、 设计时给定： 螺栓数量 n=12 螺栓名义直径 d=M27 4、栓载荷计算 （1）操作状态下螺栓载荷(N) FG=F’FZ+FDJ（见设 5-115） 式中 FG—在操作状态下螺栓所受载荷（N）
1
设计说明与计算过程
F’FZ—流体静压总轴向力（N）
其中
F’FZ =0.785DDP2P DDP 为垫片压紧力作用中心圆直径(mm) DDP=220+30=250mm（设计给定）
结果
设计说明与计算过程
2 .II-II 断面处剪应力σw <[σw] [σw] —许用弯曲应力查《实用阀门设计手册》 表 3-5 得知[σw] =140MPa
σw
=
QMF QMJ (tB C)2
σw =（46120.3+209078.8）/（50*50） =102 MPa
102<140MPa,所以σw <[σw]，为合格
QMZ —阀座密封面上总作用力（N） d —密封面内径（mm）， bm —密封面宽度 QMZ QMF QMJ 式 4-107
tB=19mm tB’=14.54mm
设计说明与计算过程
结果
QMF —介质密封力（N）， QMJ —密封面上介质力（N） QMF 计算如下 QMF = (d bm)bmqMF
参考文献
设计说明与计算过程
结果
一、壳体最小壁厚验算
1、设计给定 tB=19mm（参照 GB/T12235-2008） 2、按第四强度理论验算
tB’=
pd '
2.3 L
P
C
(见实用阀门设计手册表
5-78)
式中：tB’—考虑腐蚀裕量后阀体壁厚(mm) P—设计压力（MPa），取公称压力 PN P=6.4 MPa d’ —阀体中腔最大内径(mm) d’=200(设计给定) [σL ]t—425℃阀体材料的许用拉应力（MPa） 查表（设 3-3）知 [σL ]t= 51MPa C—考虑铸造偏差，工艺性和介质腐蚀等因素 而附加的裕量（mm） 6.4×200
结果
参考文献
《阀门设计手册》 《实用阀门设计册》 《机械设计手册》
机械工业出版社 机械工业出版社 化学工业出版社
6
F’FZ =0.785×2502×6.4=314000N
FDJ—操作状态下需要的最小垫片压紧力（N）
FDJ =2πb DDPmP
其中 b=bo（垫片基本密封宽度 mm）
b=bo=20mm(设计给定)
m 为垫片系数, m=2.5(查表 3-32)
FDJ =2×3.14×20×250×2.5×6.4
=502400N
te’ =42.5mm te =45mmn
3 设计说明与计算过程
五 阀杆强度验算 1.拉压应力校核：
QFZ 按《阀门设计手册》4-244
F —阀杆所受的拉压应力(N) QFZ —阀杆总轴向力(N)
QFZ QMF QMJ QT sin L （式 4-141）
QMF —密封面上形成密封比压所需轴向力(N) QMJ —关闭时作用在阀瓣上的介质力(N) QT —阀杆与填料间的摩擦力(N) L —阀杆螺纹升角 3.38 度查表 4-85 F —阀杆最小截面积（mm2）