阀门力矩参考表
阀门用紧固件的选用和预紧扭矩的计算
阀门承压件用紧固件的选用和预紧扭矩的计算、阀门常用紧固件的结构⑴承压件用螺纹紧固件的螺距米制普通螺纹是阀门使用最多的机械紧固螺纹，一般每个公称直径的米制普通螺纹具有多个螺距，有粗牙、细牙、超细牙之分，在HG/T 20613《钢制管法兰用紧固件PN 系列》、HG/T 20634《钢制管法兰用紧固件CLASS系列》、DL-439 《火力发电厂高温紧固件技术导则》、GB/T 12234 《石油、天然气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀》等阀门设计标准和紧固件技术导则中，均对紧固件螺距进行了规定。
通过对这些标准的分析后得出，一般公称直径≤M27的紧固件采用粗牙螺距，公称直径＞M27的紧固件采用螺距为3 的细牙螺距，从中可以得出在螺纹公称直径较大时候，一般都选用较小螺距（细牙），这是因为细牙螺纹具有螺纹升角小，自锁能力强、拧紧时扭应力小和拧紧螺母时转动角大易控制等特点，但是螺距也不是越小越好，超细牙的螺距一般造价较高，常用于精密配合上。
（2）承压件用六角螺母的选择和螺柱配合的六角螺母一般分为I 型六角螺母和Ⅱ型六角螺母，I 型六角螺母的厚度m约为0.8d, Ⅱ型六角螺母的厚度约为1d，d 为螺纹公称直径（见图1）。
在HG/T 20613《钢制管法兰用紧固件PN 系列》、HG/T 20634《钢制管法兰用紧固件CLASS系列》中规定，与全螺纹螺柱配合使用的螺母，其形式和尺寸符合GB/T 6175、和GB/T 6176 的规定，这两个标准均为Ⅱ型六角螺母，也就是通常所说的重型螺母。
因此承压件用六角螺母一般均为重型六角螺母。
图1 六角螺母（3）承压件用螺柱的选择螺柱是机械紧固件工作过程中的主要受力部件，在螺柱、螺母预紧状态下，螺柱会发生微量的弹性拉伸变形，通过拉伸变形量保证螺纹载荷的持续稳定性。
常用螺柱通常分为双头螺柱与全螺纹螺柱，双头螺柱是两端为螺纹，中部为直径相对较小的光滑圆柱体，其在预紧状态下，变形主要集中在螺柱中部较小直径处，是较为常用的一种螺柱，但在同等公称直径的情况下，双头螺柱有效受力截面（图3 A-A）较小，因此其通常用于非重要场合的紧固中，例如：支架与执行器的连接、支架与阀盖的连接。
阀门力矩计算1
350FJ547Y-220I阀杆力矩重力计算序号计算数据名称符号公式单位1 阀瓣重力G G=mg N 23522 阀瓣质量m Kg 2403 重力加速度g m/s2 9.8平衡力计算1 平衡力F P F P=P(S-Sg) N1694337.8872 设计压力P 设计给定MPa 223 平衡腔直径Dp设计给定mm 3224 阀杆直径D F 设计给定mm 755 平衡腔截面积S ΠDp2/4 mm 2 81433.223176 阀杆截面积Sg ΠD F 2/4 mm 2 4417.864669盘根填料与阀杆的摩擦力1 阀杆与填料的摩擦力F T1 F T1=1.2πPD F ZH J fN65313.711272 设计压力P 设计给定Mpa 223 阀杆直径DF设计给定mm 754 单圈填料与阀杆的接触高度H J设计给定mm105 填料圈数Z 设计给定个76 填料与阀杆的摩擦系数f 设计给定0.15盘根填料与阀瓣的摩擦力1 阀瓣与填料的摩擦力F T2 F T2=1.2πPD F ZH J f N238861.57262 设计压力P 设计给定Mpa 223 阀瓣直径D F设计给定mm 3204 单圈填料与阀瓣的接触高度H J设计给定mm 105 填料圈数Z 设计给定个 66 填料与阀杆的摩擦系数f 设计给定0.157 密封力F MF 密封比压中已计算N165814.96238 密封面上介质静压力F MJ密封比压中已计算N1570678.124防转块与导向槽的摩擦力1 防转块与导向槽的摩擦力F'JF'J=F MF+F MJ+F T1+FT2/(R/F j R FM-1)N19658.668632 计算半径R 设计给定mm 150.53 防转键中摩擦系数Fj 设计给定0.24 关闭时阀杆螺纹的摩擦半径R FM查实用机械设计手册表3-16mm 7.181 关闭瞬间阀杆总轴向力F'FZ F'FZ=F MF+F MJ+F T1+FT2+F'J-G-F PN363637.15212 关闭时阀杆螺纹的摩擦力矩M'FL M'FL=F'FZ×R FM N·mm2610914.7523 关闭时阀杆螺纹的摩擦半径R FM查实用机械设计手册表3-16 mm7.184 关闭时阀杆最大转矩M'FZ M'FL/1000N·mm2610.9147525 R FM R FM=0.5d2tan(αL+ρL)cm0.9840812886 阀杆螺纹的螺纹升角αLαL=arctan(p/πd2)1.5659631457 ρL ρL=arctan(f L) 0.1683901 578 螺纹摩擦系数f L查表 9-3 0.179 螺距P设计给定mm 1010 螺纹中经d2查实用机械设计手册表3-16mm 65。
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。
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
阀门设计手册第三版计算书
G15
（设计手册表5-215）阀杆与球体连接
1
挤压应力
Z
2
阀体密封圈对球体的摩擦力矩
3
正方形边长，矩形时的边长
4
阀杆头部插入球体的深度
5
球体材料许用挤压应力
6
球体材料抗拉强度
7
安全系数
Mm
a
h
[ ]
L
n
型号 零件名称 材料牌号 计算内容
DN
密 密封面上总作
序号
名称
符号 式中符号
M9
（设计手册表5-226）单向密封阀座固定球球阀阀座
Ag
La DG K0 KD
L
Ap
11
操作状态下需要的最小螺栓载荷
Lp
12
垫片比压
13
设计压力
14
操作垫片系数
15
密封安全系数
16
设计温度下螺栓材料的许用应力
y
p K1 fs
t
17
实际使用的螺栓总截面积
Ab
18
实际选用的螺栓螺纹小径
dk
19
螺栓数量
n
20
力劈
sG
表5-129操作状态下法兰载荷力臂（根据法兰形式
p
2
操作状态下需要的法兰力矩
Mp
3
法兰抗弯截面系数
W
4
危险截面A-A的法兰抗弯截面系数
WA A
5
法兰外经
6
法兰内经
D
Di
d
' b
7
螺栓孔计算直径
d
' b
8
法兰厚度
tf
9
法兰颈部大端有效厚度
阀门计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
DN
序号
名称
J***H-***LB 阀体
WCB 壁厚
**"
符号 式中符号
公式
共 页
简图
单位
T
1
计算厚度
S'B
P·DN/(2.3[σL]-P)+C mm
2
计算压力
P
设计给定
Mpa
3
计算内径
4
许用拉应力
5
腐蚀余量
DN
设计给定
mm
[σL]
查表4-3
Mpa
C
设计给定
mm
6
实际厚度
10
阀杆截面积
F
11
实际许用压应力 〔σY
〕
设计给定
4μλLF/dF 查表4-17(L0/LF)
Mpa
40
许用压应力
〔σY
〕
查表4-7
MPa
41
许用扭应力
〔τN
〕
查表4-7
MPa
#REF! G79 #VALUE! #VALUE! ** ** ** ** **
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE!
** ** #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 120.00 220000.00 0.30 #VALUE! #VALUE! 6431.49 #VALUE! #VALUE! 522.53 #VALUE! 3434.70 #VALUE! #VALUE! 1589.63 45.00 #VALUE! #VALUE!
π/4(D2MW-D2MN)(1+fM/tgα)qMF
旋塞阀计算说明书(1)
压力平衡式油封旋塞阀设计计算说明书一、设计参数及条件1）采用倒装式旋塞压力平衡式油密封结构、金属密封面、双向零泄漏、防火和防静电2）口径DN300 压力等级1500LB。
3）工作温度:-29-180℃4）工作介质:水、蒸汽、天然气、煤气、油品等5）连接型式及驱动方式:法兰、涡轮蜗杆装置6）材质：阀体：WCB(铸件），A216 WCB（GB12229）旋塞：A217 CA15+氮化(ZG1Cr13 GB2100)7）阀体外设有双密封脂注入装置8）设计使用寿命：30年以上二、设计依据及参考资料设计制造标准：API599、API6D结构长度标准：ASME B16.10连接法兰标准：ASME B16.5压力温度等级：ASME B16.34试验检验标准：API 598耐火设计执行API Spec 6FA《阀门设计手册》三、设计计算说明（一）旋塞：1、结构设计。
（流通面积计算、平衡孔、非对称油槽、止回阀）2、强度校核。
3.上下端压力平衡计算。
4.密封面宽度。
（二）阀体：1、结构设计。
2、壁厚。
3、强度校核。
（三）阀杆：1、结构设计。
2、强度校核。
（四）填料及填料压板：1、结构设计。
2、强度校核。
（五）下端盖：1、结构设计。
2、强度校核。
（六）装置选配（七）注脂润滑结构：1、结构设计。
2、油膜的建立和保持（油膜强度、最小有膜厚度）。
3、密封脂选择。
4.注脂枪选择。
（八）防火和防静电设计。
工具书：1.阀门设计手册红皮-简称（1手册）2.阀门设计手册2007版蓝皮-简称（2手册）一旋塞计算（参见P433-434（1手册）（1）旋塞的设计1.旋塞锥度的确定：测量3.5°2.旋塞通道的设计：1）Am：阀体通道孔最小面积（52888.909）A:设计的最小面积：（24734）缩颈比例：A/Am=52888.909/24734=0.4673.塞体及密封面设计：除开口面积外其余均为密封面4.大端平衡孔：设2 个压力平衡孔兼工艺孔（配研用）M205.非对称油槽位置：按图6.材料：A217 CA15+氮化(ZG1Cr13 GB2100)（2）旋塞受力分析及计算1.求旋塞预紧力。
球阀力矩表
4800
5000
5200
5400
5600
F05-125
F07-250
F10-500
F12-1000 F14-2千
F16-4千
F25-8千
F30-1.6 万
ZD
力矩表
（三偏
心）
DN
PN2.5 PN6
PN10 PN16 150LB PN25 PN40 300LB
80
50
80
35
100
125
100
56
56
口径(in)
2 2.5
3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 30 32 34 36 40 42 48 56
150Lb 55 95 120 190 275 830 1100 1500 1950 3165 3795 4770 7530 9830
11170 12495
21556 28150
1050
42
11082
15196
1100
7944 9809 12014 14518 17274 19865 26935
1200
48 9856 12140 14871 18079 21797 25067 32159
1300
12056 14895 18620 22340 26346 30298 41689
1.6MPa
力矩(N·m) 2.5MPa 4.0MPa 6.4MPa
软密封浮动球阀力矩统计表
10MPa
口径(in)
0.5 0.75
1 1.25 1.5
2 2.5 3 4 5 6 8
150Lb 6 7 15
40 50 80 90 130
球阀力矩表
口径(in)
0.5 0.75
1 1.25 1.5
2 2.5 3 4
150Lb 7 10 16 24 35 50 80 120 180
300Lb 10 16 25 35 50 70 100 160 280
力矩(N
125
250
150
490
200
860
250
1400
阀门力矩 选取说 明： 1，小于 等于1寸 力矩按浮 动球选取 。 2，关闭 时压降小 于等于 1/2标准 磅级压力 时，力矩 取1/2标 准磅级或 取低一档 标准磅级 力矩较大 值。 3， 关闭 时压降大 于1/2标 准磅级压 力时，力 矩取标准 磅级。 4，当温 度超出 100度 时，力矩 再增大百 分之50， 气装选型 增加百分 之50安全 系数。
1250 1620 2630 3200 4000 6200 8200 9280 10300
力矩(N·m)
2.5MPa 4.0MPa 6.4MPa
65
90
150
120
155
225
145
190
270
240
300
470
300
450
650
980
1050 1200
1380 1420 2640
1880 2050 2930
2
8
9
11
12
13
15
17
12
14
16
18
21
23
27
3
19
21
24
25
31
35
42
4
29
33
40
45
61