球阀计算书
浮动球阀计算书
序号 计算内容 1 总摩擦力矩M 2 密封面间摩擦力矩MM 浮动球阀的总密封力Q 流体静压力QMJ 活塞外径DW 密封面许用比压【q】 密封面必须比压【qb】 密封面设计比压q 计算宽度b 阀座密封面内径DMN 阀座密封面外径DMw 计算公式 M=MM+MT+Mu MM=Q*R*(1+COSφ)*fm/2/COSφ Q＝QMJ+Q1 2 QMJ=π*D W*P/4 设计给定 查表 【qb】=(3.5+1*p)/sqrt(0.1*b) q=4Q/π (DMW2-DMN2) sqrt(R2-DMN2/4)-sqrt(R2-DMW2/4) 设计给定 设计给定 单位 N.m N.m N N mm 3/4-150 8 4.9 2232.4 1231.5 1-150 10 6.7 2659.4 1608.5 1-600 40 23.1 9093.4 8042.5 1-300蝶簧 1-300板簧 2-300蝶簧 61 61 286 45.6 45.1 257.1 7219.2 7143.2 21415.5 6283.2 6283.2 20357.5 40.0 40.0 72.0 13.2 13.2 13.2 14.00 14.00 18.95 41.85 41.41 59.40 1.7 1.7 2.0 27 27 54 30.8 30.8 58.095 5 5 5 0.25 0.25 0.25 345.01 345.01 721.04 936.00 860.00 1058.00 2 2 2 21.5 21.5 40 0.737 0.737 0.776 7.7 7.7 18.2 965.1 965.1 1658.8 16 16 22 4 4 4 4 4 5 0.2 0.2 0.2 8.1 8.1 10.8 28 28 32 23 23 24 0.25 0.25 0.25 2.5-150 240 224.9 14708.6 11617.6 86.0 11.0 12.52 30.75 1.929 67 71.4 2 0.25 956.55 3091.00 2 52.5 0.720 10.9 904.8 24 5 5 0.2 4.3 32 24 0.25 3-300板簧 3-300蝶簧 886 874 792.8 779.9 43474.4 42768.4 40856.4 40856.4 102.0 102.0 10.0 10.0 17.24 17.24 60.81 59.82 2.431 2.431 80 80 85.5 85.5 5 5 0.25 0.25 1429.82 1429.82 2618.00 1912.00 2 2 62.5 62.5 0.723 0.723 61.1 61.1 3392.9 3392.9 36 36 5 5 5 5 0.2 0.2 32.6 32.6 45 45 36 36 0.25 0.25 4-150 735 703.1 29833.0 24938.0 126.0 10.0 10.28 28.14 2.863 105 111.243 2 0.25 2120.58 4895.00 2 80 0.742 23.2 1447.6 32 5 6 0.2 9.2 40 32 0.25
球阀计算书
编号：JS/2″150Lb -10设计计算书
项目名称：API 6D钢制球阀
规格型号：Q41F-150Lb DN2″
编制：
审核：
批准：
安阳益和阀业有限公司
目录
一、阀体壁厚计算
二、密封面总作用力及计算比压
三、总扭矩及圆周力
四、阀杆强度的计算
五、球体直径的计算
六、球阀密封力的计算
七、球阀阀杆与填料之间的摩擦力计算
八、阀杆台肩与止推垫片之间的摩擦力计算
九、填料及止推片的摩擦转矩计算
十、球阀转矩的计算
十一、阀体中法兰的设计与计算
十二、阀门流量系数计算
附录参考文献
附录
参考文献
1、实用阀门设计手册
陆培文主编机械工业出版社
2、阀门设计手册
杨源泉主编机械工业出版社
3、阀门设计计算手册
洪勉成、陆培文、高凤琴主编中国标准出版社
4、球阀设计与选用
章华友、晏泽荣、陈元芳、袁玉求北京科学技术出版社。
Q41球阀设计计算说明书
目录
阀体壁厚验算 (1)
密封面比压验算 (2)
阀杆总转矩及圆周力 (3)
阀杆头部强度验算 (5)
中法兰螺栓强度验算 (6)
阀体中法兰强度验算 (9)
参考资料
1、API 6D………………………………………………………………管道阀门
2、ASME B16.34…………………………………阀门—法兰、螺纹和焊端连接的阀门
3、ASME B16.5…………………………………管道法兰和法兰管件—NPS1/2~NPS24
4、机械工业出版社………………………………………《阀门设计手册》
5、机械工业出版社………………………………………《实用阀门设计手册》
6、ASME 第二卷 D篇………………………………………锅炉及压力容器规范材料规范
7、ASME VIII第一册………………………………………压力容器建造规则
8、机械工业出版社………………………………………《阀门设计入门与精通》
说明
1、以公称压力作为计算压力
2、对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整
数，已具裕度
3、涉及的材料许用应力值按-29～200℃时选取
4、适用介质为水、油、气等介质
5、不考虑地震载荷、风载荷等自然因数
6、瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍
7、管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力
-3-
-4-
6-
7-
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东一阀门制造（南通）有限公司
东一阀门制造（南通）有限公司
计算书
产品名称：钢制球阀
型号规格：4"Q41F-150Lb
编制：
批准：
日期：。
球阀计算书(陆培文阀门设计手册第三版)
7
计算力矩
W 8 断面系数
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
8
断面系数
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
9 10 11
手柄数量 手柄直径 手柄厚度
Z d
b2
12
手柄宽度
r1
13Biblioteka 许用弯曲应力[ W ]
力
公
式
单位
计 算 数 据
（设计手册表5-255）手柄总转矩及圆周力(L6)
浮动球阀见表 5 210 ， 固定球阀见表 5 211
2
开启时总转矩
" M
浮动球阀见表 5 210 ， 固定球阀见表 5 211
' M /L
3 4 5 6
关闭时圆周力 开启时圆周力 手柄力臂 弯曲应力
FS'
FS"
L
" M /L
W
M
M / W [W ]
' " 取M 或M 中较大值
mm
**
[ W ]
查表3-5
MPa
**
#VALUE!
' " 取M 或M 中较大值
N.mm
**
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
#VALUE!
m m3
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
m m3
#VALUE! ** mm mm ** **
设计给定 设计给定
b2
设计给定
r1
设计给定
计算内容：手柄总转矩及圆周力
球阀设计计算书
球阀设计计算书产品名称固定球阀10STQ3R59CG设计计算书目录阀体壁厚验算1阀盖壁厚验算2密封面上的计算比压3133倍中腔泄压能力的计算4阀杆启闭扭矩的计算5阀杆强度验算 7阀杆扭转变形的计算8阀杆键连接强度验算9中法兰螺栓强度验算10流量系数计算11吊耳的强度计算12参考资料API 6D 管道阀门ASME B1634 阀门法兰螺纹和焊端连接的阀门ASME 锅炉与压力容器规范第Ⅱ卷ASME 锅炉与压力容器规范第Ⅷ卷API 600 钢制闸阀法兰和对焊连接端螺栓连接阀盖说明以公称压力作为计算压力对壳体壁厚的选取在满足计算壁厚的前提下按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整数已具裕度涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取适用介质为水油气等介质不考虑地震载荷风载荷等自然因数瞬间压力不得超过使用温度下允许压力11倍管路中应安装安全装置以防止压力超过使用下的允许压力型号 10STQ3R59CG 简图零件名称阀体材料牌号ASTM A105 计算内容壁厚验算根据ASME1634序号计算数据名称符号公式数值单位 1 壳体计算壁厚 t1 15Pcd2S-12Pc 1238 mm 2 计算压力Pc 设计给定300 psi 3计算内径 d d d0 254 mm 4 基本应力系数S 设计给定7000 psi 5 附加厚度 C 设计给定40 mm 6 阀体标准厚度tm ASTM B1634 84 mm 7 阀座外径DH 设计给定270 mm8 理论内径 d Dn15 180 mm 9 公称内径d0 设计给定254 mm 10 阀体实际壁厚t 设计给定25 mmASTM A216 WCB材料许用应力取值 1 常温下抗拉强度35 Re2035 200000 psi 2 常温下抗拉强度查ASME-Ⅱ-D 70000psi 3 常温下屈服强度15 Rm2015 240000 psi 4 常温下屈服强度查ASME-Ⅱ-D 36000 psi Re2035＞7000 Rm2015＞7000 取基本应力系数7000满足要求结论 t＞t1 t＞tm合格-1-型号 10STQ3R59CG 简图零件名称阀盖材料牌号ASTM A105 计算内容壁厚验算根据ASME1634序号计算数据名称符号公式数值单位 1 壳体计算壁厚 t1 15Pcd2S-12Pc 1269 mm 2 计算压力Pc 设计给定300 psi 3计算内径 d d d0 26333 mm 4 基本应力系数S 设计给定7000 psi 5 附加厚度 C 设计给定40 mm 6 阀体标准厚度tm ASTM B1634 112 mm 7 筒体实际内径Dn 设计给定395 mm8 理论内径 d Dn15 26333 mm 9 公称内径d0 设计给定254 mm 10 阀体实际壁厚t 设计给定33 mmASTM A216 WCB材料许用应力取值 1 常温下抗拉强度35 Re2035 200000 psi 2 常温下抗拉强度查ASME-Ⅱ-D 70000psi 3 常温下屈服强度15 Rm2015 240000 psi 4 常温下屈服强度查ASME-Ⅱ-D 36000 psi Re2035＞7000 Rm2015＞7000 取基本应力系数7000满足要求结论 t＞t1 t＞tm合格-2-型号10STQ3R59CG 简图零件名称阀座材料牌号A105 F4 计算内容密封面计算比压根据《阀门设计计算手册》序号计算数据名称符号公式数值单位1密封面计算比压q 416 MPa 2 计算密封活塞外径设计给定270 mm 3 阀座密封面内径设计给定2712 mm 4 阀座密封面外径设计给定2762 mm 5 球体的半径R 设计给定1935 mm 6 密封面带轴向宽度h 25 mm 7 球体与密封圈接触点与通道轴法向夹角0707 8 密封圈外径到轴心的距离设计给定2052 mm 9 密封圈内径到轴心的距离设计给定 2077 mm 10 设计压力P 设计给定取公称压力51 MPa14 密封面许用比压[q] 聚四氟乙烯取150Mpa尼龙取300MPa 150MPa 结论q≤[q] 合格-3-型号10STQ3R59CG 简图零件名称阀座弹簧材料牌号INCONEL X750计算内容133倍中腔泄压能力计算根据中腔压力大于进口压力133倍要求阀座泄压序号计算数据名称符号公式数值单位 1 关闭时中腔泄压的压差ΔP 033P 169 MPa 2 计算压力P 511 MPa 3 密封面平均直径 DM DMWDMN2 2757 mm 4 阀座密封面内径DMN 设计给定2712 mm 5 阀座密封面外径DMW 设计给定2762 mm 6 需要施加的弹簧力QN 07854D2JH –D2M ΔP 3629 N 7 单个弹簧施加的力Qn QMFN 1296 N 8 弹簧的个数N 设计给定28 9单个弹簧载荷Qn 弹簧设计工作范围124～207N取平均值 165 N结论Qn Qn 合格-4-型号10STQ3R59CG 简图零件名称阀杆材料牌号ASTM A276 410计算内容阀杆总摩擦扭矩计算根据《实用阀门设计手册》序号计算数据名称符号公式数值单位 1 总摩擦扭矩1201516 Nmm 2 固定球球阀的球体与阀座密封面间的摩擦力矩146193 Nmm 3 阀座对球体的预紧力产生的摩擦力矩70288 Nmm 4 阀座密封圈与球体接触面外径设计给定2762 ㎜ 5 阀座密封圈与球体接触面内径设计给定2712 ㎜ 6 球体与密封圈接触点与通道轴法向夹角设计选定45 °7 阀体最小预紧比压01P但不小于2Mpa对聚四氟乙烯或卡普隆密封圈大于等于1Mpa 20 MPa 8 球体与密封面间摩擦因数对聚四氟乙烯密封面为005～015对卡普隆密封面为01～015 01 9 球体半径R 设计给定1935 ㎜10 由介质工作压力产生的摩擦力矩75905 Nmm 11 活动套筒阀座外径设计给定27865 ㎜12 设计压力设计给定取公称压力PN 50 MPa 13 填料与阀杆的摩擦力矩82361 Nmm 14 O形圈与阀杆摩擦力矩34902 Nmm 15 阀杆直径设计给定65㎜16 阀杆处O形圈的数量Z 设计给定 2 17 石墨垫片与阀杆摩擦力矩QT2d12 47458 Nmm -5- 型号10STQ3R59CG 简图零件名称阀杆材料牌号ASTM A276 410计算内容阀杆总摩擦扭矩计算根据《实用阀门设计手册》序号计算数据名称符号公式数值单位18 石墨垫片与阀杆摩擦力 QT2 Ψd1btP 14614 N 19石墨垫片的厚度bt 设计给定 3 mm 20 系数Ψ设计给定15 21 O形圈与阀杆间摩擦因数取 08 08 22 O 形圈的直径设计给定65 ㎜23 轴承产生的摩擦力矩972961 Nmm 24 轴承摩擦因数用聚四氟乙烯制的滑动轴承为005～01滚动轴承为0002 01 25 轴颈设计给定75 ㎜26 计算扭矩12012 Nm 27 实际选用扭矩4500 Nm28 轴承摩擦因数用聚四氟乙烯制的滑动轴承为005～01滚动轴承为0002 01 29 轴颈设计给定75 ㎜30 计算扭矩MF 12012 Nm 31 实际选用齿轮箱扭矩MB 4500 Nm结论MB＞MF 合格-6-型号10STQ3R59CG 简图零件名称阀杆材料牌号ASTM A29 4140计算内容阀杆强度验算根据《实用阀门设计手册》序号计算数据名称符号公式数值单位 1 阀杆端头扭转剪切应力191 Mpa 2 阀杆端头所受力矩见阀杆力矩计算1201200 N·M 3 Ⅰ-Ⅰ断面抗转矩端面系数62878 ㎜3 4 系数查表5-153 0385 阀杆头方形端面边长 a 设计给定549 ㎜6 阀杆头矩形端面厚度 b 设计给定88 ㎜7 材料许用扭切应力查表ASME Ⅱ材料 D篇06 9604 Mpa 8 Ⅱ-Ⅱ断面处扭转剪切应力2574 Mpa 11 阀杆直径设计给定648 ㎜12 材料的许用剪切应力查表ASME Ⅱ材料 D篇06 9516 MPa 13 Ⅲ-Ⅲ断面处的扭转应力276 MPa 14 Ⅲ-Ⅲ断面处的抗扭系数435889 ㎜315 阀杆键槽的宽度设计给定18 ㎜16 阀杆键槽的深度t 设计给定707 ㎜17 Ⅲ-Ⅲ断面的阀杆直径设计给定6195 ㎜18 结论≤≤≤合格 -7-型号10STQ3R59CG 简图零件名称阀杆材料牌号ASTM A29 4140计算内容阀杆扭转变形计算根据《实用阀门设计手册》序号计算数据名称符号公式数值单位 1 扭转变形角度计算000252 rad 2 转动力矩T 见阀杆力矩计算1201200 N·mm 3 轴受转矩长度L 设计给定 240 mm 4 切变模量G 80000 Mpa 5 轴直径 d 设计给定 618 mm 6 轴截面的极惯性矩Ip πd432 1431310 mm4 7将扭转变形角变为度180314 0144 °8 允许最大角位移设计给定 2 °结论＜合格-8-型号10STQ3R59CG 简图零件名称平键材料牌号ASTM A29 1045计算内容键连接的强度验算根据《实用阀门设计手册》序号数据名称符号公式或索引数据单位 1 平键比压计算134 MPa 2 总转矩 T 见阀杆计算1201200 N·mm 3 键数n 设计给定 1 4 键的工作长度L 设计给定63 MPa 5 键与轮廓的接触高度K 设计给定h2 46 ㎜ 6 键的高度h 设计给定11 ㎜7 阀杆的直径设计给定618 ㎜8 许用比压查表200 MPa 9 平键剪应力计算342 MPa 10 键的宽度 b 设计给定18 ㎜11 许用剪应力查表6-37球阀设计与选用120 MPa18 结论≤≤合格-9-型号10STQ3R59CG 简图零件名称中法兰螺栓材料牌号ASTM A193 B7 计算内容中法兰螺栓连接的强度验算根据ASME B1634 序号计算数据名称符号公式数值单位1 ASME B1634计算公式66452 螺栓抗拉应力总有效面积51888 ㎜23 螺栓数量Z 设计给定164 单个螺栓的截面积设计给定3243 ㎜25 螺栓直径设计给定24 ㎜ 6 O型圈的有效外周边面积1301007 ㎜2 7 O型圈的直径设计给定407 ㎜8压力额定植设计给定300 9 系数给定03510 螺栓在38℃时的许用应力查表 ASME Ⅱ材料D篇P384对大于138MPa的许用应力取138MPa 138 Psi 11 ≤652Sa≤9000 7522结论≤652Sa≤ 9000 7522≤9000 合格 -10-型号 10STQ3R59CG 简图零件名称固定球阀材料牌号-计算内容流量系数Cv 根据《阀门设计与计算》序号计算数据名称符号公式数值单位1流量系数CV 1167Kv 10503 2 流量系数KV Q [ρΔP] 05 根据Kv定义9054 3 体积流量Q AV 36216 m3h 4 管道横截面 A πDN24 00503 m2 5 公称通径DN 设计给定0253 m 6 介质每小时的流速V 3600u 7200 mh 7 介质密度ρKv定义给定 1 gcm3 8 压力损失ΔP 098ΔPA 转换成bar 00016 bar 9 压力损失ΔPA ξu2 2g ρ10 《阀门设计与计算》00016 Kgfcm2 10 重力加速度g 物理常数98 ms2 11 介质平均流速u 设计给定对水u 2-3取2 2 ms 12 流阻系数ξ根据《阀门设计与计算》表1-95 008结论本计算只是根据流阻系数阀门设计手册查出的近似数据是否准确应有应由试验确定阀门试制结束后由公司安排试验进行验证-11-型号 10STQ3R59CG 简图零件名称吊耳材料牌号A36 计算内容承重能力的计算根据序号计算数据名称符号公式数值单位 1 单只吊耳的起吊力G K S 〔σ〕 9522 N 2 单只吊耳的最小断面面积S 设计给定230 mm2 3 许用拉应力〔σ〕查ASME-Ⅱ-D WCB 138 MPa 4 安全系数K 设计给定03 5 两只吊耳同时起吊G2 设计已定19044 N 5 阀门总重GS 设计已定3600 N结论GS≤G2 合格-12-CC。
(整理)150LB球阀设计计算书1.
球阀设计计算书2″~8″Q41F-150Lb编制:审核:二○○三年五月二十三日浙江阀门制造有限公司目录1.阀体壁厚计算————————————————————12.中法兰强度计算———————————————————23.法兰螺栓拉应力验算—————————————————74.力矩计算——————————————————————85.阀杆强度校算————————————————————116.密封比压计算————————————————————137.作用在手柄上的启闭所需力——————————————15一、 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英寸英寸(毫米)实际确定壁厚≥计算壁厚为合格二.中法兰强度计算： 1.中法兰的轴向应力计算：[]5.13021=≤=H ioH D fM σλδσ 式中：σH －法兰颈的轴向应力（Mpa);Mo －作用平炉钢于法兰的总轴向力矩（N ·mm); f －整体法兰颈部应力校正系数（查表）； δ1－法兰颈部大端有效厚度（mm); D i －为阀体中腔内径（mm); λ－系数；［σH ］－法兰颈许用轴向应力（Mpa);M O =F D S D ＋F r S r ＋F G S G式中：F D －作用在法兰内径面积上的流体静压轴向力（N); S D －从螺栓孔中园致力FD 作用位置处的径向距离（mm);F r －总的流体静压轴向力与作用在法兰直径面积上的流体静压轴向 力之差（N);S r －从螺栓孔中心园致力于Fr 作用位置处的径向距离（mm); F G －用于窄面法兰垫片载荷（N);S G －从螺栓孔中心园致力FG 作用位置处的径向距离（mm);F D =0.785D i 2P S D =S ＋0.5δ112δ--=ib D D S )(785.022i G r D D P F -=21Gr S S S ++=δ 2Gb G D D S -=F G =W-F (W=Wp) Wp=F+Fp+Q F=0.785D G 2P Fp=2πbD G mPP D Q m 24π=ATe ff δδλ++=1ISi D F e δ1=IS i IS D VUA δδ2=式中：S －从螺栓孔中心园至法兰颈部与法兰背面交点的径向距离（mm); D b －法兰螺栓孔中心园直径（mm);D G －法兰垫片中径（mm ）;Wp －在操作情况下所需的最小螺栓负荷（N ）; F －总的流体静压轴向力（N);Fp－连接接确面上的压紧负荷（N）;Q－球体与阀座密封之间的密封力（N）; b－垫片有效密封宽度（mm）;m－垫片系数（查表）；m=1.25D m－为密封面中径（mm）;δf－法兰有效厚度（mm);e－系数；T－系数（查表）;A－系数；F1－整体法兰形状系数；F1=1δIS－法兰颈部小端有效厚度（mm);U－系数（查表）；V －整体法兰形状系数（查图）；σH ≤〔σH 〕=130.5合格2.中法兰的径向应力计算:[]Mpa D M e R if f R 108)133.1(2=≤+=σλδδσ式中：σR －法兰的径向应力（Mpa ）; ［σR ］－法兰许用的径向应力（Mpa ）; σR ≤〔σR 〕=108 合格3.中法兰的切向应力计算:[]Mpa Z D YM T R if T 1082=≤-=σσδσ式中：Y －系数（查表）；Z －系数（查表）；σT －法兰的切向应力（Mpa ）; ［σT ］－法兰材料的切向应力（Mpa ）;σT ≤〔σT 〕=108 合格三、.法兰螺栓拉应力验算：[]Mpa nd W L m P L 144=≤=σσ式中：σL －法兰螺栓断面积所承受的拉应力（Mpa ）; d m －螺栓断面有效面积（mm2）; n －螺栓数量；［σL ］－螺栓材料的拉应力（MPa ）。
(整理)150LB球阀设计计算书1.
球阀设计计算书2″~8″Q41F-150Lb编制:审核:二○○三年五月二十三日浙江阀门制造有限公司目录1.阀体壁厚计算————————————————————12.中法兰强度计算———————————————————23.法兰螺栓拉应力验算—————————————————74.力矩计算——————————————————————85.阀杆强度校算————————————————————116.密封比压计算————————————————————137.作用在手柄上的启闭所需力——————————————15一、 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英寸英寸(毫米)实际确定壁厚≥计算壁厚为合格二.中法兰强度计算： 1.中法兰的轴向应力计算：[]5.13021=≤=H ioH D fM σλδσ 式中：σH －法兰颈的轴向应力（Mpa);Mo －作用平炉钢于法兰的总轴向力矩（N ·mm); f －整体法兰颈部应力校正系数（查表）； δ1－法兰颈部大端有效厚度（mm); D i －为阀体中腔内径（mm); λ－系数；［σH ］－法兰颈许用轴向应力（Mpa);M O =F D S D ＋F r S r ＋F G S G式中：F D －作用在法兰内径面积上的流体静压轴向力（N); S D －从螺栓孔中园致力FD 作用位置处的径向距离（mm);F r －总的流体静压轴向力与作用在法兰直径面积上的流体静压轴向 力之差（N);S r －从螺栓孔中心园致力于Fr 作用位置处的径向距离（mm); F G －用于窄面法兰垫片载荷（N);S G －从螺栓孔中心园致力FG 作用位置处的径向距离（mm);F D =0.785D i 2P S D =S ＋0.5δ112δ--=ib D D S )(785.022i G r D D P F -=21Gr S S S ++=δ 2Gb G D D S -=F G =W-F (W=Wp) Wp=F+Fp+Q F=0.785D G 2P Fp=2πbD G mPP D Q m 24π=ATe ff δδλ++=1ISi D F e δ1=IS i IS D VUA δδ2=式中：S －从螺栓孔中心园至法兰颈部与法兰背面交点的径向距离（mm); D b －法兰螺栓孔中心园直径（mm);D G －法兰垫片中径（mm ）;Wp －在操作情况下所需的最小螺栓负荷（N ）; F －总的流体静压轴向力（N);Fp－连接接确面上的压紧负荷（N）;Q－球体与阀座密封之间的密封力（N）; b－垫片有效密封宽度（mm）;m－垫片系数（查表）；m=1.25D m－为密封面中径（mm）;δf－法兰有效厚度（mm);e－系数；T－系数（查表）;A－系数；F1－整体法兰形状系数；F1=1δIS－法兰颈部小端有效厚度（mm);U－系数（查表）；V －整体法兰形状系数（查图）；σH ≤〔σH 〕=130.5合格2.中法兰的径向应力计算:[]Mpa D M e R if f R 108)133.1(2=≤+=σλδδσ式中：σR －法兰的径向应力（Mpa ）; ［σR ］－法兰许用的径向应力（Mpa ）; σR ≤〔σR 〕=108 合格3.中法兰的切向应力计算:[]Mpa Z D YM T R if T 1082=≤-=σσδσ式中：Y －系数（查表）；Z －系数（查表）；σT －法兰的切向应力（Mpa ）; ［σT ］－法兰材料的切向应力（Mpa ）;σT ≤〔σT 〕=108 合格三、.法兰螺栓拉应力验算：[]Mpa nd W L m P L 144=≤=σσ式中：σL －法兰螺栓断面积所承受的拉应力（Mpa ）; d m －螺栓断面有效面积（mm2）; n －螺栓数量；［σL ］－螺栓材料的拉应力（MPa ）。
全焊接球阀设计计算书2014.8.22
12＂Q367F400Lb 全焊接球阀设计计算书1 弹簧预紧力设计1.1 弹簧最小预计力F YJ aF YJ a=（π/4）*( D MW2-D MN2)* q YJ =0.785*(3262-3202) *1.5=4564N式中：q YJ-最小预紧比压，q YJ取1.5MPa；D MW-密封圈外径，设计给定326mm;D MN-密封圈内径，设计给定320mm。
1.2自泄压阀座超压推力F OPF OP=（π/4）*0.33*P*( D HW2-D MP2)=0.785*2.2*(3302-3232)=7894N式中：P-最大工作压力，设计给定压力等级是400Lb，取MAP@38℃=6.8MPa;D HW-阀座支撑圈外径，设计给定330mm;D MP-密封面平均直径，D MP=0.5*(D MW+D MN)= 0.5*(326+320)=323mm;1.3判定弹簧预紧力设计既要满足阀座低压密封要求，也不能使阀座丧失自泄压功能，即：F YJ a≤F YJ≤F OP式中：F YJ-弹簧设计的预紧力，设计给定为6720N显然4564＜6720＜7894，满足要求，故弹簧预紧力设计合格！2密封面的比压设计2.1设计比压qq=（F MJ+F YJ）/[(π/4)*(D MW2-D MN2)]=(24400+6720)/[0.785*（3262-3202）]=10.2MPa式中：F MJ-介质水平密封力，F MJ =π/4*(D HW2-D MP2)*P=0.785*（3302-3232）*6.8=24400N2.2必须比压q bq b=m*((a+cp/√b))=1.4*(1.8+0.9*6.8)/√3)=6.44 MPa式中：m-与流体性质相关的系数，根据设计给定的介质和温度选取m=1.4 ；a，c-与密封材料有关的系数，设计给定材料为PTFE，此时a=1.8，c=0.9; b-密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度,设计给定3mm。
浮动球球阀设计计算书
单位 ㎜
MPa ㎜ MPa ㎜ ㎜
计算结果 4.6
4 83 92
3 10
备注 查《实用阀门设计手册》表5-74
结论：SB≥S′B，为合格。 1
产品型号 零件名称 材料牌号 计算内容
根据
Q41F-64 DN50 密封面
密封比压 GB/T 12237-2007
序号 1 2
3 4 5 6 7
计算内容及名称 密封计算比压 密封面必须比压
密封材料许用密封比压 介质压力 密封面宽度 密封面外径 密封面内径
简
图
符号
公式或索引
q {(DMW+DWN)/(DMW-DWN)}·P/4 qMF （1.8+0.9PN）/(bM/10)1/2 [q] 查《实用阀门设计手册》表3-14
p bM DMW DMN
设计给定 设计给定 设计给定 设计给定
单位 计算结果 查《实用阀门备设注计手册》表520.33333333 165
MPa
5.4
查《实用阀门设计手册》表3-13
MPa
29.0
MPa
4
㎜
3.5
mm
64
mm
58.0
结论：
qMF≤q≤[q]，为合格。 2
产品型号
Q41F-64 DN50
零件名称
阀杆
简
材料牌号
计算内容
阀杆力矩计算
根据 序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
阀芯半径
R 设计给定
mm
接触角
设计给定
°
阀杆与填料间的摩擦力矩 阀杆与填料间的摩擦力
MFT MFT=QTdF/2 QT QT=ψpdFbT
球阀设计计算书
球阀设计计算书XXX文件号：10STQ3R59CG产品名称：固定球阀设计计算书编制：审核：批准：2014年9月目录：1.阀体壁厚验算2.阀盖壁厚验算3.密封面上的计算比压4.1.33倍中腔泄压能力的计算5.阀杆启闭扭矩的计算6.阀杆强度验算7.阀杆扭转变形的计算8.阀杆键连接强度验算9.中法兰螺栓强度验算10.流量系数计算11.吊耳的强度计算参考资料：1.API 6D管道阀门2.ASME B16.34阀门—法兰、螺纹和焊端连接的阀门3.ASME锅炉与压力规范第Ⅱ卷4.ASME锅炉与压力规范第Ⅷ卷5.API 600钢制闸阀法兰和对焊连接端，螺栓连接阀盖说明：1.以公称压力作为计算压力；2.对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整数，已具裕度；3.涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取；4.适用介质为水、油、气等介质；5.不考虑地震载荷、风载荷等自然因数；6.瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍；7.管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力。
型号：10STQ3R59CG序号零件名称材料牌号计算内容根据1 阀体 ASTMA105 壁厚验算ASME16.342 阀盖 ASTMA105 壁厚验算ASME16.34根据相关标准，以公称压力作为计算压力，计算阀体和阀盖的壁厚。
涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取，适用介质为水、油、气等介质。
瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍，管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力。
材料牌号计算内容序号10STQ3R59CG阀盖ASTM A105壁厚验算计算数据名称符号计算压力Pc300 psi基本应力系数C7000 psi阀体标准厚度S11.2 mm公称内径Dn254 mm附加厚度m4.0 mm设计给定Max（d’d0）设计给定ASTM B16.34设计给定Dn/1.5设计给定ASTM A216 WCB材料许用应力取值常温下抗拉强度Rm/20psi常温下屈服强度Re/20psi根据ASME-Ⅱ-D，常温下抗拉强度除以3.5大于7000 psi，常温下屈服强度除以1.5大于7000 psi，取基本应力系数7000 psi，满足要求。
陆培文阀门设计手册第三版计算书
a
Ma W
WA A
D Di
d b'
tf
1
0
WA A
e ts
L f
根据设计手册第三版表 5 131
Ma L f 为合 W
表5-132在操作温度下必须满足的强
1 操作状态下，法兰力矩在每一截面引起的应力必须满足的强度 2 3 4 5 6 7 8 操作状态下需要的法兰力矩 法兰抗弯截面系数 危险截面A-A的法兰抗弯截面系数 法兰外经 法兰内经 螺栓孔计算直径 法兰厚度
预紧垫片系数 常温下垫片材料的变形阻力 常温下螺栓材料的许用应力 操作状态下需要的最小螺栓总截面积
K0 KD
L
Ap
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
操作状态下需要的最小螺栓载荷 垫片比压 设计压力 操作垫片系数 密封安全系数 设计温度下螺栓材料的许用应力 实际使用的螺栓总截面积 实际选用的螺栓螺纹小径 螺栓数量 力劈
dT
Z h
0
d0 Mu
DT
Mc d ZJ
c
NⅠ
24 24-1 24-2 25 26 27 28 29 30 31
Ⅰ-Ⅰ断面抗扭截面系数 对于正方形断面（图5-187） 对于矩形断面（图5-188） 见图5-187b 系数 见图5-189a Ⅱ-Ⅱ断面处扭应力 Ⅱ-Ⅱ断面抗扭截面系数 Ⅲ-Ⅲ断面处扭应力 Ⅲ-Ⅲ断面抗扭截面系数
计算壁厚 公称压力 管路进口端最小内经 系数 应力系数 附加余量 实际壁厚
tB' PN d K S0 c1 tB
根据GB/T12224计算理论：tB≥tB
tB1' PN d'' d' K S0 c1 tB1
球阀计算书
球阀计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
编号：JS/2″150Lb -10设计计算书
项目名称：API 6D钢制球阀
规格型号：Q41F-150Lb DN2″
编制：
审核：
批准：
安阳益和阀业有限公司
目录
一、阀体壁厚计算
二、密封面总作用力及计算比压
三、总扭矩及圆周力
四、阀杆强度的计算
五、球体直径的计算
六、球阀密封力的计算
七、球阀阀杆与填料之间的摩擦力计算
八、阀杆台肩与止推垫片之间的摩擦力计算
九、填料及止推片的摩擦转矩计算
十、球阀转矩的计算
十一、阀体中法兰的设计与计算
十二、阀门流量系数计算
附录参考文献
附录
参考文献
1、实用阀门设计手册
陆培文主编机械工业出版社
2、阀门设计手册
杨源泉主编机械工业出版社
3、阀门设计计算手册
洪勉成、陆培文、高凤琴主编中国标准出版社 4、球阀设计与选用
章华友、晏泽荣、陈元芳、袁玉求北京科学技术出版社。
球阀设计计算书
式中符号1计算壁厚S B ’P*Dn/(2.3*[σL]-P+C mm 3.3657142862计算压力P 设计给定MPa 1.63计算内径DN 设计给定mm 484许用拉应力[σL ]查《阀门设计计算手册》表3-3MPa 925腐蚀余量C 设计给定mm 36实际壁厚S B设计给定mm67标准壁厚GB/T1224 5.5式中符号1密封面计算比压qMPa63阀座密封面内径D1设计给定mm 354阀座密封面外径D2设计给定mm 405设计压力q 设计给定MPa 1.66密封必须比压q mf查表MPa 77密封材料许用比压[q]查表MPa20式中符号密封总作用力QN1451.936单位计算数据一.壁厚计算软密封41球阀(DN20)序号计算数据名称符号公式二.密封比压计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据结论 qmf<q<[q] 故合格三.密封总作用力计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据2阀座密封面内径D1设计给定mm 353阀座密封面外径D2设计给定mm 334设计压力q 设计给定MPa 1.6式中符号1阀杆力矩MF MQF+MFT+MFCN.mm 3629.129085球体与阀座间的摩擦力矩MQF 3.14Dmp^2*P*fm*R(1+cos)/8cos N.mm 3186.012285摩擦因数fm 0.05密封面平均直径Dmp 设计都给定mm 30.3密封角cos 设计者给定mm 42.67球的半径R 设计者给定mm 22.52阀杆与填料的摩擦力矩MFT QT*Dt/2N.mm 443.1168填料与阀杆之间的摩擦力QT N63.3024阀杆直径Dt 设计都给定mm 14圈数Z 设计者给定3单圈填料高度hmm5式中符号1阀杆端头扭转剪切应力τn Mf/w^1/2Mpa14.46559744断面抗扭系数W βa^3250.88宽度a mm8系数β0.49阀杆许用扭转剪切应力五.阀杆力矩计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据九.阀杆头部强度计算序号计算数据名称符号公式单位计算数据。
球阀设计计算EXCEL
mm
11
MPa
150
℃
13.1
MPa
19.65
MPa
7000
MPa
17.5
MPa
1.8
0.9
17.6
MPa
17.6
MPa
6.5
17.93
MPa300ຫໍສະໝຸດ mm573mm
340
mm
512
mm
430.906
mm
60
mm
31.8
mm
46.5
mm
73.5
mm
1.389
mm
24
28.58
mm
24.74
mm
4.469877551 mm
1593834.714 134010.4044
1727845.119
98173.01812
1727845.119 62669197.11 5526790.094 37862134.06 106058121.3 106058121.3 121.4653949 135.5266864 54.58917231 88.0272836 128.4960406 128.4960406
合成应力
[S]MAX1 Max([S1]1,[S2]1)
17 计算系数
K A/B
Z (K^2+1)/(K^2-1)
0.6945
mm
0.6945
mm
0
N
0
11537.20245
mm2
62.75
mm
41.2415
mm
63.62075
mm
998712.3046
N
134010.4044
球阀设计计算说明书
设计计算说明书名称：O型球阀（浮动、硬密封）型号：口径：3”编制：审核：批准：日期：_ 年月日_目录1.计算项目列表2.设计参数3.阀门主要零部件的设计计算3.1端部连接和结构长度3.2球阀阀体壁厚的计算3.3球阀阀体法兰的设计3.4球阀阀杆强度的计算3.5填料压盖的强度计算3.6球阀用弹性元件的计算3.7球体直径的确定3.8球阀密封力的计算引用资料1.计算项目列表：（1）、端部连接和结构长度（2）、球阀阀体壁厚的计算（3）、球阀阀体法兰的设计（4）、球阀阀杆强度的计算（5）、填料压盖的强度计算（6）、球阀用弹性元件的计算（7）、球体直径的确定（8）、球阀密封力的计算2．设计参数工作压力：300Lb（5MPa）工作温度：-29—425工作介质：液体、气体、蒸汽公称通径：4”3．阀门主要零部件的设计计算由于工作温度在-29-425度，所以选用主体材质为ASTM A216 WCB，查资料【1】P25表2-1.13.1端部连接和结构长度端部连接，包括法兰式、对焊端、承插焊、螺纹端，查找相应标准；结构长度，包括法兰连接、螺纹、焊接，查找相应标准3.2球阀阀体壁厚的计算中低压金属球阀阀体的强度计算通常采用薄壁容器的计算方式：也可根据经验值取C=3~6mm参考资料【2】p298-299资料【2】p301，表6-7。
PN50，DN80时，壁厚选7.1mm，取9mm。
3.3球阀阀体法兰的设计3.3.1法兰螺栓的计算3.3.1.1法兰螺栓载荷的计算（1）操作情况：（2）预紧螺栓情况3.3.1.2法兰螺栓拉应力的计算3.3.1.3螺栓间距与螺栓直径之比3.3.2法兰的强度计算3.3.2.1法兰力矩计算3.3.2.2法兰应力计算（1）法兰颈的轴向应力（2）法兰盘的径向应力（3）法兰盘的切向应力3.3.2.3法兰的许用应力3.3.3法兰密封结构的设计3.4球阀阀杆强度的计算3.4.1浮动球球阀阀杆的强度计算3.4.2浮动球球阀阀杆与球体连接部分的计算3.5填料压盖的强度计算3.6球阀用弹性元件的计算3.7球体直径的确定3.8球阀密封力的计算资料【1】ASME B 16.34-2013《法兰、螺纹和焊连接的阀门》资料【2】球阀设计与选用/章华友。
8寸600磅 固定球球阀 设计计算书
Class600、NPS8固定球球阀设计计算书一、密封比压计算设计依据：q——实际比压qb——必须比压[q]——密封材料的许用比压PTFE材料取[q]=15MPa；但，当PTFE压入金属座圈内，并且PTFE伸出高度不超过0.6mm时，其许用比压远远大于15MPa1.必须比压的计算：m——与流体相关的数据，此处取1；a——密封面材料系数，PTFE取1.8；P——工作压力，此处取10.0Mpa；b——密封面宽度，设计给定，4mm；2.实际比压的计算：d0——阀座支撑圈外径，设计给定231mm；D——密封圈外径，设计给定229.5mm；d——密封圈内径，设计给定221.5mm；dcp——平均密封直径，结论：6.95＞5.4，合格！二、轴承承压校核设计依据：q——轴承的实际压强；[q]——轴承的许用压强，钢基无油自润滑轴承[q]=250Mpa；轴承实际压强的计算：d0——阀座支撑圈外径，设计给定231mm；P——工作压力，取10.0Mpa；d——耳轴直径，设计给定100mm；h——轴承高度，设计给定20mm；结论：104.7＜250，合格！三、中法兰螺栓的计算设计依据：Pc——额定压力值，取600；Ag——由密封圈外径确定的面积；Ab——螺栓抗拉应力面积；1.Ag的计算：；dg——密封圈外径，设计给定335mm；2.Ab的计算：N——螺栓数量，设计给定16；ab——单个螺栓的抗拉面积，查GB/T3098.2，M30的抗拉面积为561mm²3.中法兰螺栓强度计算结论：合格！四、扭矩的计算M1——耳轴的摩擦力矩；M2——密封圈与球体的摩擦力矩；M3——阀杆与阀杆密封件之间摩擦力矩；1.M1的计算：=418883.85*50*0.1=1047209.625N.mm=1047.2N.mF——作用在耳轴上的力：d0——阀座支撑圈外径，设计给定231mm；P——工作压力，取10.0Mpa；r——耳轴的半径，50mm；μ——摩擦系数，取0.05；2.M2的计算：F2——作用于密封圈上的力；d0——阀座支撑圈外径，设计给定231mm；P——工作压力，取10.0Mpa；Rc——球体与阀座摩擦平均半径：R——球体半径，设计给定160mm；μ——摩擦系数，取0.05；3.M3的计算；由于阀杆与阀杆密封件之间的摩擦力占阀门整个扭矩的比例极小，故，此处忽略不计，在最终的计算扭矩中乘一个安全系数代替。
ts 球阀计算书
ts 球阀计算书
"TS球阀计算书"可能指的是关于球阀设计、制造或测试过程中的一系列计算和规格的文档。
球阀是一种流体控制设备，其关键部件是一个球体，球体上有一个孔，通过旋转球体来控制流体的流动。
在设计和制造球阀时，需要进行多种计算以确保球阀的性能、安全性和可靠性。
这些计算可能包括但不限于：
1. 流体动力学计算：确定流体通过球阀时的压力损失、流量系数等。
2. 结构强度计算：验证球阀在承受设计压力和其他机械载荷时的结构完整性。
3. 密封性能计算：确保球阀在各种操作条件下能够提供可靠的密封。
4. 材料选择计算：基于流体的性质（如温度、压力、腐蚀性）选择合适的材料。
5. 热工计算：对于高温或低温应用，需要进行热膨胀和热应力的计算。
6. 操作力矩计算：确定开启和关闭球阀所需的操作力矩，以便选择合适的执行机构。
7. 排放能力计算：对于某些安全相关的应用，需要计算球阀在紧急情况下的排放能力。
8. 寿命预测和可靠性分析：基于材料的疲劳特性、操作频率等因素预测球阀的使用寿命和可靠性。
"TS"可能是指特定的标准、规范或客户要求，也可能是制造商或项目的缩写。
具体的计算书格式和内容会根据这些要求和标准有所不同。
在实际操作中，通常会参考行业标准（如API 6D、ASME B16.34等）来进行设计和计算。
固定球阀计算书
Mpa
7.12 键2倍剪应力 =2*τj
Mpa
7.13 阀杆应力应满足(A105材料校核): τg'<τ1
7.14 阀杆应力应满足(17-4PH): τg'<τ2
7.15 阀杆应力应满足(AISI 4140材料校核): τg'<τ3
7.16 阀杆应力应满足(A182 F51材料校核): τg'<τ4
Sf tam'
值
8 27 28 1 8 11.2 22.5 45 120 150 合格
250 725 515 450 370 167.5 485.8 345.1 301.5 247.9 134 388.6 276.1 241.2 148.7 24 22.4 合格 合格 合格 合格 合格 合格
75 118
8.5 设计壁厚应满足 tad-3>tam, tad-3>tam'
符号
bj lj dj nj hj τj σjjy
[τj] [σjjy]
σ1 σ1 σ2 σ3 σ4 Sm1 Sm2 Sm3 Sm4 Sm5 τ1 τ2 τ3 τ4 τ5 τg' τj'
da dao
da1 ta1 da2 ta2 tam tad
mm^3 Mpa Mpa Mpa
Dgs b a a/b b/r
K1 K2 K3 K4 B K1' K2' K3' K4' B' τgs
[Sm] [τ]
1 28 4 4 1 0.28571 Yes 0.9012 -0.207 1.391 0.4288 0.966
12 4140 197 157.6
2
mm
球阀扭矩计算书
( DT dT ) 2 U ZT P 16 D dT 1 ) M U = FU ( T 2 2
F U= F C=
4
2 DJH P
输入数据 输入数据 M C=
1 FC d FU C 2
球
阀
计 算 书
雷蒙德（北京）阀门制造有限公司
技
术
参
数
型
号：4″Q347Y-300Lb
公称通径：NPS 4″ 压 力 级：Class300Lb 适用温度：-29～+425℃ 适用介质：油、汽、水、煤浆等 执行标准：API 608/ASME B16.34
固定球球阀扭矩计算书
名称 全压差下启闭扭矩 全压差下启闭扭矩 活塞筒外径 阀座密封面内径 阀座密封面外径 设计压力 阀座预紧密封最小 比压 球体半径 密封面对球体中心 夹角 密封面对球体中心 夹角余弦值 密封面对球体摩擦 系数 进口端阀座密封圈 对球体的作用力 介质经阀座压在球 体上的力 阀座密封圈预紧力 阀座密封圈摩擦力 进口端阀座密封圈 对球体的摩擦力矩 出口端阀座密封圈 对球体的摩擦力矩 阀座密封圈对球体 的摩擦力矩 填料对阀杆的摩擦 系数 阀杆与填料接触部 分直径 符号 M M D JH D MN D MW P 式中符号 公式或索引 M=M M +M T +M U +M C M=M M +M T +M U +M C 输入数据 输入数据 输入数据 输入数据 单位 N.mm N.m mm mm mm MPa MPa 输入数据 输入数据 mm ˚ 黄色需输入数据 688182.55 688.18 128 104 112 5 1 77.5 43.3 0.73 输入数据 F Q =F ZJQ +F MF +F MM F ZJQ = F MY = N N N N
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编号：JS/2″150Lb -10设计计算书
项目名称：API 6D钢制球阀
规格型号：Q41F-150Lb DN2″
编制：
审核：
批准：
安阳益和阀业有限公司
目录
一、阀体壁厚计算
二、密封面总作用力及计算比压
三、总扭矩及圆周力
四、阀杆强度的计算
五、球体直径的计算
六、球阀密封力的计算
七、球阀阀杆与填料之间的摩擦力计算
八、阀杆台肩与止推垫片之间的摩擦力计算
九、填料及止推片的摩擦转矩计算
十、球阀转矩的计算
十一、阀体中法兰的设计与计算
十二、阀门流量系数计算
附录参考文献
附录
参考文献
1、实用阀门设计手册
陆培文主编机械工业出版社
2、阀门设计手册
杨源泉主编机械工业出版社
3、阀门设计计算手册
洪勉成、陆培文、高凤琴主编中国标准出版社
4、球阀设计与选用
章华友、晏泽荣、陈元芳、袁玉求北京科学技术出版社。