陆培文阀门设计手册第三版计算书
阀门设计计算书.xls
公式
0.2QMJ+0.58QMF+QP+QT
单位
N
2 开启时阀杆总轴向力 Q”FZ
0.31QMJ+0.42QMF-QP+QT
N
3
阀杆最大轴向力
QFZ
取Q’FZ及Q”FZ中较大值
N
4 密封面处介质作用力
QMJ
序号M-2
N
5
密封面上密封力
QMF
序号M-6
N
6 阀杆径向截面上介质作用力
QP
π/4dF2P
N
24
许用合成应力
〔σ∑ 〕
查表4-7
MPa
结论：σL＜〔σL〕， τN＜〔τN）， σY ＜〔σY 〕， σ∑＜〔σ∑〕
合格
230.00
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
Z***H-***LB 阀杆
1Cr13 头部强度验算
DN
序号
名称
符号
式中符 号
G2
1
剪应力
τ
2 开启时阀杆总轴向力
Q”FZ
3 阀杆与填料的摩擦力
计算书
共
页
型
号
Z***H-***LB
零件名称
闸板
材料牌号 计算内容
WCB 厚度
简图
DN
**"
序号
名称
符号
式中符 号
公式
单位
B
1
计算厚度
S'B
R√(K*P)/〔σw〕+C mm
2
密封面平均半径
R 自由周边：1/2(DMN+bM) mm
3
6x300旋启式止回阀计算书
5. 6. 7.
中法兰强度计算 中法兰螺栓强度计算（常温、初加温、高温） 附录
备注
6″H44H300LB 阀体 WCB 5. 中法兰强度计算 F 符号 σ 式中 符号
w1
公
式
口 径 单位 DN152.4 Mpa N N N mm mm3 mm mm mm mm Mpa Mpa 5 31267.5 31267.5 1682 25 170031 280 230 190 38 110 82 故合格
备注
实用阀门设计手册表5-82 陆培文主编P1112
结论:
qmf<q<[q]
故合格
旋启式止回阀计算书
项目名称 旋启式止回阀 磅级 300LB 设计温度 目录： 实用阀门设计手册表5-10陆培文主编P962
版次 编号 序号
A SJ-008-05 6″H44H300LB
型号规格 20℃ 生效日期
1. 2. 3. 4.
旋启式止回阀计算书
项目名称 旋启式止回阀 磅级 300LB 设计温度 目录： 实用阀门设计手册表5-10陆培文主编P962
版次 编号 序号
A SJ-008-05 6″H44H300LB
型号规格 20℃ 生效日期
1. 2. 3. 4.
阀体壁厚计算。 阀座密封比压计算。 阀瓣强度计算。 阀盖强度计算。
中法兰强度计算 中法兰螺栓强度计算（常温、初加温、高温） 附录
备注
6″H44H300LB 阀盖 WCB 4. 阀盖强度计算 I5 口 径 公 式 单位 DN152.4 K*p*D2DP/(SB-C)2 P DDP SB C K QLZ L D1 QDJ 设计选定 设计选定 设计给定 设计选定 0.3+1.4*QLZ*L/QDJ*DDP
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
气动阀计算书
气动阀计算书一、概述本计算书旨在为气动阀的设计和选型提供依据，包括气动阀的结构设计、流量计算、压力损失计算、气源压力和气动执行器的选择等。
二、设计参数1. 阀体材质：不锈钢2. 最大工作压力：0.1~1.0MPa3. 工作介质：空气或其他无腐蚀性气体4. 工作温度：-20℃~+70℃5. 流量范围：根据实际需求进行计算三、结构设计1. 阀体形状：选择标准圆形阀体2. 阀座材料：不锈钢3. 密封材料：丁腈橡胶或聚四氟乙烯4. 阀瓣材质：不锈钢5. 连接方式：法兰连接6. 驱动方式：气动7. 控制方式：二位五通电磁阀控制8. 安装方式：水平或垂直安装四、流量计算根据实际需求，计算气动阀的最大流量，为气动执行器的选择提供依据。
具体计算过程如下：1. 根据管道直径和流速，计算出管道的流量。
2. 根据气动阀的流通面积，计算出气动阀的流量。
3. 根据实际需求，选择合适的气动执行器型号和规格。
五、压力损失计算气动阀的压力损失计算对于气源压力的选择和气动执行器的选型具有重要意义。
具体计算过程如下：1. 根据管道直径和长度，计算出管道的压力损失。
2. 根据气动阀的结构和尺寸，计算出气动阀的压力损失。
3. 将管道和气动阀的总压力损失考虑在内，选择合适的气源压力。
六、气源压力选择根据压力损失计算结果，选择合适的气源压力，确保气动阀的正常工作。
具体选择过程如下：1. 根据实际需求和工作条件，选择合适的气源压力范围。
2. 在满足工作压力的前提下，选择较低的气源压力，以降低能源消耗。
七、气动执行器选型根据流量计算结果和压力损失计算结果，选择合适的气动执行器型号和规格。
具体选型过程如下：1. 根据气动执行器的输出力矩和工作压力，确定所需的气动执行器型号。
2. 根据实际需求和工作条件，选择合适的输出形式（如直线位移、旋转角度等）。
3. 根据连接方式和安装尺寸，选择合适的气动执行器规格。
4. 根据工作环境和安全要求，选择合适的防护等级和附件。
阀门壁厚计算
≤5 6～10 11～20 21～30 ＞30
Hale Waihona Puke 计算结果C 按下表选取 C 5 4 3 2 1
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。
毕业设计计算说明书闸阀
目录一、设计基本参数 (2)1、型号 (2)2、执行标准 (2)3、阀门结构 (2)二、计算过程 (2)1、密封面比压的验算 (2)2、阀体最小壁厚计算 (3)①、查表法 (3)②、计算法 (3)3、闸板的计算 (3)4、阀杆得强度计算 (4)5、阀杆头部强度验算 (6)6、阀杆稳定性验算 (7)7、中法兰连接螺栓 (7)7。
1常温时强度验算 (7)7。
2中法兰连接螺栓初加温时强度验算 (9)7。
3中法兰连接螺栓高温时强度验算 (10)8、阀体(中法兰)强度验算 (11)9、阀盖的强度验算 (13)10、阀盖支架(T型加强筋） (14)11、手轮总扭矩及圆周力 (16)参考文献 (18)一、 设计基本参数：1、型 号：80Z40H —402、执行标准：阀门设计按照GB/T 12234-2007年的规定; 阀门法兰按照GB/T 9113.1—4的规定; 阀门结构长度按照GB/T 12221的规定； 阀门试验与检验按照GB/T 13927的规定；3、技术参数：①、公称尺寸DN:80 ②、公称压力PN ：40 ③、适用温度范围：≤350℃ ④、介质化学性能:水、蒸汽、油品. 4、阀门结构：①、密封副结构：环状密封 ②、中法兰结构：凹凸面 ③、阀杆结构：明杆二、 计算过程： 1、密封面比压的验算1、密封面比压计算公式：-—-—---④ 式中：阀座密封面内径d= 80 mm ； 阀座密封面宽度bm= 10 mm; 2、出口端阀座密封面上的总作用力: 式中：作用在出口密封面上的介质静压力：2MJ Q =0.785(d+bm)P = 25446.90 N ；①)()(MPa bmbm d Q q MZ+=π)(N Q Q QMJ MF MZ+=密封面上达到必需比压时的作用力：MF MF Q =(d+bm)bmq π= 21205。
75 N ；②代入得:MZ Q = 21205。
75 N; 代入④得：q= 16。
蝶阀设计计算书
bM
FMJ+FMF π/4*(DMN+bM)2*P
设计给定 设计给定
5 设计压力
P
设计给定
6 密封面上密封力 7 密封面必须比压 8 密封面计算比压 9 密封面许用比压
FMF
π*(DMN+bM)*bM*qMF
qMF
查《实用阀门设计手册》表3-21
q
FMZ/[π*(DMN+bM)*bM]
[q]
查《实用阀门设计手册》表3-22
2、表中标红的为计算数值，标黄的为过程计算值，标绿的由设计者填写。
简
图
DN 单位
DN 计算数值
#DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
3
型号
零件名称 材料牌号 计算内容
阀体 壁厚校核
序号
计算数据名称
符号
公
式
ASME B16.34阀体通道处最小壁厚
1 壳体最小壁厚
Tm'
2 流道最小直径
d
λd+β+C 设计给定
3 设计壁厚 4 附加裕量
Tm
设计给定
C
设计给定
5 ASME B16.34标准壁厚
结论
#DIV/0!
备注：1、计算公式选自《实用阀门设计手册》第3版 P1266 表5-218；
2、表中标红的为计算数值，标黄的为过程计算值，标绿的由设计者填写。
DN 单位
N N mm mm MPa N MPa MPa MPa
DN 计算数值
0 0
0 #DIV/0!
5
型号 零件名称 材料牌号 计算内容
tB
设计给定（≥MAX[T，TB']）
2.0C全启式安全阀设计计算书(6.0)
2.0寸卫生级全启式安全计算书根据《实用阀门设计手册》（陆培文主编，机械工业出版社出版，2006年1月第1版）所列安全阀的通用计算项目如下（表5-39）及安全阀专用计算项目：通用及专用计算项目：1.阀体厚度计算2．阀盖厚度3．阀座密封面面上计算比压4．弹簧理论计算5．安全流道直径计算6．安全阀额定排量计算本阀门阀体材质采用316L,阀盖采用304，快装卡箍采用304，因阀门设计手册上没有相应的材质，故采用相近的1Cr18Ni9Ti材质进行验算。
一．阀体厚度计算（表5-168，第1014页）阀体厚度S’B=(P*Dn)/(2.3*［σL］-P)+C;其中：P为公称压力,安全阀设计公称压力：0.7Mpa,故P=0.7计算通径Dn=72.9mm许用应力［σL］查表3-3（第597）,［σL］=92Mpa设计给定腐蚀余量C为0.5mm计算给果：S’B=0.846mm阀体最薄处设计厚度S B：1.65mmS’B< S B=1.65mm故阀体厚度设计合理。
二．阀盖厚度因本安全阀采用的是卡箍连接，其阀盖等同于快装盲板，依据DIN 32675-2009标准，对于快装接头使用工作压力之规定：Rohraußendurchmesser von 6,35 mm bis 42,4 mm: 2,5 MPa (25 bar);Rohraußendurchmesser von 48,3 mm bis 76,2 mm: 1,6 MPa (16 bar);Rohraußendurchmesser von 85,0 mm bis 219,1 mm: 1,0 MPa (10 bar).本安全阀连接采用85口径的快装卡盘（106），依据以上所引用标准要求，工作压力为1.0Mpa，故符合设计要求。
三．3．阀座密封面面上计算比压（表5-197,第1115页）介质压力为p时密封面上比压力：q1=D m(p S-p)/4b≥q MF因设计输入的整定压力p s=0.7Mpa,依据安全阀密封性能试验的相关规定《实用阀门设计手册》表10-40，安全阀的密封性能试验压力，为整定压力的90%，故：设备正常工作压力:p=0.63Mpa,关闭件密封面平均直径：DM=32.16mm(设计给定)关闭件密封面宽度：b=1.3mm (设计给定)M密封面必需压力: q MF=(0.4+0.6PN)/ 10/b(表3-13，662页)Mb=1.3mm(设计给定)MPN：取1.0Mpa计算结果：q=2.77MpaMF密封面比压力：q1= D m(p S-p)/4b =4.33 Mpa,验算结果：q1=4.33≥q MF =2.77, 故密封设计合格。
计算书-DN500
第 3 页
步骤
计算过程
结果
备注
参考资料： [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].世界钢号手册.林慧国、林钢、马跃华 主编.机械工业出版社 [4].中国机械工业标准汇编 中国标准出版社 [5].JB/T 93-2008 阀门零部件 扳手、手柄和手轮
第 4 页
W]
合格
B-B断面强度校 核 B-B断面弯曲应力 σWB=MB/WB MB=0.113PD23 WB=2JB/b MB=21928787.4N· mm WB=656589.5mm3 [σW]=102Mpa σWB＜[σ
W]
合格
第 2 页
步骤
四、阀杆强度 验算
蝶阀阀杆力矩
计算过程
结果
备注
此项见[1]P1182 表5-171， MD=MM+MC+MT+Mj+Md MM=4qMRbMfM(h2+R2)1/2 MC=FCfCdF/2 MT=FTdF/2 Mj=0 Md=2× 10-4gλαHD2/ζα-ζ0+2gH/V02 =344974N· mm MT=93888N· mm MM=19227951.57N· mm MD=1966 6813.57 N·mm
2.密封面计算比 压 q=FMZ/[sinα(DMW+DMN)πbM]
第 1 页
步骤
=30.8Mpa [q]=45Mpa qMF＜q＜[q]
计算过程
结果
备注
合格
三、蝶板的厚度 及强度验算 1.蝶板的厚度计 算 此项查[1]P1182表5-172蝶板的厚度计算式 b=0.054DH1/3 H=100(PN+Δp) Δp=400qV/At qV—设计选定 A—阀座通道截面积208849mm2 t—设计确定60s b=118.5mm 2.蝶板强度验算 此项查[1]P1183、1184表5-175、5-176 A-A断面强度校 核 A-A断面弯曲应力 σWA=MA/WA MA=PD23/12 WA=2JA/b MA=16171650N· mm WA=366584mm3 σWA=44.1Mpa [σW]=102Mpa σWA＜[σ
止回阀新版计算书
qMF=8.5 Mpa
得出:
FMJ=π*（82+3.5）2*2/4=11477 N FMF=π*（82+3.5）*3.5*8.5=7987 N FMZ=11477+7987=19463 N
2.密封面 计算比压q
q= FMZ/[π*(DMN+bM)*bM]
q=19463/(π*(82+3.5)*3.5)=20.7 Mpa
步骤
八、流量系数计 算
计算过程
测得qv=54.25m3/h,Δ P=0.00628bar 根据[3]6.2.1公式Kv=qv(ρ /Δ Pρ 0)1/2 得出 Kv=92.9 根据[4]P12公式（1） Cv=1.156Kv 得出Cv=107.39
结果
备注
参考资料： [1].实用阀门设计手册.陆培文 主编.机械工业出版社 [2].法兰、螺纹和焊接连接的阀门.美国机械工程师学会 [3].BS-EN-1267-1999 阀门水介质流阻测试 [4].API 6D管线和管道阀门规范 第24版 美国石油学会标准
结果
备注
σ WI=F*l1/W1 式中: l1=(D1-Dm)/2=13mm W1=π*Dm*h2/6=28050mm3 (Dm=134,h=20mm) 得出: σ
WI=161748*13/28050=74.9
MPa
σ
WI=74.9MPa
4.II-II断面弯曲 应力σWII σ WII=0.4*F*l2/WII 式中: l2=l1+(Dm-Dn)/4=13+32/4=21mm WII=(π/6)*[(Dm+Dn)/2]*[(Dm-Dn)/2]2 WII=(π/6)*[(134+102)/2]*[(134-102)/2]2 =15809mm3 得出: σ WII=0.4*161748*21/15809=85.9MPa σ σ
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。
2.0C全启式安全阀设计计算书(6.0)-推荐下载
2.0寸卫生级全启式安全计算书根据《实用阀门设计手册》（陆培文主编，机械工业出版社出版，2006年1月第1版）所列安全阀的通用计算项目如下（表5-39）及安全阀专用计算项目：通用及专用计算项目：1.阀体厚度计算2．阀盖厚度3．阀座密封面面上计算比压4．弹簧理论计算5．安全流道直径计算6．安全阀额定排量计算本阀门阀体材质采用316L,阀盖采用304，快装卡箍采用304，因阀门设计手册上没有相应的材质，故采用相近的1Cr18Ni9Ti材质进行验算。
一．阀体厚度计算（表5-168，第1014页）阀体厚度S’B=(P*Dn)/(2.3*［σL］-P)+C;其中：P为公称压力,安全阀设计公称压力：0.7Mpa,故P=0.7计算通径Dn=72.9mm许用应力［σL］查表3-3（第597）,［σL］=92Mpa设计给定腐蚀余量C为0.5mm计算给果：S’B=0.846mm阀体最薄处设计厚度S B：1.65mmS’B< S B=1.65mm故阀体厚度设计合理。
二．阀盖厚度因本安全阀采用的是卡箍连接，其阀盖等同于快装盲板，依据DIN 32675-2009标准，对于快装接头使用工作压力之规定：Rohraußendurchmesser von 6,35 mm bis 42,4 mm: 2,5 MPa (25 bar);Rohraußendurchmesser von 48,3 mm bis 76,2 mm: 1,6 MPa (16 bar);Rohraußendurchmesser von 85,0 mm bis 219,1 mm: 1,0 MPa (10 bar).本安全阀连接采用85口径的快装卡盘（106），依据以上所引用标准要求，工作压力为1.0Mpa，故符合设计要求。
三．3．阀座密封面面上计算比压（表5-197,第1115页）介质压力为p时密封面上比压力：q1=D m(p S-p)/4b≥q MF因设计输入的整定压力p s=0.7Mpa,依据安全阀密封性能试验的相关规定《实用阀门设计手册》表10-40，安全阀的密封性能试验压力，为整定压力的90%，故：设备正常工作压力:p=0.63Mpa,关闭件密封面平均直径：DM=32.16mm(设计给定)关闭件密封面宽度：=1.3mm (设计给定)bM密封面必需压力: q MF=(0.4+0.6PN)/ (表3-13，662页)b/10M=1.3mm(设计给定)bMPN：取1.0Mpa计算结果：=2.77MpaqMF密封面比压力：q1= D m(p S-p)/4b =4.33 Mpa,验算结果：q1=4.33≥q MF =2.77, 故密封设计合格。
阀门设计计算书
阀门设计计算书一、引言阀门作为流体控制的重要设备，其设计计算是确保其正常运行的关键。
本文将对阀门设计计算的相关内容进行详细介绍。
二、阀门选型计算1. 流量计算根据阀门所处的工况和要求，通过流量计算确定阀门的尺寸和额定流量。
流量计算可以通过根据流体的性质和系统需求，利用公式或者流量计算软件进行求解。
2. 压力损失计算阀门在实际工作中会产生一定的压力损失，因此需要进行压力损失计算。
根据阀门的类型、材料、流体性质、流速等参数，通过经验公式或者阀门厂家提供的数据，计算出阀门的压力损失。
3. 阀门尺寸计算阀门的尺寸设计是根据工作流量和压力损失来确定的。
根据流量和压力损失计算的结果，结合阀门的特性曲线，选择合适的阀门尺寸。
三、阀门材料计算1. 阀门材料选择根据阀门所处的工况和流体性质，选择合适的阀门材料。
常见的阀门材料有铸铁、碳钢、不锈钢等，根据阀门的工作温度和介质的特性，选择适合的材料。
2. 阀门密封材料选择阀门的密封性能对其正常运行起着至关重要的作用。
根据阀门的工作温度、压力和介质的特性，选择合适的阀门密封材料。
常见的阀门密封材料有橡胶、聚四氟乙烯等。
四、阀门强度计算1. 阀门承受的压力计算根据阀门的工作压力和尺寸，计算阀门承受的压力。
可以通过应力分析和弹性力学原理进行计算。
2. 阀门的开启和关闭力矩计算阀门的开启和关闭力矩对其操作起着重要作用。
通过阀门的结构设计和力学计算，计算出阀门的开启和关闭力矩。
五、阀门可靠性计算1. 阀门的寿命计算根据阀门的设计寿命要求和使用环境，通过可靠性计算，预测阀门的使用寿命，并进行合理的设计。
2. 阀门的安全系数计算阀门在使用过程中需要考虑一定的安全系数，以应对突发情况。
通过对阀门的设计参数和工作条件进行计算，确定阀门的安全系数。
六、阀门流体特性计算1. 阀门的流量特性计算阀门的流量特性对其控制性能起着决定性作用。
通过阀门的结构和流体力学计算，确定阀门的流量特性，包括开启度、流量系数等。
陆培文阀门设计手册第三版计算书
f h Di C0
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
法兰设计力矩 预紧状态下需要的法兰力矩 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 垫片压紧力作用中心圆直径 垫片有效密封宽度 垫片基本密封宽度 垫片比压 法兰螺栓孔中心圆直径 操作状态下需要的法兰力矩 由于内压施于法兰内经截面的轴向力所产生的力矩分量 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离 设计内压力 由于垫片压紧力而产生的力矩分量 预紧状态下需要的垫片最小压紧力 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离
由于内压施于法兰的总轴向力与施与法兰内经截面的轴向力之差而产生的力矩分量
FD SD p MG FG SG MT FT F FD ST
流体静压总轴向力与作用于法兰内经截面上的轴向力之差 流体静压总轴向力 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FT作用位置的径向距离 系数
tf
e F1 h0 T
p0
f q
17 18 19 20
阀座密封面对球体的法向压力 球体中心与阀座密封面中心夹角 密封圈环带面积 球体半径
N
φ
A MH
R
21
球体中心到阀座密封面内径距离
l1
22 23 24
球体中心到阀座密封面外径距离 密封面必须比压 密封面材料许用比压
FZJ
DJH DMN
p
FTH FMY
DMW
7
阀座密封圈对球体预紧力
8 9 10 11 12
阀座密封面外径 阀座预紧密封最小比压 阀座密封圈上的O形圈与阀体孔之间的摩擦力 O形圈与阀体内孔的接触宽度 O形圈个数
阀门设计计算书
QDJ
5
垫片平均直径
DDP
6
计算压力
P
7
垫片上密封力
QDF
8
垫片有 效宽度
BN
9
垫片宽度
bDP
10
垫片系数
mDP
11
垫片弹性力
QDT
12
系数
η
13 关闭时阀杆总轴向力
Q'FZ
14
必须预紧力
QYJ
15
密封面预紧比压
qYJ
16
垫片形状系数
KDP
17
螺栓拉应力
σL
18
螺栓总截面积
FL
19
螺栓数量
Z
20
单个螺栓截面积
N
7 高温时螺栓计算载荷
Q"LZ
序号S3-1
N
8
许用弯曲应力
〔σ W〕
查表4-3
Mpa
9
许用弯曲应力
〔σ 'W〕
〔σ S〕t'F/1.25
Mpa
10
屈服极限
〔σ S〕'tF 查表4-2(根据t'F)
Mpa
11
中法兰温度
t'F
序号S2-10
℃
12
许用弯曲应力
〔σ "W〕 〔σ S〕t"F/1.35
Mpa
许用扭应力
〔τ N〕
查表4-7
MPa
24
许用合成应力 〔σ ∑〕
查表4-7
MPa
结论：σ L＜〔σ L〕， τ N＜〔τ N）， σ Y ＜〔σ Y 〕， σ ∑＜〔σ ∑〕
合格
** ** #VALUE! 220.00 245.00 145.00 230.00
浮动球球阀密封面计算比压
陆培文 第III版 P1270页
F π N MF /4（DMW²-DMN²）（1+fM/tanα ）qMF
7 介质经球体压在阀座密封面上的力FMJ N 1/16π （2.5-PN200 数值 20 15.85 12.5 20.5 1.675 1.6 3154.61 9178.37 8.12 6.50 3273.90 119.29 209.01 9.28 43.91 17.50 符号 1 密封面上总作用力 FMZ 2 密封面上介质作用力 FMJ 3 4 5 6 7 8 密封面外径 密封面内径 设计压力 密封面上密封力 密封面上必须比压 密封面上计算比压 DMW DMN P qMF q 名称 公式或索引 FMZ=FMJ+FMF π /4(（DMW+DMN）/2)²P 设计给定 设计给定 设计给定 PTFE 取 1.6MPa FMZ/（π /4（DMW²-DMN²）） 单位 N N mm mm MPa MPa MPa 数值 3273.90 3154.61 15.85 12.50 20.00 119.29 1.60 43.91
浮动球球阀密封面上的总作用力及计算比压
摘自《实用阀门设计手册》 陆培文 第III版 P1270页 规格： 序号 1 设计压力P 2 阀座密封面外径DMW 3 阀座密封面内径DMN 4 球体直径SΦ 5 密封面宽度bM 6 阀座预紧的最小比压qMYmin 8 球体对阀座密封面的法向压力N 9 球体中心至密封面内径的距离L1 10 球体中心至密封面外径的距离L2 11 密封面上总作用力FMZ 12 阀座密封圈的预紧力FMY 13 密封面环带面积AMH 14 密封面必须比压qMF 15 密封面上的计算比压q 16 密封面材料许用比压[q] 名 称 单位 MPa 设计给定 mm 设计给定 mm 设计给定 mm 设计给定 mm 1/2(DMW-DMN) MPa 对于PTFE取1.6 N {π SΦ (DMW+DMN)[P(DMW+DMN)+6.4(DMW-DMN)]}/[8(L1+L2)] mm [(SΦ ²-DMN²)/4]1/2 mm [(SΦ ²-DMW²)/4]1/2 N FMY+FMJ N 1/4π （DMW²-DMN²）qMYmin mm² 2π SΦ （L1-L2） MPa 查表3-21 {qMF=(1.8+0.9PN/10)/[(bM/10)1/2 ]} MPa qMF≤N/AMH≤[q] MPa 查表3-22（对于PTFE,取17.5；NYLONG，取36） 公式或索引
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FD SD p MG FG SG MT FT F FD ST
流体静压总轴向力与作用于法兰内经截面上的轴向力之差 流体静压总轴向力 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FT作用位置的径向距离 系数
tf
e F1 h0 T
p
Mp W
WA A
D Di
d b'
tf
9 10 11 12 13 14 注
法兰颈部大端有效厚度 法兰颈部小端有效厚度 危险截面B-B的法兰抗弯截面系数 重心距离 按管件计算厚度 设计温度下法兰材料许用应力
1
0
WB B
e ts
L tf
根据设计手册第三版表 5 132
Ma t L f 为合 W
单向密封阀座固定球球阀
型 号 零件名称 材料牌号 计算内容 DN
序号 T1 1 2 3 4 5 6 7 注 T2 1 2 3 4 5 6 7 8 注 T3 1 2 3 4 5 6 计算壁厚 公称压力 确定中腔壁厚 中腔最大内经 系数 应力系数 附加余量 实际壁厚 名 称 符号
阀 壁
式中符号 （设计手册表5-74）第
30 31 32 33 34
法兰厚度 参数 整体法兰的任意法兰系数 参数
由K ( K
D ）值确定系数 Di
参数
35
d1
36 37 38 F3 1
系数 法兰外经 系数
U
D V1 （设计手册表5-122/5-124/5-125）5-125第三版A法轴向
法兰环的环向应力
T
Y D Di
2 3 4
由K ( K
（设计手册表5-78）第
[ ]
c tB
7 注
公称压力
PN
根据第四强度计算理论最小壁厚：tB 型 号 零件名称 材料牌号 计算内容 DN
中法兰
强度
序号 S3
名
称
符号 式中符号 （设计手册表5-107）第三版螺栓联接
1
连接螺栓的总截面积
2 3 4 5 6 7 注
系数 阀门公称压力 垫片或其他密封件的有效周边所限定的面积 螺栓总抗拉应力有效面积 螺栓在38度的许用应力 公称压力等级数值
由于内压施于法兰的总轴向力与施与法兰内经截面的轴向力之差而产生的力矩分量
M0 Ma La DG b b0
Db Mp MD FD SD p MG FG SG MT FT F FD ST tf Z
流体静压总轴向力与作用于法兰内经截面上的轴向力之差 流体静压总轴向力 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FT作用位置的径向距离 法兰厚度
D2
39 40 41
阀杆头部抬肩高度 材料许用扭转应力 材料许用扭切应力
H
[ N ]
[ ]
G15 1 2 3 4 5 6 7 挤压应力 阀体密封圈对球体的摩擦力矩 正方形边长，矩形时的边长 阀杆头部插入球体的深度 球体材料许用挤压应力 球体材料抗拉强度 安全系数
（设计手册表5-215）阀杆与球体连接
型
号
零件名称 材料牌号 计算内容 DN
序号 G14 1 2 固定球球阀总转矩 阀座密封圈与球体间的摩擦转矩 名 称 符号 式中符号
阀
强度
（设计手册表5-214）固定球球阀阀
M
Mm M mo
3
进口端阀座与球体间的摩擦力矩
4 5 6 7
球体的半径 设计压力 活动套筒外径 阀座密封面外径
R p
DJH
DMW
WⅠZ WⅠJ
b β a
NⅡ
WⅡ
Ⅲ
31-1
对于单键阀杆
WⅢ WⅢ WⅢ
d1
b t
31-2
对于双键阀杆
31-3 32 33 34 35 36 37 38
对于花键阀杆 Ⅲ-Ⅲ断面处阀杆直径或花键内径 键槽宽度或花键宽度 键槽深度或花键深度 花键外径 花键键数 Ⅳ-Ⅳ断面切应力 阀杆头部直径
D1
Z
K PN
Ag
Ab
Sa
CL
A
根据设计手册第三版计算理论 型 号 零件名称 材料牌号 计算内容 DN
g 6 K * PN * Ab 50.76
阀体连
强度验算
序号 F1 1
名
称
符号 式中符号 （设计手册表5-122/5-124/5-125）5-122第三版A法轴向
法兰颈部轴向应力
H
2 3 4 5
颈部应力校正系数 法兰颈部高度 法兰内经 阀体中腔颈部壁厚
8 9
阀座密封面内径 密封面对球体中心倾角
DMN
φ
T
10
密封面与球体间摩擦因数
11 12 12.1
出口端阀座与球体间的摩擦力矩 阀杆与填料间的摩擦力矩 V形及圆形填料的摩擦力矩
M m1
M TV
M TO
12.2 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
O形密封圈与阀杆间的摩擦力矩 阀杆与填料或O形圈接触直径 填料圈数 单圈填料高度 橡胶对金属的摩擦因数 O形密封圈横截面直径 阀杆抬肩与止推垫间摩擦力矩 抬肩外径或止推垫外径 阀杆轴承摩擦力矩 球体轴径或支承套外径 摩擦因数 Ⅰ-Ⅰ断面处扭应力
Lp
y
p K1 fs
t
Ab dk n
sG
/
表5-129操作状态下法兰载荷力臂（根据法兰形式 1 F5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 F6 操作状态下法兰力矩 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 法兰内经 设计压力 力臂 流体静压总轴向力与作用于法兰内经截面上的轴向力之差 流体静压总轴向力 垫片平均直径 力臂 预紧状态下需要的最小垫片预紧力 预紧垫片系数 常温下垫片材料的变形阻力 高颈法兰/整体法兰
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
f h Di C0
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
法兰设计力矩 预紧状态下需要的法兰力矩 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 垫片压紧力作用中心圆直径 垫片有效密封宽度 垫片基本密封宽度 垫片比压 法兰螺栓孔中心圆直径 操作状态下需要的法兰力矩 由于内压施于法兰内经截面的轴向力所产生的力矩分量 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离 设计内压力 由于垫片压紧力而产生的力矩分量 预紧状态下需要的垫片最小压紧力 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离
R
tf e F1 h0 Di
0
M0 Ma La DG b b0
Db Mp MD
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离 设计内压力 由于垫片压紧力而产生的力矩分量 预紧状态下需要的垫片最小压紧力 从螺栓中心圆到FG作用位置处的径向距离
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
（设计手册表5-77）第
根据GB/T12224计算理论：tB1≥tB
最小壁厚 计算压力 计算内经 许用拉应力 附加余量 实际厚度 t'B p d'
由于内压施于法兰的总轴向力与施与法兰内经截面的轴向力之差而产生的力矩分量
M0 Ma La DG b b0
Db Mp MD FD SD p MG FG SG MT FT F FD ST
流体静压总轴向力与作用于法兰内经截面上的轴向力之差 流体静压总轴向力 流体静压力作用在法兰内经截面上的轴向力 从螺栓中心圆到FT作用位置的径向距离 系数 法兰厚度 参数 整体法兰的任意法兰系数 参数
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
由K ( K
D ）值确定系数 Di
法兰环的径向应力
R
Ma L Am Ag La DG
（设计手册表5-126/5-130/5-131）5-126第三 预紧状态下法兰力矩 预紧状态下螺栓的设计载荷 需要的螺栓总截面积 预紧状态下需要的最小螺栓总截面积 预紧状态下需要的最小螺栓载荷 垫片平均直径
7 8 9 10
表5-130操作状态下法兰力矩 Mp FD Di p SD FT F DG ST FG
K0 KD 表5-131 法兰在预紧状态下必须满足
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 注 F7
在预紧状态下，法兰力矩在每一截面上引起的应力必须满足 预紧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 法兰颈部大端有效厚度 法兰颈部小端有效厚度 危险截面B-B的法兰抗弯截面系数 重心距离 按管件计算厚度 常温下法兰材料许用应力