球阀设计计算说明书
6″Q41F-150Lb球阀设计计算说明书
JS/6’Q41F-150Lb API 6D球阀
设
计
计
算
书
编制：
审批：
日期：
XXXXX有限公司
目录
阀体壁厚验算 (3)
密封面比压验算 (4)
阀杆总转矩及圆周力 (5)
阀杆强度验算 (7)
中法兰螺栓强度验算 (9)
中法兰螺栓面积验算 (10)
流量系数计算 (11)
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、ASME B16.10……………………………………………………阀门结构长度
5、机械工业出版社………………………………………《机械设计师手册》
6、机械工业出版社………………………………………《实用阀门设计手册》
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。
(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 ）。
世伟洛克 40G,40,60,83系列 和 AFS 球阀 说明书
适用于世伟洛克球阀的符合 ISO 5211 的执行机构 A-97A40G, 40, 60, 83 系列和 AFS 球阀■ 气动齿轮、齿条执行机构■ 执行机构符合行业接口标准：ISO 5211, NAMUR 和 VDI/VDE 3845■ 可提供工厂装配好的成品或供现场装配的成套件适用于世伟洛克球阀的符合 ISO 5211 的执行机构A-98 球阀A符合 ISO 5211 的世伟洛克齿条和齿轮气动执行机构适用于一般应用。
提供直通阀和角型阀用弹簧回程和双作用模式的产品。
世伟洛克可提供符合 ISO 5211、NAMUR 和 VDI/VDE 3845 接口标准的带全部执行机构的球阀组件、包括阀门、执行机构、传感器、支架成套件和电磁阀。
本产品目录所列阀门执行机构组件的设计条件是：■ 最高阀门压力■ 环境温度 (10 到 37°C [50 到100°F])■ 设计余量为计算操作扭矩的 20%。
欲获得关于阀门操作扭矩计算的更多信息、请参阅世伟洛克带执行机构的球阀选型指南、符合 ISO 5211 的执行机构安装支架成套件、P A-105。
执行机构工作额定值最大的执行机构压力是 116 psig (8 .0 bar)。
证书对于工厂装配的符合 ISO 5211 的世伟洛克执行机构、可在订单报价时要求提供 ATEX 认证。
现场装配不提供 ATEX 认证。
执行机构结构材料还可以提供更多材料。
请联系您的授权世伟洛克代表。
执行机构安装支架阀门阀门接地弹簧电磁阀安装支架位置指示器接头阀杆螺母锁定片固定螺钉接头面板螺母40G, 40, 83, H83 系列AFS 球阀60 系列 4 螺栓铸造不锈钢墙壁安装支架六角螺栓有头螺钉六角 螺母锁紧垫圈符合 ISO 5211 标准的气动执行机构适用于世伟洛克球阀的符合 ISO 5211 的执行机构 A-99A40G 和 40 系列阀门关于阀门特点、结构材料和技术数据、请参阅世伟洛克产品目录一体式仪表球阀—40G系列和 40 系列, P A-3。
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。
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。
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~NPS244、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………………………………………锅炉及压力容器标准材料标准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简 图零件名称 阀 座 材料牌号 PTFE 计算内容密封面比压验算根 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 密封面外径 D MW 设计给定 119 mm 2 密封面内径 D MN 设计给定 108 mm 3 密封面宽度 bm 设计给定 5.5 mm 4 计算压力 P PN 设计给定 2.0 MPa 5 密封面必须比压 q MF 查手册表3-134.85 MPa 6 密封面计算比压 q ()4()MW MN MW MN D D PD D +-10.318 MPa 7 密封面许用比压[q] 查手册表4-66〔阀门设计手册Pg428〕15 MPa结论： 〔q 〕≥q ≥q MF 合格-3--4-图零件名称 阀 杆材料牌号 ASTM A182 F6a计算内容 阀杆头部强度验算 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 阀杆头部扭转切应力τN M F /Ws 9.9914 MPa 2 球阀阀杆力矩M F 见前页 47790.38 N ·mm 3 Ⅰ—Ⅰ断面系数Ws β*a 34783.104 Mm 3 4 系数 β 由b/a 确定(查表5-164)0.346 5 头部断面长 c 设计选定 34 mm 6 头部断面厚度 a 设计选定 24 mm 7 材料许用扭切应力 〔τN 〕 0.6S M 110 MPa 8 额定工作压力下的设计应力强度S M 2 S Y /3183.33 MPa 9 最大操作力矩 M 取设计数值的2倍：2 M F 95580.76 N ·mm 10 最大扭转切应力 τN “ 2M F /Ws17.278 MPa 11 材料规定的最小屈服强度S Y ASME 第二卷 D 篇Pg43 275 MPa结论： 〔τN 〕”＞τN ” 合格6-7--8--9-东一阀门制造〔南通〕东一阀门制造〔南通〕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。
课程设计球阀说明书
过程装备与自动化综合设计说明书题目： 球阀的测绘与设计学 生： 郭耀宗学 号： 201101020210院 （系）： 轻工与能源学院专 业： 过程装备与控制工程指导教师： 侯顺利2014年12月26日陕西科技大学过程装备与自动化综合设计任务书轻工与能源学院过程装备与控制工程专业1102 班学生：郭耀宗题目：球阀的测绘及设计课程设计从2014 年9 月13 日起到2014 年12 月19 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（1）根据教科书上的图形，结合所收集的资料，独立完成球阀测绘及设计；在计算机上用AutoCAD绘制并打印设计的总装图及部分部件的装配图和零件图。
（2）弄清球阀测绘及设计的工作原理，懂得各零部件的作用以及各零部件间的装配联接关系。
（3）所绘图样要符合机械制图的标准，标准件要按标准画法、简化画法或比例画法绘制，并要标准化。
（4）在图样上要有正确的、较完整的尺寸标注与技术要求。
汉字设置为长仿宋体。
视图选择适当、布局合理，绘图比例适当。
（5）在装配图上要正确表达各零件的装配关系及配合性质，合理编写零部件的名称及图号，按国标填写标题栏及明细表。
（6）独立编制零件加工工艺及装配工艺，既合理又有独到之处。
（7）养成认真负责的工作态度、严谨细致的工作作风和规范的制图习惯，培养自主学习的能力，掌握相关分析问题和解决问题的基本方法。
（8）严格遵守设计纪律，爱护设备，按设计进度要求进行，在设计结束后，能回答与本设计有关的问题，严格作息时间和考勤制度，设计平时表现是成绩考核的重要内容。
2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：（1）独立完成球阀测绘及设计的总装图及部分部件的装配图和零件图。
（2）图纸要求用AutoCAD软件绘制，绘图总量为折合A2图纸1.0张以上。
同时上交电子版和打印纸质版一份。
（3）编制装配工艺卡及1个典型零件加工工艺卡。
（4）设计报告：约5000字。
世伟洛克FKB系列耳轴型中压球阀说明书
中压球阀FKB 系列世伟洛克 FKB 系列耳轴型球阀采用紧凑型设计，具有扭矩 低、四分之一圈操作的特点，能够在压力最高达 15,000 psig (1034 bar) 的应用场合提供可靠关断。
其它特点还有：■ 流量系数 (C v ) 为 0.44 到 11.3■ 可测的世伟洛克中压卡套管接头和内螺纹 NPT 端接 ■ 2 通（通-断）和 3 通（切换）流动方式■ 经检测的氮气阀座和经检测的外壳可确保产品完整性■ 位置可调的条形手柄和符合 ISO 5211 标准的气动执行机构■ 可选择手动阀面板和肩式安装。
压力—温度额定值欲了解关于带中压卡套管接头端接阀门压力额定值的更多信息，请参考世伟洛克产品目录中压可检测卡套管接头和转换接头，MS-02-335。
有关世伟洛克球阀的重要说明世伟洛克球阀设计用于全开或全闭位置。
在一段时间内未使用的阀门可能会有较高的初始启动力矩。
世伟洛克® 中压卡套管接头 端接：■ 减少阀门安装时间和费用■ 提供牢固的卡套管抓紧和 抗振动性能。
带有独特止动盘的位置可调 手柄：■ 提供元件布局灵活性，能够 减小系统占用的空间。
底部负载阀杆设计：■ 消除了阀杆冲出，提高了操作员安全性。
创新的阀杆密封设计 （正在申请专利）：■ 在整个工作温度范围内保持全压力额定值耳轴球阀采用创新的直接负载设计：■ 能够在很宽压力范围内（即使在系 统卸压和重新加压条件下）保持一 致的密封■ 确保改善的控制系统执行的可靠 操作。
2 FKB 系列中压球阀结构材料4171015161819202124262930235961113121481722252327282-Way3-WayFKB 系列中压球阀 3测试每一个世伟洛克中压球阀生产厂中都使用氮气在 1000 psig(68.9 bar) 压力下进行测试。
阀座的最大容许泄漏率为0.1 std cm 3/分钟。
壳体测试是使用检漏液进行的，达到未检测到泄漏的要求。
球阀说明书
球阀说明书1 基本要素分析1.1 球阀结构及参数球阀是由旋塞演变而来的，它的启闭件作为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90o实现开启和关闭的目的。
球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。
球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称通经范围内体积较小、重量轻、材料耗用少、安装尺寸小，并且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭。
球阀装配图如下图所示：图1 球阀装配图球阀零件明细表如下：表1 球阀零件明细表1.2 作业单位划分情况表2 作业单位建筑物汇总表1.3 工艺过程分析球阀生产工艺流程：(1) 零、组件制作与外购（续表为自制件工艺过程卡）(2) 组装所有零、组件在总装车间集中组装为成品。
(3) 上漆组装完成后，至油漆车间，每件成品需用油漆0.13kg(4) 产品储存所有上漆产品转运至成品库待出厂。
阀体产品名称件号材料单位重量/kg年计划产量总重量/kg阀体qf101 ZG25 5 60000 300000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率/﹪1 原材料库原材料出库1002 热处理车间铸造阀体毛坯903 机加工车间粗铣、粗车80 热处上填料产品名称件号材料单位重量/kg 年计划产量总重量/kg上填料qf11聚四氯乙烯0.12 60000 7200序号作业单位名称工序内容工序材料利用率1 原材料库原材料出库1002 化工车间热挤压成型982 物流分析2.1 产品工艺过程分析2.1.1 分析给定的工艺过程表由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说球阀的生产呈理想状态（零库存存），所以全年的物流量就没有必要给出。
工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表14所示：表14 各个零件原料重量与成品重量对比2.1.2 各个自制零部件工艺过程图2.1.3 产品总的工艺过程图2.2 物流强度分析2.2.1 作业单位之间的物流强度根据表15即可得到表16最后一列表15 物流强度等级分划表表16 作业单位之间的物流强度2.2.2 各单位之间物流强度统计图2.2.3 作业单位物流相关原始分析由上面的原始物流作定量的分析后，得到原始物流相关表。
球阀的设计与计算.pdf
一、球阀的设计 1.1 设计输入
即设计任务书。应明确阀门的具体参数（公称通径、公称压力、温度、介质、驱动方式等），使 用的条件和要求（如室内或室外安装、启闭频率等）及相关执行的标准（产品的设计与制造、结构 长度、连接型式、产品的检验与试验等） 1.2 确定阀门的主体材料和密封圈材料 1.3 确定阀门承压件的制造工艺方法 1.4 确定阀门的总体结构型式
2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2
35CrMoAlA、38CrMoAlA TDCoCr1-x
TDCr-Ni（含 Ni）
HB 80～95 HB 95～110
HB≥110 HB 120～170
HB 140～170
HB 200～300 HR 35～40
Hv 800～1000 HR 40～45 HB 280～320
式中：qMF：密封面上的必须比压（MPa） ① 可根据工作压力来计算，qMF =1.2P（适用于中低压通径不大场合） ② 由试验得出的经验公式计算：
qMF
=
m( a
+ cp ) b
式中：m:与流体性质有关的系数 对常温液体：m=1 对常温油品和空气、蒸汽以及高于 100℃的液体：m=1.4 对氢、氮及密封要求高的介质：m=1.8
1. 对阀门结构的确定: 一般如果压力不高,DN≤150 时,可优先采用浮动式结构,其优点是:结构简单 如果浮动球式结构满足不了需要时,应采用固定式结构或其它结构型式(如半球、撑开式…) 2. 对密封的材料的确定 由于球阀的使用受温度的影响很大,因此,密封的材料的选定很关键： ① 对使用温度≤300℃时,密封面材料可选择塑料类材料(如聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯、尼
SFB-1，SFB-2，SFB-3 SFBN-1，SFBN-2，SFBN-3
球阀毕业设计说明书
摘要 (I)ABSTRACT (I)1 绪论 (1)1.1球阀发展历史 (1)1。
2国内外研究现状 (1)1。
3本文研究的主要内容、方法和目标 (2)2 球阀的结构设计及校核 (2)2.1球阀的构成、作用原理、特点和结构分类 (2)2.1.1球阀的构成 (2)2.1.2球阀的作用原理 (3)2.1.3球阀的特点 (3)2。
1.4球阀的结构类型 (3)2。
2球体的直径确定 (3)2.3球体与阀座之间密封比压的确定........................... 错误!未定义书签。
2.3。
1必需比压的计算 (4)2。
3。
2需用比压选择 (4)2。
3.3设计比压的计算.................................... 错误!未定义书签。
2.4球阀密封力的计算 (5)2.5球阀的转矩计算 (6)2.6阀体设计 (6)2。
6。
1阀体结构形式、连接形式、结构长度和材料的确定 (6)2.6.2阀体壁厚的确定 (7)2。
6.3 阀体法兰设计 (7)2。
6。
4 阀体法兰校核 (8)2。
7阀杆的设计和校核 (10)2.7.1 阀杆材料选择 (10)2.7.2 阀杆填料的选择、填料摩擦力及摩擦转矩的计算 (10)2。
7.3 阀杆强度的计算 (11)2。
8阀杆连接件的强度计算 (12)2.9球体的设计和校核 (13)2。
10球阀的阀座设计 (13)2。
11省力机构的设计和校核 (14)2。
11。
1蜗轮蜗杆的设计 (14)2。
11。
2蜗轮蜗杆的强度校核 (15)3 ANSYS软件分析 (16)3.1ANSYS软件的应用和介绍 (16)3.2模型的导入和分析 (18)3。
2。
1 模型的简化、导入和分析准备 (18)3.2。
2 模型的材料定义 (18)3。
2.3 模型的加载和边界条件的确定 (19)3。
2。
4 模型的加载后分析结果 (19)3.2。
5 ANSYS结果分析 (20)结论 (20)参考文献 (20)致谢 (21)摘要本文根据已知的球阀设计经验对DN为250mm，设计压力为2Mpa的球阀进行设计，主要包括了材料选择、结构设计和强度校核等,在结构和材料方面在满足强度的前提下，尽量降低结构的复杂性,以更小的消耗、更简单的结构来实现成品的设计优化，同时对球阀的主要部件进行应力的软件分析.省力机构作为设计任务的一部分，我们需要根据球阀的特点来选择合适的机构。
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。
球阀课程设计说明书
目录1阀门定义 (1)2阀门的分类 (1)2.1按作用和用途 (1)2.2按公称压力 (1)2.3按工作温度 (2)2.4按驱动方式 (2)2.5按公称通径 (2)2.6按连接方法 (2)2.7按阀体材料 (2)3阀门作用 (3)3.1气动和液动阀门 (3)3.2手动阀门 (3)4球阀 (4)4.1球阀发展历史 (4)4.2国内外研究现状 (4)4.3球阀的构成、作用原理、特点和结构分类 (5)4.4球阀的分类 (6)5二片式高平台法兰球阀 (6)5.1二片式高平台法兰球阀的加工工艺过程 (6)5.2二片式高平台法兰球阀的特点。
(7)5.3二片式高平台法兰球阀加工工艺卡 (8)测绘体会 (9)参考文献........................................................................................................................1阀门定义阀门是在流体系统中，工良用来控制流体的方向、压力、流量的装置。
阀门是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。
阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。
用于流体控制的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格繁多，阀门的公称通径从极微小的仪表阀大至通径达10m的工业管路用阀。
阀门可用于控制水、蒸汽、油品、气体、泥浆、各种腐蚀性介质、液态金属和放射性流体等各种类型流体地流动，阀门的工作压力可从0.0013MPa到1000MPa 的超高压，工作温度从-270℃的超低温到1430℃的高温。
阀门的控制可采用多种传动方式，如手动、电动、液动、气动、涡轮、电磁动、电磁液动、电液动、气液动、正齿轮、伞齿轮驱动等；可以在压力、温度或其它形式传感信号的作用下，按预定的要求动作，或者不依赖传感信号而进行简单的开启或关闭，阀门依靠驱动或自动机构使启闭件作升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。
球阀阀体设计说明书
球阀阀体设计说明书一、零件铸造工艺要求和特点1.零件的生产条件、结构及技术要求•零件名称：球阀阀体•零件生产批量：成批生产•零件材质：ZG230--450•零件的外型示意图如图1所示，球阀的零件图如图2所示，球阀的外形轮廓尺寸为96mm80mm76mm，主要壁厚7mm，最小壁厚7mm，最大壁厚15mm，为一小型铸件；铸件除满足几何尺寸精度及材质方面的要求外，无其他特殊技术要求。
图1 球阀外形示意图图2 球阀零件图2.零件铸造的工艺性对于零件的铸造工艺性审查、分析如下：零件的轮廓尺寸为96mm80mm76mm。
砂型铸造条件下该轮廓尺寸的最小允许壁厚查《铸造工艺课程设计手册》表1-2得：最小允许壁厚为6mm。
而设计零件的最小壁厚为7mm。
符合要求。
从零件的整体结果及尺寸看，该零件的壁厚相差并不是很大，而且在壁厚不一致处的过度属于平缓过度，能够满足铸造生产的要求，因此，该零件的结构满足铸造工艺性要求。
二.零件铸造工艺方案1.造型、造芯方法的选择零件的轮廓尺寸为96mm80mm76mm，铸件尺寸较小，属于中小型零件且要成批生产。
采用湿型粘土砂造型灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现机械化和自动化，材料成本低，节省烘干设备、燃料、电力等，还可延长砂箱使用寿命。
因此，采用湿型粘土砂机器造型，模样采用金属模。
采用树脂砂手工制芯。
2.浇注位置和分型面的确定•（b）（c）图3 零件分型面位置图根据该零件的结构特点可以选择如图3所示的三种分型位置。
图3(a)(b)的铸件大部分置于下箱，有利于造型。
但是砂芯放置比较麻烦，而且铸件的重要部分没有置于下部，大平面朝上放置容易产生气孔、非金属夹杂等缺陷。
采用图3(c)所示分型位置，砂芯制作和放置都比较方便，有利于大批量生产。
同时有利于实现顺序凝固。
综合以上，采用图3(c)所示分型位置。
浇注位置在分型面上。
三．铸造工艺参数的确定1.铸件尺寸公差零件为砂型铸造机器造型大批量生产，由《铸造工艺课程设计手册》查表2-2得：铸件的尺寸公差为CT8～10级，取CT9级。
球阀设计说明书
摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差合与测量等多方面的知识。
阀体零件加工工艺及钻4×M12螺纹底孔钻床夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。
目录序言 (1)一.零件分析 (2)1.1零件作用 (2)1.2零件的工艺分析 (2)二.工艺规程设计 (2)2.1确定毛坯的制造形式 (2)2.2基面的选择传 (2)2.3制定工艺路线 (2)2. 4设备的选择 (4)2. 5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (8)2. 6确定切削用量及基本工时 (8)总结 (9)致谢 (10)参考文献 (11)序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。
机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。
我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。
从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
阀体零件加工工艺是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。
正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。
球阀计算公式自动计算
MZC=fZ*dqJ*QZJ
轴承的摩擦系数 对塑料制的滑动轴承 对滚动轴承
615.5028
fZ按f选取 fz= dZJ=轴承中径
0.002 45
dZJ QZJ QZJ MMJ MMJ
5.1阀杆强度计算 5.1.1浮动球阀杆 强度的计算
球体轴颈直径 对滚动轴承
设计给定
介质作用球体轴颈上的总作用力
QZJ=∏*DJH2*P/8
球阀计算公式
计算项目 说 明 球体通道直径分为不缩径和缩径二种： 不缩径：d等于相关标准规定的阀体通道直径 缩径：一般d=0.78相关标准规定的阀体通道直径，此时，其过渡段最好设计为 锥角过渡，以确保流阻不会增大。 球体半径一般按R=（0.75～0.95）d计算 1.1确定球体直径 对小口径R取相对大值，反之取较小值 为了保证球体表面能完全覆盖阀座密封面，选定球径后，须按下式校核 （mm），应满足D＞Dmin 式中：Dmin ：球体最小计算直径（mm），D2：阀座接触面外径(mm)，d：球径通道 孔直径（mm）D：球体实际直径（mm） Q341F-10C-DN100
1395.699073
MQZ2
8875.469247
MQZ2 MFT
（1）对聚四氟乙 烯成型填料
MQZ2=∏*P*f*R*(DJH2-0.5*DMN2-0.5*DMW2)*(1+COSφ )/8*cosφ
填料与阀杆的摩擦力矩
MFT=0.6*П *f*z*h*dF*P
f:阀杆与填料的摩擦系数 h:单圈填料与阀杆的接触高度 Z：填料圈数 f= 设计给定 设计给定 设计给定 设计给定 0.05 10 5 40 1.0
2.1 壁厚的确定
Dmin=
2 D2 d
2
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球阀设计计算说明书
（200Q347F-16C）
编制:
审核：
阀门有限公司
一、壳体壁厚SB验算………………………………………………………..…………1
二、密封面上总作用力及计算比压………………………………………………1
三、阀杆头部强度验算…………………………………………………………………2
四、中法兰螺栓强度较核……………………………………………………………5
参考文献…
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参考文献
[1]陆培文主编，阀门实用设计手册，第2版
北京：机械工业出版社2007.4
[2]杨源泉主编,阀门设计手册,第1版
北京：机械工业出版社1992.12
[3]杨源泉主编,阀门设计手册,第2版
北京：机械工业出版社1995.5
[4]徐灏主编,机械设计手册,第1卷
Hale Waihona Puke 北京：机械工业出版社1995.12
[5]虞莲莲、曾正明主编,实用钢铁材料手册
第1版,第2次印刷
北京：机械工业出版社2002.5
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