球阀设计计算

手动球阀长度计算公式

手动球阀长度计算公式手动球阀是一种常用的流体控制阀门，它通过旋转球体来控制流体的通断和流量。

在实际工程中，为了确保阀门的正常运行，需要对手动球阀的长度进行计算。

本文将介绍手动球阀长度计算的公式和相关参数，希望能够对相关工程人员有所帮助。

手动球阀长度计算的公式如下：L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5。

其中，L为手动球阀的总长度，L1为法兰连接的长度，L2为球阀本体长度，L3为手柄长度，L4为传动装置长度，L5为连接管道的长度。

在实际应用中，需要根据具体的工程要求和参数来确定每个参数的数值。

下面将对每个参数进行详细介绍。

1. 法兰连接的长度（L1）。

法兰连接的长度取决于阀门的连接方式和法兰的尺寸。

通常情况下，法兰连接的长度可以通过相关的标准和规范来确定，如GB/T 9113.1-2000《法兰和法兰连接尺寸》中规定了不同类型的法兰连接的长度范围。

在实际计算中，需要根据具体的法兰类型和尺寸来确定L1的数值。

2. 球阀本体长度（L2）。

球阀本体长度是指阀门本身的长度，通常情况下，可以通过阀门的产品标准或者相关的设计图纸来确定。

在实际计算中，需要根据具体的球阀型号和尺寸来确定L2的数值。

3. 手柄长度（L3）。

手柄长度是指手动球阀上用于旋转的手柄的长度，通常情况下，手柄的长度可以通过相关的标准和规范来确定，如GB/T 12222-2005《阀门术语》中规定了手柄长度的范围。

在实际计算中，需要根据具体的手柄类型和尺寸来确定L3的数值。

4. 传动装置长度（L4）。

传动装置长度是指手动球阀上用于传动的装置的长度，通常情况下，传动装置的长度可以通过相关的设计图纸或者产品标准来确定。

在实际计算中，需要根据具体的传动装置类型和尺寸来确定L4的数值。

5. 连接管道的长度（L5）。

连接管道的长度取决于阀门的安装位置和管道的布置方式。

通常情况下，连接管道的长度可以通过相关的设计图纸或者现场测量来确定。

在实际计算中，需要根据具体的管道布置和尺寸来确定L5的数值。

阀座密封面工作比压
q
阀座密封圈对球体的法向压力
N
密封圈环带面积
AMH
球体半径
R
球体中心至密封面内径的距离
l1
球体中心至密封面外径的距离
l2
固定球球阀转矩的计算单向密封阀座
1
V形及圆环形填料
阀杆与填料间的摩擦力
FT
阀杆与填料间的摩擦系数
μt
填料圈数
z
单圈填料高度
h
阀杆与填料接触部分直径
dt
设计压力
设计给定设计给定设计给定设计给定
ψ cosψ
设计给定
单位
计算结果
N N mm mm
Mpa
mm N N
Mpa
N
度
.mm²
N.mm
42481.02 37926.88
225 214 10 222.7
4554.142
3879.142 1.3
675
14.79272 60077.23
45 0.707107 4061.27
p
2 V形及圆环形填料摩擦力矩
MT
O形密封圈的摩擦力
FT
阀杆与填料接触部分直径
dt
阀杆与填料间的摩擦系数
μ0
O形密封圈截面直径
d0
设计压力
p
2 O形密封圈的摩擦力矩
MT
3 阀杆台肩与止推垫间摩擦转矩
MU
DT dt μt
4 阀杆轴承摩擦转矩
MC
固定球阀杆与球体接触部分强度计算
固定球阀杆强度验算
1
公式或说明
计算项目
符号
固定球球阀阀座密封比压的计算
单向密封球阀密封比压的计算

球阀内部尺寸计算公式

球阀内部尺寸计算公式球阀是一种常用的流体控制阀门，广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。

在设计和选择球阀时，需要对其内部尺寸进行计算，以确保其能够满足流体控制的需要。

本文将介绍球阀内部尺寸的计算公式及其应用。

球阀内部尺寸包括阀体、阀芯、密封圈等部件的尺寸。

在计算球阀内部尺寸时，需要考虑以下几个方面：1. 阀门口径，阀门口径是指球阀的进出口尺寸，通常以英寸或毫米为单位。

口径的选择应根据流体的流量、压力和温度等参数来确定。

2. 阀座直径，阀座直径是指球阀阀座的直径尺寸，通常以毫米为单位。

阀座直径的选择应考虑流体的流速和阀座的密封性能。

3. 阀芯直径，阀芯直径是指球阀阀芯的直径尺寸，通常以毫米为单位。

阀芯直径的选择应考虑流体的流量和阀芯的耐压能力。

4. 密封圈尺寸，密封圈尺寸是指球阀密封圈的尺寸，通常以毫米为单位。

密封圈尺寸的选择应考虑流体的温度和压力以及密封圈的材质和硬度。

根据以上几个方面，可以得到球阀内部尺寸计算公式如下：阀座直径（D）= K1 × Q ÷ V。

阀芯直径（d）= K2 × Q ÷ V。

密封圈尺寸（S）= K3 × P ÷ T。

其中，D为阀座直径，d为阀芯直径，S为密封圈尺寸，Q为流体流量，V为流体流速，P为流体压力，T为流体温度，K1、K2、K3为经验系数。

通过以上公式，可以根据流体的流量、压力、温度等参数计算出球阀的阀座直径、阀芯直径和密封圈尺寸，从而选择合适的球阀尺寸。

在实际应用中，还需要考虑球阀的结构形式、材质选型、密封性能、耐压能力等因素。

因此，在计算球阀内部尺寸时，需要综合考虑以上各个方面的因素，并进行合理的选择和调整。

除了以上介绍的计算公式外，还可以根据球阀的具体结构形式和工作条件进行专门的计算和分析。

例如，对于三通球阀、四通球阀、高温球阀、高压球阀等特殊类型的球阀，需要根据其特殊的工作条件和要求进行定制化的尺寸计算。

(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 ）。

球阀当量长度

球阀当量长度球阀当量长度是指通过球阀时，流体对球阀的压力损失与同等长度的直管道中流体对管道的压力损失相等所需的管道长度。

它是衡量球阀性能好坏的重要指标之一。

一、球阀当量长度的计算方法1.1 球阀当量长度计算公式球阀当量长度可以用以下公式计算：Le = K * D其中，Le为球阀当量长度，K为局部阻力系数，D为管道直径。

1.2 局部阻力系数K局部阻力系数K是一个无量纲参数，它代表了流体通过某个局部装置时产生的压力损失与同等长度直管道中流体产生的压力损失之比。

不同形状和尺寸的局部装置都有不同的局部阻力系数K值。

常见局部装置的局部阻力系数K值如下：- 直通孔：0.5- 弯头：0.3~0.4- 管嘴：0.6~0.8- 球阀：30~150从上述数据可以看出，球阀在所有常见局部装置中具有最大的局部阻力系数K值，这也意味着在相同条件下，通过球阀时产生的压力损失最大。

1.3 球阀当量长度的影响因素球阀当量长度不仅与球阀本身的结构和尺寸有关，还受到管道直径、流速、介质密度、粘度等因素的影响。

1.4 球阀当量长度与流体状态球阀当量长度也与流体状态有关。

在液态介质中，球阀当量长度随着流速的增加而增加；在气态介质中，球阀当量长度随着流速的增加而减小。

二、如何降低球阀当量长度2.1 选择合适的球阀由于不同类型和尺寸的球阀局部阻力系数K值不同，因此选择合适的球阀可以降低球阀当量长度。

在选型时应根据实际情况综合考虑各种因素，如介质特性、工作条件等。

2.2 优化管道布局管道布局对球阀当量长度也有影响。

为了降低压力损失，应尽可能减少弯头、管嘴等局部装置的数量，并保证管道直径尽可能一致。

2.3 控制流速流速是影响球阀当量长度的重要因素之一。

在实际应用中，可以通过控制流量或调整管道直径来控制流速，以降低球阀当量长度。

2.4 优化介质性质介质的密度、粘度等性质也会影响球阀当量长度。

在实际应用中，可以通过选择合适的介质或调整介质温度等方式来优化介质性质，以降低球阀当量长度。

球阀计算公式自动生成(壁厚强度转矩等)

100
35
奥氏体不绣钢马氏体不绣钢
1Cr18Ni9Ti、 1Cr18Ni12Mo2Ti
HB 140～170
150
40
注：钢和铜合金的牌号对于铸态和堆焊均适用
2Cr13、3Cr13、 1Cr17Ni2
HB 200～300 HR 35～40
250
45
氮化钢
35CrMoAlA、38CrMoAlA
Hv 800～ 1000
密封面材料
材料硬度
密封面间无
密封面间有
滑动
滑动
黄铜
CuZn40Pb2， CuZn38Mn2Pb2，CuZn38
HB 80～95
80
20
CuZn16Si4
HB 95～110
100
25
青铜
CuAL10Fe3
HB≥110
80
25
CuAL10Fe3Mn2， CuAL9Fe4Ni4Mn2
HB 120～170
Z:O型圈个数
设计给定
f0：橡胶对阀杆的摩擦系数
f0=
0.3
d0：O型圈的横截面直径
设计给定 4
MMJ
阀杆台肩与止推垫间的摩擦力矩
MMJ
MMJ=∏*64*f*(DT+df)2*P
f:摩擦系数
DT:台肩外径或止推垫外径
按材料同前面规定选取选二者中小者（mm）
18011.04 ～0.4
72596.8
0.05 45
qMF
qMF=1.2P
qMF=
1.2
P
计算压力
1.0
qMF
qMF=m*((a+c*p)/ b )
1.183799126

阀门设计自动计算公式

阀杆台肩与止推垫间的摩擦力矩
MMJ
MMJ=∏*64*f*(DT+df)2*P
f:摩擦系数
DT:台肩外径或止推垫外径
按材料同前面规定选取选二者中小者（mm）
18011.04 ～0.472来自96.80.05 45
设计给定
4.1.2固定球阀总转矩计算
MF MQZ MQZ MQZ1 MQZ1
MQZ2 MQZ2
dF：阀杆直径
P：计算压力
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）对橡胶O型圈
M d FT=1/2*∏* F2*Z*(0.33+0.92*f0*d0*P)
Z:O型圈个数
设计给定
f0：橡胶对阀杆的摩擦系数
f0=
0.3
d0：O型圈的横截面直径
设计给定 4
MMJ
D=
160
2.1 壁厚的确定
壁厚计算公式：SB=S'B+C S'B:计算厚度，C：腐蚀余量
S’B S’B
P DN [σL] C SB
计算厚度计算压力
内径材料许用拉应力
腐烂余量实际厚度
S’B=1.5P*Dn/2[σL]-P
1.685393
1.0
设计给定
100
设计给定
45
设计手册表3-3
5
设计给定
6.685393
3.1 球体与阀座之间比压的计算
球体与阀座之间比压的计算
应该满足：qMF<q<[q]
qMF
qMF=1.2P
qMF=
1.2
P
计算压力
1.0
qMF

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。

球阀的设计与计算

球阀的设计与计算一、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、尼龙、对位聚苯)② 当使用温度超过300℃.或者介质代颗粒状时,密封面材料应选金属密封。

3．对球阀使用要求的确定主要确定,球阀是否具有防火.防静电要求 4．对阀体型式确定由于球阀公称通径适用的范围很广,其阀体型式也较为多样,一般分为以下三种： ① 整体式阀体一般用于DN ≤50的小通径阀门,此时,其材料多用棒材或厚壁管材直接加工击来,而对口径较大时,多采用二体式、三体式或全焊接结构② 二体式结构由左右不对称的二个阀体组成，多采用铸造工艺方法③ 三体式结构由主阀体和左右对称的二个阀体组成,可采用铸造或锻造工艺方法 5．阀门通道数量(直通、三通、四通…) 6．选择弹性元件的形式1.5 确定阀门的结构长度和连接尺寸 1.6 确定球体通道直径d球体通道直径应根据阀门在管道系统中的用途和性质决定，并要符合相关的设计标准或用户要求。

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。

球阀的设计与计算

球阀的设计与计算一、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、尼龙、对位聚苯)② 当使用温度超过300℃.或者介质代颗粒状时,密封面材料应选金属密封。

3．对球阀使用要求的确定主要确定,球阀是否具有防火.防静电要求 4．对阀体型式确定由于球阀公称通径适用的范围很广,其阀体型式也较为多样,一般分为以下三种： ① 整体式阀体一般用于DN ≤50的小通径阀门,此时,其材料多用棒材或厚壁管材直接加工而来,而对口径较大时,多采用二体式、三体式或全焊接结构② 二体式结构由左右不对称的二个阀体组成，多采用铸造工艺方法③ 三体式结构由主阀体和左右对称的二个阀体组成,可采用铸造或锻造工艺方法 5．阀门通道数量(直通、三通、四通…) 6．选择弹性元件的形式1.5 确定阀门的结构长度和连接尺寸 1.6 确定球体通道直径d球体通道直径应根据阀门在管道系统中的用途和性质决定，并要符合相关的设计标准或用户要求。

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。

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。

球阀计算公式

SFBN-3
5
4
20
15
40
30
4.1球阀的转矩计算
4.1.1浮动球阀总转矩计算
浮动球阀中所有载何由介质出口的阀座密封圈承受，总转矩为：
MF
MF=MQZ+MFT+MMJ
99046.80369
MQZ
球体在阀座中的摩擦力MN)2*P*R*f*(1+COSφ)/32*COSφ
dF：阀杆直径
P：计算压力
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）对橡胶O型圈
M d FT=1/2*∏* F2*Z*(0.33+0.92*f0*d0*P)
Z:O型圈个数
设计给定
f0：橡胶对阀杆的摩擦系数
f0=
0.3
d0：O型圈的横截面直径
设计给定 4
MMJ
D=
160
2.1 壁厚的确定
壁厚计算公式：SB=S'B+C S'B:计算厚度，C：腐蚀余量
S’B S’B
P DN [σL] C SB
计算厚度计算压力
内径材料许用拉应力
腐烂余量实际厚度
S’B=1.5P*Dn/2[σL]-P
1.685393
1.0
设计给定
100
设计给定
45
设计手册表3-3
5
设计给定
MMJ
阀杆台肩膀与止推垫间的摩擦力矩
（此项仅用上阀杆与球体分开时的结构，对整体MMJ=0）
MMJ
MMJ=∏/64*f*(DT+dF)3*P
188.4
7204.416 ～0.4
615.5028

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

球阀计算公式自动计算

1395.699073
取：qM=0.1*P
但不少于2MPa
2
其它同前一致
由介质工作压力产生的摩擦力矩
8875.469247
MQZ2=∏*P*f*R*(DJH2-0.5*DMN2-0.5*DMW2)*(1+COSφ)/8*cosφ
MFT
填料与阀杆的摩擦力矩
（1）对聚四氟乙烯成型填料
MFT=0.6*П*f*z*h*dF*P
26431.16369
f
球体与阀座的摩擦系数
对聚四氟乙烯 f=
0.05
对增强聚四氟乙烯 f=
0.08 ～0.15
对尼龙 f=
0.1 ～0.15
MFT
填料与阀杆的摩擦力矩
（1）对聚四氟乙烯成型填料
MFT=0.6*П*f*z*h*dF*P
18.84
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
q
球阀密封比压
设计给定 42
5.202013778
7 0.743144825
3.1.1浮动球阀
q
DMW DMN
P
q=(DMW+DMN)*P/(4*(DMW-DMN))
3.5625
阀座密封面外径 mm
设计给定
122
阀座密封面内径 mm
介质工作压力
Mpa
设计给定
密封固定球阀
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
Dmin=
D
2 2
d2
（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）

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