三偏心蝶阀扭矩计算
阀门扭矩计算
（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
MQF=72235Nmm
（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=840Nmm
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
MPa
计算结果:MQF1=9043Nmm
MQF2=63192Nmm
三偏心蝶阀的设计
毕业论文论文名称三偏心蝶阀的设计与计算系别机械系专业机械制造与自动化班级 07机制四(2)班姓名余文龙学号 ************ 指导老师黄雪梅完成日期 2011年10月23日中文摘要随着工业技术的发展，普通软密封蝶阀已满足不了工业上的需求，金属硬密封蝶阀很快被开发出来，而三偏心结构蝶阀是蝶阀发展、演化过程中最髙级的一种，但是目前国内还没有对它作深入的研究，还没有形成一个比较完善的理论分析体系，致使三偏心蝶阀的发展及应用受到一定程度的限制。
本文主要分析了三偏心蝶阀的结构，给出了三偏心的定义，推导出了蝶板截面的几何方程及其性质，结果表明，沿蝶板厚度的平行截面轮廓线为标准的椭圆形，进而推导出了蝶板几个主要截面的几何参数（长轴、短轴）与三个偏心之间的函数关系；考虑到蝶板启闭过程中避免与阈体及阀座发生千涉，结合蝶板的启闭扭矩，确立了三偏心蝶阀回转中心的适宜区域。
对于三偏心蝶阀回转中心的选择是否合适，本文提出了一个检查密封副干涉的方法，设计了相关的程序并进行了验证，给出了程序运行的部分结果。
采用经验公式来计算三偏心蝶阀的动水力矩，误差比较大，本文根据三偏心蝶阀的结构特点，利用理想流体的定常、无旋流动的假定，用有限差分法在直角坐标系中求解拉普拉斯方程，得到蝶板截面上的压力分布，从而计算出蝶板在各个开度下的动水力矩，设计出了求解的程序，给出了程序运行的结果并进行了数据处理从而得到了动水力矩曲线，总结了它的变化规律。
本文还对三偏心蝶阀的密封力矩作了推导并进行了定性的分析，结果表明，对于同一口径的三偏心蝶阈，密封力矩与蝶板的厚度近似成反比；与径向偏心距近似成正比，变化也很明显；而轴向偏心距对密封力矩的影响不是很大；密封力矩随着蝶板所在的圆锥半锥角的增大而有所增加。
为此，本文还分别给出了相应的密封力矩曲线图。
基于上述的理论分析，由已知参数设计出了三偏心蝶阀的三维图形。
关键词：蝶阀三偏心干涉动水力矩密封力矩设计目录第一章………………………………………绪论1.1………………………………………….课题的提出1.1.1………………………………………….蝶阀的概况1.1.2………………………………………….蝶阀的流量特性1.1.3………………………………………….蝶阀的流阻系数第二章………………………………………….三偏心蝶阀的结构分析2.1………………………………………….三偏心蝶阀的结构特点2.2………………………………………….沿蝶板厚度的平行截面轮廓线方程及性质第三章………………………………………….三偏心蝶阀的设计计算3.1…………………………………………..金属密封蝶阀的密封副结构3.2………………………………………….蝶板的启闭过程3.3………………………………………….偏心角φ的选择原则3.4………………………………………….蝶板锥度2θ的选择原则3.5………………………………………三偏心蝶阀回转中心的示意区域第四章………………………………………….三偏心蝶阀密封副干涉计算4.1………………………………………….偏心蝶阀的蝶板运动分析第五章………………………………………….三偏心蝶阀的密封力矩的计算5.1…………………………………………..载荷5.2………………………………………….轴承处摩擦力矩5.3………………………………………….轴封力矩Mφ5.4………………………………………….静力分析5.5………………………………………….小结第六章………………………………………….三偏心蝶阀设计实例6.1………………………………………….基本参数6.2………………………………………….公称压力6.3………………………………………….三偏心蝶阀的结构长度确定6.4………………………………………….三偏心蝶阀的法兰尺寸及类型的选择6.5………………………………………….阀体壁厚的计算6.6………………………………………….蝶板大端椭圆的半长轴A0的确定6.7………………………………………….偏心角ρ的选择6.8………………………………………….三偏心蝶阀的轴向偏心和径向偏心的选择第一章绪论阀门是管路附件的一种。
三偏心蝶阀扭矩计算及气控回路设计分析
三偏心蝶阀扭矩计算及气控回路设计分析2、浙江诚工阀门科技有限公司浙江省温州市3250003、温州市良业阀门有限公司浙江省温州市3250004、浙江海睿阀门有限公司浙江省温州市325000摘要：文章以三偏心蝶阀扭矩计算进行研究，并对气控回路的设计进行研究，发挥三偏心蝶阀扭矩计算的作用，提高气控回路的服务的作用。
三偏心蝶阀是一种常见的工业阀门，其在工作时，要做好扭矩的计算和气控回路的设计，保障三偏心蝶阀保持稳定工作状态，降低干扰因素给三偏心蝶阀带来影响。
关键词：三偏心；蝶阀；扭矩计算；气控回路；设计分析三偏心蝶阀在应用时，具有较好的应用价值，但是在工作时，要做好三偏心蝶阀的扭矩计算和气控回路的设计，工作中，在扭矩计算时，应对具体的计算方法展开研究，后续的气控回路设计时，应注意气控元件的工作原理分析，然后做出设计的顺利设计。
基于此，文章以三叠偏心阀为研究对象，先对三偏心蝶阀的基本情况进行研究，再对三偏心蝶阀的扭矩计算和气控回路设计进行研究，提高三偏心蝶阀的服务作用，满足相关行业的健康发展。
1.三偏心蝶阀的概述结合三偏心蝶阀的基本情况，对其基本状况进行研究，内容如下：1.1概述三偏心蝶阀是一种工业阀门，主要是以工业用途为主，其在工作时，阀座的中心和蝶板密封面之间会形成一个角度α，在蝶阀的工作时，其的会先开启工作状态，并使得蝶阀的阀座能脱离密封面，因为α角的存在，其会给不同形态的蝶板带来影响。
蝶板在工作时，其密封面开启瞬间会立刻脱离阀座，完成对磨损问题的管控。
砸蝶阀关闭的时候，两个密封面之间会给扭矩造成影响。
其可以对弹性材料的老化、冷流和弹性失效等问题，提高密封面的服务作用。
在三偏心蝶阀工作时，其具有较好的优势，可以被广泛的应用到诸多领域当中，可以适应实际工作的需求。
让三偏心蝶阀能很好地为相关行业提供服务。
1.2主要技术特征展开对蝶阀的研究，分析其主要技术特征，并对其进行控制，使其满足作业需求。
工作中，其主要分析如下。
蝶阀及常用面积体积计算
H=计算升压在内的最大静水压头(mm)
ζ a=蝶板开度a角的流阻系数
ζ 0=蝶板全开的流阻系数
V0=全开时的介质的流速(mm/s)
H=100(p+△p)
D=蝶板直径 △P=400*Q/(A*T)
Q=流量(m3/h)
A=管子截面积(mm2)
t=关阀的时间(S)
Md=2*10-9*g*μ a*H*D3/ζa-ζ0+2gH/v2 g= μ a=蝶板开度a角时的动力力矩系数 H= D=蝶板直径
硬密封蝶阀扭矩计算表
蝶阀扭矩计算表D343H-25M=4*qM*R*bM*fM*{(h*h+R*R)开方}+πD*D*p*fc*dF/8公称通称密封比压蝶板半径密封宽度摩擦系数偏心距h蝶板半径R蝶板直径公称压力摩擦系数阀轴直径安全系数阀轴力矩序号DN qM R bM fM h(h*h+R*R)开方D p fC dF K N.m 1DN509.522.540.151225.545 2.50.1514 1.5262DN659.527.540.15133055 2.50.1516 1.5393DN809.53540.151437.770 2.50.1518 1.5654DN1009.54540.151647.890 2.50.1520 1.5109 5DN1259.55540.151757.5110 2.50.1522 1.5167 6DN15086560.152068130 2.50.1526 1.5288 7DN20089060.152394180 2.50.1530 1.5580 8DN250811560.1526118230 2.50.1535 1.5995 9DN300814060.1533144280 2.50.1540 1.51563 10DN350 6.516580.1539170330 2.50.1545 1.52395 11DN400 6.519080.1544195380 2.50.1550 1.53328 12DN450 6.521580.1547220430 2.50.1555 1.54459 13DN500 6.524080.1550245480 2.50.1560 1.55804 14DN600 6.529080.1556295580 2.50.1570 1.59203 15DN700 6.534080.1561345680 2.50.1580 1.513657 16DN800 6.539080.1567396780 2.50.1580 1.517974 17DN900 6.543580.1572441870 2.50.15100 1.525689 18DN10006485100.1580492970 2.50.15110 1.535736 19DN1200 5.5585120.159******** 2.50.15130 1.559861 20DN1400 5.5685120.151016921370 2.50.15140 1.586171 21DN1600 5.5785120.151167941570 2.50.15170 1.5129538 22DN1800 5.5880120.151268891760 2.50.15190 1.5176409 23DN2000 5.5980120.151419901960 2.50.15210 1.5235742 24DN2200 5.11080140.1515210912160 2.50.15230 1.5312634 25DN2400 5.11180140.1516211912360 2.50.15250 1.5397726 26DN260027DN280028DN300029DN320030DN3400蝶阀扭矩计算表D343H-150lbM=4*qM*R*bM*fM*{(h*h+R*R)开方}+πD*D*p*fc*dF/8公称通称密封比压蝶板半径密封宽度摩擦系数偏心距h蝶板半径R蝶板直径公称压力摩擦系数阀轴直径安全系数阀轴力矩序号DN qM R bM fM h(h*h+R*R)开方D p fC dF K N.m 1DN509.522.540.151225.54520.1514 1.5252DN659.527.540.1513305520.1516 1.5373DN809.53540.151437.77020.1518 1.5614DN1009.54540.151647.89020.1520 1.5102 5DN1259.55540.151757.511020.1522 1.5155 6DN15086560.152********.1526 1.5269 7DN20089060.152********.1530 1.5537 8DN250811560.152611823020.1535 1.5913 9DN300814060.153314428020.1540 1.51425 10DN350 6.516580.153917033020.1545 1.52178 11DN400 6.519080.154419538020.1550 1.53009 12DN450 6.521580.154722043020.1555 1.54010 13DN500 6.524080.155024548020.1560 1.55194 14DN600 6.529080.155629558020.1570 1.58163 15DN700 6.534080.156134568020.1580 1.512023 16DN800 6.539080.156739678020.1590 1.516899 17DN900 6.543580.157244187020.15100 1.522347 18DN10006485100.158049297020.15110 1.531166 19DN1200 5.5585120.1596592117020.15130 1.552003 20DN1400 5.5685120.15101692137020.15140 1.574568 21DN1600 5.5785120.15116794157020.15170 1.5111035 22DN1800 5.5880120.15126889176020.15190 1.5150421 23DN2000 5.5980120.15141990196020.15210 1.5200120 24DN2200 5.11080140.151521*********.15230 1.5265250 25DN2400 5.11180140.151621191236020.15250 1.5336242 26DN260027DN280028DN300029DN320030DN3400蝶阀扭矩计算表D343H-16M=4*qM*R*bM*fM*{(h*h+R*R)开方}+πD*D*p*fc*dF/8公称通称密封比压蝶板半径密封宽度摩擦系数偏心距h蝶板半径R蝶板直径公称压力摩擦系数阀轴直径安全系数阀轴力矩序号DN qM R bM fM h(h*h+R*R)开方D p fC dF K N.m 1DN50822.540.151225.545 1.60.1514 1.5212DN65827.540.15133055 1.60.1516 1.5313DN8083540.151437.770 1.60.1518 1.5504DN10084540.151647.890 1.60.1520 1.5855DN12585540.151757.5110 1.60.1522 1.5129 6DN150 6.56560.152068130 1.60.1526 1.5217 7DN200 6.59060.152394180 1.60.1530 1.5434 8DN250 6.511560.1526118230 1.60.1535 1.5738 9DN300 6.514060.1533144280 1.60.1540 1.51151 10DN350 5.516580.1539170330 1.60.1545 1.51803 11DN400 5.519080.1544195380 1.60.1550 1.52487 12DN450 5.521580.1547220430 1.60.1555 1.53310 13DN500 5.524080.1550245480 1.60.1560 1.54282 14DN600 5.529080.1556295580 1.60.1565 1.56477 15DN700 5.534080.1561345680 1.60.1580 1.59872 16DN800 5.539080.1567396780 1.60.1590 1.513853 17DN900 5.543580.1572441870 1.60.15100 1.518292 18DN10005485100.1580492970 1.60.15110 1.525362 19DN1200 4.7585120.159******** 1.60.15130 1.542725 20DN1400 4.7685120.151016921370 1.60.15140 1.561190 21DN1600 4.7785120.151167941570 1.60.15170 1.590848 22DN1800 4.7880120.151268891760 1.60.15190 1.5122872 23DN2000 4.7980120.151419901960 1.60.15210 1.5163239 24DN2200 4.31080140.1515210912160 1.60.15230 1.5215467 25DN2400 4.31180140.1516211912360 1.60.15250 1.5272890 26DN260027DN280028DN300029DN320030DN340031DN1500 4.7750120.151257601500 1.60.15150 1.261298蝶阀扭矩计算表D343H-10M=4*qM*R*bM*fM*{(h*h+R*R)开方}+πD*D*p*fc*dF/8公称通称密封比压蝶板半径密封宽度摩擦系数偏心距h蝶板半径R蝶板直径公称压力摩擦系数阀轴直径安全系数阀轴力矩序号DN qM R bM fM h(h*h+R*R)开方D p fC dF K N.m 1DN50722.540.151225.54510.1514 1.5172DN65727.540.1513305510.1516 1.5253DN8073540.151437.77010.1518 1.5414DN10074540.151647.89010.1520 1.5695DN12575540.151757.511010.1522 1.5103 6DN150 5.86560.152********.1526 1.5177 7DN200 5.89060.152********.1530 1.5351 8DN250 5.811560.152611823010.1536 1.5593 9DN300 5.814060.153314428010.1540 1.5908 10DN350516580.153917033010.1545 1.51443 1DN400519080.154419538010.1550 1.51971 12DN450521580.154722043010.1550 1.52519 13DN500524080.155024548010.1555 1.53236 14DN600529080.155629558010.1565 1.55011 15DN700534080.156134568010.1570 1.57081 16DN800539080.156739678010.1580 1.59858 17DN900543580.157244187010.15100 1.513590 18DN1000 4.5485100.158049297010.15100 1.517973 19DN1200 4.1585120.1596592117010.15120 1.529842 20DN1400 4.1685120.15101692137010.15140 1.544195 21DN1600 4.1785120.15116794157010.15160 1.562428 22DN1800 4.1880120.15126889176010.15180 1.583881 23DN2000 4.1980120.15141990196010.15200 1.5110813 24DN2200 3.81080140.151521*********.15220 1.5147063 25DN2400 3.81180140.151621191236010.15240 1.5185337 26DN260027DN280028DN300029DN320030DN340031DN1500 4.1735120.15112744147010.15160 1.140148。
蝶阀球阀力矩
式中：Q d -------动水作用力(N)g--------重力加速度9810mm/s 2 λa ------蝶板开度为α角时的动水力系数，查表得 H------计算升压在内的最大静水压头 ξa-----蝶板开度为α角时的流阻系数，查表得 ζ0-----蝶板全开时的流阻系数，查表得 V 0-------全开时介质的流速(mm/s)H 按下式计算：Q C =Q d =(2*10-8*g*λa *H*D 2)/(ξa-ζ0+2*g*H/V 02)M M ≈4q M *R*b M *f M *(h 2+R 2)0.5式中：h-------阀杆与蝶板中心的偏心距(mm)M C 按下式计算M C =1/2*Q C *f C *d F式中：Q C ------作用在阀杆轴承上的载荷(N) f C -------轴承的摩擦系数d F --------阀杆直径或轴承内径(mm)当蝶板处于密封状态时，Q 计算如 Q=3.14/4*D 2P 式中：D------蝶板直径(mm)当蝶板处于启闭过程中，Q 计算如(2)对偏置蝶板MM 按下式计 Mj---------静水力矩(N.mm),阀杆垂直安装时Mj=0 Md---------动水力矩(N.mm)计算蝶阀在关闭或开启过程中的阀杆力矩时，M M =0,M j =0,对于关闭过程中Md 为正值，开启过程为负值M m 分两种情况计算如下：(1)对中心对称蝶M M =4q M *b M *f M *R 2式中：q M --------密封比压(Mpa)，对橡胶密封圈q=(0.+0.6p)/(b m )0.5 b M ------密封面的接触宽度(mm) f M -------密封面的摩擦系数，对橡胶密封圈，f=0.8-1.0 R------蝶板的密封半径(mm) M T ------------密封填料的摩擦力矩(N.mm)二.蝶阀阀杆力矩M D =M M +M C +M T +M j +M d式中：M D --------蝶阀阀杆力矩(N.mm) M M-----------密封面间摩擦力矩(N.mm) M C --------阀杆轴承的摩擦力矩(N.mm)公称通径b m R f M q M M M h M M 偏心10030500.90.10955295773034492.41253062.50.90.1095546214.13051262.215030750.90.1095566548.33071674.71753087.50.90.1095590579.63095755.6200301000.90.1095511830830123517300301500.90.1095526619330271465350301750.90.1095536231930367604400302000.90.1095547323230478527500302500.90.1095573942630744730600303000.90.109551064773301070083700303500.90.109551449274301454588800304000.90.109551892929301898246900304500.90.1095523957383024010561000305000.90.1095529577023029630211200306000.90.1095542590913042644111500307500.90.10955665482930666015120003010000.90.109551.2E+07301.2E+07公称通径D Q Cf cd F M C 10010078500.15201177512512512265.60.152018398.415015017662.50.152533117.2M M ≈4q M *R*b M *f M *(h 2+R 2)0.5二.计算M CM C =1/2*Q C *f C *d F Q C =3.14/4*D 2P 2.对偏置蝶板式中：Q------流量(m 3/h) A------管子截面积(m 2) t-------关阀时间（s)M d 按下式计算：M d =(2*10-9*g*μa *H*D 3)/(ξa-ζ0+2*g*H/V 02)式中：μa------蝶板开度为α角时的动水力距系数，查表 Md 的最大值通常在α=600-800范围内一.计算M M1.对中心对称蝶板M M =4q M *b M *f M *R 2q M =(0.+0.6p)/(bm)0.5 p=1MPa △H=9.8*104*(p+△p)式中：△p------由于水锤作用在阀前产生的压力升值按下式计算：175********.60.152545076.2200200314000.152558875300300706500.152814836535035096162.50.15302163664004001256000.15302826005005001962500.15355151566006002826000.15408478007007003846500.154512981948008005024000.154516956009009006358500.15452145994100010007850000.155029437501200120011304000.155042390001500150017662500.155066234382000200031400000.1550 1.2E+07公称通径MMM M 偏心M C M D 中心对称M D 偏置N*M N.M 最终数据1002957734492.4117754135246267.446.2674362.46112546214.151262.218398.464612.569660.769.6606894.0419********.371674.733117.299665.5104792104.7919141.46917590579.695755.645076.2135656140832140.8318190.12320011830812351758875177183182392182.3923246.23300266193271465148365414558419830419.8298566.77350362319367604216366578684583969583.9694788.359400473232478527282600755832761127761.12651027.52500739426744730515156125458212598871259.8871700.8560010647731070083847800191257319178831917.8832589.14700144927414545881298194274746827527822752.7823716.26800189292918982461695600358852935938463593.8464851.69900239573824010562145994454173245470504547.056138.521000295770229630212943750590145259067715906.7717974.141200425909142644114239000849809185034118503.41111479.615006654829666015166234381.3E+07 1.3E+0713283.5917932.82000 1.2E+07 1.2E+07 1.2E+072.4E+07 2.4E+0723611.1331875计算后的M D 按一般原则再乘以系数1.25-1.35蝶板扭矩M D （注：M M ,M M 偏心是按p=1MPa 计算,可根据不同介质压力乘以相应p)例：p=2MPa ,则M M ,M M 偏心乘以2再各与M C 相加即为相应蝶板扭矩。
三偏心多层次蝶阀计算
三偏心多层次蝶阀计算DN100～3000锥面不锈钢多层次硬密封蝶阀设计给定的密封面轴向宽度bm (mm)PN DN100125150200250300350400 1334445561.6334445562445556672.5445556674556678910PN DN9001000120014001600180020002200 111121314151617181.612131415161718222141516182022242.51516202442224不锈钢密封面必需比压qMF (Mpa)PN DN10012515020025030035040018.228.227.127.127.12 6.36 6.36 5.811.69.319.318.068.068.067.217.21 6.5828.708.707.787.787.787.107.10 6.572.59.499.498.498.498.497.757.757.17410.6110.619.689.688.968.397.917.50PN DN90010001200140016001800200022001 4.29 4.11 3.95 3.80 3.67 3.56 3.45 3.351.6 4.66 4.47 4.31 4.16 4.03 3.91 3.80 3.442 4.65 4.49 4.35 4.10 3.89 3.71 3.552.5 4.90 4.74 4.243.874 5.06 4.84计算公式：QMF=[（35+PN*10)/(bm/10)1/2]/10 （Mpa) 式中：bm__密封面轴向宽度（蝶阀阀座最小流道直径dn (mm) （PN DN10012515020025030035040094119144190230280325375PN DN9001000120014001600180020002200870970116013601560176019602140阀座密封面平均直径dp (mm)PN DN100125150200250300350400 194.5119.5144.7190.7230.7280.9325.9376.11.694.5119.5144.7190.7230.7280.9325.9376.1294.7119.7144.9190.9230.9281.1326.1376.22.594.7119.7144.9190.9230.9281.1326.1376.2494.9119.9145.1191.1231.2281.4326.6376.8PN DN9001000120014001600180020002200 1871.9972.11162.31362.51562.61762.81963.02143.21.6872.1972.31162.51362.61562.81763.01963.22143.92872.5972.61162.81363.21563.51763.91964.22.5872.6972.81163.51364.24873.9974.2计算公式：dp=dn+bm*tg10° (mm) 式中：dn__阀座最小直径（mm) b作用在密封面上的介质静压力QMJ (N)PN DN100125150200250300350400 170181122116446285644180361964834091110711.6112291795426314457026688599142133454177714214089225093297257233837341240831669982223502.5176112813641215715421046671551042087472779384282824515066105114678167979248789335080445952PN DN9001000120014001600180020002200 1597123742210106101514579541917836244066130264283607 4951.69557831187967169813923333313069230390583948431 5657757912119569514860372123962291892838400024887183606047 12.51495223185821926581753654326423991292981780计算公式：Q MJ=π/4*d2*PN (N) 式中：d__密封面平均直径（mm)密封面上的介质密封力QMF (N)PN DN100125150200250300350400 13856487668178984108681479317163216961.64371552677261018112317167661945224589254536892932612287148621981922992286562.5594875191017413404162132162125082312614832910523139481837224016312463846146771PN DN9001000120014001600180020002200 16811479317987061200741425491660831906342141661.680645935801161071408781668721940402223362684272939771084441339001664922012922381702770162.51061401222051634132098894160905187359计算公式：QM F=π*d*bm*tg10°*(1+fm/tg10°)*qMF*1.4 (N) 式中： d__密封面平均直 bm__密封面轴向宽度（mm) fm__摩擦系数，不锈钢密封面取0.2。
三偏心金属硬密封蝶阀设计
API 609-2009 双法 ASME B16.34-2009 法兰、 按表3A或按表3A进行内 插值，其余按ASME 兰式、凸耳式和对夹 螺纹和焊接端连接的阀门 式蝶阀 B16.34-2009 的计算公式
5.3.3 密封副设计。 按经验数据库预选密封圈厚度、角度偏心、径向偏心、轴向偏心和阀杆直 径。并用计算书校核密封副的密封比压。在满足密封圈强度的前提下，
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二.产品图纸设计流程
标示控制
工艺文 件、作业 指导书、 作业流程
反馈改 进
过程控制 设计确认 设计验证 设计评审 设计输出 编制文件 设计输入 信息确认 采购验证 采购跟踪 供方评审 编制计划 信息确认 设备控制 环境控制 工艺控制 材料控制 编制计划 信息输入 装配 清洗 研磨 材料识别 编制计划 图样分析
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密封面厚度应取小值。较小的厚度可以减小密封面摩擦力矩。但必须满足同时密封 圈的强度校核。且最大直径处在启闭过程中应不会与流道产生动作干涉,此间隙在初 期一般控制在10~20mm(见图C)，由于蝶板此边缘的直径在设计完成后会大于此处 的密封圈直径，所以需要在蝶板设计完成后重新确认此间隙控制在8~15mm。此间 隙的设计同时也决定了蝶阀的最小通径。 这里特别要提醒反向压力密封工况下的密封副摩擦力自锁理论。密封副摩擦力自锁理 论指：将密封副斜锥角设计在摩擦锥范围内，依靠密封副之间的摩擦力实现自锁密 封。这么理解是有一定错误的，因为密封副斜锥角并不是摩擦角。
客户要求：产品数据表、产品样图（设计方案）、蜗轮方向示意图、QCP 质量计划相关要求。
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五.设计过程及设计要点（编制文件）
5.1 三偏心金属硬密封蝶阀定义
① 蝶板围绕阀杆旋转90°达到启闭和调节 的效果，在管道上起切断和节流作用；
偏心蝶阀阀杆设计计算书
3157777.778
由于水击作用在阀前产生的压力升值Δp/MPa 22.22222222
Hale Waihona Puke M T FT d F / 2
填料与阀杆的摩擦力F T/N
53550
1.19
FT d F bT p
Mj
3570
适用型号：
静水力矩M j/N·mm（当阀杆垂直安装时为0） 0 计算者：
动水力矩M d/N·mm
M d 2 1014 g HD2 / 0 2 gH / V02
9670.80538
日
期：
偏心式蝶阀阀杆力矩计算书
产品编号： 蝶阀阀杆力矩M D/N·mm 蝶板处于密封状态时 阀杆直径d F/mm（设计 选定） 30 蝶板密封半径R/mm （设计选定） 300 密封面的接触宽度 b M/mm（设计选定） 60
密封面间的摩擦因数 ƒM （对于橡胶密封圈为 0.8~1.0）
p取公称压力PN 10 蝶板直径D/mm（设计 选定） 600 填料宽度b T（设计给 定） 10 阀杆与蝶板中心的偏 心距h/mm（设计选 定） 11 管子截面积A/m 2 0.36 关阀时间t/s 10
M D M M M C M T M j M d 45284945.71
蝶板处于启闭过程时
M D M M M C M T M j M d 45242703.09
密封面间摩擦力矩M M/N·mm
M M 4qM RbM f M h2 R 2 45179334.9
密封面必需比压q M/Mpa （对中等硬度橡胶）
qM (0.4 0.6 p) / bM /10 2.612789059
三偏心蝶阀的动水力矩计算
三偏心蝶阀的动水力矩计算动水力矩是蝶阀设计中的一个重要参数，尤其是在研究管路中的水锤压力时，应准确地了解阀门的启闭速度和在各种开度下作用在转轴上的力矩。
当然，对于中线对称阀瓣的蝶阀，其力矩可按经验公式计算[1]：(1)式中，mβ为开度为β角时的动水力矩系数；ξβ为开度为β角时的阻力系数；ξ0为全开(β=0)时的阻力系数；v为流速，mm/s；D为公称通径，mm；H为计算升压在内的最大静水头，mm，且H=9.8×104(p+Δp)或(2)式中，b为阀瓣中心处厚度，mm；p为计算压力，MPa；Δp为阀前压力升值，MPa。
式(1)中的动水力矩系数mβ和阻力系数ξβ等均是根据具体的阀瓣结构和阀瓣开度等参数而确定的实验系数。
因此，对于目前结构形式多样的偏心蝶阀仍旧使用上述公式计算力矩，必然会带来较大的误差。
本文采用理想流体无旋流动的假定，简化问题，求解拉普拉斯方程，得出速度的分布，然后再由伯努利方程(Bernoulli)求出阀瓣上的压力分布，并进而求出作用在转轴上的力矩。
1 同心蝶阀的动水力矩同心蝶阀的动水力矩用经验公式求取，误差比较小.下面给出一个计算实例作一直观的了解。
已知b=8mm，D=8Omm，v=1m/s，则由式(2)可得：H=6.351m，各开度下的系数由文献[1]查表可以得到。
由式(1)计算出阀瓣在各个开度下的动水力矩，将获得的数据处理后得到动水力矩拟合曲线，见图1。
由图1可以看出：同心蝶阀的动水力矩的最大值发生在开度为60°~80°之间。
2 三偏心蝶阀的动水力矩2.1 三偏心蝶阀的结构三偏心是指蝶板的回转中心0相对于蝶板中心在轴向存在偏心距c和在径向存在偏心距e，另外，阀座所在的圆锥形的高线与阀体中心线有一个夹角φ构成了蝶阀的第三个偏心，即角偏心。
如图2所示的三偏心蝶阀的结构是广为采用的θ=φ的情况，T1T2为三偏心蝶阀蝶板的中性面。
2.2 三偏心蝶板的简化为了计算方便，在不影响计算结果的情况下，作如下简化：以中性面的长半轴为半径，厚度保持不变，得到新的圆柱体来代替原来的蝶板。
电动阀门扭矩计算
电动阀门扭矩计算概述：电动阀门是一种通过电动机驱动的阀门，广泛应用于工业控制系统中。
电动阀门扭矩计算是为了确定电动阀门所需的驱动扭矩，以保证阀门能够正常运行。
扭矩的定义和计算：扭矩是描述力矩大小的物理量，它是由力和力臂共同决定的。
在电动阀门中，扭矩是指电动机所需的力矩来打开或关闭阀门。
扭矩的计算公式为：扭矩 = 力× 力臂。
电动阀门扭矩计算的步骤：1. 确定阀门的负载特性：在计算电动阀门的扭矩之前，需要了解阀门的负载特性，包括阀门的开启和关闭过程中的阻力、惯性等。
这些参数将影响到电动阀门所需的扭矩大小。
2. 计算阀门所需的扭矩：根据阀门的负载特性和所需的操作参数，可以计算出电动阀门所需的扭矩大小。
通常，扭矩计算需要考虑阀门的启动扭矩、运行扭矩和停止扭矩。
3. 选择合适的电动机：根据计算得到的扭矩数值，选择合适的电动机来驱动电动阀门。
电动机应具备足够的扭矩来满足阀门的操作需求，并考虑到一定的安全系数。
4. 验证和调整：在实际应用中，需要进行扭矩计算的验证和调整。
可以通过实际测试来验证计算结果的准确性，并根据实际情况对扭矩数值进行调整。
影响电动阀门扭矩的因素：1. 阀门的尺寸和形状：阀门的尺寸和形状会直接影响到阀门的阻力大小，从而影响到电动阀门所需的扭矩。
一般来说，较大尺寸的阀门所需的扭矩较大。
2. 流体介质：不同的流体介质具有不同的黏度和密度，从而对阀门的开启和关闭产生不同的阻力。
流体介质的性质将直接影响到电动阀门所需的扭矩大小。
3. 温度和压力：高温和高压的工况下，阀门的材料会发生变形或膨胀，从而增加了阀门的阻力。
因此，温度和压力也是影响电动阀门扭矩的重要因素。
4. 阀门的启动方式：阀门的启动方式也会影响到电动阀门所需的扭矩大小。
例如，对于快速启动的阀门，需要更大的启动扭矩来克服阀门的惯性。
结论：电动阀门扭矩计算是确保电动阀门正常运行的重要步骤。
通过计算阀门所需的扭矩，并选择合适的电动机，可以保证阀门的可靠操作。
蝶阀驱动力矩的分析与计算
2020 尔第 3 期 N H—1—文章编号：1002-5855 (2020) 03-0001 -(>7蝶阀驱动力矩的分析与计算肖而宽，王晓峰，冯万平，杨铭(江南阀门有限公司，浙江温州325000)摘要介绍了蝶阀在管路系统及风洞试验中截断和调节流量等方面的应用，阐述了对蝶阀配 管系数和力矩计算的实用意义首先，利用连续性方程，推导出三偏心蝶阀开度与流量比的系数公 式，确定了配管系数C,,最大值；其次，利用椭圆微分方程和数值计算方法，推导出三偏心蝶阀密封 面摩擦力矩的计算公式，确定了结构系数，为蝶阀驱动力矩的计算过程和系数的推算及在蝶阀配管 系数和驱动力矩的选取等方面提供了理论依据和数据来源关键词三偏心蝶阀；配管系数；驱动力矩；结构系数；计算中图分类号:TH134 文献标志码：AThe Torque Calculation of Butterfly ValveXIAO Er-kuan,WANG Xiao-feng，FENG Wan-ping，YANG Ming(Jiangnan valve Co.LTD,Wenzhou 325000,China)Abstract：The butterfly valve plays a role in cutting and regulating the flow ratein the pipeline system, and is widely used in wind tunnel testing.I t is of great significance for the calculation of the butterlly valve piping coefficient and torque.In this paper,we first use the continuity equation to derive the coefficient formula of the opening and flow ratio of the three eccentric butterfly valve,and determine the maximum value of the pipe coefficient CP.Secondly,using the elliptic differential equation and the numerical calculation method，the friction torque of the sealing surface of the triple eccentric butterfly valve is derived.Calculate the formula and determine the structural coefficient.The calculation of the a-bove formula and coefficient provides a detailed theoretical basis and data source for the butterfly valve piping coefficient and driving torque selection.Key words：triple eccentric butterfly valve；pipingcoefficient；frictiontorque；structural coefficient.-说明一静水力矩，NmQm质M流 M：.kg/s一密封面摩擦力矩,NmP-介质密度，kg/m C P-一配管系数V介质流速lll/s CB一推力系数\—阀门流道截面积,m-CD动水力矩系数-阻力系数F t一摩擦力，NP—-公称压力，MPa F—一蝶板上介质作用力，NAP—一阀门压力损失，MPa D—蝶板直径，mmM—-蝶板转动力矩,Nm R—蝶板密封面半径，mmMD动水力矩,Nm蝶板半径，mmM c—一轴套摩擦力矩，Nm d—填料处轴径,mmA/,-一填料摩擦力矩,Nm b—-密封面宽度,mm作者简介：肖而宽（1934 -)，男，江西南昌人，教授级高工,享受国务院特殊津贴，仟江南阀门有限公司董事长助理，从事阀门设计研发及管理工作N门2020年第3期q —密封面比压，MPa /—密封面摩擦系数h -----•次偏心距,mm1概述蝶阀在管路系统中起着截断和调节流量等作 用，在风洞试验方面广泛应用，其中对蝶阀配管系数 和力矩的计算具有重要意义。