旋塞阀设计计算说明书

旋塞阀设计计算说明书(6”X343F-300Lb)

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二○○二年三月十五日

目录

一、壳体最小壁厚验算 (1)

二、中法兰螺栓强度校核 (1)

三、方杆校核…………………………………………………………………….. .. 3

参考文献…………………………………………………………………….. .. 4

1

一、壳体最小壁厚验算 1、设计给定S B =16mm （参照API600选取） 2、按第四强度理论验算 S B ’= +C(见设P359) 式中：S B ’—考虑腐蚀裕量后阀体壁厚(mm) P —设计压力（MPa ），取公称压力PN P=5.0 MPa D N —阀体中腔最大内径(mm)

D N =152(设计给定) [бL ]t —200℃阀体材料的许用拉应力（MPa ） 查表知 [бL ]t

= 80.36MPa C —考虑铸造偏差，工艺性和介质腐蚀等因素 而附加的裕量（mm ）

S B ’= +C

因S B ’-C=4.23,参照表4-14, C 取5mm

S B ’=4.23+5=9.23mm 显然S B > S B ’，故阀体最小壁厚满足要求 二、中法兰螺栓强度校核 1、 设计时给定： 螺栓数量n=4

螺栓名义直径d B =M16 2、栓载荷计算 （1）操作状态下螺栓载荷(N) Wp=F+Fp （见设P356） 式中 Wp —在操作状态下螺栓所受载荷（N ） 设计说明与计算过程 结果

S B =16mm

S B ’=9.23mm

5×152 2.3×80.36-5

2

F —流体静压总轴向力（N ）

F=0.785D G 2P 其中 D G 为垫片压紧力作用中心圆直径(mm) D G =116mm （设计给定） F=0.785×1162

×5=52814N Fp —操作状态下需要的最小垫片压紧力（N ） Fp=2πbD G mP

其中 b=bo （垫片基本密封宽度mm ） b=bo=8mm(设计给定) m 为垫片系数, m=0.5(查表) Fp=2×3.14×8×116×0.5×5 =14570N

Wp=14570+52814 =67384N （2）预紧状态下螺栓所受载荷Wa （N ） Wa=πbD G Y 式中：Y —垫片比压（MPa ） Y=1.4MPa(查表) Wa=π×8×116×1.4=4076.5N 3、螺栓截面积计算 （1）操作状态下需要的最小螺栓截面积(mm 2) Ap =Wp/[б]t

式中：[б]t —200℃下螺栓材料的许用应力（MPa ） [б]t =137.93（MPa ）(查表) Ap= =488.5 mm 2

（2）预紧状态下需要的最小螺栓截面积（mm 2） Aa=

设计说明与计算过程 结果

F=52814N

Fp=14570N

Wp=67384N

Wa=4076.5N

Ap=488.5 mm 2

3

式中：[б]—常温下螺栓材料的许用应力（MPa ） 查表[б] =[б]t =137.93MPa

Aa= =29.6mm 2

（3）设计时给定的螺栓总截面积 Ab= nd min 2 = ×4×（16-2.5）2=572.3mm 2

（4）比较： 需要的螺栓总截面积Am=max （Aa ，Ap ） =488.5 mm 2 显然 Ab>Am 故：螺栓强度校核合格 三、方杆校核 1、旋塞最大轴向力Q Q=2S （1+f m /tg ψ）Sin ψ 式中：Q —旋塞最大轴向力（N ）

S —阀体通孔面积（mm 2） S=8590mm 2

f m —摩擦系数 f m =0.6（查表） ψ—塞体半锥角

ψ=2.5º（设计给定） Q=2×8590×（1+0.6/tg 2.5º）Sin 2.5º

=17775(N) 2、旋塞最大力矩M M=M f +M d +M j

式中：M —旋塞最大力矩（N •mm ） M f —密封面摩擦力矩（N •mm ）

设计说明与计算过程

Aa=29.6mm 2

Ab=572.3mm 2

Am=488.5 mm 2

Q=17775(N)

结果

4