闸阀设计计算说明书

闸阀设计计算说明书(Z40H-64C-DN200)

编制:刘斌文

审核:王学敏

上海上冶阀门制造有限公司

目录

一、壳体最小壁厚验算 (1)

二、阀杆总轴向力计算 (1)

三、中法兰螺栓强度校核 (3)

四、中法兰厚度验算 (4)

五、阀盖强度校核 (4)

六、闸板厚度验算 (7)

参考文献 (8)

一、壳体最小壁厚验算 1、设计给定S B =19.2mm （参照GB/T12234-2007选取） 2、按第四强度理论计算 S B ’= +C 《实用阀门设计手册》表5-78 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= PN=6.4 MPa D N —阀体中腔最大内径(mm)

D N =240(设计给定) [бL ]t —425℃材料的许用拉应力（MPa ） 查《实用阀门设计手册》表3-3知 [бL ]t

= 51MPa 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=13.9

S B ’=13.9+3=16.9mm 显然S B > S B ’，故阀体最小壁厚满足要求 二、阀杆总轴向力计算 1、阀杆直径设计给定d F =38mm （参照GB/T12234-2007） 2、阀门关闭或开启时的总轴向力 Q ’FZ =Q ’+Qp+Q T Q ”FZ =Q ”+Qp+Q T 式中：Q ’FZ —阀门关闭时阀杆总轴向力(N) Q ”FZ —阀门开启时阀杆总轴向力(N) Q ’,Q ”—关闭和开启时阀杆密封力,即阀杆

与闸板间的轴向作用力(N)

设计说明与计算过程

结果

S B =19.2mm

S B ’=16.9mm

d F =38mm

6.4×240 2.3×51-6.4

1

根据楔式闸板半楔角Ψ=5º 密封面材料为D507M0

关闭时的摩擦系数f M ’=0.3 开启时的摩擦系数f M ”=0.4 及半自动密封,采用《阀门设计手册》表4-88简化公式

Q ’=0.77Q MF -0.48QM J -Q G Q ”=0.62Q MF -0.21Q MF +Q G

其中 Q G 为闸板组件的重量(N),Q G =98N

Q MF 为密封面上达到必需比压时的作用力(N) Q MF =л(d+bm)bmq MF

其中 d 为密封面内径(mm),d=188(设计给定)

bm 为密封面宽度(mm),bm=10(设计给定)

q MF 为密封面上必需的比压(MPa)

q MF =22MPa(查《阀门设计手册》表4-65) Q MF =л(188+10)×10×22=136778.4N Q MJ 作用在出口密封面上的介质静压力(N)

Q MJ =0.785(d+dm)2

P

=0.785(188+10)2

×6.4=196960.9N Q ’=0.77×136778.4-0.48×196960.9-98

=10680.1N

Q ”=0.62×136778.4-0.21×196960.9+98

=43538.4N

Qp 介质作用于阀杆上的轴向力(N) Qp= d F 2P = ×382×6.4=7254.7N

Q T 阀杆与填料间的摩擦力(N)

Q T =лd F h T U T P 其中 h T 填料层的总高度(mm),h T =80mm U T 阀杆与填料间的摩擦系数 U T =0.15

Q T =л×38×80×0.15×6.4=9163.8N

设计说明与计算过程

结果

Q ’=10680.1N

Q ”=43538.4N

Qp=7254.7N

Q T =9163.8N

2

Q ’FZ =10680.4+7254.7+9163.8=27098.9N

Q ”FZ =43538.4+7254.7+9163.8=59956.9N

三、中法兰螺栓强度校核 1、设计时给定： 螺栓数量n=12

螺栓名义直径d B =M27

2、 螺栓载荷W b （N ）计算

W b =F+Fp+Q FZ ’ 式中：F —流体静压总轴向力（N ）

F=PA

其中 A 通道处的截面积(mm 2) A=45216（设计给定）

F=6.4×45216=289382.4N Fp —操作状态下需要的最小垫片压紧力（N ） Fp=PA d m

其中 A d 垫片接触面积(mm 2)，

A d =12010.5(设计给定)

m 为垫片系数, m=3（查《阀门设计手册》表4-17） Fp=6.4×12010.5×3 =224013N

W b =289382.4+224013+27098.9

=540494.3N

3、螺栓拉应力校核

бb L = 式中：бb L —螺栓所受拉应力（MPa ）

A b —设计时给定的螺栓总截面积（mm 2） A b =π/4×12×272=6867.2mm 2

бb L = 540494.3/6867.2=78.7MPa

查《实用阀门设计手册》表3-9得425℃下螺栓许用

载荷[бL ]为92 MPa ，所以бb L 〈[бL ]

故螺栓强度符合要求

设计说明与计算过程

结果 Q ’FZ =27098.9N Q ”FZ =59956.9N

F=289382.4N

Fp=224013N

W b =540494.3N