强度计算书

1.阀体强度校核

式中：[б]—材料的许用应力，Mpa ，[б]取 бS /n s 与бb /n b 两者较小的值；

q - 实际计算比压，MPa ；

公式：q= Q MZ /(π（d+ b m ）b m )；…………[1-P425]式中：d 阀座密封面内径（㎜），d=67；

结论：实际比压满足要求。

为保证密封面密封，又要保证材料不被挤坏，必须满足下式式中: q MF - 保证密封所需的密封比压，MPa ；查表4-65…………[1-P427]由计算结果知：27.4＜44.33＜80，即：q MF <q<[q]； Q MZ —出口端阀座密封面上的总作用力，N ；

公式：q MF <q<[q]；…………[1-P425]

b m —阀座密封面宽度 （㎜），b m =9；

公式： Q 2 [q]- 密封面材料的许用比压，MPa ；查表4-66…………[1-P428] 本设计计算书主要对平板阀及连接螺柱承载能力进行计算B B 按照厚壁容器计算公式公式：S B =（D N /2）×（K 0-1）+C ………[1-P359] C -附加裕量查；表4-14………[1-P358] D N –中腔最大孔径，mm ；公式：K 0 =

式中：S B –计算壁厚，mm ； K 0 –阀体外径和内径之比；

2.阀座面宽校核

根据设计输入要求的等级（60K ）及SY/T5127-2002 的规定取 б=414 Mpa ，б=586Mpa 。………[2-P21]

取n s =2.3 ，n b =4.25, P=21Mpa 。

实际采用壁厚：S 实=（204-109.5）/2=47.25；结论：S 实＞S B ，壁厚满足要求。

阀体由中腔、进口和出口管端三个部分组成,这三个部分比较,中腔尺寸大于进口和出口端进、出口端尺寸按API 标准设计,无需计算,因此,阀体壁厚的验算只对中腔部分进行。）

（3*P ][/][-σσ

3.阀杆强度校核

a）平行单闸板闸阀阀杆开启和关闭所受到轴向力的计算

公式：Q FZ′=Q MJ*f M′-Q G+Q P+Q T；…………[1-P444]

Q FZ″=Q MJ*f M″+Q G-Q P+Q T；…………[1-P444]

式中：Q FZ′--关闭时阀杆所受轴向力，N；

Q FZ″--开启时阀杆所受轴向力，N；

Q MJ--介质作用在阀座密封面的力，N；

Q P--介质作用在阀杆上的轴向力，N；

Q T--阀杆与填料之间的摩擦力，N；

Q G--阀板自身重力，N；（数值较小，根据经验可忽略不计）

Q FZ--关闭和开启时阀杆所受最大轴向力，N；（取Q FZ′和Q FZ″两者较大的值）

公式：Q MJ=π/4*D MP2*P，N；…………[1-P442]

式中：Q P=π/4*d F2*P，N；…………[1-P442]

Q T=π*d F*h T*U T*P，N；…………[1-P442]

d F--阀杆直径，mm；

D MP--密封面的平均直径，mm；

h T--填料层的总高度，mm；h T=19.3。

U T--阀杆与填料之间的摩擦系数；取U T=0.1。

Ｐ--设计压力，MPa；

f M′--关闭时阀板与阀座密封面之间的摩擦系数；查表4-87。…………[1-P444]

f M″--开启时阀板与阀座密封面之间的摩擦系数；查表4-87。…………[1-P444]

取 f=0.3，查表3-16…………[3-P742]

FZ FZ FZ FZ

b）阀杆关闭力矩计算

公式：M FZ′=M FL′+M FT+M TJ′；表4-91，…………[1-P447]

式中：M FZ′--关闭时阀杆所受总力矩，N.mm；

M FL′--关闭时阀杆螺纹摩擦力距，N.mm；

M FT--阀杆与填料之间摩擦力距，N.mm；

M TJ′--关闭时阀杆台肩与支座之间摩擦力距，N.mm；（由于采用轴承，按M g′计算）公式：M FL′=Q FZ′*R FM′；…………[1-P446]

M FT=1/2*Q T*d F*COSa L；…………[1-P446]

M g′=1/2*Q FZ′f g′*D gp；…………[1-P448]

式中：R FM′--关闭时阀杆螺纹的摩擦半径，mm；查表4-86，…………[1-P443]

a L--阀杆螺纹的升角；a L=arctg（S/π*d FP），…………[1-P447]

f g′—推力轴承的摩擦系数；取fg′=0.01。

d —阀杆螺纹平均直径，mm ；

D gp —推力轴承的平均直径，mm ； S—阀杆螺纹螺距，mm ；

C ）强度校核 （1）拉应力校核

公式：б=Q FZ /F≤[б]，Mpa；…………[1-P453]

式中：б—阀杆所受到的拉应力，Mpa; [τN ]—材料的许用扭转剪切应力，Mpa ；

W S —计算截面的扭转断面系数，mm 3；W S =0.2d 3。 F—阀杆最小截面积，mm ；

[б]—材料的许用拉应力或压应力，Mpa ； （2）扭转剪切应力校核

公式：τN =M/W S =M FL ′/W S ≤[τN ]，Mpa；…………[1-P453]式中：τN —阀杆所受到的扭转剪切应力，Mpa; M—计算截面处的力矩，N.mm ；

由计算结果知：б<[б]，τN N ]，б∑＜[б∑]；结论：阀杆强度满足要求。

[б]，[τ

]， [б]查表3-7…………[3-P690]（参照2Cr13）

（3）合成应力校核

公式：б∑= ≤[б∑]，Mpa；…………[1-P453]式中：б∑—阀杆所受的合成应力，Mpa ； [б∑]—材料许用合成应力，Mpa ； i—阀杆的惯性半径（mm ），对于圆形断面，i=d F /4；

U—与阀杆两端支承状况有关的长度系数，查表4-94，…………[1-P456] λ1—阀杆材料下临界柔度，查表4-95，…………[1-P456]

l =244.2+160.3-5+16+8.2-208.5=215.2（由零件装配图尺寸关系计算得到）

4.阀杆的稳定性验算

阀杆实际细长比的计算公式:λ=U*l F /i；…………[1-P455]

式中：λ—阀杆的柔度（细长比）；

l F —阀杆的计算长度（mm ）,阀杆凸肩至下端阀杆螺母间的长度；22*4N τσ+