數(shù)控091畢業(yè)設(shè)計

1、金金 華華 職職 業(yè)業(yè) 技技 術(shù)術(shù) 學學 院院JINHUAJINHUA COLLEGECOLLEGE OFOF PROFESSIONPROFESSION ANDAND TECHNOLOGYTECHNOLOGY畢業(yè)綜合項目成果畢業(yè)綜合項目成果 （2012 屆）題 目 50J41H-25 手動截止閥設(shè)計 學 院 機電學院 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級 數(shù)控 091 學 號 200934020290138 姓 名 蔣希鵬 指導(dǎo)教師 王瑞敏 李銀海 2011 年 12 月 30 日金華職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)綜合項目成果金華職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)綜合項目成果 目目 錄錄摘要.1引言.11 截止閥的功能及特點.22 截止

2、閥的分類.32.1 按結(jié)構(gòu)形式分類.32.2 截止閥密封形式.43 工作原理.44 截止閥的設(shè)計原則.64.1 截止閥設(shè)計參照標準.64.2 截止閥的標示說明.64.3 主要性能規(guī)范.64.4 主要零部件材料和設(shè)計采用標準.74.5 主要零部件設(shè)計原則.74.5.1 閥體.74.5.2 閥瓣及閥瓣壓蓋.84.5.3 閥帽.95 截止閥 50J41H-25 的各零部件作用及主要計算.105.1 閥體.105.2 閥瓣.115.3 閥桿.125.4 中法蘭.155.5 中法蘭連接螺栓計算.175.6 閥帽.206 AUTO CAD 閥體的三維造型 .216.1 AUTOCAD 在機械繪圖中的作用

3、.216.2 圖層的設(shè)計.216.3 繪制標準圖框.226.3.1 圖紙幅面及格式（GB/T 14689-1993）.226.3.2 圖框格式.226.3.3 標題欄.236.4 閥體零件圖的繪制.247 結(jié)論.28謝辭.28參考文獻.29附見 1 50J41H-25 手動截止閥裝配圖及零件圖.30- 1 -50J41H-2550J41H-25 手動截止閥設(shè)計手動截止閥設(shè)計機電工程學院機電工程學院 數(shù)控技術(shù)專業(yè)數(shù)控技術(shù)專業(yè) 蔣希鵬蔣希鵬摘要：摘要：截止閥的工作是依靠閥杠壓力，使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合，阻止介質(zhì)流通。使閥瓣沿閥座的中心線作直線運動，完成截止閥的全開或者全關(guān)。本次課題通過對

4、 50J41H-25 國標鋼制截止閥的設(shè)計，解決壁厚計算與校核、密封比壓計算，閥桿強度校核，螺栓強度校核，閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性以及對閥門標準的了解，并掌握各零件的加工工藝及用途。由于球閥的很多數(shù)據(jù)都有標準，所以本次的設(shè)計主要計算壁厚，計算閥瓣、閥桿各尺寸，其它的數(shù)據(jù)是通過查國家標準，機械行業(yè)標準，地方標準等，然后通過驗算校核，結(jié)合球閥的使用工況，給出數(shù)據(jù)，畫出總裝圖，零件圖等。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: :閥瓣 閥座密封面 閥體；引言引言閥門是國民經(jīng)濟建設(shè)中使用極廣泛的一種機械產(chǎn)品。隨著我國改革開放、建立社會主義市場經(jīng)濟和開展對外貿(mào)易的需要，在石油、天然氣、煤炭、冶金和礦石的開采、提煉加工和管道輸送系統(tǒng)中

5、；在石油化工、化工產(chǎn)品，醫(yī)藥和食品生產(chǎn)中；在水電、火電和核電的電力生產(chǎn)系統(tǒng)中；在城建的給排水、供熱和供氣系統(tǒng)中；在冶金生產(chǎn)系統(tǒng)中；在船舶、車輛、飛機、航天以及各種運動機械的使用流體系統(tǒng)中；在國防生產(chǎn)以及新技術(shù)領(lǐng)域里；在農(nóng)業(yè)排灌系統(tǒng)中都需要大量的閥門新品種。閥門分自動閥門和驅(qū)動閥門。自動閥門（如安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥、止回閥）是靠裝置或管道本身的介質(zhì)壓力的變化到達啟閉目的的。驅(qū)動閥門（閘閥、截止閥、球閥、蝶閥等）是靠驅(qū)動裝置（手動裝置、電動裝置、液動裝置、氣動裝置等）驅(qū)動控制裝置或管道中介的壓力、流量和方向。由于介質(zhì)的壓力、溫度、流量和物理化學性質(zhì)的不同，對裝置和管道系統(tǒng)的控制要求和使用要求

6、也不同，所以閥門的種類中規(guī)格非常多。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的閥門產(chǎn)品品種已達四千多個型號，近四萬個規(guī)格。隨著新的工藝流程和控制要求的出現(xiàn)、隨著閥門現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用、隨著技術(shù)參數(shù)和技術(shù)性能的不同發(fā)展、隨著生產(chǎn)過程自動化要求的需要，將會對閥門提出新的要求。本論文將主要研究分析驅(qū)動閥門的柱塞式截止閥（手動裝置）的結(jié)構(gòu)和工作原理，主要計算壁厚，計算閥瓣、閥桿各尺寸，其它的數(shù)據(jù)是通過查國家標準，機械行業(yè)標- 2 -準，地方標準等，然后通過驗算校核，結(jié)合截止閥的使用情況，給出數(shù)據(jù)，畫出總裝圖，零件圖等。1 1 截止閥的功能及特點截止閥的功能及特點截止閥是指關(guān)閉（閥瓣）件沿閥座中心線移動的閥門，它在管道上主要起切

7、斷作用，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造和維修方便，工作行程小，啟閉時間短，密封面間摩擦小，壽命長。其缺點是流阻系數(shù)大。截止閥主要有閥體、閥帽、支架、閥桿、閥桿螺母、閥瓣、填料函、密封填料、填料壓蓋及傳動裝置等零件組成。截止閥主要用于截斷或接通管路中的介質(zhì)，亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，截止閥的工作是依靠閥杠壓力，使閥瓣密封面與 閥座密封面緊密貼合，阻止介質(zhì)流通。 使閥瓣沿閥座的中心線作直線運動，完成截止閥的全開或者全關(guān)。由于該類閥門的閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ埽钟捎陂y座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關(guān)系，非常適合于對流量的調(diào)節(jié)。但是截止閥只許介質(zhì)單向流動，安裝時有方向性。截止

8、閥的結(jié)構(gòu) 長度大于閘閥，同時流體阻力大，長期運行時，密封可靠性不強。截止閥開啟時，閥瓣的開啟高度，為公稱直徑的25%30%時，流量已達到最大，表示閥門已達全開位置。所以截止閥的全開位置，應(yīng)由閥瓣的行程來決定。截止閥是依靠閥瓣沿閥座的中心線作直線運動，實現(xiàn)開啟和關(guān)閉。截止閥最明顯的優(yōu)點是：（1） 在開啟和關(guān)閉過程中，由于閥瓣于閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。（2） 開啟高度一般僅為通道通道的 1/4，因此比閘閥小的多。（3） 通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因此制造工藝性較好，便于維修。但是，截止閥的缺點也是不容忽視的。其缺點主要是：（1）流阻系數(shù)比較大，因此造成壓力損失，特別是在液壓

9、裝置中，這種壓力損失特別明顯。（2）不適用于帶顆粒、粘度較大、易結(jié)焦的介質(zhì)。（3）調(diào)節(jié)性能較差。- 3 - 2 2 截止閥的分類截止閥的分類 2.12.1 按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式分類(1) 上螺紋閥桿截止閥這種截止閥的應(yīng)用比較普遍。它的閥桿螺紋在殼體的外面，不與工作介質(zhì)直接接觸這種可以使閥桿螺紋不受介質(zhì)的侵蝕，同時也便于輪滑，操作省力，(2) 下螺紋閥桿截止閥 這種截止閥的閥桿螺紋在閥體內(nèi)部，與介質(zhì)直接接觸，不僅無法輪滑，而且易受介質(zhì)侵蝕，多用在公稱通徑比較小和介質(zhì)工作溫度不高的地方。(3）直通式截止閥介質(zhì)的進出口通道在同一個方向上，呈 180。這種形式的截止閥，使流動狀態(tài)的破壞程度相對較小

10、，因此通過閥門的壓力損失也相應(yīng)減少。（4）角式截止閥截止閥的進出口通道不在同一方向上成 90，這種形式的截止閥，使通過閥門的介質(zhì)改變流動方向，因此會產(chǎn)生一些壓力降。角式截止閥的最大優(yōu)點是可以把閥門裝在管路系統(tǒng)的拐角處，這樣既節(jié)約了 90的彎頭，又便于操作。這類閥門在化肥廠的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)中和制冷系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。（5）三通截止閥具有三個通道的截止閥。通常用于改變介質(zhì)流動方向和分配介質(zhì)。（6）直流式截止閥閥桿和通道成一定角度的截止閥，其閥座密封面與進出口通道有一定角度，閥體可制成整體式，也可制成分體式，閥體分體式的截止閥用兩閥體把閥座夾在中間，既便于制造又便于維修。這類截止閥使流體幾乎不改變流動方

11、向，是截止閥中流阻最小的，其按裝方式和直通式接近，但應(yīng)特別注意在按裝后便于操作。（7）柱塞式截止閥柱塞式截止閥是常規(guī)截止閥的變形。在柱塞閥中，其閥瓣和閥座式按柱塞閥的原理設(shè)計的。把閥瓣設(shè)計成柱塞，閥座設(shè)計成套環(huán)，靠套環(huán)和柱塞的配合實現(xiàn)密封。這種閥門的制造工藝簡單，套環(huán)可以用柔性石墨或聚四氟乙烯制成，密封性能好，高低溫介質(zhì)均可使用。該閥主要作開啟或關(guān)閉作用。但是，設(shè)計成特殊形的柱塞和套環(huán)也可以用于流量調(diào)節(jié)。這種閥的缺點是啟、閉速度慢。（8）針形截止閥- 4 -針形截止閥式作為精確的流量控制用的，通常僅限用于小口徑，一般閥座孔的直徑比公稱通徑小。（9）內(nèi)壓自封式閥帽截止閥主要適用于高溫高壓的管路系

12、統(tǒng)中，閥體內(nèi)腔中壓力越高閥帽密封性越好。（10）螺紋焊接式閥帽截止閥。這種截止閥的閥體與閥帽為螺紋連接，然后再用焊接密封。保證閥體與閥帽的連接處絕無外漏。這種結(jié)構(gòu)多適用于 API602，CL800，CL1500，公稱直徑 15500 的鍛鋼閥門，主要應(yīng)用于石化和電力行業(yè)。2.22.2 截止閥密封形式截止閥密封形式 （1） 平面密封 閥體密封與閥瓣密封面均由平面構(gòu)成。這種密封便于機械加工，制造工藝簡單。（2） 錐面密封 閥體密封面與閥瓣密封面均制成圓錐面。這種密封副密封省力，亦可靠，介質(zhì)中的雜物不易落在密封面上。（3） 球面密封 閥體密封面制成很小的圓錐面，而閥瓣是可以靈活運轉(zhuǎn)的、硬度較高的球體

13、。這種密封副適用于高溫、高壓場合。密封省力，且密封可靠、壽命長。這種密封形式只適用與較小口徑的閥門。3 3 工作原理工作原理 截止閥的種類很多圖 3-1 是本次設(shè)計的截止閥 50J41H-25，圖 3-1 反映截止閥的結(jié)構(gòu)及工作原理。如圖 3-1 所示但零件 8 手輪逆時針旋轉(zhuǎn)時，由于 13 閥桿螺母帶動 16閥桿轉(zhuǎn)動并升起，閥桿因而帶動 3 閥瓣向上升起，直到全部開啟，則閥體通道兩端介質(zhì)流通；當手輪順時針旋轉(zhuǎn)時，閥桿下降，閥桿帶動閥瓣下降，直到關(guān)閉，則閥體通道介質(zhì)阻止流通。- 5 -1、閥體 2 硬質(zhì)合金 3、閥瓣 4、閥瓣蓋5、閥桿 6、墊圈 7、閥帽 8、六角螺母9、螺桿 10、填料 1

14、1、填料壓蓋 12、閥桿螺母13、墊片 14、 六角螺母 15、手輪 16、緊定螺釘17、六角螺母 18、活節(jié)螺栓 19、開口銷 20、銷軸圖 3-1 50J41H-25 截止閥結(jié)構(gòu)裝配示意圖 - 6 -4 截止閥的設(shè)計原則截止閥的設(shè)計原則4.14.1 截止閥設(shè)計參照標準截止閥設(shè)計參照標準（1）閥體設(shè)計與制造按照 GB/T 12225 的規(guī)定。（2）法蘭連接閥門的結(jié)構(gòu)長度應(yīng)符合 GB/ 122212005 長型的規(guī)定。（3）端法蘭尺寸按 GB/9113.12004 的規(guī)定。（4）法蘭密封面的粗糙度按 GB/9113.12004 的規(guī)定。（5）閥門零件材料的抗腐蝕性應(yīng)不低于閥體材料。4.24.2

15、 截止閥的標示說明截止閥的標示說明50J 41H-25C 閥體材料 WCB 公稱壓力 40PN 密封材料 Cr13 系不銹鋼 結(jié)構(gòu)形式 1 直通式連接方式 4 法蘭連接.閥門類型J 截止閥公稱通徑DN504.34.3主要性能規(guī)范主要性能規(guī)范截止閥設(shè)計的主要性能如圖表 4-3-1 所示。表 4-3-1 截止閥主要性能表公稱通徑DN50公稱壓力PN25適用介質(zhì)水、油品、蒸氣等適用溫度-29T425殼體試驗6MPa密封試驗4.4Map氣密封試驗0.6MPa結(jié)構(gòu)長度230- 7 -4.44.4 主要零部件材料和設(shè)計采用標準主要零部件材料和設(shè)計采用標準閥體WCB閥瓣35 閥桿2Cr13 閥帽WCB制造標

16、準API 608尺寸公差GB/T 1804-2000m 的規(guī)定材料標準ASME B143-52 的規(guī)定法蘭尺寸標準GB/T9113.22004 的規(guī)定壓力試驗標準API 598 的規(guī)定4.54.5 主要零部件計原則主要零部件計原則 考慮截止閥在實際應(yīng)用在所遇到的情況進行分析，主要分析閥體、閥瓣、閥瓣壓蓋和閥帽的結(jié)構(gòu)及設(shè)計原則。- 8 -.1 閥體閥體圖 4-5-1 截止閥的閥體剖面圖截止閥閥體是閥的主要承壓部件，并且容納閉合元件。截止閥內(nèi)的流動通道被設(shè)計成具有光滑的圓弧內(nèi)壁而沒有尖銳的角和尖棱（如圖 4-5-1 所示） ，這樣可提供一個不產(chǎn)生異常湍流及噪音的平穩(wěn)工藝流動。流動通

17、道本身必須具有恒定的面積以避免產(chǎn)生任何附加的壓力損失和過高的流速。截止閥具有較寬的兩個端部連接，因此閥體可適用于幾乎每一種的端部連接，為適應(yīng)無法蘭結(jié)構(gòu)其面對面尺寸太長(螺栓連接兩個管線法蘭之間的閥體，這在旋轉(zhuǎn)閥中是常見的)。對截止閥來說，不匹配的端部連接也是可以的。- 9 -.2閥瓣及閥瓣壓蓋閥瓣及閥瓣壓蓋圖 4-5-2 截止閥的閥瓣剖面圖圖 4-5-3 截止閥的閥瓣壓蓋剖面圖截止閥的閥芯由閥瓣和閥瓣壓蓋組成(如圖 4-5-3 和圖 4-5-3)，它是大于準確位置的一個閉合元件，它使閥門按照流動特性和閥的位置改變流率。典型的閥芯由兩個關(guān)鍵零件組成：閥芯，它是調(diào)節(jié)元件的凸模部分；

18、閥座環(huán)，它是凹模部分。閥芯插入閥座環(huán)的部分叫做閥芯頭，而通過截止閥頂部伸出的部分叫做閥芯桿。在閥芯桿的頂部上車有絲扣以便與首輪機構(gòu)相配合。單調(diào)座閥芯的主要優(yōu)點是其嚴密關(guān)閉的可能性(在某些情況下，可達到優(yōu)于閥門最大流量的 0.01%)。這種情況是由于手動操縱器的力直接作用于支座表面而造成的。在手動截止閥中有兩種尺寸的閥芯：- 10 -全閥芯，它是最常用的并涉及到閥座環(huán)的面積，該面積在截止閥特殊尺寸內(nèi)可通過最大流量。另一方面，當希望閥門節(jié)流到較該尺寸閥門額定流量為少時，則使用縮徑閥芯。如果使用全閥芯時，必須在較小的增量情況下對閥座節(jié)流關(guān)閉，但這是用手操縱器難以獲得的。優(yōu)先的辦法是使用小的閥座直徑和

19、相匹配的旋塞，它叫做縮徑閥芯。.3閥帽閥帽圖 4-5-4 閥帽剖面圖閥帽（如圖 4-5-4 所示）是頂部工件的一個重要元件，并作為承壓零件為閥體提供了帽或蓋。一旦它被安裝在閥體上，它被閥帽或閥體的墊片所密封。它也用填料盒密封閥芯桿，填料盒包括一系列的填料環(huán)、壓蓋或?qū)蛏w。填料間隔套以及抗擠出環(huán)，用以防止工藝介質(zhì)向大氣的少量泄漏。安裝在填料盒上面的是壓蓋法蘭，它用螺栓與閥帽頂部連接。當壓蓋法蘭螺栓已擰緊，填料被壓縮并密封閥桿和閥帽孔。5 5 截止閥截止閥 50J41H-2550J41H-25 的各零部件作用及主要計算的各零部件作用及主要計算5.15.1 閥體閥體閥體是承壓件，其主

20、要是最小壁厚的與閥體密封面的計算，其壁厚直接影響該閥門的適用壽命，壁太薄則強度不夠達不到- 11 -要求，壁太厚成本太高，所以因選擇合理的厚度和材料；密封面直接影響這閥門的好壞，密封面由密封比壓來確定。閥體最小壁厚的計算，如表 5-1。表 5-1 閥體壁厚參數(shù)表序號序號名稱名稱符號符號式中符號式中符號公式或索引公式或索引單位單位1計算厚度B t +2.3LP DnCPmm4.82計算壓力PPN 設(shè)計給定Mpa2.53計算內(nèi)徑Dn設(shè)計給定mm504許用拉應(yīng)力 L查表 3-3Mpa645腐蝕余量C設(shè)計給定mm46實際厚度Bt設(shè)計給定mm9注：1、，為合格；BBtt2、管路附件壓力-溫度額定值是根據(jù)

21、材料相應(yīng)溫度下的許用應(yīng)力而制定的，故不進行高溫核算。由表 5-1 得知： +2.3LP DnCP根據(jù)設(shè)計規(guī)定要求工作溫度350查表 5-2 得：取=64 L根據(jù)國標鋼制截止閥 50J41H-25所以 P=2.5MpaDn=50mmC 為腐蝕余量有設(shè)計給定，取 4mm= 2.3LP DnCP4.8mm42.5642.3502.5，為合格bBSS所以取=6.8BS表 5-2 ZG230-450 許用應(yīng)力表材 料 牌 號許用應(yīng)溫度/- 12 -力20200225250275300325350375400425450475w102102102100958782777472614538L82828280

22、787368646057513731ZG 2 30-450T515151504743.54138.5373630.522.5195.25.2 閥瓣閥瓣閥瓣在是截止閥的啟閉件，閥瓣的密封面與閥體密封面緊密貼合，其密封面至關(guān)重要。閥瓣密封面上總作用力及計算比壓由表 5-3 得知：密封面寬度有設(shè)計給定，所以選取=4Mb根據(jù)閥門實用手冊第二版第 740 表 3-13 密封的必須比壓得知： MFq=11.85MpaMFq密封材料為 Cr13 系不銹鋼根據(jù)閥門實用手冊第二版 P741 表 3-14 密封材料的許用比壓得知：密封面有滑動摩擦=250Mpa 無滑動摩擦=45Mpa，取無滑動摩擦 q q=45M

23、pa q密封面內(nèi)徑與公稱通徑相等 所以=52mmMND壓力取公稱壓力 P= 4Mpa密封面處介質(zhì)的作用力MJQ由表 5-3 得知=（52+4）4 9847.04NMJQ2M4MNbp（D）42密封面上密封力MFQ=(52+4) 4 11.858334.816NMFQ()MNMMMFDbb q 密封面上總作用力MZQ=+=9847.04+8334.816=18181.856NMZQMJQMFQ密封面計算比壓 q=18181.856/(52+4 ) 425.85Mpaq/(+b )MZMNMMQDb- 13 -滿足為合格MFqq q=11.85Mpa=25.85Mpa=45MpaMFqq q滿足要

24、求，既合格表 5-3 密封比壓上總作用力及計算比壓1M序號序號名稱名稱符號符號式中符號式中符號公式或索引公式或索引單位單位1密封面上總作用力MZQ+MJQMFQN2密封面處介質(zhì)的作用力MJQ2M4MNbp（D）N3密封面內(nèi)徑MND設(shè)計給定mm4密封面寬度Mb設(shè)計給定mm5計算壓力PPN 設(shè)計給定Mpa6密封面上密封力MFQ()MNMMMFDbb qN7密封面必須比壓MFqMpa8密封面計算比壓q/(+b )MZMNMMQDbMpa9密封面許用比壓 qAAMpa注：qMFq q5.35.3 閥桿閥桿閥桿應(yīng)設(shè)計成當填料或填料壓蓋拆除后能防止內(nèi)壓使閥桿沖出的防閥桿沖出裝置。閥桿材料的抗腐蝕性應(yīng)不低于

25、閥體材料。閥桿頭部強度驗算圖 5-3-1 閥桿頭部剖面圖注：1、，為合格T TY Y- 14 - 2、表 4-96 在 2006 版閥門實用手冊P10841085 表 4-96。 3參考閥門實用手冊第二版 P1117 表 5-97。1） 、閥桿與填料的摩擦力=TQFTd b p根據(jù)表 3-15： 查得2.82TThb：系數(shù) 填料深度 由設(shè)計給定 在總裝圖量出 36mmTh填料寬度 由設(shè)計給定 在總裝圖量出 8mmTb=36/8=4.5TThb： 閥桿直徑，由設(shè)計給定 查閥門實用手冊2006 版 P1676 表 8-3-6 鋼Fd制截止閥閥桿直徑（GB/T 12235） 得=20Fd：壓力計算，

26、有設(shè)計給定，取公稱壓力 PN=25 =2.5Mpapp閥桿與填料的摩擦力=2.82 22 5 4=1095NTFFTd b p 2、密封面上密封力=(51+3) 3 11.85=5595.48NMFF()MNMMMFDbb q 3、密封面處介質(zhì)的作用力=（51+3）2.5=5722.65NMJF2M4MNbp（D）424、閥桿徑向截面上的介質(zhì)作用力PF=202.5=785N24PFFd p425、關(guān)閉時閥桿總軸向力1FZF=FZF12MJMFPTK FK FFFK1、K2、K3、K4 為系數(shù)實用閥門手冊第二版 P759 查表 3-31 取 K1 =0.29 、K2= 0.77 、K3=0.41

27、、K4= 0.62 =0.29 5722.65+0.77 5595.48+785+109511263NFZF12MJMFPTK FK FFF6、開啟時閥桿總軸向力2FZF =0.29 5722.65+0.77 5595.48-785+10954332NFZF12MJMFPTK FK FFF- 15 -，所以取= =11263NFZFFZFFZFFZF閥桿最小截面積SA=SA2min4d由總裝圖可知：min20d所以=314SA2min4d22042mmY軸向應(yīng)力 =11263/31435.84MpaFZYSFA =4332/31413.8MpaFZLSFA關(guān)閉時閥桿螺紋摩擦力矩螺紋摩擦半徑由表

28、 3-16 公式查得=0.2472FMlldR=tan2FMR = =0.247 11263=2781.96 NFLMFMRFZF扭應(yīng)力 =4.2 MpaNFLTMW66096.2781合成應(yīng)力】 Mpa2222=438.34 3.538.9YNT 經(jīng)檢驗 LL Y Y 所以合格如表 5-4。表 5-4 閥桿的計算參數(shù)序號序號名稱名稱符號符號式中式中符號符號公公 式式單位單位計算計算 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1關(guān)閉時閥桿總軸向力FZFT T12MJMFPTK FK FFFN112632開啟時閥桿總軸向力FZF12MJMFPTK FK FFFN43323閥桿最大軸向力FZF取及中較大值FZFFZFN112634

29、密封面處介質(zhì)作用力MJF序號3N57722- 16 -5密封面上密封力MFF序號2N5595.46閥桿徑向截面上介質(zhì)作用力PF24Fd pN7857閥桿直徑dF設(shè)計給定mm208計算壓力P設(shè)計給定Mpa2.59閥桿與填料摩擦力TFdFbTPN109510系數(shù)查表 4-12（按 hT/bT)3.6511填料深度hT設(shè)計給定mm4212填料寬度bT設(shè)計給定mm613軸向應(yīng)力LFZSFAMpa13.814軸向應(yīng)力YFZSFAMpa35.8415扭應(yīng)力NFLTMWMpa4.216閥桿最小截面積SA查表 4-14(或按退刀槽處計算）mm231417關(guān)閉時閥桿螺紋摩擦力FLMFZFFMRN*mm2781.

30、918螺紋摩擦半徑FMR查表 4-13(或按螺紋計算）mm0.24719閥桿最小斷面系數(shù)WS查表 4-14(或按退刀槽處計算）mm366020合成應(yīng)力224YNTMpa36.8521許用拉應(yīng)力L查表 3-7Mpa170.0022許用扭應(yīng)力N查表 3-7Mpa110.0023許用壓應(yīng)力Y查表 3-7MPa185.0024許用合成應(yīng)力查表 3-7MPa175.00結(jié)論：LL NN） Y Y 合格5.45.4 中法蘭中法蘭中法蘭的尺寸設(shè)計要求有足夠的強度。- 17 -圖 5-4-1 中法蘭局部剖視圖表 5-5 螺栓、中法蘭的計算參數(shù)序號序號名稱名稱符號符號式中符號式中符號公式或索引公式或索引單位單位

31、1常溫時比值系數(shù)nFLZ/ Wmm23902計算載荷F取 FLZN300403常溫時螺栓計算載荷FLZ表 5-123N300404許用彎曲應(yīng)力 W查表 3-3Mpa775I-I 端面彎曲應(yīng)力WIFl1/WIMpa50.576力臂l12/m1）（DD mm97螺栓孔中心孔直徑D1設(shè)計給定mm1178中法蘭根徑Dm設(shè)計給定mm999端面系數(shù)W12mh61Dmm316.7810中法蘭厚度h設(shè)計給定mm1811斷面-彎曲應(yīng)力WIIIIWF/l4 . 02Mpa23.4612力臂l24lnm1DD mm16.7513計算內(nèi)經(jīng)Dn設(shè)計給定mm6814斷面系數(shù)WII2nmnm226DDDDmm310.49注

32、注. . , （常溫時）為合格1WWwW1.斷面系數(shù)：W1= Dm=99 h=18216mD h- 18 -W1=3.14 99 182=16786162.力臂=（D1-Dm）/2 D1=117 Dm=991l由上可知 =91l3.I-I 斷面彎曲應(yīng)力= 1W1 /1FlW由上可得：=30040 9/5346=50.57 MPa 1W查表 5-5 得：W=77 MPaW 故 合格1W4.斷面系數(shù)WII = 2nmnm226DDDD得：10498 mm3W力臂 得：=16.75mm124mnDDll2l5. II- II 斷面彎曲應(yīng)力=w2 /0.4FlW由上所得：=23.46 MPaw綜上所述

33、： W ，W 1Ww故合格5.55.5 中法蘭連接螺栓計算中法蘭連接螺栓計算表 5-6 螺栓、中法蘭的連接計算參數(shù)序號序號名名 稱稱符號符號式中符式中符號號公公 式式單位單位計計 算算 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)1操作下總作用力FFDJ+FDF+FDT+FFZN61788.22最小預(yù)緊力FFYJN257483螺栓計算載荷FL取 F或 F中較大值N61788.24墊片處介質(zhì)作用力FDJ/4*DDP2*PN200965墊片平均直徑DDP設(shè)計給定mm806計算壓力P設(shè)計給定Mpa47墊片上密封力FDF2DDP*BN*mDP*N25120- 19 -P8墊片有 效寬度BN查表 4-20(根據(jù) bDP)mm59墊片寬度

34、bDP設(shè)計給定mm410墊片系數(shù)mDP查表 4-212.511墊片彈性力FDTQDJN4019.212系數(shù)按固定法蘭取(0.2)0.213關(guān)閉時閥桿總軸向力FFZ序號 G1-1N12034.114必須預(yù)緊力FYJDDP*BN*qYJ*KDPN2574815密封面預(yù)緊比壓qYJ查表 3-24MPa20.516墊片形狀系數(shù)KDP按圓形取(1)117螺栓拉應(yīng)力LFL/ ALMPa73.818螺栓總截面積ALZ*A1mm21230.8819螺栓數(shù)量Z設(shè)計給定個820單個螺栓截面積A1查表 3-9(根據(jù) dL)mm2153.8621螺栓直徑dL設(shè)計給定mm1422許用拉應(yīng)力L查表 3-9(根據(jù) dL)M

35、pa11023螺栓間距與直徑比LJD1/Z*dL3.1424螺栓孔中心圓直徑D1設(shè)計給定mm112 結(jié)論：L 2.7LJ 4 合格 1. 操作總作用力 =FDJDFDTFZFFFF =P DDP=80mmDJF42DPD =802 2.5=1256 NDJF4 墊片密封力 =DFF2DPNDPDB mP 墊片有效寬度 查表 3-23（根據(jù) bDP） NB 得： BN=5 mm 墊片系數(shù) mDP 查表 3-24 得： mDP=2.75由上所得：=DFF2DPNDPDB mP- 20 -得： =17270 NDFF墊片彈性力 =0.2 DTDJFF得： =0.2 20096=251.2 NDTF關(guān)

36、閉時閥桿總軸向力 查表 5-6 序號 1 得 =12034.1 NFZFFZF由上述所得： =FDJDFDTFZFFFF得：=1256+17270+251.2+11263=30040NF2. 最小預(yù)緊力YJFF YJDPNYJDPFDBqK由上所得： =3.14 80 5 20.5 1 YJF =25748NYJF 所以 F=30040NFF螺栓計算載荷FL 取中較大值 FF和= FDJ+FDF+FDT+FFZ 由上可得 、F=30040 NF= FYJ=25748N FFL=61788.2N螺栓拉應(yīng)力= FL/ ALLAL= Z=81ZAA1= 得： A1=153.86mm224D由上可得：

37、AL=1230.88 mm2= FL /ALL得： =50.1 MPaL查表得：L=77 - 21 -L 故合格L 螺栓間距與直徑比 LJ=D1/Z*dL由上可得：LJ=3.14 結(jié)論： L ， 2.7LJ 4 故 合格 L5.65.6 閥帽閥帽 閥帽是承壓件，主要是最小壁厚的與閥體密封面的計算，其壁厚直接影響該閥門的適用壽命，壁太薄則強度不夠達不到要求，壁太厚成本太高，因此選擇合理的厚度材料。管路附件壓力-溫度額定值是根據(jù)材料相應(yīng)溫度下的許用應(yīng)力而制定的，故不進行高溫核算。表 5-7 閥帽的計算參數(shù)表序號序號名稱名稱符號符號式中符號式中符號公式或索引公式或索引單位單位1計算厚度tB K+2L

38、P RCmm4.12計算壓力PPN 設(shè)計給定Mpa2.53內(nèi)球面半徑R設(shè)計給定mm54許用拉應(yīng)力W查表 5-2Mpa775腐蝕余量C設(shè)計給定mm46形狀系數(shù)K27實際厚度Bt設(shè)計給定mm9注：1、，為合格BBtt1、閥帽厚度由上表得知：K+2.3WP DnC 根據(jù)設(shè)計規(guī)定要求工作溫度350查表 5-7 得：取=77W根據(jù)國標鋼制截止閥 50J41H-25所以 P=2.5Mpa R=5C 為腐蝕余量有設(shè)計給定，取 4mm查表 5-7（）得 K=2rR- 22 -=4.1mmBt2.3WP RKC42773 . 255 . 2，為合格BBtt6 6 AutoCADAutoCAD 閥體的三維造型閥體

39、的三維造型6.16.1 AutoCADAutoCAD 在機械繪圖中的作用在機械繪圖中的作用CAD 技術(shù)與傳統(tǒng)的人工繪圖技術(shù)相比有很大的優(yōu)勢，使用 CAD 技術(shù)可方便的繪制和編輯圖形，而且成圖質(zhì)量高。將 CAD 技術(shù)與 CAM 技術(shù)相結(jié)合，無須借助圖紙等媒介便可將設(shè)計結(jié)果傳送至生產(chǎn)單位，避免了許多人為因素造成的錯誤。AutoCAD 是由美國Autodesk歐特克公司于二十世紀八十年代初為微機上應(yīng)用 CAD 技術(shù)（Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計）而開發(fā)的計算機繪圖軟件包，經(jīng)過不斷的完善，現(xiàn)已經(jīng)成為國際上廣為流行的繪圖工具。在機械繪圖方面，AutoCAD 的應(yīng)用十分普遍，

40、使用它可以繪制剖視圖、剖面圖、零件圖和裝配圖等二維圖形，也可以繪制軸測圖和三維模型等。AutoCAD 提供的尺寸查詢和圖塊使用等輔助功能可以讓設(shè)計者完全擺脫圖板、丁字尺式的傳統(tǒng)設(shè)計理念，提高了設(shè)計速度，從而有更多的時間考慮產(chǎn)品的可行性。6.26.2 圖層的設(shè)計圖層的設(shè)計圖層的概念類似投影片，將不同屬性的對象分別畫在不同的投影片（圖層） ，例如將圖形的主要線段、中心線、尺度標注等分別畫在不同的圖層上，每個圖層可設(shè)定不同的線型，線條顏色，然后把不同的圖層堆棧在一起成為一張完整的視圖，如此可使視圖層次分明有條理，方便圖形對象的編輯與管理。在使用圖層功能繪圖之前，首先要對圖層的各項特性進行設(shè)置，包括建

41、立和命名圖層、設(shè)置當前圖層、設(shè)置圖層的顏色和線型、圖層是否關(guān)閉、是否凍結(jié)、是否鎖定以及圖層刪除等。圖層的設(shè)置 點擊菜單格式圖層設(shè)置中心線、尺寸線、剖面線等各種線條的顏色，粗細進行設(shè)計，如圖 6-2-1 所示。- 23 -圖圖 6-2-16-2-1 圖層的設(shè)置圖層的設(shè)置6.36.3 繪制標準圖框及標題欄繪制標準圖框及標題欄圖框和圖紙標題欄幾乎是 CAD 制圖中的必備內(nèi)容，一般這些樣式是由公司統(tǒng)一制定的，每個公司所用都有些小差別。這種樣式規(guī)定后，幾乎很少會有人去變動，設(shè)計師都是把這些樣式套用到設(shè)計圖中。設(shè)計師也可以自己制作 CAD 標題欄，既可以通過一些常用的方式，也可以通過中望 CAD2011

42、的表格來制作。.1 圖紙幅面及格式（圖紙幅面及格式（GB/TGB/T 14689-199314689-1993）其中“GB”為“國標”（國家標準的簡稱）二字的漢語拼音字頭， “T”為推薦的“推”字的漢語拼音字頭， “14689”為標準編號， “1993”為標準頒布的年號。另有部分源自機械制圖國家標準，例如 GB/T 4458.4-1984，其中“4458.4”為標準編號， “1984”為該標準頒布的年號。.2 圖框格式圖框格式圖紙寬度（）和長度（）組成的圖面稱為圖紙幅面。- 24 -圖紙上必須用粗實線畫出圖框，其格式如圖所示，分為留有裝訂邊和不留裝訂邊兩種，但同

43、一產(chǎn)品的圖紙只能采用一種格式。(1) 留有裝訂邊的圖紙的圖框格式如圖 3(a)、(b)所示，圖中尺寸 a、c 按表 1 的規(guī)定選用； (2) 不留裝訂邊的圖紙的圖框格式如圖 3(c)、(d)所示，圖中尺寸 e 按表 1 的規(guī)定選用；(3) 加長幅面圖紙的圖框尺寸，按所選用的基本幅面大一號的圖框尺寸確定。例如A23 的圖框尺寸，按 A1 的圖框尺寸確定，即 e 為 20(或 c 為 10)，而 A34 的圖框尺寸，按 A2 的圖框尺寸確定，即 e 為 10（或 c 為 10） 。.3 標題欄標題欄標題欄一般由名稱及代號區(qū)、簽字區(qū)、更改區(qū)及其他區(qū)組成。標題欄的格式和尺寸按 GB/T

44、 10609.1-1989 的規(guī)定，如 6-3-3 圖所示圖 6-3-3 標題欄- 25 -6.46.4 閥體零件圖的繪制閥體零件圖的繪制閥體的造型 繪制閥體的主視圖步驟：（1）打開 AutoCAD 軟件 設(shè)置繪圖工具欄 開啟線寬 創(chuàng)建圖層。（2）建立坐標系 確定閥體兩端孔的位置 注意坐標系的長度略大于閥體的長和高 如圖 6-4-1 所示。圖 6-4-1 建立坐標系（3）繪制閥體的主視圖形狀 （部分對稱的圖形可以用“修改”工具欄的“鏡像按鈕”）如 6-4-2 圖所示。圖 6-4-2 主視圖輪廓- 26 -（4）對主視圖的剖視部分畫剖面線 在“繪圖”工具欄“圖案填充于漸變色” （如圖 6-4-3 所示）進行設(shè)置拾取點，完成主