閘閥設計計算書

1、序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注1閥體壁厚驗算 t t 合格計算壁厚 21.6mm計算壓力p pn設計給定10mpa計算內徑設計給定200mm腐蝕余量c查表4-14（楊源泉）3mm許用拉應力查表3-3（陸培文）51mpa實際厚度設計給定26mm2密封面上總作用力及計算比壓（m1）qmfqq 合格p1022-a 密封面上總作用力qmzqmz=qmj+qmf424532.2n密封面處介質作用力qmjqmj=/4 (dmn+bm)2 p351148.2n密封面內徑dmn設計給定205mm密封面寬度bm設計給定6.5mm計算壓力p設計給定10mpa序號設 計 內 容符號式中符號公式

2、或索引數(shù)據(jù)單位備注2密封面上密封力qmfqmf=(dmn+bm)bmqmf73384n密封面必需比壓qmf設計手冊 表3-1317mpa密封面計算比壓qq=qmz/(dmn+bm)bm98mpa密封面許用比壓q設計手冊 表3-14250mpa3閥桿強度驗算ll, yy, nn, 合格p1028-a關閉時閥桿總軸向力qfzqfz=k1qmj+k2qmf+qp+qt175976.58n開啟時閥桿總軸向力qfzqfz=k3qmj+k4qmf-qp+qt179412n閥桿最大軸向力qfz取qfz及qfz中較大值179412n系數(shù)k1設計手冊 表3310.29系數(shù)k2設計手冊 表3310.77系數(shù)k3設

3、計手冊 表3310.41系數(shù)k4設計手冊 表3310.62密封面處介質力qmj前表計算351148.2n密封面上密封力qmf前表計算73384n序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注3閥桿徑向截面上介質作用力qpqp=/4 d2fp13847.4n閥桿直徑df設計給定42mm計算壓力p設計給定10mpa閥桿與填料摩擦力qtqt=dfbtp3790.5n系數(shù)設計手冊 表3153.26填料深度ht設計給定46mm填料寬度bt設計給定9.5mm軸向應力ll = qfz /fs90.7mpa軸向應力yy= qfz /fs89mpa閥桿最小截面積fs設計手冊 表3-171978mm2扭應力

4、nn =mfl/ws6.7mpa關閉時閥桿螺紋摩擦力矩mflmfl = qfz rfm172457.3nmm螺紋摩擦半徑rfm設計手冊 表3-160.98mm閥桿最小斷面系數(shù)ws設計手冊 表31725750mm3序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注3合成應力= 2l(或y)2+42n91.7mpa許用拉應力l設計手冊 表37150mpa許用壓應力y設計手冊 表37160mpa許用扭應力n設計手冊 表3795mpa許用拉應力設計手冊 表37155mpa4閥桿頭部強度驗算 合格p1030-a剪應力=（q”fz-qt）/2bh62.54mpa開啟時閥桿總軸向力qfz前表計算17941

5、2n閥桿與填料摩擦力qt前表計算3790.5n扁方寬b設計給定54mm扁方高h設計給定26mm許用剪應力設計手冊 表3-790mpa序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注5閥桿穩(wěn)定性驗算o yy 合格p1031-a允許細長比0設計給定 （取30）30實際細長比=4lf/df32.2支承形式影響系數(shù)設計手冊 表3-210.416中間支承到端點長度l0設計給定mm計算長度lf設計給定812mm閥桿直徑df設計給定42mm臨界細長比l設計手冊 表3-2281.5壓應力yy= qfz /f62.2n關閉時閥桿總軸向力qfz前表計算175976.58n閥桿截面積f設計手冊 表3-15282

6、8mm2實際許用壓應力y設計手冊 圖3-2115mpa序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注6閘板厚度驗算sb sb sb= r +c合格閘板的p1043-a計算厚度sbk p w34.1mm密封面平均半徑rr=1/2(dmn+bm)69mm系數(shù)k設計選定（1.24）1.24計算壓力p設計給定10mpa許用彎曲應力w設計手冊 表3-361mpa腐蝕余量c設計給定3mm實際厚度sb設計給定38mm7中法蘭連接螺栓常溫時強度驗算ll 合格2.7lj5p1052-a操作下總作用力qq=qdj+qdf+qdt+qfz938336.2n最小預緊力q”q”=qyj279702n螺栓計算載荷q

7、l取q與q”中較大值938336.2n序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注7墊片處介質力qdjqdj =/4 d2dp p244822.3n墊片平均直徑ddp設計給定176.6mm計算壓力p設計給定10mpa墊片上密封力qdfqdf =2ddpbnmdpp468572.8n墊片有效寬度bn設計手冊 表3-2313mm墊片寬度bdp設計給定26mm墊片系數(shù)mdp設計手冊 表3-243.25墊片彈性力qdtqdt =qdj48964.5n系數(shù)按固定法蘭?。?.2）0.2關閉時閥桿總軸向力qfz前表計算175976.58n必需預緊力qyjqyj =ddpbnqyjkdp279702n

8、密封面預緊比壓qyj設計手冊 表3-2438.8mpa墊片形狀系數(shù)kdp按圓形?。?.0）1.0序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注7螺栓拉應力ll =ql/fl137.3mpa螺栓總截面積flfl =zf16833.6mm2螺栓數(shù)量z設計給定16單個螺栓截面積f1設計手冊 表3-9427.1mm2螺栓直徑dl設計給定27mm許用拉應力l設計手冊 表3-9151mpa螺栓間距與直徑比ljlj =d1/zdl2.86螺栓孔中心園直徑d1設計給定394mm8中法蘭連接螺栓初加溫時強度驗算ns1.25 合格p1053-a螺栓計算載荷qlzqlz =qlz+qt2545610.8n常溫

9、時螺栓計算載荷qlz前表計算938336.2n初加溫時螺栓溫度變形力qtlfleldptlqt = fdpedp+1607274.6n序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注8初加溫時溫度差t設計手冊 表3-2590介質工作溫度t設計給定425材料線脹系數(shù)設計手冊 表3-812.61/螺栓計算長度ll=2h+dp124.5mm中法蘭厚度h設計給定60mm墊片厚度dp設計給定4.5mm中法蘭溫度tftf =0.5t212.5螺栓溫度tltl = tf-t122.5螺栓總截面積fl前表計算6833.6mm2螺栓材料彈性模量el設計手冊 表3-82.1mpa墊片面積fdpfdp =ddp

10、bdp14417.6mm墊片平均直徑ddp前表計算176.6mm墊片寬度bdp前表計算26mm序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注8墊片材料彈性模量edp設計手冊 表3-243mpa螺栓拉應力ll = qlz/fl372.5mpa安全系數(shù)nsns =(s) tl/l1.57屈服點(s) tl設計手冊 表3-8585mpa9中法蘭連接螺栓高溫時強度驗算ns1.35 合格p1055-a螺栓計算載荷q”lzq”lz =qlz+q”t1277649.7n常溫時螺栓計算載荷qlz前表計算938336.2n高溫時螺栓溫度變形力q”t=qt t”/t339313.5n高溫時溫度差t”設計手冊

11、 表3-2519介質工作溫度t設計給定425初加溫時溫度差t設計手冊 表3-2590初加溫時螺栓溫度變形力qt前表計算1607274.6n中法蘭溫度tftf =0.9t382.5序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注9螺栓溫度tltl = tf-t”363.5螺栓拉應力”l”l = q”lz/fl187mpa螺栓總面積fl前表計算6833.6mm2安全系數(shù)nsns =(s)”tl/”l2.35屈服極限(s)”tl設計手冊 表3-8440mpa10閥體中法蘭強度驗算ww1, ww1i,合格p1059-a常溫時比值系數(shù)nn=qlz/w15832.6mm2初加溫比值系數(shù)nn=qlz/w

12、16764.4mm2高溫時比值系數(shù)nn=q”lz/”w10781.9mm2計算載荷q取比值系數(shù)最大時的qlz135869.37n常溫時螺栓計算載荷qlz前表計算938336.2n初加溫螺栓計算載荷qlz前表計算2545610.8n高溫時螺栓計算載荷q”lz前表計算1277649.7n序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注10許用彎曲應力w設計手冊表3-361mpa許用彎曲應力ww =(s) tf/1.25152mpa屈服點(s) tf設計手冊表3-2（根據(jù)tf）190mpa中法蘭溫度tf前表計算212.5許用彎曲應力”w取(s)”tf/1.35與(r)”tf/0.9中較小值118

13、.5mpa屈服點(s) ”tf設計手冊表3-2（根據(jù)t”f）160mpa中法蘭溫度tf前表計算382.5蠕變極限(r) ”tf設計手冊 表3-270mpai-i斷面彎曲應力w1w1=ql1/w152mpa力臂l1l1=(d1-dm)/234mm螺栓孔中心園直徑d1設計給定394mm中法蘭根徑dm設計給定326mm斷面系數(shù)w1w1=1/6 dmh2614184mm3中法蘭厚度h設計給定60mm序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注10ii-ii斷面彎曲應力w11w11=0.4ql2/w1145mpa力臂l2l2= l1+(dm-dn)/465.5mm計算內徑dn設計給定200mm斷

14、面系數(shù)w11( )2 w11=226dm-dndm+dn 546280mm311閥蓋強度驗算ll, 合格p1066-ai-i斷面拉應力ldn(sb-c)qfzpdn4 (sb-c)l= +33mpa計算壓力p設計給定10mpa計算內徑dn設計給定274mm設計厚度sb設計給定28mm腐蝕余量c設計給定1mm關閉時閥桿總軸向力qfz前表計算175976.8n序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注11ii-ii斷面剪應力qfzpdr= +dr(sb-c)4 (sb-c)28.78mpa填料函外徑dr設計給定114mm許用拉應力l設計手冊 表3-351mpa許用剪應力設計手冊 表3-3

15、30.5mpa12閥蓋支架強度驗算w3w3, l合格p1071-ai-i斷面彎曲應力wiwi = qfz l81+11h i3w1 2 l i225.5mpa關閉時閥桿總軸向力qfz前表計算175976.8n框架兩重心處距離ll = l1+2b210mm支架內寬l1設計給定110mm立柱厚度b設計給定50mm支撐高度h設計給定218mmiii-iii斷面慣性矩i3i3=(d-d)h3/122333333.3mm4序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注12閥桿螺母函外經d設計給定128mm閥桿螺母函內經d設計給定100mm閥桿螺母函高h設計給定100mmii-ii斷面慣性矩i2i2

16、=ab3/47850000mm4立柱寬a設計給定80mmi-i斷面系數(shù)wiwi =ab2/4157000mm3iii-iii斷面彎曲應力w3w3=(qfz l /4-m2)/w38.3mpaii-ii斷面彎曲力矩m2qfz l2 l i2m2 = 8(1+ )h i34403819.4n mm斷面系數(shù)w3w3=(d-d)h2/646666.67mm3i-i斷面拉應力l1l1=qfz/2ab7mpai-i斷面轉矩引起的彎曲應力nw1l ba2/4nw1= m0h3.54mpa彎曲力矩m0m0=mtj33914.23n mm序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注12閥桿螺母凸肩摩擦力

17、矩mtj3 ftjqfzmtj= (r3w-r3n)r2w-r2n2 858766.8n mm凸肩部分摩擦因數(shù)ftj設計手冊 表3-260.08閥桿螺母凸肩外半徑rw設計給定62mm閥桿螺母凸肩內半徑rn設計給定60mmi-i斷面合成應力=wi+l1+nw137.34mpa許用拉應力l設計手冊 表3-351mpa許用彎曲應力w設計手冊 表3-361mpa13總轉矩及圓周力p1077-a關閉時總轉矩mm= mfl+mtj1031301n mm關閉時閥桿螺紋摩擦力矩mfl前表計算172457.3n mm閥桿螺母凸肩摩擦力矩mtj前表計算858843.7n mm圓周力qsqs = 2m/d01841.6n手輪直徑d0設計給定560mm序號設 計 內 容符號式中符號公式或索引數(shù)據(jù)單位備注14流量系數(shù)893.66m2流量系數(shù)cv1.156kv6533.7m2api 6d p3流量系數(shù)kvkv = q /p5652m2p26-b體積流量q0.36fgv282