截止閥設(shè)計計算說明

截止閥設(shè)計計算說明截止閥設(shè)計計算說明截止閥設(shè)計計算說明資料僅供參考文件編號：2022年4月截止閥設(shè)計計算說明版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：截止閥設(shè)計計算書(J41H-64C-DN200)編制:劉斌文審核:王學(xué)敏上海上冶閥門制造有限公司目錄殼體最小壁厚驗算………1密封面上總作用力及比壓…………1中法蘭螺栓強(qiáng)度驗算…………………..3閥體中法蘭強(qiáng)度驗算……………………6閥桿強(qiáng)度驗算……………….1閥瓣強(qiáng)度驗算……………….1參考文獻(xiàn)結(jié)果結(jié)果tB=19tB=19mmtB’=殼體最小壁厚驗算1、設(shè)計給定tB=19mm（參照GB/T12235-2008）2、按第四強(qiáng)度理論驗算tB’=(見實(shí)用閥門設(shè)計手冊表5-78)式中：tB’—考慮腐蝕裕量后閥體壁厚(mm)P—設(shè)計壓力（MPa），取公稱壓力PNP=MPad’—閥體中腔最大內(nèi)徑(mm)d’=200(設(shè)計給定)[σL]t—425℃閥體材料的許用拉應(yīng)力（MPa）查表（設(shè)3-3）知[σL]t=51MPaC—考慮鑄造偏差，工藝性和介質(zhì)腐蝕等因素而附加的裕量（mm）tB’=+C因tB’-C=,參照表（設(shè)5-79）,C取3mmtB’=+3=顯然tB>tB’，故閥體最小壁厚滿足要求二，密封面總作用力及比壓計算截止閥密封面比壓按《閥門設(shè)計手書》式4-106—閥座密封面上總作用力（N）—密封面內(nèi)徑（mm），—密封面寬度式4-107中法蘭螺栓強(qiáng)度校核設(shè)計時給定：螺栓數(shù)量n=12螺栓名義直徑d=M27栓載荷計算（1）操作狀態(tài)下螺栓載荷(N)FG=F’FZ+FDJ（見設(shè)5-115）式中FG—在操作狀態(tài)下螺栓所受載荷（N）設(shè)計說明與計算過程×200×結(jié)果設(shè)計說明與計算過程結(jié)果設(shè)計說明與計算過程=116337N==116337N=MPa==q=MPa[q]=250MPa—介質(zhì)密封力（N），—密封面上介質(zhì)力（N）計算如下==×（160+30）×30×=116337N—密封面必需比壓查《實(shí)用閥門手冊》3-21得=MPa計算如下==×（160+30）×（160+30）×==116337+=q=17989=MPa查《實(shí)用閥門設(shè)計手冊》表3-22得知密封材料許用比壓[q]為250MPa因<<250所以<q<[q]為合格三，中法蘭螺栓強(qiáng)度校核設(shè)計時給定：螺栓數(shù)量n=12螺栓名義直徑d=M27栓載荷計算（1）操作狀態(tài)下螺栓載荷(N)FG=F’FZ+FDJ（見設(shè)5-115）式中FG—在操作狀態(tài)下螺栓所受載荷（N）1結(jié)果結(jié)果F’FZF’FZ=314000NFDJ=502400NFG=816400NFYJ=Ap=5959mm2F’FZ—流體靜壓總軸向力（N）F’FZ=其中DDP為墊片壓緊力作用中心圓直徑(mm)DDP=220+30=250mm（設(shè)計給定）F’FZ=×2502×=314000NFDJ—操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力（N）FDJ=2πbDDPmP其中b=bo（墊片基本密封寬度mm）b=bo=20mm(設(shè)計給定)m為墊片系數(shù),m=(查表3-32)FDJ=2××20×250××=502400NFG=314000+502400=816400N（2）預(yù)緊狀態(tài)下螺栓所受載荷FYJ（N）FYJ=πbDDPqYJ式中：qYJ—墊片比壓（MPa）qYJ=(查表3-32)FYJ=π×20×270×=3、螺栓面積計算（1）操作狀態(tài)下需要的最小螺栓截面積(mm2)Ap=FG/[б]t式中：[б]t—425℃下螺栓材料的許用應(yīng)力（MPa）[б]t=137（MPa）(查表3-9)Ap=816400/137=5959mm2（2）預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓截面積（mm2）Aa=FYJ/[б]Aa=設(shè)計說明與計算過程2Aa=Ab=Am=5959mmAa=Ab=Am=5959mm2te’te式中：[б]—常溫下螺栓材料的許用應(yīng)力（MPa）查表[б]=[б]t=137MPaAa=137=（3）設(shè)計時給定的螺栓總截面積Ab=ndmin2=×12×272=（4）比較：需要的螺栓總截面積Am=max（Aa，Ap）=5959mm2顯然Ab>Am故：螺栓強(qiáng)度校核合格四、中法蘭厚度驗算te’=式中：te’—計算的法蘭厚度（mm）X—螺栓中心到法蘭根部的距離（mm）X=25(設(shè)計給定)[б1]—材料徑向許用彎曲應(yīng)力（MPa）[б1]=61MPa(查表3-3)an—墊片壓緊力作用中心長軸半徑（mm）an=125mm(設(shè)計給定)bn—墊片壓緊力作用中心短軸半徑（mm）bn=125mm(設(shè)計給定)Wb—螺栓綜合力據(jù)前頁計算得出為816400Nte’==設(shè)計給定te=45mm故中法蘭厚度設(shè)計滿足要求結(jié)果設(shè)計說明與計算過程3結(jié)果結(jié)果五閥桿強(qiáng)度驗算1.拉壓應(yīng)力校核：按《閥門設(shè)計手冊》4-244結(jié)果結(jié)果五閥桿強(qiáng)度驗算1.拉壓應(yīng)力校核：按《閥門設(shè)計手冊》4-244—閥桿所受的拉壓應(yīng)力(N)—閥桿總軸向力(N)（式4-141）—密封面上形成密封比壓所需軸向力(N)—關(guān)閉時作用在閥瓣上的介質(zhì)力(N)—閥桿與填料間的摩擦力(N)—閥桿螺紋升角度查表4-85—閥桿最小截面積（mm2）—材料許用拉應(yīng)力MPa查表3-7，得知為150MPa1）=（4-142—閥座密封面的平均直徑（mm）204mm—閥座密封面寬度（mm）6mm設(shè)計給定—密封必需比壓=12MPa表4-65（mm）—閥桿螺紋升角=×204×6×12=2）==×41616×=N設(shè)計說明與計算過程4結(jié)果結(jié)果設(shè)計說明與計算過程3）=設(shè)計說明與計算過程3）==×44×100××=N—閥桿直徑（mm）44mm—填料層總高度mm—摩擦系數(shù)，石墨==++（）=所以=（×）=MPa得知=150MPa，故<為合格五閥瓣強(qiáng)度驗算斷面處剪應(yīng)力τ<[τ][τ]—許用剪應(yīng)力查《實(shí)用閥門設(shè)計手冊》表3-5得知[τ]=70MPaτ=d—閥瓣孔直徑，80mm（設(shè)計給定）tB—閥瓣實(shí)際厚度，53mm（設(shè)計給定）C—腐蝕裕取3mm見表5-79τ=（+）/（*80*（53-3））=MPa<70MPa,所以τ<[τ]，為合格結(jié)果設(shè)計說明與計算過程結(jié)果設(shè)計說明與計算過程2.II-II斷面處剪應(yīng)力2.II-II斷面處剪應(yīng)力σw<[σw][