截止閥基礎(chǔ)知識與設(shè)計計算-課件

截止閥基礎(chǔ)知識及設(shè)計計算

1ppt課件截止閥基礎(chǔ)知識及設(shè)計計算

1ppt課件歡迎請自覺遵守和維護(hù)課堂秩序2ppt課件歡迎請自覺遵守和維護(hù)課堂秩序2ppt課件目錄

1截止閥基礎(chǔ)知識、典型結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1閥門的定義

1.2截止閥結(jié)構(gòu)特點

1.3截止閥類型

1.4截止閥用途

2截止閥設(shè)計計算

2.1零件設(shè)計：

2.1.1閥座密封面設(shè)計

截止基礎(chǔ)知識及設(shè)計計算3ppt課件目錄截止基礎(chǔ)知識及設(shè)計計算3ppt課件2.1.2閥瓣設(shè)計2.1.3閥體設(shè)計2.1.4閥蓋設(shè)計2.1.5閥桿設(shè)計2.1.6裝配設(shè)計2.2截止閥設(shè)計計算：2.2.1閥瓣厚度計算2.2.2閥體壁厚計算2.2.3閥座密封比壓計算2.2.4閥桿操作力計算2.2.5活接螺栓及填料壓板強(qiáng)度計算附錄：密封原理4ppt課件2.1.2閥瓣設(shè)計4ppt課件1.截止閥基礎(chǔ)知、典型結(jié)構(gòu)及工作原理1.1閥門的定義用來控制管道內(nèi)介質(zhì)的，具有可動的機(jī)械產(chǎn)品的總體（見GB/T21465-20082.1）閥門是在流體系統(tǒng)中，用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置。閥門是使配管和設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)（液體、氣體、粉末）流動或停止、并能控制其流量的裝置。5ppt課件1.截止閥基礎(chǔ)知、典型結(jié)構(gòu)及工作原理1.1閥門的定義5ppt1.2截止閥結(jié)構(gòu)特點

一般來說，截止閥由閥體、閥瓣、閥蓋、閥桿等組成。如下圖，閥體、閥蓋為承壓件，閥瓣、閥桿為內(nèi)件。典型的螺栓連接閥蓋截止閥結(jié)構(gòu)如下圖。6ppt課件1.2截止閥結(jié)構(gòu)特點一般來說，截止閥由閥體、閥瓣、閥截止閥典型結(jié)構(gòu)圖圖1J41H150Lb-3”法蘭連接手動截止閥7ppt課件截止閥典型結(jié)構(gòu)圖圖1J41H150Lb-3”法蘭連接手1.3截止閥類型1.3.1按流道形狀分：直通型、直流型和角式流道圖2直通式截止閥J41H16C-150圖3直流式截止閥（Y型截止閥）J65Y160P-100

8ppt課件1.3截止閥類型1.3.1按流道形狀分：直通型、直流型和角式圖4角式截止閥J44H25-809ppt課件圖4角式截止閥J44H25-809ppt課件1.3.2其它分類方式：雙閥瓣截止閥、Z型截止閥、針形截止閥、三通截止閥等圖5雙閥瓣截止閥

J41H25-200

圖6Z型截止閥J62YP54100V-50

10ppt課件1.3.2其它分類方式：雙閥瓣截止閥、Z型截止閥、針形截止圖7針型閥圖8三通閥11ppt課件圖7針型閥圖8三通閥11ppt課件1.4截止閥用途廣泛適用于石油化工、天然氣、電廠的水、蒸汽、油品等管路上作為接通或截斷介質(zhì)的啟閉裝置。如某工廠制造各種閥門比例：閘閥39%，蝶閥24%，截止閥16%、調(diào)節(jié)閥8%、止回閥7%、球閥3%、其它閥門3%。12ppt課件1.4截止閥用途廣泛適用于石油化工、天然氣、電廠的水、蒸汽、2.截止閥設(shè)計計算

下面以150Lb-3”截止閥為例進(jìn)行設(shè)計計算2.1零件設(shè)計2.1.1閥座設(shè)計按閥座類型有：本體堆焊閥座、焊接閥座、螺紋閥座。形狀如下圖圖9本體堆焊閥座

圖10焊接閥座

13ppt課件2.截止閥設(shè)計計算

下面以150Lb-3”截止閥圖11螺紋閥座14ppt課件圖11螺紋閥座14ppt課件圖12焊接閥座零件圖例

15ppt課件圖12焊接閥座零件圖例15ppt課件美標(biāo)閥門一般采用螺紋閥閥座或焊接閥座，國標(biāo)閥門大多采用本體堆焊密封面。閥座的受力分析。16ppt課件美標(biāo)閥門一般采用螺紋閥閥座或焊接閥座，國標(biāo)閥門大多采用本體堆閥座圈厚度計算dO=d*SQRT(Pmax/(100s)+1)+5S=0.03NPS+6.3*log(CLASS/100)式中，dO——閥座圈外徑mmd——通道內(nèi)徑徑mmPmax——常溫最大工作壓力,kgf/cm2。s——許用應(yīng)力,MPa。NPS——英制閥門規(guī)格。CLASS——壓力等級數(shù)值。對于3”——150Lb閥門d=76mmPmax=20kgf/cm2

。NPS=3則，S=1.994kgf/cm2dO=88mm17ppt課件閥座圈厚度計算dO=d*SQRT(Pmax/(100s)+1閥座圈高度計算：H=int（a*dO）+Δ式中，H——閥座圈高度，mma——系數(shù)150~300Lb，a=0.105600~900Lb，a=0.131500Lb，a=0.182000~2500Lb，a=0.23500Lb，a=0.25Δ——常數(shù)，mm。Δ值根據(jù)a值反向選取，即a越大Δ值越小Δ=0~8mm上例中，a=0.105dO=88mm取，Δ=8則，H=18mm18ppt課件閥座圈高度計算：上例中，18ppt課件int——整數(shù)函數(shù)M=int(M)——取整數(shù)M=int(M+0.51)——四舍五入取整數(shù)M=int(M+0.91)——向上圓整取整數(shù)M=2int(M/2)——取偶數(shù)整數(shù)M=2int(M/2+0.51)——四舍五入取偶數(shù)整數(shù)M=2int(M/2+0.91)——向上圓整取偶數(shù)整數(shù)M=5int(M/5)——取末尾數(shù)為5的整倍數(shù)M=10int(M/10)——取末尾數(shù)為0的整數(shù)19ppt課件int——整數(shù)函數(shù)19ppt課件閥座樣圖尺寸確定20ppt課件閥座樣圖尺寸確定20ppt課件2.1.2閥瓣設(shè)計圖13閥瓣零件圖例

21ppt課件2.1.2閥瓣設(shè)計圖13閥瓣零件圖例21ppt課件閥瓣設(shè)計原則

閥瓣密封面角度一般比閥座小0°～15°。常見錐角組合如下表：角度越小越容易密封，但是，越容易楔死。反之亦然。原則上閥瓣密封面中徑等于閥座的密封面中徑，并保持足夠?qū)挾龋沟瞄y瓣密封面完全覆蓋閥座密封面。22ppt課件閥瓣設(shè)計原則閥瓣密封面角度一般比閥座小0°～15°。常見錐閥瓣尺寸確定23ppt課件閥瓣尺寸確定23ppt課件閥瓣尺寸24ppt課件閥瓣尺寸24ppt課件閥瓣壓蓋尺寸確定25ppt課件閥瓣壓蓋尺寸確定25ppt課件2.1.3閥桿設(shè)計26ppt課件2.1.3閥桿設(shè)計26ppt課件27ppt課件27ppt課件28ppt課件28ppt課件2.1.3閥體設(shè)計圖14閥體設(shè)計圖例

29ppt課件2.1.3閥體設(shè)計圖14閥體設(shè)計圖例29ppt課件設(shè)計要點：閥體中腔內(nèi)徑確定結(jié)構(gòu)長度最小壁厚閥座組裝尺寸中法蘭閥體中心高30ppt課件設(shè)計要點：30ppt課件中腔內(nèi)徑確定閥瓣最大外徑+（8~15）mm31ppt課件中腔內(nèi)徑確定閥瓣最大外徑+（8~15）mm31p閥體尺寸確定32ppt課件閥體尺寸確定32ppt課件33ppt課件33ppt課件34ppt課件34ppt課件閥體尺寸35ppt課件閥體尺寸35ppt課件36ppt課件36ppt課件37ppt課件37ppt課件38ppt課件38ppt課件結(jié)構(gòu)長度（見ASMEB16.10-2009表1）39ppt課件結(jié)構(gòu)長度（見ASMEB16.10-2009表1）39p閥體通道直徑、最小壁厚及閥桿直徑（見BS1873附錄A表3）40ppt課件閥體通道直徑、最小壁厚及閥桿直徑（見BS1873附錄A2.1.4閥蓋設(shè)計圖15閥蓋設(shè)計圖例41ppt課件2.1.4閥蓋設(shè)計圖15閥蓋設(shè)計圖例41ppt課件閥蓋設(shè)計要點閥蓋壁厚等于閥體壁厚上密封設(shè)計：本體堆焊，適用于通用閥門；上密封座設(shè)計，適用于石化閥門、電站閥門及其他重要閥門。上密封的作用。不得借助上密封帶壓更換填料。42ppt課件閥蓋設(shè)計要點閥蓋壁厚等于閥體壁厚42ppt課件

閥蓋尺寸43ppt課件閥蓋尺寸43ppt課件44ppt課件44ppt課件45ppt課件45ppt課件上密封座圖16上密封座46ppt課件上密封座圖16上密封座46ppt課件填料壓套尺寸圖17填料壓套47ppt課件填料壓套尺寸圖17填料壓套47ppt課件填料壓板尺寸圖18填料壓板48ppt課件填料壓板尺寸圖18填料壓板48ppt課件活接螺栓尺寸圖19活結(jié)螺栓49ppt課件活接螺栓尺寸圖19活結(jié)螺栓49ppt課件50ppt課件50ppt課件2.1.6裝配設(shè)計圖20裝配順序圖例

51ppt課件2.1.6裝配設(shè)計圖20裝配順序圖例51ppt課件裝配尺寸鏈校核圖21裝配尺寸鏈校核52ppt課件裝配尺寸鏈校核圖21裝配尺寸鏈校核52ppt課件2.2截止閥設(shè)計計算：2.2.1閥瓣強(qiáng)度計算σ=σ1+σ2σ＜[σ]，合格σ1=β6*PF*a2/h2，σ2=0.75*Pa2/h2PF=F/(πb2)式中，σ——閥瓣應(yīng)力，MPaσ1——閥桿作用力在墊塊產(chǎn)生的應(yīng)力，MPaσ2——介質(zhì)壓力在閥瓣上產(chǎn)生的應(yīng)力，MPaβ6——系數(shù)PF——閥桿作用力在墊塊是上的壓力，MPaP——閥門工作壓力，MPaF——閥桿總作用力，N。（見閥桿操作力計算）a——閥座支撐面半徑，mmb——墊塊半徑，mm[σ]——材料許用應(yīng)力，MPa53ppt課件2.2截止閥設(shè)計計算：53ppt課件上例中，β6=0.36，P=2.0MPaF=16049.6Na=38mmb=10mm[σ]=104MPa計算結(jié)果，σ1=34.76MPa,σ2=4.475MPaσ=39.24MPa＜[σ]OK54ppt課件上例中，54ppt課件閥瓣受力分析55ppt課件閥瓣受力分析55ppt課件2.2.2閥體壁厚計算t=1.5*d*0.9/([σ]-1.2P)式中,t——閥體計算壁厚,mmd——閥體計算內(nèi)徑，mm[σ]——材料許用應(yīng)力，MPaP——閥門工作壓力，MPaT=t+Ma+CF+SR式中,Ma——鑄造偏差，mmCF——腐蝕余量，mmSR——特殊要求增加壁厚，mm56ppt課件2.2.2閥體壁厚計算t=1.5*d*0.9/([σ]-1.上例中，d=130mm[σ]=98MPaP=2.0MPaMa=2.5mmCF=3mmSR=0則，T=7.3mm。圖紙取10.5mm，OK。57ppt課件上例中，57ppt課件2.2.3閥座密封比壓計算設(shè)計原則：qmf<q<[q]q=Qmz/(π（d+bm

）bm

，MPaQmz=Qmf+Qmj，NQmf=π（Dmn+bm）bm*sina*(1+fm/tga)*qmf，NQmj=π/4（Dmn+bm）2P，Nqmf=（3.5+P）/SQRT（bm）式中，Qmz——閥座密封面總作用力，NQmf——閥座密封必須作用力，NQmj——閥座密封面介質(zhì)靜作用力，Nq——閥座計算比壓，MPaqmf——密封必須比壓，MPa（見《閥門設(shè)計手冊》P427）a——閥瓣半錐角。dm——閥座密封面內(nèi)徑，mmbm——閥座密封面有效寬度，mmp——工作壓力，MPa58ppt課件2.2.3閥座密封比壓計算設(shè)計原則：58ppt課件上例中，dm=76bm=3a=30°P=2.0MPa則，q=19.93MPaqmf=10.04MPa[q]=45MPa（見《閥門設(shè)計手冊》P428，焊馬氏體不銹鋼，HRc35～40）qmf<q<[q]，合格59ppt課件上例中，59ppt課件許用比壓（見《閥門設(shè)計手冊》P426~427）60ppt課件許用比壓（見《閥門設(shè)計手冊》P426~427）60ppt課件密封面許用比壓（見《閥門設(shè)計手冊》P428）61ppt課件密封面許用比壓（見《閥門設(shè)計手冊》P428）61ppt課件2.2.4閥桿操作力計算及強(qiáng)度校核閥桿操作力F=Fg+Fs1+Fc-Fs2Fg=πds*h*puFs1=πd*d*P1/4Fc=π（d02-d2）K（P1-P2）/4Fs2=π（d02-ds2）P2/4式中，F(xiàn)g——填料摩擦力，NFs1——閥前壓力產(chǎn)生的作用力,NFc——密封面所需必須密封力，NFs2——閥后壓力產(chǎn)生的作用力，Nds——閥桿直徑，mmd-——閥座密封面內(nèi)徑，mmdO——閥座密封面外徑，mmh——填料函深度，mmK——面壓系數(shù)pu——閥桿單位面積壓力與填料摩擦系數(shù)的積，MPaP1——閥前壓力，MPaP2——閥后壓力，MPa62ppt課件2.2.4閥桿操作力計算及強(qiáng)度校核閥桿操作力62ppt課件63ppt課件63ppt課件在上例中，ds=26mmh=45mmd=76mmdO=79mmK=1.5pu=1.6MPaP1=20MPaP2=064ppt課件在上例中，64ppt課件則，F(xiàn)=16050NFg=5881NFs1=9073NFc=1096NFs2=065ppt課件則，65ppt課件閥桿強(qiáng)度校核σy=F/AA=πDt2/4式中，σy——關(guān)閉時閥桿應(yīng)力，MPaF——閥桿最大操作力，NA——閥桿有效斷面積,mm2Dt——梯形螺紋小徑，mm上例中，Dt=20.5σy=48.6MPa[σy]=360MPaσy＜[σy],OK66ppt課件閥桿強(qiáng)度