【正文】 。 — I 斷面處的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 )(MPaN? 為 WMmN ?? ≤ ? ?N? (231) 式中 mM — 閥座密封面與球體間的摩擦轉(zhuǎn)矩（ N? mm）； ? ?N? — 材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，（ Mpa）， ? ?N? =1050Mpa； W —— I — I 斷面的抗扭轉(zhuǎn)系數(shù)。 填料與閥桿之間的摩擦力 tF 可按下式計算 ZHPdF TTt ?? (N) （ 227） 式中 T? — 填料與閥桿之間的摩擦系數(shù)， T? =； Z— 填料圈數(shù)， Z=3； h— 單圈填料高度， h=。 閥桿材料選擇 閥桿作為球閥的重要受 力零件，其材料必須具有足夠的強(qiáng)度和韌性，能耐介質(zhì)、大氣及填料的腐蝕，耐擦傷，工藝性好。 則法蘭的總力矩 0M 為： 50 105 2 4 5 2 4 4 0 0 0351 1 3 7 0 0402 7 6 0 0352 9 0 3 0 0 xxxxM ????? （ N*mm）。 （ 220） 1? — 法蘭頸部大端有效厚度（ mm）； TS — 從螺栓孔中心至力 TF 作用位置處的徑向距離（ mm） , 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 21 GT SSS ??? ?。見下圖所示： 圖 24 整體法蘭 作用于法蘭的總力矩 0M 為： GGTTDD SFSFSFM ???0 （ 219） 式中 DF — 作用在法蘭內(nèi)直徑面積上的流體靜壓軸向力（ N）， PDF iD ? 。 則 ?aW 。在操作情況下，螺栓承受的載荷為 pW ： QFFW pp ??? （ 216） QmPbDD Gg ??? π27 8 2 式中 PW — 在操作情況下所需的最小螺栓轉(zhuǎn)矩（ N）； F— 總的流體靜壓力（ N） , PDF G ? ； 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 PF — 連接接觸面上總的壓緊載荷（ N）， MPbGF GP π2? 。 =21mm，可知 C=1mm。 （ mm） (214) ? ? PL pcbS 39。 根據(jù)球閥的常用工況和材料成本總和考慮選用 HT200 作為閥體材料。 。 （ 3）三分體式：閥體有三部分組成，這三部分是在閥座處沿著與通道向垂直的界面而分隔開的，螺栓將這三部分連接成一體。 由于本球閥為浮動球閥故其轉(zhuǎn)矩 0M 計算公式如下： utm MMMM ??? (212) 式中 mM — 球體與閥座密封面間的摩擦轉(zhuǎn)矩； mM — 閥桿與填料之間摩擦轉(zhuǎn)矩； uM — 閥桿臺肩與止推墊間的摩擦轉(zhuǎn)矩。442222 DRL ??； 1D — 閥座內(nèi)徑； 2D — 發(fā)作外徑； mD — 閥座平均直徑（ mm）， 2 21 DDD m ?? ； R— 球體半徑（ mm）。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 設(shè)計比壓的計算 設(shè) 計時確定的在密封面單位面積上的壓力，稱為設(shè)計比壓，以 q表示。下面是由實驗結(jié)果得出的計算公式： )( bcPamqb ?? MPa （ 22） 式中 m— 與流體性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)； a， c— 與密封面材料有關(guān)的系數(shù)； P— 流體工作壓力； b— 密封面在垂直于流體流動方向上的投影寬度； t— 密封面 寬度； 其中查表 21 可得 m=1， a=， b=， P=2Mpa。同時為保證球體表面能完全覆蓋閥座密封面，選定球徑后須按下式進(jìn)行校核： )(222m in mmdDD ?? （ 21） 必須滿足 D＞ minD ， 式中 minD 為最小球體直徑（ mm）； 2D — 閥座外徑（ mm）； d— 球體通道孔直徑（ mm）； D— 球體實際直徑（ mm）。 3. 按球閥與管道的連接形式分類 按球閥與管道的連接形式可分為法蘭 連接球閥、內(nèi)螺紋和外螺紋連接球閥以及焊接連接球閥。其中浮動球閥的特點十分突出，主要有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、工作可靠。球體的通孔則與閥體通道中心線重合或者垂直，球閥便完成了全開或全關(guān)的動作。下面對上述幾個重要零件的設(shè)計進(jìn)行設(shè)計計算。課題的研究內(nèi)容和方法主要包括： （ 1）設(shè)計球閥結(jié)構(gòu)并進(jìn)行強(qiáng)度校核 通過設(shè)計手冊對球閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，主要包括閥體、閥桿、閥芯以及省力機(jī)構(gòu)的選用與設(shè)計，并對其受力分析，然后再確定材料后進(jìn)行強(qiáng)度校核。 目前我國關(guān)于球閥的生產(chǎn)企業(yè)大多規(guī)模小、科研能力弱，大多通過參考外國產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)，其主要原因是技術(shù)投入資金不足，科研人員數(shù)量不足，所以在國內(nèi)很多的大型工程招標(biāo)中大多被外國閥門企業(yè)所壟斷。 1984年就在中國開展業(yè)務(wù)的 FIS}玎訊控制閥由于進(jìn)入中國較早，其產(chǎn)品已經(jīng)成為中國教科書的樣板。西德一家閥門公司已制造通徑為 6“的塑料球閥；美國 Hill Maccanng 公司制成一種含氟材料球閥，商業(yè)名稱為 Kynar，據(jù)稱有高強(qiáng)度、優(yōu)良的耐溫與耐腐蝕性能，使用溫度為《 250℃。球閥的最高工作壓力已達(dá) 72Mpa，其相應(yīng)溫度高達(dá) 1000℃。直到上世紀(jì) 50 年代，聚四氟乙烯等彈性密封材料的出現(xiàn)才使球閥的產(chǎn)生和發(fā)展出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)；同時由于機(jī)床工業(yè)的發(fā)展，使球體加工技術(shù)提高，能夠?qū)崿F(xiàn)球體所要求的尺寸精度與表面粗糙度。s structural style to the product, finally determined that ball valve39。 In the structure and material aspect in satisfying under the intensity premise, reduce the structure as far as possible the plexity, by a smaller consumption, a simpler structure realizes the end product design optimization, simultaneously carries on the stress to ball valve39。武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 ................................................................ I ABSTRACT ........................................................... II 1 緒論 .............................................................. 1 .......................................................... 1 ........................................................ 1 、方法和目標(biāo) ........................................ 2 2 球閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計及校核 ................................................ 3 、作用原理、特點和結(jié)構(gòu)分類 .................................. 3 ........................................................ 3 .................................................... 3 ........................................................ 3 .................................................... 4 ........................................................ 4 .......................................... 5 .................................................... 5 ...................................................... 5 .................................................... 6 ...................................................... 7 ........................................................ 8 閥體設(shè)計 ............................................................. 9 、連接形式、結(jié)構(gòu)長度和材料的確定 ....................... 9 ................................................... 10 閥體法蘭設(shè)計 .................................................... 10 閥體法蘭校核 .................................................... 11 閥桿的設(shè)計和校核 ..................................................... 14 閥桿材料選擇 .................................................... 14 閥桿填料的選擇、填料摩擦力及摩擦轉(zhuǎn)矩的計算 ....................... 15 閥桿強(qiáng)度的計算 .................................................. 16 閥桿連接件的強(qiáng)度計算 ................................................. 18 球體的設(shè)計和校核 ..................................................... 20 球閥的閥座設(shè)計 ...................................................... 21 省力機(jī)構(gòu)的設(shè)計和校核 ................................................ 22 .................................................. 23 .............................................. 23 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 ANSYS軟件分析 .............................