【正文】 6） 體積比較簡(jiǎn)單，鑄造工藝性好，適用范圍廣。 手輪直徑的確定閥門(mén)首輪直徑主要根據(jù)閥桿上的最大扭矩和可以施加在手輪上的圓周力來(lái)選定的。3. 活節(jié)螺栓的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核活節(jié)螺栓主要作用是連接填料壓蓋與閥蓋，材料為35鋼，活節(jié)螺栓的尺寸由GB79888所規(guī)定，其尺寸如下：d=M16，d1=12，S=18，b=38，D=28，r=10，X=5，l=60活節(jié)螺栓所受拉應(yīng)力為： 其中 —為35號(hào)鋼拉應(yīng)力，由《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P615查得。 閥桿主要尺寸的確定1. 下閥桿端部結(jié)構(gòu)尺寸由《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1297查得下閥桿端部結(jié)構(gòu)與尺寸如下：圖332 閥桿端部結(jié)構(gòu) H=62 b=28 B=452. 下閥桿頭部結(jié)構(gòu)尺寸下閥桿頭部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，有螺雙連接和鍵的連接，還有密封圈溝槽和退刀槽，具體尺寸確定如下：設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必考慮鍵的安裝，一定要保證能裝進(jìn)去螺栓為M36，密封圈內(nèi)徑26。由《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1027與P1028查得閥桿受力圖及強(qiáng)度驗(yàn)算公式，對(duì)于裝有推力球軸承的明桿閘閥閥桿的總扭矩為： 式中 RFM—螺紋的摩擦半徑，由《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P665 查得。 閘板主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定1. 閘板與閥桿頭部相配合的T型槽尺寸由《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1289圖721和表722以及已知的公稱(chēng)通徑、閥桿直徑確定閘板T形槽結(jié)構(gòu)與尺寸如下：圖321 閘板T形槽結(jié)構(gòu)如圖：， ， 2. 閘板密封面外徑閘板密封面外徑為。對(duì)于明桿閘閥，閥體導(dǎo)軌與閘板之間徑向間隙對(duì)閘板與閥座密封面之間接觸面積有一定影響。本設(shè)計(jì)采用的是WCB級(jí)的鑄鋼，屬于塑性材料因此按照塑性材料計(jì)算其壁厚根據(jù)《閥門(mén)計(jì)算》P117得壁厚計(jì)算公式： 其中：DN—中腔直徑。 確定閥體的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和連接尺寸GB/T 122212005《金屬閥門(mén) 結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》表7 法蘭連接閘閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，參考公稱(chēng)設(shè)計(jì)參數(shù)確定公稱(chēng)壓力PN=，公稱(chēng)通徑DN=300mm的楔式閘閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為500mm。（5）O形密封圈氣缸中的密封圈采用耐油橡膠O形密封圈，密封性能可靠，維修時(shí)更換方便。電動(dòng)和氣動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)形式的閘閥，是現(xiàn)在使用最為廣泛的閘閥類(lèi)型，電動(dòng)閘閥和氣動(dòng)閘閥隨著閥門(mén)技術(shù)的不斷進(jìn)步，向著高技術(shù)、高規(guī)格、抗腐蝕、壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展，兩者工作性能的提高，使其在行業(yè)中占的比重越來(lái)越大，得到更多的市場(chǎng)發(fā)展空間[15]。中國(guó)古代從鹽井中吸鹵水制鹽時(shí)，就曾在竹制管路中使用過(guò)木塞閥。因此，閥門(mén)可靠性技術(shù)研究的總結(jié)和展望對(duì)今后系統(tǒng)地進(jìn)行閥門(mén)可靠性研究有重要的理論現(xiàn)現(xiàn)實(shí)意義[4]。閘板密封面的受力分析，閘桿穩(wěn)定性校核及閥門(mén)強(qiáng)度計(jì)算是重難點(diǎn)。閘閥在管路中只能作全開(kāi)或全關(guān)切斷用，不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流。比如控制精度不高、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試不方便、故障診斷方法不完善等，這就使得原有的電動(dòng)閥門(mén)越來(lái)越無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，必將被淘汰。像美國(guó)、英國(guó)、東歐、西歐等都有了閥門(mén)行業(yè)協(xié)會(huì)，日本也有閥門(mén)工業(yè)會(huì)和閥門(mén)研究會(huì)，前蘇聯(lián)則有閥門(mén)設(shè)計(jì)研究院。目前中國(guó)四大閥門(mén)未來(lái)發(fā)展前景及趨勢(shì)：（1）工程節(jié)能閥門(mén)走向系列；（2）水力控制閥一閥多用；（3）智能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥瞄準(zhǔn)搖控；（4）閥門(mén)邁向通用化[10]。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)（1）氣動(dòng)手動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)裝氣動(dòng)執(zhí)行器氣缸缸蓋上部的氣動(dòng)手動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，在閘閥開(kāi)啟的關(guān)閉過(guò)程的任何位置上，都可十分方便的轉(zhuǎn)動(dòng)操作手柄，直接地進(jìn)行由氣動(dòng)至手動(dòng)或手動(dòng)至氣動(dòng)的操作方式的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換操作手柄采用定位銷(xiāo)自鎖設(shè)計(jì)，手柄定位后，可靠鎮(zhèn)定。但是為了減少供應(yīng)儲(chǔ)備上的困難，我們已經(jīng)進(jìn)行了材料選用方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作，便于既滿(mǎn)足與設(shè)計(jì)要求，又方便生產(chǎn)。這種形式的密封在介質(zhì)進(jìn)口端閘板與閥座密封面之間是不密封的，這里或者根本沒(méi)有比壓力，或者只有比密封比壓小的比壓力；在介質(zhì)出口一邊閘板與閥座密封面之間的密封性由閥桿軸向力來(lái)強(qiáng)制地加以保證，當(dāng)沒(méi)有介質(zhì)時(shí)，密封面上的額比壓力不得小于密封比壓。所以， 所以，選擇35號(hào)鋼的螺栓是符合設(shè)計(jì)需求的。所謂檔寬就是指閥座或閘板兩密封面在其中心線上的距離。所以，填料空的深度H=6+6+6+(2~5)=53mm 其中 h1—單圈填料與閥桿接觸的高度； Z1—填料圈數(shù)； f—填料與閥桿的摩擦系數(shù)，~，取f= 計(jì)算得QT=。2. 上閥桿的穩(wěn)定性校核手動(dòng)關(guān)閉式閥桿與開(kāi)合螺母連接，可以認(rèn)為是固定連接，下端部與T型槽連接屬球星連接，屬于有自由度連接，.閥桿的細(xì)長(zhǎng)比(即柔度)按下式計(jì)算: 式中 dF—閥桿直徑為38mm； lF—閥桿計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)于升降桿是從上端閥桿螺母螺紋全高中點(diǎn)至閥桿下端面的距離，lF= 長(zhǎng)度系數(shù)，與支撐形式有關(guān)。圖341 上填料 圖342 中填料填料墊結(jié)構(gòu)形式如圖所示，尺寸按JB/T1712 2008中表5規(guī)定。故，無(wú)介質(zhì)時(shí)，密封面比壓滿(mǎn)足要求。綜上所述，螺紋的強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。四年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意。 螺桿的材料選為35鋼，則為140MPa則, 。故，有介質(zhì)時(shí)，密封面比壓也滿(mǎn)足要求。b. 填料壓蓋的強(qiáng)度校核根據(jù)《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P1062和P1063可知填料壓蓋的強(qiáng)度校核應(yīng)對(duì)ⅠⅠ和ⅡⅡ斷面進(jìn)行彎曲應(yīng)力校核。由《閥門(mén)設(shè)計(jì)》P154查得常溫時(shí)閥桿中細(xì)長(zhǎng)比的下界，所以有即 所以上閥桿滿(mǎn)足穩(wěn)定性條件。所以 閥桿的直徑估算由《閥門(mén)設(shè)計(jì)》P197公式1026的直徑估算公式 式中：Q—閥桿的最大軸向力，即 [蟽Y]—閥桿材料的許用應(yīng)力，查《閥門(mén)設(shè)計(jì)》P185表98得到，2Cr13的。由于閥座與閘板的檔寬名義尺寸不等，所以在全關(guān)的位置上，閘板的中心線不會(huì)與閥座的中心線重合，而是由一定的距離 .上述的是理想情況的名義尺寸，即為沒(méi)有任何偏差的情況下。ⅠⅠ斷面彎曲應(yīng)力 式中 所以 由《閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P264查得IG25的 所以.ⅡⅡ斷面彎曲應(yīng)力 式中 ， 所以 由《閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P264查得IG25的 所以 綜上，中法蘭的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)度要求。3）單面強(qiáng)制密封的受力分析和密封面比壓的計(jì)算作用在閥門(mén)上的出口端閥座密封面的比壓要比進(jìn)口端大，其值按下列公式計(jì)算：密封面上介質(zhì)靜壓力 其中：DMN—密封面內(nèi)徑 bM—閥座密封面寬度 P—計(jì)算壓力 QMJ—密封面上介質(zhì)靜壓力介質(zhì)密封力 其中：qMF—密封比壓，由《閥門(mén)設(shè)計(jì)》P170表81查得 密封面上的總作用力： 密封面上的比壓計(jì)算： 密封面材料使用2Cr13，由《閥門(mén)設(shè)計(jì)》P171查得需用比壓[q]=45MPa，所以 故閥體密封比壓校驗(yàn)合格。本次設(shè)計(jì)中適用于壓力P≤，介質(zhì)溫度T≤200℃的低壓閥門(mén)，常用牌號(hào)有HT20HT254HT3054等，其機(jī)械性能按照GB/T 122262005《通用閥門(mén) 灰鑄鐵件技術(shù)條件》的規(guī)定。在新建工程的自控制系統(tǒng)未完成之前，本系列閘閥可以可靠地作為手動(dòng)閘閥使用，動(dòng)作時(shí)靈活輕快。在我國(guó)目前的閥門(mén)市場(chǎng)上，除低壓閥門(mén)達(dá)到國(guó)際市場(chǎng)能接受的水平外，高壓閥門(mén)仍然需要依靠進(jìn)口[11]。國(guó)際閥門(mén)貿(mào)易市場(chǎng)在最近幾年中十分活躍，競(jìng)爭(zhēng)也相當(dāng)激烈，實(shí)力較強(qiáng)的國(guó)家則是德國(guó)和美國(guó)，其中德國(guó)是世界最大的閥門(mén)出口國(guó)[6]。氣動(dòng)閥門(mén)的設(shè)計(jì)需要綜合考慮閥門(mén)、執(zhí)行器、氣動(dòng)元件以及閥門(mén)功能等多種因素，目前設(shè)計(jì)水平和制造水平與一流執(zhí)行器閥門(mén)制造商還是有一定的差距，需要虛心學(xué)習(xí)，不斷提高[3]。本設(shè)計(jì)是以楔式彈性單閘板閘閥為設(shè)計(jì)對(duì)象，主要介紹了閘閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和手動(dòng)氣動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置的特點(diǎn)，以及其工作原理。閥門(mén)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程包括這樣幾個(gè)步驟。目前在閥門(mén)可靠性研究領(lǐng)域密封問(wèn)題、振動(dòng)噪聲問(wèn)題和可靠性試驗(yàn)問(wèn)題是人們關(guān)注的焦點(diǎn)也是難點(diǎn)。閥門(mén)是隨著流體管路的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。尤其是幾項(xiàng)世紀(jì)工程“西氣東輸”、“西電東送”、“南水北調(diào)”等項(xiàng)目的開(kāi)工需要大量的閥門(mén)產(chǎn)品配套；另外，我國(guó)正面臨著工業(yè)化時(shí)代的到來(lái)，石化行業(yè)、電力部門(mén)、冶金部門(mén)、化工行業(yè)和城市建設(shè)等使用閥門(mén)大戶(hù)將增強(qiáng)對(duì)閥門(mén)產(chǎn)品的需求[13]。因此，使用本閥可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、集中控制和自動(dòng)控制。 閥體的結(jié)構(gòu)形式和制造方法由閘閥的公稱(chēng)壓力PN=，公稱(chēng)通徑DN=300mm，通常情況閥體在結(jié)構(gòu)允許的條件下使用圓形中腔，圓形中腔較之其他形狀的中腔受力較好。按理說(shuō)，一個(gè)閥體的計(jì)算要根據(jù)它的形狀和尺寸一部分一部分地單獨(dú)進(jìn)行，但實(shí)際應(yīng)用上并不需要這樣做，因?yàn)榉珠_(kāi)計(jì)算比較復(fù)雜，并且一個(gè)閥體中通常亦不取幾個(gè)不同的壁厚。關(guān)閉閥門(mén)時(shí)，往往容易過(guò)于用力。閘板與閥座的密封面磨損后，閘板的關(guān)閉位置下移至二者的密封面上緣(最高點(diǎn))對(duì)齊時(shí)，即為極限位置，這是尚能使兩者密封面全面積接觸，當(dāng)兩者密封面繼續(xù)磨損下移，則認(rèn)為兩者不能保證密封，認(rèn)定此閥門(mén)損廢。由于閥桿的軸向力通過(guò)螺母凸肩作用在支架上，此處設(shè)有推力軸承，所以軸承與支架產(chǎn)生的摩擦力矩并不作用在閥桿上。3. 下閥桿的穩(wěn)定性校核下閥桿是一端活塞通過(guò)螺母固定，屬固定端，端部與T型槽以鉸鏈連接，同上閥桿，閥桿的細(xì)長(zhǎng)比(即柔度)按下式計(jì)算： 式中 lF—閥桿計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)于升降桿是從上端閥桿螺母螺紋全高中點(diǎn)至閥桿下端面的距離，lF=； 長(zhǎng)度系數(shù)，與支撐形式有關(guān)，對(duì)于具有中間支撐，查《閥門(mén)設(shè)計(jì)》P153得。ⅡⅡ斷面的彎曲應(yīng)力為 式中 —ⅡⅡ斷面彎曲力矩， —ⅡⅡ斷面的斷面系數(shù)，所以 ，即，ⅡⅡ斷面校驗(yàn)合格。單向推力球軸承必須根據(jù)軸承的工作能力系數(shù)來(lái)選擇。再此設(shè)計(jì)時(shí)，零部件的尺寸不是完全由計(jì)算確定的，還要考慮其結(jié)構(gòu)、工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等要求。值此論文完成之際，謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師致以衷心的感謝。(5)閥門(mén)可在全開(kāi)通水的同時(shí)更換密封材料和O型圈。 Fy—單牙螺紋受擠壓面積；由《實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》P668查得，F(xiàn)J=，W=；P671查得鋁黃銅的 所以 故螺紋表面的擠壓應(yīng)力滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。根據(jù)《O型密封圈》相關(guān)規(guī)定，初步確定氣缸內(nèi)徑為460m