明桿楔式單閘板閘閥設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 02:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 封性能。閥門的密封副指的是啟閉件與閥座相互接觸進(jìn)行關(guān)閉的部分，密封面在進(jìn)行密封過程中容易受到磨損，密封性隨著使用次數(shù)增加而減低。在使用過程中，因?yàn)榻饘倜芊饷嬉约伴y門受介質(zhì)腐蝕和沖刷的影響容易損壞。所以閥門密封件的材料必須能夠耐腐蝕、抗沖刷。如果其中的任何一個(gè)要求都不能滿足，密封面就不能用這種材料制作。介質(zhì)的沖蝕會(huì)被腐蝕大大加速。同樣，盡管這種材料具有較大的抗腐蝕性和抗沖刷性，但由于抗擦傷性能較差，該材料同樣不適用。如果在普通閥門上應(yīng)用性能較好的材料，制造成本價(jià)格太高，也不適用。閘閥的密封副設(shè)計(jì)是對稱的，由于閥桿的作用力，在進(jìn)口和出口上形成相同的密封。所以，對于一般工業(yè)要求，單面強(qiáng)制密封足夠滿足，但高壓系統(tǒng)則難以滿足。密封面材料除了需要滿足一般強(qiáng)度外，還需滿足對介質(zhì)的奶腐蝕性，所以材料的選擇也是十分重要的。 密封副材料密封副是閥門的重要部件，密封副的密封性能是閥門是否能夠正常工作的重要標(biāo)準(zhǔn)。由于密封副的閥體一樣，在閘閥工作的時(shí)候直接與介質(zhì)流體接觸，在介質(zhì)流體的腐蝕與沖刷下，為了能夠使密封性能提高，閘閥使用時(shí)間久，密封副的材料一定要具有耐磨、抗壓、耐腐蝕的物化性能。已知：公稱壓力，溫度，介質(zhì)流體為水，油等介質(zhì)公稱壓力： 、公稱通徑密封面寬度： 、密封面內(nèi)徑：密封面材料：黃銅（），材料硬度，密封面間無滑動(dòng) 密封副的總作用力和比壓的計(jì)算密封面比壓的滿足條件：資料[3]、資料[4]第425頁 式中：：密封面上的必須比壓 查資料[3]表313：密封面的許用比壓 查資料[3]表314 ：實(shí)際比壓（MPa） （321）式中：：實(shí)際密封面比壓 （MPa） ：閥座密封面內(nèi)徑，設(shè)計(jì)給定，（mm） ：密封面寬度， 設(shè)計(jì)給定 ，（mm）：出口端閥座密封面上的總作用力（N），表467[3]計(jì)算：單面強(qiáng)制密封： （322）作用在出口密封面上的介質(zhì)靜壓力（N）： （324）密封面上達(dá)到必需比壓時(shí)的作用力（N）： （325）所以：實(shí)際比壓：所以：設(shè)計(jì)合格1. 楔半角5o2. 法蘭和對焊連結(jié)鋼制閘閥的殼體最小壁厚（）：表6226[3]3. 鋼制閥門閥體頸部的最小壁厚（）：表6239[3]4. 推薦的加工余量值：表42， 閥體與閥蓋連接型式和密封面結(jié)構(gòu)的確定閥蓋主要是為閥體提供一個(gè)罩子，用于連接閥體，保護(hù)閥桿密封副，所以閥蓋和閥體可以是一個(gè)整體，也可以分離。它必須經(jīng)受住工作介質(zhì)的壓力和溫度。法蘭是用于管道間相互連接的零件，也叫突緣或法蘭凸緣盤。也有用在設(shè)備進(jìn)出口上的法蘭，用于兩個(gè)設(shè)備之間的連接，如減速機(jī)法蘭。法蘭、墊片以及螺栓三者相互連接而成的一組組合密封結(jié)構(gòu)叫做法蘭連接，法蘭連接可以通過相應(yīng)的機(jī)械工具進(jìn)行拆卸。在管道裝置中管與管相連接用的法蘭叫管道法蘭，用在設(shè)備上是設(shè)備的進(jìn)出口法蘭。法蘭上有螺栓孔，螺栓使兩個(gè)法蘭相互緊密連接。兩個(gè)法蘭中間的密封需要使用密封墊。法蘭的連接方式有許多種，如：螺紋連接、絲扣連接、焊接以及卡夾。通常法蘭的使用是成對的，絲接法蘭可以在低壓管道上使用，焊接法蘭則在壓力為四公斤以上的機(jī)構(gòu)中使用。兩片法蘭盤用螺栓緊固時(shí)，兩者之間需要加上密封墊。法蘭厚度和螺栓的使用因壓力的不同而不同。水泵和閥門在和管道連接的地方也制成相對應(yīng)的法蘭形狀，這種管與管道間、管與設(shè)備間、設(shè)備與設(shè)備間通過法蘭進(jìn)行連接的連接方式也稱為法蘭連接[7]。不同的法蘭連接有不同的連接型式，當(dāng)它用在閥門中的時(shí)候，其密封面結(jié)構(gòu)型式有許多種，其中光滑式、徑向自緊在一般閥門中比較常見等。此次設(shè)計(jì)中閥體與閥蓋連接型式為法蘭連接，法蘭密封面結(jié)構(gòu)為光滑式結(jié)構(gòu)。 閥桿設(shè)計(jì)明桿閘閥閥桿是一根長形圓柱機(jī)械零件，作用是將手輪的旋轉(zhuǎn)扭力轉(zhuǎn)化為上下推力。閥桿端頭與閘板連接形成密封副，閥桿上部有傳動(dòng)螺紋，一般采用梯形螺紋或方形螺紋。明桿閘閥閥桿非螺紋部分因與填料摩擦，需要進(jìn)行表面處理，提高耐磨性和抗腐蝕能力。閘閥閥桿上的傳動(dòng)螺紋一般為左旋螺紋，手輪右向旋轉(zhuǎn)可以將閥桿旋下，密封副密封，介質(zhì)運(yùn)動(dòng)截止。明桿閘閥的閥桿螺母裝在支架上，手輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，螺母有軸向限位。閥桿材料多為2Cr13。 閥桿穩(wěn)定性示意圖 閥桿頭部 閥桿材料閥桿與閘相連接，手輪同構(gòu)閥桿將力矩傳送給閘板，閘板與閥座開口閉合，形成密封。所以閥桿材料須具有一定的抗壓力、扭應(yīng)力。因?yàn)椋航橘|(zhì)公稱壓力： 公稱通徑所以材料:2Cr13 閥桿總軸向力計(jì)算設(shè)計(jì)給定：閥桿直徑 填料層總高度介質(zhì)作用于閥桿上的軸向力： （341）:介質(zhì)的工作壓力所以：填料層的寬度: （342）取填料函內(nèi)徑： （343）當(dāng)，填料圈數(shù)，取填料函深度： （344）填料層總高度（設(shè)計(jì)給定）閥桿與填料間摩擦系數(shù)閥桿與填料間摩擦力： （345）資料[1]第60頁：關(guān)閉時(shí)閥桿總軸向力: （346）開啟時(shí)閥桿總軸向力： （347）閥桿最大軸向力，取、中的最大值。查閱資料：、密封面處介質(zhì)作用力： （349）密封面內(nèi)徑密封面寬度公稱壓力所以：密封面上密封力： （3410）密封面必須比壓所以：閥桿徑向截面上介質(zhì)作用力： （3411）閥桿直徑所以：閥桿與填料摩力： （3412） 無石棉填料系數(shù)，按填料深度和填料寬度查表可得所以：已知：、所以：關(guān)閉時(shí)閥桿總軸向力： 開啟時(shí)閥桿總軸向力：軸向應(yīng)力： 、 （3413）閥門最小截面面積螺紋公稱直徑和螺距，查表[4]可知：所以：軸向應(yīng)力、查表得：許用拉應(yīng)力、許用壓應(yīng)力、設(shè)計(jì)合格。 閥桿扭應(yīng)力計(jì)算扭應(yīng)力： （3414）關(guān)閉時(shí)閥桿螺紋摩擦力矩： （3415）閥桿最小斷面系數(shù)：螺紋摩擦半徑，表419[3]：、所以：關(guān)閉時(shí)閥桿螺紋摩擦力矩扭應(yīng)力 （3416）因?yàn)椋核裕汉细窈蠎?yīng)力： （3417）因?yàn)椋核裕汉细耖y桿端部的強(qiáng)度計(jì)算[3]剪應(yīng)力： （3418）已知：開啟時(shí)閥桿總軸向力：閥桿與填料摩擦力： （3419）閥桿銑扁后截面寬度：（設(shè)計(jì)給定）閥桿銑扁處到底面高度：（設(shè)計(jì)給定）所以：，設(shè)計(jì)合格。 閥桿彎曲應(yīng)力的校核彎曲應(yīng)力的校核：彎曲應(yīng)力： （3420）已知：、所以：，設(shè)計(jì)合格。閥桿的穩(wěn)定性計(jì)算[3]：閥桿計(jì)算長度： （3421）密封面內(nèi)徑：所以：，取閥桿的柔度確認(rèn)： （3422）閥桿的慣性半徑（mm）： （3
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