【正文】 a 符合要求。介質密封 QMF = л（d+bm）bmqmf =13 = N閥座密封面上的介質力： QMJ = л4 （d+bm）2p =** = N閥座密封面上的總壓力：QMZ= QMF + QMJ = N密封面比壓 ：q =QMZ л(d+bm ）bm = = MPa 13 20 MPa經過校核，符合要求。（5） 導閥下密封面比壓的確定 取 d = 8 mm bm = mm根據公式 ：qMF = C+kpbM/10 =+ = 13 MPa從閥門設計手冊查得聚四氯乙烯{q} =20 MPa介質密封力： QMF= л（d+bm）bmqmf = 13 = N閥座密封面上的介質力： QMJ = л4 （d+bm）2p = = N閥座密封面上的總作用力： QMZ= QMF + QMJ = N密封面比壓： q =QMZл(d+bm ）bm= = MPa 13 20 MPa經計算校核，符合要求。第五節(jié) 法蘭的設計1 法蘭螺栓的設計，按以下兩種情況設計。（1）操作情況由于流體靜壓力所產生的軸向力促使法蘭分開，而法蘭必須克服此種端面載荷，并且在墊片或接觸面上必須維持足夠的密緊力，以保證密封，此外，螺栓還承受球體與閥座密封圈之間的密封力作用。在操作情況下，螺栓承受的載荷為： WP =F+ FF +Q = +2лDGmp+Q式中 ：WP——在操作情況下所需的最小螺栓轉矩（N） F——總的流體靜壓力 （N）F= Dg2P FF——連接接觸面上總的壓緊載荷（N） FP = 2лDGmp DG——載荷位置處墊片的直徑（mm）由閥體內部尺寸可知。DG =203 mm m——墊片有效密封寬度，查表可知m=0. P——設計壓力 P = MPa Q——球體與閥座密封圈之間的密封力（N） 將各項數值代入可得： WS = 2032+0+197 = KN（2）預緊螺栓情況在安裝時將螺栓擰緊而產生初始載荷，是法蘭面壓緊墊片，此外，螺栓還承受球體與密封圈之間的預緊力。在預緊螺栓時螺栓承受的載荷為： wa =лbDGY+QI 式中：wa ——在預緊螺栓時所需的最小螺栓轉矩（N） Y——墊片或法蘭接觸面上的單位壓緊載荷（MPa），查表可得Y=0. Q1 ——球體與密封圈之間的預緊力； Q1 = N 代入以上數值得： Wa =лpDm2= N1 法蘭螺栓應力的計算 бl =WA { б} 式中：бl——法蘭螺栓拉應力（MPa） W——WP和Wa中兩者的較大值 A——螺栓承受應力下實際最小總面積 {бl}——螺栓材料在常溫下的許用拉應力代入以上數值可得： бl= = 2 閥體法蘭的校核（1） 法蘭力矩計算在計算法蘭應力時，作用在法蘭上的力矩是載荷和它力臂的乘積，力臂決定與螺栓孔中心園和產生力矩的載荷的相對位置。見下圖所示： 作用于法蘭的總力矩為： M0 =FDSD +FTST+FGSG式中： FD——作用在內直徑面積上的流體靜壓軸向力（N）, FD = FT——總的流體靜壓軸向力與作用面積在法蘭直FT徑面積上的流體靜壓軸向力之差（N），FT =FFD =(DG2Di2 ) SD——從螺栓孔中心園至力FD作用位置處的徑向距離（mm），SD=S+= +32= mm S——從螺栓孔中心園至法蘭頸部與法蘭背面交點的徑向距離: S =DbDi2 –δ1 δI——法蘭頸部大端有效厚度（mm） ST——從螺栓孔中心至力FT作用位置處的距離 ST =S+δ1+SG2 SG ——從螺栓孔中心至力FG作用位置處的徑向距離： SG =( DbDG)/2 DI——法蘭的內直徑，有所設計的閥體可知：DI =203 mm DG=285 mm DB=345 mmбI =32 mm бf =42 mm SG =30 mmSJ= mm Sd =2032= NST=（28522032）= N F = FD+ FJ= + = N FG= N則法蘭的總力矩為： M0 =FDSD +FTST+FGSG =++19711630 = N/mm（2） 法蘭應力計算① 法蘭的軸向應力бm (MPa) бm = fM0λDiδ12式中 ：M0——作用于法蘭的總力矩（N*mm） f——整體式法蘭頸部校正系數，f=1 λ——系數，查有關手冊表格可確定 代入數據得：бm= MPa② 法蘭盤的徑向應力 бR = (+1）M0λδf 2 Di （e= ） = MPa③ 法蘭盤的切向應力和強度校核上述三個應力應該滿足： бm≤ { бm} бR ≤ { бR} бT ≤ { бT}由閥體法蘭材料 1Cr18Ni9Ti 可確定： {бC } = 540 MPa第六節(jié) 閥門各附件的計算 1 毛細管的確定 當承受內壓直桿（即毛細管）計算厚度ts小于管子外徑D0的1/6時，直管計算厚度不小于計算值，設計厚度按以下公式計算： ts= PD02（бtEj+PY) tsd = ts + c c = c 1+ c 2 系數Y的確定應符合下列規(guī)定：①當ts D0/6 時，安下表選取；②當ts≥ D0/6 時，Y = D1+2CD1+D0+2CY的選定表：材料溫度 （℃）≤482510538566593≥621鐵工體綱奧氏體鋼其他型金屬 上式中：ts——直桿計算厚度 mm P——設計壓力 MPa D0、D1——分別為管子外徑和內徑mm бt——在設計溫度下材料的需用應力 EJ——焊接接頭系數， ——直管設計厚度 C——厚度附加量之和 mm c 1——厚度減薄附加量包括加工，開槽和螺紋深度及材料厚度負偏差 mm c 2——腐蝕或磨蝕附加量 mm Y——， 取D0 = 15mm ，則ts = PD02（бtEj+PY) = 15/(2540+2) = mmtsd= ts + c = +1+1 = mm根據以上計算查《金屬管道設計規(guī)范手冊》取D0=15 mm因此：tsd = mm2 螺栓的選取（1） 螺栓拉應力的計算本設計采用六角頭螺栓全螺紋A和B級（GB 578386）根據圖形尺寸初步選用螺栓中徑M36的螺栓，由螺栓所受的拉 力： F = PA=1652 = N根據M36可知，螺栓在承受拉力下的實際最小截面積： A = = = mm21Cr18Ni9Ti 在164 ℃下作用的 {δ} =540 MPa δ1= FA = = MPa {δ} =540 MPa經計算校核，該螺栓符合設計要求。根據手冊可查得螺栓總長度 L= 40 到100 mm之間，六角棱厚度為： k = mm。第五章 參考文獻參考文獻： 不銹鋼閥門的設計與制造——王孝天主編閥門設計手冊楊源泉主編——機械工業(yè)出版社出版閥門選用手冊——陸培文，孫曉霞，楊炯良編著—機械工業(yè)出版社出版
材料力學——王吉明主編—中國電力出版社出版
機械設計手冊——第三版第二卷—化學工業(yè)出版社
機械設計基礎——第六版，盧玉明主編—高等教育出版社
金屬材料手冊——黃勇，溫秉權主編—電子工業(yè)出版社
工業(yè)專用閥門選用手冊——黃日新主編—機械工業(yè)出版
機械彈簧制造技術——羅輝主編—機械工業(yè)出版社
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