设计计算书 闸阀.doc

1、 闸 阀Z40H-25 DN500设计计算书设计： 侯工 审核： 技术部 批准： 总经理 日期： 2015/7/23 永嘉宏业高中压阀门有限公司永嘉宏业高中压阀门有限公司- 1 -目录阀体壁厚验算2阀盖壁厚验算3密封面上总作用力及计算比压4闸板强度验算5阀杆强度验算6中法兰螺栓强度验算7-9中法兰强度验算10参考资料1. GB/T12234-2007管道阀门2. GB/T 12224-2005阀门法兰、螺纹和焊端连接的阀门3. GB/T9113/JB/T79管道法兰和法兰管件4. GB/T12221-2005阀门结构长度5. 中国标准出版社阀门设计计算手册(主编：陆培文 高凤琴 2009 年)

2、6. 机械工业出版社实用阀门设计手册(主编：陆培文 2007 年)说明1. 以公称压力作为计算压力2. 对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整数，已具裕度3. 涉及的材料许用应力值按-2938时选取4. 适用介质为水、油、气等介质5. 不考虑地震载荷、风载荷等自然因素6. 瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的 1.1 倍7. 管道中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力永嘉宏业高中压阀门有限公司- 2 -型号 DN500 Z40H-25零件名称 阀体材料牌号 WCB计算内容 阀体壁厚验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值

3、单位1 壳体计算壁厚 t1 P DN/(2.3 L-P)+C 17.89 mm2 计算压力 P 设计给定 2.5 MPa3 计算内径 DN 设计给定 545 mm4 基本应力系数 L 查表 4-3(或表 4-5) 51 MPa5 附加厚度 C 设计给定 5.0 mm6 阀门实际厚度 t 设计选定 20.4 mm结论： tt 1合格永嘉宏业高中压阀门有限公司- 3 -型号 DN500 Z40H-25零件名称 阀盖材料牌号 WCB计算内容 阀体壁厚验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 壳体计算壁厚 t1 P DN/(2.3 L-P)+C 17.89 mm2 计

4、算压力 P 设计给定 2.5 MPa3 计算内径 DN 设计给定 545 mm4 基本应力系数 L 查表 4-3(或表 4-5) 51 MPa5 附加厚度 C 设计给定 5.0 mm6 阀门实际厚度 t 设计给定 20.4 mm结论： tt 1 合格永嘉宏业高中压阀门有限公司- 4 -型号 DN500 Z40H-25零件名称 阀座密封环材料牌号 D507Mo计算内容 密封面上总作用力及计算比压根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 密封面上总作用力 MZQMJFQ406756 N2 最大压差介质作用力 J 2()/4NPDb326686 N3 密封面内径 MN设

5、计给定 484 mm4 密封面宽度 b设计给定 7 mm5 计算压力 P 设计给定 2.5 MPa6 密封面上密封力 MFQ()MFNMqDb80070 N7 密封面必需比压 q查表 4-16 5.0 MPa8 密封面计算比压 q /()MZNMb36.2 MPa9 密封面许用比压 q 查表 4-17 45 MPa永嘉宏业高中压阀门有限公司- 5 -结论： q q 合格MF型号 DN500 Z40H-25零件名称 闸板材料牌号 WCB计算内容 闸板强度验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 中心处弯曲应力 WR (K*P)/w+C 49.3 MPa2 计算压

6、力 P 设计给定 2.5 MPa3 密封面平均半径 MD0.5（ ）MNb240 mm4 密封面内径 N设计给定 450 mm5 密封面宽度 Mb设计给定 30 mm6 闸板厚度 BS设计给定 50 mm7 附加厚度 C 设计给定 5 mm8 系数 K设计给定（按自由周边）1.249 许用弯曲应力 W查表 4-11 61 MPa永嘉宏业高中压阀门有限公司- 6 -结论： 合格W型号 DN500 Z40H-25零件名称 阀杆材料牌号 20Cr13计算内容 阀杆强度验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 关闭时阀杆总轴向力 QFZ K（D MJD MF） QPQ

7、 T 582520 N2 开启时阀杆总轴向力 QFZ K（D MJD MF） QPQ T 413216 N3 阀杆最大轴向力 QFZ Q PZ 582520 N4 摩擦系数 K 设计给定 0.55 密封面处介质作用力 QMJ p（D MNb M）/4 685813 N6 密封面上密封力 QMF q MF（D MFb M）b M 133210 N7 阀杆径向截面上介质作用力 QP pd F/4 7122 N8 阀杆直径 DF 设计给定 50.0 mm9 阀杆与填料摩擦力 QT d F bTp 6898 mm10 系数 设计给定（按 hT/bT） 3.2611 填料深度 hT 设计给定 90 mm

8、12 填料宽度 bT 设计给定 10 mm13 阀杆轴向拉应力 LQFZ/ FS 186 MPa14 阀杆轴向压应力 YQFZ/ FS 182.8 MPa15 阀杆最小截面积 FS 梯螺退刀槽截面最小 FTT 2826 mm16 阀杆扭应力 NMFL/ WS 35 MPa17 阀杆螺纹摩擦力矩 MFL QFZ RFM 825800 Nmm18 螺纹摩擦半径 RFM 阀门设计计算手册 2.5 mm19 阀杆最小截面系数 WS 梯螺退刀槽截面最小 WT 3175020 合成应力 （ Y4 N） 1/ 187.5 MPa永嘉宏业高中压阀门有限公司- 7 -21 许用拉应力（近似 20Cr13） L实

9、用阀门设计手册 220 MPa22 许用压应力（近似 20Cr13） Y实用阀门设计手册 245 MPa23 许用扭应力（近似 20Cr13） N实用阀门设计手册 145 MPa24 许用合成应力（近似 20Cr13） 实用阀门设计手册 230 MPa结论： L L Y Y N N 合格型号 DN500 Z40H-25零件名称 中法兰螺柱材料牌号 35CrMoA计算内容 中法兰螺栓常温强度验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 螺栓计算载荷 QL Q、Q中较大值 975593 N2 操作下总作用力 Q QDJ QDF QDT QFZ 975593 N3 最小

10、预紧力 Q QYJ 699000 N4 垫片处介质作用力 QDJ PSDJ 361728 N5 介质有效作用面积 SDJ 设计给定 180864 mm6 计算压力 P 设计给定 2.5 MPa7 垫片上密封力 QDF SDPmDPP 1.8105 N8 垫片的接触面积 SDP 设计给定 3104 mm9 垫片系数 mDT 查表 4-27 3.010 垫片弹性力 QDT Q DJ 72345.6 N11 系数 设计给定 0.212 关闭时阀杆总轴向力 QFZ 见阀杆强度验算序号 1 361520 N13 必须预紧力 QYJ SDP qYJ KDP/2 699000 N14 密封面必须比压 qYJ

11、 查表 4-16 46.6 MPa15 垫片形状系数 KDP 设计给定 1 mm16 双头螺柱拉应力 L QL/ SL 90 MPa17 双头螺柱总截面积 SL Z SI 10800 mm18 双头螺柱数量 Z 设计给定 2419 单个双头螺柱截面积 S1 查表 4-13 450 mm20 双头螺柱直径 dL 设计给定 33 mm永嘉宏业高中压阀门有限公司- 8 -21 双头螺柱间距与直径比 LJ Lmin/ dL 3.222 双头螺柱孔最小间距 Lmin 设计给定 92 mm23 许用拉应力 L查表 4-13 230 MPa结论： L L 2.7 LJ5 合格型号 DN500 Z40H-25

12、零件名称 中法兰螺柱材料牌号 35CrMoA计算内容 中法兰螺栓初加温强度验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 螺栓计算载荷 QL Q、Q中较大值 975593 N2 操作下总作用力 Q QDJ QDF QDT QFZ 975593 N3 最小预紧力 Q QYJ 699000 N4 垫片处介质作用力 QDJ PSDJ 361728 N5 介质有效作用面积 SDJ 设计给定 180864 mm6 计算压力 P 设计给定 2.5 MPa7 垫片上密封力 QDF SDPmDPP 1.8105 N8 垫片的接触面积 SDP 设计给定 3104 mm9 垫片系数 m

13、DT 查表 4-27 3.010 垫片弹性力 QDT Q DJ 72345.6 N11 系数 设计给定 0.212 关闭时阀杆总轴向力 QFZ 见阀杆强度验算序号 1 361520 N13 初加温时螺栓温度变形力 QYJ SDP qYJ KDP/2 799000 N14 密封面必须比压 qYJ 查表 4-16 46.6 MPa15 垫片形状系数 KDP 设计给定 1 mm16 双头螺柱拉应力 L QL/ SL 90 MPa17 双头螺柱总截面积 SL Z SI 10800 mm18 双头螺柱数量 Z 设计给定 2419 单个双头螺柱截面积 S1 查表 4-13 450 mm永嘉宏业高中压阀门有

14、限公司- 9 -20 双头螺柱直径 dL 设计给定 33 mm21 螺栓拉应力 L FLZ/AL 289.8 MPa22 安全系数ns L/L1.3823 屈服强度极限 L查表 4-12 400 MPa结论： ns1.25 合格型号 DN500 Z40H-25零件名称 中法兰螺柱材料牌号 35CrMoA计算内容 中法兰螺栓高温强度验算根据 阀门设计计算手册简图序号 计算数据名称 符号 公式 数值 单位1 螺栓计算载荷 QL Q、Q中较大值 975593 N2 操作下总作用力 Q QDJ QDF QDT QFZ 975593 N3 最小预紧力 Q QYJ 699000 N4 垫片处介质作用力 Q

15、DJ PSDJ 361728 N5 介质有效作用面积 SDJ 设计给定 180864 mm6 计算压力 P 设计给定 2.5 MPa7 垫片上密封力 QDF SDPmDPP 1.8105 N8 垫片的接触面积 SDP 设计给定 3104 mm9 垫片系数 mDT 查表 4-27 3.010 垫片弹性力 QDT Q DJ 72345.6 N11 系数 设计给定 0.212 关闭时阀杆总轴向力 QFZ 见阀杆强度验算序号 1 361520 N13 高温时螺栓温度变形力 QYJ SDP qYJ KDP/2 899000 N14 密封面必须比压 qYJ 查表 4-16 46.6 MPa15 垫片形状系数 KDP 设计给定 1 mm16 双头螺柱拉应力 L QL/ SL 90 MPa17 双头螺柱总截面积 SL Z SI 10800 mm18 双头螺柱数量 Z 设计给定 2419 单个双头螺柱截面积 S1 查表 4-13 450 mm