蝶阀设计计算书DN150PN16.docx

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蝶阀设计计算书DN150PN16

编号：

设计计算书

名

称：

三偏心硬密封蝶阀

型

号：

D343H

公称通径：

150mm

公称压力：

1.6Mpa

编

制：

审

核：

批

准：

XXXX阀门有限公司

二OO九年十二月

计算内容壁厚「

计算内容密封面上计算比压Mg

计算内容阀杆力矩

计算内容阀杆强度验算

计算内容蝶板厚度计算

计算内容蝶板强度验算

计算内容流量系数的计算

附录

1

2

4

6

8

9

11

12

型号

零件名称

材料牌号

150D343H-16C

阀体

WCB

计算内容

壁厚T1

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

计算壁厚

SB

PNcDNC

2.3LP

mm

4.3

2

计算压力

PN

设计给定

Mpa

1.6

3:

计算内径

DN

设计给定

mm

150

4

许用拉应力

L

查《实用阀门设计手册》表3-3

Mpa

82

5「

腐蚀余量

C

设计给定

mm

3

6

实际壁厚

SB

设计给定

mm

12

结论：

1.SBSB'故合格。

2•管路附件温度压力级是根据材料相应温度下的许用应力制定的，故不进行高温核算。

型号150D343H-16C

零件名称阀座

材料牌号WCB

计算内容密封面上计算比压M8

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

密封面上总作用力

Qmz

Qmz+Qmf

N

37799

2

密封面上介质作用力

Qmj

n4DMN+bMP

N

26179

3

密封面内径

DMN

图示，设计给定

mm

142

4

密封面外径

Dmw

图示，设计给定

mm

146.67

5

密封面与球面接触半角

图示，设计给定

72

6

阀座密圭寸面宽度

bM

设计给定

mm

2.335

7

设计压力

P

设计给定

Mpa

1.6

8

密封面上密封力

Qmf

亍Dmw"-Dm/1+V^anaqMF

N

11620

9

密封面磨擦因数

fM

查《实用阀门设计手册》表3-26

0.3

10

密封面必须比压

qMF

查《实用阀门设计手册》表3-13

Mpa

10

11

密封面计算比压

q

QMVSinaDMW+DmNn）M

/sina

Mpa

18.77

12

密封面许用比压

q

查《实用阀门设计手册》表3-14

Mpa

150

结论qMF

Ba■Bs»

型号150D343H-16C

零件名称阀杆

材料牌号2Cr13

计算内容阀杆力矩

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

蝶阀阀杆力矩

Md

MM+MC+Mt+Mj+Md

Nmm

498174.1

2

密封面摩擦力矩

MM

4qMRbMfM』h2+R2

Nmm

410929.0

3

密封面必须比压

qm

查《实用阀门设计手册》表3-13

Mpa

10

4

P蝶板密封半径

R

设计给定

mm

72

5

密封面的接触宽度

bM

设计给定

mm

6.6

6

密封面间的摩擦因数

fM

查《实用阀门设计手册》表3-26

0.30

7

阀杆与蝶板中心的偏心矩

h

设计给定

mm

3

8

阀杆轴承的摩擦力矩

Me

Qcfcdp/2

Nmm

75002.1

9

密封填料的中心力矩

Mt

QtQf/2

Nmm

11139.1

10

静水力矩

Mj

当阀杆垂直安装时为0

Nmm

0

11

动水力矩（最大值通常在

a=60°〜80°范围内）

Md

21014gHD2/02gH/v。

2

Nmm

1103.86

12

作用在阀杆轴承上的载荷（密封状态时）

Qe

D2p4

N

26786.5

13

阀杆与轴承的摩擦因数

fC

设计给定

0.2

14

阀杆直径

dF

设计给定

mm

28

15

阀杆与填料间的摩擦力

Qt

^dFbTp

N

795.648

16

阀杆与填料间的摩擦系数

查《实用阀门设计手册》表3-15按hfbT

2.22

17

填料宽度

bT

设计给定

mm

8

18

填料深度

hT

设计给定

mm

40

19

计算压力

p

取公称压力PN

Mpa

1.6

20

重力加速度

g

m^s2

9810

21

r计算升压在内的最大静水压头

H

见蝶板厚度计算表中H

mm

217600

22

蝶板直径

D

设计给定

mm

146

23

蝶板开度为a角时的流阻系数

查《实用阀门设计手册》表5-158

3620

24

蝶板全开时的流阻系数

查《实用阀门设计手册》表5-158

0.222

25

蝶板开度为a角时的

动力水系数

查《实用阀门设计手册》表5-158

146200

26

全开始介质的流速

Vo

取1000〜3000的中间值

mms

2000

27

蝶板开度角

a

80o

型号150D343H-16C

零件名称阀杆

材料牌号2Cr13

计算内容阀杆强度验算

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

蝶阀阀杆力矩

Md

见阀杆力矩计算表

Nmm

498174.1

2

阀杆截面积

Fs

d；/4

mm

615.7

3

阀杆直径

dF

设计给定

mm

28

4

断面系数

W

d；/l6

3mm

4310.3

5

阀杆总轴向力

Qfz

fMQMZQPQT

N

13120

6

密封面摩擦因数

fM

查《实用阀门设计手册》表3-26

0.30

7

密封面上总作用力

Qmz

见密封面上计算比压序号1

N

37799

8

阀杆径向截面上介质作用力

Qp

pdF/4

N

984.7

9

计算压力

P

取公称压力PN

Mpa

1.6

10

阀杆与填料间的摩擦力

Qt

见阀杆力矩序号15

N

795.648

11

阀杆轴向应力

L

Qfz/FS

Mpa

21.3

12

阀杆扭应力

N

MD/W

Mpa

115.6

13

许用拉应力

L

查《实用阀门设计手册》表3-7

Mpa

220

14

许用扭应力

N

查《实用阀门设计手册》表3-7

Mpa

145

结论l

N

型号150D343H-16C

零件名称蝶板

材料牌号WCB

计算内容蝶板厚度计算

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

蝶板中心处厚度

b

0.054D#H

mm

46.1

蝶阀流道直径

D

设计选定，通常b/D0.015:

0.25

mm

142

考虑到水击升压的介质取大静压水头

H

100PNp

m

217.6

由于蝶板的快速关闭，在管路中产生的水击升压值

P

400qv/At

Mpa

0.576

体积流量

qv

设计选定

m尊h

114.0

阀座通道截面积

A

设计给定

2mm

15836.8

蝶板从全开到全关所经历的时间

t

设计确定

S

5

型号

150D343H-16C

零件名称

蝶板

材料牌号

WCB

计算内容

蝶板强度验算

A-A断面强度校核

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

A-A断面的弯应力

WA

Ma/Waw

Mpa

25.2

2

A-A断面的弯矩

Ma

pD；/12

Nmm

414951.5

3

介质压力

P

取p=PN

Mpa

1.6

4

蝶板外径

D2

设计选取

mm

146

5

A-A断面的抗弯断面系数

Wa

2*/b

3mm

16490.3

6

A-A断面的惯性矩

Ja

丄b3d3

6

4mm

380100.9

7

蝶板中心处最大厚度

b

见蝶板厚度计算序号1

mm

46.1

8

蝶板与阀杆配合孔长度

l

设计给定

mm

30

9

蝶板与阀杆配合孔直径

d

设计给定

mm

28

10

材料许用弯应力

w

查《实用阀门设计手册》表3-3

Mpa

102

B-B断面强度校核

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

B-B断面的弯应力

WB

Mb/Wbw

Mpa

34.1

2

B-B断面的弯矩

Mb

3

0.113pD3

Nmm

562674.2

3

介质压力

P

取p=PN

Mpa

1.6

4

蝶板外径

D2

设计选取

mm

146

5

B-B断面的抗弯断面系数

Wb

2JB/b

3mm

16494.9

6

B-B断面的惯性矩

JB

D23

6

4mm

380208.3

7

B-B断面平均厚度

设计给定

mm

25

8

蝶板中心处最大厚度

b

见蝶板厚度计算序号1

mm

46.1

计算内容流量系数的计算

序号

计算数据名称

符号

式中符号

公式

单位

计算数据

1

流量系数

Kv

106/28AV

m2

1699.1

2

流量系数

Av

』0.5

Q/P

m2

0.0476

3

体积流量

Q

0.785D2U106

m?

s

0.0371

4

液道直径

D

设计给定

mm

142

5

流体在管道内的平均流速

U

取1〜3的中间值

ms

2

6

密度

以水为介质

Kg/m3

1000

7

阀门的压力损失

P

U2/2

Pa

444

8

阀门的流阻系数

查《实用阀门设计手册》表5-158

0.222

型号

150D343H-16C

附录

1.设计计算引用资料：

《实用阀门设计手册》机械工业出版社——2007.9

《阀门设计手册》杨源泉——1992

2.管线中应安装安全阀等安全泄压设备以确保使用压力不超过使用温度下的最大允许工作压力的1.1倍