旋塞阀设计计算说明书

旋塞阀设计计算说明书(6”X343F-300Lb)编制:审核:二○○二年三月十五日目录一、壳体最小壁厚验算………………………………………………………1二、中法兰螺栓强度校核………………………………………………….1三、方杆校核……………………………………………………………………....3参考文献……………………………………………………………………....41一、壳体最小壁厚验算1、设计给定SB=16mm（参照API600选取）2、按第四强度理论验算SB’=+C(见设P359)式中：SB’—考虑腐蚀裕量后阀体壁厚(mm)P—设计压力（MPa），取公称压力PNP=5.0MPaDN—阀体中腔最大内径(mm)DN=152(设计给定)[бL]t—200℃阀体材料的许用拉应力（MPa）查表知[бL]t=80.36MPaC—考虑铸造偏差，工艺性和介质腐蚀等因素而附加的裕量（mm）SB’=+C因SB’-C=4.23,参照表4-14,C取5mmSB’=4.23+5=9.23mm显然SBSB’，故阀体最小壁厚满足要求二、中法兰螺栓强度校核1、设计时给定：螺栓数量n=4螺栓名义直径dB=M162、栓载荷计算（1）操作状态下螺栓载荷(N)Wp=F+Fp（见设P356）式中Wp—在操作状态下螺栓所受载荷（N）设计说明与计算过程结果SB=16mmSB’=9.23mm5×1522.3×80.36-52F—流体静压总轴向力（N）F=0.785DG2P其中DG为垫片压紧力作用中心圆直径(mm)DG=116mm（设计给定）F=0.785×1162×5=52814NFp—操作状态下需要的最小垫片压紧力（N）Fp=2πbDGmP其中b=bo（垫片基本密封宽度mm）b=bo=8mm(设计给定)m为垫片系数,m=0.5(查表)Fp=2×3.14×8×116×0.5×5=14570NWp=14570+52814=67384N（2）预紧状态下螺栓所受载荷Wa（N）Wa=πbDGY式中：Y—垫片比压（MPa）Y=1.4MPa(查表)Wa=π×8×116×1.4=4076.5N3、螺栓截面积计算（1）操作状态下需要的最小螺栓截面积(mm2)Ap=Wp/[б]t式中：[б]t—200℃下螺栓材料的许用应力（MPa）[б]t=137.93（MPa）(查表)Ap==488.5mm2（2）预紧状态下需要的最小螺栓截面积（mm2）Aa=设计说明与计算过程结果F=52814NFp=14570NWp=67384NWa=4076.5NAp=488.5mm23式中：[б]—常温下螺栓材料的许用应力（MPa）查表[б]=[б]t=137.93MPaAa==29.6mm2（3）设计时给定的螺栓总截面积Ab=ndmin2=×4×（16-2.5）2=572.3mm2（4）比较：需要的螺栓总截面积Am=max（Aa，Ap）=488.5mm2显然AbAm故：螺栓强度校核合格三、方杆校核1、旋塞最大轴向力QQ=2S（1+fm/tgψ）Sinψ式中：Q—旋塞最大轴向力（N）S—阀体通孔面积（mm2）S=8590mm2fm—摩擦系数fm=0.6（查表）ψ—塞体半锥角ψ=2.5º（设计给定）Q=2×8590×（1+0.6/tg2.5º）Sin2.5º=17775(N)2、旋塞最大力矩MM=Mf+Md+Mj式中：M—旋塞最大力矩（N•mm）Mf—密封面摩擦力矩（N•mm）设计说明与计算过程Aa=29.6mm2Ab=572.3mm2Am=488.5mm2Q=17775(N)结果4Mf=QfmDmp/[2(1+fm/tgψ)SinψDmp—塞体的平均直径（mm）Mf=540655.2N•mmMd—垫片与阀体接触面间的摩擦力矩（N•mm）Md=0.5Qfdd1式中:fd—垫片与密封面的摩擦系数fd=0.25d1—垫片与阀体接触面的平均直径（mm）d1=116mmMd=51475（N•mm）Mj—介质力的作用，在塞体与阀体密封面间的摩擦力距（N•mm）Mj=0.5(PN)SfmDmpMj=1191422.2N•mmM=540655.2+51475+1191422.2=1783552.4N•mm3、塞杆强度校核τ=M/W式中：τ—计算剪切应力（MPa）W—方型截面的抗扭断系数W=0.208L3式中:L—方口边长（mm）τ=38.7MPa显然:τ≤[τ]=50MPa方杆合格参考文献《阀门设计手册》机械工业出版社《材料手册》机械工业出版社《机械零件设计手册》机械工业出版社《阀门设计手册》中国标准出版社设计说明与计算过程结果Mf=540655.2N•mmMd=51475（N•mm）Mj=1191422.2N•mmM=1783552.4N•mmτ=38.7MPa