球阀计算书.docx
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球阀计算书
设计计算书
项目名称:
API6D钢制球阀规格型号:
Q41F-150LbDN2Z,编制:
审核:
批准:
安阳益和阀业有限公司
一、阀体壁厚计算
二、密封面总作用力及计算比压
三、总扭矩及圆周力
四、阀杆强度的计算
五、球体直径的计算
六、球阀密封力的计算
七、球阀阀杆与填料之间的摩擦力计算
八、阀杆台肩与止推垫片之间的摩擦力计算
九、填料及止推片的摩擦转矩计算
十、球阀转矩的计算
十一、阀体中法兰的设计与计算
十二、阀门流量系数计算
附录参考文献
安阳益和阀业有限公司
设计计算书
JS/2"150Lb-10
型号
2"Q41F-150Lb
材料
ASTMA216-WCB
计算内容
阀体壁厚计算
序号
汁算数据名称
符号
式中符号
公式
单位
结果
1
计算厚度
S'b
S'n-PDn+C
2.3[&]-P
mm
6.0
2
计算压力
P
设计给定
MPa
2.0
3
计算内径
D„
设计给定
mm
90
4
许用拉应力
[8l]
查表4-3(或4-5)
MPa
82
5
腐蚀余量
C
设计给定
mm
5
6
实测厚度
Sb
设计给定
mm
8
依据ASTMB16.34标准计算
1
阀体壁厚的计算值
tm
tm=0.020d+4.5
mm
5.5
2
流道内径
d
设计给定
mm
50
3
实际壁厚
t
设计给定
mm
8
要求
设计壁厚Sb>S,Bt>tm(考虑腐蚀余量)
结论
经计算t>tm合格注:
管路标准温度压力级是根据材
Sb>S,b料在相应温度下的许用应力而
制定的,故不进行高温核算。
安阳益和阀业有限公司
设计计算书
JS/2"150Lb-10
型号
2"Q41F-150Lb
材料
PTFE
计算内容
密封面总作用力及计算比压
序号
计算数据名称
符号
式中符号
公式
单位
结果
1
密封而总作用力
Qmz
Qmj
N
12308.8
2
密封面处介质作用力
Qmj
7T/4(DMN+bM)2.P
N
12308.8
3
密封面内径
Dmn
设计给定
mm
50
4
密封面宽度
b、i
设计给定
mm
6
5
计算压力
p
PN设计给定
MPa
2.0
6
密封面必需比压
qMF
查表4-10
MPa
qMF=(4+0.6PN)/>/MF
2.12
7
密封面汁算比压
q
QMz/7T(DMN+bM)bM
MPa
4.67
8
密封面许用比压
[q]
査设计手册4-66
MPa
20
要求
qMF 结论 经计算,结果符合要求,合格。 〃 /2Js 号型 2 料材 算容讣内 号 号符 中号式符 式公 位 SUL 果结 IX F M m • N F Q M m • N m 3 阀径 1PDm - 57 4 P apM o 2. 5 册数 fM 05 •o 6 R - 4 4 7 角封密 o 5 4 8 册矩 MFT FTd*QI/2 m • N 3 8 9 2 9 5 N 3 8. 9 2 OIX dF mml 20 IX hT - 19 12 朋数 Tu 05 •o 3 MFC FD m • N 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 型号 2"Q41F-150Lb 材料 2Crl3 算容讣内 总扭矩及圆周力 序号 计算数据名称 符号 式中符号 公式 单位 结果 MFD 0.25drj・fD・Qfz Nmm 45169 14 阀杆头部接触面直径 drj 设计给d mm 28 15 阀杆头部摩擦系数 fD 查表4~23 0.05 16 关闭时阀杆总轴向力 QFZ Qmz+Qt N 12905.4 17 密封面上的总作用力 Qmz 已计算 N 12308.8 18 阀杆与填料摩擦力 Qt 已计算 N 596.6 19 圆周力 QS Mf/L N 352 20 扳手力臂 L 设计给d mm 350 要求 脱开圆周力〈360N 结论 经计算脱开圆周力为352N故符合要求、合格! 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 型号 2"Q41F-150Lb 材料 2Crl3 计算内 阀杆强度的计算1 序号 计算数据名称 符号 式中符号 公式 单位 结果 1 I-I断面的扭转应力 TN TN=Mm/WW[Tn] MPa 9.72 2 I-I断面抗扭转断面系数 W W=0.9aba2 mm3 1394.82 3 a 见 (1)P349图6-15 mm 15 4 b 见 (1)P349图6-15 mm 28 5 a 见 (1)P349表6-36 0.246 6 材料的许用扭转应力 [U] 查(l)P360表6-41 MPa 142.1 要求 结论 TN<[TN]合格 〃 /2Js 号型 2 料材 算容讣内 号 号符 中号式符 式公 位 SUL HK结 n n apMI 6 3. 2 D mm 8 2 3 d - 20 4 H - 4 5 1 T [L apM 42. 11 TrIL R 格合 /2JS 号型 2 料材 算容计内 F 计算数据名称 号符 中号式符 式公 位单 R IX 11®力T应 III转 fT apM 7 9. 2 W 6dJI -w 3m m 70 15 d A 20 n n n n n n n n ■NJ T T 格合 /2JS 号型 2 料材 算容讣内 号序 号 符 中号式符 式公 位 台一 、耳 果结 IX /}■ O 巧O a P M 8 •IX4 2 a - 5 3 h - 2 F n F 2 2 11 5 6 ■yj 0 V yzo 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 型号 2"Q41F-150Lb 材料 PTFE 计算内容 阀杆台肩与止推垫片之间摩擦力 序号 计算数据名称 符号 式中符号 公式 单位 结果 1 止推摩擦力 Fu Fu=兀(Di+d? )2tP/16 N 45.24 2 止推垫片外径 Dt 设计给定 mm 28 3 止推垫片内径 dy 设计给定 mm 20 4 止推垫片在轴向力作用下所产生的比压 qT qT=(Di+dT)P/4(D「dT) MPa 3 要求 结论 止推垫片在轴向力作用下所产生的比压W15〜20见 (1)P193qT=3MPa<15〜20合格 〃 /2Js 号型 2 料材 算容讣内 号 号符 中号式符 式公 位 SUL HK结 n JI 6 •o -t m •N 2 MU JI=u M mm•N 3 数擦摩 n A 5 •o 4 dT mm 20 5 数料填 z 3 6 h mm 5 7 p apM 2 8 DT - 8 2 R 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 号型 〃 2 - 料材 算容计内 号序 中号式符 式 公 位/&1du- IX M 2 n 1 Mn Tm+c Ma 3 数系擦摩 T U- 05 •o 4 R - 4 4 5 45° 6 P apM 2 /2Js 号型 〃 2 料材 E F PT 算容讣内 号序 号 符 中号式符 式公 位x&idll- 果结 IX J 41 N Q - Q N 2 11 - 50 3 D2 - 4 6 4 P apMI 2 2Js 号型 料材 算容讣内 号序 号 符 中号式符 式公 位 、耳 果结 IX 力擦摩 Ft Jr.2=1F( N IX 3.IX IX 2 数擦摩 T U- 05 •o 3 dT - 20 4 数 料 填 A 3 5 mm 5 6 p apM 2 R 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 型号 2"Q41F-150Lb 材料 ASTMA193-B7 计算内容 阀体中法兰的设计与计算 序号 计算数据名称 符号 中号式符 公式 单位 结果 1 在操作情况下螺栓载荷 WP Wp=F+Fp+Q N 28062.18 2 最小螺栓载荷 WP Wp=0.785Dg2P+2nbD(;mP+Q见 (1)P316表6-24 N 3 预紧螺栓时螺栓载 wa Wa=JibDcY+Qi N 11230.995 4 球体与密封而预紧力 Qi Ql=nqmin(D22-D|2)/4 N 2505.72 5 载荷作用位宜处垫片直径 Dg 设计给定 mm 97.5 6 垫片有效宽度 b 设计给定 mm 3.75 7 垫片系数 m 见⑴P316表6・25 1.75 8 垫片单位压紧载荷 Y 见⑴P316表6-25 MPa 7.6 9 法兰螺栓拉应力 °L ol=W/AW[oL] MPa 48.5 10 螺栓许用拉应力 【()L] 查(l)P320表6-23 MPa 230 11 螺栓承受应力下实际最小总截而积 A 4nR2 mm2 578.5 要求 。 LV[0l] 结论 螺栓应力合格 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 型号 2"Q41F-150Lb 材料 ASMEA216-WCB 算容讣内 阀体中法兰的设计与计算 序号 计算数据名称 符号 式中符号 公式 单位 结果 1 作用于法兰总力矩 Mo M°=FdSd+FgSg+FtSt N.mm 412472.4 2 作用在法兰内径上的流体静爪轴向力 Fd FD=0.785Dj2P N 12717 3 总流体静压轴向力 F F=0.785Dg2P=14924.8N N 14924.8 4 垫片载荷 Fg Fg=W-F=13137.38N N 13137.38 5 总静压轴向力与法兰内直径ifti积上静压轴向力之差 Ft Ft=0.785(DgW) N 2207.8 6 螺栓孔中心圆至F。 作用位置处的径向距离 Sg SG=(130-97.5)/2 mm 16.25 7 螺栓孔中心圆至F: 作用位宜处的径向距离 St ST=(5+15+16.25)/2 mm 18.13 8 螺栓孔中心圆至F,作用位置处的径向距离 Sd Sd=5+0.5*15 mm 12.5 要求 续 结论 续 安阳益和阀业有限公司 设计计算书 JS/2"150Lb-10 型号 2"Q41F-150Lb 材料 ASMEA216-WCB 算容计内 阀体中法兰的设计与计算 序号 计算数据名称 符号 中号式符 公式 单位 结果 9 法兰颈轴向应力 °M oM=fMo/A,8pDi MPa 16.6 10 系数 X 入=(6&+1)/T+6? /A 0.81 11 整体法兰颈部应力校正系数 f 见⑴P322查⑴图6-7 1 12 法兰颈部厚度 §ls=B1 mm 16.5 13 系数 e e=Fi/(Di6i)1/2 0.0233 14 整体法兰形状系数 Fi 查 (1)图6・7 0.9 15 系数 A A=U8is2(Di6i)"2/v 142347.1 16 法兰盘径向应力 'R SR=(1.33§fe+l)M()/X8f^Dj MPa 25.09 17 法兰盘的切 向应力 6T 6t=YM0/&rDj-Z6R MPa 3.34MPa 要求 査 (1)表6-22[5L]=87Mpa.[5M]=13O.5Mpa>[§r]=1O&75Mpa、[5T]=1O&75MPa 结论 §mW[6m]§rW[6m]§tW['t] 合格 〃 /2 Js 号型 2 料材 E F PT 算容讣内 号 号符 中号式符 式 公 位 果结 IX b mm 5 • 7 2 Do~ - 05 11 3 1 D - 90 R n axn QI A 5 7 9. 5 Dm - 5 97. a-BIT 图V』照e=o.b.格对qma参ablb>合 附录 机械工业出版社 机械工业出版社 中国标准出版社 参考文 1、实用阀门设计手册 陆培文主编 2、阀门设计手册 杨源泉主编 3、阀门设计计算手册 洪勉成、陆培文、高凤琴主编 4、球阀设计与选用 章华友、晏泽荣、陈元芳、袁玉求北京科学技术岀版社
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- 球阀 计算