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升落式钢制截止阀设计计算书.docx

1、法兰式钢制截止阀设计计算书型号：4”J41H-150LB 编制：审核：批准：日期：河北通奥节能设备有限公司技术部目录序号零件名称计算内容页面 1 阀体厚度 3 2 阀体密封面密封面上总作用力及比压 4 3 阀瓣强度验算 5 4 阀杆强度验算 6 5 中法兰螺栓强度验算 9 6 阀体中法兰强度验算 11 7 流量系数流量系数 12

2、型号 4″J41H-150LB 简图零件名称阀体材料牌号 ASTM A216 WCB 计算内容阀体壁厚验算根据 ASME B16.34 序号计算数据名称符号公式数值单位 1 壳体计算壁厚 t1' ASME B16.34 P112 6.5 mm 2 计算内径 D 设计给定 100 mm 3 阀体标准厚度 tm ASME B16.34 P95 6.5 mm 4 实际壁厚

3、设计给定 11.2 mm 结论： SB＞ SB＞tm 为合格设计验证计算 1 壳体壁厚 t1' (ASMEB16.34 P184) 6.63 mm 2 阀门压力 Pc 设计给定 150 Psi 3 阀门内径 D 设计给定 100 mm 4 应力系数 S ASME 16.34 700

4、0 Psi 5 附加厚度 C 设计给定 4 mm 4 阀体实际壁厚 SB 设计给定 11.2 mm 结论： SB＞t1' 合格零件名称阀座简图料牌号 13Cr 计算内容密封面总作用力及比压计算根据《实用阀门设计手册》 P1111 表5-88 序号计算数据名称符号式中符号公式数值单位 1 密封面上总作用力 FMZ FMJ+FMF 23237 N 2 密封面处介质作用力

5、 FMJ 16215 N 3 密封面内径 DMN 设计给定 100 mm 4 密封面宽度 bM 设计给定 1.6 mm 5 计算压力 p PN设计给定 2.0 MPa 6 密封面上密封力 FMF π(DMN+bM)bMqMF 7022 N 7 密封面必须比压 qMF 《实用阀门设计手册》表3-13 P662 13.75 MPa 8 密封面计算比压 q FMZ/[π(DMN+bM)bM] 45.5 MPa 9 密封面许用比压〔q〕《实用阀门设计手册》P663表3-14

6、 150 MPa 结论： qMF

7、2 mm 4 实际厚度设计给定 30 mm 5 腐蚀余量 C 设计给定 1.6 mm 6 Ⅰ-Ⅰ处弯曲应力 11.81 7 系数查表3-27（根据R/r) 0.41 mm 8 许用剪应力查表3-5 62 9 许用弯曲应力查表3-5 121 结论：＜，＜ , 为合格零件名称阀杆简图材料牌号 A276-410 计算内容阀杆强度验算根据《实用阀门设计手册

8、》 P1124 表5-104 序号计算数据名称符号式中符号公式数值单位 1 关闭时阀杆总轴向力 FMZ+FT 23335 N 2 开启时阀杆总轴向力 F’’FZ 23335 N 3 密封面总作用力 FMZ 表5-88序号1 60183 N 4 阀杆与填料摩擦力 FT 1392 N 5 系数查表3-15（按) 2.9 6 填料深度设计给定 48 mm 7 填料宽度设计给定 8 mm 8 阀杆直径设计给定 30

9、 mm 9 计算压力 p PN设计给定 2.0 mm 10 螺纹升角查表3-16（按）； 4.033 11 关闭时阀杆总力矩 105779 N.mm 12 开启时阀杆总力矩 93648 N.mm 13 关闭时阀杆螺纹摩擦力矩 76539 N.mm 14 开启时阀杆螺纹摩擦力矩 61604 N.mm 15 螺纹摩擦半径查表3-16 3.28 mm 16 螺纹摩擦半径查表3-16 2.64 mm 17 阀杆填料摩擦力矩 2

10、0828 N.mm 18 阀杆头部摩擦力矩 8412 N.mm 19 阀杆头部摩擦力矩 11216 N.mm 20 阀杆头部接触面直径 4.83 mm 21 球体半径设计给定 100 mm 22 材料弹性模量查表3-6 2.2X105 23 阀杆头部摩擦系数查表3-26{3） 0.30 24 Ⅰ-Ⅰ断面扭应力 43.5 25 38.5 26 Ⅰ-Ⅰ（断面）断面系数查表3-17（按螺纹内径) 2433 mm3

11、27 Ⅱ-Ⅱ断面合成应力 67 28 Ⅱ-Ⅱ断面压应力 60.3 29 Ⅱ-Ⅱ断面截面积查表3-17（按退刀槽) 387 mm2 30 Ⅱ-Ⅱ断面扭应力 14.6 31 Ⅱ-Ⅱ(断面）断面系数查表3-17（按退刀槽） 2188 mm3 32 Ⅲ-Ⅲ断面合成应力 33 Ⅲ-Ⅲ断面压应力 22.8 34 Ⅲ-Ⅲ断面截面积 1017.88 mm2 35 图示设计给定 36 mm 36 Ⅲ-Ⅲ断面扭应力

12、 1.22 37 Ⅲ-Ⅲ(断面）断面系数 9160 mm3 38 许用拉应力查表3-7 220 39 许用压应力查表3-7 245 40 许用扭应力查表3-7 145 41 许用合成应力 230 结论：1、、＜，、、＜，、＜，为合格 2、工作压力随工作温度而改变的比值比相应温度下材料许应力改变的比值为大，故不进行高温核算。 3、阀杆刚度足够，故不进行稳定性核算。

13、型号 J41H-150Lb NPS4 简图零件名称中法兰螺栓材料牌号 ASTM A193 B7 计算内容中法兰螺栓强度验算根据《阀门设计计算手册》 Pg100表3-57 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 140900.3 N 2 操作下总作用力 Q′ QDJ +QDF+QDT +FMZ 79596 N 3 密封力 FMZ 23237 3 最小预紧力 Q″

14、 QYJ 140900.31 N 4 垫片处介质作用力 QDJ 0.785 *D2DJ *P 26533 N 5 垫片平均直径 DDJ 设计给定 130 mm 6 计算压力 P 设计给定 2.0 MPa 7 垫片上密封力 QDF 2*π*DDJ*BN* MDP* P 24492 N 8 垫片有效宽度 BN 《阀门设计计算手册》表4-26Pg277 5 mm 9 垫片系数 MDP 《阀门设计计算手册》Pg278 表4-27 3 10 垫片弹性力 QDT ηQDJ 6306.6 N 11 系数

15、η 设计给定 0.2 12 必须预紧力 QYJ π*DDJ*BN*qYJ* KDP 140900.31 N 13 密封面预紧比压 qYJ 《阀门设计计算手册》Pg278 表4-27 69 MPa 14 垫片形状系数 KDP 设计给定 1 mm2 15 双头螺柱拉应力 σL QL／SL 153.15 MPa 16 双头螺柱总截面积 SL ZS1 920 mm2 17 双头螺柱数量 Z 设计给定 8 18 单个双头螺柱截面积 S1 《阀门设计计算手册》Pg236 表4-13 115 mm2 19

16、双头螺柱根直径 dL 设计给定 14 mm 20 许用拉应力〔σL〕 ASME BPVC-II-D Pg336 172 MPa 结论：〔σL〕 ≥σL 合格型号 J41H-150Lb NPS4 简图零件名称中法兰螺栓材料牌号 ASTM A193 B7 计算内容中法兰螺栓强度验算根据 ASME B16.34-6.4.1.1 Pg 9 设计验证计算 1 螺栓面积校核 2 Pc 设计压力设计给定 150 Lb 3 Ag 垫片有效周边设计给

17、定 13273 mm2 4 Ab 螺柱总截面积设计给定 920 mm2 5 K1 65.26 Mpa 6 SB 螺栓许用应力 ASME B16.34 137.9 Mpa 2164≤8999.4≤9000合格型号 J41H-150Lb NPS4 简图零件名称阀体材料牌号 ASTM WCB 计算内容阀体中法兰强度验算根据《阀门设计计算手册》 Pg117 表3-71 序号计算数据名称符号公式数值

18、单位 1 计算载荷 Q 中法兰螺栓强度验算QL 140900 N 2 Ⅰ-Ⅰ处断面弯曲应力 σWⅠ QX／WⅠ 93.4 MPa 3 力臂 X (2*D-Dn-Dm)/4 13.5 mm 4 中法兰孔中心圆直径 D 设计给定 170 mm 5 阀体凹止口直径 Dn 设计给定 140 mm 6 中法兰颈部直径 Dm 设计给定 146 mm 7 断面系数 WⅠ π(Dm+Dn)hⅠ2／12 20374 mm3 8 断面宽度 hⅠ ≈H-h 16.5 mm 9 法兰厚度 H 设计给定 22

19、 mm 10 止口深度 h 设计给定 5.5 mm 11 Ⅱ-Ⅱ处断面弯曲应力 σWⅡ 0.4QY／WⅡ 95.8 MPa 12 力臂 Y X+(Dm-d)/4 20 mm 13 内腔直径 d 设计给定 120 mm 14 断面系数 WⅡ π(Dm+d)(Dm-d)2／48 11763 mm3 15 许用应力〔σ〕 138 MPa 结论：

20、〔σ〕 ≥σWⅠ 〔σ〕 ≥σWⅡ 合格型号 J41H-150Lb NPS4 简图零件名称材料牌号计算内容流量系数根据《阀门设计计算手册》序号计算数据名称符号公式数值单位 1 阀门流量系数 KV 141.4 m3/h 2 体积流量 Q AV 0.02356 m3/s 3 流通面积 A 0.007854 M2 4 介质流速 V 设计给定 3 m/s 5 公称通径 DN 设计给定 0.1 m 6 介质密度 ρ 水的密度 1000 Kg/m3 7 阀门压力损失 △P 360 par 8 介质密度 ρ 水的密度 10-6 Kg/mm3 9 流阻系数 ξ 《实用阀门设计手册》P30表1-40 0.08 10 流量系数 CV 1.156Kv 165 Usgal/min