机械毕业设计(6)

由《阀门设计手册》查表得，主要在高压力下金属密封，其计算比压为：

q=

QMZ

?(DMN?bM)bM q：密封面计算比压 QMZ：密封面上总作用力 DMN：密封面内径=65.1mm

bM：密封面宽度 =(81-65.1)/2=7.95mm

QMZ?QMJ?QMF

QMJ：密封面处介质作用力 QMF：密封面上密封力

QMJ??4(DMN?bM)2Pn= (3.14/4)X(65.1+7.95)70=289040.825(N)

2

DMN：密封面内径 Pn：计算压力（设计给定）

密封面必须比压 qMF= ( 3.5 + P )/ (bM/10)0.5

=( 3.5+70)/(7.05/10)0.5=86.346 Mpa

密封面上密封力QMF??(DMN?bM)bMqMF

=3.14(65.1+7.95)X7.95X86.346=50145.22(N) 密封面上总作用力 QMZ?QMJ?QMF =289040.825+50145.22=339186.05(N) 则 有 q=

QMZ

?(DMN?bM)bM= 339186.05/(3.14(65.1+7.95)X7.95) = 339186.05/1823.547=186 Mpa 密封面许用比压 ?q?=250Mp

则必须比压qMF=86.346Mpa＜186Mpa ＜?q?=250 Mpa 所以，密封面设计合格。

三、闸板强度验算

'?R计算厚度： SB??W?KPn?C

'：计算厚度 R：密封面的平均半径 ??W?：许用弯曲应力 SB C：腐蚀余量 P：计算压力=70 (Mpa) 设计给定 密封面的平均半径R 自由周边：R=(DMN+bM) 系数K 自由周边：K=1.24 (钢) R=(DMN+bM)

121=（65.1+7.95）=36.525（mm） 2?s517==224.8(Mpa) ??W?=2.32.3'SB?R12??W?KPn?C=36.525X0.6170+1=23.53 mm

'实际厚度为52 mm ≥SB=23.53 mm，

闸板厚度设计合格

四、阀杆强度校核

阀杆材料：2Cr13 60K: σs= 414

???=σs /2.3= 414/2.3= 180 Mpa

'''QFZQFZ≤??? ?L=≤??? ?Y=FSFS'关闭时阀杆总轴向力 ?Y：轴向压应力 ?L：轴向拉应力 QFZ''：开启时阀杆总轴向力 ???：许用应力 QFZ密封面处介质作用力QMJ QMJ=QMJ?(DMN?bM)2Pn

4?= (3.14/4) X (65.1+7.95)2 X70 = 289040.82 (N)

阀杆径向截面上介质作用力QP

QP??42dFPn

dF：阀杆直径

= (3.14/4) X 22.502 X 70 = 27421 (N)

阀杆与F4填料的摩擦系数 ?=0.05 由图知填料高度：bT=20 mm 则阀杆与填料摩擦力QT

22.5×20×70 = 1552.5（N） QT??dFbTPn =0.05×（1）、关闭时阀杆总轴向力：

'=K1QMJ+QP+QT QFZQMJ：密封面处介质作用力 QP：阀杆径向截面上介质作用力

QT：阀杆与填料摩擦力 K1：关闭时钢对钢的摩擦系数

K1=0.1

' = 0.10×289040.82+ 27421+ 1552.5 QFZ = 57877.50 N

(2)、开启时阀杆总轴向力:

'' =K3QMJ－QP＋QT QFZK3:开启时钢对钢的摩擦系数 =0.2

'' = 0.20×289040.82- 27421+ 1552.5 QFZ= 31939.664 N 阀杆最小截面积 FS=

?42DDP

FS：阀杆最小截面积 DDP：退刀槽处的阀杆直径

Fs =(3.14/4) X 22.52 = 397.4（mm2）

'QFZ则轴向压应力 ?Y=

FS?Y= 57877.50/397.4 =145.64 Mpa≤224.78 Mpa

''QFZ则轴向拉应力?L=

FS?L = 31939.664 / 397.4 = 80.37 Mpa≤224.78 Mpa

则?Y≤???、?L≤???，所以阀杆设计合理。

五、阀盖螺栓强度校核 材料：ASTM A193 B7 调质处理：197-235HB 机械性能：ASTM A193 B7 σ

0.2≥735MPa

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