1、闸阀基础知识及设计计算闸阀基础知识及设计计算c版版2011年年5月月1目录目录第一部分：闸阀基础知识，参数、典型结构及工第一部分：闸阀基础知识，参数、典型结构及工作原理作原理 1.11.1阀门的定义阀门的定义 1.21.2流体力学基本概念与术语流体力学基本概念与术语 1.31.3闸阀结构特点闸阀结构特点 1.41.4闸阀类型闸阀类型 1.51.5闸阀用途闸阀用途第二部分：闸阀设计计算第二部分：闸阀设计计算 2.12.1零件设计：零件设计： 2.1.12.1.1阀座设计阀座设计 闸阀基础知识及设计计算闸阀基础知识及设计计算2v2.1.22.1.2闸板设计闸板设计v2.1.32.1.3阀体设计阀体
2、设计v2.1.42.1.4阀盖设计阀盖设计v2.1.52.1.5阀杆设计阀杆设计v2.1.62.1.6装配设计装配设计v2.22.2闸阀设计计算：闸阀设计计算：v2.2.12.2.1闸板厚度计算闸板厚度计算v2.2.22.2.2阀体壁厚计算阀体壁厚计算v2.2.32.2.3密封比压计算密封比压计算v2.2.42.2.4阀杆操作力计算阀杆操作力计算31.阀门基础知、典型结构及工作原理阀门基础知、典型结构及工作原理v1.11.1阀门的定义阀门的定义v用来控制管道内介质的，具有可动的机械产品的总体用来控制管道内介质的，具有可动的机械产品的总体（ 见见GB/T21465-2008 2.1GB/T214
3、65-2008 2.1）v阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置。的装置。v阀门是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）流动阀门是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止、并能控制其流量的装置。或停止、并能控制其流量的装置。v1.21.2流体力学基本概念与术语流体力学基本概念与术语v1.2.1.1.2.1.流动流动物质在外力（如重力、离心力、压差等）物质在外力（如重力、离心力、压差等）作用下，发生宏观运动。作用下，发生宏观运动。v1.2.2.1.2.2.流体流体能够流动的物质能够流动的物质 液体、气体、粉末液体、气
4、体、粉末及两相或三湘流动物质及两相或三湘流动物质4v液体可以发生形变，其形状取决于所盛装的容器的液体可以发生形变，其形状取决于所盛装的容器的形状，在理想状态下，液体不可压缩。气体可以改形状，在理想状态下，液体不可压缩。气体可以改变大小，在密闭的容器中气体总是充满容器空间，变大小，在密闭的容器中气体总是充满容器空间，气体可以压缩。气体可以压缩。v1.2.3.1.2.3.理想流体与实际流体：流动时没有粘滞性的理想流体与实际流体：流动时没有粘滞性的流体为理想流体，流动时有粘滞性的流体为实际流流体为理想流体，流动时有粘滞性的流体为实际流体。很显然，理想流体并不存在，只是为了研究某体。很显然，理想流体并
5、不存在，只是为了研究某些问题的方便而提出的假设。些问题的方便而提出的假设。v1.2.4. 1.2.4. 流体力学流体力学研究流体平衡状态规律的科学研究流体平衡状态规律的科学为流体静力学，研究流体运动力学规律及其应用的为流体静力学，研究流体运动力学规律及其应用的科学为流体动力学，综合称流体力学。科学为流体动力学，综合称流体力学。51.2.5.粘度、粘度、密度与比容v由于实际流体是有粘性的，必须考虑其造成的损失，故引入了粘度。在由于实际流体是有粘性的，必须考虑其造成的损失，故引入了粘度。在进行计算时常用到流体密度和比容等概念进行计算时常用到流体密度和比容等概念v粘度粘度流体在流动时，在其分子间产生
6、内摩擦的性质，称为流体的粘流体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为流体的粘性。流体的粘性与温度有关，对于液体，温度升高粘度减小，气体温度性。流体的粘性与温度有关，对于液体，温度升高粘度减小，气体温度升高粘度增加。粘性的大小用粘度表示，粘度又分为运动粘度与动力粘升高粘度增加。粘性的大小用粘度表示，粘度又分为运动粘度与动力粘度。度。v运动粘度运动粘度单位是单位是m m2 2/S/S，简称斯。动力粘度，简称斯。动力粘度单位是单位是Ns/mNs/m2 2。或。或Pa.sPa.s（帕（帕. .秒）秒）v单位体（容）积物质的质量称为密度，单位为单位体（容）积物质的质量称为密度，单位为“kg/mkg/
7、m3 3。常用符号。常用符号表表示。示。v单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号表示单位为单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号表示单位为“米米3 3/ /千克千克(m(m3 3/kg)”/kg)”。 常用符号常用符号v v表示。表示。v显然，显然，=1/v=1/vv比重：比重：=g=g。国际单位为：。国际单位为：N/mN/m3 3或或kN/mkN/m3 3。v=61.2.6.压力v 压力压力液体单位面积上所受的垂直作用压力称为压力。液体单位面积上所受的垂直作用压力称为压力。通常用通常用P P表示。常用单位有巴、帕斯卡、兆帕、大气压等。表示。常用单位有巴、帕斯卡、兆帕、大气压等。换算关
8、系：换算关系：1bar=101bar=105 5Pa=1.02kgf/cmPa=1.02kgf/cm2 2=0.1MPa=0.1MPa。v 1MPa=101MPa=106 6Pa=10bar=10.2kgf/cmPa=10bar=10.2kgf/cm2 2v绝对压力、相对压力和真空度绝对压力、相对压力和真空度v以绝对零压力作为基准所表示的压力，称为绝对压力。以绝对零压力作为基准所表示的压力，称为绝对压力。v 以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。以当地大气压力为基准所表示的压力，称为相对压力。相对压力也称表压力。相对压力也称表压力。v 相对压力为负数时，工程上称为真空度。真空度的大小
9、相对压力为负数时，工程上称为真空度。真空度的大小以此负数的绝对值表示。以此负数的绝对值表示。v绝对压力、相对压力与真空度的相互关系绝对压力、相对压力与真空度的相互关系 如下所示：如下所示：7绝对压力表压力（相对压力）真空度绝对压力大气压力绝对真空绝对压力、相对压力与真空度间的相互关系8v产生局部损失的原因是：流动断面发生变化产生局部损失的原因是：流动断面发生变化时，断面流速分布发生急剧变化，并产生大时，断面流速分布发生急剧变化，并产生大量的旋涡。由于流体的粘性作用，旋涡中的量的旋涡。由于流体的粘性作用，旋涡中的部分能量转变为热能使流体升温，从而消耗部分能量转变为热能使流体升温，从而消耗机械能。
10、机械能。v管道进口、管道的突缩、突扩部分、阀门、管道进口、管道的突缩、突扩部分、阀门、弯头等管件部分均会发生局部阻力。弯头等管件部分均会发生局部阻力。v局部损失与管长无关，只与局部管件有关局部损失与管长无关，只与局部管件有关v局部阻力的分类：局部阻力的分类：v流向改变流向改变 9流向改变产生流阻流向改变产生流阻10断面改变产生流阻断面改变产生流阻111.3闸阀结构特点v1.3.11.3.1阀门的参数阀门的参数v参数：代表阀门特征的一些数据或符号，称为阀门的参数。参数：代表阀门特征的一些数据或符号，称为阀门的参数。如，口径（规格），压力（公称压力），温度，介质，流量，如，口径（规格），压力（公称
11、压力），温度，介质，流量，材料，驱动方式等等。材料，驱动方式等等。v阀门口径：一般用阀门口径：一般用DNDN（mmmm）或）或NPSNPS（inin英寸英寸”）表示，如）表示，如DN50DN50、DN100DN100、DN600DN600、8”8”、12”12”等。口径是代表阀门名义尺寸的重等。口径是代表阀门名义尺寸的重要参数。要参数。v公称压力（或压力级）：一般用公称压力（或压力级）：一般用PNPN或磅级（或磅级（CLASS CLASS ）表示。）表示。如如PN16PN16、PN20PN20、PN25PN25、PN40PN40、PN50PN50、PN64PN64、PN100PN100、PN1
12、60PN160、PN250PN250、PN320PN320、PN420PN420；150Lb150Lb、300Lb300Lb、400Lb400Lb、600Lb600Lb、800Lb800Lb、900Lb900Lb、1500Lb1500Lb、2500Lb2500Lb、4500Lb4500Lb等。公称压力或压等。公称压力或压力级是代表阀门在规定温度下承受介质工作压力高低的重要力级是代表阀门在规定温度下承受介质工作压力高低的重要参数。所有阀门都不应该在公称压力（或压力级）规定的温参数。所有阀门都不应该在公称压力（或压力级）规定的温度压力下使用。度压力下使用。12公称压力与压力等级的对照关系公称压力P
13、N与压力等级的对照关系表CLASS150 300 600900 1500200025004500PN162025405064100150160250320420750131.3.2阀门零件：v1.3.2.1壳体壳体承压件，将介质包围在内的零件。如阀体、承压件，将介质包围在内的零件。如阀体、阀盖等。闸板、阀杆也称为承压件。如阀门关闭时闸板受压。阀盖等。闸板、阀杆也称为承压件。如阀门关闭时闸板受压。阀杆处在介质内外，有时在顶端产生外漏。阀杆处在介质内外，有时在顶端产生外漏。v1.3.2.2内件内件浸渍在介质内的零件。如阀座、闸板（阀瓣、浸渍在介质内的零件。如阀座、闸板（阀瓣、蝶板、球体）阀杆、密封
14、圈等等。蝶板、球体）阀杆、密封圈等等。v1.3.2.3关闭件关闭件截断介质流动等零件，属于内件。如，阀截断介质流动等零件，属于内件。如，阀座、闸板（阀瓣、蝶板、球体）等。座、闸板（阀瓣、蝶板、球体）等。v1.3.2.4密封面密封面关闭阀门时，相互接触其封堵介质作用的关闭阀门时，相互接触其封堵介质作用的平面或曲面。平面或曲面。v1.3.2.5密封副密封副形成密封面的一对零件。形成密封面的一对零件。v1.3.2.6动件动件开关阀门时，产生运动实现密封的零件。如开关阀门时，产生运动实现密封的零件。如闸板（阀瓣、蝶板、球体）等。闸板（阀瓣、蝶板、球体）等。v1.3.2.7静件静件开关阀门时，静止不动，
15、与运动部件接触形开关阀门时，静止不动，与运动部件接触形成密封的零件。如，阀座。成密封的零件。如，阀座。14v1.3.2.81.3.2.8动密封动密封关闭件形成的密封。又称主密封、内部关闭件形成的密封。又称主密封、内部密封或上下游密封。密封或上下游密封。v1.3.2.91.3.2.9静密封静密封形成密封的零件之间不发生相对运动。形成密封的零件之间不发生相对运动。如，阀体阀盖之间的密封。又叫对外密封。如，阀体阀盖之间的密封。又叫对外密封。v1.3.2.101.3.2.10副密封副密封阀杆与阀盖之间形成的密封。又称上密阀杆与阀盖之间形成的密封。又称上密封或倒密封。一般存在与闸阀、截止阀或节流阀结构。
16、封或倒密封。一般存在与闸阀、截止阀或节流阀结构。v1.3.2.111.3.2.11密封种类密封种类按照不同结构、不同原理对密封进行按照不同结构、不同原理对密封进行类别划分。类别划分。v 按结构分类，如，软密封（非金属密封副，如填料密封按结构分类，如，软密封（非金属密封副，如填料密封和垫片密封）、硬密封（金属密封）或多层次复合密封。和垫片密封）、硬密封（金属密封）或多层次复合密封。v 按密封原理分类有强制密封、自动密封或半自动密封等。按密封原理分类有强制密封、自动密封或半自动密封等。v闸阀典型结构见下图，其壳体、内件、动件、静件及密封形闸阀典型结构见下图，其壳体、内件、动件、静件及密封形式如图。
17、式如图。15闸阀典型结构图闸阀典型结构图16参考图例：图2球阀 图3 蝶阀 171.3.31.3.3密封密封泄漏关系泄漏关系v内漏内漏阀门关闭件之间产生的泄漏，又称阀门关闭件之间产生的泄漏，又称密封面泄漏或密封漏。一般是泄漏到下游管密封面泄漏或密封漏。一般是泄漏到下游管道内部。也有泄漏在外部，如安全阀及真空道内部。也有泄漏在外部，如安全阀及真空破坏阀等。破坏阀等。v外漏外漏介质泄漏到阀门壳体包围以外的空介质泄漏到阀门壳体包围以外的空间里。有填料泄漏、垫片泄漏及壳体表面泄间里。有填料泄漏、垫片泄漏及壳体表面泄漏等。漏等。1819阀杆填料密封和上密封阀杆填料密封和上密封密封的作用:减缓介质对填料侵
18、蚀。不意味着可以带压更换填料201.3.4垫片密封垫片密封211.3.51.3.5密封原理密封原理强制密封、半自动密封强制密封、半自动密封22强制密封型式强制密封型式23双向强制密封闸板24自动密封闸板自动密封闸板25密封机理：密封机理：v塑性密封塑性密封非金属垫片，在密封力作用下非金属垫片，在密封力作用下发生塑性变形。一般不能重复使用。发生塑性变形。一般不能重复使用。v弹性密封弹性密封金属密封环，在密封力作用下金属密封环，在密封力作用下发生弹性变形，密封环可以重复使用。发生弹性变形，密封环可以重复使用。261.4闸阀类型v1.4.1按闸板形状分：楔式闸阀及平板闸阀图4楔式闸阀 图5 平板闸阀
19、 271.4.21.4.2按闸阀开启时闸板的动作方式分：明杆按闸阀开启时闸板的动作方式分：明杆及暗杆闸阀及暗杆闸阀图6 暗杆闸阀281.4.31.4.3按闸板数量分类：单闸板及双闸板按闸板数量分类：单闸板及双闸板图7 平行式双闸板 图8 楔式双闸板 291.4.41.4.4按闸板关紧时是否发生变形分：弹性闸阀和刚按闸板关紧时是否发生变形分：弹性闸阀和刚性闸阀（死闸板）性闸阀（死闸板）图9 钢性闸阀（DN50以下） 图1、图8均为弹性闸阀 301.5闸阀用途v广泛适用于石油化工、天然气、电厂的水、广泛适用于石油化工、天然气、电厂的水、蒸汽、油品等管路上作为接通或截断介质的蒸汽、油品等管路上作为接
20、通或截断介质的启闭装置。启闭装置。v（视情况结合具体闸阀介绍）（视情况结合具体闸阀介绍）312. 2. 闸阀设计计算闸阀设计计算v2.1零件设计v2.1.1阀座设计v按阀座类型有：本体堆焊阀座、胀圈阀座、螺纹阀座、焊接阀座。形状如下图图10 本体堆焊阀座 图11 螺纹阀座 32图12 焊接阀座胀圈阀座见图9 33图13螺纹阀座零件图例 34v螺纹阀座一般适用于PN10.0MPa以下，DN250以下。v阀座的受力分析。v阀座焊缝应校核。（参见附图,阀座2图例，阀座小于阀体通道；阀座焊缝直径太小。二者都会造成阀座脱落失效）35 图14 焊接阀座零件图阀座密封面最小宽度：PN10.0MPa以下阀门，
21、bmin 4.5mm PN16.0MPa以上阀门，bmin 7.0mm36阀座圈厚度计算vdw=d*SQRT(Pmax/(100s)+1)+5vS=0.03NPS+6.3*log(CLASS/100)v式中，式中，vdw阀座圈外径阀座圈外径mmvd通道内径径通道内径径mmvPmax常温最大工作压力，常温最大工作压力，kgf/cm2。vs许用应力，许用应力，kgf/cm2。vNPS英制阀门规格。英制阀门规格。vCLASS压力等级数值。压力等级数值。v对于对于8”300Lb阀门阀门vd=203mmvPmax=50 kgf/cm2vNPS=8v则，则，vS=3.246 kgf/cm2vdw =224
22、mm37阀座圈高度计算：阀座圈高度计算：vH=int（a*dO）+v式中，式中，vH阀座圈高度，阀座圈高度，mmva系数系数v150300Lb，a= 0.075v600900Lb，a=0.13v1500Lb，a=0.18v20002500Lb，a=0.2v3500Lb，a=0.25v常数，常数，mmv=08mm上例中，上例中，a= 0.075do =224mm取，取，=5则，则，H=22mm38阀座样图尺寸确定Md2d1dndwH392.1.2闸板设计图15 中低压闸板零件图例 40图16 高压闸板图例 41闸板设计原则v 闸板楔角一般为闸板楔角一般为3 355。3 3适于低压力级，适于低压力
23、级，阀体中部为椭圆结构。阀体中部为椭圆结构。v两个设计原则：两个设计原则：v 一是，密封面中径相等原则：即闸板与一是，密封面中径相等原则：即闸板与阀座的密封面直径相等。阀座的密封面直径相等。v 二是，闸板密封面设计要保证二是，闸板密封面设计要保证1/22/31/22/3宽宽度与阀座密封面相吻合。即，度与阀座密封面相吻合。即，0.5832BM0.5832BM原则。原则。BMBM为闸板密封面宽度。为闸板密封面宽度。42v闸板密封面宽度一般取闸板密封面宽度一般取BM=bM+（48）mm即可。比压计算即可。比压计算bM已经满足要求，已经满足要求，BM取值取值太大造成浪费。太大，造成浪费。但应满足太大造
24、成浪费。太大，造成浪费。但应满足标准要求的最小磨损余量。标准要求的最小磨损余量。 43闸板尺寸确定HBTaSB-3SE+2SA+1D2D1DbXXSA+1HTDXXL0HJHminXXXDH1H0Y2XXY1N1N244闸板尺寸452.1.3阀体设计图18 中低压阀体设计图例 46设计要点：v阀体中腔内径确定阀体中腔内径确定v结构长度结构长度v最小壁厚最小壁厚v阀座开档尺寸阀座开档尺寸v中法兰中法兰v阀体中心高阀体中心高47中腔内径确定中腔内径确定DoDwD48阀体尺寸确定XXM+1h2ED0CXXXh2nLDh1D0/22RDdaXXXXKZnzLZCHXXhDGDL1L2LXD0D0/2X
25、XXXXtL0tt49阀体尺寸502.1.4阀盖设计图19 阀盖设计图例51阀盖设计要点v连体支架或分体支架：连体支架或分体支架：DN200(NPS8”)DN200(NPS8”)以下，采用以下，采用连体支架，连体支架，DN250(NPS10”)DN250(NPS10”)以上，采用分体支架。以上，采用分体支架。v阀盖壁厚等于阀体壁厚阀盖壁厚等于阀体壁厚v阀盖内腔高度应与阀体中心高结合分配，以满足阀阀盖内腔高度应与阀体中心高结合分配，以满足阀门开启高度。门开启高度。v上密封设计：本体堆焊，适用于通用阀门；上密封上密封设计：本体堆焊，适用于通用阀门；上密封座设计，适用于石化阀门、电站阀门及其他重要阀
26、座设计，适用于石化阀门、电站阀门及其他重要阀门。门。v上密封的作用。不得借助上密封带压更换填料。上密封的作用。不得借助上密封带压更换填料。52阀盖尺寸确定Hb3Dzn+1DgHg1Hb4Hb5HHHb2Hb1LAHb6xxxcxxDGDTwBBLaBxxxxxxxxzMMz+610Dzw+41053阀盖尺寸54上密封座HzDtb1ds+612Mz-DznDzwzMz55轴承压盖尺寸 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 699-88的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度3 普通螺纹的尺寸按GB196 的规定，公差按GB 197的规定56填料压套尺寸HT1Dt+6
27、10ds+8 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 1220 的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 1220 的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度57填料压板尺寸hb1hbds+6LDt+610Dbhb0 xzDb 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 12229-89的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度x 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 12229-89的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度58阀杆螺母尺寸Dzn-5
28、)HmHzHxHLTr+2Dzw-5Hy 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 12225的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度 技术要求1 材料的化学成分和机械性能按GB 12225的规定2 未注加工尺寸的偏差按GB1804-92 规定的m级精度59手轮尺寸DwDzn-5Hw375660活接螺栓尺寸dh=12h=18Lh1=40Lh=8061推荐闸阀规格与活接螺栓SIZECLASS90015002500MMM2.510101431010144101216512142061416248162027101822331222273614242736162427421
29、82733482030365224334256622.1.5阀杆设计图20 阀杆设计图例 63阀杆尺寸确定SLSESBSASC+SB+SASDSASE64阀杆设计要点 阀杆强度以梯形螺纹根部最弱，拉断试验应阀杆强度以梯形螺纹根部最弱，拉断试验应在此除断裂。即不允许阀杆断在壳体内。在此除断裂。即不允许阀杆断在壳体内。v梯形螺纹旋向应满足顺时针关闭阀门，逆时梯形螺纹旋向应满足顺时针关闭阀门，逆时针开启阀门的规定及常规习惯。针开启阀门的规定及常规习惯。v满足开启高度需要。应与阀体、阀盖、闸板、满足开启高度需要。应与阀体、阀盖、闸板、驱动螺母等相关零件计算，合理设计长度，驱动螺母等相关零件计算，合理设
30、计长度，包括梯形螺纹有效长度。包括梯形螺纹有效长度。65阀杆尺寸计算662.1.6装配设计图21 装配顺序图例 67装配尺寸链校核图22 装配尺寸链校核HH1H2h3H3H4H5H6h0h1h2HHtD+d)/2=(235+203)/2=219Hh2-h1=358.5-137.5=221HoH6-h3=719.5-489.5=230HoH, HHt okHHm=H= HH=Lc+ =682.2闸阀设计计算：v2.2.1闸板厚度计算闸板厚度计算v按单闸板计算其最小厚度按单闸板计算其最小厚度vHmin=SQRT(11P*a2+15P*d2/4)/v式中，式中，vHmin单闸板最小厚度，单闸板最小厚
31、度，mm v11系数系数 v15 系数系数vP阀门工作压力，阀门工作压力，kgf/cm2va闸板弹性槽根部半径，闸板弹性槽根部半径，mmvd阀座密封面内径，阀座密封面内径，mmv材料许用应力，材料许用应力，kgf/cm2v闸板厚度闸板厚度vH=2Hmin69v上例中，上例中，v11=0.427，v15=0.352vP=50 kgf/cm2va=67.5 mmvd=209 mmvt=1.5 mmv=980 kgf/cm2v则，计算结果，则，计算结果，Hmin=23.5 mmvH=47702.2.2阀体壁厚计算vt=1.5*pd*0.9/(-1.2P)v式中式中,vt阀体计算壁厚阀体计算壁厚, m
32、mvd阀体计算内径，阀体计算内径，mmv材料许用应力，材料许用应力，kgf/cm2vP阀门工作压力，阀门工作压力，kgf/cm2vT= t+Ma+CF+SRv式中式中,vSR特殊要求增加壁厚，特殊要求增加壁厚，mm71v上例中，上例中，vd=203 mmv=980 kgf/cm2vP=50 kgf/cm2vMa=2.5mmvCF=0 mmvSR=0v则，则，T=17.3 mm。图纸取。图纸取17.5mm。722.2.3阀座密封比压计算v设计原则：设计原则：vqmfq40）vqq，合格，合格742.2.4阀杆操作力计算v阀杆操作力阀杆操作力vF=Fg+Fe+FsvFg=dshpu/10vFe=d
33、s2P/400vFs=d2P/400v式中，式中，vFg填料摩擦力，填料摩擦力，kgfvFe阀杆活塞效应力，阀杆活塞效应力，kgfvFs密封面摩擦力，密封面摩擦力，kgfvds阀杆直径，阀杆直径，mmvh填料函深度，填料函深度，mmvpu阀杆单位面积压力与填料摩擦系数的积，阀杆单位面积压力与填料摩擦系数的积，kgf/cm2vP阀门工作压力，阀门工作压力，kgf/cm2v摩擦系数（摩擦系数（0.30.5，用于水，取下限，用于蒸汽取上，用于水，取下限，用于蒸汽取上限）限）75填料系数（填料系数（阀杆单位面积压力与填料摩擦系数的积）阀杆单位面积压力与填料摩擦系数的积）Pu kgf/cm2150300
34、60090015002000250035004500石墨石棉88881013141616柔性石墨161618182225273131PTFE444456.578876阀杆操作扭矩v阀杆操作扭矩阀杆操作扭矩vT=F*/1000v式中，式中，vT阀杆操作扭矩，阀杆操作扭矩，kgf-mv阀杆梯形螺纹系数，阀杆梯形螺纹系数，mm（见（见阀门设计手册阀门设计手册P446) v阀杆应力校核阀杆应力校核v=F/Av式中，式中，v阀杆应力阀杆应力vA梯形螺纹根部面积，梯形螺纹根部面积，mm2vkgf/cm2vA=dt2/4vdt梯形螺纹根部直径，梯形螺纹根部直径，mm77v在上例中，在上例中，vds=36mm
35、vh=63 mmvdt=29 mmv=4.42 mmvpu=16 kgf/cm2vP=50 kgf/cm278v则，则，vF=9110.7kgfvFg=1140.0kgfvFe=508.9kgfvFs=746.1kgfv=13.8 kgf/cm2vT=40.3kgf-mvD=1000*40.3/2/45=447mm(两人操作，用力两人操作，用力45kgf)v图纸设计为图纸设计为450mm79闸板受力分析刚性单闸板弹性闸板80阀杆受力分析FsP*AFeFg81阀体阀座孔的加工阀体阀座孔的加工 aaaa阀体阀座孔的加工阀体阀座孔的加工阀座密封面的加工阀座密封面的加工82aa闸板的加工： 83附图：v不好的阀座设计 阀座内径小于通道直径 84焊缝直径太小85练习题v一、参照设计。根据一、参照设计。根据8”300Lb例子，设计例子，设计6”300Lb闸阀。闸阀。v设计数据：阀体流道直径，设计数据：阀体流道直径，150mmv阀体最小壁厚阀体最小壁厚16mmv阀杆直径阀杆直径32mmv结构长度结构长度403mmv试确定：阀座、闸板阀体、阀盖、阀杆主要设计尺试确定：阀座、闸板阀体、阀盖、阀杆主要设计尺寸寸v二、绘制二、绘制8”300Lb闸阀阀座、闸板、阀体、阀盖闸阀阀座、闸板、阀体、阀盖零件图。零件图。86
