球阀自动计算



球阀计算公式
计算项目	说   明
1.1确定球体直径
Q341F-10C-DN100	R=0.75*d	d=	100	R=	80	D=	160
2.1  壁厚的确定	壁厚计算公式：SB=S'B+C S'B:计算厚度，C：腐蚀余量
S’B	S’B=1.5P*Dn/2[σL]-P
S’B	计算厚度	1.6853933
P	计算压力	1.0		设计给定
DN	内径	100		设计给定
[σL]	材料许用拉应力	45		设计手册表3-3
C	腐烂余量	5		设计给定
SB	实际厚度	6.6853933
3.1  球体与阀座之      间比压的计算	球体与阀座之间比压的计算 应该满足：qMF<q<[q]
qMF	qMF=1.2P		qMF=	1.2
P	计算压力	1.0
qMF				1.183799126
m	与流体性质有关的系数 对常温液体：m=1 对常温油品和空气、蒸气以及高于100℃的液体：m=1.4 对氢、氮及密封要求高的介质：m=1.8				1	1.4	1.8
a,c	与密封面材料有关的系数，如下所示
密封面材料	a			c
钢、硬质合金	3.5			1
聚四氟乙烯、尼龙	1.8			0.9
铜、铸铁	3			1
中硬橡胶	0.4			0.6
软橡胶	0.3			0.4
b	密封面在垂直流体流动方向上的投影宽度					5.202013778
b	b=t*cosφ
t	密封面宽度				设计给定	7
φ	密封面法向与流道中心线夹角				42	0.743144825
q	球阀密封比压
3.1.1浮动球阀
q	q=(DMW+DMN)*P/(4*(DMW-DMN))			3.5625
DMW	阀座密封面外径	mm	设计给定		122
DMN	阀座密封面内径	mm	设计给定		106
P	介质工作压力	Mpa	设计给定		1.0
3.1.2进口密封      固定球阀
q	q=(p*((DJH*DJH)-0.6*(DMN*DMN)-0.4*(DMW*DMW)))/(8*R*h*cos*φ)
q	1.657090638
DJH	进口密封座导向外径			mm	132	设计给定
R	球体半径			mm	80	设计给定
h	密封面接触的宽度在水平方向的投影			mm	6	设计给定
h	h=l2-l1				6
l2	球体中心至密封面的距离			mm	60.6	设计给定
l1	球体中心至密封面的距离			mm	54.6	设计给定
[q]	密封面材料的许用比压[q]
密封面材料		材料硬度	[q]   [MPa]		注：钢和铜合金的牌号对 于铸态和堆焊均适用
			密封面	密封面
			间无	间有
			滑动	滑动
黄铜	CuZn40Pb2，CuZn38Mn2Pb2，CuZn38	HB 80～95	80	20
	CuZn16Si4	HB 95～110	100	25
青铜	CuAL10Fe3	HB≥110	80	25
	CuAL10Fe3Mn2，CuAL9Fe4Ni4Mn2	HB 120～170	100	35
奥氏体	1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti	HB 140～170	150	40
不绣钢
马氏体	2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2	HB 200～300	250	45
不绣钢		HR 35～40
氮化钢	35CrMoAlA、38CrMoAlA	Hv 800～1000	300	80
堆焊	TDCoCr1-x	HR 40～45	250	80
合金	TDCr-Ni（含Ni）	HB 280～320	250	80
中硬  橡胶			5	4
F-4	SFB-1，SFB-2，SFB-3SFBN-1，SFBN-2，SFBN-3		20	15
尼龙			40	30
4.1球阀的转矩计算
4.1.1浮动球阀    总转矩计算	浮动球阀中所有载何由介质出口的阀座密封圈承受，总转矩为：
MF	MF=MQZ+MFT+MMJ					99046.80369
MQZ	球体在阀座中的摩擦力矩
MQZ	MQZ=П*(DMW+DMN)2*P*R*f*(1+COSφ)/32*COSφ					26431.16369
f	球体与阀座的摩擦系数
	对聚四氟乙烯		f=	0.05
	对增强聚四氟乙烯		f=	0.08	～0.15
	对尼龙		f=	0.1	～0.15
MFT	填料与阀杆的摩擦力矩
（1）对聚四氟乙 烯成型填料	MFT=0.6*П*f*z*h*dF*P					18.84
	f:阀杆与填料的摩擦系数			f=	0.05
	h:单圈填料与阀杆的接触高度			设计给定	10
	Z：填料圈数			设计给定	5
	dF：阀杆直径			设计给定	40
	P：计算压力			设计给定	1.0
（2）对橡胶O型圈	MFT=1/2*∏*dF2*Z*(0.33+0.92*f0*d0*P)					18011.04
	Z:O型圈个数			设计给定
	f0：橡胶对阀杆的摩擦系数			f0=	0.3	～0.4
	d0：O型圈的横截面直径			设计给定	4
MMJ	阀杆台肩与止推垫间的摩擦力矩
MMJ	MMJ=∏*64*f*(DT+df)2*P					72596.8
	f:摩擦系数		按材料同前面规定选取			0.05
	DT:台肩外径或止推垫外径		选二者中小者（mm）			45	设计给定
4.1.2固定球阀    总转矩计算	固定球阀中球体受到的作用力完全传递到支撑轴承上，对进口密封的固定球阀总转矩为：
MF	MF=MQZ+MFT+MZC+MMJ					12581.59651
MQZ	球体在阀座中的摩擦力矩
MQZ	MQZ=MQZ1+MQZ2					10271.16832
MQZ1	由阀座对球体的予紧力产生的摩擦力矩
MQZ1	MQZ1=∏/4*（DMW2-DMN2）*（1+COSφ）*qM*f*R					1395.699073
	qM:最上予紧比压
	取：qM=0.1*P	但不少于2MPa		2
	其它同前一致
MQZ2	由介质工作压力产生的摩擦力矩					8875.469247
MQZ2	MQZ2=∏*P*f*R*(DJH2-0.5*DMN2-0.5*DMW2)*(1+COSφ)/8*cosφ
MFT	填料与阀杆的摩擦力矩
（1）对聚四氟乙 烯成型填料	MFT=0.6*П*f*z*h*dF*P					188.4
	f:阀杆与填料的摩擦系数			f=	0.05
	h:单圈填料与阀杆的接触高度			设计给定	10
	Z：填料圈数			设计给定	5
	dF：阀杆直径			设计给定	40
	P：计算压力			设计给定	1.0
（2）对橡胶O型圈	MFT=1/2*∏*dF2*Z*(0.33+0.92*f0*d0*P)					7204.416
	Z:O型圈个数			设计给定	2
	f0：橡胶对阀杆的摩擦系数			f0=	0.3	～0.4
	d0：O型圈的横截面直径			设计给定	4
MZC	轴承中的摩擦力矩
MZC	MZC=fZ*dqJ*QZJ					615.5028
fZ	轴承的摩擦系数
	对塑料制的滑动轴承  fZ按f选取
	对滚动轴承		fz=	0.002
dZJ	球体轴颈直径	设计给定		45
	对滚动轴承	dZJ=轴承中径
QZJ	介质作用球体轴颈上的总作用力
QZJ	QZJ=∏*DJH2*P/8					6838.92
MMJ	阀杆台肩膀与止推垫间的摩擦力矩 （此项仅用上阀杆与球体分开时的结构，对整体MMJ=0）					MMJ=	0
MMJ	MMJ=∏/64*f*(DT+dF)3*P					1506.525391
5.1阀杆强度计算
5.1.1浮动球阀杆      强度的计算
	阀杆与球体连接部分的计算
	阀杆与球体接触按挤压计算
σZY	σZY=MQZ/0.12*a2h≤[σZY]
	a :作用面
	h:阀杆头部插入球体的深度，一般取h=1.8-2.2，a为正方形时，a改为b 注意：h不要取的过大否则球体活动性减少。				1.8	～2.2
[σZY]	球体材料的许用挤压力，对奥氏体不锈钢：当σb<600MPa时，取[σZY]=122MPa 或按下式计算：[σZY]=σb/4～σb/6(σb:材料的抗拉强度)