阀门设计计算书(2014)
阀门设计计算书.xls
公式
0.2QMJ+0.58QMF+QP+QT
单位
N
2 开启时阀杆总轴向力 Q”FZ
0.31QMJ+0.42QMF-QP+QT
N
3
阀杆最大轴向力
QFZ
取Q’FZ及Q”FZ中较大值
N
4 密封面处介质作用力
QMJ
序号M-2
N
5
密封面上密封力
QMF
序号M-6
N
6 阀杆径向截面上介质作用力
QP
π/4dF2P
N
24
许用合成应力
〔σ∑ 〕
查表4-7
MPa
结论：σL＜〔σL〕， τN＜〔τN）， σY ＜〔σY 〕， σ∑＜〔σ∑〕
合格
230.00
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
Z***H-***LB 阀杆
1Cr13 头部强度验算
DN
序号
名称
符号
式中符 号
G2
1
剪应力
τ
2 开启时阀杆总轴向力
Q”FZ
3 阀杆与填料的摩擦力
计算书
共
页
型
号
Z***H-***LB
零件名称
闸板
材料牌号 计算内容
WCB 厚度
简图
DN
**"
序号
名称
符号
式中符 号
公式
单位
B
1
计算厚度
S'B
R√(K*P)/〔σw〕+C mm
2
密封面平均半径
R 自由周边：1/2(DMN+bM) mm
3
球阀计算书(陆培文阀门设计手册第三版)
7
计算力矩
W 8 断面系数
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
8
断面系数
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
9 10 11
手柄数量 手柄直径 手柄厚度
Z d
b2
12
手柄宽度
r1
13Biblioteka 许用弯曲应力[ W ]
力
公
式
单位
计 算 数 据
（设计手册表5-255）手柄总转矩及圆周力(L6)
浮动球阀见表 5 210 ， 固定球阀见表 5 211
2
开启时总转矩
" M
浮动球阀见表 5 210 ， 固定球阀见表 5 211
' M /L
3 4 5 6
关闭时圆周力 开启时圆周力 手柄力臂 弯曲应力
FS'
FS"
L
" M /L
W
M
M / W [W ]
' " 取M 或M 中较大值
mm
**
[ W ]
查表3-5
MPa
**
#VALUE!
' " 取M 或M 中较大值
N.mm
**
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
#VALUE!
m m3
d3 Z (对于圆形) 32
2 r1b2 Z (对于矩形) 6
m m3
#VALUE! ** mm mm ** **
设计给定 设计给定
b2
设计给定
r1
设计给定
计算内容：手柄总转矩及圆周力
气动阀计算书
气动阀计算书一、概述本计算书旨在为气动阀的设计和选型提供依据，包括气动阀的结构设计、流量计算、压力损失计算、气源压力和气动执行器的选择等。
二、设计参数1. 阀体材质：不锈钢2. 最大工作压力：0.1~1.0MPa3. 工作介质：空气或其他无腐蚀性气体4. 工作温度：-20℃~+70℃5. 流量范围：根据实际需求进行计算三、结构设计1. 阀体形状：选择标准圆形阀体2. 阀座材料：不锈钢3. 密封材料：丁腈橡胶或聚四氟乙烯4. 阀瓣材质：不锈钢5. 连接方式：法兰连接6. 驱动方式：气动7. 控制方式：二位五通电磁阀控制8. 安装方式：水平或垂直安装四、流量计算根据实际需求，计算气动阀的最大流量，为气动执行器的选择提供依据。
具体计算过程如下：1. 根据管道直径和流速，计算出管道的流量。
2. 根据气动阀的流通面积，计算出气动阀的流量。
3. 根据实际需求，选择合适的气动执行器型号和规格。
五、压力损失计算气动阀的压力损失计算对于气源压力的选择和气动执行器的选型具有重要意义。
具体计算过程如下：1. 根据管道直径和长度，计算出管道的压力损失。
2. 根据气动阀的结构和尺寸，计算出气动阀的压力损失。
3. 将管道和气动阀的总压力损失考虑在内，选择合适的气源压力。
六、气源压力选择根据压力损失计算结果，选择合适的气源压力，确保气动阀的正常工作。
具体选择过程如下：1. 根据实际需求和工作条件，选择合适的气源压力范围。
2. 在满足工作压力的前提下，选择较低的气源压力，以降低能源消耗。
七、气动执行器选型根据流量计算结果和压力损失计算结果，选择合适的气动执行器型号和规格。
具体选型过程如下：1. 根据气动执行器的输出力矩和工作压力，确定所需的气动执行器型号。
2. 根据实际需求和工作条件，选择合适的输出形式（如直线位移、旋转角度等）。
3. 根据连接方式和安装尺寸，选择合适的气动执行器规格。
4. 根据工作环境和安全要求，选择合适的防护等级和附件。
(整理)150LB球阀设计计算书1.
球阀设计计算书2″~8″Q41F-150Lb编制:审核:二○○三年五月二十三日浙江阀门制造有限公司目录1.阀体壁厚计算————————————————————12.中法兰强度计算———————————————————23.法兰螺栓拉应力验算—————————————————74.力矩计算——————————————————————85.阀杆强度校算————————————————————116.密封比压计算————————————————————137.作用在手柄上的启闭所需力——————————————15一、 阀体壁厚计算：计算公式： C P S dP t cc +-=)2.12.(5.1式中：t －阀体计算壁厚（英寸）； Pc －额定压力等级（磅）；Pc=150 d －公称通径（英寸）；S －材料需要用的应力（磅/平方英寸）S=7000 C －附加余量（英寸）按ANSI B16.34 C=0.1英寸英寸(毫米)实际确定壁厚≥计算壁厚为合格二.中法兰强度计算： 1.中法兰的轴向应力计算：[]5.13021=≤=H ioH D fM σλδσ 式中：σH －法兰颈的轴向应力（Mpa);Mo －作用平炉钢于法兰的总轴向力矩（N ·mm); f －整体法兰颈部应力校正系数（查表）； δ1－法兰颈部大端有效厚度（mm); D i －为阀体中腔内径（mm); λ－系数；［σH ］－法兰颈许用轴向应力（Mpa);M O =F D S D ＋F r S r ＋F G S G式中：F D －作用在法兰内径面积上的流体静压轴向力（N); S D －从螺栓孔中园致力FD 作用位置处的径向距离（mm);F r －总的流体静压轴向力与作用在法兰直径面积上的流体静压轴向 力之差（N);S r －从螺栓孔中心园致力于Fr 作用位置处的径向距离（mm); F G －用于窄面法兰垫片载荷（N);S G －从螺栓孔中心园致力FG 作用位置处的径向距离（mm);F D =0.785D i 2P S D =S ＋0.5δ112δ--=ib D D S )(785.022i G r D D P F -=21Gr S S S ++=δ 2Gb G D D S -=F G =W-F (W=Wp) Wp=F+Fp+Q F=0.785D G 2P Fp=2πbD G mPP D Q m 24π=ATe ff δδλ++=1ISi D F e δ1=IS i IS D VUA δδ2=式中：S －从螺栓孔中心园至法兰颈部与法兰背面交点的径向距离（mm); D b －法兰螺栓孔中心园直径（mm);D G －法兰垫片中径（mm ）;Wp －在操作情况下所需的最小螺栓负荷（N ）; F －总的流体静压轴向力（N);Fp－连接接确面上的压紧负荷（N）;Q－球体与阀座密封之间的密封力（N）; b－垫片有效密封宽度（mm）;m－垫片系数（查表）；m=1.25D m－为密封面中径（mm）;δf－法兰有效厚度（mm);e－系数；T－系数（查表）;A－系数；F1－整体法兰形状系数；F1=1δIS－法兰颈部小端有效厚度（mm);U－系数（查表）；V －整体法兰形状系数（查图）；σH ≤〔σH 〕=130.5合格2.中法兰的径向应力计算:[]Mpa D M e R if f R 108)133.1(2=≤+=σλδδσ式中：σR －法兰的径向应力（Mpa ）; ［σR ］－法兰许用的径向应力（Mpa ）; σR ≤〔σR 〕=108 合格3.中法兰的切向应力计算:[]Mpa Z D YM T R if T 1082=≤-=σσδσ式中：Y －系数（查表）；Z －系数（查表）；σT －法兰的切向应力（Mpa ）; ［σT ］－法兰材料的切向应力（Mpa ）;σT ≤〔σT 〕=108 合格三、.法兰螺栓拉应力验算：[]Mpa nd W L m P L 144=≤=σσ式中：σL －法兰螺栓断面积所承受的拉应力（Mpa ）; d m －螺栓断面有效面积（mm2）; n －螺栓数量；［σL ］－螺栓材料的拉应力（MPa ）。
阀门计算书
0.62
工作温度：315K
出口压力
MPa(A)
0.3
工作压差： MPa
流量
T/h
250
220
计 算 Kv
139.8
123.0
相对开度
%
65
58
备品备件： 客户意见
备 注： 客户确认签字
第1页 共 页
流量特性：等百分比
额定 Kv 值：630
固有可调比 R：50 允许压差(MPa)：
泄漏量等级：VI 级
额定行程(mm)：60
作用方式：气闭式
设定压力(MPa)：
阀盖形式：标准型
连接方式：法兰连接 ANSI B 16.5 RF
配法兰规格及型式：DN200 ANSI 150# RF
执行机构
型 号：HA 作用形式：正作用 弹簧范围：40-200KPaG 气源压力：250KPaG
DN
H
H1
L
A
D
D0 n-Ф d 附件及规格
手轮机构： √
阀门材质
电气阀门定位器：√EH 防水型
阀 体：WCB
空气过滤减压器：√
阀 盖：WCB
阀位开关：
阀内件：304
电磁阀：
填 料：PTFE
法兰(螺栓及密封垫)：√
工艺参数
介 质：水
单位
Hale Waihona Puke MAXNORMIN
介质密度：1000kg/m3
进口压力
MPa(A)
公司名称
地址
电话
传真
客户名称：
电 话：
手
产品名称：气动薄膜套筒调节阀
产品型号：
数 量：1 外 形 图：
调节阀
全焊接球阀设计计算书2014.8.22
12＂Q367F400Lb 全焊接球阀设计计算书1 弹簧预紧力设计1.1 弹簧最小预计力F YJ aF YJ a=（π/4）*( D MW2-D MN2)* q YJ =0.785*(3262-3202) *1.5=4564N式中：q YJ-最小预紧比压，q YJ取1.5MPa；D MW-密封圈外径，设计给定326mm;D MN-密封圈内径，设计给定320mm。
1.2自泄压阀座超压推力F OPF OP=（π/4）*0.33*P*( D HW2-D MP2)=0.785*2.2*(3302-3232)=7894N式中：P-最大工作压力，设计给定压力等级是400Lb，取MAP@38℃=6.8MPa;D HW-阀座支撑圈外径，设计给定330mm;D MP-密封面平均直径，D MP=0.5*(D MW+D MN)= 0.5*(326+320)=323mm;1.3判定弹簧预紧力设计既要满足阀座低压密封要求，也不能使阀座丧失自泄压功能，即：F YJ a≤F YJ≤F OP式中：F YJ-弹簧设计的预紧力，设计给定为6720N显然4564＜6720＜7894，满足要求，故弹簧预紧力设计合格！2密封面的比压设计2.1设计比压qq=（F MJ+F YJ）/[(π/4)*(D MW2-D MN2)]=(24400+6720)/[0.785*（3262-3202）]=10.2MPa式中：F MJ-介质水平密封力，F MJ =π/4*(D HW2-D MP2)*P=0.785*（3302-3232）*6.8=24400N2.2必须比压q bq b=m*((a+cp/√b))=1.4*(1.8+0.9*6.8)/√3)=6.44 MPa式中：m-与流体性质相关的系数，根据设计给定的介质和温度选取m=1.4 ；a，c-与密封材料有关的系数，设计给定材料为PTFE，此时a=1.8，c=0.9; b-密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度,设计给定3mm。
全启式安全阀通用计算书
5、额定排量计算 表5-196 P1194 名称 序号 符号 式中符号 额定排量 1 Wr 额定排量系数 2 Kdr 气体特性系数 3 C 流道面积 4 A 喉径 5 d0 绝对额定排放压力 6 Pdr ps 整定压力 7 气体相对分子量 8 Mr 排放时进口绝对温度 9 T 气体压缩系数 10 Z 等熵指数 12 κ 临界比压 13 σ* 背压修正系数 14 Kb 阀门出口压力 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ5 Pb
215.34 11.50 11.00 94.99
N/mm MPa MPa mm2
520.46 mm3 28.00 mm 8.00 mm 3.00 mm 11.00 3.00 6.66 1690.85 11.00 1044.84 1.37 4.29 573.00 7.00 30.00 23.00 mm mm mm N MPa N
MPa mm mm mm
3.67 71000.00 MPa 197.30 N/mm 4.00 1874.51 N 573.00 8.70 2.18 6.00 6.00 13.00 62.50 2.08 9.50 1874.51 1636.75 8.30 1044.84 1044.84 11.00 5.30 54.20 57.20 565.20 MPa mm mm mm mm mm mm mm mm N N mm N N MPa mm mm mm mm
4、密封比压计算 表5-209、210 P1205 名称 序号 符号 q1 介质压力为P时密封面比压 1 设备正常运行压力 2 安全阀整定压力 3 密封面平均直径 4 密封面宽度 5 密封面必须比压 6 结论 7 名称 序号 符号 q1 介质压力为0时密封面比压 1 安全阀整定压力 2 密封面平均直径 3 密封面宽度 4 密封面许用比压 5 结论 6 5、弹簧计算 序号 参阅资料2 P83 名称
球阀设计计算书
球阀设计计算书XXX文件号：10STQ3R59CG产品名称：固定球阀设计计算书编制：审核：批准：2014年9月目录：1.阀体壁厚验算2.阀盖壁厚验算3.密封面上的计算比压4.1.33倍中腔泄压能力的计算5.阀杆启闭扭矩的计算6.阀杆强度验算7.阀杆扭转变形的计算8.阀杆键连接强度验算9.中法兰螺栓强度验算10.流量系数计算11.吊耳的强度计算参考资料：1.API 6D管道阀门2.ASME B16.34阀门—法兰、螺纹和焊端连接的阀门3.ASME锅炉与压力规范第Ⅱ卷4.ASME锅炉与压力规范第Ⅷ卷5.API 600钢制闸阀法兰和对焊连接端，螺栓连接阀盖说明：1.以公称压力作为计算压力；2.对壳体壁厚的选取，在满足计算壁厚的前提下，按相关标准取壳体最小壁厚且圆整整数，已具裕度；3.涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取；4.适用介质为水、油、气等介质；5.不考虑地震载荷、风载荷等自然因数；6.瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍；7.管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力。
型号：10STQ3R59CG序号零件名称材料牌号计算内容根据1 阀体 ASTMA105 壁厚验算ASME16.342 阀盖 ASTMA105 壁厚验算ASME16.34根据相关标准，以公称压力作为计算压力，计算阀体和阀盖的壁厚。
涉及的材料许用应力值按-29～38℃时选取，适用介质为水、油、气等介质。
瞬间压力不得超过使用温度下允许压力的1.1倍，管路中应安装安全装置，以防止压力超过使用下的允许压力。
材料牌号计算内容序号10STQ3R59CG阀盖ASTM A105壁厚验算计算数据名称符号计算压力Pc300 psi基本应力系数C7000 psi阀体标准厚度S11.2 mm公称内径Dn254 mm附加厚度m4.0 mm设计给定Max（d’d0）设计给定ASTM B16.34设计给定Dn/1.5设计给定ASTM A216 WCB材料许用应力取值常温下抗拉强度Rm/20psi常温下屈服强度Re/20psi根据ASME-Ⅱ-D，常温下抗拉强度除以3.5大于7000 psi，常温下屈服强度除以1.5大于7000 psi，取基本应力系数7000 psi，满足要求。
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24
许用合成应力
〔σ∑ 〕
查表4-7
MPa
结论：σL＜〔σL〕， τN＜〔τN）， σY ＜〔σY 〕， σ∑＜〔σ∑〕
合格
230.00
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
Z***H-***LB 阀杆
1Cr13 头部强度验算
DN
序号
名称
符号
式中符 号
G2
1
剪应力
τ
2 开启时阀杆总轴向力
Q”FZ
3 阀杆与填料的摩擦力
序号S1-3 序号S2-1 序号S3-1 查表4-3 〔σS〕t'F/1.25 查表4-2(根据t'F) 序号S2-10 〔σS〕t"F/1.35
共 页
简图
单位
mm2 mm2 mm2
N N N N Mpa Mpa Mpa ℃ Mpa
表10
第页
计算数据
#VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! #VALUE! 102.00 152.00 190.00 212.50 120.37
N
7
阀杆直径
dF
设计给定
mm
8
计算压力
P
设计给定
Mpa
9 阀杆与填料摩擦力
10
系数
QT
ψdFbTP
N
ψ
查表4-12（按hT/bT)
11
填料深度
hT
设计给定
mm
12
填料宽度
bT
设计给定
mm
13
轴向应力
σL
14
轴向应力
σY
Q"FZ/FS Q'FZ/FS
Mpa Mpa
15
阀杆最小截面积
FS 查表4-14(或按退刀槽处计算） mm2
N N N ℃ ℃ 1/℃ mm mm mm ℃ ℃ mm2 MPa mm2 mm
表8
第
页
计算数据
#VALUE! #VALUE! #VALUE!
72.5 425 0.0000126 #VALUE! ** ** 212.5 140 #VALUE! *** #VALUE! **
16
垫片宽度
bDP
设计给定
表1
第
页
计算数据
11.81 42.00 45.00 102.00 2.00
**
结论: SB＞S'B 合格
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
Z***H-***LB 阀座 20+HF
密封面上总作用力及计算比压
共
简图
DN
**"
序号
名称
符号
式中符 号
公式
单位
M
1
密封面上总作用力 QMZ
QMJ+QMF
N
2 密封面处介质作用力
mm
**
Mpa
#VALUE!
mm
#VALUE!
mm
**
mm2
#VALUE!
合格
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
DN
序号
名称
I
1
I-I断面拉应力
2
计算压力
Z***H-***LB 阀盖
WCB
强度验算
**"
符号
式中符 号
公式
σL
个
查表4-9(根据dL)
mm2
设计给定
mm
查表4-9(根据dL)
Mpa
πD1/Z*dL
设计给定
mm
结论：σL＜〔σ〕 2.7＜LJ ＜4 合格
#VALUE! ** ** ** 220
#VALUE! **
计算书
型
号
Z***H-***LB
零件名称
中法兰连接螺栓
材料牌号 计算内容
B7 初加温时强度验算
DN
n"
4
计算载荷
Q
QLZ/〔σW〕 Q'LZ/〔σ'W〕 Q"LZ/〔σ"W〕 取系数最大时计算载荷
5 常温时螺栓计算载荷
6
初加温时螺栓计算载 荷
7 高温时螺栓计算载荷
8
许用弯曲应力
9
许用弯曲应力
10
屈服极限
11
中法兰温度
12
许用弯曲应力
QLZ
Q'LZ
Q"LZ 〔σW 〔〕σ'W 〔σ〕S〕
'tF t'F 〔σ"W 〕
mm
4
密封面宽
5
系数
bM
设计给定
mm
K
自由周边：钢1.24
6
计算压力
7
许用弯曲应力
8
腐蚀余量
P
设计给定
Mpa
〔σW 〕
查表4-3
Mpa
C
设计给定
mm
9
实际厚度
SB
设计给定
mm
表6
第
页
计算数据
11.55240807 14.5 25 4 1.24 42 120 2 **
结论:
S'B＜SB合格
计算书
型
号
QMJ
π/4*(DMN+bM)2P
N
3
密封面内径
DMN
设计给定
mm
4
密封面宽度
bM
设计给定
mm
5
计算压力
P
设计给定
Mpa
6
密封面上密封力
QMF
π(DMN+bM)bM*qMF
N
7
密封面必须比压
qMF
查表4-10
Mpa
8
密封面计算比压
q
QMZ/〔π(DMN+bM)bM〕 Mpa
9
密封面许用比压 〔q〕
查表4-11
22
力臂
L2
0.4*Q*L2/W2 L1+(Dm-Dn)/4
23
计算内径
DN
设计给定
24
断面系数
W2
3.14/6*(Dm+Dn)/2*((Dm-Dn)/2)2
结论：σW1＜〔σ'W〕
σW1＜〔σ'W〕
Mpa
162.50
℃
382.50
Mpa
#VALUE!
mm
#VALUE!
mm
**
mm
**
mm3
#VALUE!
QT
4
图示
b
**"
公式
(Q”FZ-QT)/2bh 序号G1-2 序号G1-9 设计给定
5
图示
h
设计给定
6
许用剪应力
〔τ〕
查表4-7
表4
共
页
第
页
简图
单位 计 算 数 据
MPa
0.23
N
409.04
N
0.00
mm
44.00
mm
20.00
MPa
132.00
结论:τ＜〔τ〕
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
16
扭应力
τN
M’FL/WS
Mpa
17 关闭时阀杆螺纹摩擦力
M’FL
Q'FZ*RFM
N*mm
18
螺纹摩擦半径
R’FM 查表4-13(或按螺纹计算） mm
19
阀杆最小断面系数
WS 查表4-14(或按退刀槽处计算） mm3
20
合成应力
σ∑
21
许用拉应力
〔σL
22
许用压应力
〔〕σY
23
许用扭应力
〔〕τN
〕
mm
17
垫片材料弹性系
EDP
查表4-21
Mpa
18
螺栓拉应力
σ'L
Q'LZ/FL
Mpa
19
安全系数
n'S
(σs）'tL/σ’L
20
屈服极限
(σs）'tL
查表4-8(根据t'L)
Mpa
** *** #VALUE! #VALUE! 585
结论：n'S＞1.25
合格
计算书
型
号
零件名称
材料牌号
计算内容
Z***H-***LB 中法兰连接螺栓
** ** #VALUE! ** ** ** #VALUE! 0.2 19010.24839 #VALUE! ** 1 #VALUE!
18
螺栓总截面积
FL
19
螺栓数量
Z
20
单个螺栓截面积
F1
21
螺栓直径
dL
22
许用拉应力
〔σL
〕
23 螺栓间距与直径比
LJ
24 螺栓孔中心圆直径
D1
Z*F1
mm2
设计给定
√σ2Y+4τN2
Mpa
查表4-7
Mpa
查表4-7
MPa
查表4-7
MPa
表3
第
页
计算数据
19010.25 409.04
19010.25 27741.83 26238.58 10687.70
18.00 42.00 0.00 0.00 0.00 0.00 4.40 204.41 93.00 126.49 32507.52 1.71 257.00 325.24 220.00 245.00 145.00