200Z41W25P閥門設計含6張CAD圖.zip

200Z41W25P閥門設計含6張CAD圖.zip,200,Z41W25P,閥門,設計,CAD 任務書學院 XXX 專業(yè) XXXX 班級 XXX 學生姓名 XXX 指導教師/職稱 XX 1畢業(yè)設計(論文)題目：200Z41W25P閥門設計2畢業(yè)設計(論文)起止時間：20XX年11月1日 2019年6月7日3畢業(yè)設計(論文)所需資料及原始數據（指導教師選定部分）1 設計條件根據閥門型號“200Z41W25P閥門”確定公稱壓力、公稱直徑、閥門結構形式等設計所需數據。2 參考書1）陸培文閥門設計入門與精通M北京：機械工業(yè)出版社，20092）陸培文閥門制造工藝入門與精通M北京：機械工業(yè)出版社，20103）陸培文閥門設計計算手冊M第二版北京：中國標準出版社，20094）朱培元閘閥設計技術及圖冊M北京：機械工業(yè)出版社，20125）設計手冊類書籍：機械設計手冊等；3 畢業(yè)設計的目標及具體要求整個設計由論述、計算、圖表、圖紙幾部分組成；論述應該條理清晰、觀點明確；計算要求方法正確，計算公式和數據必須注明出處；說明書中所有公式必須寫明編號，所有符號必須注明意義和單位；圖表應能簡要表達計算的結果；圖紙從格式到內容都要符合制圖標準要求。4畢業(yè)設計(論文)應完成的主要任務（1）閥門密封面比壓計算、閥門通用零件的設計計算、閥門專用零件的設計計算。（2）閥門精度要求，制造、驗收與裝配的技術條件。（3）繪制設備總圖、部件圖、零件圖5任務書下達日期 20XX年 11月 1 日 指導教師(簽字) 200Z41W25P閥門設計開題報告一、題目來源本題目來源于社會實踐。二、研究（設計）目的和意義改革開放四十多年來，我國閥門制造業(yè)得到了飛速發(fā)展。我國自行設計、制造的各種類型的閥門產品不僅廣泛的應用于國民經濟和國防建設的個部門，而且有大量的閥門產品出口。隨著我國石油、化工、天然氣、冶金、水電等行業(yè)的迅速發(fā)展，對閥門的品質、數量和質量有了更高的要求。閥門的質量至關重要，開閉頻繁，但往往由于制造、使用選型、維修不當，發(fā)生跑、冒、滴、漏現象，由此引起火焰、爆炸、中毒、燙傷事故，或者造成產品質量低劣，能耗提高，設備腐蝕，物耗提高，環(huán)境污染，甚至造成停產等事故，已屢見不鮮，因此人們希望獲得高質量的閥門，同時也要求提高閥門的使用，維修水平，這時對從事閥門操作人員，維修人員以及工程技術人員，提出新的要求，除了要精心設計、合理選用、正確操作閥門之外，還要及時維護、修理閥門，使閥門的“跑、冒、滴、漏”及各類事故降到最低限度。都具有重要的現實意義。三、閱讀的主要參考文獻1陸培文閥門設計入門與精通M北京：機械工業(yè)出版社，20092陸培文閥門制造工藝入門與精通M北京：機械工業(yè)出版社，20103陸培文閥門設計計算手冊M第二版北京：中國標準出版社，20094朱培元閘閥設計技術及圖冊M北京：機械工業(yè)出版社，20125設計手冊類書籍：機械設計手冊等；6宋虎堂.閥門選用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社，20077張志賢.閥門技術資料手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20138 陸培文等編.國內外閥門新結構M北京：中國標準出版社， 1997.9美J. L.菜昂斯著.閥門技術手冊M北京：機械工業(yè)出版社， 1991.10 沈陽高中壓閥門廠編著.閥門制造工藝M.北京：機械工業(yè)出版社，1984.11 英漢閥門工程詞匯編輯委員會編.英漢閥門工程詞匯M.北京：北京科技出版社，1989.12機械設計手冊編委會.機械設計手冊第3版 .北京機械工業(yè)出版社.2004.0813 張瑩.機械設計基礎M. 北京.機械工業(yè)出版社. 1997.714梁德本、葉玉駒. 機械制圖手冊M. 北京. 機械工業(yè)出版社. 200215黃平，劉建素等. 常用機械零件及機構圖冊M. 北京. 化學工業(yè)出版社.1999四、國內外現狀和發(fā)展趨勢改革開放以來，隨著各個行業(yè)的快速發(fā)展，在閥門行業(yè)中，國有大中型企業(yè)尤其是骨干企業(yè)在閥門制造水平和技術力量上日前仍然具有較大的優(yōu)勢。這其中有些廠家采用了樹脂砂線造型，閥門的主要部件在數控機床、自動線或組合機床上加工，密封而采用等離子噴焊技術，閥門設計應用CAD技術，進行二維實體造型等。先進技術促進了閥門生產水平和產品質量的提高，科技興業(yè)勢不可擋。但多數閥門廠家鑄造熔煉設備陳舊，以手工造型為主，機加工多為通用機床和單刀切削(應在工裝上狠下功夫，力爭通用機床專業(yè)化，多數廠應走這條路，檢測設備不完善或不符合標準。近年來一些中小閥門廠家從加強管理入手，打基礎、上設備和抓技改，生產技術水平逐步提高，產品上檔次，抓產品質量，抓市場，經濟效益可觀，有與大型或骨干企業(yè)抗衡之勢，其實力和發(fā)展前景不可低估.總體而言，國內外的閥門產品發(fā)展趨勢可歸結如下：1 高參數和大型化石油化學工業(yè)，核能工業(yè)，冶金，宇宙航行工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展，要求采用高參數的閥門產品。目前，300014600kg/cm2的超高壓閥門，8003430的高溫閥門，-180-269的超低溫閥門及10-8到10-10毫米汞柱的高真空閥門均應用。隨著工業(yè)生產的規(guī)模日語擴大，也要求閥門產品向大型化發(fā)展，目前國外已生產出通徑4200毫米的閘閥，用于電站的蝶閥通徑達5750毫米，用于進行風洞試驗的蝶閥通徑竟達9750毫米。二十世紀四十年代以來，最大的管線閥門的通徑威已達2500毫米。世界上最大的球閥通徑威3050毫米，不包括驅動裝置在內，其重量已達184噸。2 高性能和高壽命自動化程度很高的大型成套裝置對閥門的性能和使用壽命的提出了很高的要求，而核能，宇宙航行工業(yè)則對閥門提出了更為嚴格的要求、因此，國內外在提高閥門使用性能和使用壽命等發(fā)面進行了大量的試驗研究工作。目前核能工業(yè)用閥門的使用壽命可達幾十年。據有關資料報道：美國VKM公司生產的專利球閥可啟閉十萬次無泄漏；英國GK公司生產的隔膜閥使用壽命為十三萬次；英國歐西爾公司的柱塞閥的使用壽命高達一百二十五萬次。宇航工業(yè)用的壓力調節(jié)器的精度最高達到正負1%，而閥門的動作反應時間不超過一豪秒。目前閥門最小的泄漏量已達110-10ml/s6。3 各種專業(yè)閥日益發(fā)展由于石油化工，和核能冶金等工業(yè)的發(fā)展通用閥門已滿足不了其特殊的工藝要求，于是適用于特定工況的各種專用閥門不斷涌現，并日益發(fā)展。核能用閥，低溫閥，超高壓閥和管線閥門等各種專業(yè)閥門的發(fā)展和系列化，也促進新型工藝過程和各種大型成套裝置的進一步完善。4 驅動方式多樣化，自動化程度越來越高；隨著現代工業(yè)設備自動化水平的提高，不斷要求和促進了閥門驅動方式的多樣化和控制的自動化。目前氣動，電動液化及各種聯動驅動正大不斷的增加和完善。驅動裝置制造業(yè)已成為閥門工業(yè)中的一個重要分支。目前國外已有用電子計算機集中控制所有閥門的成套生產裝置。5 日益重視標準化工作，閥門標準逐步國際化國內外對閥門標準化工作都很重視，各國均制定了大量閥門標準，尤其重視基礎標準，材料標準和質量性能檢驗標準。目前國際標準化組織已制定了一些閥門標準為了擴大國際貿易和便于技術交流，技術引進，各國都趨于采用國際化標準，閥門標準已逐步國際化。五、主要研究（設計）內容、關鍵問題及解決思路5.1 主要研究內容1 設計應完成的主要內容（1）閥門密封面比壓計算、閥門通用零件的設計計算、閥門專用零件的設計計算。（2）閥門精度要求，制造、驗收與裝配的技術條件。（3）繪制設備總圖、部件圖、零件圖5.2 關鍵問題1）楔式閘閥結構方案的確定，參考所收集的文獻，提出不同的方案進行比較，選擇比較優(yōu)化的一種。（2）楔式閘閥的設計計算，由于此設計計算比較成熟，可根據閥門設計選用手冊所提供的計算公式和限制條件，對使用范圍、介質、溫度、熱膨脹系數等進行設計，并根據這些條件進一步確定結構尺寸，參數等，設計出自己想要的楔式閘閥。（3）在完成開題報告過程中閱讀較充分的參考資料，基本了解本設計領域的發(fā)展狀況和趨勢，明確完成畢業(yè)設計的思路，并做出可行的計劃安排。5.3 解決思路 （1）對200Z41W25P閥門結構方案的確定，參考所收集的文獻，提出不同的方案進行比較，選擇比較優(yōu)化的一種；（2）閘閥的設計計算，由于此設計計算要求較高，可根據閥門設計選用手冊所提供的計算公式和步驟，對閥門的各個零件、精度、制造驗收與裝配等進行分析與設計，并根據這些條件進一步確定結構尺寸，參數等，盡可能進行多種試驗，取得一些設計參數，從而設計出較符合實際情況的平板閘閥；（3）在完成開題報告過程中去閱讀較參考資料、詢問導師、網上查找等途徑，基本了解本領域的發(fā)展狀況和趨勢，明確完成畢業(yè)設計的思路，并做出可行的計劃安排。六、完成畢業(yè)設計（論文）所必須具備的工作條件所必須具備的工作環(huán)境：（1） 對CAD的熟練使用（2） 對閥門知識的更多了解（3） 對SolidWorks的使用（4） 機械設計手冊、閥門設計手冊和相關的機械設計資料等機械手冊，要有扎實的力學和機械設計學基礎七、預期成果（達到目標）通過對明桿楔式單閘板閘閥的設計，系統(tǒng)的掌握了對閥體、閥蓋、閥板等軟件的設計，進一步鞏固了專業(yè)知識，提高培養(yǎng)了自主學習及動手的能力，為順利走向新的工作打下了堅實的基礎。八、工作的主要階段、進度與時間安排2018年10月21日 指導老師下發(fā)任務書2018年10月21日11月20日 查閱參考文獻及完成開題報告、開題答辯2018年11月21日2019年1月20日 初步完成畢業(yè)設計資料，中期檢查2019年1月21日2019年5月10日 完成畢業(yè)設計主體工作2019年5月11日2019年5月20日 指導教師完成各項審查及相關簽字2019年5月21日2019年5月31日 評閱教師完成評閱意見及相關簽字2019年6月1日2019年6月3日 畢業(yè)設計答辯九、指導老師審查意見II-2XXXXX答辯 答辯人 XX專業(yè)班級 XXX指導老師 XXX 日期 20XX 6 3 200Z41W25P閥門設計 目錄 一 閥門介紹二 閥門零部件設計1 閥體 密封副 閘板 閥桿 中法蘭的計算2 閥門的密封3 閥門精度要求 制造 驗收與裝配的技術條件 4 致謝 本論文從選題到完成 每一步都離不開XXX老師的幫助 在此向XX老師表示崇高的敬意和衷心的感謝 同時也感謝來參加答辯的老師 謝謝你們在這炎熱的天氣下 來對我的論文進行指導 也感謝在這次畢業(yè)設計中幫助我過我的同學 朋友 謝謝觀賞 200Z41W25P閥門設計摘要 閘閥的使用在現代化生產中十分重要，其身影在人類的生產生活中隨處可見。閘閥的研究能夠帶動人類經濟生產，在各類生產系統(tǒng)中極大的提高經濟效益，節(jié)約能源。如何正確設計和選用閘閥是實現閘閥的密封性能、調節(jié)性能、實用性能、安全性能和流通性能的關鍵所在。在本次設計中，主要對閥體、閥板、密封面等進行了了解與設計，通過對介質溫度、壓力、腐蝕性等因素的考慮，對閥門的通用專用零件進行了計算與設計。最后對閥門的精度要求，制造、驗收與裝配進行了認識與了解，讓閥門整體能夠發(fā)揮出最完美的效果。關鍵詞 閘閥；閥體；密封面I200Z41w25p Valve DesignAbstract The use of gate valves is very important in modern production, and its figure is ubiquitous in human production and life.The research of gate valve can promote human economic production, greatly improve economic efficiency and save energy in all kinds of production systems. How to design and select gate valve correctly is the key to realize the sealing performance, adjusting performance, practical energy, safety performance and circulation performance of gate valve. In this design, mainly on the valve body, valve plate, dense cover and so on to understand and design, through the media temperature, pressure, corrosion and other factors, the valve of the general special parts are calculated and designed. Finally, the accuracy of the valve requirements, manufacturing, acceptance and assembly of the understanding and understanding, so that the valve as a whole can play the most perfect resultsKeywords Gate valve；Valve Body；Sealing face目 錄1 前言12 選題背景2 2.1研究目的與意義2 2.2國內外閘閥的差距 23 方案論證4 3.1閘閥的工作原理4 3.2閘閥的結構介紹44過程論述5 4.1零部件設計4.1.1閥體設計54.1.2密封副設計64.1.3閘板設計94.1.4閥桿設計104.1.5中法蘭設計134.1.6其余零部件選用18 4.2閥門精度要求，制造、驗收與裝配的技術條件26 4.2.1閥門精度要求264.2.2制造、驗收與裝配的技術條件275 結果分析29 設計歸納296 總結30參考文獻31致謝32III200Z41W25P閥門設計1、前言在現在生活中閥門到處可見，閘閥是運用最廣泛的一種。閘閥是指閘板通道軸線上下移動，從而讓閥門開啟或關閉。閥門主要阻礙介質的流動，即全開或全閉使用。閘閥運用范圍很廣，并可以用于各種不同介質。閘閥一般不用于傳送不易移動的介質管道中。閘閥具有如下優(yōu)點:流體阻力比較小，安全可靠;工作所需要的力矩小:可以使介質多向流通，也就是說不限制介質的流向:全開時，閘閥收到介質的沖壓更小;形體比較簡單，易于鑄造和加工;結構長度比較小。 由于閘閥具有許多優(yōu)點，因此使用范圍很廣。通常公稱尺寸DN50mm的管路，選用閘閥阻止物質流動，有些小口徑的也選用閘閥。閘閥也有一些缺點，主要體現在是:它所需要的空間較大。在啟、閉過程中，密封面間有相對摩擦，磨損較大，容易引起擦傷現象。閘閥通常有兩個密封副，這種設計會給加工維修制造一些苦難。開啟、關閉時間長。閘閥有許多不同的結構，他們的不同主要在于的密封元件結構形式不同。根據密封元件的結構。我們通常把他們分為平行式閘閥和楔式閘閥。再依據閥桿的結構形式的不同，我們又把閘閥還分為明桿閘閥和暗桿閘閥。312選題背景2.1研究目的與意義隨著科技的發(fā)展，閥門在各個行業(yè)中有著廣泛的應用，大到國防、航天等新技術領域，小到城市和工業(yè)的排水、供熱和供氣都離不開閥門，閥門成為了我們現在生活不可或缺的重要機械產品。我國雖然現在閥門行業(yè)發(fā)展速度快，但好多產品還屬于低檔產品，國家閥門生產技術含量還不搞，大部分關鍵閥門還依賴進口，核心技術的的不許使我們國家的閥門技術遠遠落后去其他國家，有人認為我國家閥門技術落后于其他國家很多，因此這需要我們投入更大的努力去研究更多適用的閥門，提高我國閥門技術，讓我們國家的閥門也能達到發(fā)達國家水平，提高我國科技實力，為中華名族的偉大復興貢獻自己的一份力量。2.2國內外閘閥的差距由于我國閥門起步較晚，相比較發(fā)達國家差距還比較明顯，現在行業(yè)發(fā)展水平低，技術含量不足，閥門產品大多為抵擋產品，很多重要閥門還依賴于進口，而且我們國內自動化水平遠不如外國先進，在閥門行業(yè)需要投入更多精力。具體差距我總結了一下幾點差距：在我看來之所以我們國家閥門生產水平落后于發(fā)達國家，主要存在以下四點差距：一是技術不足創(chuàng)新能力上的差距;二是產品成產制造工藝的差距;三是質量公司管理層次的差距;四是自動化生產線上的差距。我們需要認識到自己的不足之處，加以吸取外國知識，改進提高我國閥門的生產水平，讓我們國家閥門行業(yè)進入世界領先行業(yè)。技術和創(chuàng)新能力的是我們國家閥門生產的絆腳石，雖然國內有許多研發(fā)中心，但受限于條件的影響，沒有好的設施及資金，讓研發(fā)與技術落后于其他國家。所以我們需要投入更多的精力與時間去研發(fā)屬于自己的東西而不是依靠國外不思進取。 目前國內閥門水平還是落后去發(fā)達國家，許多國內閥門企業(yè)引進先進技術卻很少再做創(chuàng)新，止步不前。當海外客戶參觀中國重工業(yè)發(fā)展的的時候，會發(fā)現很多只是在原有的基礎上稍加改變難以達到更完美的效果。同時我們現在的加工工藝也較落后，盡管有現代化的設備，卻不能做出更完美的產品。而且絕大數企業(yè)設備落后。我們和國外的經營觀念有很大不同，國外會更加投入產品的研發(fā)更新，而我們想的卻是搞基建，擴大生產規(guī)模，增加設備，擴大生產收益，卻忽略了新產品的研發(fā)，在閥門市場上投入了大量的時間精力。僅僅只能開生產出低檔產品，提高不了國內閥門生產的能力。我們國家的閥門產業(yè)體系存在一定的問題，我們自主研發(fā)的能力薄弱，創(chuàng)新能力不足，大部分企業(yè)在研發(fā)、科技上的投入較少，目前整個行業(yè)的投入，不足以支撐我們閥門行業(yè)去科研去開發(fā)高端產品。3結構方案論證3.1 200z41w25p閥門的工作原理A開啟過程1.在關閉位置，閥桿對閥體進行作用，緊壓在閥座上。2.轉動手輪的同時，閥桿也會跟著轉動，使球體脫離閥座。 3.閥桿繼續(xù)提升，與導銷相互作用，使閘板開始移動。 4.發(fā)到全開位置，閥桿上升到最高位置，閥板也上升到它的最高位置。 B關閉過程 1.關閉時，順時針旋轉手輪，閥桿開始下降并使閘板沿著擋板移動到閥座位置。 2.旋轉手輪，由于銷的作用，閥桿和閘板同時轉動90。3.手輪轉動的最后幾圈，閥桿底部的角形平面機械地楔向壓迫閘體，使其緊密地壓在閥座上，達到完全密封。 3.2結構介紹通過轉動手輪帶動閥桿螺母的旋轉，從而帶動閥桿的上下移動，帶動閘板的移動而開啟和關閉通道。閘閥開啟時，閥桿伸出，可以直接了解閘閥的開關，閘桿的螺紋不與介質接觸，防止腐蝕，同時可以達到潤滑的效果。因此閘閥適用于腐蝕性強的介質中。缺點是螺紋外漏，容易粘上灰塵，會導致螺紋磨損，因此需要安裝在室內。盡管如此，應用還是較為廣泛。圖1 明桿楔式單閘板閘閥4過程論述4、1閥門零部件設計4.1.1閥體設計 閥門中閥體和閥蓋需要承受介質的壓力，所以閥門的設計一定要滿足標準，而后用強度理論的計算方法去校驗。一個閥體往往存在幾種形狀，哪怕相同形狀，它的內部結構都存在差異，正常來說一個閥體需要滿足他的形狀和尺寸，要一部分一部分的進行計算，但并不要這樣計算。因為分開計算比較復雜，并且在一個閥體中，不會出現多種壁厚只需要選用最小的壁厚來進行計算。1、 閥體材料已知：已知：公稱壓力，溫度，介質流體為硝酸類故選用1Cr18Ni9Ti二、閥體壁厚設計給定： （1）公稱通徑：DN=200mm；（2）公稱壓力：PN=2.5MPa；（3）適用溫度：20;（4）適用介質：硝酸類；（5）結構尺寸要求：長度L=400mm；全開高度H3000mm。參考資料：實用閥門設計手冊p1102頁，（表5-74）閥體壁厚計算公式計算厚度mm ： 計算壓力（Mpa）：p=2.5Mpa計算內徑（mm）：DN=200mm許用壓力：查表3-3 =92附加余量:C=5計算得=7.39mm實際厚度 所以=10mm4.1.2 密封副設計閥門需要具備可靠的密封性，不然會導致介質的泄漏以及環(huán)境的污染降低工作效率。閥門的密封副指的是啟閉件與閥座相互接觸進行關閉的部分，密封面在進行密封過程中容易受到磨損，密封性隨著使用次數增加而減低。閘閥的密封副是對稱的，可以通過閥桿的小作用在進口和出口上形成相同的密封。所以，對于一般工業(yè)要求，單面強制密封足夠滿足，但高壓系統(tǒng)則難以滿足。選材是非常重要的需要滿足介質的強度的同時，還需要抵抗介質的腐蝕。一、密封副材料已知公稱壓力、溫度、介質流體為硝酸類設計給定=12mm 密封面直徑=206mm密封面材料：不銹鋼14Cr17Ni2 材料硬度200-300HB 密封面間無滑動二、密封副的總作用力和比壓的計算密封面比壓的滿足條件： 式中：密封面上的必須比壓 閥門設計入門與精通 查資料表3-13 得 ：密封面的許用比壓 查資料 得 ：實際比壓（MPa） 式中：實際密封面比壓 ：閥座密封面內徑，設計給定，d=200（mm）：密封面寬度， 設計給定 ，=12（mm）（1）密封面比壓計算公式 式中： 閥座密封面內徑d=206 mm； 閥座密封面寬度bm=12 mm；（2）出口端閥座密封面上的總作用力： 式中：作用在出口密封面上的介質靜壓力： =93265.85 N； 密封面上達到必需比壓時的作用力：= 213570.24N； 代入得：=1146228 N；代入得：q= 139 Mpa；查表得：密封面必需比壓= 40Mpa； 密封面許用比壓= 150Mpa； 則得： q驗算合格1楔半角52閘閥的殼體最小壁厚（GB12234）t=14.8mm3閥桿最小直徑（GB12234）d=32mm4推薦加工余量值表4-2 C8mm4.1.3 閘板的計算圖2 閘板計算厚度： 式中：圓弧過渡外半徑密封面平均半徑系數：K=1.24計算壓力p： 設計給定2.5Mpa；許用彎曲應力 = 110MPa；附加余量C： 設計給定5.0mm；代入上式得：= 59.6mm；實際厚度 ： 設計給定60mm；則得： 合格。4.1.4 閥桿一、閥桿強度計算關閉時閥桿總軸相力 :QFZ=K1QMJ+K2QMF+Qp+QT=441810.72N； 開啟時閥桿總軸向力: 閥桿最大軸向力（取 QF、QFZ較大值）：QFZ= 249841.74N ； 查表得： 系數: K1=0.29 K2=0.77 K3=0.41 K4=0.62密封面處介質作用力，由序號 得:QMJ =932658.5 N；密封面上密封力，由序號 得:QMF = 213570.24N；閥桿徑向截面上介質作用力：閥桿直徑：設計給定D F=100mm；計算壓力p： 設計給定2.5MPa； 閥桿與填料摩擦力： 查表得（按h/b）：系數：= 0.15 ； 填料深度hT： 設計給定 100mm；填料寬度bT: 設計給定 20mm；軸向拉應力：軸向壓應力：查表3-17（按退刀槽處At）得：閥桿最小截面積F s ：7853mm2 ； 扭應力：關閉時閥桿螺紋摩擦力矩： 查表得：螺紋摩擦半徑RFM: 6.94mm；查表3-17（按退刀槽處At）得： 閥桿最小斷面系數合成應力： 查表得許用拉壓力：= 115Mpa；許用壓應力：= 130Mpa； 許用合成應力：= 120Mpa；， ， ， 合格。二、閥桿頭部強度驗算圖3 閥桿頭部閥桿的剪應力：開啟時閥桿總作用力，由序號得： 閥桿與填料摩擦力，由序號得：圖示b： 設計給定 38mm；圖示h： 設計給定 25mm；查表3-7得： 100攝氏度時剪應力t= 69Mpa； 注：合格。圖4 閥桿穩(wěn)定性三、閥桿穩(wěn)定性驗算允許細長比0：30；實際細長比：支承型載影響系數：= 0.558；閥桿直徑dF： 設計給定 22mm；計算長度lF: 設計給定 1500mm； 查表3-22得： 臨界細長比：L= 134；壓應力：關閉時閥桿總軸向力，由序號得：閥桿截面積：F=7853mm2實際許壓應力：= 54Mpa； 注：1、0 合格 2、合格 4.1.5 中法蘭設計閥體中法蘭是指閥體與閥蓋連接的法蘭，它適用于各種不同的介質、壓力，溫度，這樣的連接形式在閥門中是十分普遍的，法蘭連接由三個零件組成，即法蘭.螺栓和墊片，這些零件的物理力學性能對法蘭連接有很大的影響。在采用法蘭連接閥門的工作條件中，介質的壓力和溫度的變化對中法竺的設計有很大的影響，中法蘭的設計必須保證閥門在工作溫度和工作壓力下有足夠的強度和密封性。法蘭連接的密封性是用擰緊螺栓聯接的螺母來保證的，計算時應確保的條件為:在閥門承受工作壓力和工作溫度時，按作用力求得的螺栓和法蘭的安全系數應不低于規(guī)定值。一、中法蘭材料中法蘭用于連接閥蓋與支架，支撐閥桿。法蘭的設計計算很重要，需要計算法蘭各個溫度下的強度以及所承受的應力，其材料的選擇要根據計算載荷來選擇。已知：溫度、材料ZG230-450、螺栓材料35鋼二、中法蘭計算常溫時比值系數： 初加溫比值系數： 高溫時比值系數： 計算載荷（N）： 取比值系數、中的最大值常溫狀態(tài)下螺栓計算載荷（N）：取、的最大值操作下總作用力（N）：最小預緊力（N）：三、中法蘭墊片計算墊片處介質作用力（N）： 墊片平均直徑（mm）：計算壓力（Mpa）：取墊片上的密封力（N）： 墊片的有效寬度（mm）：查表4-263，根據查得 墊片的寬度（mm）：設計給定墊片系數（Mpa）：查表4-273得墊片彈性力（N）： 系數：按固定法蘭得關閉時閥桿總作用力（N）：必須預緊力（N）： 密封面預緊比壓（Mpa）：查表4-27得墊片形狀系數：按圓形取介質工作溫度（）：設計給定法蘭材料線脹系數（）：根據查表4-121得四、中法蘭連接螺栓已知：溫度、材料ZG230-450、螺栓材料35鋼（1）常溫時強度驗算： 操作下總作用力： 螺栓的最小預緊力： Q=QYJ= 114353.97N；螺栓計算載荷（取Q或Q中較大值）： QL=190743.27N； 墊片處介質的作用力：墊片平均直徑DDP：設計給定 700m計算壓力p： 設計給定 2.5Mpa；在墊片上的密封力：由表（根據）得：墊片有效寬度：B=12mm；墊片寬度： 設計給定 12mm；由表得 墊片系數：=2.75；墊片彈性力：系數： =0.2 （按固定法蘭取0.2）；關閉時閥桿總軸向力，由序號得： QFZ = 19587.25N；必須預緊力：查表得：密封面預緊比壓：墊片形狀系數：KDP=1 （按圓形取1）；螺栓拉應力： 螺栓總截面積： 螺栓數量Z： 設計給定 12；由表（根據d L）得： 單個螺栓截面積： F1 = 152.25mm； 螺栓直徑d L： 設計給定 16mm； 許用拉應力： =200Mpa；螺栓間距與直徑比：螺栓孔中心圓直徑D1： 設計給定190mm；注:1、 合格。 2、2.7 LJ4合格（2）中法蘭連接螺栓初加溫時強度驗算螺栓計算載荷： 常溫時螺栓計算載荷，由1）序號得： QLZ =190743.27N；初加溫時螺栓溫度變形力： 由表（根據t）得；初加溫時溫度差：t= 15；介質工作溫度T： 設計給定 20；由表（根據tL）得：材料線脹系數：= 12.60101/；螺栓計算長度：；中法蘭厚h：設計給定30mm；墊片厚度： 設計給定 4mm；中法蘭溫度： 螺栓溫度：螺栓總截面積，由1）序號得：FL = 1729.20mm2；查表（根據tL）得：螺栓材料彈性模量：墊片面積：mm墊片平均直徑DDP： 設計給定 600mm；墊片寬度bDP： 設計給定10mm；查表得：墊片的彈性模量：；安全系數：查表 (根據tL)得：屈服點： = 490Mpa；ns =3.141.25合格 （3）中法蘭連接螺栓高溫時強度驗算螺栓計算載荷： 常溫時螺栓計算載荷，由1）序號得： QLZ = 190743.28N；高溫時螺栓溫度變形力：由表（根據t）得：高溫時溫度差：t= 15；介質工作溫度t： 設計給定 100；由表（根據tL）得：材料線脹系數：= 13.90101/；由表（根據t）得：初加溫時溫度差：t= 30；初加溫時螺栓溫度變形力： Qt= 79305.30N；中法蘭溫度，由2）序號得： tF=0.9t= 72；螺栓溫度： tL=tFt= 47；螺栓拉應力：螺栓總面積，由1）序號得： FL = 1729.20mm2；安全系數：屈服極限：ns=5.081.35 合格。4.1.6其余零部件選用一、閥蓋設計閥蓋的用途有兩個:一是定位，二是密封作用，裝有閥桿密封件的閥零件，用于連接或是支撐執(zhí)行機構，閥蓋與閥體可以是一個整體，也可以分離。閘板閥中閥蓋主要起壓緊填料作用閥蓋支撐閥桿，閥桿形成垂直作用在閥板上，對介質做出全開或全關的動作。閥蓋上有螺紋孔，作用是進行密封或強度實驗時排放空氣，保證內外氣壓平衡。對閘閥一般采用帶開口的蝶型閥蓋。圖5 閥蓋（1） 閥蓋材料閥蓋可以和閥體可以使用相同的材料，選用閥蓋材料：1Cr18Ni9Ti（2） 閥蓋壁厚計算壁厚： 計算壓力：內半球半徑：設計給定過渡半徑：設計給定許用彎曲應力：查表4-33得形狀系數：根據 值，查表3.7 3：表3.7 形狀系數K的值0.060.100.150.200.220.240.252.001.651.401.301.251.101.00得附加余量：所以：實際厚度：因為，所以設計合格。所以設計合格。二、閥桿螺母閥桿螺母放在在閥桿與閥蓋之間，通過閥桿螺母實現閥桿的上下運動。閥桿螺母的磨損后，會導致零件間的工作相互影響，影響閥門的正常使用。閥桿是將手輪、電機等轉矩轉變成扭矩的機械零件，閥桿螺母直接承受著閥桿來的扭矩。閥桿螺母材料不能與閥桿材料一直，否則可能導致咬死現象，所以閥桿螺母的選材要更加細心。（1）閥桿螺母材料閥桿螺母材料的需要通過對應力強度等進行計算，同時對閥門中的零件有更好的配合，能夠完美的工作。同時需要降低成本，以求在最節(jié)約的情況下達到更完美的效果。閥桿螺母材料選用參考資料1:鑄鋁青銅（ZCuAl9Mn2）（2）閥桿螺母擠應力計算與型號閥桿螺母螺紋表面的擠壓應力計算： ：常溫時，閥桿最大軸向力（N），取、中的較大值因為，所以取 螺紋總高度（mm）：螺紋螺距（mm）： 取閥桿螺母尺寸規(guī)格：M481.5,=45.7mm,d=34mm,D=55mm,L=90mm.=50mm,=16mm,=50mm.B=11mm,b=2.5mm,三、填料壓蓋設計圖6 填料壓蓋（1）填料壓蓋材料填料壓蓋材料選用：20鋼（2）填料壓蓋型號根據明桿閘閥閥桿直徑選取填料壓蓋標準3：d=50mm, D=70mm, =90mm, 74mm,=54mm,=18mm,A=120mm,H=45mm,=28mm ,=25mm, =12mm,b=16mm,r=18mm,=4mm,=2.0四、 鎖緊螺母設計鎖緊螺栓是圓柱形的帶有螺紋一種禁錮零件，它與相應規(guī)格的螺母配用。把兩個的機械零件通過螺栓、墊片和螺母的相互配合進行的機械連接叫做螺栓連接。螺栓連接屬于可拆卸連接，它能通過一些固有的機械工具將螺母從螺栓上旋下，把原本緊密連接的機械零件拆分下來。鎖緊螺栓也是有規(guī)格的，不同的公稱壓力、公稱通徑的機械零件需要通過不同型號規(guī)格的螺栓進行連接。（1） 鎖緊螺母材料公稱壓力、公稱通徑的鑄鋼閘閥的閥桿螺母的結構型式及尺寸見圖鎖緊螺母所示，鎖緊螺母的材料選用35鋼2。（2） 鎖緊螺母型號圖7 鎖緊螺母設計給定：公稱壓力、閥桿直徑鎖緊螺栓選用規(guī)格：M321.5、D=72、R=30、D1=61、B=12、b=8、t=3.5、t=0.8五、手輪設計手輪通過外力產生力矩，經由閥桿將扭力矩轉變成推力矩，控制閥桿的上升下降來保證閘閥閘板的開啟閉合，手輪是閘閥的重要機械零件，也是動力輸入機械機構，手輪的選取直接影響到閥門密封副的密封性能，所以閥門的規(guī)格型號也十分重要。圖8 手輪（1）手輪材料手輪作為閘閥的動力來源，須選擇具有扭應力，選用材料：球墨鑄鐵（2）手輪型號手輪直徑的確定： 式中：閥桿上的最大扭矩（Nmm）：取和的最大值關閉時閥桿總力矩：開啟時閥桿總力矩（Nmm）：關閉時閥桿螺紋摩擦力矩（Nmm）：開啟時閥桿螺紋摩擦力矩（Nmm）：關閉時螺紋摩擦半徑（mm）：查表4-193開啟時螺紋摩擦半徑（mm）：查表4-193手輪的圓周力（N）：一般規(guī)定，所以：確定手輪：、H=34mm、六、閘閥密封為了盡量減少閥門的泄漏。節(jié)省能源，保護環(huán)境和提高工作效率。閥門必須具有可靠的密封性能。閥門的密封部位主要有啟閉件與閥座兩密封面間的接觸處，閥桿和閥蓋接觸處，閥桿密封處，閥體與閥蓋之間的墊片接觸處等。閥門各密封部位如下圖所示:本閘閥的密封設計主要包括閥桿與閥蓋間的密封（即上密封）和閥板與閥座間的密封。 圖9 閘閥的密封部位（1）閥桿的密封閘閥密封性好使用壽命長結構段等特點，讓閘閥在閥門行業(yè)中占一定比例。但是楔式閘閥在頻繁的使用中，零件會磨損最后導致介質的泄漏。這種泄漏在現場處困難，影響閥門正常運行。楔式閘閥結構為全密封性,閥桿也有防護罩,防止傳動裝置受雜質影響。閥上裝有可視式的指示桿，以指示閥的開啟和關閉狀態(tài)。閥桿密封的作用讓介質不隨閥桿運動而導致介質的損失。目前，閥桿密封以填料函為主。填料函可分為以下幾種形式：（1）壓蓋式：這是用得最多的形式，簡便易行。主要由填料函、填料、填料壓蓋等組成；（2）壓緊螺母式：這種形式，外形尺寸小，但壓緊力受限制，只使用于小閥門。 本設計選用壓蓋式，如下圖10所示：圖10 開式填料密封結構1.上密封 2.閥桿 3.填料蓋 4.填料 5. 填料函 6. 支架 7. 閥蓋 （2）閥體與閥蓋的密封楔式單閘板密封結構將整體單閘板分解為左右閘板，榨干軸向力通過訂芯球鉸使左右閘板密封面緊貼在閘體密封面上，消除了間隙，提高了兩隊密封副的吻合性，保證了密封的可靠性，也能滿足互換性。雙閘板密封結構采用閘板架連接左右閘板，如下圖11所示：圖11 1.閥體2.下擋板3.閘板架4.左閘板5.右閘板 6.頂心墊片 7.上擋板4.2閥門精度要求，制造、驗收與驗收4.2.1閥門的精度要求閥門制造業(yè)發(fā)展的現狀是越來越廣泛地應用在重要位置，因此閥門對閥門的精度要求也大大的提高了，如何保證機構有更高的精度要求在閥門制造工藝中占有極重要的地位。任何加工方法都不能確保正確的尺寸，哪怕同等條件下加工出來的零件那也是有所不同的。所謂加工精度,就是指加工出來的閥門零件與其絕對準確的形狀及尺寸相符合的程度。加工精度用數字來表示時稱為加工誤差。明桿楔式單閘板閘閥精度要求如圖所示：圖12 精度要求4.2.2閥門制造、驗收與裝配的技術條件一、閥門制造工藝的特點（1）閥門材料種類繁多，機械加工難度大（2）毛坯的制造和檢驗比較負責（3）閥門的承壓件和控壓件在機床上安裝比較困難（4）全焊接閥門的焊接工藝（5）控制閥閥芯的制造工藝二、閥門的驗收閥門在總裝完成后必須進行性能試驗,以檢驗閥門產品是否符合設計要求和國家所規(guī)定的質量標準，閥門的密封性能、閥的材料、毛坯、熱處理、機械加工質量和組裝的缺陷一般都能在試驗過程中暴露出來。 試驗分出廠試驗與型式試驗兩種。出廠試驗點每臺閥門必須進行的試驗。如閥體實驗、密封性實驗等。型式試驗是對閥門進行全部性能方面的檢驗，只有在有下列情況之一時，才進行型式試驗:（1）正常生產時，需要定期進行檢查。（2）產品長期停產生后，恢復生產時。（3）檢驗結果與實驗有較大差異時。（4）有關部門提出型式試驗的要求時。三、閥門的裝配閥門制造中常用的組裝方法可分為三種，即完全互換法、修配法及調整法。閥門的組裝與零件的配合有重大聯系。根據對裝配尺寸鏈的分析，可確定達到規(guī)定的組裝精度所應采取的最適宜的方法。所謂解裝配尺寸鏈，就是結合設計要求與制造方面的經濟性,確定裝配尺寸鏈中各環(huán)的極限尺寸或極限偏差。閥門由許多零件組成，各個零件的精度將決定閥門的精度。研究零件精度與組裝精度的關系，對選擇的組裝方法和指導設計工作都很有必要，為了方便分析零件的精度對組裝精度的具體影響，通常運用尺寸鏈的基本理論。（1）0裝配尺寸鏈的基本概念為解央機械組裝的某一精度問題,將與該精度有關的各零件尺寸及各零件間的相互關系，按照一定的順序排列而形成的封閉形，稱為裝配尺寸鏈。（2）完全互換法閥門采用完全 互換法組裝時，閥門的每個零件不需經過任何修整和選擇，組裝后即能達到規(guī)定的標準要求。組裝的最終精度通常就是封閉環(huán)，因此，只有在裝配尺寸鏈中I的各組成環(huán)同時出現極限值的情況下(即所有增環(huán)同時出現極限值而所有減環(huán)同時出現反方向的極限值)，實現完全互換法組裝必須是:各組成環(huán)組成的尺寸鏈的公差之和不能大于封閉環(huán)的公差。（3）修配法 閥門采用修配法組裝，零件可按經濟精度加工,組裝時再對連接中某零件的尺寸進行修配，以達到規(guī)定的組裝精度。5 結果分析設計歸納對于明桿楔式單閘板閘閥設計的重點應該在閘閥的設計與計算上。通過對題目的分析與認識確定老師所給我的數據以及對主要部分外形尺寸的確定，對部分零件進行強度校核計算，同時對主要零件進行分析。既要考慮到閘閥的工作環(huán)境，也要考慮到生產的成本就是我們作為設計者必須考慮的問題。雖然我們現在還不能做到最好，但是通過我所學到的知識，以及現在的條件去盡量達到經濟又實惠的目的是我們追求的目標。 首先參照有關手冊對主要零件的材料進行選用： 閥體、閥蓋閘、 不銹鋼 閥桿 1Cr18Ni9Ti 閥桿螺母采用鋁青銅 ZCuAl10Fe3； 螺栓采用合金結構鋼 35CrMo； 手輪采用球墨鑄鐵或可鍛造剛 QT400-15； 填料采用柔性石墨 密封面、閘板采用 堆焊硬質合金其次確定閘閥的結構以及主要的尺寸。通過計算討論，相關資料的查閱最終確定的閘閥為明桿楔式單閘板結構的閘閥。本次設計重要的是在設計過程中所進行的相關計算：（1） 閥門密封面比壓計算（2） 閥門通用零件的設計計算（3） 閥門專用零件的設計計算。（4）閥門精度要求，制造、驗收與裝配的技術條件6結論或總結在為期幾個月的畢業(yè)設計中我得到許多意料之外的驚喜，從我的畢業(yè)設計開始，時至今日，設計基本完成。從開始對閥門的一無所知，到慢慢了解和詢問老師查閱資料，思路逐漸清晰，再也沒有一開始的那種迷茫。經過幾個月的不懈努力，我的畢業(yè)設計終于完成了?；叵脒@段日子，我受益良多。去年，與導師的交流討論了我的題目是：200Z41W25P閥門設計。開題報告定下來的時候，我就去圖書館查閱資料，可是書太多了不知道該如何選擇，還好老師給我們推薦了基本書，讓我們簡單了解閥門再去尋找自己想要的資料。我在學校圖書館翻閱資料認真尋找每本閥門書籍，將這些寶貴的資料全部仔細閱讀，完善我對閥門行業(yè)的認識，補充我對閥門的了解，為我以后的設計路打下堅實的基礎。經過我的認真尋找，資料已經查找完畢了，我開始考慮閥門材料的選用和尋找閥門計算公式。在畢業(yè)設計的過程中遇到計算問題我會先和同學交流如果還是解決不了，就會去尋找老師幫忙解決。在大家的幫助下，我所面臨的困難著一克服，同時我對閥門的結構與計算有了更深層次的了解。閥門的設計計算結束后我就開始整理資料，進行相關零件的繪制。為了畫出自己滿意的裝配圖，零件圖等，我仔細學習了AUTOCAD的繪圖技術。在畫圖初期，由于有很多細節(jié)部分沒有考慮到，我的圖紙經過了好幾次的修改，甚至對于有些地方的尺寸也進行了重新設計計算。當我終于完成了所有繪圖的任務后，對閥門整體有了更深的了解，也對cad操作更加熟練，雖然很累，但收獲是豐厚的。這次畢業(yè)設計過程是我完善大學生活，準備步入社會的最后一個階段，同時也是我學習、提高自己的一個階段。我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)設計帶給我難忘的回憶。在圖書館與教室的兩點移動中，讓我再次體會到了學習的樂趣，對知識的渴望讓我不停的去查找資料來完善自己去閥門的認知。通過對資料的搜索，我對現在的閥們種類及技術有了大體的了解。在這次畢業(yè)設計中我腳踏實地、認真嚴謹、一絲不茍的完成老師布置的每一個任務，不再好高騖遠能夠小心謹慎的完成設計這是我這次畢業(yè)設計的最大收獲。參考文獻1陸培文閥門設計入門與精通M北京：機械工業(yè)出版社，20092陸培文閥門制造工藝入門與精通M北京：機械工業(yè)出版社，20103陸培文閥門設計計算手冊M第二版北京：中國標準出版社，20094朱培元閘閥設計技術及圖冊M北京：機械工業(yè)出版社，20125設計手冊類書籍：機械設計手冊等；6宋虎堂.閥門選用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社，20077張志賢.閥門技術資料手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，20138 陸培文等編.國內外閥門新結構M北京：中國標準出版社， 1997.9美J. L.菜昂斯著.閥門技術手冊M北京：機械工業(yè)出版社， 1991.10 沈陽高中壓閥門廠編著.閥門制造工藝M.北京：機械工業(yè)出版社，1984.11 英漢閥門工程詞匯編輯委員會編.英漢閥門工程詞匯M.北京：北京科技出版社，1989.12機械設計手冊編委會.機械設計手冊第3版 .北京機械工業(yè)出版社.2004.0813 張瑩.機械設計基礎M. 北京.機械工業(yè)出版社. 1997.714梁德本、葉玉駒. 機械制圖手冊M. 北京. 機械工業(yè)出版社. 200215黃平，劉建素等. 常用機械零件及機構圖冊M. 北京. 化學工業(yè)出版社.1999致謝歷時幾個月的論文終于寫完了，在論文的寫作過程中遇到了無數的困難和障礙，對閥門知識的一無所知、自身能力的不足等問題，使我的論文之路無比曲折，好在有熱心的同學和老師，在他們的幫助下，我解決了各種各樣的問題，他們對我的論文提供了很多幫助，在這真心的說一句謝謝，有你們真幸運。尤其要感謝我的論文指導史老師，他對我進行了無私的指導和幫助，不厭其煩的幫助進行論文的修改。而且不管什么時間只有有問題，他都會在第一時間給我提供幫助，讓我的論文能夠更好的完成下去。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝！感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多有用素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。通過這次畢業(yè)設計不僅提高了我獨立思考問題解決問題的能力而且培養(yǎng)了認真嚴謹，一絲不茍的學習態(tài)度。由于經驗匱乏，能力有限，設計中難免有許多考慮不周全的地方，希望各位老師多加指教。