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M型蝶阀设计计算

1.“M”型蝶阀的阀体最小壁厚
  采用ASME B16.34 附录中壁厚的计算公式进行计算。
2. 偏心式蝶阀阀杆力矩计算
  采用下式, 力矩计算图如图2。
     MD = MM + MT + Mj + Md (1)
  式中 MD ———蝶阀阀杆力矩, 单位为N•mm;
     MM ———密封面间摩擦力矩, 单位为N•mm。

M型蝶阀设计计算图1

  qM ———密封面必需比压, 单位为MPa (查表或计算) ;
    R ———蝶板密封半径, 单位为mm;
  bM ———密封面的接触宽度, 单位为mm;
  fM ———密封面间的摩擦因数(对于橡胶为018~110) ;
  h ———阀杆与蝶板中心的偏心距, 单位为mm;
  MT ———密封填料的摩擦力矩(由于阀杆采用“O”形圈密封可忽略不计) ;
  Mj ———静水力矩, 单位为N•mm (查表或计算) ;
  Md ———动水力矩, 单位为N•mm (查表或计算) 。
3. 蝶板的厚度计算(如图3)
     b = 01054 D3 H (3)
  式中b ———蝶板最大厚度, 单位为mm;
    D ———蝶阀流道直径, 单位为mm
   (查表, 一般b/ D = 0115~0125 (图2) ;
    H ———最大静压水头(水击升压介质) , 单位为m。
    H = 100 ( p +Δp) (4)
    p ———设计压力(常取p = PN) , 单位为MPa。

M型蝶阀设计计算图2

  Δp ———蝶阀快速关阀, 在管路中产生的水击升压值, 单位为MPa ;
     v ———介质流速, (查表) 单位为m/ h ;
   t ———蝶板从全开到全关所经历的时间(查表选择) , 单位为s。
4.断面的强度校核
  (1) 蝶板A2A 断面的强度校核

M型蝶阀设计计算图3

式中σWA ———验证A2A 断面上的弯曲应力,单位为MPa ;
     MA ———A2A 断面上的弯矩, 单位为N•mm;
        MA = 01113 pD31 (7)
     p———设计压力(常取p = PN) , 单位为MPa ;
     D1 ———蝶板外径, 单位为mm。
   WA ———A-A 断面的抗弯断面系数, 单位为mm3 ;
   JA ———A-A 断面的惯性矩(查表或计算) 单位为mm4 ;
   b ———蝶板最大厚度, 单位为mm。
  若A-A 断面的实际弯曲应力, 即
  σWA < [σWA ] 则蝶板设计合理, [σWA ] 为材料许用弯曲应力。
  (2) 蝶板B2B 断面的强度校核
由于阀门采用上下两段式阀杆支撑, 蝶板变形量很小, 故在这里不作赘述。
“M”形蝶阀设计的关键在于传动件上、下阀杆、阀体和蝶板的强度计算, 以及阀体、蝶板、阀杆、销等零件的合理选材和热处理。该阀是一种单偏心蝶阀, 扭矩小, 整个蝶板表面包有密封胶层, 密封性能好, 不污染环境, 拆卸维修非常方便。驱动方式有把手式、蜗轮式、电动式以及气动等, 是一种适应范围广泛的阀门。

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