API6A阀门相关计算

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1最小抗拉强度(MPa)σb材料级别60K2最小屈服强度(MPa)σs材料级别60K3额定工作压力的设计应力强度[σ]4静水压试验压力下的最大许用主膜应力强度[σMAX]5额定设计压力P6静水压试验最大压力PJ序号名称符号式中符号1壳体最小壁厚tB2计算内径Dn3壁厚系数K14腐蚀余量C5实际最薄壁厚t结论序号名称符号式中符号1壳体最小壁厚tB2计算内径Dn3实际最薄壁厚t结论校核最小壁厚1壳体最小壁厚tB按美国国家标准ASMEB1634附录G关于壳体最小壁厚计算按ASME第VIII第二册规则圆形壳体最小壁厚计算设计计算依据:《实用阀门设计手册》第2版陆培文主编机械工业出版社--表5-5升降平行式单闸板典型计算项目一、阀体、阀盖壁厚计算按API6A19ED第4.3.3.2条ASME规定方法设计,按API6A19ED第5.1.4条规定选择材料2lnX3X1实际静水压应力σMAX2外半径与内半径之比Y结论序号名称符号式中符号1预算厚度t02计算内径Dn3预算内外径比值K04计算厚度tB5合成应力σΣ6径向应力σr7切向应力σt8计算内外径比值K9计算外径DWJ10轴向应力σz11常温时螺栓计算载荷FLZ12螺栓总截面积AL13许用合成应力[σΣ]14实际厚度t15腐蚀余量C16实际外径DW结论序号名称符号式中符号1合成应力σΣ2弯曲应力σW3密封垫环径向作用力?FMR4系数K5螺栓孔中心圆直径D16边缘厚度S表5-81厚壁圆筒形阀体(阀盖)边缘强度验算表5-80厚壁圆筒形阀体、阀盖壁厚度计算静水压试验强度校核附录4-222(b)条7计算内径Dn8拉应力σL9常温时螺栓计算载荷FLZ10加强边缘高度H′11实际加强边缘高度H12许用弯曲应力[σW]结论序号名称符号式中符号1密封面上总作用力FMZ2后座密封面上总作用力FMH3前座密封面上总作用力FMQ3前座密封面上介质作用力FMJQ4阀座孔直径DZK5密封面内径DMN6密封面宽度bM7计算压力P8波形弹簧预紧力FMT9密封面必须比压qMF10前座密封面计算比压qQ后座密封面计算比压qH11密封面许用比压[q]结论序号名称符号式中符号1计算厚度Bj2密封面平均半径R3系数K4计算压力P5许用弯曲应力[σW]6腐蚀余量C7实际厚度B结论表5-109闸板强度验算表5-97阀杆强度验算表5-89密封面上的总作用力及计算比压序号名称符号式中符号1关闭时阀杆总轴向力F′FZ2开启时阀杆总轴向力F″FZ3阀杆最大轴向力FFZ4密封面摩擦系数fM10阀杆径向截面上介质作用力FP11阀杆直径dF12计算压力P13阀杆与填料摩擦力FT15填料深度hT14填料摩擦系数ψ17σL18σY19阀杆最小截面积AS20扭应力τN21关闭时阀杆螺纹摩擦力矩M′FL22螺纹摩擦半径RFM23阀杆最小断面系数WT24合成应力σΣ25许用拉应力[σL]26许用压应力[σY]27许用扭应力[τN]28许用合成应力[σΣ]结论序号名称符号式中符号1操作下总作用力F'2最小预紧力F3螺栓计算载荷FL4垫片处介质作用力FDJ5垫片平均直径DDP6计算压力P表5-123中法兰连接螺栓强度验算轴向应力7垫片上密封力FDF8垫片有效宽度BN9垫片宽度bDP10垫片系数mDP11垫片弹性力FDT12系数η13关闭时阀杆总轴向力FFZ'14必需预紧力FYJ15密封面预紧比压qYJ16垫片形状系数KDP17螺栓拉应力σL18螺栓总截面积AL19螺栓数量Z20单个螺栓截面积A121螺栓直径dL22许用拉应力〔σL〕23螺栓间距与直径比LJ24螺栓孔中心圆直径D1结论序号名称符号式中符号1关闭时总转矩(推力球轴承)M′Σ2关闭时阀杆螺纹摩擦力矩M′FL3推力球轴承摩擦力矩MKZ4推力球轴承摩擦系数fK5滚珠轴承平均直径DKP6圆周力FS7手轮直径D0表5-153手轮总扭矩及圆周力验算PFF65-35B按API6A19ED第5.1.4条规定选择材料MPa586按API6A19ED第5.1.4条规定选择材料MPa414[σ]=2/3*σsMPa276[σMAX]=0.83*σsMPa343.62MPa351.5*PMPa52.5公式或索引单位计算结果1.5*K1*Dn*P/(2*[σ]-1.2*K1*P)+Cmm11.5设计给定mm102P≥5.0MPaK1=1.01(见表1)取C=11设计给定mm28t>tB满足强度要求公式或索引单位计算结果P*Dn/(2*[σ]-P)(AD-201条)mm6.90522244设计给定mm102设计给定mm28t>tB满足强度要求如P>62MPa,且P>0.4[σ]可按以下进行校核计算(AD-201条)ln((Dn+2*tB)/Dn)=P/[σ]=lnXmm6.89535906按美国国家标准ASMEB1634附录G关于壳体最小壁厚计算按ASME第VIII第二册规则圆形壳体最小壁厚计算设计计算依据:《实用阀门设计手册》第2版陆培文主编机械工业出版社--表5-5升降平行式单闸板典型计算项目一、阀体、阀盖壁厚计算按API6A19ED第4.3.3.2条ASME规定方法设计,按API6A19ED第5.1.4条规定选择材料P/[σ]0.126811591.135203122*PJ*Y2/(Y2-1)MPa180.028846(Dn+2*t)/Dn1.54901961[σMAX]>σMAX故设计应力满足静水压试验要求公式或索引单位计算结果Dn/2*(K0-1)mm6.73295988设计给定mm102√(([σ]/([σ]-√3*P))1.13201882设计选定26√(1/2*((σr-σt)2+(σt-σz)2)+(σz-σr)2)))MPa117.666929σr=-PMPa-35(K2+1)/(K2-1)*PMPa89.7085337DWJ/Dn1.50980392Dn+2*tBmm154FLZ/(π/4*(DWJ2-Dn2)-AL)MPa74.0591106N640879.426mm21801.6[σ]MPa276tB+Cmm28设计给定mm2Dn+2*tmm158σΣ<[σΣ],t>tB为合格公式或索引单位计算结果σW+σLMPa103.3588110.614*FMR/(K*Dn*S2)MPa72.8566789FDJ/tan(23°+11.3º)N532931.4331.86/√(D1*S)0.02274389设计给定mm152设计给定mm44表5-81厚壁圆筒形阀体(阀盖)边缘强度验算表5-80厚壁圆筒形阀体、阀盖壁厚度计算静水压试验强度校核附录4-222(b)条设计给定mm102FLZ/(πD1S)MPa30.5021318N640879.426π/(4*K)mm34.5322653设计选定mm50按表3-5参照20CrMn取150MPaMPa150σΣ<[σΣ],H′<H为合格公式或索引单位计算结果FMH+FMQN284273.317π/4*DZK2*PN198607.561FMJQ+FMTN85665.7566π/4*(DZK2-DMN2)*PN78865.7566设计给定mm85设计给定mm66设计给定mm7设计给定MPa35供应厂家给定N6800按表3-13钢、硬质合金(3.5+P)/√(bM/10)MPa46.0163015FMQ/(π*(DMN+bM)*bM)MPa53.3625386FMH/(π*(DMN+bM)*bM)MPa123.715753按表3-14钴基、硬质合金250.0MPaMPa250qMF<qQ或qH<[q]为合格公式或索引单位计算结果R*√(K*P/[σW])+Cmm20.6332456(DMN+bM)/2mm36.5钢闸板自由取k=1.241.24设计给定MPa35按表3-5参照20CrMn取150MPaMPa150设计给定mm1设计给定mm50Bj<B为合格表5-109闸板强度验算表5-97阀杆强度验算表5-89密封面上的总作用力及计算比压公式或索引单位计算结果fMFMZ+FP+FTN65536.0019fMFMZ-FP+FTN9238.66154取F′FZ及F″FZ中较大值N65536.0019参考表3-31均取=0.10.1π/4*dF2*PN28148.6702设计给定mm32设计给定MPa35ψdFhTPN8960设计给定mm20按表3-15P>50MPa取ψ=0.40.4F″FZ/ASMPa23.0304413F′FZ/ASMPa163.370315设计给定(按退刀槽处)mm2401.15M′FL/WTMPa98.2440979F′FZ*RFMN.mm214958.086按摩擦系数fL=0.17及梯形螺纹尺寸查表3-16mm3.28查表3-17mm22188√(σL2(或σY2)+4τN2)MPa255.533698查表3-7常温20℃MPa220查表3-7常温20℃MPa245查表3-7常温20℃MPa145查表3-7常温20℃MPa230σL<[σL],σY<[σY],τN<[τN],σΣ<[σΣ]为合格公式或索引单位计算结果FDJ+FDF+FDT+FFZ'N640879.426FYJN45882.9607取F'或F中较大值N640879.426πDDP2P/4N363541.175设计给定mm115设计给定MPa35表5-123中法兰连接螺栓强度验算2πDDPBNmDPPN139094.015查表3-23序号8根据bDJ=bDP/8≤6mm时取BN=bDJmm1设计给定mm8查表3-24实心软钢5.5ηFDJN72708.235按固定法兰取(0.2)0.2查表5-97序号1N65536.0019πDDPBNqYJKDPN45882.9607查表3-24实心软钢MPa127按圆形取(1)1FL/ALMPa355.727923ZA1mm21801.6设计给定个8查表3-9(根据dL)mm2225.2设计给定mm20查表3-9(根据dL)MPa230πD1/ZdL<42.98451302设计给定mm152σL<[σL]为合格公式或索引单位计算结果M′FL+MKZN.mm226754.567表5-97序号21N.mm214958.086fK*F′FZ*DKP/2N.mm11796.48030.006设计给定mm60M′Σ/D0N708.60802设计给定mm320表5-153手轮总扭矩及圆周力验算

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