毕业设计手动式浮动球球阀的设计.doc

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1、XXXX学院毕业设计（论文） 手动式浮动球球阀的设计学 生：X X X 学 号：123456789专 业：机电一体化班 级：2006.2指导教师：X X X XXXX学院机械工程学院二OO九年六月XXXX 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 手动式浮动球球阀的设计 系： 机电工程系 专业： 机电一体化（专科） 班级： 2006级 学号： 123456789 学生： x x x 指导教师： x x x 接受任务时间 2009.03.12 教研室主任 （签名）系主任 （签名）一、毕业设计（论文）的主要内容及基本要求设计重点应放在球阀主要零件的设计计算、材料选用以及强度校核，绘制零件图和

2、装配图需标注配合公差和表面粗糙度。通过设计，培养学生对基础知识和专业知识的的应用，以及及提高识图、查表、设计的能力。主要工作内容如下：1） 学习理解阀门的基础知识及工作原理；2） 掌握球阀设计的主要内容及设计过程；3） 理解掌握极限配合、形位公差和表面粗糙度的选择和标注；4） 编写球阀设计计算（论文）书和球阀使用说明书；5） 绘制球阀的零件图和装配图。预计工作量：球阀零件图7张、装配图1张、球阀使用说明书、毕业设计计算（论文）书。二、原始参数和指标要求球阀的公称通径DN=25mm，工作压力P=3.2MPa。球阀装配结构图。三、指定查阅的主要参考文献及说明（1） 阀门设计（2） 球阀设计与选用（

3、3） 实用阀门设计手册（4） 阀门设计计算手册（5） 阀门设计制造与选用简明手册四、进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1查阅资料，完成开题报告09.03.1209.03.252完成球阀各零件的设计及计算，并确定装配方案09.03.2509.04.253用CAD绘制出球阀的零件图（7张）及装配图（1张）09.04.2509.05.154编写毕业设计说明书及球阀的使用说明书09.05.1509.06.055准备毕业答辩09.06.0509.06.15摘 要球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度的动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的

4、，即当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。传统球阀的缺点是摩擦大、使用寿命短、密封性能不好。故此次设计的关键问题是要尽量避免产生摩擦，密封要紧，最终达到高效率、高质量、耐用性等要求。该球阀

5、具有启闭磨损小，关闭时可控制流量和启闭省力的优点；由于此次设计的密封阀座选择的是弹性阀座，故克服了普通球阀因密封比压过大而使密封面容易磨损的缺点，延长了球阀的使用寿命。关键词：球阀；密封；磨损小；耐用ABSTRACTBall is evolved by the stopcock. It has the same 90-degree rotating motion, unlike the faucet body is a sphere, a circular through-hole or channel through its axis. Spherical and the proportio

6、n of openings should be such that when the ball 90-degree rotation, in imports and exports should all show spherical, thus cutting off the flow. Ball only about 90 degrees rotation of the rotating operation and a small torque can be closed tightly. Full equality for the medium of the body cavity to

7、provide a little resistance, through the flow channel. Ball valve is generally believed that the most appropriate use of direct opening and closing, the recent development has been designed as a ball valve so that it flows with the expenditure and control purposes. Ball is in itself the main feature

8、s of compact structure, easy operation and maintenance, applicable to water, solvents, acid and gas, such as working media in general, but also applicable to the work of the medium conditions, such as oxygen, hydrogen peroxide, methane and ethylene and so on. Ball Valve can be a whole can also be mo

9、dular. The shortcomings of the traditional ball valve is friction, and life short, good sealing performance. Therefore, the key question is designed to minimize the risk of friction, sealing important, and ultimately to achieve high efficiency, high quality and durability requirements. Ball wear and

10、 tear of the headstock has a small, closed gate can control the flow and the benefits of labor-saving; as a result of the valve seat seal design is the flexibility to choose the valve seat, the ball valve to overcome a common result of excessive pressure sealing of sealing surface of the shortcoming

11、s of easy to wear and tear to extend the life of a ball valve. Keywords: ball valve; sealed; wear small; durable目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 课题来源11.2选题目的和意义21.3球阀的发展趋势21.4球阀的分类41.5本文研究的主要内容5小 结6第二章 主要结构参数72.1浮动式球阀技术要求72.1.1技术参数72.1.2技术要求72.1.3 阀门型号的编制72.2阀体内部结构的确定102.2.1阀体通道最小直径102.2.2球体外圆半径的确定112.2.

12、3球阀阀杆端部尺寸112.2.4填料压盖尺寸12小 结13第三章 球阀力的计算143.1球阀的阀座结构设计143.2球阀密封力的计算153.2.1密封面宽度及压紧比压153.2.2密封比压193.2.3球阀密封力的计算193.2.4阀座安装间隙(mm）的确定203.3球阀阀杆转矩的计算213.3.1球阀阀杆与填料之间的摩擦力及摩擦转矩的计算213.3.2球阀的转矩计算23小 结25第四章 球阀用驱动装置264.1驱动装置概述264.2选用驱动装置选用和连接26小 结28第五章 球阀主要零件的设计计算及材料选用295.1 球阀的阀体壁厚的计算295.1.1 阀体的结构形式、连接形式、和结构长度2

13、95.1.2 阀体壁厚的计算295.1.3阀体材料的选用及许用应力305.2球阀阀体法兰的设计315.2.1连接法兰尺寸315.2.2法兰螺栓的计算325.2.3螺栓强度校核335.2.法兰强度计算345.3阀杆强度校核365.4填料压盖的的强度计算40小 结41第六章 结论426.1设计总结426.2心得体会42参 考 文 献43致 谢44附录A：日本KTM对分式浮动球球阀的主要设计尺寸45附录B：球阀的配合精度和表面粗糙度47附录C：球阀的设计标准和适用范围48第一章 绪论1.1 课题来源阀门是一种量大面广的通用机械产品，国民经济各部门所需要的阀门数量很大，应用范围也非常广泛。输送流体介质

14、离不开管路，而控制介质流动则离不开阀门。凡是需要对流动介质进行控制的地方，都必须安装阀门，阀门可比喻为“管路的咽喉”。球阀是上个世纪50年代问世的一种阀门，在半个世纪的时间里，球阀已发展成为一种主要的阀类。球阀经过半个世纪的发展已经有了很大的改进和发展，已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门，以及人们日常生活中，起着截流、控制等作用。球阀的工作原理是靠旋转阀杆来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛的应用。球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，

15、球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。 球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：1 流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。2 结构简单、体积小、重量轻。3 紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。4 操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90，便于远距离的控制。5 维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。6 在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。7 适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至

16、高压力都可应用。在石油化工领域、大型煤液化工程关键设备、冶金部门、“南水北调”工程、西气东输工程、环保工程等球阀市场需求很大。通过对阀门市场的调查分析，在“十一五”中，阀门需求量的总体趋势为上升趋势，阀门这个量大面广的产品，其需求量在稳定中增长。其中球阀的市场需求占阀门试产需求的15.5%，是各类阀门中需求最多的。由此可见，球阀在我国有着巨大的市场潜力。1.2选题目的和意义1) 通过本设计掌握阀门的工作原理和结构设计，了解阀门的设计标准及型号选用。2) 通过设计了解该行业设计的相关知识及标准选用，并能够设计出一套符合国家标准的浮动式球阀。3) 通过本设计掌握零件结构设计的方法，更深入掌握机械设

17、计，材料选用等知识。4) 会查阅和收集资料，学会使用手册及图表资料。5) 培养创新设计的思维，为今后工作打下坚实的基础。1.3球阀的发展趋势球阀，是一种以球体作为关闭件的阀门，它起源于上世纪50年代。早在19世纪80年代美国就开始设计球阀，但是由于当时缺乏合适的材料，限制了球阀的发展，使它未成为一种正式工业产品。直到上世纪50年代，聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现才使球阀的产生与发展出现了转机；同时，也由于机床工业的发展，使球体加工技术提高，能够实现球体所要求的尺寸精度和表面粗糙度。目前，球体最大公称直径已达到3050mm，这是美国Escher Wyss公司为田纳西州的一个泵站所提供的4台球阀，

18、用作透平机出口的切断阀，设计压力为4.8MPa。球阀的最高工作压力已达到72MPa，其相应温度高达1000C。球阀不仅在一般工业管道得到了广泛应用，而且在核工业、宇航工业的液氧和液氢输送管线上普遍采用。全塑料球阀近年来发展较快。其特点是：耐腐蚀、总量轻、成本底。在水道、化学管道上应用越来越广。德国一家阀门公司已制造出通径为6的塑料球阀；美国一家阀门公司制成一种含氟塑料球阀，它具有高强度、优良的耐温与耐腐蚀性能，适应温度为250C。大口径输油（或天然气）管线是球阀应用的一个重要方面。公称通径范围：6001400mm，工作压力通常为：8.0MPa。为了确保安全，一些制造厂商按管线球阀的使用特点和他

19、所受外界自然条件的影响，进行抗地震的弯曲实验、防止火灾蔓延的实验、耐气候条件的综合实验、紧急切断实验等。为了适应高温工况的需求，近年来还发展了高温球阀，它的阀座材料不再是聚四氟乙烯，而是金属、石墨或碳素纤维等。一些特殊用途的特殊结构球阀在不断涌现。如我国某国防科研的试验系统上采用了自行研制的三通半球阀，降低了切换阀的流阻并减小了操作转矩。又如美国Fisher公司生产的V形缺口球阀，用以输送纤维和纸浆流体。V形缺口球阀还可用于流量的高精度调节。我们可以预料今后几年球阀将在以下几个方面得到更大的发展：a) 密封面材料 聚四氟乙烯作为球阀密封面材料已有30年历史，但它必定还会在生产工艺、物理性能（主

20、要是克服冷流性、提高耐压性）、耐温性能方面进一步改善，以提高球阀的性能和适用范围。耐高温、耐磨、耐腐蚀的低摩擦的金属或非金属材料将会不断研制出来。b) 新型球阀结构将会不断涌现 其目的主要在于提高寿命、密封可靠性和改善加工工艺性。比如本设计的轨道式。c) 全塑料球阀将会有很大发展 在新型塑料的应用、结构与注塑工艺性等方面的发展将会使塑料球阀的通径、适用工作温度与压力范围进一步扩大。d) 长输管线球阀会在遥控、自控、工作可靠性、寿命等诸方面得到提高，它们的需求量也会增加。随着国外大型成套技术的发展，出现了一系列新型成套设备与单机。与阀门有关的新型成套设备发展的特点是大型化、高参数化、高性能自动化

21、和成套化，与这些成套设备的控制方式相适应。近20年来，国外阀门的控制方式也有很大发展。除一般手动、机动、电动、气动、液动传动之外，电液连动、气液连动、自动控制的阀门品种不断增多，并有进一步发展的趋势。 比如炼油设备。最大炼油厂3640万吨年(加勒比海的维尔京群岛)，3000万吨年(委内瑞拉)。目前2000万吨年以上的炼油厂有近30个；最大单元炼油减压装置的处理能力达到2400万吨/年，催化裂化装置达到824万吨年，加氢裂化装置达到320万吨年。装置大型化，迫使阀门也越来越大，控制方式也开始向自动化方向发展。 近年来，长输管线发展很快，其主要原因一是成本低，只相当于铁路运输的13；二是埋设在地下

22、，不易破坏；三是管线建设速度快，投资省。因此，长输管线用阀门近几年需求大增。发电设备最大机组容量双轴火电机组l30万kW，单轴火电机组120万kW，最大核电机组130万kW。 与这些成套设备配套的阀门中最大平板闸阀直径达到1620mm、2000mm；最大蝶阀通径9750mm；最大球阀通径3050mm，不算驱动装置阀门的重量达到184吨；最大水用闸阀通径2750mm，压力达到9MPa。 设备大型化的经济效果概括起来说，一是提高生产效率，二是减少基建投资，三是降低原燃材料消耗。以年处理能力500万吨的炼油设备与100万吨的相比，每吨产品生产能力的投资减少50。一座600万吨/年炼油厂与两座300万

23、吨年的炼油厂比较，投资只相当于后者的69，钢材消耗为53，占地面积为54，生产费用为75，而劳动生产率却提高到170。由于成套设备自动化水平越来越高，国外石油化工企业主要生产过程已经实现直接数字控制，有的还实现了计算机分级控制。合成氨乙烯、尿素、合成纤维、合成橡胶和合成塑料等化工企业普遍实现巡回检测、报警等，有的企业已经实现部分自动化控制。目前，国外20万kW以上大型发电机组普遍向计算机控制发展；核电站普遍用计算机控制；长输管线系统不少国家用计算机控制，并装有微波通讯系统，总控制室只需要两三个值班人员，可以通过电视监视全线工作情况。 随着各类成套设备、工艺流程和性能的改善，国外阀门的系列品种还

24、在不断增加，近年来出现了不少新品种阀门。如：紧急切断阀、快速开关阀、防火阀、防静电阀、减温减压阀、蝶型止回阀、泄压阀、真空夹套阀、水冷或气冷阀、安全闸阀、安全截止阀等多种新式阀门，其中通用阀门中球阀、蝶阀和平板闸阀是20年来发展最快的阀门品种。1.4球阀的分类一、按结构形式可分：1）浮动球球阀球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。2）固定球球阀球阀的球体是固定的，受压后不产生

25、移动。固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高压和大口径的阀门。为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度，近年来又出现了油封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。3）弹性球球阀球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依靠介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压

26、紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。二、按其通道位置分1）直通式球阀2）三通式球阀3）直角式球阀后两种球阀用于分配介质与改变介质的流向。1.5本文研究的主要内容浮动球球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并压紧在出口端的密封圈上，保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单，密封性好，但应着重考虑密封圈材料能否经受得住球体的作用载荷，因为球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此这种结构广泛用于中低压球阀，此外还应考虑大口径操作时需要较大的力。浮动球球阀的缺点是：密封时预紧力不易控制，而且

27、需要用厚度不同的垫片来调整，比较麻烦，同时操作扭矩较大。设计球阀应充分考虑以下几个发面：1） 阀体的厚度；2） 塞子或球体的通道尺寸；3） 塞子外形尺寸及球体的外圆半径；4） 阀座的介质作用力及比压；5） 阀座的预紧力；6） 阀杆与球体的连接部分；7） 阀杆强度；8） 弹性元件及其他主要零部件的计算。本文详细阐述了“浮动式球阀的工作原理及结构设计”，主要包括以下几个方面的内容：1) 阐述了浮动式球阀的工作原理。所设计的球阀通过操作机构带动阀杆旋转，从而带动球体绕阀杆轴线旋转90，来实现球阀的启闭。2) 论述了球阀力的计算过程，主要包括密封比压、密封力、安装间隙的计算和阀杆强度校核和转矩计算。3

28、) 阐述了球阀的主要零部件的结构设计计算和材料选择，设计完成后利用CAD软件绘制出零件图和装配图。小 结本章主要介绍了球阀的来源、发展趋势、主要的几种分类方式及工作原理。并说明了球阀设计的主要内容、选题的目的和意义以及本文研究的主要内容。第二章 主要结构参数2.1浮动式球阀技术要求2.1.1技术参数公称通径 DN=25mm公称压力 PN=4.0MPa适用温度 -30120C适用介质 天然气、氧气、其他气体2.1.2技术要求阀门的开启关闭动作：（1） 操作机构带动阀杆旋转，从而带动球体绕阀杆轴线旋转90角度，阀门开启；（2） 运行过程中球体只是绕阀杆轴线旋转；（3） 关闭与开启动作相反。阀门作用

29、：（1）切断介质；（2）调节流量。阀门操纵方式：手动式2.1.3 阀门型号的编制阀门型号通常应表示阀门类型、驱动方式、连接形式、结构特点、公称压力、密封面材料、阀体材料等要素。阀门型号的标准化对阀门的设计、选用、经销，提供了方便。当今阀门的类型和材料种类越来越多，阀门型号的编制也愈来愈复杂。我国虽然有阀门型号编制的统一标准，但逐渐不能适应阀门工业发展的需要。目前，阀门制造厂一般采用统一的编号方法；不能采用统一编号方法的，各生产厂可按自己的情况制订出编号方法。一般工业用球阀的型号的编制根据JB 308-1975阀门型号编制方法，由7个单元组成，每个部分的含意如图2-1：图2-1阀门型号的组成及含

30、意各单元的代号的编制参照表2-1表2-6，其中公称压力代号用阿拉伯数字表示，其数值是以兆帕（MPa）为单位的公称压力值的10倍。表2-1阀门类型代号类型安全阀蝶阀隔膜阀止回阀底阀截止阀节流阀排污阀球阀疏水阀柱塞阀旋塞阀减压阀闸阀代号ADGHJLPQSUXYZ注：低温（低于-40C），保温（带加热套）和带波纹管的阀门，在类型代号前分别加D、B、W汉语拼音字母。表2-2传动方式代号传动方式电磁动电磁-液动电-液动蜗轮正齿轮伞齿轮气动液动气-液动电动手柄手轮代号0123456789无代号注：1.手轮、手柄、扳手传动以及安全阀、减压阀、整齐疏水阀省略本代号。2.对于气动或液动机构操作的阀门：常开式用6

31、K、7K表示；常闭式用6B、7B表示；防爆电动装置的阀门用9B表示。表2-3阀门连接形式连接方式内螺纹外螺纹法兰焊接对夹卡箍卡套代号1246789连接形式代号用阿拉伯数字表示。表2-4球阀结构形式代号结构形式代号结构形式代号浮 动 球直通流道1固 定 球直通流道7Y形三通流道2四通流道6L形三通流道4T形三通流道8T形三通流道5L形三通流道9半球直通0表2-5阀座密封面或衬里材料代号阀座密封面或衬里材料代号阀座密封面或衬里材料代号铜合金T硬质合金Y橡胶X衬胶J尼龙塑料N衬铅Q氟塑料F搪瓷C锡金轴承合金（巴氏合金）B渗硼钢P合金钢H石墨SM渗氮钢D-表2-6阀体材料代号阀体材料钛及钛合金碳钢Cr

32、13系不锈钢铬钼钢可锻铸铁铝合金18-8系不锈钢球墨铸铁Mo2Ti系不锈钢塑料铜及铜合金铬钼钒钢灰铸铁代号ACHIKLPQRSTVZ阀体材料代号用汉语拼音字母表示，PN1.6MPa的铸铁和PN2.5MPa的碳素钢阀体省略本代号。阀门的命名阀门的名称按传动方式、连接形式、结构形式、衬里材料和类型命名。但下面内容在命名中均予省略：(1) 连接形式中：“法兰”。(2) 结构形式中：a：闸阀的“明杆”、“弹性”、“刚性”和“单闸板”；b：截止阀和节流阀的“直通式”；c：球阀的“浮动”和“直通式”；d：蝶阀的“垂直板式”；e：隔膜阀的“屋脊式”；f：旋塞阀的“填料”和“直通式”；g：止回阀的“直通式”和

33、“单瓣式”；h：安全阀的“不封闭”。(3) 阀座密封面材料中的材料名称及代号阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示，如表2-5所示：由于此次设计传动方式为扳手传动，故省略传动方式代号；阀体材料为碳素结构钢，故省略阀体材料代号，阀座密封材料选择聚四氟乙烯，所以此次设计球阀的型号编制如图2-2。阀座密封材料，聚四氟乙烯25 Q 4 1 F40球阀公称压力kg/公称直径类型、球阀浮动直通式法兰连接图2-2 浮动式球阀的型号2.2阀体内部结构的确定2.2.1阀体通道最小直径根据GB12237-1989，DN=25mm钢制球阀阀体通道最小直径的选取如表2-7。表2-7 阀体通道最小直径公称通径DN阀

34、体通道最小直径缩径不缩径公称压力，MPa1.6，2.5，4.0，6.410251724242.2.2球体外圆半径的确定设计球阀应根据球孔直径d和介质工作压力p来确定球体外圆半径R。它按阀的结构需要和工作压力的大小来选定。一般取 R=(0.80.95)d （2-1）式中d球体通道孔径。 R=(0.80.95)d=2023.75mm由表2-2可知，当PN=4.0MPa时（不缩径）直径24mm，因此选择确定d=25mm。根据JB 1744-75,此标准适用于公称压力PN=1.6MPa，公称通径DN=15150mm；PN=4MPa和6.3MPa，DN=10 100mm的浮动式球阀，球体的型式和尺寸如图

35、2-3，表2-8的规定。图23 Jb1744浮动球球阀球体型式表2-8 Jb1744浮动球球阀球体尺寸公称通径DN球DLANH铣刀直径r重量（计算比重7.85）（公斤）尺寸偏差2548+0.103910556750.50.27球体材料为2Cr13。2.2.3球阀阀杆端部尺寸根据JB1743，该标准适用于公称压力PN=1.6MPa，公称通径DN=15150mm；PN=4MPa和6.3MPa，DN=10 100mm的浮动式球阀，球阀阀杆端部形式和尺寸如图2-4，表2-9的规定。图2-4 球阀阀杆端部形式表2-9球阀阀杆端部尺寸公称通径DNdbh球R2516209.58302.2.4填料压盖尺寸根据

36、JB/T 1708-1991,选择填料压盖的为A型，其结构形式及尺寸分别如图2-5、表2-10所示，该型填料压盖用于石棉填料。图2-5 填料压盖的结构形式表2-10 填料压盖的尺寸162640301055281614101032小 结 本章主要介绍了此次设计的球阀的主要参数、技术要求。并根据JB 308-1975阀门型号编制方法说明了球阀命名的依据，根据GB12237-1989确定了阀体通道最小直径，根据JB 1744-75确定了球体、阀杆端部的型式和尺寸，根据JB/T 1708-1991确定了填料压盖的形式和尺寸第三章 球阀力的计算3.1球阀的阀座结构设计弹性阀座除了与普通阀座一样，在预紧力

37、或流体压力（或两者兼而有之）作用下，阀座材料产生弹塑性变形而达到密封外，还由于阀座本身的特殊结构或借助于弹性元件，如金属弹性骨架、弹簧等方法，在预紧力或流体压力下产生弹性变形，以补偿温差、压力、磨损等外界条件变化对球阀密封性能的影响。此次设计选择单斜面弹性阀座，该阀座结构简单，加工制造方便，适用于DN250mm的浮动球球阀，但弹性补偿能力差。因此，阀座与球体之间必须具有足够大的密封比压，并满足以下条件： （3-1）式中保证阀门密封的必须比压（MPa）；阀门工作时的实际比压（MPa）；阀体材料的需用比压（MPa）。根据实用阀门设计手册（第二版），表5-319的，阀座的推荐型式和尺寸分别如图3-1

38、，表3-1所示。图3-1 阀座的结构型式表3-1 阀座的推荐尺寸球孔直径25253033.540226133.2球阀密封力的计算3.2.1密封面宽度及压紧比压图3-2密封尺寸的计算图根据表31所示，密封宽度 H=6 mm球面接触内点 =25 mm球面接触外点 =33.5 mm密封件外径 =40 mm球体直径 =48 mm密封面在垂直于流体流动方向上投影宽度 b=4.25 mm密封面半锥角 （3-2）所以代入数据的压紧比压 = （3-3）式中： m与流体性质有关的系数：常温液体m=1；常温汽油、煤油、空气、蒸气及高于100C液体m=1.4；氢、氮及其它密封要求高的m=1.8； a、c与密封面有关

39、系数（见表3-2）p流体的工作压力(MPa)；b密封面在垂直于流体流动方向上的投影宽度，(mm)；t密封面宽度（mm）。式3-3适用于表面粗糙度，的比压值计算；对于0.2刚性密封面，按公式计算值降低。表3-2 a、c系数密封面材料钢、硬质合金铝、铝合金、硬聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙青铜、黄铜、铸铁中硬橡胶软橡胶a3.51.83.00.40.3c10.91.00.60.4选取阀座的材料为聚四氟乙烯，故a=1.8 c=0.9 ；球阀的工作介质为气体，工作压力P=3.2 MPa，密封面垂直流体方向上投影的宽度b=4.25mm，密封面宽度H=6mm。 MPa查球阀设计与选用表4-2知，b=4.5mm、

40、P=4.0 MPa的必须比压的计算值 。对于密封垫技术要求考虑的是:压缩率,回弹率,应力松弛率对于材料技术要求考虑的是:清洁度,相对密度,颗粒度,含水量,强度,伸长率,熔点等.一般来说PTFE不硬.相对密度不一样,硬度也不同. 材料名称：聚四氟乙烯(氟塑料)牌号：PTFE或F-4聚四氟乙烯PTFE,F4是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，因此得塑料王之美称。它能在任X种类化学介质长期使用，它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的

41、特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。 聚四氟乙烯（Teflon或PTFE）,俗称“塑料王”，中文商品名“铁氟龙”、“特氟龙”、“特富隆”、“泰氟龙”等。它是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。能在+250至-180的温度下长期工作，除熔融金属钠和液氟外，能耐其它一切化学药品，在王水中煮沸也不起变化。用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等。一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。分散液可用作各种材料的绝缘浸渍液和金属、玻璃、陶器表面的防腐图层

42、等。各种聚四氟圈、聚四氟垫片、聚四氟盘根等广泛用于各类防腐管道法兰密封。此外，也可以用于抽丝，聚四氟乙烯纤维氟纶（国外商品名为特氟纶）。目前，各类聚四氟乙烯制品已在化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁等国民经济领域中起到了举足轻重的作用。聚四氟乙烯(PTFE)使用条件行业 化工、石化、炼油、氯碱、制酸、磷肥、制药、农药、化纤、染化、焦化、煤气、有机合成、有色冶炼、钢铁、原子能及高纯产品生产（如离子膜电解），粘稠物料输送与操作，卫生要求高度严格的食品、饮料等加工生产部门。 介质 氢氟酸、磷酸、硫酸、硝酸、盐酸、各种有机酸、有机溶剂、强氧化剂以及其它各种强腐蚀性化学介质。 温度 -202

43、50，允许骤冷骤热，或冷热交替操作。-20250（-4482F） 压力 -0.16.4Mpa（全负压至64 kg/）-0.16.4Mpa （Full vacuum to 64 kg/）使用聚四氟乙烯(PTFE)的优点耐高温使用工作温度达250。耐低温具有良好的机械韧性；即使温度下降到-196，也可保持5%的伸长率。耐腐蚀对大多数化学药品和溶剂，表现出惰性、能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐气候有塑料中最佳的老化寿命。高润滑是固体材料中摩擦系数最低者。不粘附是固体材料中最小的表面张力，不粘附任X物质。无毒害具有生理惰性，作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。力学性能 它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的15，这是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。它在250的温度下不熔化，在-260的超低温中不发脆。聚四氟乙烯光滑异常，连冰都比不过它；它绝缘性能特别好，报纸厚的一层薄膜，便足以抵挡1500V的高压电。聚四氟乙烯在-196260的较