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1、全焊接固定球阀的设计与计算陆培文根据GB/T 19672-2005、GB/T 20173-2006和美国石油学会标准API 6D-2008、国际标 准化组织标准ISO14313:2007标准规定。固定球球阀为双阀座阀门、对于双阀座阀门分：单 向密封、双向密封、双阀座双向密封、双阀座一个阀座单向密封一个阀座双向密封，双截断 -泄放阀，如图1所示。单向密封阀门一一设计在一个方向密封箪向密封的阀门。双向密封阀门一一设计在两个方向都能 密封的阀门。双隔离-泄放阀DIB-1(双阀座双向密封)一一双阀座、每个阀座均能达到双向密封。取酒座L个润座单向密封-中阀座双向密封01眼双隔离-泄放阀DIB-2(双阀座
2、一个阀座 单向密封一个阀座双向密封)双阀座，一 个为单方向密封阀座，一个为两个方向都能密 封的阀座。双截断-泄放阀DBB在关闭位置时，具有双密封副的阀门，当两密封副间的体腔通大气或排空时，阀门体腔两端的介质流动应被 切断。标准还要求密封试验时，应为进口端阀座密封。图1固定球球阀阀座密封分类1全焊接固定球球阀通道直径的确定在设计计算全焊接固定球球阀时，首先要确定阀体的通道直径，以便作为其他部位计算 的基础。球体通到底最小直径要符合相应标准的规定。设计国标全焊接固定球球阀时，全通 径球阀的最小通径应符合GB/T 19672-2005管线阀门 技术条件或GB/T20173-2006石 油、天然气工业
3、一管线输送系统一管线阀门标准规定。设计美标全焊接固定球球阀时，全 通径球阀的最小通径应符合API6D-2008/ISO14313:2007石油、天然气工业一管道输送系 统一管道阀门标准规定。对于全焊接缩径固定球球阀，标准规定对于公称尺寸 DN300(NPS12)的球阀，球阀公称尺寸的孔径缩小一个规格，按标准规定内径；对于公称尺 寸DN350 (NPS14)DN600(NPS24)的球阀，球阀的公称尺寸的孔径缩小两个规格，按标 准规定的内径尺寸；对于公称尺寸DN600(NPS24)的球阀，应和用户商定。对于没有标准 规定的全焊接球阀，通常球体通道的截面积应不小于管道额定截面积的60%，设计成缩径
4、 形式，这样可以减小球阀的结构，减轻重量，减小阀座密封面上的作用力和启、闭转矩。- 般采用球阀公称尺寸DN与球体通道直径之比等于0.78。此时，球阀的阻力不会过大。2球体半径的确定设计球阀首先应根据球体通道直径和介质工作压力p来确定球体外圆半径R。如图2所 示。当a =45时，sina=剪，sina-五，则=虹，所以R-巨DN。如果按此式确定球 2R- 22 2R2体半径，则公称尺寸DN和球体长度L相等，则DN=L。当球阀关闭时，A点实际上仍在密 封环的边缘，而不能起到密封作用。因此，L尺寸必须增大，而使LDN,使A点移到密封 环的面上起到密封作用。所以，必须对上式进行修改。球阀在达到密封时，
5、所需的密封面宽度，如图3所示。或伴X小直莓首先依据密封圈材料的许用比压，按密封面必须比压的公式，初步算出密封圈的宽度c + KPMF(1)(2)若阀座密封圈的材料为聚四氟乙烯，则许用比压为q=17.5MPa； c为与密封面材料有 关的系数，对于聚四氟乙烯，c=1.8； K为在给定密封面条件下，考虑为质压力对比压值的 影响系数，对于聚四氟乙烯，K=0.9。把以上数值代入式(1),经过运算，得bM=0.027p2+0.1p+0.1上式中p为设计压力，通常取公称压力PN数 值的匕0 (MPa)。对于阀座密封圈用金属圈加固时，许用挤压应 力可适当加大。所以不管球阀处于开启状态还是处于关闭状态， 密封面
6、与球体接触面的宽度，都不应小于bM，L应 增加两倍密封面的投影宽度，球体半径也应增大a， 如图4所示。因为tana= bM = 1,所以2a=bM，因此球体的直径 2a应增加bM，则球体半径R =巨DN +【bM，此值为达到 密封时的球体最小直径。如球体强度需加大，可适 当加大球体直径。3全焊接固定球球阀中体最小壁厚的计算（1）全焊接固定球球阀的结构形式通常有两种，即圆筒式壳体（如图5所示）和球形 壳体（如图6所示）。不过这两种结构的中体和左、右体的最小壁厚计算方法是相同的。依据 API6D-2008和GB/T 20173-2006标准要求，对于全焊接固定球球阀的角焊缝强度有效系数 取0.75
7、。按GB/T 150-1998钢制压力容器和美国ASME锅炉和压力容器规范BPVC第伽 卷第1册UG-27受内压容器的壁厚，结合ASME B16.34-2009法兰、螺纹和焊连接的阀门 的最小壁厚计算式。笔者认为焊缝强度有效系数取0.75,即是局部无损检测，也就是中体和 颈部的焊接，属于角焊缝，只能做表面无损检测，即MT或PT,不能做射线无损检测，也 不能做超声波无损检测。因此，角焊缝的强度有效系数才取0.75,也就是用加厚壁厚，增加 焊缝深度，来弥补由于焊缝不能进行全面100%的射线检测可能出现的缺陷。因此，全焊接 球阀中体和左、右体的最小壁厚的计算，按ASME B16.34-2009中的公
8、式，分母中的应力系 数应乘以0.75。即：图5图6t 1.5(3)t计算得出的壁厚，in；PCclass 数值，如 class600, PC=600； class900, PC=900；dc中腔内径，in；SF基本应力系数，取7000E一焊缝强度有效系数，取0.75C一附加裕量，in，见表表1 附加裕量CinJ-.glassdC、r-150300600900150025004500100.1870.1800.1120.0950.0960.1010.101120.1850.1840.1070.0960.0970.0990.101130.1880.1810.1090.1020.1030.0980.
9、097140.1820.1780.1110.0970.0980.0970.102150.1860.1850.1030.1030.1040.0960.097160.1900.1820.1060.0980.0990.0960.102170.1830.1790.1080.1040.1050.1050.097180.1870.1760.1100.0990.1000.1040.102190.1710.1830.1020.1050.0960.1030.097200.1840.1800.1050.1000.1020.1020.102210.1880.1770.1070.0960.0970.1010.0982
10、20.1820.1840.1090.1010.1030.1000.103230.1860.1810.1010.0970.0980.0990.098240.1890.1780.1040.1020.1040.0980.103250.1730.1850.1060.0980.099260.1770.1820.1080.1030.105270.1800.1790.1000.0990.101280.1740.1760.1020.1040.096290.1780.1830.1050.1000.102300.1720.1800.1070.0950.097320.1790.1840.1010.0960.0983
11、40.1770.1780.1060.0970.100350.1800.1850.0980.1030.105360.1740.1820.1000.0980.101380.1710.1760.1050.099400.1790.1800.0990.101410.1730.1770.1010.096420.1760.1840.1040.102430.1800.1810.0960.097440.1740.1780.0980.103460.1710.1820.1030.104480.1790.1760.0970.105500.1760.1810.1020.0965254565860若按GB/T12224-
12、2005标准计算最小壁厚应为:E x6KPND,+ cb290SE - 7.2 x KPN 1式中：tB虑内压的最小计算壁厚，mm；PN一公称压力数值；S应力系数，取48.3MPa;Dn阀体中腔最大内径，mm；E一焊缝强度有效系数，取0.75；K一系数，见表2；q一附加裕量，见表3表2K系数公称压力PN162025405063100110150160250260420K1.251.251.01.01.00.910.911.00.971.0表3附加裕量Gmm、淄DN16202540506310011015016025026042062.932.92.92.842.802.772.602.682.
13、702.76102.872.842.842.742.672.722.622.762.462.39152.812.762.762.712.612.632.282.732.031.79202.742.673.073.183.143.443.143.212.412.08253.683.693.793.943.983.853.113.792.492.68324.384.284.283.963.743.592.633.562.702.59404.284.154.153.753.483.483.093.422.522.06504.854.794.894.694.654.403.013.082.483.06
14、654.664.544.644.494.264.532.703.012.511.94804.564.304.804.604.464.862.683.142.051.73904.634.935.234.744.434.482.503.192.502.121004.904.775.074.684.605.302.922.952.663.211254.985.075.374.824.484.452.733.842.853.391504.854.665.064.864.754.712.534.233.043.461754.934.755.254.914.634.662.644.113.534.1420
15、05.104.645.244.854.604.612.454.203.523.722254.984.745.344.804.484.662.554.393.203.802504.854.535.234.744.454.712.664.483.193.982754.934.625.324.784.434.862.964.773.084.053005.204.825.624.834.304.813.075.153.374.133255.284.915.815.174.785.162.575.543.564.013505.355.006.005.424.955.312.485.633.754.084
16、005.314.895.995.304.807.412.896.203.934.344505.364.876.175.494.955.622.806.183.915.095005.414.866.265.384.815.723.216.564.095.355505.364.756.355.574.955.923.137.533.975.506005.614.936.635.564.815.923.048.014.445.766505.564.926.725.744.966.222.958.484.626.017005.714.906.805.634.816.323.368.964.506.46
17、7505.564.796.895.824.966.523.279.134.686.728005.814.987.185.814.816.533.489.714.866.978505.864.967.366.004.966.833.4010.185.047.139005.914.956.556.095.117.033.5110.665.227.389505.864.837.536.074.967.433.7211.145.407.6410006.115.027.826.265.117.333.6311.615.578.0910506.165.017.916.254.967.333.7412.09
18、5.758.3511006.114.998.096.345.117.643.6512.565.638.5011506.064.888.186.535.267.943.8613.045.818.7612006.325.068.466.515.117.943.7813.415.999.0112506.375.058.556.705.268.143.8913.696.179.46（2）壳体开孔补强的要求1）不另行补强 设计压力2.5MPa 两相邻开孔中心间的距离（对于曲面间距以弧长计算）应小于两孔直径之和的两 倍； 接管公称外径89mm； 接管最小壁厚满足表4要求表4接管最小壁厚mm接管公称外 径2
19、53238454857657689最小壁厚3.53.53.54.04.05.05.06.06.0注：。钢材的标准抗拉强度下限值RM540MPa，接管与壳体的连接宜采用全焊透的结 构型式。Q接管腐蚀裕量为1mm。2）平盖开孔补强要求见GB150第8.6节。3）通过开孔中心，且垂直于壳体表面的截面上的最小补强面积按下列要求确定:圆筒或球壳开孔所需补偿面积按式5计算:(5)A = HER。-f）式中：A一开孔削弱所需要的补强截面积，mm2；d一开孔直径，圆形孔取接管内直径加2倍厚度附加量，椭圆形或长圆形孔取所考虑平面上的尺寸（弦长，包括厚度附加量），mm;5 一壳体开孔处的计算厚度，mm；(6)(7
20、)对于圆筒壳体：5 _ PD2 bj。- PC对于球形壳体：5 _ PD4 bj。- PC式中：PC一计算压力，MPa；D.一圆筒或球壳的内直径，mm；g一设计温度下圆筒或球壳材料的许用应力，MPa.按GB150第4章，9一角焊缝强度有效系数，按API6D,取 0.75。6et一接管有效厚度，6et=6nt-C，mm式中：5nt-接管名义厚度，mmC一厚度附加量，mm C=C1+C2式中：一钢材厚度负偏差，钢管的厚度负偏差按钢材标准规定，当钢材的 厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度6%时。偏差可以忽略不计。C2腐蚀裕量，mm；介质为天然气，C21.5mm匚一强度削弱系数，等于设计温
21、度下接管材料与壳体材料许用应力之 比值，当此值不大于1.0时，取fr=1.0。圆筒或球壳补强厚度：圆筒壳体按式6球形壳体按式74全焊接固定球球阀密封比压的计算（1 ）单向密封球阀密封比压的计算 如图7所示。球体5安装在两个滑动轴承3中， 阀座安装于活动套筒6内，活动套筒在阀体中靠O形圈14与阀体孔密封，阀座借助弹簧组 12预压紧球体。介质进口端阀座，在球体关闭时，靠阀座密封圈内径Dmn和进口密封套筒外径djh所形成的环形面积上的介质作用力压紧球体，以达到球阀的密封。密封的可靠性在 很大程度上取决于密封面平均直径dmp与套筒外径djh之比。如果djh和dmp的比值不够大 时，球阀将不能保证可靠密
22、封。另一方面，如果djh过大将造成阀座密封圈过载，而使球阀 的开关转矩加大，阀门磨损加快。1）进口端阀座对球体的压力（N）：Fq=Fzj+Fth（8）式中Fzj一介质经阀座压在球体上的力（N），按式（9）计算；FTH一弹簧组压紧力（N），按式（10）计算。F =三也砰二DJ（9）zj4式中DJH活动套筒外径（mm）；DMN阀座密封面内径（mm）；p设计压力，取公称压力的1/10 （MPa）。m - Fmm（1）式中Fmy一阀座密封圈对球体的预紧力（N）、按式（11）计算；Fmm阀座密封圈上的O形圈与阀体孔之间的摩擦力（N），按式（12）计算。E（D D 2MN）（11）对于PTFE，qMY m
23、mTGMPa、FMY=0.4兀成MW - D2m)。式中DMW阀座密封面外径（mm）；qMY min一阀座预紧密封的最小比压，则式F D 2- D 2 ）q改写成:MY 4 MWM my minFmm =K J* -f（12）式中DJH活动套筒外径（mm）； 一,一， ，1b皿O形圈与阀体内孔的接触宽度（mm）；取O形圈断面半径的3 ；ZO形圈个数；取两个；qmF密封比压（MPa），q=0.4 + 0,6po ；若O形圈断面取p5.3mm，O形 mF E /10 m圈密封与压力关系不大，故体腔内压力取po=0MPa,则：qMF=1.35MPa； f为橡胶O形圈与阀体孔的摩擦系数，取f=0.4。
24、(13)(14)Fmm = 3.14Djh x 0.883 x 2x 1.35 x 0.4 3D.因业匕F = F + F = F + F +FQ ZJ TH ZJ MY MM=0.785p(D2 - D2 )+ 0.4兀(D2- D2 )+ 3DD(0.785pD + 3)+ 1.256D 2 D 2 (0.785p+1.256) 2)阀座密封面上的实际工作比压。 阀座密封面工作比压(MPa)：N q= amh图7单向密封全焊接固定球球阀结构1一阀体；2支撑板；3一滑动轴承；4-轴承；5一阀体；6一阀座支撑圈;7一键；8-阀杆；9-防静电装置；10一阀座注脂孔；11一注脂管；12一弹簧；13
25、一防火垫；14O形圈；15一卡紧圈式中N-阀座密封圈对球体的法向压力(N), N=；COS中Amh一密封圈环带面积(mm2)，Amh=2兀吨-七)。F贝g_ 灯 _ co扁F _ D(0.785pD + 3)+ 1.256D2 D2 (0.785p +1.256)q A 2兀 Rh 一 2兀Rh cos中2兀 RhcostpMH_ Dh (pD,H + 3.82)+1.6D2 D2 (p +1.6)(15)8Rh cos p(2) 双向密封球阀密封比压的计算 双向密封球阀和单向密封一样，球阀的进口端和 出口端使用同样的单向密封阀座，就得到双向密封固定球球阀。其双向密封球阀的密封比压， 同单向密
26、封球阀。(3) 双阀座双向密封球阀阀座密封比压的计算1) 进口端阀座密封比压的计算:其计算方法和计算式同单向密封球阀的阀座计算式。2) 体腔内介质压力对阀座产生的比压的计算:出口端密封的固定球球阀的基本特点是: 当阀门关闭后，密封力是由中腔介质压力产生的，用以保证球阀密封。这样就减 少了球体支承轴承的载荷。图8 双向密封全焊接固定球球阀1一阀体；2一支撑板；3一滑动轴承；4一轴承；5一球体；6一阀座支承圈；7一键；8一阀杆；9防静电装置；10一阀座注脂孔；11-O形圈；12弹簧其结构如图8所示，与进口密封相比，结构上的主要区别在于活动套筒阀座密封直径dhw小于阀座密封面的平均直径dmp。(16
27、)1阀座对球体的压力：Fq= Fzj+ Fth式中Fzj一介质经阀座压在球体上的力(N)，按式(17)计算;FTH一弹簧组压紧力(N)，按式(18)计算。兀 p(D 2 D 2 )兀 p(D 2 D 2 )ZJ44=3 M2JH - D2HW - D2JH + D2啊 I=号D2HW)7)式中DJH活动套筒外径(mm)；Dhw一密封外径 (mm)；Dmw一密封面外径(mm)。Fth= Fmy+ Fmm(18)式中Fmy一阀座密封圈对球体的预紧力(N)，按式(l9)计算；Fmm一阀座支承圈上的O形圈与活动套之间的摩擦力(N)，按式(20)计算；FMyW 侦 2MW - D 2mA 协 min式中
28、DMN阀座密封面内径(mm)；qMYmin一阀座预紧密封的最小比压，对于PTFE, qMYmin=1.6MPa,则式(19)改(20)写成 Fmy = 0.4k(D2 D2 )。FMM =K DHW bm，Zq MFf式中 Dhm一密封外径(mm)；b O形圈与阀座密封外径的接触宽度(mm)；取O形圈断面半径的L ；ZO形圈个数，取一个；qMF一密封比压(MPa )，q =.艮；若O形圈断面积取p5.3mm，O形MF、；b/10圈密封与压力关系不大，故取po=0MPa,则：qMF=1.35MPa；f一橡胶O形圈与阀座密封套的摩擦系数。若取f=0.4,则 Fmm = 3.14Dhw x 0,88
29、3x1x 3.36x 0.4 = 1.52丑“所以 F = F + F = F + F + FQ MJ TH MJ MY MM=0.785p(D2 D2)+1.256(D2时D2钏)+1.5D(21)=D2 颇(0.785p +1.256) D(0.785pD-1.5)1.256D、 阀座密封面的实际工作比压(MPa)：Nq =N = -Q ；cos中AMH式中N一密封圈对球体的法向压力(N),Amh密封圈环带面积(mm2)， AMHFN _ co扁 D2 (0.785p+1.256) D (0.785pD 1.5)1.256D2A = 2兀 Rh =2兀 Rhcos 中MHD 2(p+1.6
30、)-D (pD 1.91)1.6D 2=MWHWHWMN8兀Rh cos中根据国家标准GB/T 19672-2005, GB/T 20173-2006和美国石油学会标准API6D-2008及 国际标准化组织标准ISO14313:2007要求，当输送的介质为烃类介质，在阀门关闭或开启后， 有可能把介质截留在阀体中腔，当温度升高时，压力会上升，当压力升高到额定压力的1.33 倍时，中腔应有自动泄压装置。实现自动泄压的方法有三种：1)5体腔内介质压力超过1. 33p时，阀座自动泄压的计算中腔安装安全泄压阀，安全阀的整定压力为额定压力的1.33倍。当中腔压力超过 额定压力的1.33倍时，安全阀自动开启
31、，排放多余介质，当中腔压力降到1.33倍 额定压力后，安全阀自动关闭。2)在球体上安装一个止回阀，当中腔压力超过1.33倍额定压为时，止回阀自动开启， 排放多余介质，当中腔压力降到1.33倍额定压力以下时，止回阀自动关闭。该止 回阀开启压差较小，难以设计，又止回阀需安装在球体上，在球体上需铣出平面， 若球面和平面相交处加工不圆滑，在球阀启闭过程中，会划伤密封面。3)按标准要求，该球阀设计成一个阀座单向密封，一个阀座双向密封。单向密封阀 座设计为当中腔介质压力上升到1.33倍额定压力时，单向密封阀座被自动推开， 排放多余介质，当压力下降到1.33倍额定压力以下时，阀座自动复位，仍起到密 封作用。
32、又因为出口端阀座为双向密封阀座，介质肯定不会泄漏到出口端。中腔 介质泄放到进口端或出口端按用户要求，因在阀体上有单向密封阀座和双向密封 阀座的标牌，只要用户按标牌位置安装，一定能满足要求。腔体内介质压力超过1.33倍时，自动泄压阀座计算式如下： 兀1.33p(D2 D2 )兀p(D2 D2 )兀q(D2 D2 )JHMJHM + MYminMWMN1.33p (D2 H - D2 mw ) p (D2 H - D2 mn 孔丫. 2 mW 一 MN对于聚四氟乙烯密封圈，当设计CL600球阀时，qMYmin =0.2p。则 L33(Ds-D2mwA(Dh-D2m +0.2(D2mw-D2mn)1
33、.33D2JH-1.33 D2mwD2jh- D2mn+0.2D2mw- 0.2D2mn0.33D2jhL53 D2MW-L2D2MN(23)I53D2mw T.2D2mn0.336固定球球阀转矩的计算（1）单向密封阀座M= Mm+ Mt+ Mu+ Mc式中Mm阀座密封圈与球体间的摩擦转矩（N-mm）；M一阀杆与填料间的摩擦转矩（Nmm）；Ml阀杆台肩与止推垫间的摩擦转矩（Nmm）；Mc一轴承的摩擦转矩（N-mm）o1）阀座密封圈与球体间的摩擦转矩的计算：Mm=Mm0+Mm1式中Mm0进口端阀座密封圈与球体间的摩擦力矩（Nmm）；M：一出口端阀座密封圈与球体间的摩擦力矩（Nmm）；考虑出口端阀
34、座弹簧组 m的预紧比压。F R（1 + cos中）兀R|D（Pe + 3.82）+ 1.6Q2皿,-D2皿（p +1.6）|（1 + cos中）m0Q 2cos 中*r8cos 中*r式中FQ进口端阀座密封圈对球体的作用力（N）；R球体的半径（mm）；中一密封面对球体中心的倾角（）；.密封圈与球体间的摩擦系数，对于PTFE取如=0.05, RPTFE取*=0.070.12，尼龙取 *=0.100.15，填充尼龙取如=0.320.37, MOLON 取 *=0.06 0.10, DEVLON 取 gT=0.06 0.12, PEEK 取 PT=0.100.15,橡胶（无润滑）如=0.30.4，橡
35、胶（有润滑）如=0.15。M _ （F + F ）R（1+cos） m12cos pt0.4 兀（D 2 D 2 ） + 3.0D （1+cos 中）R2cos p*_ti（0.4D2 0.4D2 + 0.96D ）（1+ cos p）R2cos pT式中FMY一阀座密封圈的预紧力（N）；FMM活动套筒O形圈与阀体阀座孔间的摩擦力（N）；R一球体半径（mm）；p 一密封面对球体中心的倾角（）；如一密封圈与球体间的摩擦系数。Mm= Mm+Mm1MNJHT2cos p兀 RDjh(pDjh + 3.82 )+ L6 D2 MW D2 mn(P + L6)(1 + cos p)* + R(0.4d
36、2mw 一0.4d 2 + 0.96 D X1+ cos p 川 8cos p(24)兀Rp p(D2h )+3.2(D2.血-D2Q + 7.66D,(1 + cosp)8cos p2）阀杆与填料间的摩擦转矩的计算：根据密封理论，当被密封部位的实际比压等于或 大于所必须的密封比压时，就能达到密封要求，即：q=q0+qp1.2p0式中q0一填料压盖的压紧力产生初始的密封比压（MPa）；qp一介质压力P的作用力而产生的比压(MPa)；q一总的密封比压(MPa)。qp的大小随压力p的变化而变化，当qp增大到一定值时，即使因磨损等原因，使 预紧力消失(即q0=0)，只要保证qp=1.2p0，也能使填
37、料具有良好的密封性能。填料料与阀杆之间的摩擦力Ft (N)，可按下式计算：F = 1.2 也 dZhp式中H T一阀杆与填料间的摩擦系数；Z一填料圈数；h一单圈填料高度(mm)；p设计压力，取公称压力PN数值的1 / 10 (MPa )； dT一阀杆与填料接触部分直径(mm)。填料若为O形橡胶密封圈，其摩擦力的计算如下：F =-d (0.33 + 0.92H d p) T T0 0 填料与阀杆之间摩擦转矩的计算：V形及圆环形填料的摩擦转矩(N-mm):(25)(26)M =1F d =12-H d2 Zhp = 0.6-H d2 ZhpT 2 T T 2 T TT TO形密封圈与阀杆之间的摩擦
38、转矩(Nmm):M = 1F d = 1d2 (0.33 + 0.92h d p) T 2 T T 2 T0 0式中一阀杆与O形密封圈接触部分的直径(mm)；H0 一橡胶对金属的摩擦系数，* =0.30.4；有润滑油时七=0.15；d0一O形密封圈横截面直径(mm)。3) 阀杆台肩与止推垫之间摩擦转矩的计算：阀杆在介质压力的作用下，其台肩紧贴并 压紧止推垫，当阀杆旋转时，便产生了摩擦力。考虑到止推垫其主要作用是减小摩擦力，增 加密封性能，为此按平均直径计算摩擦力，一般止推垫材料为聚四氟乙烯(PTFE)。阀杆台肩与止推垫间摩擦力Fu(N)：F =三(D + d )2 日 pu 16 T T T式
39、中DT_台肩外径或止推垫外径(mm)；取较小者；dT一阀杆直径(mm)；H T一摩擦系数。 阀杆台肩与止推垫间摩擦转矩：M = -F ( V4) =1 -(D + d )2h p(D)u 2 u 22 16 T T F 2(27)兀=64( dt+dT )3Ht p4)阀杆轴承摩擦转矩的计算：固定球球阀的轴承承受着较大的径向作用力，旋转时会 产生大的摩擦力，为降低此摩擦力，在球体轴颈处或阀杆支承套外径处可以安装滑动轴承或 滚动轴承，以减小摩擦力，降低开启或关闭时的转矩。在介质压力作用下，上下轴承受到的总推力Fc(N):F =-D2 pc 4 JH式中DJH活动套筒外径(mm)；p进口端介质工作
40、压力(MPa)。对于进口密封阀座，弹簧组产生的预紧力对轴承的径向作用力，可忽略不计。阀杆轴承摩擦转矩(N-mm)：(28)11 - 一 ，M =_Fd R = ._ D2 - p -d R = D2 p -d Rc 2 c ZJ c 2 4 JH ZJ c 8 JH ZJ c式中dZJ球体轴颈或支承套外径(mm)；七一摩擦系数。对于FS-1自润滑轴承，七=0.040.20； JDB固体镶嵌式润滑轴承，七=0.16，对于滚动轴承七=0.002。(2) 双向密封阀座若出口端阀座结构和进口端阀座结构设计相同，即进出口端阀座为同一设计结构，则 为双向密封阀座固定球球阀，其阀杆转矩计算同单向密封阀座球阀。(3) 双阀座双向密封球阀1) 双方向进口端阀座密封转矩的计算，同单向密封阀座计算式。2) 双方向出口端阀座密封的转矩计算(N-mm):M=Mm+ Mt+ Mu +
