電動(dòng)蝶閥D943H-16C的設(shè)計(jì)

1、浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題名稱(chēng)： 電動(dòng)蝶閥D943H-16C的設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)班 級(jí)： 機(jī)電0703班姓 名： 林鳳彬?qū)W 號(hào)： 0710404344指導(dǎo)教師： 姜 明教師職稱(chēng)： 講 師完成時(shí)間 2010年01月16日論文題目： 電動(dòng)蝶閥D943H-16C的設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化 學(xué) 生： 林鳳彬 （簽名） 指導(dǎo)教師： 姜明 （簽名） 摘 要閥門(mén)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中使用極廣泛的一種機(jī)械產(chǎn)品。隨著我國(guó)改革開(kāi)放、建立社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和開(kāi)展對(duì)外貿(mào)易的需要，在石油、天然氣、煤炭、冶金和礦石的開(kāi)采、提煉加工和管道輸送系統(tǒng)中；在石油化工、化工產(chǎn)品，醫(yī)藥和食品生產(chǎn)系統(tǒng)中；在水電、火

2、電和核電的電力生產(chǎn)系統(tǒng)中；在城建的給排水、供熱和供氣系統(tǒng)中；在冶金生產(chǎn)系統(tǒng)中；在船舶、車(chē)輛、飛機(jī)、航天以及各種運(yùn)動(dòng)機(jī)械的使用流體系統(tǒng)中；在國(guó)防生產(chǎn)以及新技術(shù)領(lǐng)域里；在農(nóng)業(yè)排灌系統(tǒng)中都需要大量的閥門(mén)新品種。隨著防腐合成橡膠和聚四氟乙烯的應(yīng)用，蝶閥的性能得以提高，并滿(mǎn)足于不同的工況條件。近十幾年來(lái)，金屬密封蝶閥發(fā)展迅速，隨著耐高溫、耐低溫、耐強(qiáng)腐蝕、耐強(qiáng)沖蝕、高強(qiáng)度合金材料在蝶閥中的應(yīng)用，使金屬密封蝶閥在高溫、低溫、強(qiáng)沖蝕等工況條件下得到廣泛的應(yīng)用，并部分取代了截止閥、閘閥和球閥。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的是電動(dòng)蝶閥，在設(shè)計(jì)中，考慮到了蝶閥組成和工作原理。按照蝶閥的組成，將他分成幾部分來(lái)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中考

3、慮到了閥桿的設(shè)計(jì)，他的強(qiáng)度決定了蝶閥的使用壽命，閥體的壁厚決定了他能承受多大的壓力，以便更好的將他應(yīng)用了管道的安裝中。電動(dòng)蝶閥不同于手動(dòng)蝶閥，他們的驅(qū)動(dòng)裝置不同，電動(dòng)裝置動(dòng)力源廣泛，操作迅捷的特點(diǎn)，并且容易滿(mǎn)足各種控制要求。關(guān)鍵詞：閥門(mén)、蝶閥、電動(dòng)密封蝶閥目 錄1.蝶閥概述 12.蝶閥的分類(lèi) 22.1中心密封蝶閥 32.2單偏心密封蝶閥 32.3雙偏心密封蝶閥 32.4 三偏心密封蝶閥 43.蝶閥的工作原理 44.閥門(mén)的形式和主要規(guī)格4 4.1閥門(mén)的型號(hào)編制45.電動(dòng)蝶閥的工作原理和結(jié)構(gòu)組成 55.1閥體 65.2閥蓋 75.3閥板75.4閥座 6 5.5閥桿 85.6傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 86.蝶閥的重

4、要零件設(shè)計(jì)計(jì)算 86.1電動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)86.2電動(dòng)蝶閥的結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)116.3電動(dòng)碟閥的設(shè)計(jì)116.4壁厚計(jì)算與校核126.5密封比壓計(jì)算136.6閥桿強(qiáng)度校核 146.7填料壓蓋的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算166.8蝶板的設(shè)計(jì)計(jì)算 186.9蝶閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性206.10驅(qū)動(dòng)裝置的原理 206.11 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝21結(jié)束語(yǔ) 22參考文獻(xiàn) 231.蝶閥概述蝶閥又叫翻板閥,是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)閥，同時(shí)也可用于低壓管道介質(zhì)的開(kāi)關(guān)控制。蝶閥(英文：butterfly valve)是指關(guān)閉件(閥瓣或蝶板)為圓盤(pán)，圍繞閥軸旋轉(zhuǎn)來(lái)達(dá)到開(kāi)啟與關(guān)閉的一種閥，在管道上主要起切斷和節(jié)流用。蝶閥啟閉件是一個(gè)圓盤(pán)形的蝶板，在閥體

5、內(nèi)繞其自身的軸線旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到啟閉或調(diào)節(jié)的目的。蝶閥全開(kāi)到全關(guān)通常是小于90° ，蝶閥和蝶桿本身沒(méi)有自鎖能力，為了蝶板的定位，要在閥桿上加裝蝸輪減速器。采用蝸輪減速器，不僅可以使蝶板具有自鎖能力，使蝶板停止在任意位置上，還能改善閥門(mén)的操作性能。（1）用 途 蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件并隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門(mén)。蝶閥不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、材料耗用省，安裝尺寸小，而且驅(qū)動(dòng)力矩小，操作簡(jiǎn)便、迅速，并且還同時(shí)具有良好的流量調(diào)節(jié)功能和關(guān)閉密封特性，在大中口徑、中低壓力的使用領(lǐng)域，蝶閥是主導(dǎo)的閥門(mén)形式。隨著防腐合成橡膠和聚四氟乙烯的應(yīng)用，蝶閥的性能得以提高，并滿(mǎn)足于不

6、同的工況條件。近十幾年來(lái)，金屬密封蝶閥發(fā)展迅速，隨著耐高溫、耐低溫、耐強(qiáng)腐蝕、耐強(qiáng)沖蝕、高強(qiáng)度合金材料在蝶閥中的應(yīng)用，使金屬密封蝶閥在高溫、低溫、強(qiáng)沖蝕等工況條件下得到廣泛的應(yīng)用，并部分取代了截止閥、閘閥和球閥。（2）適用場(chǎng)合由于蝶閥閥板的運(yùn)動(dòng)帶有擦拭性，故大多數(shù)蝶閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)，依據(jù)密封件的強(qiáng)度也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)。 蝶閥的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度較小，開(kāi)啟和關(guān)閉速度快，在完全開(kāi)啟時(shí)，具有較小的流體阻力，當(dāng)開(kāi)啟到大約15°至70°之間時(shí)，又能進(jìn)行靈敏的流量控制，蝶閥的結(jié)構(gòu)原理最適合于制作大口徑閥門(mén)。在下列工況條件下，推薦選用蝶閥：要求節(jié)流、調(diào)節(jié)控制流量；泥漿

7、介質(zhì)及含固體顆粒介質(zhì)；要求閥門(mén)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度短的場(chǎng)合；要求啟閉速度快的場(chǎng)合；壓差較小的場(chǎng)合。 在雙位調(diào)節(jié)、縮口的通道、低噪聲、有氣穴和氣化現(xiàn)象，向大氣少量滲漏，有磨蝕性介質(zhì)時(shí)，可以選用蝶閥。在特殊工況條件下節(jié)流調(diào)節(jié)或要求密封嚴(yán)格，或磨損嚴(yán)重、低溫(深冷)等工況條件下使用蝶閥時(shí)，需使用特殊設(shè)計(jì)金屬密封帶調(diào)節(jié)裝置的三偏心或雙偏心的專(zhuān)用蝶閥。軟密封蝶閥適用于通風(fēng)除塵管路的雙向啟閉及調(diào)節(jié)，冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。（3）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、材料耗用省，安裝尺寸小，開(kāi)關(guān)迅速、90°往復(fù)回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)力矩小等特點(diǎn)，用于截?cái)?、接通、調(diào)節(jié)管路中的介質(zhì)，具有良好的流

8、體控制特性和關(guān)閉密封性能。蝶板的流線形設(shè)計(jì)，使流體阻力損失小，可謂是一種節(jié)能型產(chǎn)品。閥桿為通桿結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，有良好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性，抗擦傷性。蝶閥啟閉時(shí)閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不作升降運(yùn)行，閥桿的填料不易破壞，密封可靠。與蝶板錐銷(xiāo)固定，外伸端為防沖出型設(shè)計(jì)，以免在閥桿與蝶板連接處意外斷裂時(shí)閥桿崩出。連接方式有法蘭連接、對(duì)夾連接、對(duì)焊連接及凸耳對(duì)夾連接。（4）蝶閥的優(yōu)點(diǎn)1、啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作。 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕。 3、可以運(yùn)送泥漿，在管道口積存液體最少。 4、低壓下，可以實(shí)現(xiàn)良好的密封。 5、調(diào)節(jié)性能好。（5）蝶閥的缺點(diǎn)1、使用壓力和工作溫度范圍小。

9、 2、密封性較差。 2.蝶閥的分類(lèi)2.1按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)(1)中心密封蝶閥蝶閥。蝶板的回轉(zhuǎn)中心位于閥體的中心線和蝶板的密封截面上的蝶閥。(2)單偏心密封蝶閥。蝶板的回轉(zhuǎn)中心位于閥體的中心線上且與蝶板密封截面形成一個(gè)尺寸偏置的蝶閥。(3)雙偏心密封蝶閥。蝶板的回轉(zhuǎn)中心與蝶板密封截面形成一個(gè)尺寸偏置，并與閥體中心線形成另一個(gè)尺寸偏置的蝶閥。(4)三偏心密封蝶閥。蝶板的回轉(zhuǎn)中心與蝶板密封截面形成一個(gè)尺寸偏置，并與閥體中心線形成另一個(gè)尺寸偏置的蝶閥；閥體密封面中心線與閥座中心線形成一個(gè)角偏置的閥門(mén)。按密封面材質(zhì)分類(lèi)(1)軟密封蝶閥。1)密封副由非金屬軟質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。2)密封副由金屬硬質(zhì)材料

10、對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。(2)金屬硬密封蝶閥。密封副由金屬硬質(zhì)材料對(duì)金屬硬質(zhì)材料構(gòu)成。2.2中心密封蝶閥中心密封蝶閥：中心密封蝶閥的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心、閥板中心、本體中心在同一位置上。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。常見(jiàn)的襯膠蝶閥即屬于此類(lèi)。缺點(diǎn)是由于蝶板與閥座始終處于擠壓、刮擦狀態(tài)、阻距大、磨損快。為克服擠壓、刮擦、保證密封性能，閥座基本上采用橡膠或者聚四氟乙烯等彈性材料，但也因密封材料在使用上受到溫度的限制，這就是為什么傳統(tǒng)上人們認(rèn)為蝶閥不耐高溫的原因。2.3單偏心密封蝶閥單偏心密封蝶閥：?jiǎn)纹牡y的結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心偏離了蝶板中心，從而使蝶板上下端不再成為回轉(zhuǎn)軸心、分散、減輕了蝶板上下端與閥座的過(guò)度擠

11、壓，解決了通信蝶閥與閥座的擠壓?jiǎn)栴}。但由于單偏心構(gòu)造在閥門(mén)的整個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程中蝶板與閥座的刮擦現(xiàn)象并未消失，在應(yīng)用范圍上和同心蝶閥大同小異。顧采用不同。2.4雙偏心密封蝶閥雙偏心密封蝶閥：雙偏心蝶閥主要用在公稱(chēng)直徑大、工作壓力和啟閉壓差較低、溫度較高（200350）的煉鐵高爐的預(yù)熱系統(tǒng)和干法除塵系統(tǒng)，做阻燃空氣切斷閥、阻燃煤氣切斷閥、熱交換系統(tǒng)的煤氣出入口切斷閥、熱交換器系統(tǒng)的煙氣出入口切斷閥和干法除塵系統(tǒng)的煤氣切斷閥等。2.5三偏心密封蝶閥三偏心密封蝶閥：為偏心金屬密封結(jié)構(gòu),密封形式為金屬對(duì)金屬密封,可調(diào)換金屬密封圈對(duì)金屬密封,不銹鋼板與石墨復(fù)合板密封圈對(duì)金屬密封.硬密封蝶閥的驅(qū)動(dòng)形式除了電動(dòng)之

12、外還有：手動(dòng),蝸輪桿傳動(dòng),氣動(dòng)等。三偏心硬密封蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤(pán)形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門(mén)則牌全開(kāi)狀態(tài)。 3.蝶閥的工作原理蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件并隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門(mén)。蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤(pán)形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門(mén)則牌全開(kāi)狀態(tài)。蝶閥的開(kāi)度與流量之間的關(guān)系，基本上呈線性比例變化。如果用于控制流量，其流量特性與配管的流阻也有密切關(guān)系，如兩條管道安裝閥

13、門(mén)口徑、形式等全相同，而管道損失系數(shù)不同，閥門(mén)的流量差別也會(huì)很大。如果閥門(mén)處于節(jié)流幅度較大狀態(tài)，閥板的背面容易發(fā)生氣蝕，有損壞閥門(mén)的可能，一般均在15°外使用。蝶閥處于中開(kāi)度時(shí)，閥體與蝶板前端形成的開(kāi)口形狀以閥軸為中心，兩側(cè)形成完成不同的狀態(tài)，一側(cè)的蝶板前端順流水方向而動(dòng)，另一側(cè)逆流水方向而動(dòng)，因此，一側(cè)閥體與閥板形成似噴嘴形軌道球閥開(kāi)口，另一側(cè)類(lèi)似節(jié)流孔形開(kāi)口，噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多，而節(jié)流側(cè)閥門(mén)下面會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，往往會(huì)出現(xiàn)橡膠密封件脫落。蝶閥操作力矩，因開(kāi)度及閥門(mén)啟閉方向不同其值各異，臥式蝶閥，特別是大口徑閥，由于水深，閥軸上、下水頭差所產(chǎn)生的力矩也不容忽視。另外，閥門(mén)進(jìn)口側(cè)裝置

14、彎頭時(shí)，形成偏流，力矩會(huì)有增加。閥門(mén)處于中間開(kāi)度時(shí)，由于水流動(dòng)力矩起作用，操作機(jī)構(gòu)需要自鎖。圖3-1電動(dòng)蝶閥圖設(shè)備潤(rùn)滑網(wǎng)19120 圖31是電動(dòng)蝶閥圖。蝶閥是用圓形蝶板作啟閉件并隨閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門(mén)。蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤(pán)形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門(mén)則程全開(kāi)狀態(tài)。這就是蝶閥的工作原理。 4.電動(dòng)蝶閥的形式和主要規(guī)格閥門(mén)的型號(hào)是用來(lái)表示閥類(lèi)、驅(qū)動(dòng)及連接形式、密封圈材料和公稱(chēng)壓力等要素的。由于閥門(mén)種類(lèi)繁雜，為了制造和使用方便，國(guó)家對(duì)閥門(mén)產(chǎn)品型號(hào)的編制方法做了統(tǒng)一規(guī)定。

15、閥門(mén)產(chǎn)品的型號(hào)是由七個(gè)單元組成，用來(lái)表明閥門(mén)類(lèi)別、驅(qū)動(dòng)種類(lèi)、連接和結(jié)構(gòu)形式、密封面或襯里材料、公稱(chēng)壓力及閥體材料。4.1閥門(mén)的型號(hào)編制閥門(mén)型號(hào)由7個(gè)單元組成，其含義（即1單元表示類(lèi)型代號(hào)；2單元表示傳動(dòng)方式代號(hào)；3單元表示連接形式代號(hào)；4單元表示結(jié)構(gòu)形式代號(hào)；5單元表示閥座密封面或襯里材料代號(hào)；6單元表示公稱(chēng)壓力代號(hào)；7單元表示閥體材料代號(hào)）例如電動(dòng)蝶閥，它的類(lèi)型代號(hào)用D表示，傳動(dòng)方式為電動(dòng)，由法蘭連接，結(jié)構(gòu)形式為中線式，它的襯里材料是合金鋼，閥體材料用碳鋼。5.電動(dòng)蝶閥的工作原理和結(jié)構(gòu)組成電動(dòng)蝶閥的工作原理：1、蝶閥由電動(dòng)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸及蝶板旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)啟閉和控制流量。2、由電動(dòng)裝置輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)

16、圈數(shù)的多少來(lái)調(diào)節(jié)活塞桿的來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)的快慢，使蝶板達(dá)到啟閉及調(diào)節(jié)流量的目的，活塞桿往里運(yùn)動(dòng)，是蝶閥的關(guān)閉狀態(tài)。3、傳動(dòng)裝置箱體內(nèi)設(shè)置微動(dòng)開(kāi)關(guān)有兩種形式：a、在傳動(dòng)裝置箱體內(nèi)設(shè)有開(kāi)向、關(guān)向兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，分別在閥門(mén)全開(kāi)和關(guān)閉時(shí)動(dòng)作，接通控制室“閥開(kāi)”“閥關(guān)”指示燈源，使之準(zhǔn)確顯示閥門(mén)開(kāi)關(guān)狀態(tài)。b、在傳動(dòng)裝置箱體內(nèi)設(shè)關(guān)向微動(dòng)開(kāi)關(guān)（蝶板全關(guān)位置為0°），當(dāng)?shù)逵?°40°位置時(shí)微動(dòng)開(kāi)關(guān)支作，輸出閥門(mén)關(guān)閉信號(hào)，40°90°位置時(shí)另一對(duì)常閉可輸出閥門(mén)打開(kāi)信號(hào)?？烧{(diào)整壓觸微動(dòng)開(kāi)關(guān)的凸輪，顯示蝶板所處的不同位置。電動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)組成如圖5-1所示。 圖5-1 電動(dòng)

17、蝶閥結(jié)構(gòu)圖1-雙頭螺柱 2-螺母 3-雙頭螺柱 4-螺母 5-雙頭螺柱 6-螺母 7-支架 8-填料壓蓋 9-填料 10-上壓蓋 11-閥體 12-端蓋 13-不銹鋼片 14-墊片 15-螺釘 16-圓柱銷(xiāo) 17-閥桿 18-蝶板 79-下軸套 20-擋圈 21-金屬墊片 22-螺釘 23-下端蓋5.1閥體閥體是閥門(mén)中的一個(gè)主要零部件；根據(jù)壓力等級(jí)有不同的機(jī)械制造方法。例如：鑄造、鍛造等。中低壓規(guī)格的閥體通常采用鑄造工藝生產(chǎn)閥體。中高壓規(guī)格的閥體采用鍛造工藝生產(chǎn)。與閥芯以及閥座密封圈一起形成密封后能夠有效承受介質(zhì)壓力。閥體的材質(zhì)根據(jù)不同的工藝介質(zhì)，選用不同的金屬材料。常用材質(zhì)有：鑄鐵、鑄鋼、不

18、銹鋼、碳鋼等。閥體種類(lèi)很多，常用的有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等。在具體選擇時(shí)，可做如下考慮： (1)閥芯形狀結(jié)構(gòu) 主要根據(jù)所選擇的流量特性和不平衡力等因素考慮。 (2)耐磨損性 當(dāng)流體介質(zhì)是含有高濃度磨損性顆粒的懸浮液時(shí)，閥的內(nèi)部材料要堅(jiān)硬。 (3)耐腐蝕 由于介質(zhì)具有腐蝕性，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 (4)介質(zhì)的溫度、壓力 當(dāng)介質(zhì)的溫度、壓力高且變化大時(shí)，應(yīng)選用閥芯和閥座的材料受溫度、壓力變化小的。 (5)防止閃蒸和空化 閃蒸和空化只產(chǎn)生在液體介質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，閃蒸和空化會(huì)形成振動(dòng)和噪聲，縮短閥門(mén)的使用壽命，因此在選擇時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生閃蒸和空化。

19、5.2閥蓋裝有閥桿密封件的閥零件，用于連接或是支撐執(zhí)行機(jī)構(gòu)，閥蓋與閥體可以是一個(gè)整體，也可以分離。閥蓋通常可以分為整體式閥蓋和分離式閥蓋。整體式閥蓋不但作為承壓殼體的一部分，還與閥桿螺母連接作為閥桿的支架，整體式閥蓋通常用于中小口徑的閥門(mén)。大口徑閥門(mén)的閥蓋通常分為兩部分，與閥體連接的部分稱(chēng)為分離式閥蓋，與閥桿螺母連接到部分稱(chēng)為支架。閥蓋按承載部分的形狀殼分為平板式、蝶形和球形三種結(jié)構(gòu)。5.3閥板（蝶板）碟板使用的材料是WCB相當(dāng)于35號(hào)鋼，碟板的作用是起到阻擋介質(zhì)或調(diào)整介質(zhì)流量的一種閥內(nèi)構(gòu)造，也就是我們常說(shuō)的閥門(mén)關(guān)閉時(shí)開(kāi)啟時(shí)的起阻擋作用的一部分。 蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱

20、形通道內(nèi)，圓盤(pán)形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°-90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門(mén)則牌全開(kāi)狀態(tài)。5.4閥座閥門(mén)內(nèi)可拆卸面部件，用于支撐閥芯全關(guān)位置，并構(gòu)成密封副。一般閥座直徑即為閥門(mén)最大流通直徑。比如說(shuō)蝶閥的閥座材質(zhì)非常廣泛, 各類(lèi)橡膠, 塑料, 金屬材料均可作為閥座材質(zhì),。閥座的按結(jié)構(gòu)分類(lèi)，可分為整體式閥座和分離式閥座。（1）整體式閥座 閥座是在閥體上直接加工出來(lái)的。（2）分離時(shí)閥座 由于結(jié)構(gòu)、尺寸、加工工藝或密封面材料的限制，不能再閥體上直接加工或堆焊出閥座時(shí)，均可采用分離式閥座，應(yīng)該指出，當(dāng)介質(zhì)工作溫度超過(guò)400時(shí)，以防熱變形引起閥座的泄露；介質(zhì)溫度超過(guò)50

21、0，應(yīng)采用堆焊的整體式閥座。5.5閥桿閥門(mén)重要部件，用于傳動(dòng)，上接執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者手柄，下面直接帶動(dòng)閥芯移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)關(guān)或者調(diào)節(jié)作用。5.6傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緩沖調(diào)節(jié)閥安裝在油缸端部，使活塞運(yùn)動(dòng)到行程終了時(shí)，起緩沖而減速制動(dòng)，以消除工作機(jī)械的沖擊。6.蝶閥的重要零件設(shè)計(jì)計(jì)算6.1電動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)（1）動(dòng)力裝置型號(hào)的選擇因?yàn)樵撾妱?dòng)蝶閥的閥桿直徑是70mm。所以該電動(dòng)蝶閥的電動(dòng)裝置的型號(hào)是SMC系列的電動(dòng)裝置及其他的技術(shù)參數(shù)輸出轉(zhuǎn)矩=176 （2）渦輪蝸桿基本尺寸的計(jì)算電動(dòng)蝶閥的傳動(dòng)裝置是蝸輪蝸桿傳動(dòng)。查表選型，取標(biāo)準(zhǔn)。差得渦輪蝸桿匹配模數(shù)m=8傳動(dòng)比i=5.17 中心距a=160mm蝸桿分度圓直徑=8

22、0mm 蝸桿頭數(shù)=6 蝸輪齒數(shù)=31蝸輪變?yōu)橄禂?shù)=-0.5 蝸桿直徑系數(shù)q=10蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角tan=0.6 =31 º蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角tan=0.67 =33.8º頂隙系數(shù)C=0.2 齒頂高系數(shù)ha=1渦輪、蝸桿齒頂高 蝸輪分度圓直徑=248mm渦輪、蝸桿節(jié)圓直徑 渦輪、蝸桿齒根圓直徑 蝸輪螺紋部分長(zhǎng)度（3）蝸桿傳動(dòng)力的計(jì)算蝸桿圓周力、渦輪軸向力蝸桿軸向力、蝸輪圓周力蝸桿、蝸輪徑向力（4）圓柱蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算接觸強(qiáng)度校核計(jì)算：查文獻(xiàn)得 K=1.1 =3.3 =0.36=因?yàn)椴槲墨I(xiàn)得 =0.8 =1故可以選用。（5）彎曲強(qiáng)度校核：=176 故可以選用。（6）

23、電動(dòng)裝置的構(gòu)成框圖6.2電動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)蝶閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩密封；彈性金屬對(duì)金屬密封結(jié)構(gòu)；防沖出閥桿設(shè)計(jì)；雙向密封功能。密封原理：當(dāng)?shù)遛D(zhuǎn)動(dòng)至關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，蝶板少量擠壓閥座，使密封副兩密封面間建立起初始密封比壓，由于介質(zhì)壓力的作用，使閥座或蝶板上的彈性密封元件產(chǎn)生彈性變形并在密封副兩密封面之間形成足夠的密封比壓，以保證蝶閥的密封。適用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：API609-1997 MSS-SP-68-1997 BS5155-1989 JB/T8527-1997。6.3電動(dòng)碟閥的設(shè)計(jì)閥門(mén)作為管道系統(tǒng)中的餓重要組成部分，應(yīng)保證安全可靠的執(zhí)行管道系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)突出的用要求。因此，閥門(mén)設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足工作介質(zhì)的壓力、

24、溫度、腐蝕、流體特性以及操作、制造、安裝、維修等方面對(duì)閥門(mén)的全部要求。閥門(mén)設(shè)計(jì)必須明確給定技術(shù)數(shù)據(jù)，即“設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)”，再次基礎(chǔ)上方可正確完成設(shè)計(jì)。下面數(shù)據(jù)是閥門(mén)設(shè)計(jì)所必須具備的基本數(shù)據(jù)：（1）閥門(mén)用途或種類(lèi)；（2）介質(zhì)的工作壓力；（3）介質(zhì)的工作溫度；（4）公稱(chēng)通徑；（5）結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度；（6）與管道的連接形式；在閥門(mén)技術(shù)設(shè)計(jì)和工作圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)掌握的數(shù)據(jù)和技術(shù)要求有：（1）閥門(mén)的那個(gè)能力和流體阻力系數(shù)；（2）閥門(mén)啟閉速度、啟閉次數(shù)；（3）驅(qū)動(dòng)裝置能源特性；（4）閥門(mén)工作環(huán)境及其保養(yǎng)條件；（5）外形尺寸的限制；6.4壁厚設(shè)計(jì)與校核閥體材料為WCB相當(dāng)于35號(hào)鋼，工作溫度250查表3-1知許用拉應(yīng)力 =

25、100Mpa。公稱(chēng)通徑DN=600mm。公稱(chēng)壓力PN=1.6Mpa,腐蝕的附加裕量C為3。所以計(jì)算壁厚帶入數(shù)字得=7.2mm實(shí)際厚度所以,壁厚合格可以使用表3-1 鍛造閥門(mén)管件用材料的許用應(yīng)力 單位:Mpa 材料牌號(hào)許用應(yīng)力溫度 /oC20200225250275300325350375400Q235-A95908885807580757371676347.5454442.54037.5Q2751101051009590859288848075715552.55047.54542.535120120120120115110105100959010010010010096928894797560

26、60606057.55552.55047.54516Mo107107107107107107107107107107888888888888888888885355355355355355355355355355356.5密封比壓計(jì)算（1）密封比壓：q =其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：密封面最大直徑：=574mm密封面最小直徑：=572mm公稱(chēng)壓力：p =1.6MPa將以上數(shù)據(jù)代入可以求出密封比壓：q =114.6Mpa查實(shí)用閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)可得：必須比壓：=0.5Mpa 許用比壓：=150Mpa 比壓需要滿(mǎn)足條件<<，通過(guò)上面的計(jì)算，符合設(shè)計(jì)要求。6.6閥桿強(qiáng)度校核（一）閥桿總力矩：= 1

27、、密封面摩擦系數(shù)：=（1）閥桿材料為,所以閥桿扭應(yīng)力，（2）密封面半徑：=0.701R 查文獻(xiàn)可得：蝶板密封面半徑:R=287.5mm 所以密封面半徑：=0.701R=0.701×287.5=201.5mm查文獻(xiàn)可得：偏心距離：h=9mm 密封材料摩擦系數(shù)：=0.3 密封面接觸寬度: b=7mm=4×114.6×201.5×0.3×7×= 556.7 N·m2、軸承摩擦力矩：= （1）閥桿軸承載荷：= 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：蝶板直徑：D=574mm 公稱(chēng)壓力：p=1.6MPa 將以上數(shù)據(jù)代入 得：=×574

28、15;1.6=413821N查文獻(xiàn)可得：軸承摩擦系數(shù)：=0.015 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：閥桿直徑：=70mm=0.07m 將以上數(shù)據(jù) 得：=×413821×0.015×0.07=217N·m3、密封填料摩擦力矩：= （1）填料的密封比壓：= 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：強(qiáng)度試驗(yàn)壓力：=2.4MPa 填料寬度：=8mm 將以上數(shù)據(jù)代入 得：=6.6Mpa（2）填料對(duì)閥桿作用力：= 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：填料深度：=40mm 閥桿直徑：=70mm 將以上數(shù)據(jù)代入 得：=70×3.14×40×6.6=58027.2N查文獻(xiàn)可得：

29、填料或閥桿直徑：=70mm=0.07m 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：柔性石墨摩擦系數(shù)：=0.06 將以上數(shù)據(jù)代入 得：=×58027.2×0.06×0.07=121.8N·m4、蝶板靜水力矩：=查文獻(xiàn) 可得：水重度：=10-4 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：密封面直徑：D=575mm將以上數(shù)據(jù)代入 得：=536N·m把求出的，代入得：= =556.7+217+121.8+536=1431.5N·m5、閥桿總輸出力矩：=1431.5×1.1=1574.6N·m通過(guò)以上計(jì)算可以得到閥桿總輸出力矩為1574.6 N·m。

30、（二）閥桿的強(qiáng)度校核（1）計(jì)算軸徑：= 閥桿總輸出力矩：=1574.6 N·m 查文獻(xiàn) 可得：閥桿所受的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力：=145MPa =68.4mm設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：實(shí)際軸徑：前軸徑d1=70mm , 后軸徑d2=65mm 通過(guò)上面的計(jì)算得到=68.4mm小于實(shí)際軸徑，在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。6.7填料壓蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算填料壓蓋的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖所示：填料壓蓋強(qiáng)度校核（1）斷面彎曲應(yīng)力：= （2）斷面彎曲力矩：= （3）壓緊填料總力：= （4）壓緊填料必需壓力：= 查文獻(xiàn) 得：摩擦系數(shù)：=2.9 計(jì)算壓力：=2.4Mpa將以上數(shù)據(jù)代入(4)可以求出：= 6.96 MPa其中，設(shè)計(jì)中給定的

31、參數(shù)：填料箱內(nèi)徑：= 85 mm閥桿直徑：= 70 mm所以代入上式 得：=12702.87 N（5）力臂：= 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：螺栓孔距：=145mm 將以上數(shù)據(jù)代入上式得： =30 mm根據(jù)以上條件代入（2）式得：=190.5 N·m（6）斷面系數(shù)：= 如圖 根據(jù)設(shè)計(jì)給定參數(shù)：B = 90mm , h =25 mm將以上數(shù)據(jù)代入式（6）可以求出：= 9375mm將以上數(shù)據(jù)代入式（1）可以求出：= 20.3MPa查文獻(xiàn) 可得：許用彎曲應(yīng)力：= 120MPa (250C時(shí))通過(guò)上面的計(jì)算可以得出：，故符合設(shè)計(jì)要求。6.8蝶板的設(shè)計(jì)計(jì)算蝶板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖所示：（一）蝶板強(qiáng)度校核：（

32、1）AA斷面蝶板的彎應(yīng)力：= （2）AA斷面的彎矩：=其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：蝶板直徑：=574 mm 公稱(chēng)壓力：p =1.6MPa將以上數(shù)據(jù)代入上式 可以求出：= 25215.9N·m（3）AA斷面的抗彎斷面系數(shù)：= （4）AA斷面的慣性矩：= 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：蝶板厚度：b =39mm 斷面的長(zhǎng)度：=578mm 將以上數(shù)據(jù)代入式（19）可以得：=2857198.5mm再把，b 代入式（3）得：= 146523mm將以上數(shù)據(jù)代入式（1）得：= 172MPa（5）BB斷面蝶板的彎應(yīng)力：= （6）BB斷面的彎矩：= 其中，設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：蝶板直徑：=574mm 公稱(chēng)壓力：p =

33、1.6MPa將以上數(shù)據(jù)代入（6）式得：= 25215.9 N·m（7）BB斷面的抗彎斷面系數(shù)：= （8）BB斷面的慣性矩：=見(jiàn)圖：設(shè)計(jì)中給定的參數(shù)：=23mm , =122mm , =288mm，=4mm , =120mm , =26mm，=70mm 將以上參數(shù)代入式（8）得：= = 28583735 mm所以把，b代入式（7）得： = 1465832mm將以上數(shù)據(jù)代入式（5）得：= 17.2 MPa查文獻(xiàn) 可得：許用彎曲應(yīng)力：= 120MPa (250C時(shí))通過(guò)上面的計(jì)算可以得出： 、 所以符合設(shè)計(jì)要求。6.9蝶閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性1.結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、閥門(mén)剛性好，通道流暢，流阻系

34、數(shù)小。2.密封面采用不銹鋼和硬質(zhì)合金，使用壽命長(zhǎng)。3.采用柔性石墨填料、密封可靠、操作輕便靈活。4.驅(qū)動(dòng)方式手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)型式：彈性楔式單閘板型式。5.廣泛適用于石油化工、火力發(fā)電廠等油品、水蒸汽管路上作用接通或截?cái)喙苈分薪橘|(zhì)的啟閉裝置。6.10驅(qū)動(dòng)裝置的原理蝶閥的特性如下圖圖中虛線部分是密封型蝶閥的特性。蝶閥的操作力矩特性曲線是中間高、兩端低，造成這現(xiàn)象的原因是，蝶閥在中間位置時(shí)，液體受蝶板的阻礙，繞過(guò)蝶板流動(dòng)，會(huì)在蝶板兩端形成旋流，對(duì)蝶板形成一流水力矩，此力矩是迫使蝶板關(guān)閉的。隨著蝶板的開(kāi)啟或關(guān)閉，液體在蝶板兩策造成的旋流的影響越來(lái)越小，直至旋流消失，這時(shí)蝶板受到的阻力也

35、越來(lái)越小，因此形成中間高、兩端低的特性曲線，至于閥門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中的操作力矩比關(guān)閉過(guò)程中的大，其原因則是由于液體對(duì)蝶板造成的動(dòng)水力矩始終是向著關(guān)閥方向的。蝶閥的閥桿只作運(yùn)動(dòng)，它的蝶板和閥桿本身是沒(méi)有自鎖能力的，為了使蝶板定位（停止在制定位置上），一種方法是在閥桿上附加一個(gè)具有自鎖能力的減速器，在附加渦輪減速器之后，可以使角增加到幾十圈，而操作力矩卻相應(yīng)降低，這樣可以使蝶閥的某些操作性能與其他閥門(mén)相近，便于配合按動(dòng)裝置。6.11機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝（1）電動(dòng)裝置的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)矩值是電動(dòng)裝置的重要技術(shù)參數(shù)之一，也是使用中需要選擇的重要參數(shù)。如果在組配電動(dòng)閥門(mén)時(shí)選用的電動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)矩過(guò)大或不足都是不可

36、取的。因?yàn)橐话闱闆r下，電動(dòng)裝置生產(chǎn)廠在產(chǎn)品出廠時(shí)均需進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)矩值的測(cè)試與調(diào)整，是相對(duì)比較準(zhǔn)確的。如果選用過(guò)大的輸出轉(zhuǎn)矩余量，將會(huì)使電動(dòng)蝶閥具有很大的潛在危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生控制保護(hù)失靈情況將很容易造成閥門(mén)損壞（閥桿彎曲、閥體破裂）現(xiàn)象，極易造成管道系統(tǒng)事故。所以輸出轉(zhuǎn)矩余量選擇過(guò)大是不可取的。如果在實(shí)際工作中打不開(kāi)蝶閥也是屬于選擇不合理。根據(jù)JB/T8528-1997“普通型閥門(mén)電動(dòng)裝置設(shè)計(jì)條件”規(guī)定和經(jīng)驗(yàn)，選擇閥門(mén)電動(dòng)電動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)矩及其有關(guān)轉(zhuǎn)巨劍的關(guān)系應(yīng)按如下原則：式中閥門(mén)電動(dòng)裝置最大控制轉(zhuǎn)矩； 閥門(mén)開(kāi)、關(guān)所需最大轉(zhuǎn)矩； 閥門(mén)電動(dòng)裝置在打輸出轉(zhuǎn)矩；關(guān)于對(duì)電動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)速的確定，在閥門(mén)對(duì)其啟閉

37、時(shí)間沒(méi)有嚴(yán)格的要求時(shí)，應(yīng)盡量選用較慢的速度：式中 S閥門(mén)啟閉時(shí)間（min）； N電動(dòng)裝置輸出軸轉(zhuǎn)圈數(shù)（圈）； n電動(dòng)裝置輸出軸轉(zhuǎn)速（r/min）；因?yàn)椴槐匾妮^快速度，在相同轉(zhuǎn)矩要求下將會(huì)增加電動(dòng)機(jī)功率，這樣不但浪費(fèi)能源，提高工程造價(jià)，而且也會(huì)使電動(dòng)裝置體積增大造成多方面的浪費(fèi)。（2）電動(dòng)裝置的最大推力允許值如果閥門(mén)軸向力由電動(dòng)裝置承擔(dān)（即閥桿螺母在電動(dòng)裝置中），其推力值不允許超過(guò)電動(dòng)裝置的允許值。（3）閥桿螺母的最大轉(zhuǎn)圈數(shù)在選用多回轉(zhuǎn)閥門(mén)電動(dòng)裝置時(shí)需要說(shuō)明閥門(mén)工作時(shí)閥桿螺母的最大轉(zhuǎn)圈數(shù)，這樣可以正確說(shuō)明閥門(mén)工作時(shí)閥桿螺母的最大轉(zhuǎn)圈數(shù)，這樣可以正確選配電動(dòng)裝置中位置指示機(jī)構(gòu)的有關(guān)齒輪速比，以使位置指示有足夠的精度滿(mǎn)足閥門(mén)工作過(guò)程中對(duì)閥門(mén)開(kāi)、關(guān)程度的觀察，否則易造成錯(cuò)覺(jué)，影響正常工作。式中： N閥桿螺母的最大轉(zhuǎn)圈數(shù)（圈）； DN閥門(mén)實(shí)際通徑（mm）； T閥桿螺紋的螺距（mm）; Z閥桿螺紋的頭數(shù)。 安裝使用注意事項(xiàng) 1、安裝前應(yīng)核對(duì)蝶閥規(guī)格、壓力、溫度、耐腐性是否滿(mǎn)足使用要求。 應(yīng)檢查各零部件是