1、JG65/70節(jié) 流 管 匯YG65/70壓 井 管 匯設(shè) 計 計 算 書編制： 審核： 批準(zhǔn)： 日期： 設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書JLK65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70、YG65/70 節(jié)流、壓井管匯共27 頁第1頁主要技術(shù)規(guī)范1、 額定工作壓力：70MPa（10000Psi）2、 公 稱 通 徑：主通徑 65.1mm（2 9/16） 旁通徑 65.1mm（2 9/16）3、 額 定 溫 度：-29121（PU）4、 適 用 介 質(zhì)：含H2S鉆井液5、 執(zhí) 行 標(biāo) 準(zhǔn)：SY/T5127-2002 NACE MR0175本設(shè)備主要由：節(jié)流管匯和壓井管匯組成節(jié)流管匯是由：手動平板閥、可調(diào)節(jié)流閥

2、、固定節(jié)流閥、等徑三通、變徑五通、法蘭、連接短節(jié)、底座等組成。壓井管匯是由：手動平板閥、單流閥、法蘭、變徑五通及底座等組成。本計算書主要對可調(diào)節(jié)流閥、手動平板閥、連接短節(jié)、單流閥及連接螺栓承載能力進(jìn)行計算，其它零件如等徑三通、變徑五通、連接法蘭、盲板法蘭、墊環(huán)等均嚴(yán)格按照SY/T51272002 NACE MRO 175規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，故不再另行計算。一、可調(diào)節(jié)流閥技術(shù)參數(shù)型 號：JLKY65/70額定工作壓力：69Mpa（10000PSI）工稱通徑：65.1（29、16）節(jié)流孔徑：30規(guī)范級別：PSL3性能級別：PRI溫度級別：PU材料級別：EE出口連接：SY/T5127-2002栽絲法蘭B&

3、#215;153（一）、閥體強(qiáng)度校核：閥體由中腔和進(jìn)出口段三部分組成。對該部分進(jìn)行比較分析： 進(jìn)口段內(nèi)外徑之比：120：76=1.58；出口段內(nèi)外徑之比：120：65=1.85 中腔內(nèi)外徑之比：158：95=1.66，所以進(jìn)口段為危險截面，故只需對該處進(jìn)行強(qiáng)度校核即可。閥體材料：35CrMo鍛件； 熱處理類型：調(diào)質(zhì)處理197-235HB；機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度b586Mpa,屈服強(qiáng)度0.2414Mpa(API60K)a、 按美國國家標(biāo)準(zhǔn)，ANSIB16.34附錄G中關(guān)于壁厚的計算公式設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書JLK65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第2頁S=1.

4、5×+C （1）式中：S計算壁厚（mm） DN內(nèi)徑，DN=76mm PN-額定工作壓力。P=69Mpa K1壁厚系數(shù)，PN5.0Mpa,K1=1.0根據(jù)APISpec16C3.1.1的規(guī)定材料許用應(yīng)力（Mpa）=2/30.2 =2/3×414=276(Mpa)C-附加裕量C=2.5mm代入公式（1）得：SJ=1.5×+2.5 =13.7mmSmin= =22mmSmin>S實際壁厚大于計算壁厚，故本體最小壁厚強(qiáng)度足夠。b.按閥門設(shè)計手冊進(jìn)行最小壁厚計算 容器類型確定 DW:DN=120: 76=1.58>1.2 故本體屬于塑性材料，壁厚容器，應(yīng)按第四強(qiáng)

5、度理論公式計算： SB= （2） 式中SB計算壁厚（mm） C-附加裕量，見表1 表1SB-CCSB-CC5521-3026-10430111-203設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書JLK65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第3頁材料許用應(yīng)力=0.2/n n安全系數(shù)取2則=414/2=207（Mpa）代入公式（2）得：SB=20.45+1C取1SB=20.45+1=21.45(mm)SSB實際壁厚大于計算壁厚，故強(qiáng)度足夠。（二）、閥桿強(qiáng)度校核 材料：2Cr13； 熱處理：調(diào)質(zhì)處理1822HRC 機(jī)械性能：b655（Mpa）,0.2517(Mpa) （API 75K）

6、 許用應(yīng)力：=2/30.2=2/3×517=344.7(Mpa)1.閥桿所受力分析：閥桿作旋轉(zhuǎn)升降運動，閥桿最大軸向力在關(guān)閉時產(chǎn)生QFZ=QMF+QMJ+QTSinL=21247.4+53772.5+15173.9XSin1.79°=75494（N）QFZ 關(guān)閉最終時的閥桿總軸向力（N）；QMF密封力，即在密封面上形成密封比壓所需的軸向力（N）；QMF=DmpbmSin（1+fm/tg）qMF=21247.4N Dmp=31.5mm （閥座密封面平均直徑） bm=8.5mm （閥座密封面寬度） =10° （半錐角） qMF=（3.5+PN）/（bm/10）1/2=

7、（3.5+69）/（8.5/10）1/2=78.6Mpa fm=0.15 （錐形密封面摩擦系數(shù)）QMJ關(guān)閉時作用在閥瓣上的介質(zhì)作用力（N）； QMJ=D2mpPN/4=X31.52X69/4=53772.5NQT閥桿與填料間的摩擦力（N）； QT=dFhTTPN=X35X20X0.1X69=15173.9(N) dF=35mm （閥桿直徑） hT=20mm （填料高度） T=0.1 （填料與閥桿的摩擦系數(shù)）L閥桿螺母的升角 tgL =3/30.5 L =1.79°2.閥桿力矩閥桿的力矩按下式計算：MF=MFL+MFT=650433N·mm設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書JLK65/7

8、0產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第4頁MF關(guān)閉時閥桿力矩（N·mm）MFL關(guān)閉時閥桿螺紋摩擦力矩（N·mm） MFL=QFZRFM=75494X5.1=385019.4N·mm RFM=dFPtg（L+L）/2=30.5Xtg（1.79+16.7）/2=5.1MFT閥桿與填料間的摩擦力矩（N·mm） MFT=QTdFcosL/2=15173.9X35Xcos1.79°/2=265413.7N·mm3.閥桿強(qiáng)度校核（1）拉壓應(yīng)力校核拉壓應(yīng)力按下式校核：=QFZ/A閥桿所受的拉壓應(yīng)力A閥桿的最小截面積A=

9、d2/4=28.52×/4=638mm2 =QFZ/A=75494/638=118.3MPa固閥桿抗拉壓強(qiáng)度足夠。（2）扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力校核扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力按下式校核：N=M/WNN閥桿所受的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力（Mpa）M計算截面處的力矩，等于MFW計算截面的抗扭斷面系數(shù)（mm3）、對圓形截面：W=0.2d3=4630mm3N材料的許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力,查閥門設(shè)計手冊（陸培文）N=145MpaN=M/W=650433/4630.4=140.4MPaN （3）閥桿穩(wěn)定性計算 閥桿細(xì)長比計算 =LF/i 閥桿的柔度 LF閥桿兩支承點間的長度，LF=354(mm)i閥桿的慣性半徑（mm）， i=dF/4=3

10、5/4=8.75 閥桿長度系數(shù) 查表得=0.7 =0.7×354/8.75 =28.3由表可查得:2Cr13類材料的細(xì)長比（柔度）的下限1=40，上限=781閥桿穩(wěn)定，故不必進(jìn)行穩(wěn)定校核。（三）、三爪螺母強(qiáng)度校核材料：35CrMo鍛件； 熱處理類型：調(diào)質(zhì)處理197-235HB；設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書JLK65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第5頁機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度b586Mpa,屈服強(qiáng)度0.2414Mpa(API60K)許用應(yīng)力：=2/30.2=2/3×414=276(Mpa)1. 三爪螺母的厚度按平頂閥蓋厚度計算公式：SP=SP-閥蓋

11、計算厚度（mm）D閥蓋計算直徑 D=95（mm）PN設(shè)計壓力 PN=69(Mpa)許用應(yīng)力 =2/3×414=276(Mpa)C附加裕量 C=2mmSP=95 =25.75mm三爪螺母的實際厚度為32mm，大于25.75mm，固強(qiáng)度足夠。2. 螺紋強(qiáng)度校核材料許用剪切應(yīng)力：=0.6=0.6×276=165.6Mpa材料許用抗彎應(yīng)力：W= = 276 Mpa（1） 梯形螺紋剪切應(yīng)力校核=FZ/KzDbznFZ關(guān)閉閥門時三爪螺母所受的總軸向力(N)Fz=D2PN/4=×952×69/4=489087（N）n為有效牙數(shù) n=58/62=7.7(牙) 取n=7R

12、Z載荷系數(shù) d/P=165/6=27.59 RZ=0.56D內(nèi)螺紋大徑（Tr165×6）、DZ=165(mm)bZ中徑牙寬、bZ=0.65P=0.65×6=3.9(mm)=FZ/KzDzbzn=489087/0.56×165××3.9×7=62（MPa）（2）.梯形螺紋抗彎強(qiáng)度校核w=3FZ.H1/RZ××D×bz2nw螺紋承受的彎曲應(yīng)力（Mpa）H1 螺紋工作高度 H1=0.5P=0.5×6=3（ mm） w=3×489087×3/(0.56××165&

13、#215;3.92×7) =142.4（Mpa）<w綜合（1）、（2）可知，三爪螺母螺紋螺紋強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第6頁二、PFF65/70手動平板閥強(qiáng)度校核主要技術(shù)參數(shù)：額定工作壓力：69Mpa 公稱直徑：65.1mm 材料級別：EE 規(guī)范級別：PSL3 性能級別：PR1 溫度級別：PU執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：SY/T5127-2002 APISpec6A 第17版出口鏈接：2 9/16×10000Psi BX×153（一）閥體強(qiáng)度校核：閥體由中腔和進(jìn)出口段三部分組成。對該部分進(jìn)行

14、比較分析： 進(jìn)出口段內(nèi)外徑之比：120.7：65=1.86 中腔內(nèi)外徑之比：229：128=1.79 1.79<1.86故只需對中腔進(jìn)行強(qiáng)度校核即可閥體材料：35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB；機(jī)械性能 ：抗拉強(qiáng)度b586Mpa，屈服強(qiáng)度：0.2414Mpa(API60K)1、 按美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI B16。34附錄G中關(guān)于容器壁厚計算公式得：SB=1.5×+C 式中：SB計算壁厚（mm） DN內(nèi)徑，DN=128mm PN額定工作壓力。P=69Mpa K1壁厚系數(shù)，PN5.0Mpa,K1=1.0根據(jù)APISpec16C3.1.1的規(guī)定材料許用應(yīng)力（Mpa）=2

15、/30.2 =2/3×414=276(Mpa)C-附加裕量C=2.5mm代入公式得：SB=1.5×+2.5 =30.7mmS=50.5mmS>SB實際壁厚大于計算壁厚，故本體最小壁厚強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第7頁2、按閥門設(shè)計手冊進(jìn)行最小壁厚計算 容器類型確定 DW:DN=229:128=1.79>1.2 故本體屬于塑性材料，壁厚容器，應(yīng)按第四強(qiáng)度理論公式計算： SB= 式中SB計算壁厚（mm） C-附加裕量，見表1材料許用應(yīng)力=0.2/n n安全系數(shù)取2則=414/2=20

16、7（Mpa） SB=SB=34.4+1 C取1 SB=34.4+1=35.4實際厚度：S=（229-128）/2=50.5SB實際壁厚大于計算壁厚，故強(qiáng)度足夠。（二）、閥桿強(qiáng)度校核 材料：2Cr13； 熱處理：調(diào)質(zhì)處理1822HRC 機(jī)械性能：b655（Mpa）,0.2517(Mpa) （API 75K） 許用應(yīng)力：=2/30.2=2/3×517=344.7(Mpa)1. 閥桿所受力分析：閥桿作升降運動，閥桿最大軸向力在關(guān)閉時產(chǎn)生QFZ=QQPQT QFZ 關(guān)閉最終時的閥桿總軸向力（N）； Q關(guān)閉時閥桿密封力（N）； QP介質(zhì)作用在閥桿上的軸向力（N）； QT閥桿與填料間的摩擦力（N

17、）； Q=QmjfmQG=310960×0.155.6=31040.4（N） Qmj關(guān)閉時介質(zhì)的用作力（N）Qmj =（DMN+bm）2PN/4=×（65.510.25）2×69/4=310960（N） DMN=65.5mm（密封面內(nèi)徑） bm=10.25mm(密封面寬度) Fm=0.1（關(guān)閉時密封面間的摩擦系數(shù)） QG閘板組件的重量（N）；55.6N設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第8頁 QP=df2 PN/4=×352×69/4=66386（N） QT=dFhTTPN=X

18、35X20X0.1X69=15174(N)hT=20mm （填料高度） T=0.1 （填料與閥桿的摩擦系數(shù)） dF=35mm （閥桿直徑）QFZ=QQPQT=62136.4+66386+15174=112600.4（N）2.閥桿力矩閥桿關(guān)閉時的力矩按下式計算MFZ=MFL+Mg=45408152090=396635N·mm MFZ關(guān)閉時閥桿力矩（N·mm）MFL關(guān)閉時閥桿螺紋的摩擦摩擦力矩（N·mm） MFL=QFZRFM=112600.4X3.16=355817N·mmMg關(guān)閉時推力軸承的摩擦力矩（N·mm） Mg=QFZfgDgP/2=11

19、2600.4X0.01X72.5/2=40818N·mm fg推力軸承的摩擦系數(shù)，fg=0.0050.01 Dgp推力軸承的平均直徑，Dgp=（8560）/2=72.5mm3.閥桿強(qiáng)度校核（1）拉壓應(yīng)力校核拉壓應(yīng)力按下式校核：=QFZ/A閥桿所受的拉壓應(yīng)力A閥桿的最小截面積A=d2/4=252×/4=491mm2 =QFZ/A=112600.4/491=229.3MPa 固閥桿抗拉壓強(qiáng)度足夠。（2）扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力校核扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力按下式校核：N=M/WNN閥桿所受的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力（Mpa）M計算截面處的力矩，等于MFW計算截面的抗扭斷面系數(shù)（mm3）、對圓形截面：W=0.2d3=

20、3125mm3N材料的許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力,查閥門設(shè)計手冊（陸培文）N=145MpaN=M/W=112600.4/3125=127MPaN 所以閥桿抗扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力足夠。 （3）閥桿穩(wěn)定性計算 閥桿細(xì)長比計算設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第9頁=LF/i 閥桿的柔度 LF閥桿兩支承點間的長度，LF=240(mm)i閥桿的慣性半徑（mm）， i=dF/4=25/4=6.25 閥桿長度系數(shù) 查表得=0.7 =0.7×240/6.25 =26.88由表可查得:2Cr13類材料的細(xì)長比（柔度）的下限1=40，上限=781閥桿穩(wěn)

21、定，故不必進(jìn)行穩(wěn)定校核。由（1）、（2）、（3）得閥桿強(qiáng)度足夠，滿足使用要求。（三）閥座密封比壓校驗材料：鈷鉻鎢合金，硬度：4450HRC，許用比壓q=250 Mpa，密封類型：平行閘板自密封為保證密封面密封，又要保證材料不被擠壞，必須滿足下列式：qMF<q<q qMF保證密封所需的比壓qMF=（3.5+PN）/（bm/10）1/2=（3.5+69）/（10.25/10）1/2=71.6Mpaq實際比壓q= = = =127.5 Mpa滿足式：qMF<q<q 故密封面比壓滿足要求。（四）閘板強(qiáng)度校核材料：35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB機(jī)械性能 ：抗拉

22、強(qiáng)度b655Mpa,0.2517Mpa (API75K)許用彎曲應(yīng)力：W= 0.2/n n取2， W=517/2=258.5MPa閘板厚度計算公式：設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第10頁 SB-閘板計算厚度（mm）K-泊松系數(shù) K=0.3D-閥座密封面平均直徑，D=65.5+10.25=75.75(mm) SB-C=21.4 C取2 SB=23.4( mm)閘板實際厚度 S=45( mm) S>SB故閘板抗彎強(qiáng)度足夠。（五）閥桿螺母強(qiáng)度校核材料：ZCuAl10Fe3，機(jī)械性能 ：抗拉強(qiáng)度0.2200Mpa許用彎曲應(yīng)力

23、：W= 0.2/n n取2，W=200/2=100 Mpa材料許用剪切應(yīng)力：=0.6=0.6×100=60 Mpa材料許用抗彎應(yīng)力：W= = 100 Mpa1、 梯形螺紋剪切應(yīng)力校核=FZ/KzDbznFZ關(guān)閉閥門時閥桿螺母所受的總軸向力(N) ，F(xiàn)Z=QFZ=112600.4（N）n為有效牙數(shù) n=68/62=9.3(牙) 取n=9 D螺紋大徑（Tr32×6）、D=32(mm)bZ中徑牙寬、bZ=0.65P=0.65×6=3.9(mm)RZ載荷系數(shù) D/P=32/6=5.38 RZ=6p/d=6×6/32=1.125= FZ/KzDbzn=112600

24、.4/1.125×32××3.9×9=28.4（MPa）故閥桿螺母螺紋剪切強(qiáng)度足夠。2、 梯形螺紋抗彎強(qiáng)度校核w=3FZ.H1/RZ××D×bz2nw螺紋承受的彎曲應(yīng)力（Mpa）H1 螺紋工作高度 H1=0.5P=0.5×6=3（ mm） w=3×112600.4×3/(1.125××32×3.92×9) =65.4（Mpa）<w綜合1、2可知，故閥桿螺母強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流

25、壓井管匯共27頁第11頁（六）、閥蓋強(qiáng)度校核材料：35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB機(jī)械性能 ：b586Mpa,0.2414Mpa (API60K) 受力分析：閥蓋徑向壁厚與閥體一致，已被校驗，故只對閥蓋端部厚度作強(qiáng)度校核。平頂閥蓋厚度計算公式：SP=SP閥蓋計算厚度（mm）D-閥蓋計算直徑 D=128（mm）PN-設(shè)計壓力 PC=69(Mpa)-許用應(yīng)力 =2/3×414=2776(Mpa)C-附加裕量SP=128 SP-C=32，C取1SP=33（mm）閥蓋實際厚度：S=37（mm），S> SP閥蓋實際壁厚大于計算壁厚，故閥蓋壁厚強(qiáng)度足夠。（七）、閥蓋螺栓的

26、強(qiáng)度校核 材料：35CrMo 熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理235269HB 機(jī)械性能 ：0.2725Mpa根據(jù)API Spec 6A4.3.4的規(guī)定許用應(yīng)力：=0.830.2 =0.83×725=601.8 (Mpa)螺栓承受的總拉力計算 F=PN×A0 FZ總拉力(Mpa) A0承壓面積（ mm2） A0=×D2M/4=×1282/4=12868（mm2） DM承壓面直徑（ mm），DM=128（mm） FZ=69×12868=887892(N) 螺栓規(guī)格為M27×3，計算直徑為23.7 mm，螺栓數(shù)量8根，設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF65

27、/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第12頁每根螺栓所受的拉力為： FZ=1.3FZ/8=144282.5（N）每根螺栓所受的拉應(yīng)力為：= FZ/S（MPa）單個螺栓的拉應(yīng)力(Mpa)S單個螺栓計算面積（ mm2）,S=23.72/4=441（mm2）= FZ/S=144282.5/441=327.2（MPa）< 實際應(yīng)力小于許用應(yīng)力。故閥蓋螺栓的強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG/70節(jié)流壓井管匯共27頁第13頁三、PFF52/70手動平板閥強(qiáng)度校核主要技術(shù)參數(shù)：額定工作壓力：69Mpa 公稱直徑：52.

28、4mm 材料級別：EE 規(guī)范級別：PSL3 性能級別：PR1 溫度級別：PU執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：SY/T5127-2002 APISpec6A 第17版出口鏈接：2 1/16×10000Psi BX×152（一）閥體強(qiáng)度校核：閥體由中腔和進(jìn)出口段三部分組成。對該部分進(jìn)行比較分析： 進(jìn)出口段內(nèi)外徑之比：100：52.4=1.91 中腔內(nèi)外徑之比：195：107=1.82 1.82<1.91故只需對中腔進(jìn)行強(qiáng)度校核即可閥體材料：35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB；機(jī)械性能 ：抗拉強(qiáng)度b586Mpa，屈服強(qiáng)度：0.2414Mpa (API60K)1、 按美國國家標(biāo)準(zhǔn)A

29、NSI B16.34附錄G中關(guān)于容器壁厚計算公式得：SB=1.5×+C 式中：SB計算壁厚（mm） DN內(nèi)徑，DN=107mm PN額定工作壓力。P=69Mpa K1壁厚系數(shù)，PN5.0Mpa,K1=1.0根據(jù)APISpec16C3.1.1的規(guī)定材料許用應(yīng)力（Mpa）=2/30.2 =2/3×414=276(Mpa)C-附加裕量C=2.5mm代入公式得：SB=1.5×+2.5 =26.1mmS= =44mmS>SB實際壁厚大于計算壁厚，故本體最小壁厚強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27

30、頁第14頁2、按閥門設(shè)計手冊進(jìn)行最小壁厚計算 容器類型確定 DW:DN=195:107=1.82>1.2 故本體屬于塑性材料，壁厚容器，應(yīng)按第四強(qiáng)度理論公式計算： SB= （1） 式中SB計算壁厚（mm） C-附加裕量，見表1材料許用應(yīng)力=0.2/n n安全系數(shù)取2則=414/2=207（Mpa）代入公式（1）得：SB=29+2C取2SB=29+2=31(mm)SSB實際壁厚大于計算壁厚，故強(qiáng)度足夠。（二）、閥桿強(qiáng)度校核 材料：2Cr13； 熱處理：調(diào)質(zhì)處理1822HRC 機(jī)械性能：b655（Mpa）,0.2517(Mpa) （API 75K） 許用應(yīng)力：=2/30.2=2/3×

31、;517=344.7(Mpa)2. 閥桿所受力分析：閥桿作升降運動，閥桿最大軸向力在關(guān)閉時產(chǎn)生QFZ=QQPQT QFZ 關(guān)閉最終時的閥桿總軸向力（N）； Q關(guān)閉時閥桿密封力（N）； QP介質(zhì)作用在閥桿上的軸向力（N）； QT閥桿與填料間的摩擦力（N）； Q=QmjfmQG=196396×0.134=19606（N） Qmj關(guān)閉時介質(zhì)的用作力（N）Qmj =（DMN+bm）2PN/4=×（52.47.8）2×69/4=196396（N） DMN=52.4mm（密封面內(nèi)徑） bm=7.8mm(密封面寬度) Fm=0.1（關(guān)閉時密封面間的摩擦系數(shù)） QG閘板組件的重量

32、（N）；34(N)設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第15頁QP=df2 PN/4=×282×69/4=42487（N） QT=dFhTTPN=X28X20X0.1X69=12139(N)hT=20mm （填料高度） T=0.1 （填料與閥桿的摩擦系數(shù)） dF=28mm （閥桿直徑）QFZ=QQPQT=19606+42487+12139=74232（N）2.閥桿力矩閥桿關(guān)閉時的力矩按下式計算MFZ=MFL+Mg=19226122270=214531N·mm MFZ關(guān)閉時閥桿力矩（N·mm

33、）MFL關(guān)閉時閥桿螺紋的摩擦摩擦力矩（N·mm） MFL=QFZRFM=74232X2.59=192261(N·mm)Mg關(guān)閉時推力軸承的摩擦力矩（N·mm） Mg=QFZfgDgP/2=74232X0.01X60/2=22270(N·mm) fg推力軸承的摩擦系數(shù)，fg=0.0050.01 Dgp推力軸承的平均直徑，Dgp=（7050）/2=60mm3.閥桿強(qiáng)度校核（1）拉壓應(yīng)力校核拉壓應(yīng)力按下式校核：=QFZ/A閥桿所受的拉壓應(yīng)力A閥桿的最小截面積A=d2/4=20.52×/4=330mm2 =QFZ/A=74232/330=225MPa

34、固閥桿抗拉壓強(qiáng)度足夠。（2）扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力校核扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力按下式校核：N=M/WNN閥桿所受的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力（Mpa）M計算截面處的力矩，等于MFW計算截面的抗扭斷面系數(shù)（mm3）、對圓形截面：W=0.2d3=1723mm3N材料的許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力,查閥門設(shè)計手冊（陸培文）N=145MpaN=M/W=214531/1723=124.5MPaN 所以閥桿抗扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力足夠。 （3）閥桿穩(wěn)定性計算 閥桿細(xì)長比計算設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第16頁=LF/i 閥桿的柔度 LF閥桿兩支承點間的長度，LF=213(mm)i閥桿的慣性

35、半徑（mm）， i=dF/4=20.5/4=5.125 閥桿長度系數(shù) 查表得=0.7 =0.7×213/5.125 =29.1由表可查得:2Cr13類材料的細(xì)長比（柔度）的下限1=40，上限=781閥桿穩(wěn)定，故不必進(jìn)行穩(wěn)定校核。由（1）、（2）、（3）得閥桿強(qiáng)度足夠，滿足使用要求。（三）閥座密封比壓校驗材料：鈷鉻鎢合金，硬度：4450HRC，許用比壓q=250 Mpa，密封類型：平行閘板自密封為保證密封面密封，又要保證材料不被擠壞，必須滿足下列式：qMF<q<q qMF保證密封所需的比壓qMF=（3.5+PN）/（bm/10）1/2=（3.5+69）/（7.8/10）1/

36、2=93（Mpa）q實際比壓q= = = =133 Mpa滿足式：qMF<q<q 故密封面比壓滿足要求。（四）閘板強(qiáng)度校核材料：35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB機(jī)械性能 ：抗拉強(qiáng)度b655Mpa,0.2517Mpa (API75K)許用彎曲應(yīng)力：W= 0.2/n n取2， W=414/2=207閘板厚度計算公式：設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第17頁 SB-閘板計算厚度（mm）K-泊松系數(shù) K=0.3D-閥座密封面平均直徑，D=52.4+7.8=60.2(mm) SB-C=19 C取3 SB=

37、22( mm)閘板實際厚度 S=38( mm) S>SB故閘板抗彎強(qiáng)度足夠。（五）閥桿螺母強(qiáng)度校核材料：ZCuAl10Fe3，機(jī)械性能 ：抗拉強(qiáng)度0.2200Mpa許用彎曲應(yīng)力：W= 0.2/n n取2，W=200/2=100 Mpa材料許用剪切應(yīng)力：=0.6=0.6×100=60 Mpa材料許用抗彎應(yīng)力：W= = 100 Mpa1、 梯形螺紋剪切應(yīng)力校核=FZ/KznAJFZ關(guān)閉閥門時閥桿螺母所受的總軸向力(N) ，F(xiàn)Z=QFZ=74232n為有效牙數(shù) n=51/52=8.2(牙) 取n=8AJ單牙螺紋受剪切面積（mm）2AJ=D.bz=26××3.25=

38、265.5( mm2) D螺紋大徑（Tr26×5）、D=26(mm)bZ中徑牙寬、bZ=0.65P=0.65×5=3.25(mm)RZ載荷系數(shù) D/P=26/5=5.28 RZ=6p/d=6×5/26=1.15=FZ/KznAJ=74232/1.15×8×240=38.7（MPa）故閥桿螺母螺紋剪切強(qiáng)度足夠。2、 梯形螺紋抗彎強(qiáng)度校核w=3FZ.H1/RZ××D×bz2nw螺紋承受的彎曲應(yīng)力（Mpa）H1 螺紋工作高度 H1=0.5P=0.5×5=2.5（ mm） w=3×74232×

39、2.5/(1.15××26×3.252×8) =70.1（Mpa）<w綜合1、2可知，故閥桿螺母強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第18頁（六）、閥蓋強(qiáng)度校核材料：35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB機(jī)械性能 ：b586Mpa,0.2414Mpa (API60K)受力分析：閥蓋徑向壁厚與閥體一致，已被校驗，故只對閥蓋端部厚度作強(qiáng)度校核。平頂閥蓋厚度計算公式：SP=SP閥蓋計算厚度（mm）D-閥蓋計算直徑 D=107（mm）PN-設(shè)計壓力 PC=69(Mpa)

40、-許用應(yīng)力 =2/3×414=2776(Mpa)C-附加裕量SP=107 SP-C=26.8，C取2SP=29（mm）閥蓋實際厚度：S=36（mm），S> SP閥蓋實際壁厚大于計算壁厚，故閥蓋壁厚強(qiáng)度足夠。（七）、閥蓋螺栓的強(qiáng)度校核 材料：35CrMo 熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理235269HB 機(jī)械性能 ：0.2725Mpa根據(jù)API Spec 6A4.3.4的規(guī)定許用應(yīng)力：=0.830.2 =0.83×725=601.8 (Mpa)螺栓承受的總拉力計算 F=PN×A0 FZ總拉力(Mpa) A0承壓面積（ mm2） A0=×D2M/4=×1

41、072/4=8992（mm2） DM承壓面直徑（ mm），DM=107（mm） FZ=69×8992=620448(N) 螺栓規(guī)格為M22，計算直徑為19.3 mm，螺栓數(shù)量8根，設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書PFF52/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第19頁每根螺栓所受的拉力為： FZ=1.3FZ/8=100823（N）每根螺栓所受的拉應(yīng)力為：= FZ/S（MPa）單個螺栓的拉應(yīng)力(Mpa)S單個螺栓計算面積（ mm2）,S=19.32/4=292.6（mm2）= FZ/S=100823/292.6=344.6（MPa）< 實際應(yīng)力小于許用應(yīng)力。

42、故閥蓋螺栓的強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書DF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第20頁四、DF65/70單流閥強(qiáng)度校核 主要技術(shù)參數(shù) 額定工作壓力：69Mpa 公稱直徑：65.1mm 材料級別：EE 規(guī)范級別：PSL3 性能級別：PR1 溫度級別：PU 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：SY/T5127-2002 APISpec6A 第17版 出口鏈接：29/1611×10000Psi - BX×153（一）閥體強(qiáng)度校核閥體由中腔和進(jìn)出口段三部分組成。對閥體進(jìn)行比較分析，閥體的危險面是在進(jìn)出口端兩側(cè)法蘭頸部，故只需對該段進(jìn)行強(qiáng)度校核即可閥體材料：35Cr

43、Mo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB 機(jī)械性能 ：抗拉強(qiáng)度b586Mpa，屈服強(qiáng)度：0.2414Mpa (API60K)1、按美國國家標(biāo)準(zhǔn)ANSI B16.34附錄G中關(guān)于容器壁厚計算公式得：SB=1.5×+C 式中：SB計算壁厚（mm） DN內(nèi)徑，DN=45mm PN額定工作壓力，P=69Mpa K1壁厚系數(shù)，PN5.0Mpa,K1=1.0根據(jù)APISpec16C3.1.1的規(guī)定材料許用應(yīng)力（Mpa）=2/30.2 =2/3×414=276(Mpa)C-附加裕量C=2.5mm代入公式得：SB=1.5×+2.5 =12.4mmS=25.5（mm）S>S

44、B實際壁厚大于計算壁厚，故本體最小壁厚強(qiáng)度足夠。2、按閥門設(shè)計手冊進(jìn)行最小壁厚計算 容器類型確定 DW:DN=195:107=1.82>1.2 故本體屬于塑性材料，壁厚容器，應(yīng)按第四強(qiáng)度理論公式計算：設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書DF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第21頁 SB= （1）式中SB計算壁厚（mm） C附加裕量，見表1材料許用應(yīng)力=0.2/n n安全系數(shù)取2則=414/2=207（Mpa）代入公式（1）得：SB=12.1+3C取3SB=12.1+3=15.1(mm)S=25.5SB實際壁厚大于計算壁厚，故強(qiáng)度足夠。（二）、閥蓋強(qiáng)度校核材料：

45、35CrMo，熱處理狀態(tài)：調(diào)質(zhì)處理197235HB機(jī)械性能 ：b586Mpa,0.2414Mpa (API60K)1. 閥蓋的厚度按平頂閥蓋厚度計算公式：SP=SP-閥蓋計算厚度（mm）D閥蓋計算直徑 D=80（mm）PN設(shè)計壓力 PN=69(Mpa)許用應(yīng)力 =2/3×414=276(Mpa)C附加裕量 C=2mmSP=80 =22mm閥蓋的實際厚度為36mm，大于22mm，固強(qiáng)度足夠。2. 閥蓋梯形螺紋的強(qiáng)度校核：材料許用剪切應(yīng)力：=0.6=0.6×276=165.6Mpa材料許用抗彎應(yīng)力：W= = 276 Mpa（1） 梯形螺紋剪切應(yīng)力校核=FZ/KznAJFZ閥蓋梯

46、形螺紋所受的軸向力(N)Fz=D2PN/4=×802×69/4=346832（N）設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書DF65/70產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第22頁n為有效牙數(shù) n=36/61=5(牙) 取n=5AJ單牙螺紋受剪切面積（mm）2AJ=d.bz=94××3.9=1152( mm2) d外螺紋小徑（Tr100×6）、DZ=94(mm)bZ中徑牙寬、 bZ=0.65P=0.65×6=3.9(mm)KZ載荷系數(shù)、D/P=100/6=16.79 RZ=0.56=FZ/KznAJ=346832/0.56&

47、#215;5×1152=107.5（MPa）（2）.梯形螺紋抗彎強(qiáng)度校核w=3FZ.H1/RZ××d×b2nw螺紋承受的彎曲應(yīng)力（Mpa）H1 螺紋工作高度 H1=0.5P=0.5×6=3（ mm）b牙根寬度 b=0.65P=0.65×6=3.9（ mm） w=3×346832×3/(0.56××94×3.92×5) =248（Mpa）<w綜合（1）、（2）可知，閥蓋梯形螺紋的強(qiáng)度足夠。設(shè)計文件名稱設(shè)計計算書短節(jié)產(chǎn)品型號、名稱JG65/70 YG65/70節(jié)流壓井管匯共27頁第23頁五、 短節(jié)強(qiáng)度校核1、升高短節(jié)強(qiáng)