毕业设计小口径高压气动阀门的设计（3） ㊣ 精品文档 值得下载

应力式中活塞杆所承受的轴向载荷活塞杆直径许用应力变形则有缸底厚度计算式中缸底壁厚油缸内径缸内最大油压缸底材料许用应力则有取缸体螺纹连接计算缸体与端部都用螺纹连接上螺纹处的计算如下螺纹处的拉应力螺纹处的剪应力合成应力许用应力式中油缸最大阻力油缸内径螺纹直径螺纹内径拧紧螺纹的系数螺纹连接的摩擦系数缸体材料的屈服极限安全系数取则有拉应力为剪应力为合成应力为则合格。

许用应力为材料选择阀体阀板等材料选用具体见装配图特性高温下具有高的持久温度和蠕变强度，低温韧性好，工作温度可高达摄氏度，低温可至摄氏度，淬透性良好，无过热倾向，淬火变形小，冷变形是塑性尚可，切削性能中等但有第类回火脆性，焊接性不好，如果须焊接用时，焊前预热至摄氏度，焊后处理消除应力般在调质处理后使用，也可在高温中频表淬或淬火及低温回火后使用用于制造承受冲击弯曲高载荷的各种机器中的重要零件密封材料密封要求其具有较好的耐油耐水耐磨耐热等性能，同时要求基本有足够的强度和良好的弹性，还要求能耐酸碱或其他化学药品的性能，常用的基本聚合物有氯丁橡胶丁腈橡胶丁苯橡胶异丁橡胶等石油工业各类泵阀的密封材料又以丁腈橡胶用的最为普遍现对丁腈橡胶和聚氨酯橡胶两种材料进行分析。

聚氨酯橡胶聚氨酯橡胶，可以看作是种介于般橡胶和塑料之间的材料其最大的特点是硬度高而富有弹性，耐磨性也卓越比天然橡胶高达九倍，是铁的倍，此外，还具有良好的机械强度，耐油性和耐臭氧性，体温特性也很出色，并且，聚氨酯橡胶的静摩擦系数和动摩擦系数接近，而且有较小的值是液压缸理想的密封橡胶材料聚氨酯橡胶的耐热性不高，动态生热大，所以它只适用于摄氏度为正常，长期工作温度低速运动的液压缸的密封丁腈橡胶丁腈橡胶是制造耐油制品的主要胶种，其特点是耐油性非常好，其耐油性取决与其中丙稀腈的含量随着丙稀腈含量的增加，耐油性，抗拉强度，耐磨性等也随着提高，气透性，耐寒性则随之下降丁腈橡胶可在摄氏度下连续使用，而在热用中可使用到摄氏度，它的耐热性比聚稀酸脂橡胶，硅橡胶要差些其耐酸性，耐碱性也比较好丁腈橡胶是不饱和的极性橡胶故不溶于非极性的矿物或动植物油中，有优异的耐油性，但不能用在磷酸脂系统压油及含有极压添加剂的齿轮油中，如果在燃料油和低苯胺点的矿物油中使用，应选择丙稀腈含量高的丁腈橡胶在低温下使用时，应选用丙稀腈含量低的丁腈橡胶，所以，耐矿物油的密封材料国内外仍以丁腈橡胶为主它普遍的用在形圈油封，唇型密封件及防漏垫片等对以上两种橡胶的比较，所以选用丁腈橡胶作为密封材料。

喷焊材料由于工作在特殊的情况下，因而在加工阀板等零件时表面需要做特殊的处理，它们的失效形式主要是表面磨损和表面腐蚀，这是由于零件的表面性能欠佳造成的。

目前已经有很多方法，其中喷焊就是很好的种。

喷焊是热喷除的种，它是把喷除材料家热到熔融状态，然后把工件表层加热到熔融状态，使喷除材料与工件表尺呈微冶金状态，因此有较高的结合强度喷除材料不受限制，选用不同的材料，涂层有着不同的硬度。

使用范围较广，同时喷焊设备简单投资少，占地面积小操作维护方便，因而受到了广泛的应用。

用热喷除技术对普通材料进行处理，可按需要改变其表面的化学成分和组织结构，达到强化表面些性能的目的。

例如，使其具有耐磨性耐腐蚀性抗氧化抗疲劳性能在修理和制造领域都有十分广泛的用途。

成倍的提高零件的使用寿命，经济意义十分重大。

热喷焊有四种氧乙炔焰电弧等离子和爆炸热喷除。

启闭速度启闭速度是用阀门完成次开启或关闭动作所需要的时启闭力和启闭扭矩指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。

关闭阀门时，需要使启闭件与阀座两密封件形成定的密封比压。

同时还要克服阀杆与填料之间及其它摩擦部件的摩擦力。

因而必须施加定的关闭力和关闭力矩封性能。

流阻性能介质流过阀门后会产生压力损失，也就是阀门对介质的流动有定的阻力，介质为克服阀门的阻力就必须要消耗定的能量。

从节约能源上考虑，设计和制造时，要尽可能降低阀门对流体介质的阻力。

动作性能后处的泄漏叫外漏，即介质从阀内泄漏到到阀外。

它影响文明生产造成物料损失，污染环境，严重时还会造成事故，对于像天然气这种易燃易爆，有毒或者有放射性的介质，外漏更不允许的，因而阀门必须具有良好可靠的密封不见阻止介质泄漏的能力，它是阀门最重要的性能指标。

阀门的密封部件有两处起闭件与阀座密封面间的接触，填料与阀杆和添料的配合处，其中前处的泄漏叫内漏，也就是通常说的关不严。

它将影响阀门截断介质的能力。

计水平和加工质量的主要指标。

阀门的基本性能指标如下强度性能是指阀门承受介质压力的能力。

阀门是承受压力的机械产品，因而必须有足够的强度和刚度。

以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。

密封性能是指阀门的密不均匀性更大，因此在壁厚处所产生的热应力很大，特别是在高温场合，常会在流道的锐角处发生开裂，并且锻造阀体利用率较低但丛经济的角度来看，锻造适合与小口径的阀门阀门的基本性能阀门的各项基本性能是衡量阀门设压阀门锻造阀体的优点是质量能保证组织致密，表面质量好其缺点是由于流通道采用机械加工钻空制成，在孔与孔的过渡区会产生锐角过渡面，造成流阻大，且易产生紊流，介质对阀体侵蚀大锻件截面与铸件截面相比较位臵靠近热节区，为铸件提供了极为有利的顺序凝固条件，热节区得到迅速有利的补缩，所以铸件合格率很高且质量较好。

但是本设计用的阀体为锻造锻造阀体般都用于小口径阀门，特别是用于公称通径小于或等于高温高另外，由于高压阀使用的环境恶劣，被控介质所含颗粒酸性成分高，加上压力变化幅度大，野外露天使用，给阀门的研制带来许多难度，所以，解决此问题，将会在今后的施工生产中产生良好的经济效益。

现行生产使用的气动闸阀，在工况运行中要克服各种摩擦阻力，尤其是密封面间的静摩擦力，需要施加很大的阀杆轴向力才能达到阀门启动。

另外，气动闸阀噪声较大。

密封效果是阀门制造的关键要素，密封问题历来是机械行业很难解决的问题。

高压截止阀产品曾先后进行过二次大的改进次因外漏问题将原上阀体可拆性结构改为焊死的次性使用结构另次为了降低产品价格缩小体积减轻重量，采用了非标准的缩比，即由标准缩口比大于或等于缩小为。

但从调查的使用情况看仍存在较严重的漏失启闭扭矩大流阻大等问题，直接影响生产。

设计应提高气动机构关键密封部位的加工精度，防止微量泄漏。

另外，要彻底解决分闸阀锈蚀的问题，应将阀座及锥阀更换为抗氧化性能优良的材质。

对气动机构来说，冬季低温时，操动机构箱内必须加温，防止微泄漏后积水结冰将锥阀冻住，造成断路器拒分故障。

此外储气罐及管路放水阀部位也必须加温，防止将放水阀冻裂，无法保持压力，从而延长抢修时间。

目前国内的高压气动闸阀普遍存在的问题还有就是重量大，体积大，给搬运安装和维修带来定的难度。

本设计研究的是轻型小口径高压气动阀。

重在缩小闸阀体积，减轻闸阀质量，但功能与原理不变，只是在结构方面做些改动，但是还要满足设计需求，如强度功能等。

解决方案针对天然气的生产和需要，在高压油气井采气井口截断，高压油气井试油试气及压裂快速排液等类似的环境下工作的需要，需设计高压气动阀，由于它可以实现远程控制，因而大大提高了高压生产和施工场所的安全性，目前，国内有部分厂家生产高压气动阀，但是规格单，通经均为，最高压力多为国内主要稠油开发油田辽河胜利河南江苏新疆使用的阀门，少数从美国引进，绝大多数是国内消化同类进口产品而开发的高压截止阀新产品，现有压力为口径为四种规格产品，每年约有上千台用于各油田。

本设计的气动阀，通径为，最高工作压力为的高压气动阀，它的特点是消除了存在于液压机构的慢分问题绝大部分气动机构分闸采用气动，合闸采用弹簧，分合闸动力传递的介质不同，所以不会发生工作缸活塞连同断路器的缓慢分闸动作，即慢分问题。

避免了微渗漏后的表面脏污，微渗漏是国产开关的老问题，它并不影响产品的性能和使用，但会造成液压机构外表面脏污，影响文明生产。

而气动机构的渗漏，不会在机构外表面产生脏污，不会污染环境，由于气体来源于大气，补充时也相当经济。

所以气动机构零部件的加工精度要求不很高而气动闸阀本来具有许多优越性，它除有般闸阀流阻小流向不受限制等优点外，还有启闭迅速气动安全双缸气动保证开启等特点。

安装，调节简单，操作维护简单阀体制造也各不相同，有的是砂模制造，有熔模制造，但般采用熔模制造，因为熔模制造比砂模制造具有更高的透气性，更快更均匀的冷却条件，所以组织更为致密，由于钢液从顶部浇入，有时从冒口直接浇入，浇冒口的位臵靠近热节区，为铸件提供了极为有利的顺序凝固条件，热节区得到迅速有利的补缩，所以铸件合格率很高且质量较好。