【MT48】【毕业论文】无摩擦球阀毕业设计说明书.doc文档

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。

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步扩大。

全塑料球阀近年来发展较快。

直到本世纪年代，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，这是美国公司为田纳西州的个泵站所提供的台球阀，用作透平机出口的切断阀，设计压力为。

球阀的最高工作压力已达到，其相应温度高达。

球阀不仅在般工业管道得到了广泛应用，而且在核工业宇航工球阀不仅在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。

球阀的最高工作压力已达到，其相应温度高达。

球体最大公称直径已达到，这是美国公司为田纳西州的个泵站所提供的台球阀，用作透平机出口的切断阀，设计压力为。

部分内容简介但是由于当时缺乏合适的材料，限制了球阀的发展，使它未成为种正式工业产品。

直到本世纪年代，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，这是美国公司为田纳西州的个泵站所提供的台球阀，用作透平机出口的切断阀，设计压力为。

球阀的最高工作压力已达到，其相应温度高达。

球阀不仅在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。

德国家阀门公司已制造出通径为的塑料球阀美国家阀门公司制成种含氟塑料球阀，它具有高强度优良的耐温与耐腐蚀性能，适应温度为。

大口径输油或天然气管线是球阀应用的个重要方面。

公称通径范围，工作压力通常为。

为了确保安全，些制造厂商按管线球阀的使用特点和他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。

些特殊用途的特殊结构球阀在不断涌现。

，降低了切换阀的流阻并减小了如在我国国防科研的实验系统上采用了自行研制的三通半球阀扭矩。

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密封面材料聚四氟乙烯作为球阀密封面材料已有年历史，但它必定还会在生产工艺物理性能主要是克服冷流性提高耐压性耐温性能方面进步改善，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。

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。

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步扩大。

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。

本文研究的主要内容无摩擦球阀在国外研究较早，现在技术基本成熟国内虽也有单位进行过研究并投入了生产，但明显落后于国外，国内需求还依赖于进口，技术还不够成熟，有西南科技大学本科生毕业设计论文待于进步完善其技术，更广泛的投入生产。

无摩擦球阀有很广的国内外市场，特别是我国西气东输工程中应用甚广。

本文详细阐述了无摩擦球阀的原理研究及结构设计，讨论了实现轨道即轨道式球阀运动功能的设计实现，以及软件的应用过程，主要包括以下几个方面的内容详细分析了运动原理。

该设计是通过阀杆头部的斜面凸轮和和螺旋导轨槽的配合来实现球阀的启闭运动。

详细讨论了运动轨迹的设计。

通过数学方法和数据计算详细说明了球阀启闭的运动轨迹，如图所示。

在认识了运动原理和运动轨迹设计后，利用软件绘制工程图西南科技大学本科生毕业设计论文第章主要结构参数轨道式无摩擦球阀技术要求技术参数公称通径公称压力适用温度适用介质石油及制品天然气氧气其他气体技术要求阀门的开启关闭动作操作机构带动阀杆上升，使球体沿通道轴线位移脱离阀座阀杆继续上升并同时旋转，带动球体绕阀杆轴线旋转角度，阀门开启运行过程中球体只是沿通道轴线位移和绕阀杆轴线旋转关闭与开启动作相反。

阀门作用切断介质调节流量。

阀门操纵手动仿阀门操纵原理型号及其含义主要结构尺寸球体直径球体半径公称直径法兰连接浮动直通式阀座密封材料，硬制合金类球阀公称压力类型球阀西南科技大学本科生毕业设计论文式中球体通道孔径根据，钢制球阀阀体的最小流道直径，当时不缩径直径，因此选择确定。

根据，当，球径，即。

图球体通道孔径密封面宽度及压紧比压密封宽度根据图所示，球面接触外点半径即密封面在垂直于流体流动方向上投影宽度压紧比压，式中压力，常数，常温液体常温汽油煤油空气蒸气及高于液体氢氮及其它密封要求高的，与密封面有关系数，详见表。

西南科技大学本科生毕业设计论文表系数表面材料钢硬质合金硬聚氯乙烯，铝及铝合金，尼龙，聚四氧乙烯黄铜青铜铸铁中硬橡胶软橡胶此值与通用机械研究所推荐值相近，查有关表格或，表面粗糙度刚性密封面。

密封比压式中，阀座或因此球阀结构长度及连接法兰尺寸球阀的结构长度根据长短，选取连接法兰尺寸根据，的修正由于讨论问题是由额定压力的阀门具有多大升高承载压力能力，当阀盖按要求安装于阀体上后，如果实际工作压力高于时，依靠液体实际压力，压迫阀盖与阀体间密封垫片作微小变形，使密封区压力上升，因而此时阀盖法兰处受压的负荷不应再按式表述，应近似为式中的实际工作压力，内孔直径密封垫宽度，圆环伴公式近似估算按第四强度理论根据外圆周固定的圆环板图的计算公式知西南科技大学本科生毕业设计论文图连接法兰受力图在圆环板外周即处，径向应力，环向应力，轴向应力，式中为板的厚度即法兰厚度，因而由式及上式可得当即密封垫外半径，螺栓分布半径，时，根据资料，，材料，由式得油缸头部法兰厚度公式估算法兰厚度，由式得，代入式中得式中法兰外圆半径见图螺栓中心至阀盖头部外圆根部距离见图西南科技大学本科生毕业设计论文图连接法兰螺栓的距离当，，，时，由式得由以上计算结果估计，阀盖厚度偏小，有可能承受压力不足。

阀杆头部承载能力在规定流动方向上阀杆头部受力状况根据式，及式得，当，，时式中在本课题中许用强度条件下，承载能力由式可得当材料为，，在常温下由式得西南科技大学本科生毕业设计论文如果仿活塞杆强度计算条件，许用应力当选用，在常温下，，，在相同条件下，由式得，如果再提高使用压力，按式计算，当时，，在材料屈服极限范围内，约为左右即左右。

刚度条件下承载能力根据式及和得挠度转角如果适当允许增大，，，由式得如果考虑到弧度即，由式得由以上计算可以看出，只要允许增大许用挠度和转角，阀杆头部受力后仍在材料屈服极限范围内产生较大的弹性变形，不会出现折断或永久变形等破坏现象，承压能力可达左右。

寿命和实际工作潜力估计寿命估计型轨道式球阀的启闭装置在工作中受冲击负荷几率很小，主要式个别件材料接触应力较大，易产生疲劳破坏。

在启闭阀门过程中阀杆头部斜面与球阀两柱销接触应力较大，阀杆头部斜面在移动中与柱销不能回转线或面接触，易在柱销上产生接触疲劳损坏。

柱销损坏将直接影响球阀启闭，它是影响西南科技大学本科生毕业设计论文使用寿命核心零件。

根据式和式计算，柱销在接触应力条件下工作可达次，但必须注意到在计算中所采用许用接触应力大多适合零件工作表面粗糙度范围，如果零件表面粗糙度在以下，许用应力将降低左右，同时考虑到在作金属材料接触疲劳试验测定接触疲劳极限的条件与使用条件区别很大，因此估计本设计使用寿命为次左右。

承压能力估计型球阀式按额定压力要求设计，在已设计结构基础上，短期提高使用压力将受到阀体与阀盖连接螺栓强度不够限制，只能达到承压工作能力。

如果在现有结构基础上提高型球阀使用压力，在不动阀的主要结构情况下，必须在阀体与阀盖连接处，增加个螺栓，使连接螺栓曾至个螺栓，并且结构上允许增加上述螺栓数。

在此状况下考虑到设计中材料叙用应力的安全系数选取影响因素较多，由定储备，因此极限，短期使用压力可达左右。

推荐使用压力可达。

在实际使用压力后，在阀杆头部承受较大力的作用，当时，产生最大应力约为材料屈服极限的，阀杆头部将发生较大弹性变形，外力除去后，可恢复原状，不会发生损坏现象。

型球阀在是上述条件下提高使用压力，突出阀盖法兰处是结构设计上薄弱环节，应在今后改进设计中进步解决。

本部分介绍估计球阀工作能力方法，主要考虑短期峰值工作能力，不能作为球阀产品设计依据或方法。

在本产品设计中仍应该按有关国家标准和通用普通认可阀门设计方法或步骤进行。

西南科技大学本科生毕业设计论文结论本文对轨道式无摩擦球阀运动原理进行了分析和研究，并对轨道式无摩擦球阀的结构进行了设计。

针对普通球阀的密封性差，易磨损，开启力矩大的特点，本设计在分析轨道式无摩擦球阀的运动过程中，采用凸轮机构实现其运动并且利用凸轮机构保证了密封的可靠性。

考虑到摩擦面的磨损，采用凸轮预留的方式保证在磨损情况下密封的可靠。

在此基础上设计出轨