（定稿）无摩擦球阀设计（全套下载）

根据，当，.，阀杆最小直径，考虑到阀杆主结构部分形状复杂，增大断面积为，故选用。

梯形螺纹。

参考手轮尺寸及阀杆螺母设计，选取。

杆头结构尺寸。

根据，当，阀杆头直径，扁头厚度按阀杆销孔强度校核图式中销径，抗扭断面系数许用应力因此阀杆头部斜面结构尺寸头部总长式中螺旋槽部分高详见前面，.斜面高度长度斜面高度，小于等于斜面自琐最大角因而头部厚度阀杆头部弯扭组合强度旋转开启或旋转关闭阶段由图知弯曲拉应力式中抗弯断面系数，近似简化斜面宽度见图因此选用，式中抗弯断面系数，查表.选用，由第三强度理论得由式和得阀杆头部刚度和抗弯强度计算在关闭状况下截面模数于惯性矩由于阀杆头部截面形状如图，它是在圆截面基础上，切去上下两个扇形面，沿杆长这两个扇形面形状并不对称。

该截面模数图阀杆头部截面形状式中，见图而惯性矩式中整圆惯性矩，虚线弧段区惯性矩，弧段对自身重心惯性矩式中虚线弧段区面积根据结构图阀杆头部截面得截面模数与惯性矩主要选取斜面始终两点计算，并辅以将阀杆头部截面作不变矩形计算，并进行比较，根据式和，当，可得扁头对称于杆中心式中山形密封件数，密封件长度，在具体结构中.第层件数中间层件数摩擦系数，对于尼龙.因此球阀下支承点摩阻扭矩式中下支承点轴径摩阻系数，.因此导轨槽产生扭矩与摩阻扭矩因此阀杆承受的轴向力导轨槽承受轴向力反作用阀杆上在螺旋槽部分式中，导槽平均直径，导槽外径，导槽内径导槽螺旋升角，.左旋导槽与导轮摩擦角，当，.，在式中，当开启时取，关闭时取在直槽部分式中除导槽以外的轴向合力，详见式。

阀杆梯形螺纹摩擦半径关闭用，开启时用，当选用梯形螺纹，螺纹螺旋角，当螺纹摩擦系数时梯形螺纹平均直径。

由式可得在本设计中开启时关闭时由式计算结果列于表中。

表导轨槽承受轴向力工作状况导向中轴向力区域开启斜槽.直槽.关闭斜槽.直槽.图导轨槽承受力图液压推力式中.因此阀杆前后支承摩擦阻力由式和知，支承摩擦阻力为直线移动中关闭时开启时螺旋移动中式计算结果列于表中。

表阀杆前后支承轴向摩擦阻力工作状况前支承后支承摩擦系数螺旋角摩擦阻力直线移动关闭开启螺旋运动阀杆密封摩擦力由式知直线运动时螺旋运动时因此阀杆头部斜面与球阀柱销间摩擦阻力关闭其他状况式中斜面倾角，摩擦系数，.因此再阀门关闭时其他状况阀杆轴向合力开启旋开旋关关闭式中开启关闭由式计算并考虑结果列于表工作状况导轨槽阀杆前后支承阀杆密封杆头斜面液压力轴向合力开启.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，选取.连接法兰尺寸根据.，.选择凸面整体钢制法兰，外径，密封面直径，厚度，螺纹，个，孔。

第章运动轨迹设计.球阀启闭运动轨迹滚动启闭图所示运动轨迹简图，表明球阀绕自身形心顺时针方向转动角，并且沿水平方向以点作瞬心，沿滚动支承面作移动，实现球阀向阀口关闭，反之，则开启，因此式中球阀外径球阀半径，球阀自转角度，度球阀形心点水平位移，在本项设计中，.由式知由于.，因此实际转角为球阀摆动具有倾角的平面凸轮斜面沿轴向下移动距离，而两圆柱中心和以为瞬心，沿轴向平移和沿顺时针方向转动角，该两中心沿轴向位移量为•式中在本项设计中，。

因此，由式可得.•当.，.时.，或.。

凸轮的轮廓该平面的凸轮机构是以双斜面与圆柱面接触原理工作，当凸轮机构的边例如右侧是直线型斜面，则在另侧就不定是个平行于右侧的斜面指左侧工作面，因此要计算出在不同值时，点也是和点也是点的坐标位置，以右侧为直线，求左侧轮廓位置。

当，如图所示状况，即，当圆柱半径，点点在图示状况下本项目中当值时图球阀启闭运动轨迹计算简图在本项设计中，平面凸轮最高升高≌，由式和得由值可见，平面凸轮下窄上宽，角度变化范围约在，斜度在左侧变小当凸轮右侧面是斜平面时，左侧应为曲面，由于曲面曲率变化小，在结构设计中可用个近似斜平面，角度略小于右侧面角来实现。

.球阀下支承外形滚动柱面与倒角半径根据球阀启闭采用滚动启闭原理，下支承结构外形要适应这要求，实现无滑动滚动。

图所示下支承结构外形简图，图中表示支承外圆即与目前，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。

长输管线球阀会在摩擦，磨擦，球阀，设计，毕业设计，全套，图纸该设计是为了改善传统球阀的缺点而做的，传统球阀的缺点是摩擦大使用寿命短密封性能不好。

此设计可以根据流体冲蚀磨损腐蚀程度和工作压力来调整密封比压。

轨道式无摩擦球阀是种新型的球阀，它利用阀杆头部的斜面凸轮与导轨套螺旋槽的配合来实现球阀的无摩擦开启关闭和金属密封的新型阀门所以设计中的关键问题是要避免产生摩擦，密封要紧，最终达到高效率高质量耐用性等要求。

本论文研究对轨道式无摩擦球阀的运动和动力分析方法，完成了球阀启闭运动轨迹球体运动空间以及主要零部件的受力分析设计。

该球阀具有启闭无磨损，关闭时压力可调节和启闭省力的优点克服了普通球阀因密封比压大而使密封面容易磨损的缺点，延长了球阀的使用寿命。

关键词无摩擦球阀轨道式凸轮章引言.课题来源.选题目的和意义.球阀的发展趋势.本文研究的主要内容第章主要结构参数轨道式无摩擦球阀技术要求技术参数技术要求型号及其含义.主要结构尺寸球体直径密封面宽度及压紧比压密封比压球阀结构长度及连接法兰尺寸第章运动轨迹设计.球阀启闭运动轨迹滚动启闭球阀摆动凸轮的轮廓.球阀下支承外形滚动柱面与倒角半径倒角中心点位置滚动空间第章结构设计和计算.阀杆机构受力状况球阀受力状况阀杆支承反力与支承结构型式选择摩擦阻力扭矩阀杆承受的轴向力.操作扭矩和手轮选择操纵扭矩径选择.零件设计与计算具有螺旋导轨槽衬套的主要结构尺寸球阀销轴接触强度球阀下支承的接触强度第章工作能力校核.工作寿命.实际工作压力的潜力估计阀体壁厚承压能力阀体与阀盖连接螺栓阀盖连接法兰承载能力阀杆头部承载能力.寿命和实际工作潜力估计寿命估计承压能力估计结论致谢参考文献第章引言.课题来源阀门是种量大面广的通用机械产品，国民经济各部门所需要的阀门数量很大，应用范围也非常广泛。

输送流体介质离不开管路，而控制介质流动则离不开阀门。

凡是需要对流动介质进行控制的地方，都必须安装阀门，阀门可比喻为“管路的咽喉”。

球阀是本世纪年代问世的种阀门，在半个世纪的时间里，球阀已发展成为种主要的阀类。

球阀经过半个世纪的发展已经有了很大的改进和发展，广泛应用于能源石油化工冶金等领域，起着截流控制等作用。

传统的球阀具有以下特点流体阻力小。