摘 要

阀门是工业生产人类生活中必不可少的东西，它是一种用来控制流体流量、流体压力和改变流向的装置。阀门的种类规格都非常多。

球阀只需旋转90°即可使阀门全通或闭塞。球阀的优势在于流体阻力小, 密封性高, 结构相对简单重量轻, 操作维修方便, 隔离性好不易侵蚀, 适用非常广泛。球阀按球的结构形式分成三类, 浮动球阀、固定球球阀和弹性球球阀。

本设计是以全通经固定球球阀为设计对象，方式为气动，主要介绍了固定球阀的结构特点、工作原理和它的整个设计过程。球阀类阀门首先确定球体的半径，和阀座密封面的计算，通用部件阀杆阀座的设计和其他专用部件比如气缸等设计，其中涉及到尺寸按国标选用以及强度的校核，用法兰连接的阀座密封性的计算包括法兰和密封圈等以及阀杆强度的验算是本次设计的难点。

整个阀门设计包含有这样几个重点步骤，首先得确定一个适用的环境，在公称压力和公称通径已知的条件下，对选用的零件进行受力分析强度校核，然后严格根据设计手册上的国家标准以及推荐尺寸来确定实际尺寸，同时要注意材料的成本以及环保性，最后要按要求绘制球阀的装配图和零件图。

关键词： 球阀 气动 密封面 法兰连接

Abstract

Valve is an essential thing in the industrial production of human life, the valve is to control the flow of fluid, pressure and flow of the device. There are various types and specifications of Valves.

Ball value is on rotary valve chain to make the valve flow or occlusion. Ball valve has light switch, which can be made into a large caliber. It has high sealing performance, relatively simple structure and easy maintenance. The sealing surface and spherical are often in the closed state, and not easy to be medium erosion, so it has been widely used in various industries. Ball valve is divided into two categories, one is floating ball type, the second is fixed ball.

This design is to fully activate the fixed ball ball valve as the design object, the way for the gas dynamic. It mainly introduces the fixed ball valve's structure characteristics, working principle and the whole design process. Ball type valve first identified the sphere of radius, and the seat sealing surface of the calculation, design of general parts of the stem valve seat and other special parts such as cylinder design, which relates to size according to GB selection and strength check, flange and sealing ring connected by a flange seat sealing calculation and the stem strength checking are the difficulty of this design.

Valve design includes several important steps, first to have a preliminary determined appropriate options for the environment, and to design the parts stress analysis, then strictly according to national standards for design manuals and recommended dimensions to determine the actual size, at the same time we must pay attention to the cost of materials and environmental protection, the last thing to do is the strength checking calculation and engineering drawing of the valve.

Keywords: ball valve pneumatic Sealing surface flange connection

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 课题的意义 1

1.3 国内外阀门的现状及发展趋势 1

1.4 球阀的介绍 2

第二章 气动固定球球阀的定义 3

2.1 固定球阀的结构及特点 3

2.2 气动阀的定义 3

第三章 球体半径的设计 4

第四章 阀体的设计与计算 5

4.1 阀体的材料 5

4.2 阀门的结构长度和连接尺寸 5

4.3 壳体壁厚SB（mm）的设计计算 6

4.4 阀体法兰的设计与校核 6

第五章 阀座密封副的设计与选用 11

5.1 进口密封介质作用力的计算 12

5.2 密封面上的必须比压计算 12

5.3 总摩擦扭矩的计算 13

第六章 阀杆的设计与强度校核 16

6.1 阀杆材料的选择 16

6.2 阀杆强度的计算 16

6.3 阀杆连接件的强度计算 17

6.4 阀杆底部连接的强度验算 19

6.5 阀杆填料的选用与校核 21

第七章 驱动气缸的设计 23

7.1 初步确定气缸直径 23

7.2 气缸强度的校核 23

第八章 球阀的维护和注意事项 25

第九章 总结与展望 26

参考文献 27

致谢 29

1. 绪论

1.1 引言

阀门在经济发展和人民生活中息息相关，无论是农业（化肥厂、农药厂、水利灌溉等）、工业（钢铁厂、发电厂等）、交通运输（飞机、火车、游轮）还是国防设备（原子弹、核工业）、人民生活（纺织、食品、医药等）。通过阀门来控制输送流体的开和闭，通和塞，包括气体和液体，气体包括空气、特殊气体、水蒸汽；液体包括一些具有相对腐蚀性介质、还有常见的油、不常见的液态金属和具有一定放射性的介质等，阀门具有控制、导流、防逆、稳压、停止、改变流向和必要时候的溢流泄压等功能。从很简单的截止阀到一些自动控制系统中相对复杂的先进阀门，再根据公称通径、公称压力和试用范围等分类，其品种和规格相当多。

1.2 课题的意义

固定球阀的应用非常广泛，具有与很高的性能，适用于很多复杂条件下的运输，其安全性能高、强度大、还在各种腐蚀性环境下设计进行了充分的特殊考虑，能适用于各种相对恶劣的介质。但是研究设计方案有限，所以本课题针对固定球阀的结构进行设计，还要同时保证其寿命和承受力，能有一定的强度，关键部件如阀体阀杆阀座等的选取与受力分析强度校核是本课题的重点，驱动方式采用气动，同时气动阀门的设计需要综合考虑尺寸大小合理性功能等多种因素， 目前气动阀门的设计水平与顶尖的执行器阀门厂商有着比较大的差距，所以必须要虚心学习不断提高。

1.3 国内外阀门的现状及发展趋势

相关图片展示：