论文总字数：17836字

摘 要

球阀已广泛应用于各个行业。它是由转动手柄连接在阀球上打开。球有一个孔或端口通过中间，所以当该端口与阀门两端在同一线上时，会发生流动。当阀门关闭时，该孔垂直于阀门的两端，流动受阻。

本文根据给定的参数等限定条件的要求，设计一台公称通径为350毫米、公称压力为2.5兆帕的硬密封固定球球阀产品，主要包括了材料选择、结构设计和强度校核等，在结构和材料方面在满足强度的前提下，尽量降低结构的复杂性，以更小的消耗、更简单的结构来实现成品的设计优化，同时对球阀的主要部件进行应力的软件分析。省力机构作为设计任务的一部分，我们需要根据球阀的特点来选择合适的机构。

关键词：球阀、公称通径、公称压力、结构设计.

Abstract

Ball valve has been used widely in various industries. It is opened by turning a handle attached to a ball inside the valve. The ball has a hole or port through the middle, so that when the port is in line with both ends of the valve, the flow will occur. When the valve is closed, the hole is perpendicular to the ends of the valve, and the flow is blocked.

This article according the requirements of the given parameters to design a nominal diameter of 350 mm and nominal pressure of 2.5 MPa hard seal ball valve products, mainly has included the choice of material, the structural design and the intensity examination and so on。In the structure and material aspect in satisfying under the intensity premise, reduce the structure as far as possible the complexity, by a smaller consumption, a simpler structure realizes the end product design optimization, simultaneously carries on the stress to ball valve's major component the software analysis. The province strength organization does for a task of design part, we need to choose the appropriate organization according to ball valve's characteristic.

Key words：Ball valve；nominal diameter；nominal pressure；Structural design.

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1阀门简介 1

1.2阀门的的分类 1

1.3球阀简介 2

1.4球阀发展历史 2

1.5国内外研究现状 2

1.6阀门的发展 3

1.7本文研究的主要内容、方法和目标 4

第二章 球阀的结构 5

2.1球阀的构成、作用原理、特点和结构分类 5

2.1.1球阀的构成 5

2.1.2球阀的作用原理 5

2.1.3球阀的特点 5

2.1.4球阀的结构类型 6

第三章 球阀的结构设计及校核 7

3.1球体的直径确定 7

3.2球体与阀座之间密封比压的确定 7

3.2.1必需比压的计算 7

3.2.2需用比压选择 8

3.2.3设计比压的计算 8

3.3球阀密封力的计算 10

3.4球阀的转矩计算 11

3.5 阀体设计 13

3.5.1阀体结构形式、连接形式、结构长度和材料的确定 13

3.5.2阀体壁厚的确定 13

3.5.3 阀体法兰设计 14

3.5.4 阀体法兰校核 15

3.6 阀杆的设计和校核 19

3.6.1 阀杆材料选择 19

3.6.2 阀杆填料的选择、填料摩擦力及摩擦转矩的计算 19

3.6.3 阀杆强度的计算 21

3.7 阀杆连接件的强度计算 24

3.8 球体的设计和校核 25

3.9 球阀的阀座设计 27

3.10 省力机构的设计和校核 29

3.10.1蜗轮蜗杆的设计 29

3.10.2蜗轮蜗杆的强度校核 30

第四章 结论与展望 32

4.1主要结论 32

4.2展望 32

参考文献 33

致谢 34

第一章 绪论

1.1阀门简介

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。阀门在石油、天然气、矿山开采；在石油炼制和石油、天然气管道输送系统中；在化肥、化工生产、医药和食品生产系统中；在火电、水电和核电的电力生产系统中；在冶金生产系统中；在城市和工业企业的给排水、供热和供气系统中；在农用灌溉系统中；在船舶、车辆、飞机以及各种运动机械的流体系统中以及在国防和航天系统中都有大量的使用阀门。因此，阀门是人类走向现代化不可缺少的重要机械产品。

1.2阀门的的分类

阀门的分类很多，总的说来可分为两大类：

（1）自动阀门：依靠介质（液体、空气、蒸汽等）本身的能力而自行动作的阀门。如：止回阀、安全阀、阻气排水阀、减压阀等。

（2）驱动阀门：借助手动、电气、液力或气力来操纵的阀门，如：闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等

其他分类方式：(1)按照不同用途分类：

按照阀门的作用来看，其可分为截断阀、调节阀、止回阀、分流阀、以及安全阀。其中节截流阀的作用是接通或者截断介质流，截流阀包括针型仪表阀、蝶阀、旋塞阀、隔膜阀、球塞阀、闸阀、柱塞阀、截止阀以及球阀等等；调节阀顾名思义其作用就是调节介质流的压力、流量等，调节阀还有节流阀以及减压阀等；止回阀的作用是防止管道内介质倒流，止回阀的结构有多种：分流阀则主要用于介质的混合、分离以及分配，疏水阀、 分配阀等都属于分流阀； 此外还有安全阀，在介质超压时， 安全阀会起到安全保护的作用。

(2)按阀门主要参数分类：

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