成都理工大学工程技术学院毕业论文明杆楔式单闸板闸阀设计作者姓名：邵雷专业名称：机械工程及自动化指导教师：郑才国讲师成都理工大学工程技术学院学位论文诚信承诺书本人慎重承诺和声明：1.本人已认真学习《学位论文作假行为处理办法》（中华人民共和国教育部第34号令）、《成都理工大学工程技术学院学位论文作假行为处理实施细则（试行）》（成理工教发〔2013〕30号）文件并已知晓教育部、学院对论文作假行为处理的有关规定，知晓论文作假可能导致作假者被取消学位申请资格、注销学位证书、开除学籍甚至被追究法律责任等后果。
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摘要阀门的使用在现代化生产中十分重要，其身影在人类的生产生活中随处可见。
阀门的研究能够带动人类经济生产，在各类生产系统中极大的提高经济效益，节约能源。
如何正确设计和选用阀门是实现阀门的密封性能、调节性能、实用性能、安全性能和流通性能的关键所在。
在阀门设计过程中，要对各种参数进行严格的核对验算，需要将各种相关因素考虑其中，比如介质温度、压力、腐蚀性等做到科学严谨。
阀门主体、零件的也要做到科学选材，以免造成不必要的经济损失和浪费。
设计的过程中需要边计算边绘图，通过设计计算确定阀门各个部件的数据，然后在CAD上画出零件图，做到各部件数据合理。
通过严格设计计算，阀门能对管道中的介质进行正常开启闭合控制，没有介质的内泄外漏，能与相应管道设备配合使用，方才设计合格。
关键词：生产系统正确设计科学选材数据合理AbstractThe use of the valve in the modern industrial production is very important, its figure in the production of human life everywhere. The research of valve can drive the economic production of human, and can greatly improve the economic benefit and save energy in all kinds of production system..How to design and choose the valve is the key to achieve the valve sealing performance, regulation performance, practical performance, safety and performance of the key. In the valve design process, to a variety of parameters strictly checked and checked, the need to consider all kinds of factors, such as media temperature, pressure, corrosion and so scientific rigor. Valve body, parts of the scientific selection should be scientific, so as not to cause unnecessary economic losses and waste.The design of the process needs to draw the edge of the calculation, through the design and calculation of the valve parts of the data, and then draw a part diagram on the CAD, so that the data is reasonable for each component. Through the rigorous calculation and design, the valve can open the medium of the pipeline normally open the closure control, without the leakage of the medium inside the medium.Keywords:Production system, Correct design, Scientific selection, Data reasonable目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 前言. (1)一、设计任务 (2)二、确定阀门的主体材料 (4)三、明杆楔式单闸板闸阀设计 (5)3.1 承压件设计 (7)3.1.1 承压件材料 (8)3.1.2 承压件壁厚 (8)3.2 密封副设计 (9)3.2.1 密封副材料 (9)3.2.2 密封副的总作用力和比压的计算 (9)3.3 阀体与阀盖连接型式和密封面结构的确定 (11)3.4 阀杆设计 (12)3.4.1 阀杆材料 (13)3.4.2 阀杆总轴向力计算 (13)3.4.3 阀杆扭应力计算 (16)3.4.4 阀杆弯曲应力的校核 (17)3.5 闸板设计 (19)3.5.1 闸板材料 (20)3.5.2 闸板厚度计算 (20)3.6 中法兰设计 (21)3.6.1 中法兰材料 (21)3.6.2 中法兰计算 (21)3.6.3 中法兰垫片计算 (22)3.6.4 螺栓设计计算 (23)3.6.5 弯曲应力计算 (24)3.7 阀盖设计 (25)3.7.1 阀盖材料 (25)3.7.2 阀盖壁厚计算 (26)3.8 支架设计计算 (26)3.8.1 支架材料 (27)3.8.2 弯曲应力计算 (27)3.9 阀杆螺母的设计 (30)3.9.1 阀杆螺母材料 (30)3.9.2 阀杆螺母挤应力计算与型号 (30)3.10 填料压盖设计 (31)3.10.1 填料压盖材料 (31)3.10.2 填料压盖型号 (32)3.11 锁紧螺栓设计 (32)3.11.1 锁紧螺栓材料 (32)3.11.2 锁紧螺栓型号 (32)3.12 手轮设计 (33)3.12.1 手轮材料 (34)3.12.2 手轮型号 (34)3.13 阀门流量系数 (35)总结 (37)致谢 (38)参考文献 (39)前言闸阀是一种常见通用机械零部件，在生产生活中得到普遍应用，是我国工业大力发展的重要机械产品，它与人民的生产生活息息相关，闸阀的研究设计能够大大的加快我国国民经济以及国防建设的发展。
我国闸阀的生产历史已经有了几十年发展，闸阀的制造厂家也越来越多，设计的闸阀数量越来越大，闸阀的型号也变得越来越丰富。
以前我国的生产厂家仅仅只有少数的几十家，现在已经有了数千家厂家，闸阀型号也有越来的几十上百种发展到现在的数千上万种，可以说发展迅速。
尽管如此，我国国内的闸阀技术与国际水平还是有一定的差距，许多优秀闸阀设计还是需要从国外引入，但是我国生产制造厂家依旧不弃不馁，依旧在国内原有的基础上大力研究发展，相信不久后我国闸阀制造技术定会站在国际顶端[1]。
闸阀是流体控制元件，对流体阻力小，适用的压力和温度范围大，在流体管道系统中主要作用是管路介质的截断或接通、防止流体回流、调节流量、调节和排泄压力，由于所控制流体的物理性质与化学性质的不同，闸阀的使用规格型号也就不同。
闸阀功能简单，一般只能对介质作全开和全关功能[2]。
设计闸阀时，密封面的设计相当重要。
按密封面形式的不同可以将闸阀分为楔式闸板闸阀和平行式闸板闸阀。
楔式闸板闸阀又有单闸板闸阀和双闸板闸阀之分。
一般而言，闸阀的密封性能十分重要，密封性的好差直接决定闸阀是否使用合格。
如果产生流体外漏，可能会造成环境污染、经济损失，甚至可能会造成人身伤亡，十分危险。
设计时不但要考虑闸阀密封面的密封性能，还要考虑其选用材料的机械强度、刚度、制造工艺以及磨损等问题，以及流体温度、压力、腐蚀性等物理问题和化学问题。
由于闸阀生产生活中的重要性，本次设计就这些物理化学等问题展开设计。
一、设计任务设计任务，即设计任务书。
明确阀门具体参数，如：公称直径、公称压力、温度、介质、驱动方式等。
使用条件和要求，如：室外或室内安装、启用频率等。
相关执行标准。
(一)设计课题：明杆闸阀设计(二)设计主要内容：阀门是管道系统的重要组成部分，应该满足管道系统对阀门所提出安全性、可靠性的使用要求。
其零部件可以通过CAD、UG等软件来绘制和装配，以配合完成设计。
(三)本次设计内容：确定阀门主体材料闸阀结构设计：承压件、密封副、阀体与阀盖、阀杆、闸板、中法兰、支架、阀杆螺母、填料压盖、手轮(四)设计给定数据：(五)使用条件要求:室温20℃，室内外无要求，手动控制。
(六)与管道连接形式：法兰连接(七)相关执行标准[2]：设计标准：GB12234设计系列：低压小口径系列闸阀二、 确定阀门的主体材料阀门主体与介质流体直接接触，所受腐蚀力最强，对材料的要求也十分重要，为了能让阀门安全可靠，节约能源、保护环境以及经济上的节约，阀门主体材料应当根据设计输入参数、使用条件和制造要求选定。
阀门在设计和选材的时候必须考虑的问题有很多，必须重点考虑的一个问题是阀门在工作时的温度。
为了更好的规范阀门主体材料所能适宜的工作温度,我国从阀门所使用材料的应力要求、温度等作出了相关规定以便于常规阀门的设计[3]。
另外，从生产经济上考虑，阀门的主体材料应该选用综合性适当的，避免造成经济上的浪费。
根据设计输入参数、使用条件和制造要求，并且应符合规定，综合考虑后确定阀门主体材料。
碳素铸钢WCB 为阀门常见材质编号，是机械性能为B 级的中等强度的可焊铸钢件，含碳量000.30.5的低碳钢。
设计给定：公称压力=4pa PN M ，温度0=20T C参考资料[3][4]复印资料等，综合考虑后确定阀门阀体材料碳素铸钢WCB 。