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摘要

本论文是MZSF944F—2.5C DN700的电动水封煤气闸阀的设计，是以水作为介质来密封煤气的闸阀。

首先首先论述了国内外阀门发展的现状，然后简述阀门的分类，闸阀的定义、工作原理、种类和特点。根据闸阀的使用环境和设计要求对阀杆、阀体、阀盖等零件的材料进行选择。进行阀体和阀盖壁厚的确定。计算闸板的强度，设计闸板密封面，校核密封材料密封比压。阀杆强度校核，确定电动装置大小，选择驱动方式、电动装置和安装方式。中口螺栓设计与校核，立柱设计与校核，立柱连接螺栓设计与校核。确定了阀门结构长度，法兰尺寸，结合铸造要求确定最终尺寸。

最后进行产品尺寸与结构的最终确定。阐述了对阀体强度，闸板密封性能、阀杆强度及稳定性、中口法兰螺栓、立柱强度等关键零件设计运算，提出理论依据。提高了生产效率及设计的可靠性。

关键词：DN700水封闸阀；阀体；阀盖；闸板；立柱

 目  录

摘  要 i

Abstract ii

1  概  述 1

1.1  模块化设计原理及特点 3

1.1.1  模块化设计原理 3

1.1.2  模块化设计的特点 3

1.2  模块化设计过程和关键技术 4

1.2.1  模块化设计过程 4

1.2.2  模块化设计关键技术 4

1.3  闸阀的模块化设计 5

1.3.1  闸阀的模块划分 5

1.3.2  闸阀的零部件设计 5

2  设计要求 7

3  设计初定及阀门技术参数 10

3.1  阀门设计参数 10

3.2  设备结构及功能 10

3.3  作用原理 11

3.4  主要零件材料 12

3.5  设备的检验与验收 12

4  设计过程：关键尺寸及实体模拟校核分析 13

4.1  阀体和阀盖壁厚的确定 13

4.1.1  设计计算依据 13

4.1.2  壁厚的计算： 13

4.1.3  壁厚确定需考虑的因素 14

4.1.4  壁厚确定 16

5  闸板强度计算，闸板密封面设计 17

5.1  运用公式计算密封面的密封能力 17

6  阀杆强度校核，确定传动电装大小 19

6.1  阀杆强度验算结果见下表 19

6.2  阀杆稳定性校核 23

6.3  三维实体模拟 26

7  中口螺栓设计与校核 29

7.1  校核方法一 29

7.1.1螺栓总抗拉有效面积： 29

7.1.2垫片限定有效面积： 30

7.2  校核方法二 30

7.2.1  螺栓组的载荷 30

7.2.2  为了阀门的紧密性在充气后螺栓所须残余预紧力 30

7.2.3  单个螺栓所受的总载荷 和预紧力 30

7.2.4  强度校核（按大值FO计算强度） 31

8  立柱设计与校核 32

8.1  最大压力 32

8.2  扭转剪应力计算 32

8.3  拉应力计算 32

8.4  三维实体模拟 33

9  立柱连接螺栓设计与校核 35

9.1  立柱上端与传动支座连接的螺栓设计与校核 35

9.2  立柱与阀盖连接的螺栓设计与校核 35

10  阀门结构长，法兰尺寸确定 37

11  结合铸造要求设计 39

12  产品尺寸与结构最终确定 41

结束语 42

附录 43

附表1  密封材料的许用比压 43

附表2  砂型铸件最小壁厚（单位：mm） 43

附表3  最小阀杆直径 44

附表4  梯形螺纹的摩擦因数与半径 45

附表5  铸件质（重）量数值（GB/T 11351--89） 46

附表6  密封材料的许用比压 47

附表7  密封的必需比压 48

附表8  具有润滑条件下的螺纹摩擦因数 48

附表9  梯形螺纹计算参数之一 49

附表10  有中间支撑的 系数 50

附表11  各种材料的临界细长比 50

附表12  阀杆材料的许用应力 51

参考文献 52

外文文献 54

中文翻译 61

致  谢 66

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