开题报告-500Z41H-10Q手动暗杆楔式闸阀设计

开题报告题目名称500Z41H-10Q手动暗杆楔式闸阀设计系部专业班级学生姓名指导教师辅导教师时间第21页(共21页）500Z41H-10Q手动暗杆楔式闸阀设计1．题目来源生产实践2．目的和意义闸阀（gatevalve）的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。闸阀一般采用螺旋传动，主要由阀体、闸板、阀杆、密封座及阀盖等组成通常在升降杆上有梯形螺纹，通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽，将旋转运动变为直线运动，也就是将操作转矩变为操作推力，达到开启和关闭阀门的作用。闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。闸阀具有如下优点：（1）流体阻力小因为闸阀阀体内部介质通道是直通的，介质流经闸阀时不改变其流动方向，所以流体阻力小。（2）启闭力矩小，开闭较省力因为闸阀启闭时闸板运动方向与介质流动方向相垂直、与截止阀相比，闸阀的启闭较省力。（3）介质流动方向不受限制，不扰流、不降低压力介质可从闸阀两侧任意方向流过、均能达到使用的目的．更适用于介质的流动方向可能改变的管路中。（4）结构长度较短因为闸阀的闸板是垂直置于阀体内的，而截止阀阀瓣是水平置于阀体内的，因而结构长度比截止阀短。（5）密封性能好全开时密封面受冲蚀较小。（6）全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。（7）体形比较简单，铸造工艺性较好，适用范围广。闸阀适应非常广泛，驱动方式多样化，可以采用手动、气动及电动；其材料可采用锻钢、铸钢、铸铁、铜、不锈钢等；其工作介质可以是水、气、汽、油、矿浆等；其工作介质的温度范围宽，既可用在常温环境，也可用在低温和高温环境。由于闸阀不仅适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如\o"氧气"氧气、\o"过氧化氢"过氧化氢、\o"甲烷"甲烷和\o"乙烯"乙烯等。因此闸阀已广泛应用于\o"石油"石油、\o"化工"化工、\o"发电"发电、冶金、天然气、\o"造纸"造纸、\o"原子能"原子能、\o"航空"航空、\o"火箭"火箭等各部门，以及农田灌溉、城市给排水等管道系统和人们日常生活中，它是控制阀中用途最广、最受欢迎的产品之一。3．阅读的主要参考文献及资料名称[1]《材料力学》马安禧主编高等教育出版社出版日期：1987年第2版[2]《机械制造工艺学》郑修本主编机械工业出版社出版日期：1999年[3]《机械设计》濮良贵、纪名刚主编高等教育出版社出版出版日期：2004年第7版[4]《碳素结构钢GB/T700-2006》冶金部信息标准研究院主编中国标准出版社出版日期：2010年[5]《不锈钢热轧钢板及钢带GB/T4237-2007》太原钢铁（集团）有限公司主编中国标准出版社出版日期：2007年[6]《计算机辅助绘图AutoCAD2004》刘瑞新主编机械工业出版社出版出版日期：2006年[7]《画法几何及机械制图》朱冬梅主编高等教育出版社出版出版日期：2008年第6版[8]《阀门设计手册》杨源泉主编机械工业出版社出版日期：1992年[9]《工业专用阀门手册》黄日新主编机械工业出版社出版日期：1992年[10]《实用阀门设计手册》陆培文主编机械工业出版社出版日期：2002年[11]《金属阀门结构长度GB/T12221-2005》合肥通用机械研究所主编中国标准出版社出版日期：2005年[12]《画法几何及工程制图》梁国栋主编机械工业出版社出版出版日期：2004年[13]《机械CAD/CAM》柳宁主编机械工业出版社出版出版日期：2002年4．国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1国内外现状闸阀阀体的结构决定与阀体与管道、阀体与阀盖的连接、就制造方法而言，有铸造、锻造、锻焊、铸焊以及管板焊接等几种。通常从经济性考虑，公称通经等于或大于50mm的阀门采用铸造，小于50mm的采用锻造。但是，随着现代铸、锻技术的发展，已经逐步突破这种限制。锻造阀体已向大口径方向发展，而铸造阀体逐渐向小口径发展。任何一种闸阀阀体即可锻造，也可铸造，应根据用户要求以及制造厂拥有的制造手段而定。平板闸阀是一种关闭件为平行闸板的滑动阀。其关闭件可以是单闸板或是其间带有撑开机构的双闸板。闸板向阀座的压紧力是由作用与浮动闸板或浮动阀座的介质压力来控制。如果是双闸板平板闸阀，则两闸板见的撑开机构可以补充这一压紧力。平板闸阀具有流阻小，不缩口的其流阻与短只管的流阻相仿。带导流孔的平板闸阀安装在管路上还可直接用清管器进行清管。由于闸板是在两阀座面上滑动，因此平板闸阀液能适用于带悬浮颗粒的介质、平板闸阀的密封面实际上是自动定位的。阀座密封面不会受到阀体热变形的损坏。而且即使阀门在冷状态下关闭，阀杆的热伸长也不会使密封面受到过载。同时当阀门关闭时，无导流孔的平板闸阀亦不要求闸板的关闭位置有较高的精度，电动平板阀可用行程来控制启闭位置。1、阀座采用O形密封圈密封和施加预紧力的浮动阀座结构，使平板闸阀进出口双向密封；并且该结构的启闭力矩仅为普通阀门的1/2，能达到轻松开、关阀门；2、在全开时，通道平滑为直线，流阻系数极小，无压力损失，可通毛球清扫管线；3、采用带自密封能力的填料结构，无需经常调节，开、关极为轻便，且密封性可靠，填料函处设有辅助密封油脂注入结构，密封性能绝对可靠，真正达到零泄漏；解决了通用阀门填料处最容易外漏的弊病；4、平板闸阀关闭时能自动卸掉内腔高压，保证使用安全；5、全封闭结构，防护性能好，可适应全天候要求。因此平板闸阀在石油、天然气输送管线及开采井口装置、城市煤气输送管线、自来水工程。刀型闸板，具有良好的剪切作用，最适宜于浆料、粉粒料、纤维等难以控制的流体，广泛应用于造纸、石化、矿山、排水、食品等行业。具有多种阀座可供选择，并且可依据现场控制需求，配备电动或气动执行器，实现阀门的自动化操作。材质：铸铁、碳钢、不锈钢，尺寸范围：DN50~DN600，最大压力：1.0MPa刀闸阀因采用刀型闸板，具有良好的剪切作用，最适宜于浆料、粉粒料、纤维等难以控制的流体，广泛应用于造纸、石化、矿山、排水、食品等行业。具有多种阀座可供选择，并且可依据现场控制需求，配备电动或气动执行器，实现阀门的自动化操作。刀型闸阀产品使用中注意事项及其特点：刀型闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，刀型闸阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。闸板有两个密封面，最常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角随阀门参数而异，通常为50，楔式刀型闸阀的闸板可以做成一个整体，叫做刚性闸板；也可以做成能产生微量变形的闸板，以改善其工艺性，弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差，这种闸板叫做弹性闸板刀型闸阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分刀型闸阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。4.4发展趋势与研究的主攻方向4.4.1弹性座封闸阀长期以来市场上使用的一般闸阀普遍存在着漏水或生锈现象，利用欧洲高科技橡胶及阀门制造技术所生产的弹性座封闸阀，克服了一般闸阀密封不良，生锈等缺陷，弹性座封闸阀利用弹性闸板产生微量弹性变形的补偿作用达到良好的密封效果，该阀具有开关轻巧、密封可靠、弹性记忆佳及使用寿命等显著优点。4.4.2高温、高压、锻造的先导式闸阀在新的经济形势下，对阀门的使用压力及温度提出了更高的要求。铸造的成本虽然低得多，但铸造缺陷难以避免，而锻造的产品主要内部晶体结构更加缜密，抗压强度抗拉强度好，重量更轻，尤其在高温（450-570℃）高压（PN1.6-70.0）环境更安全可靠。锻钢闸阀不仅采用特殊缓蚀填料结构设计，耐温耐压，而且独特的闸板弹性槽设计，能自动补偿加工误差，适应高温工况，避免咬死，广泛用于钢铁、冶金、化工行业及电力、能源发电厂等设施。4.4.3API6A平板闸阀API6A暗杆平板闸阀阀前密封原理：在没有压力或低压的情况下，通过阀座后的波形弹簧提供预紧力，推动阀座压向闸板，并与之贴合实现密封，当有压力时，通过阀座前后形成的密封比压，产生推力，使阀座向闸板移动并且贴合在入口端实现密封。阀座采用密封圈密封和施加预紧力的浮动阀座结构，使阀门进出口双向密封，并且该结构的启闭力矩仅为普通阀门的，能达到轻松开、关阀门。4.4.4深海油田用（3000m以下海底）闸阀随着石油开发向内地油田和海上油田的转移，随着海上油田开采的发展，其海洋平发需用阀门的量也逐渐增多，尤其深海油田用（3000m以下海底）闸阀。5．主要研究内容、重点研究的关键问题及解决思路5.1设计原始数据闸阀公称直径：500mm闸阀公称压力：1.0MPa闸阀强度试验压力：1.6MPa适用介质：水闸阀工作温度：-10～65℃闸阀设计压力：0.7MPa5.2设计内容（1）手动暗杆楔式闸阀的总体方案设计；（2）手动暗杆楔式闸阀的计算（3）完成其装配图及其零件图的设计。5.3需重点研究的关键问题及解决思路（1）设计方案的确定从各个角度对常见闸阀进行论证对比，做出最后的方案选择。（2）结构设计进行手动暗杆楔式闸阀的设计计算（主要受力零部件要在计算机上用分析软件进行分析设计）。（3）主要零部件的强度校核手动暗杆楔式闸阀的丝杆等主要零部件进行强度校核。6．完成设计所必须具备的工作条件6.1查阅资料学会查阅国内外相关文献，提高信息搜索应用能力，了解所选课题背景及发展趋势。6.2学习设计相关的理论知识努力学习，刻苦钻研，努力学习冲压模具的制造工艺及相关的夹具设计知识通过对基础理论知识和专业知识的综合应用，提高分析解决问题的能力，培养认真、踏实、严谨的工作作风和科学创新的精神。6.3熟悉设计过程熟悉设计过程、基本设计方法，能正确编写技术文件，培养产品的开发能力。6.4学习相关的计算机辅助软件学习AutoCAD、PRO/E及ANSYS等计算机辅助软件和二次开发的方法，熟练掌握计算机绘图的能力和技能。7．工作的主要阶段、进度与时间安排20XX年10月7日～10日：领取任务书，查阅相关资料20XX年10月6日-13日：阅