毕业设计手动式浮动球球阀的设计.docx
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毕业设计手动式浮动球球阀的设计
XXXX学院毕业设计(论文)
手动式浮动球球阀的设计
学生:
XXX
学号:
123456789
专业:
机电一体化
班级:
2006.2
指导教师:
XXX
XXXX学院机械工程学院
二OO九年六月
XXXX学院
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目:
手动式浮动球球阀的设计
系:
机电工程系专业:
机电一体化(专科)班级:
2006级学号:
123456789
学生:
xxx指导教师:
xxx
接受任务时间2009.03.12
教研室主任(签名) 系主任(签名)
一、毕业设计(论文)的主要内容及基本要求
设计重点应放在球阀主要零件的设计计算、材料选用以及强度校核,绘制零件图和装配图需标注配合公差和表面粗糙度。
通过设计,培养学生对基础知识和专业知识的的应用,以及及提高识图、查表、设计的能力。
主要工作内容如下:
1)学习理解阀门的基础知识及工作原理;
2)掌握球阀设计的主要内容及设计过程;
3)理解掌握极限配合、形位公差和表面粗糙度的选择和标注;
4)编写球阀设计计算(论文)书和球阀使用说明书;
5)绘制球阀的零件图和装配图。
预计工作量:
球阀零件图7张、装配图1张、球阀使用说明书、毕业设计计算(论文)书。
二、原始参数和指标要求
球阀的公称通径DN=25mm,工作压力P=3.2MPa。
球阀装配结构图。
三、指定查阅的主要参考文献及说明
(1)阀门设计
(2)球阀设计与选用
(3)实用阀门设计手册
(4)阀门设计计算手册
(5)阀门设计制造与选用简明手册
四、进度安排
设计(论文)各阶段名称
起止日期
1
查阅资料,完成开题报告
09.03.12~09.03.25
2
完成球阀各零件的设计及计算,并确定装配方案
09.03.25~09.04.25
3
用CAD绘制出球阀的零件图(7张)及装配图(1张)
09.04.25~09.05.15
4
编写毕业设计说明书及球阀的使用说明书
09.05.15~09.06.05
5
准备毕业答辩
09.06.05~09.06.15
摘要
球阀是由旋塞阀演变而来。
它具有相同的旋转90度的动作,不同的是旋塞体是球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。
球面和通道口的比例应该是这样的,即当球旋转90度时,在进、出口处应全部呈现球面,从而截断流动。
球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。
完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。
通常认为球阀最适宜直接做开闭使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。
球阀的主要特点是本身结构紧凑,易于操作和维修,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,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。
球阀阀体可以是整体的,也可以是组合式的。
传统球阀的缺点是摩擦大、使用寿命短、密封性能不好。
故此次设计的关键问题是要尽量避免产生摩擦,密封要紧,最终达到高效率、高质量、耐用性等要求。
该球阀具有启闭磨损小,关闭时可控制流量和启闭省力的优点;由于此次设计的密封阀座选择的是弹性阀座,故克服了普通球阀因密封比压过大而使密封面容易磨损的缺点,延长了球阀的使用寿命。
关键词:
球阀;密封;磨损小;耐用
ABSTRACT
Ballisevolvedbythestopcock.Ithasthesame90-degreerotatingmotion,unlikethefaucetbodyisasphere,acircularthrough-holeorchannelthroughitsaxis.Sphericalandtheproportionofopeningsshouldbesuchthatwhentheball90-degreerotation,inimportsandexportsshouldallshowspherical,thuscuttingofftheflow.Ballonlyabout90degreesrotationoftherotatingoperationandasmalltorquecanbeclosedtightly.Fullequalityforthemediumofthebodycavitytoprovidealittleresistance,throughtheflowchannel.Ballvalveisgenerallybelievedthatthemostappropriateuseofdirectopeningandclosing,therecentdevelopmenthasbeendesignedasaballvalvesothatitflowswiththeexpenditureandcontrolpurposes.Ballisinitselfthemainfeaturesofcompactstructure,easyoperationandmaintenance,applicabletowater,solvents,acidandgas,suchasworkingmediaingeneral,butalsoapplicabletotheworkofthemediumconditions,suchasoxygen,hydrogenperoxide,methaneandethyleneandsoon.BallValvecanbeawholecanalsobemodular.
Theshortcomingsofthetraditionalballvalveisfriction,andlifeshort,goodsealingperformance.Therefore,thekeyquestionisdesignedtominimizetheriskoffriction,sealingimportant,andultimatelytoachievehighefficiency,highqualityanddurabilityrequirements.Ballwearandtearoftheheadstockhasasmall,closedgatecancontroltheflowandthebenefitsoflabor-saving;asaresultofthevalveseatsealdesignistheflexibilitytochoosethevalveseat,theballvalvetoovercomeacommonresultofexcessivepressuresealingofsealingsurfaceoftheshortcomingsofeasytowearandteartoextendthelifeofaballvalve.
Keywords:
ballvalve;sealed;wearsmall;durable
第一章绪论
1.1课题来源
阀门是一种量大面广的通用机械产品,国民经济各部门所需要的阀门数量很大,应用范围也非常广泛。
输送流体介质离不开管路,而控制介质流动则离不开阀门。
凡是需要对流动介质进行控制的地方,都必须安装阀门,阀门可比喻为“管路的咽喉”。
球阀是上个世纪50年代问世的一种阀门,在半个世纪的时间里,球阀已发展成为一种主要的阀类。
球阀经过半个世纪的发展已经有了很大的改进和发展,已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火箭等各部门,以及人们日常生活中,起着截流、控制等作用。
球阀的工作原理是靠旋转阀杆来使阀门畅通或闭塞。
球阀开关轻便,体积小,可以做成很大口径,密封可靠,结构简单,维修方便,密封面与球面常在闭合状态,不易被介质冲蚀,在各行业得到广泛的应用。
球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门,只有它的关闭件是个球体,球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。
球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。
球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门,它具有以下优点:
1.流体阻力小,其阻力系数与同长度的管段相等。
2.结构简单、体积小、重量轻。
3.紧密可靠,目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好,在真空系统中也已广泛使用。
4.操作方便,开闭迅速,从全开到全关只要旋转90°,便于远距离的控制。
5.维修方便,球阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。
6.在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起阀门密封面的侵蚀。
7.适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。
在石油化工领域、大型煤液化工程关键设备、冶金部门、“南水北调”工程、西气东输工程、环保工程等球阀市场需求很大。
通过对阀门市场的调查分析,在“十一·五”中,阀门需求量的总体趋势为上升趋势,阀门这个量大面广的产品,其需求量在稳定中·增长。
其中球阀的市场需求占阀门试产需求的15.5%,是各类阀门中需求最多的。
由此可见,球阀在我国有着巨大的市场潜力。
1.2选题目的和意义
1)通过本设计掌握阀门的工作原理和结构设计,了解阀门的设计标准及型号选用。
2)通过设计了解该行业设计的相关知识及标准选用,并能够设计出一套符合国家标准的浮动式球阀。
3)通过本设计掌握零件结构设计的方法,更深入掌握机械设计,材料选用等知识。
4)会查阅和收集资料,学会使用手册及图表资料。
5)培养创新设计的思维,为今后工作打下坚实的基础。
1.3球阀的发展趋势
球阀,是一种以球体作为关闭件的阀门,它起源于上世纪50年代。
早在19世纪80年代美国就开始设计球阀,但是由于当时缺乏合适的材料,限制了球阀的发展,使它未成为一种正式工业产品。
直到上世纪50年代,聚四氟乙烯等弹性密封材料的出现才使球阀的产生与发展出现了转机;同时,也由于机床工业的发展,使球体加工技术提高,能够实现球体所要求的尺寸精度和表面粗糙度。
目前,球体最大公称直径已达到3050mm,这是美国EscherWyss公司为田纳西州的一个泵站所提供的4台球阀,用作透平机出口的切断阀,设计压力为4.8MPa。
球阀的最高工作压力已达到72MPa,其相应温度高达1000°C。
球阀不仅在一般工业管道得到了广泛应用,而且在核工业、宇航工业的液氧和液氢输送管线上普遍采用。
全塑料球阀近年来发展较快。
其特点是:
耐腐蚀、总量轻、成本底。
在水道、化学管道上应用越来越广。
德国一家阀门公司已制造出通径为6″的塑料球阀;美国一家阀门公司制成一种含氟塑料球阀,它具有高强度、优良的耐温与耐腐蚀性能,适应温度为≤250°C。
大口径输油(或天然气)管线是球阀应用的一个重要方面。
公称通径范围:
600~1400mm,工作压力通常为:
8.0MPa。
为了确保安全,一些制造厂商按管线球阀的使用特点和他所受外界自然条件的影响,进行抗地震的弯曲实验、防止火灾蔓延的实验、耐气候条件的综合实验、紧急切断实验等。
为了适应高温工况的需求,近年来还发展了高温球阀,它的阀
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