热电站用安全阀cad设计本科学位论文.doc

目 录摘 要IABSTRACTII1 前言11.1 本毕业设计的目的及意义11.2 本次毕业设计的任务与要求12 阀门概述32.1 阀门的功用32.2 阀门的分类32.3 国内阀门行业现状53 安全阀的设计与计算73.1 安全阀主要零件选材73.2 阀门主要参数设计计算143.3 安全阀的结构设计193.4 安全阀阀体与阀盖连接形式的设计213.5 安全阀关闭件的密封结构的设计234 阀门驱动装置的选择244.1 阀门手动装置244.2 阀门电动装置254.3 阀门的气动装置274.4 阀门液动装置285 安全阀三维建模及其工程图305.1 Solidworks软件简介305.2 安全阀阀体三维建模及其工程图305.3 安全阀主要零件的三维建模及其工程图335.4 安全阀总装配的三维建模与工程图405.5 三维建模的心得体会416 阀门的质量检验.性能测试及安装维护436.1 阀门的质量检验436.2 阀门的质量检验要求456.3 阀门的试压项目及标准466.4 阀门的安装486.5 阀门的维护506.6 安全阀常见故障处理51总结与体会53致谢词54参考文献55热电站用安全阀的CAD设计摘 要阀门是各种流体装置中不可缺少的控制设备，在国民经济各个部门中有着广泛的应用。随着市场需求的不断发展，对阀门产品的要求也越来越高。为了适应市场快速变化的要求并使企业在竞争中求得发展，阀门制造厂家都纷纷从产品设计入手，广泛用计算机辅助设计系统进行阀门设计，从而缩短产品设计周期。因此，基于CAD的产品设计具有十分重要的现实意义。本设计通过调查研究，在收集和分析大量文献资料的基础上，对热电站用安全阀进行设计、计算和结构设计，并基于SOLIDWORKS软件对安全阀进行计算机辅助结构设计。完成了给定条件下的安全阀三维建模和工程图。同时对阀门驱动装置的选择、阀门的检验与试验与阀门的使用与维护提出要求和建议。本次设计的热电站用安全阀可用于50-300MW机组锅炉汽包或过热器集箱上，控制介质工作压力并对外排汽泄压，以保证锅炉和过热器安全运行。本毕业设计具有重要的应用价值。【关键词】 热电站； 安全阀；阀门； Solidworks； 三维建模AbstractValve is one of necessary control device of liquid mechanism. It is applied in many kinds of field. With the development of valve market, higher level of valve quality is required. In order to shorten the time of production, Computer-aided design technology is used in manufacturing industry. Therefore, valve design base on CAD software is extremely important.Through investigation, collecting and analyzing many documents and materials, a safety valve for steam power plant was designed. Calculations and structural design of safety valve were made. Base on Solidworks, three- dimensional models of safety valve as well as its parts were built. The mechanical drawings are produced based on these models. At the same time selection of drivers for the valve and test of the valve as well as usage and maintenance were analyzed in this B.S thesis.The safety valve designed in the thesis may used in the 50-300MW unit boiler steam and super heater collection box. It can be used to control medium working pressure and the output gas and decompression. Consequently safety valve guarantees the boiler and the super heater under the safe operation. The work in the thesis has great values in application.【Keywords】 Steam Power plant, Safety valve, valve, Solidworks, Three-dimensional modelingI1 前 言 1.1本毕业设计的目的及意义高等院校的毕业设计（论文）教学过程是实现本科培养目标要求的重要培养阶段，毕业设计（论文）是大学期间，学生毕业前的最后学习阶段，是学习深化与升华的重要过程，是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验，是学生毕业及学位资格认证的重要依据，是衡量高等学校教育质量和办学效益的重要评价内容。 本毕业设计课题来源某企业的实际应用项目，阀门在现代工业中用大量的应用，并且随着市场经济的发展，国内外对阀门的需求越来越大，用户对产品的质量要求越来越高，这必将使得阀门设计制造在机械设计制造中扮演更重要的角色，因此对于即将毕业参加工作的机械设计制造行业的学生来说，能对工厂的实际应用课题进行研究训练是个难得的机会，它不仅能促使我们综合应用大学四年来所学的各种知识，是对自己以前所学的一个综合考察，全面总结，也是一个将所学专业知识全面提高的机会，通过这个设计更将使我们能更好的适应即将投入的工作中，所以本次设计课题意义重大。1.2本次毕业设计的任务与要求本毕业设计题目为热电站用安全阀CAD设计，本题目基于SOLIDWORKS对热电站常用阀门安全阀进行计算机辅助结构设计。完成给定条件下的安全阀三维建模和工程图。1. 适用介质：蒸汽2. 工作压力：1720MPa3. 工作温度：5554. 开启高度：20mm5. 阀座当量内径：82.5mm6. 排气常数：0.337. 公称通径： DN=176-250mm8. 配管尺寸：234mm本设计任务结合科研课题，主要培养学生进行调查研究，收集、分析和加工整理文献资料，正确使用设计手册进行工业阀门产品设计计算、应用CAD软件进行计算机辅助三维设计、工程制图、技术文件编写的能力。要求学生综合运用所学知识，独立分析和解决问题，完成设计任务。1. 文献检索，查阅和收集资料文献检索，收集、查阅文献资料10篇以上，记录、分析整理资料。2. 了解热电站安全阀类型、特点、用途和工作原理，掌握热电站安全阀的设计方法和步骤。3. 安全阀主要零部件强度计算。4. 应用SOLIDWORKS进行安全阀零部件和装配三维设计。5. 安全阀主要零部件和装配体工程图 （全部图纸折合为零号图纸不少于3张）6. 毕业设计说明书一份（2万字左右，有英文题目和摘要）7. 翻译与课题有关的外文资料，译文不少于3000字。8. 制作10分钟内的毕业答辩多媒体课件。本毕业设计的技术路线：1. 了解设计要求及设计目的，查找安全阀相关资料及考察实物，对热电站用安全阀知识有全面的认识；2. 认真分析设计任务，确定安全阀的功能和用途，根据实用阀门设计手册的设计步骤.设计要求及计算公式计算设计出安全阀各部分的结构.尺寸，确定各零件的材料，元件的选择等。3. 应用SOLIDWORKS绘制安全阀零部件的零件图，然后组装完成总的装配图，最后在装配图的基础上生成工程图，完善工程图的标注等，并翻译与课题有关的外文资料，译文不少于3000字，用PowerPoint制作10分钟内的毕业答辩多媒体课件，最终完成设计任务。2 阀门概述 热电站用安全阀CAD设计，是以阀门作为研究对象的，在此，首先简单介绍一下阀门。 阀门在国民经济各个部门中有着广泛的应用。在石油、天然气、煤炭和矿石的开采，提炼加工和管道输送系统中;在化工产品、医药和食品生产系统工程中;在水电、火电和核电的电力生产系统中;在船舶、车辆、飞机以及各种运动机械的流体系统中，都大量地使用阀门。此外，在国防生产系统中和航天等新技术领域里也使用着各种性能特殊的阀门。因此，阀门是我国实现国民生产中不可缺少的重要机械产品。 用于流体控制的阀门，从简单的截断装置到极为复杂的自控系统，其品种和规格繁多。阀门可以控制空气、水、各种腐蚀性化学介质，泥浆、液态金属和放射性物质等各种类型的流体的流动。2.1阀门的功用 阀门是流体输送系统中的控制部件，主要功能有导流、截流、调节、节流、防止倒流，分流或溢流卸压等功能。具体来讲，它有以下几种用途:（1） 接通或切断管路各段的介质，如:闸阀、截止阀、止回阀、球阀等。（2）调节管路的流量和压力，如节流阀、安全阀、减压阀等。（3）改变介质的流动和方向，如:分配阀、三通旋塞等。（4） 指示和调节液面，如:液面指示器、液面调节器等。（5）其它特殊用途，如:阻气排水阀、温度调节器等。2.2阀门的分类 对阀门分类，首先应明确，类是将事物进行逻辑划分的基本概念，也就是要对事物进行分类，必须从事物的最基本特征出发，即应从阀门的最基本概念和要素出发。 阀门的种类繁多，可以按各种方法分类:2.2.1按用途和作用分类 （1）截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀和蝶阀等。 （2）调节阀类主要用于调节介质的流量，压力等。包括调节阀、节流阀和减压阀等。 （3）止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。 （4）分流阀类用于改变灌录中介质流动的方向，起分配，分离和混合介质的作用。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。 （5）安全阀类用于超压安全保护，排放多余介质，防止压力超过规定数值。包括各种类型的安全阀。2.2.2按主要参数分类1. 按压力分类(1) 真空阀工作压力低于标准大气压的阀门。(2) 低压阀公称压力PN < 1.6MPa的阀门。(3) 中压阀公称压力PN2.5 - 6.4MPa的阀门。(4) 高压阀公称压力PN 10.0 - 80.OMPa的阀门。(5) 超高压阀门公称压力PN)100MPa的阀门。2. 按介质工作温度分类(1) 高温阀t>450的阀门。(2) 中温阀120 t450的阀门。(3) 常温阀-40'Ct120的阀门。(4) 低温阀-100 t-40的阀门。(5) 超低温阀t<-100的阀门。3. 按阀体材料分类(1) 非金属材料阀门如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。(2) 金属材料阀门如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门、蒙乃尔合金阀门、铸铁阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。(3) 金属阀体衬里阀门如衬铅阀门、衬塑阀门、衬搪瓷阀门。4. 按公称通径分： (1) 小口径阀门- 公称通径DN<40mm的阀门。 (2) 中口径阀门- 公称通径DN5030mm的阀门。 (3) 大口径阀门- 公称通径DN3501200mm的阀门。 (4) 特大口径阀门- 公称通径DN>1200mm的阀门。 5. 按与管道连接的方式分： (1) 螺纹连接阀门- 阀体上带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹连接。 (2) 法兰连接阀门- 阀体上带有法兰，与管道采用法兰连接。 (3) 焊接连接阀门- 阀体上带有焊口，与管道采用焊接。 (4) 对夹连接阀门- 用双头螺栓将阀门连接在管道上的法兰之间。 (5) 夹箍连接阀门- 阀体上带有夹口纹，与管道采用夹箍连接。 (6) 卡套连接阀门- 采用卡套与管道连接。2.2.3通用分类法 这种分类方法即按原理、作用划分，又按结构划分，是目前国内、国际最常用的分类方法。一般分为:闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、隔膜阀、止回阀、节流阀、安全阀、减压阀、疏水阀、调节阀。2.3国内阀门行业现状 改革开放以来，我国阀门行业得到了快速发展，现己基本形成人才培养、科学研究、产品开发设计和制造较为完善的体系，除少数的特殊阀门产品外，现有的产品品种和数量基本能满足国民经济各部门的需要，但各类阀门的可靠性和配套能力与国际水平仍有较大的差距。2000年全行业企业数1308个，其中合资企业11个。科研院所有机械工业合肥通用机械研究、沈阳阀门研究所以及12个厂办研究所，职工人数18.5万人，其中工程技术人数9200人。工业总产值100亿，工业增加值32亿，固定资产原值62.2亿，净值40.5亿，销售收入91.1亿，利税总额7.4亿，其中利润总额2.3亿。全员劳动生产率17297元/人;主要出口值1.5亿。机械系统阀门协会会员企业167家，其中合资企业5个，科研院所7个。职工人数8.5万人，其中工程技术人员5500人。根据1999年协会会员厂资料统计，工业总产值42亿，工业增加值9.7亿，固定资产原值31.7亿，净值20.9亿，销售收入28.7亿，利税总额1.5亿，其中利润总额1958万。 国内阀门行业发展经过这些年的发展，已具有一定的优势，主要表现在以下几个方面: (1)我国阀门行业生产的品种规格大幅度增多; (2)改革开放以来，我们阀门行业引进大量设计制造技术，通过对引进技术消化和借鉴合资企业的先进经验，尤其是大幅度的采用国际和国外先进标准，阀门行业己有30多家取得了工509000认证和11家取得了AP工认证，同时还有十多家长期生产出口产品。我国阀门产品质量明显提高，有的达到了发达国家水平; (3)通过“七五，、“八五”的技术改造，阀门行业的技术装备水平和生产工艺也有较大提高和改善。不但降低了劳动强度，而且提高了零部件质量和劳动效率; (4)目前阀门行业的技术标准体系己经比较完整，己有184项国家标准和行业标准，有些主要基础标准和产品标准己达到国际和国外先进水平; (5)阀门设计水平较过去有了较大的提高，基本实现了“三无”设计。与国外阀门行业的差距：国外的阀门产品在技术水平和质量方面优于国内产品，我国阀门的生产和技术水平与发达国家相比还有很大的差距，主要是在阀门设计水平和生产工艺以及管理水平上主要表现在下述几个方面： 1. 从劳动生产率比，按1995年资料，美国产值为107亿美元，德国79亿马克，法国61亿法郎，日本42亿美元。劳动生产率美国为13.8万美元/人年，德国9.6万美元/人年，法国8.8万美元/人年，日本9.5万美元/人年。我国全国平均只达3万元人民币/人年。 2. 从进出口来比，据资料称，国际上各国出口阀门总额约60亿美元。美国出口16.2亿美元，进口16.8亿美元。德国出口18.87亿美元，进口11.32亿美元，日本出口11.32亿美元，进口4.03亿美元。我国1996年出口只有1.264亿美元，进口2.6亿美元。 3. 从产业结构和产品结构来比，发达国家的阀门厂，无论是生产品种、工艺、规模都各有专长，其显著特点是重复性很少。而国内行业厂家近1500家，参加协会的150多家，绝大多数厂家都同时生产Z41, J41等普通阀门，装备和工艺也大同小异。而国家重大装备需要的要求严，难度大的一些特殊阀门，基本上依靠进口。行业的总体技术水平和质量水平一般，生产效率低，经济效益差。可见，我国阀门行业的生产和技术水平与发达国家相比还有很大的差距。3. 安全阀的设计与计算3.1安全阀主要零件选材制造阀门零件材料很多，包括各种不同牌号的黑色金属和有色金属及其合金、各种非金属材料等。 制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择：  1. 工作介质的压力、温度和特性。 2. 该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。 3. 有较好的工艺性。  4. 在满足以上条件情况下，要有较低的成本。3.1.1  阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料阀体、阀盖和闸板（阀瓣）是阀门主要零件之一，直接承受介质压力，所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。常用材料有下面几种：（1） 灰铸铁：灰铸铁适用于公称压力PN1.0MPa，温度为10200的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为：HT200、HT250、HT300、HT350。（2）可锻铸铁：适用于公称压力PN2.5MPa，温度为30300的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有：KTH30006、KTH33008、KTH35010。（3） 球墨铸铁：适用于PN4.0MPa，温度为30350的水、蒸汽、空气及油品等介质。常用牌号有：QT40015、QT45010、QT5007。    鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。根据经验，建议PN2.5MPa，阀门还是采用钢制阀门为安全。（4）耐酸高硅球墨铸铁：适用于公称压力PN0.25MPa，温度低于120的腐蚀介质。（5）碳素钢：适用于公称压力PN32.0MPa，温度为30425的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。（6）铜合金：适用于PN2.5MPa的水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度40250的蒸汽介质，常用牌号为ZGnSn10Zn2(锡青铜），H62、Hpb591（黄铜）、QAZ192、QA194(铝青铜)。（7）高温铜：适用于公称压力PN17.0MPA、温度570的蒸汽及石油产品。常用牌号有ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌号。具体选用必须按照阀门压力与温度规范的规定。（8）低温钢，适用于公称压力PN6.4Mpa,温度196乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质，常用牌号）有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9（9）不锈耐酸钢，适用于公称压力PN6.4Mpa 、温度200硝酸，醋酸等介质，常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>。3.1.2  密封面材料密封面是阀门最关键的工作面，密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命，通常密封面材料要考虑耐腐蚀，耐擦伤，耐冲蚀，抗氧化等因素。通常分两大类：1.  软质材料（1） 橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等）；（2）  塑料（聚四氟乙烯，尼龙等）。2.   硬密封材料（1） 铜合金（用于低压阀门）；（2） 铬不锈钢（用于普通高中压阀门）；（3） 司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门）；（4）镍基合金（用于腐蚀性介质）。 3.1.3  阀杆材料阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与介质直接接触，同时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性，有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性，以及良好的工艺性。常用的阀杆材料有以下几种。1. 碳素钢用于低压和介质温度不超过300的水、蒸汽介质时，一般选用A5普通碳素钢。用于中压和介质温度不超过450的水、蒸汽介质时，一般选用35优质碳素钢。2. 合金钢用于中压和高压，介质温度不超过450的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用40Cr（铬钢）。用于高压、介质温度不超过540的水、蒸汽等介质时，可选用38CrMoALA渗氮钢。用于高压、介质温度不超过570的蒸汽介质时，一般选用25Cr2MoVA铬钼钒钢。3. 不锈耐酸钢用于中压和高压、介质温度不超过450的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用1Cr13、2Cr13、3Cr13铬不锈钢。用于腐蚀性介质时，可选用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和PH15-7Mo沉淀硬化钢。4. 耐热钢用于介质温度不超过600的高温阀门时，可选用4Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢。 3.1.4阀杆螺母材料阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。1.铜合金铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。对于Pg<1.6Mpa的低压阀门可采用ZHMn58-2-2铸黄铜。对于Pg16-6.4Mpa的中压阀门可采用ZQAL9-4无锡青铜。对于高压阀门可采用ZHAL66-6-3-2铸黄铜。2.钢当工作条件不允许采用铜合金时，可选用35、40等优质炭素钢，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不锈耐酸钢。工作条件不允许指下列情况：1.用于电动阀门上，带有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。2.工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的氨介质。选用钢制阀杆螺母时，要特别注意螺纹的咬死现象。 3.1.5   紧固件、填料及垫片材料3.1.5.1 紧固件材料紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。紧固件在阀门上直接承受压力，对防止介质外流起关重要作用，因此选用的材料必须保证在使用温度下有足够的强度与冲击韧性。根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按表3-1选择。表3-1紧固件材料选择公称压力Pg(Mpa)介 质 温 度 （）300350400425450530螺栓双头螺栓1.6-2.5A33530CrMoA_4.0-10.03535CrMoA25Cr2MoVA16.0-20.030CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA 螺母1.6-2.5A33035_4.0-10.0303535CrMoA16.0-20.23535CrMoA选用合金钢材料时必须经过热处理。对紧回件有特殊耐腐蚀要求时，可选用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不锈耐酸钢。3.1.5.2填料材料在阀门上，填料是用来充填阀盖填料室的空间，以防止介质经由阀杆和阀盖填料室空间泄漏。1、 对填料的要求（1） 耐腐蚀性好，填料与介质接触，必须能耐介质的腐蚀。（2） 密封性好，填料在介质及工作温度的作用下不泄漏。（3） 摩擦系数小，以减小阀杆与填料间的摩擦力矩。2、 填料的种类填料可分为软质填料及硬质填料两种：（1）软质填料：系由植物质，即大麻、亚麻、棉、黄麻等，或由矿物质，即石棉纤维或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等编织的线绳，也有压成的成型的填料，以及近年来新发展的柔性石墨填料材料。植物质填料较便宜，常用于100以下的低压阀门；矿物质填料可用于450-500的阀门。近年来使用橡胶O型圈做填料的结构在逐步推广，但介质温度一般限制在60以下。高温高压阀门上的填料也有采用纯石棉加片状石墨粉压紧而成的。（2）硬质填料：即由金属或金属与石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯压合烧结而成型的填料，金属填料使用较少。（3） 填料的选择选择填料要根据介质、温度和压力来选择，常用的材料有以下几种：1） 油浸石棉绳，可按表3-2选择。2） 橡胶石棉绳：可按表3-3选择。3） 石墨石棉绳：石棉绳上涂有石墨粉，可用温度450以上，压力可以达到16Mpa，一般适用于高压蒸汽上。近后来又逐步采用了压成人字型填料，单圈放置，密封性好。4） 聚四氟乙烯：这是一种目前使用较广的一种填料。特别适用腐蚀性介质上，但温度不得起过200。一般采用压制或棒料车制而成 表3-2 油浸石棉绳材料填料表名称 牌号形状规           格（直径或方形边长）适用极限压力kgf/cm²适用极限温度（）用途    油浸石棉绳   YS450F3.4.5.6.8.1013.16.19.22.25   60   450  用于水蒸气、空气、石油产品Y5.6.8.10.1316.19.22.25N3.5.6.8.10.1316.19.22.25YS350F、Y、N3.5.6.8.10.1316.19.22.25.45350YS250F、Y、N3.5.6.8.10.13.16.19.22.2545250注：形状代号F表示方的，穿心或一至多层编结；Y表示圆的，中间是一扭制芯子，外边是一至多层编结；N表示扭制的。表3-3 橡胶石棉绳材料填料表名称牌号规     格（直公式或方形边长）适用极限压力kgf/cm²适用极限温度（）用途橡胶石棉盘根XS4503 . 4 . 5 . 6 . 810 . 13 . 16 . 1922 . 25 . 2860450用于蒸汽、石油产品XS35045350XS250452503.1.5.3 垫片材料垫片是用来充填两个结合面（如阀体和阀盖之间的密封面）间所有凹凸不平处，以防止介质从结合面间泄漏。1、对垫片的要求垫片材料在工作温度下具有一定的弹性和塑性以及足够的强度，以保证密封。同时要具有良好的耐腐蚀性。2 . 垫片材料的种类和选择垫片可分为软质和硬质两种，软质一般为非金属材料，如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板，聚四氟乙烯等。硬质一般为金属材料或者金属包石棉、金属与石棉缠绕的等。垫片的形状有很多，有扁平的、圆形的、椭圆形的、齿形的、透镜式的以及其他特殊形状的。   金属垫片的材料一般用08、10、20优质碳素钢和1Cr13、1Cr18Ni9不锈钢，加工精度和表面光洁度要求较高，适用于高温高压阀门。非金属垫片材料一般塑性较好，用不大的压力就能达到密封。适用于低温低压阀门。垫片材料可按表3-4选择。 表3-4 不同材料垫片的适用介质及应用范围垫 片 材 料介   质应用范围压力（Mpa）温度（）厚纸板水、油类1040油浸纸板水、油类1040橡胶板水、空气650石棉板蒸汽、煤气6450聚四氟乙烯腐蚀性介质25200橡胶石棉板XB-450水蒸汽、空气、煤气60450XB-350水蒸汽、空气、煤气40350XB-200水蒸汽、空气、煤气15200耐油橡胶石棉板油类1603008钢与XB-450充填蒸汽10045008钢与XB-350充填蒸汽403501Cr13、0Cr13石棉充填蒸汽10060008钢与耐油橡胶石棉充填油类100350铜水蒸汽、空气100250铝水蒸汽、空气6435010钢、20钢水蒸汽、油类2004501Cr13蒸汽2005501Cr13Ni9蒸汽200600依据以上原则选取的安全阀的主要零部件的材料如下：表3-5 安全阀主要零件的选材零件代号零件名称零件材料A8125.1101下 阀 体12Cr1MovA8125.1102阀 瓣12Cr1MovA8125.1103阀 杆20Cr1Mo1v1AA8125.1104阀瓣螺母25Cr2Mo1vAA8125.1105阀 座12Cr1MovA8125.1106上 阀 体2Si5CrMovA8125.1107阀 盖12Cr1MovA8125.1108缓 冲 室2Si5CrMovA8125.1109螺 母 套2Cr13A8125.1110上 阀 杆20Cr1Mo1v1AA8125.1111弹 簧60Si2MnAA8125.1112缓冲活塞3Cr13A8125.1113缓冲室盖25A8125.1114垫 圈2Cr13A8125.1115压紧螺母2Cr13A8125.1116螺 栓20Cr1Mo1v1AA8125.1117活 塞2Cr13A8125.1118铭 牌L2A8125.1119挡 销35A8125.1120垫 圈25A8125.1121碟形弹簧60Si2MnAA8125.1122活 塞 套2Cr13A8125.1123小压板35A8125.1124螺 栓30CrMoAA8125.1125小 弹 簧65MnA8125.1126管 接 头35A8125.1127填料压盖35A8125.1128连接螺母25Cr2MoVAA8125.1129防松垫圈1Cr18Ni9TiA8125.1130压 板12Cr1MovA8125.1131垫 圈1Cr18Ni9TiA8125.1132活 塞 套2Cr13GB71-85螺钉M6×1035TM1032-88（170）齿形衬垫25GB898-88（M36）双头螺栓25GB93-85（10）垫 圈65Mn注：其他GB标准件和DG厂家标准件分别按国标和厂家标准选用，在此不再赘述。3.2 阀门主要参数设计计算阀门参数说明如表3-6表3-6 阀门参数表参数符号数值适用介质蒸汽工作压力P1720MPa工作温度F555.C开启高度h20mm阀座当量内径d82.5mm排气常数c0.33配管尺寸234mm公称通径DN176250mm安全阀设计包括了阀体厚度、阀体密封面上总作用力及计算比压、阀瓣密封面总作用力及计算比压、圆周力的计算。 3.2.1 阀体厚度阀体分了三种类型：钢及合金钢阀体（圆形）、铸铁阀体（圆形）、铸铁阀体（椭圆形）。计算钢及合金钢阀体（圆形）阀体厚度和铸铁阀体（圆形）阀体厚度时不输入图示a 。计算铸铁阀体（椭圆形）阀体厚度是不输入计算内径 Dn 。注：表中所指查表都是指陆培文所著实用阀门设计手册中对应的表，即参考文献2。表3-7厚度计算（钢及合金钢阀体）序号名称公式或索引单位1计算压力 pPN设计给定MPa2计算内径 Dn设计给定mm3许用拉应力 L查表3-3（或表3-5）MPa4腐蚀余量 C设计给定mm5图示 a设计选定mm6实际厚度 SB设计选定mm7计算厚度 SB'P×Dn / (2.3×L p)+Cmm注：1、SB SB'，为合格。2、管路附件压力-温度额定值是根据材料相应温度下的许用应力而制定的，故不进行高温核算。通过计算我们我们确定壁厚为25mm的椭圆形阀体，如图3.1，引自参考文献2。图3.1铸铁阀体图3.2椭圆形截面阀体带防转键手轮总转矩及圆周力表3-8总转矩及圆周力序号名称公式或索引单位1关闭时总转矩 MMFL+MTJ (不带滚珠轴承)MFL+MKZ（带滚珠轴承）N·mm2开启时总转矩 MMFL+MTJ (不带滚珠轴承)MFL+MKZ（带滚珠轴承）N·mm3阀杆螺母凸肩摩擦力矩MFL表5-96序号20N·mm4MFL表5-96序号21N·mm5阀杆螺母摩擦力矩MTJ表5-139序号20N·mm3.2.2 阀体密封面上总作用力及计算比压表3-9密封面上总作用力及计算比压（M1）序号名称公式或索引单位1密封面上总作用力 QMZQMJ+QMFN2密封面处介质作用力 QMJ(DMN+bM)2) ×p×/4N3密封面内径 DMN设计给定mm4密封面宽度 bM设计给定mm5计算压力 pPN设计给定MPa6密封面必需比压 qMF查表3-10MPa7密封面上密封力 QMF(DMN+bM) ×bM×qMFN8密封面计算比压 qQMZ / (DMN+bM) ×bMMPa9密封面许用比压 q查表3-11MPa注：qMF<=q<=q，为合格。图3.3平面密封3.2.3阀瓣密封面总作用力及计算比压表3-10封面总作用力及计算比压序号名称公式或索引单位1密封面上总作用力 QMZQMF+QMJN2密封面上密封力 QMF表5-78序号7N3密封面处介质作用力 QMJ