一、高壓球閥(fá)球體設計

球體是高壓球閥直接動作零件，因此我們必須要(yào)對其進行設計和校核。球體結構特征主要是和閥杆的連接結構，所(suǒ)以要必須滿足最大轉矩(jǔ)，還要保(bǎo)障靈活性，靈活(huó)性是保證工作(zuò)性能的(de)必備條件。因為球(qiú)體和閥杆接觸部分(fèn)是間隙之間的(de)配合，所以，這就造成了在接觸面上比(bǐ)壓(yā)分布的不均勻。按下(xià)式對其進行計算：

σZY = Mm/0.12a2h≤[σZY]　 　

式中的Mm表示的是閥座(zuò)密封面和球體間的摩擦力矩(jǔ)，單位是N；[σZY]表示的(de)是球(qiú)體許用擠壓的應力，單位是兆MPa；A表示的(de)是閥(fá)杆頭部(bù)邊長，單位是mm；H表示的(de)是閥杆頭部插入球體深度(dù)，單位是mm。

在這裡需要特别注意的是，必須要按強度要求進行設計，也就是擠壓(yā)應力和扭轉應(yīng)力應相等。可是在實際設計時往往受(shòu)到球體尺寸大小的限制，為了降低擠壓的(de)應力，通常往往要加大接觸面(miàn)尺寸，也就是加大a。

二、高(gāo)壓球閥閥體(tǐ)壁厚的設計

高壓球閥閥(fá)體一(yī)般用整體鑄或棒材進行(háng)加(jiā)工。由于(yú)工作條件是中(zhōng)低壓，因此，必須(xū)要用薄壁計(jì)算公式(shì)來對其進行計算。公式如下所示：

Sb=S，b+C(mm)

S｀b=1.32pc/2[σL]-1.2P(mm)

式中的D表示(shì)球閥内牆(qiáng)的最大直徑，單位是mm；[σL]表示的是材料許用拉應力；c表示的是附加的餘量，單位(wèi)是mm；p表示的是設計壓力，單位是mm；Sb表示的是附加餘量壁厚，單位是mm；S，b表示的是按強度計算壁厚，單位是mm。

三、高壓球閥閥體螺栓(shuān)的設計

閥體的螺栓操作情況是根據流體靜壓力産生的(de)軸向力(lì)讓閥體分開的，所以螺栓必須(xū)要克服端面載荷，而(ér)且在接觸面必(bì)須要有足夠密緊力，來保障螺栓的密封性。另外，螺(luó)栓也承受(shòu)了閥座(zuò)密封圈和球體兩(liǎng)者之間的密封力(lì)作用。螺栓的承受載(zǎi)荷為Wp：

Wp=F+Fp+Q·wa=0.785Dg2+2πbDGMp+Q

式中的Wp表示的是在操作情況下所要(yào)最小螺栓轉矩，單位(wèi)是N；F表示的(de)是總流體靜壓(yā)力，單位是N；DG表示的是載荷作用位置出墊片直(zhí)徑，單位是mm；Fp表示的是連接接觸面上的總壓(yā)緊載荷，單位是N；P表示的是(shì)設計的壓

力，單位是MPa；m表示的是墊片的有效密封寬度；Q表示(shì)的是閥座密封圈和球體(tǐ)之間密封力，單位是N。

四、高壓球(qiú)閥球(qiú)體的直徑設計

高壓球體(tǐ)直徑必(bì)将影響球閥(fá)結構的緊湊性，必須要縮(suō)小球體的直徑(jìng)。為了保障球體表面能全面地覆蓋(gài)閥座的密封面，選定的球徑必須要按(àn)下式來校核：

Dmin=(D22+d2)1/2 (mm)

其中D必須要大于Dmin，式中Dmin表示最(zuì)小球體的直徑，單(dān)位(wèi)是mm；d表示球體通道孔(kǒng)的(de)直徑，單(dān)位是mm；D2表示(shì)閥座的外徑，單位是mm。

五、高壓球(qiú)閥螺栓的拉應力計算

σL=W/A<[σL]

式中σL表示的(de)是螺(luó)栓的拉應力(lì)，單位是MPa；W表示的是WA和Wp中的大(dà)者，單位是(shì)N；A表示的是螺栓承受應(yīng)力時的實際最小總截(jié)面積；[σL]表示(shì)的是材料在常溫下許用拉應(yīng)力,單位是MPa。　　

        随着我國工業(yè)化的發展(zhǎn)，冶金、石油、化工等也迅速(sù)發展，對高壓(yā)球閥的(de)質量(liàng)要求越來越高，對高壓球閥的數量需求也越來越(yuè)大，對高壓球閥性能和使(shǐ)用工況也提出了更高(gāo)的要求。球閥(fá)已不單單在常溫常壓中使用(yòng)，而且在高(gāo)溫高壓中也大量使(shǐ)用,高(gāo)壓球閥的市場前景是非常廣(guǎng)闊的，我們研究的高壓球閥要不斷地适應社會的(de)需求。