3.4.3 上密封座尺寸

采用镶座式上密封面的结构形式，其结构尺寸按《实用阀门设计手册》P1277 表 7-3图 7-3 设计。

图3-4-6  上密封座结构

3.5 气缸的设计与计算

3.5.1 气缸的直径粗估算与选取

在进行活塞传动装置力的计算时，首先近似地确定气缸直径d，d 的确定可根据启闭

阀门所需的阀杆最大轴向力和气源工作压力P，如下：

                     (3.28)

式中：d—活塞杆的直径为 38mm；

P—气源动力，取 0.7MPa；

故

                       (3.29)

又因为气缸中 O 型密封圈室标准件，所以要考虑密封圈尺寸以保证密封，则密封圈的安装外径和气缸的内径相同。根据《O 型密封圈》相关规定，初步确定气缸内径为460mm。

但是由于气缸所提供的压力显然比我们所需要的压力大很多，就必须对密封面的强度进行校核。 

3.5.2 气缸的校核

(1) 无介质时：

实际产生的轴向力

     (3.30)

其中：Q—气源作用在活塞上的力 

无介质时，介质静压力QMJ=0

故，无介质时，密封面比压满足要求。

(2)  有介质时：

实际产生的轴向力同无介质时，

因为有介质作用，则

故，有介质时，密封面比压也满足要求。

综合上述，有无介质两种情况，气缸的校验合格。

3.6  其他主要零件的设计与校核

3.6.1  滚动轴承的选取

为了减小操作力矩，一般应在阀杆轴向力超过40KN的情况下，在阀杆螺母上装有单

向推力球轴承。单向推力球轴承必须根据轴承的工作能力系数来选择。

 （3.33）

式中：n—阀杆转速，当手动时可取n=25r/min；

h—轴承寿命，对于阀门可取 125h；

KR—轴承负荷性质对轴承寿命的影响系数，对于阀门可按轻微冲击力，即短时间超载125%，考虑去 1.1；

KW—轴承工作温度对轴承寿命的影响系数，对于本设计阀门工作温度为常温，可取 1。 

3.6.2  阀杆螺母的校核

阀杆及阀杆螺母通常采用单头标准梯形螺纹，这里阀杆螺母也作为开合螺母，是用

来实现手动和气动切换的。工作时阀杆螺母受阀杆轴向力，其强度校核按下面几个方面进行：

考虑到开合螺母要求强度高，减磨性要好，选择材料为铝黄铜。由于阀杆启闭过程中，螺纹两面都工作，所以 T 型螺纹形式采用单头标准梯形螺纹。

由于通常阀杆材料的强度大于螺母材料，所以只对阀杆螺母的螺纹进行校核

螺纹表面的挤压应力

    （3.35）

式中：QFZ—阀杆总轴向力；

n—计算螺纹圈数，

Fy—单牙螺纹受挤压面积；

由《实用阀门设计手册》P668 查得Fy=3.11cm2，Fy=3.71cm2，W=0.251cm2；查得铝黄铜的[σZY]=35MPa，[σW]=135MPa，[τ]=80MPa

所以

故螺纹表面的挤压应力满足强度要求。

a.螺纹表面的剪应力

              （3.36）

故螺纹表面的剪应力满足强度要求。

b.螺纹表面的弯曲应力 

           （3.37）

式中：XL—力臂，取 1.5mm；

故螺纹表面的弯曲应力满足强度要求。

综上所述，螺纹的强度满足设计要求。 

3.6.3  上活塞与 T 型槽接头连接螺栓的校核

这个部位螺栓主要承受手动开启的最大轴向力，对此螺栓应校核抗拉强度。

                （3.38）

螺杆的材料选为 35 钢，则[σL]为 140MPa，则σL<[σL]。

所以，长螺杆的强度校核满足要求。

第四章 结论

闸阀广泛的应用于石油、化工、电力、医药、城建等行业。本设计方案完成了双缸气动闸阀结构与工艺设计，基本达到了任务书的要求。

通过本次设计前期的大量学习闸阀设计的基础知识，复习机械设计、互换性和金属热处理的知识，通过对闸阀实物的测绘了解其结构与功能，去车间了解其加工艺，并对阀门的使用维修做了一定的了解，使得自己对其设计加工流程比较清晰，查阅了大量资料，为这次设计的成功奠定了基础。

由于时间、水平和经验有限，在工艺设计部分并未对热处理工艺、焊接工艺进行描述，只简单介绍了机械加工工艺过程，然而，在编制机械加工工艺过程亦有不足之处，有很多改进的余地，这些需要在以后的生产实践中区掌握，去积累，去精通。

此次毕业设计对于我来说，既是一次机遇，又是一次挑战。通过此次设计锻炼了自己的专业能力，巩固了机械制图、机械设计、机械制造加工工艺、金属材料热处理等知识。在设计过程中碰到了许多新的技术问题，通过查询资料，请教同学老师，使自己在解决这些问题的过程中提升了自己的水平。通过自己的实践，增强了动手能力，通过实际工程的设计也使我了解到书本知识和实际应用的差别；让我明白了自己的缺陷在哪里；让我懂得了知识和技术的重要性及创新的魅力。

相信自己能在以后得工作中积累总结，设计出一套完完整整的设计图纸。