3.3.3 阀杆的强度校核

1.阀杆的总扭矩

阀杆的轴向力通常是由驱动装置的扭矩产生的，因此计算阀杆的扭转矩对阀杆的强

度计算，螺母与阀杆的螺纹之间的摩擦力矩的计算都是不可缺少的。

由于阀杆的轴向力通过螺母凸肩作用在支架上，此处设有推力轴承，所以轴承与支

架产生的摩擦力矩并不作用在阀杆上。明杆闸阀的阀杆为开降杆，即在启闭过程中只做

直线运动，所以填料没有阻力矩，阀杆的受力分布如下图：

图3-3-1 阀杆的受力分布

因为开启时阀杆的轴向力最大，也就是说开启时阀杆的总扭矩也最大，所以下面计算只算开启时的总扭矩。

由《实用阀门设计手册》P1027 与 P1028 查得阀杆受力图及强度验算公式，对于装有推力球轴承的明杆闸阀阀杆的总扭矩为：

             （3.15）

式中RFM—螺纹的摩擦半径，由《实用阀门设计手册》P665查得

所以开启时阀杆的总扭矩为

2.  阀杆的强度计算

阀杆开启时阀杆的强度计算

开启时阀杆的受载情况如上图所示

上阀杆的危险截面为螺纹退刀槽出，因此此处的横截面最小，因该校核此处拉应力、扭转应力和合成应力。

a.拉应力(MPa)为

           （3.16）

式中：Fs—阀杆最小截面积(mm2)；按有退刀槽处的FT计算，由《实用阀门设计手

册》P667 查得为624mm2；

[σL]—阀杆材料的许用拉应力(MPa)，由《实用阀门设计手册》P607 查得为240MPa。

b.扭转应力(MPa)为240MPa；

            （3.17）

式中：Ws—阀杆最小抗扭截面系数(mm3)，有螺纹退刀槽则为退槽处的抗扭界面系 

20  数WT，4500mm3，由《实用阀门设计手册》P667 查得；  [τN]—阀杆材料的许用扭转应力(MPa)，由《实用阀门设计手册》P607 查得为 145MPa。  c．合成应力(MPa)为

式中：[σΣ]—阀杆材料的许用合成应力(MPa)，由《实用阀门设计手册》P607 查得为230MPa。

综上，阀杆的强度是合格的。

下阀杆的强度校核和尚阀杆相同，且下阀杆的最小截面大小和上阀杆最小截面大小

差不多，但是下阀杆没有气缸的摩擦力，因此下阀杆的校核可以省去，且我们认为它是

和尚阀杆一样强度是合格的。