4.13 填料装置的计算

填料装置包括填料压盖、T形槽或活节螺栓、销轴等零件。压紧螺母式填料装置适用于PN的小口径，特别是锻造的阀门上；带孔压盖式填料装置，适用于；开口压盖式填料装置，适用于的钢和球墨铸铁阀门上。

4.13.1 填料压盖的主要尺寸参数

填料孔的直径与填料宽度有关，而填料宽度（mm）通常在（1～1.6）的范围内选取，其中为阀杆的直径（mm）。

以石棉绳做填料的填料孔，对于带孔压盖式，当和时，填料圈数分别取和；对于开口压盖式，当时，填料圈数取；当和时，取。

以成型塑料（如取四氟乙烯尼龙）做填料的填料孔，对于带孔压盖式和压紧螺母式，中填料圈数分别取和。填料孔的深度H等于上、中填料和填料垫装配后的总高度加上裕量2～5mm。

石棉绳填料被压缩后的高度。其中为填料高度压缩系数：当时，取0.85；当时，取0.70；当时，取0.60。

4.13.2 填料装置主要零件的强度校验

如图4-13所示的填料压盖，应校验断面Ⅰ—Ⅰ断面和Ⅱ—Ⅱ断面以及按角度45°方向所取的断面Ⅲ—Ⅲ的弯曲应力。

（1）Ⅰ—Ⅰ断面的弯曲应力（）

　　（4-101）

式中 —Ⅰ—Ⅰ断面的弯矩，

　　（4-102）

—力臂，mm，；

—压紧填料的总力，；

　　（4-103）

d —填料压盖的内径，cm；

—压紧填料所必须施加于填料上部的比压，，，为石棉绳填料的最大轴向比压系数，根据PN和查表取值。

代入数据得：

—Ⅰ—Ⅰ的截面系数，cm。

　　（4-104）

、 —Ⅰ—Ⅰ断面的宽度和高度，cm。

（2）Ⅱ—Ⅱ断面的弯曲应力（）

　　（4-105）

式中 —Ⅱ—Ⅱ断面的弯矩，。

　　（4-106）

—填料反力处的平均直径，cm，；

—铸铁制的填料压盖的截面系数，。

　　（4-107）

—Ⅱ—Ⅱ断面对其中性轴的惯性矩，；

　　（4-108）

—Ⅱ—Ⅱ断面中性轴到填料压盖上端面的距离，cm；

　　（4-109）

对于钢制填料压盖，截面系数W2 按式（4-110）计算。

　　（4-110）

（3）Ⅲ—Ⅲ断面的弯曲应力（）

　　（4-111）

式中 —Ⅲ—Ⅲ断面的弯矩，；

　　（4-112）

—力臂，cm；

　　（4-113）

—Ⅲ—Ⅲ断面的截面系数，；

　　（4-114）

4.13.3 活节螺栓（或T形槽型螺栓）

螺栓的拉应力为：

　　（4-115）

式中 —单个螺栓的断面积，；

—螺栓材料的许用拉应力，。

4.13.4 销轴

销轴的剪应力（）为

　　（4-116）

式中 —销轴直径，cm；

—材料的许用剪应力，。

4.13.5 填料与阀杆的摩擦力计算

阀门开启时和关闭时，填料与阀杆之间将产生摩擦力，其大小与填料的种类和材料有关。设计各类阀门时都需要进行计算。

聚四氟乙烯成型填料的摩擦力为：

　　（4-117）

式中 —单圈填料与阀杆接触的高度，cm；

—填料圈数；

—填料与阀杆的摩擦系数，约为0.05～0.1。