4.9 阀杆的计算校核
4.9.1 阀杆总轴向力计算
阀门关闭或开启时的总轴向力：
（4-64）
（4-65）
式中
—阀门关闭时阀杆总轴向力，N；
—阀门开启时阀杆总轴向力，N；
—介质作用于阀杆上的轴向力，N；
—阀杆与填料间的摩擦力，N；
Q¢、Q² —关闭和开启时，阀杆密封力，即阀杆与闸板间的轴向作用力，N。
（4-66）
—阀杆直径，mm；
p —介质压力，MPa。
（4-67）
—填料层总高度，mm；
—阀杆与填料摩擦系数，石棉为0.15，四氟乙烯、柔性石墨为0.05～0.1。
对于平行单闸板闸阀：
（4-68）
（4-69）
（4-70）
式中
—关闭时密封面间的摩擦系数，见表4-3；
表4-3 闸板与阀座密封面的摩擦系数
—开启时密封面间的摩擦系数，通常取
；
—闸板组件的重量，N；
—阀座密封面的平均直径，mm；
p —计算压力，MPa，可取
。
对于楔式单闸板闸阀：
（4-71）
（4-72）
式中 
—楔式闸板的楔角，（°），通常取
；
、
—密封面的摩擦角，
，
。
4.9.2 闸阀阀杆的力矩计算
闸阀阀杆的力矩计算表如表4-4所示。
表4-4 计算式
表中符号说明如下：
、
—关闭和开启时，推力轴承的摩擦力矩，
；
、
—关闭和开启时，阀杆凸肩与支座间的摩擦力矩，；
—关闭时，阀杆螺纹摩擦力矩，，
；
—关闭时，阀杆螺纹的摩擦半径，mm；
—关闭时，阀杆螺母凸肩与支架间的摩擦力矩，
，
；
—凸肩与支架的摩擦系数，见表4-5；
表4-5 阀杆螺母凸肩与支架的摩擦系数fJ
—凸肩与支架间环形接触面的平均直径，mm；
—开启时，阀杆螺纹的摩擦力矩，，
；
—开启时，阀杆螺纹的摩擦半径，mm；
—开启时，手轮与支架的摩擦力矩，，
；
—手轮与支架的摩擦系数，取
。
、
按式（4-73）、式（4-74）计算：
（4-73）
（4-74）
式中 
—推力轴承的摩擦系数，
；
—推力轴承的平均直径，mm。
、
按式（4-75）、式（4-76）计算：
（4-75）
（4-76）
式中 
、
—关闭和开启时的阀杆凸肩与支座面间的摩擦系数，一般取
见表4-6；
—阀杆凸肩与支座环形接触面的平均直径，mm，
。
表4-6 阀杆凸肩与支座的摩擦系数
4.9.3 闸阀阀杆的强度计算
4.9.3.1 阀杆直径的估算
对暗杆闸阀及
的明杆闸阀，其有效直径可按式（4-77）计算：
（4-77）
式中
—阀杆直径，mm；
—阀杆的最大轴向力，即
。
代入数据得
但又由《实用阀门设计手册》中表9-40查得阀杆的最小直径为120mm，所以最终确定阀杆直径
。
4.9.3.2 阀杆强度计算
（1）拉压应力校核
（4-78）
式中 
—阀杆所受的拉压应力，MPa；
—阀杆总轴向力，N；
—阀杆的最小截面积，mm2，一般为螺纹根部或退刀槽的面积，
；
—材料的许用拉应力或压应力，MPa。
（2）扭转剪应力校核
（4-79）
式中
—阀杆所受的扭转剪应力，MPa；
—计算截面处的力矩，N·mm；
—计算截面的抗扭断面系数，
；
—材料的许用扭转剪应力，MPa。
（3）合成应力校核
（4-80）
式中
—阀杆所受的合成应力，MPa；
—材料的许用合成应力，MPa。
4.9.3.3 阀杆的稳定性计算
阀杆的柔度
（4-81）
式中 
—阀杆的柔度；
—阀杆的计算长度，即阀杆螺母至阀杆端部或阀杆凸肩至下端阀杆螺母间的长度，mm；
—阀杆的惯性半径，mm，对圆形断面
；
—与阀杆两端支承状况有关的长度系数，无中间支撑阀杆的m值见表4-7。
表4-7 无中间支撑阀杆的m值
4.9.4 阀杆稳定性校核
① 当
时，阀杆稳定，不必进行稳定性校核。
② 当
时，如满足式（4-82）条件，则阀杆稳定。
（4-82）
式中
—阀杆的压应力，MPa；
、
—与材料性质有关的系数，MPa；
—稳定安全系数，取
。
按式（4-83）计算：
（4-83）
式中 
—关闭时阀杆总轴力，N。
③ 当
时，如满足式（4-84）条件，则阀杆稳定。
（4-84）
式中 
—阀杆材料的弹性模量，MPa。